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DP-3动力定位控制系统在钻井平台上的应用

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修正模
浪 、流的干 扰情况 下 ，不 借助 锚泊系 统 ，利 用 自身
的推 力 器系 统 使 海 上 浮 动装 置保 持 一 定 的 位 置＿ Ｊ
艏 向， 者按 预定运 动轨迹 运行 的 闭环 控制 系统 Ｉ。 或 ｌ Ｊ
根据 动力定 位 的不 同冗 余度 ， Ｐ ３要求 在 出现 任一 Ｄ．
Ｓ ＡＮＧ ＡＩ Ｈ Ｐ Ｉ ＤＩ Ｈ Ｈ ＩＢＵ Ｌ ＮＧ 上海造船 ２ １ Ｓ ０ ０年第 １ （ 期 总第 ８ 期 ） １
船舶 电气
ＤＰ ３动 力定位 控 制 系统 在 钻 井 平 台上 的应 用 ．
袁飞晖 ，熊 勇，宋 金扬
（ 上海外高桥造船有限公 司，上海 ２ ０３ ） ０ １７
照系统 测得 的船位 信息 与 ＤＰ传 感器 系统测 得 的环
第一 作 者 简 介 ： 袁 飞晖 ，男 ，工 程师 。 １７ 年 生 ，２ ０ 年 ９８ ０１ 辽 宁 科 技大 学通 信 工 程 专 业 毕 业 ， 从 事 船 现 舶 及 海 洋 工程 电气 专 业 设 计 工 作 。
系 统 主要 是 由主ＤＰ 统 、备 用Ｄ 系 统 、操 纵 杆系 系 Ｐ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ． ｏ ｔ ｌ ｓ ｓ ｍ ｎ ｂ ａｄ Ｈａ ａ ｇ Ｓ ｉ Ｙ ｕ ９ １ ｅ ｐ ｔｒ ｓ ｍｉｓ ｂ ｒｉ ｌ ｒ ｌ ｇ ｕ ｉ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ＤＰ ３ ｃ ｎ ｒ ｙ ｔ ｏ ｅ ｏ ｏ ｒ ｉ Ｙ ｎ ｈ ｏ ８ ｄ ｅ ｗａｅ ｅ ．ｕ ｍｅ ｓｂ ｅ ｄ ｉ ｉ ｎ ｔ ｓ ｌｎ ，ｉ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｉ ｏ ｔｏ ｅｗｏ ｋ ａ ｅｄ ｓ ｒ ｅ ｉ ａ ｅ ． ｒ ｄ ｃｉ ｅ ｉｎ ａ ｄａ ｐ ｉ ｔ ＤＰ ｃ ｎ ｌ ｔ ｒ ｒ ｅ ｃ ｉ ｄｉ ｔ ｓ ｐ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｒ ｎ ｂ ｎｈ ｐ
０ 前 言
近年来 ，随着 陆地上 油气 资源 的不 断减少 ，人
单 个推 力器 命令
们把 目光都 聚集 到 了深 海领域 的开发 。因此 ，深水
钻井 平 台的需求和 开发 深受世 界各 国的广 泛关 注 。 当前 ， 海外 高桥造 船有 限公 司正在建 造 的 ３ ０ ｍ 上 ０ ０ 深水 半潜式钻 井平 台“ 海洋石 油 ９ ｌ ，属 于第 ６代 ８” 钻 井平 台 ，是我 国“ ６ 计划 ” ８３ 重点攻 关项 目，它采 用 了 目前 最先进 的Ｄ ． Ｐ ３动力 定位控 制系 统 。 力定 动
摘要：以 “ 海洋石 油 ９ １ ８ ”钻井平台项 目为例 ，重 点阐述在此项 目中的 ＤＰ３动力定位控制系统 、生产设计及其在 ． Ｄ Ｐ控制 网络上 的应用。 关键 词：Ｄ ． Ｐ３动力定位控制系统；系统介绍 ；生产设计；应用
中 图 分 类号 ：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ ；Ｕ６ ４３ ７． １ ８ 文 献标 识码 ：Ｂ 文 章编 号 ： １０ －９２２ １ ） １０４ －４ ０ ５９ ６ （０ ０ ０－０ ２０
统 （ｏ ｓｃ ｙ ｔ Ｊｙｔ ｋ Ｓ ｓ ｍ）以及 Ｄ 传 感器和 位置参 照系 ｉ ｅ Ｐ 统 等组 成ｌ。其主 要 的结构如 下 图２ ３ Ｊ 所示 。
ＤＰ ３ 力 定位 控 制 系 统 在 钻 井 平 台上 的应 用 一动
４ ３
◆莘Ｐ 分 Ｇ ｓ
。
。 圈 台 Ｉ 操 作
位 （ ｙ ａ ｃＰ ｓ ｉｎｎ ，ＤＰ Ｄ ｎ ｍｉ ｏｉｏ ｉｇ ｔ ）系统 ，是 指在风 、
推 力器 反馈信 号 风速 、风 向 输入 设定位 置 、 艏 向、速 度
平 台位 置，艏 向 ，速 度
建砭平台 ｌ
数 学模 型 Ｊ
： ， ＿
来 自位 置参 照 系统和 传感 器 的测量 数据
Ｋｅ ｒ ｓ ＤＰ ３ｄ ｎ ｍｉ ｐ ｓｔ ｎ ｇ ｃ ｎｒ ｌ ｙ ｔ ｍ； ｙ ｔｍ ｓｒ ｃ ｉｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｄ ｓｇ ； ｐ ｌ ａｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： 一 ｙ ａ ｃ ｏ ｉ ｏ ｉ ｏ ｔ ｓｅ ｓ ｓｅ ｉ ｔ ｔ ； ｒ ｄ ｃ ｉ ｅ ｉｎ ａ ｐ ｉ ｔ ｉ ｎ ｏｓ ｎ ｕ ｏ ｏ ｃ ｏ
故 障 （ 括 由于 失火 或进水 造成 一个舱 室 的完全损 包
图１ Ｄ Ｐ控 制 系统 工作 原 理
境信 息 ，经 滤波 后得 到估算 值 ，根 据估算 值与 期望 值 进行 比较 和运 算 ，然后 经推 力器分 配模块 计算 后
失 ）后 ，可在规 定 的环 境条 件下 ，在规定 的作 业范
围内自动保持船舶的位置和艏 向Ｉ。 引
发 出对 各推 力器 的指令 。在Ｄ 控 制系 统 中，艏 向和 Ｐ
位 置 由操作 者设 定 ， 然后 由Ｄ 控 制器通 过发 出控 制 Ｐ 信 号到推 力器 系统 ， 控制 系统通 过推 力器控制 系 ＤＰ
１ Ｄ． Ｐ３动力定位控制系统介绍
ＤＰ３ 动 力 定 位 控 制 系 统 是 中 央 控 制 系 统 ． （ｎｅ ｒｔｄ ｏ ｔ ｌ ｙ ｔ Ｉｔｇａ ｎｒ ｓ ｍ，Ｉ ）中最 重要 的核心 ｅＣ ｏＳ ｅ ＣＳ 系统之 一 。其主要 的工 作原 理为 图 １ 示 。 所 动 力定位 控制 系统 的工作 原理 是 ：根 据位 置参
统 的分配 ，发 布命令 到任 何一个 在使 用 的推力器 ， 通过 改变推 力器 的运 转方 向、转 速或 叶片 的螺矩 ，
以调 节平 台 的船 位 。出现 偏差 时 ， 控制 系统可 自 ＤＰ 动探 测并进 行适 当的调整 。 控制 系统这 种控制 方 ＤＰ 式能 减少燃 料 消耗 、机 器磨 损和温 室气 体排 放¨。 １ 在“ 洋石 油 ９ １项 目上 ，Ｄ ．动 力 定位 控制 海 ８” Ｐ３

