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1、船舶动力定位技术的历史和发展船舶动力定位技术的历史和发展 哈尔滨工程大学 2009年4月 1.动力定位技术的历史和发展1.动力定位技术的历史和发展 ? 1947年 在墨西哥湾水深6米进行了钻井 ? 1963年 水深75米 ? 1976年 水深260米 ? 1978年 水深312米， 钢结构物重59000吨 ? 1988年 水深达411米（世界纪录）钢结构物重77000吨 ?缺点：价格昂贵， 不可移动 导管架模式钻井 1.动力定位技术的历史和发展1.动力定位技术的历史和发展 锚泊模式钻井 ? 1953年 达到水深120米 ? 1976年 达到水深1055米 ? 1987年 达到水深1985米 ?
2、 缺点：受到海流影响， 保持不变位置，影响水 下作业 1.动力定位技术的历史和发展1.动力定位技术的历史和发展 动力定位系统模式 ? 1961年3月9日美国CUSS 1钻探船用动力定位系统 在LaJolla实现了水深948米的成功钻井，不久又实 现了水深3560米深钻井，位置保持范围小于半径 180米。 ?CUSS 1号有4个推进器 ?水声参考系统 ?4个抛锚的浮标，带有雷达反射器 ?1961年3月9号 在948米深处 1.动力定位技术的历史和发展1.动力定位技术的历史和发展 ?美国1961年研发出动力定位系统 ?法国1963年研发出动力定位系统 ?英国1974年研发出动力定位系统 ?挪威19
3、77年研发出动力定位系统 1977年5月17日，SEAWAY EAGLE -挪威第一艘带有动力定 位系统的船舶 Kongsberg Simrad探险开始 2 动力定位技术概述2 动力定位技术概述 哈尔滨工程大学 2008年10月 2.2.2.2.动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述 SenseSense Assess Respond 2.2.2.2.动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述 动力定位系统定义动力定位系统定义动力定位系统定义动力定位系统定义 基于计算机的自动控制浮游式的基于计算机的自动控制浮游式的基于计算机的自动控制浮游式的基于
4、计算机的自动控制浮游式的 船舶位置的系统，即可自动保持船船舶位置的系统，即可自动保持船船舶位置的系统，即可自动保持船船舶位置的系统，即可自动保持船 位不动，又可在低速控制船从一个位不动，又可在低速控制船从一个位不动，又可在低速控制船从一个位不动，又可在低速控制船从一个 位置到另一个位置。位置到另一个位置。位置到另一个位置。位置到另一个位置。 在风、流、浪作用的环境中使在风、流、浪作用的环境中使 船舶依靠推进器产生适当的力和力船舶依靠推进器产生适当的力和力 矩以保持航向和位置（固定或运动矩以保持航向和位置（固定或运动 的）的技术。的）的技术。 2.2.2.2.动力定位技术概述动力定位技术概述动力
5、定位技术概述动力定位技术概述 船舶六自由度运动的描述船舶六自由度运动的描述 2.2.2.2.动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述 动力定位技术原理动力定位技术原理动力定位技术原理动力定位技术原理 电罗经 多台推进器 推力分配 DGPS 船舶 动态特性 最优 智能控制器 X H Y 0 0 0 H Y X F M 多台电机 多台螺旋浆 转速测量装置 纵横倾传感器 风传感器 2.2.2.2.动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述 动力定位技术原理动力定位技术原理动力定位技术原理动力定位技术原理 风风风风 前馈前馈前馈前馈 最优控制器最优控制器最
6、优控制器最优控制器 船舶模型船舶模型船舶模型船舶模型 自适应模型自适应模型自适应模型自适应模型 测量系统测量系统测量系统测量系统 控制系统控制系统控制系统控制系统 推进系统推进系统推进系统推进系统 2.2.2.2.动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述动力定位技术概述 测量系统测量系统 ?位置测量系统位置测量系统 ?卫星测位卫星测位 ?无线电测位无线电测位 ?水声测位水声测位 ?激光测位激光测位 ?张力索测位张力索测位 ?其他传感器其他传感器 ?电罗经电罗经 ?风传感器风传感器 ?垂直面参考单元垂直面参考单元 ?计程仪计程仪 ?外力测量装置外力测量装置 推进系统推进系统推进系统推进系
