一種大型液化石油天然氣船水池試驗(yàn)側(cè)推功能模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模型試驗(yàn)側(cè)推功能模擬裝置，特別是關(guān)于一種大型液化石油天然氣船水池試驗(yàn)側(cè)推功能模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，石油資源的短缺以及對(duì)能源需求的不斷增長，導(dǎo)致海上油氣田的大規(guī)模開發(fā)。為了經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)海洋邊際油氣田，國際上提出了 FLNG(大型液化石油天然氣船)的概念。擁有龐大體積的FLNG長期系泊于作業(yè)海域，將經(jīng)歷復(fù)雜的海洋環(huán)境條件，并且經(jīng)常需要LNGC (液化石油天然氣運(yùn)輸船)旁靠進(jìn)行卸載作業(yè)。惡劣的海洋環(huán)境條件將引起FLNG的劇烈運(yùn)動(dòng)，尤其在LNGC旁靠FLNG進(jìn)行卸載作業(yè)的時(shí)候，過大的運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致兩船的碰撞。為了防止碰撞，通常在FLNG上安裝側(cè)推裝置。側(cè)推裝置能減少FLNG的低頻運(yùn)動(dòng)，極大地改善FLNG的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0003]目前，模型試驗(yàn)是研宄FLNG旁靠卸載作業(yè)最可靠和最主要的研宄手段之一。通過模型試驗(yàn)，可以獲得較為可靠的船體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和系泊系統(tǒng)及旁靠系統(tǒng)受力情況試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)結(jié)果可以用來校驗(yàn)理論和數(shù)值模型的計(jì)算精度，為FLNG的設(shè)計(jì)及旁靠卸載作業(yè)提供可靠的依據(jù)?，F(xiàn)有模型試驗(yàn)中側(cè)推裝置的模擬存在很多的問題，主要表現(xiàn)在:1、偵帷裝置較為復(fù)雜，主要由傳感器、控制器和執(zhí)行裝置組成。側(cè)推器是側(cè)推裝置的執(zhí)行裝置，通常為螺旋槳，螺旋槳的制作比較復(fù)雜，并且需要在船上加裝馬達(dá)來進(jìn)行推進(jìn)，裝置繁多。2、該裝置比較容易測(cè)量側(cè)推器的轉(zhuǎn)速，卻難以直接測(cè)量推力，會(huì)增加試驗(yàn)誤差。3、該裝置造價(jià)昂貴，其成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種便捷、精確、成本低的大型液化石油天然氣船水池試驗(yàn)側(cè)推功能模擬裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種大型液化石油天然氣船水池試驗(yàn)側(cè)推功能模擬裝置，其特征在于:它包括四垂向支撐、兩導(dǎo)向桿、兩微型滾珠導(dǎo)向用襯套、滾珠、兩定滑輪、兩繩子、若干不同質(zhì)量的砝碼、兩拉力傳感器、一計(jì)算機(jī)和一量角器；每兩所述垂向支撐為一組，兩組所述垂向支撐分別對(duì)稱固定設(shè)置在FLNG模型兩側(cè)的岸上；每一所述導(dǎo)向桿分別固定安裝在岸邊一側(cè)的兩所述垂向支撐頂部，每一所述導(dǎo)向桿上分別套有一所述微型滾珠導(dǎo)向用襯套，每一所述導(dǎo)向桿和每一所述微型滾珠導(dǎo)向用襯套之間設(shè)置有所述滾珠，所述微型滾珠導(dǎo)向用襯套通過所述滾珠改變其在所述導(dǎo)向桿上的位置；每一所述微型滾珠導(dǎo)向用襯套上固定連接一所述定滑輪，每一所述定滑輪上均纏設(shè)有一所述繩子，每一所述繩子的一端連接所述砝碼，每一所述繩子的另一端通過一所述拉力傳感器連接船底側(cè)推作用點(diǎn)；每一所述拉力傳感器將采集的所述船底側(cè)推作用點(diǎn)所受所述繩子的拉力發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)，其中，所述量角器用于測(cè)量靠近FLNG模型兩側(cè)的所述繩子分別與相應(yīng)所述導(dǎo)向桿之間的角度，并將其輸入到所述計(jì)算機(jī)。
[0006]它還包括一運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)和一力采集系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元，所述運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)采集FLNG模型當(dāng)前運(yùn)動(dòng)幅度，并將采集到的FLNG模型當(dāng)前運(yùn)動(dòng)幅度發(fā)送到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元，所述力采集系統(tǒng)采集系泊系統(tǒng)當(dāng)前的受力大小和方向，并將采集到的受力信息發(fā)送到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)和所述力采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算使FLNG模型的運(yùn)動(dòng)幅度不超出設(shè)定范圍兩所述繩子所需施力的大小和方向，試驗(yàn)人員根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)兩所述繩子施力的大小和方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)過程中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元實(shí)時(shí)將接收到的兩所述繩子的拉力和角度與計(jì)算得到的兩所述繩子所需施力的大小和方向進(jìn)行比較，判斷是否相等，如果相等，則證明對(duì)FLNG模型所施加的力的大小和方向符合所需施力的大小和方向；如果不相等，繼續(xù)調(diào)節(jié)，直到兩所述繩子施力的大小和方向與計(jì)算得到的兩所述繩子所需施力的大小和方向相等。
