动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法.pdf

本发明提供了一种动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，包括步骤：使半潜海洋平台位于一安全试验海域；使半潜海洋平台上至少一对推进器同时以预定的测试功率运行而进行试验，记录每台推进器的试验数据；其中，每对推进器中两台推进器的推力在一条直线上，且推力方向相反。本发明可在保持平台位置基本不变的情况下完成推进器相关的推力试验，受海况影响小，保证平台安全性；试验过程中可保证推进器的输出平稳，避免试验结果偏差；可满足极限测试的条件，安全性可控。

1.  一种动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于，包括步骤：
使半潜海洋平台位于一安全试验海域；
使半潜海洋平台上至少一对推进器同时以预定的测试功率运行而进行试验，记录每台推进器的试验数据；其中，每对推进器中两台推进器的推力在一条直线上，且推力方向相反。

2.  根据权利要求1所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：成对的两推进器的推力分别朝向所述半潜海洋平台外侧。

3.  根据权利要求2所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：成对的两推进器分列于所述半潜海洋平台的左舷浮筒和右舷浮筒上，两推进器的推力方向朝向半潜海洋平台的舷外侧。

4.  根据权利要求3所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：成对的两推进器对称分布，两推进器的连线垂直于所述半潜海洋平台的长度方向，两推进器的推力方向与两推进器的连线在同一条直线上。

5.  根据权利要求2所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：成对的两推进器位于所述半潜海洋平台同一侧的浮筒上，两推力器的推力方向分别朝向半潜海洋平台的艏部外侧和艉部外侧。

6.  根据权利要求1-5任一项所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：试验过程中，成对的两台推进器的功率在误差允许范围内保持相等。

7.  根据权利要求6所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：所述误差允许范围为所述推进器额定功率的±2.5％。

8.  根据权利要求6所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：试验过程中，推进器的测试功率按设定的间隔逐次增加，使推进器依次在每一测试功率下运行而进行试验。

9.  根据权利要求8所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：所述测试功率分别为25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷，所述推进器按25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷的顺序依次运行而分别进行各工况下的试验。

10.  根据权利要求9所述的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，其特征在于：试验过程中，所述推进器在25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷下的稳定运行时间相同；在50％负荷、75％负荷和100％负荷下运行时记录试验数据的时间间隔大于在25％负荷下运行时记录试验数据的时间间隔。