7、统 ?槽道推进器槽道推进器槽道推进器槽道推进器 ?全回转推进器全回转推进器全回转推进器全回转推进器 ?主推进器主推进器主推进器主推进器 ? ? 工作模式转换工作模式转换工作模式转换工作模式转换 ? ? 手动控制手动控制手动控制手动控制 ? ? 动力定位系统动力定位系统动力定位系统动力定位系统 控制控制控制控制 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 手柄集中操纵手柄集中操纵手柄集中操纵手柄集中操纵 自动航向保持自动航向保持自动航向保持自动航向保持 定速航行定速航行定速航行定速航行 自动位置保持自动位置保持自动位置保持自动位置保持 自动航迹保持自
8、动航迹保持自动航迹保持自动航迹保持 目标自动跟踪目标自动跟踪目标自动跟踪目标自动跟踪 综合信息显示综合信息显示综合信息显示综合信息显示 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 手柄式集中操纵手柄式集中操纵手柄式集中操纵手柄式集中操纵 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 自动航向保持、定速航行自动航向保持、定速航行自动航向保持、定速航行自动航向保持、定速航行 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 自动位置保持自动位置保持自动位置保持自动位置保
9、持 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 自动航迹保持自动航迹保持自动航迹保持自动航迹保持( (高速）高速）高速）高速） 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 自动航迹保持自动航迹保持自动航迹保持自动航迹保持( (低速）低速）低速）低速） 动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能动力定位系统的基本功能 目标自动跟踪目标自动跟踪目标自动跟踪目标自动跟踪 动力定位系统的专用功能动力定位系统的专用功能动力定位系统的专用功能动力定位系统的专用功能 动力定位技术的应用动力定位
10、技术的应用动力定位技术的应用动力定位技术的应用 ? ? 钻井船及钻井平台钻井船及钻井平台钻井船及钻井平台钻井船及钻井平台 ? ? 穿梭油轮穿梭油轮穿梭油轮穿梭油轮 ? ? 三用工作船三用工作船三用工作船三用工作船 ? ? 挖掘船挖掘船挖掘船挖掘船 ? ? 海洋支持船海洋支持船海洋支持船海洋支持船 ? ? 科学考察船科学考察船科学考察船科学考察船 ? ? 铺管、铺缆船铺管、铺缆船铺管、铺缆船铺管、铺缆船 ? ? 海底管线检修船海底管线检修船海底管线检修船海底管线检修船 ? ? 浮吊浮吊浮吊浮吊 ? ? 打捞救生船打捞救生船打捞救生船打捞救生船 ? ? 猎扫雷艇猎扫雷艇猎扫雷艇猎扫雷艇 Offsh
11、ore LoadingOffshore Loading Basic Weather Basic Weather VaningVaning Offshore LoadingOffshore Loading Basic Weather Basic Weather VaningVaning 铺缆作业铺缆作业铺缆作业铺缆作业 CABLE REEL OVERBOARDING CHUTE CABLE TENSION MEASUREMENT & COMPENSATION 铺管作业铺管作业铺管作业铺管作业 FIRING LINE STINGER OVERBEND SAGBEND TOUCHDOWN POINT
12、 PIPELAY VESSEL USED FOR DEEP-WATER PIPELAY PROJECTS STINGER ASSEMBLY PIPE CONSTRUCTION AT SHORE FACILITY CAROUSEL REEL LAY RAMP THIS METHOD SUITABLE FOR FLEXIBLE OR RIGID PIPELINES REEL-LAY S-LAYJ-LAY 铺管作业铺管作业铺管作业铺管作业 挖掘作业挖掘作业挖掘作业挖掘作业 TENSION MEASUREMENT ANGLE MEASUREMENT X/Y ANGLE MEASUREMENT X/Y DRAGHEAD (PORT AND STARBOARD) 挖泥作业挖泥作业挖泥作业挖泥作业 钻井钻井钻井钻井 钻井钻井钻井钻井 协调动力定位应用协调动力定位应用协调动力定位应用协调动力定位应用 协调动力定位应用协调动力定位应用协调动力定位应用协调动力定位应用 并行操作并行操作并行操作并行操作