[0007]將所述拉力傳感器與所述船底側(cè)推作用點(diǎn)直接相連。
[0008]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明由于用垂向支撐、導(dǎo)向桿、微型滾珠導(dǎo)向用襯套、滾珠、繩子、定滑輪、砝碼和計(jì)算機(jī)來模擬側(cè)推裝置，通過控制砝碼的數(shù)量調(diào)節(jié)對(duì)船底側(cè)推作用點(diǎn)施力的大小，通過滾珠改變微型滾珠導(dǎo)向用襯套的位置改變施力的方向，從而達(dá)到側(cè)推的功能，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝便捷，使用方便，且成本低廉。
2、本發(fā)明包括拉力傳感器和量角器，拉力傳感器用于采集船底側(cè)推作用點(diǎn)所受繩子的拉力，量角器用于測(cè)量靠近FLNG模型側(cè)繩子與導(dǎo)向桿之間的角度，計(jì)算機(jī)根據(jù)拉力傳感器和量角器所得拉力和角度，判斷該模擬側(cè)推裝置所施力的大小和方向是否為所需施力的大小和方向，此外，拉力傳感器與施力的繩子連接，可以直接、實(shí)時(shí)測(cè)量船底側(cè)推作用點(diǎn)的所受拉力，量角器可以直接測(cè)量船底側(cè)推作用點(diǎn)受力的方向，所得結(jié)果均是直接測(cè)量得到，不需要復(fù)雜的換算過程，因此更加準(zhǔn)確。3、本發(fā)明由于將拉力傳感器與船底側(cè)推作用點(diǎn)直接相連，因此可以使拉力傳感器采集的拉力更加準(zhǔn)確。4、本發(fā)明的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元，可以對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷、統(tǒng)計(jì)分析、存儲(chǔ)和顯示，并可以將所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)形成圖像進(jìn)行顯示，方便試驗(yàn)操作人員觀察和分析。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是圖1的側(cè)視圖；
[0011]圖3是本發(fā)明微型滾珠導(dǎo)向用襯套的連接示意圖；
[0012]圖4是本發(fā)明微型滾珠導(dǎo)向用襯套位置調(diào)整示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0014]如圖1?圖3所示，本發(fā)明的大型液化石油天然氣船水池試驗(yàn)側(cè)推功能模擬裝置，包括四垂向支撐(圖中未示出)、兩導(dǎo)向桿1、兩微型滾珠導(dǎo)向用襯套2、滾珠3、兩定滑輪4、兩繩子5、若干不同質(zhì)量的砝碼6、兩拉力傳感器7、一計(jì)算機(jī)8和一量角器；每兩垂向支撐為一組，兩組垂向支撐分別對(duì)稱固定設(shè)置在FLNG模型兩側(cè)的岸上；每一導(dǎo)向桿I分別固定安裝在岸邊一側(cè)的兩垂向支撐頂部，每一導(dǎo)向桿I上分別套有一微型滾珠導(dǎo)向用襯套2，每一導(dǎo)向桿I和每一微型滾珠導(dǎo)向用襯套2之間設(shè)置有滾珠3，微型滾珠導(dǎo)向用襯套2通過滾珠3改變其在導(dǎo)向桿I上的位置；每一微型滾珠導(dǎo)向用襯套2上固定連接一定滑輪4，每一定滑輪4上均纏設(shè)有一繩子5，每一繩子5的一端連接砝碼6，每一繩子5的另一端通過一拉力傳感器7連接船底側(cè)推作用點(diǎn)9 ;每一拉力傳感器7將采集的船底側(cè)推作用點(diǎn)9所受繩子5的拉力發(fā)送給計(jì)算機(jī)8，其中，量角器用于測(cè)量靠近FLNG模型兩側(cè)的繩子5分別與相應(yīng)導(dǎo)向桿I之間的角度，并將測(cè)量的兩個(gè)角度數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)8。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明還包括一運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)和一力采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)8內(nèi)設(shè)置一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元，用于對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，得到FLNG模型所需側(cè)推力的大小和方向；運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)采集FLNG模型當(dāng)前運(yùn)動(dòng)幅度，并將采集到的FLNG模型當(dāng)前運(yùn)動(dòng)幅度發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元，力采集系統(tǒng)采集系泊系統(tǒng)當(dāng)前的受力大小和方向，并將采集到的受力信息發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析單元根據(jù)運(yùn)動(dòng)采集系統(tǒng)和力采集