动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法
技术领域
本发明涉及推进器测试方法领域，特别涉及一种动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法。
背景技术
动力定位半潜海洋平台的推进器在安装之后需要进行一系列试验以验证推进器良好的服务性能，尤其是推力试验。推力试验的好坏直接关系到平台后续的试验，比如动力定位、续航力、电站管理等其他试验，因此推进器推力试验的成功与否是海洋平台综合试验的重中之重。对推进器推力试验，通常情况下是在平台深海试航过程中，选择一片安全海域，通过调节推进器的输出功率以此来推动平台按照一定航线航行，以达到最终的测试目的，试验一般需要持续4小时以上且保持恒定的推力。但在航行过程中，因海况、周边船只、航线等多种因素影响，经常需要改变平台航向，所以推进器推力和舵角经常需要改变，造成推力出现大幅度波动，而且测试推进器需要使用推进器推动平台进行航行，平台航速较快，易发生意外情况。另外，平台的惯性行驶造成推进器的实际输出扭力不能达到额定输出推力，不能保证推进器推力的平稳输出，从而影响了测试结果。
发明内容
本发明目的在于提供一种动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，解决现有技术中推进器推力试验过程中受海况、航线等因素影响大，推进器推力不能保证平稳输出等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，包括步骤：
使半潜海洋平台位于一安全试验海域；
使半潜海洋平台上至少一对推进器同时以预定的测试功率运行而进行试验，记录每台推进器的试验数据；其中，每对推进器中两台推进器的推力在一条直线上，且推力方向相反。
优选地，成对的两推进器的推力分别朝向所述半潜海洋平台外侧。
优选地，成对的两推进器分列于所述半潜海洋平台的左舷浮筒和右舷浮筒上，两推进器的推力方向朝向半潜海洋平台的舷外侧。
优选地，成对的两推进器对称分布，两推进器的连线垂直于所述半潜海洋平台的长度方向，两推进器的推力方向与两推进器的连线在同一条直线上。
优选地，成对的两推进器位于所述半潜海洋平台同一侧的浮筒上，两推力器的推力方向分别朝向半潜海洋平台的艏部外侧和艉部外侧。
优选地，试验过程中，成对的两台推进器的功率在误差允许范围内保持相等。
优选地，所述误差允许范围为所述推进器额定功率的±2.5％。
优选地，试验过程中，推进器的测试功率按设定的间隔逐次增加，使推进器依次在每一测试功率下运行而进行试验。
优选地，所述测试功率分别为25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷，所述推进器按25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷的顺序依次运行而分别进行各工况下的试验。
优选地，试验过程中，所述推进器在25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷下的稳定运行时间相同；在50％负荷、75％负荷和100％负荷下运行时记录试验数据的时间间隔大于在25％负荷下运行时记录试验数据的时间间隔。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
一、由于在试验过程中成对运行的两推进器作用方向相反，可以保证半潜海洋平台在试验过程中平台位置基本不变，受海况影响小，保证平台安全性，避免造成试航过程中的危险事件。
二、在推进器测试过程中，发生推进器故障的情况下，可以使得平台恢复安全状态的时间缩短，平台位移小，确保平台试航过程中的安全。
三、在试验过程中推进器推力方向一定，试验中途无需转舵，推进器推力输出平稳，避免以往推力试验中因频繁转舵造成的推力输出不稳定而产生的试验结果偏差。
四、在保持平台位置基本不变的情况下，可以使所有推进器全部成对启动，实现在极限条件下测试推进器的最大输出扭力。
五、可以在保持平台位置基本不变的前提下，开启所有推进器，人为制造最极限恶劣工况，满足其他测试如震动与噪声测试所需的极限工况，降低因设备未完善测试造成的意外情况，安全性可控。
附图说明
图1是按本发明推力试验方法的推进器布置及优选推力方向示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
根据本发明的动力定位半潜海洋平台推进器推力试验方法，首先应使半潜海洋平台位于一安全试验海域，可在平台试航的时候选择一安全试验海域，优选在海上风力不超过6级，中浪中涌的天气条件下进行下一步试验步骤。
推进器的试验过程大致为：以半潜海洋平台上一对推进器为最小试验单位，使一对推进器同时以预定的测试功率运行而进行试验，记录每台推进器的试验数据。可以同时使多对推进器运行而进行试验，每对推进器中两台推进器的推力在一条直线上，且推力方向相反。较佳地，每对推进器中两推进器相向设置，两推进器的推力朝向半潜海洋平台外侧，即每台推进器产生的水流都是朝向平台外侧，避免推进器做功产生的水流和平台撞击产生额外振动，避免了对平台结构的影响。在某些条件受限的情况下，亦可使成对的两推进器的推力方向相对，推力方向均朝向平台内侧，同样也可保持平台的位置大致不变。
试验时，可以任意选择半潜海洋平台上的两台推进器作为一对测试对象，例如可以在半潜海洋平台同一侧的浮筒上选择艏部和艉部的两推进器同时测试，艏部推进器的推力方向朝向平台艏部外侧，艉部推力器的推力方向朝向平台艉部外侧。
优选地，从半潜海洋平台的左舷浮筒和右舷浮筒上各选择一个推进器而作为一对，即试验时成对运行的两推进器分列于半潜海洋平台的左舷浮筒和右舷浮筒上，两推进器的推力方向朝向舷外侧，可以在测试过程中减少平台 的振动。进一步地，成对的两推进器对称，两推进器的连线垂直于半潜海洋平台的长度方向，两推进器的推力方向与两推进器的连线在同一条直线上。
试验过程中，同时增加成对的两台推进器的推力输出，使两台推进器的输出功率在误差允许范围内保持相等并保持在需要的测试功率。较优地，误差允许范围为推进器额定功率的±2.5％。试验过程中，推进器的测试功率按设定的间隔逐次增加，使推进器依次在每一测试功率下运行而进行试验。优选地，测试功率分别为25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷，推进器则按25％负荷、50％负荷、75％负荷和100％负荷的顺序依次运行而分别进行各工况下的试验。每一工况下稳定运行的时间相同，根据具体的情况和设备情况而定，该时间例如可为一个小时，在稳定运行过程中每隔预定的间隔记录试验数据。在25％负荷下时，各设备运行还不够稳定，参数变化会相对较大，数据记录间隔可选为较小数值，例如每15分钟记录一次数据。在其他工况下，由于各机械机构已经热车，各参数相对稳定，可以相对间隔稍长的时间记录数据，例如每20分钟记录一次数据，各工况下记录数据的具体时间间隔可根据实际情况而定。一般地，在推进器试验中还会测试推进器怠速时各设备的参数，由于怠速时推进器的功率不对外输出，平台位置不会发生变化，怠速下的试验可以自行选择在某一条件下进行。
参阅图1，以下结合一动力定位半潜海洋平台的结构来具体说明本发明的推力试验方法。该平台为一半潜钻井动力定位平台，配置了6台额定功率3800KW的全回转定距桨(即推进器)，通过变频器调节原动机(推进马达)的转速获取需要的推进器负载和推力。6台推进器按图1所示方式在左舷浮筒10和右舷浮筒20上对称分布，左舷浮筒10和右舷浮筒20上各3个，分别排列在浮筒艏舯艉部。将6台推进器依次编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#，其中，1#、2#和3#推进器位于右舷浮筒20上，4#、5#和6#推进器位于左舷浮筒10上，以该平台沿长度方向的中轴线L为对称轴，1#和6#推进器对称，2#和5#推进器对称，3#和4#推进器对称。
按本发明推力试验的方法，优选地，分别以1#和6#推进器、2#和5#推进器、3#和4#推进器作为成对的试验单元。该平台的试验过程如下：
a.在驾驶室通过转舵操纵手柄将左舷浮筒10上的3台推进器(4#、5#、6#)的舵角旋转到+90度(右舷90度)；同样，将右舷浮筒20上的3台推 进器(1#、2#、3#)的舵角调整到-90度(左舷90度)。这样，4#、5#、6#推进器的推力F4、F5、F6的方向均朝向平台左侧，1#、2#、3#推进器的推力F1、F2、F3的方向则朝向平台右侧。
b.同时增大6#和1#推进器转速，并通过监控界面观察两台推进器的负荷，保证两台推进器的功率大致相等，调整每台推进器的功率在950Kw(即25％负荷)左右，因为洋流，风力等影响，该数值有一定的误差范围，只要能保证两台推进器的功率波动值在100Kw内即可。
c.待稳定以后，开始计时，每15分钟记录一次数据。
d.稳定运行一小时以后，25％负荷下试验数据记录完毕。
e.按照b步骤的方法，同时增大6#和1#推进器的负荷至1900Kw(即50％负荷)。
f.待稳定以后每20分钟记录一次数据。
g.稳定运行一小时以后，50％负荷下试验数据记录完毕。
h.按照50％负荷下的步骤方法，同时增大6#和1#推进器负荷至2850Kw(即75％负荷)，待稳定以后每20分钟记录一次数据。
i.稳定运行一小时以后，75％负荷下试验数据记录完毕。
j.按照75％负荷下的步骤方法，同时增大6#和1#推进器负荷至3800Kw(即100％负荷)，待稳定以后每20分钟记录一次数据。
k.一小时以后，100％负荷下试验数据记录完毕。
l.同理，2#和5#，3#和4#的推力试验按照上述的1#和6#试验步骤进行，并分别记录设备在各阶段试验中的数据。
m.如果条件允许(人力，设备故障率低)，六台推进器的推力试验可以同时进行。
对于上述的试验过程，作为次优的方案，也可以选择不对称的两台推进器作为一对试验对象，例如使1#和4#推进器作为一对同时测试，使两者推力相反并在一条直线上。
试验过程中记录的试验数据根据实际所需要了解的参数而定，例如输入轴转速功率扭矩、滑油单元压力温度、舵机液压动力油压力、舵机冷却器各温度参数、滑油冷却器各温度参数、推进器室温度、轴承温度等。
当推进器推力试验顺利完成，并且顺利解决试验期间发现的各类故障， 即意味着推进系统由调试状态进入实用阶段，完全可以正常投入使用，可以协助完成动力定位、续航力、电站管理等其他试验。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。