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浅谈动力定位系统在起抛锚作业中的应用

浅谈动力定位系统在起抛锚作业中的应用

66 C W T 中国水运 2021·06摘　要：近年来，随着科技的发展和社会的进步，配备DP （动力定位）系统的各类海洋工程装备陆续涌入大海，AHV （起抛锚工作船）也不例外。

深刻理解DP 系统的工作原理和正确熟练使用DP 系统的各项功能，对安全高效完成海上浮式装置的起抛锚作业不可或缺。

关键词：DP；AHV；起抛锚作业；浮式装置中图分类号：U66 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）06-0066-03浅谈动力定位系统在起抛锚作业中的应用邓春林，王高虎（中石化海洋石油工程有限公司上海船舶分公司，上海 200000）DOI 编码：10.13646/ki.42-1395/u.2021.06.0221 DP 系统简介及使用管理1.1 DP 系统简介近年来，随着科技的发展和社会的进步，配备DP 系统的各类海洋工程装备陆续涌入大海。

例如，深水钻井平台“海洋石油981”、深水铺管船“海洋石油202”、潜水支持船“深潜号”等大型装备，均采用了类似的动力定位技术。

DP 系统的全称为Dynamic positioning system。

如果非要对DP 系统下一个精确的定义，那么可以这样描述：基于计算机的自动控制船位的系统，可以使船舶保持在某一个位置，也可以移动船位。

图1 用于船舶操纵的DP 系统组成追溯DP 系统发明及应用的根源，最初是为了满足海洋工程装备从中前海挺进中深海钻探的需要。

1961年，第一代DP 技术的雏形被运用到美国的CUSS 1 浮式钻探船，主要依靠四个固定在海底的类似声呐信标向船上发射信号来获取位置变化，然后用四台推进器来维持船位在井位上方。

通过这种方法，CUSS 1 浮式钻探船在水深948米的加利福利亚近海成功进行了深海海底钻探作业，证明了通过动力将船位长时间维持在一个精确位置的可行性。

随着科技的迅速发展，DP 技术取得了快速进步，甚至被用于军事、地球物理勘探及船舶操纵方面。

动力定位(DP)系统简介

动力定位(DP)系统简介

动力定位(DP)系统简介作者：王卫卫来源：《广东造船》2014年第01期摘要：随着海洋工程项目的蓬勃发展，动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。

本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍，希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。

关键词：DP；入级符号；特点；工作原理中图分类号：P751文献标识码：AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统（Dynamic Positioning System）简称DP系统，是从上个世纪70年代逐渐发展起来的，并逐步由浅水海域向深水海域发展，应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。

随着船舶自动化程度越来越高，DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高，而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。

动力定位(DP)系统简介知识分享

动力定位(DP)系统简介知识分享

动力定位(D P)系统简介动力定位(DP)系统简介作者：王卫卫来源：《广东造船》2014年第01期摘要：随着海洋工程项目的蓬勃发展，动力定位系统(简称DP系统)的应用已越来越广泛。

本文对DP系统等级、工作原理以及根据船级社不同入级符号的设备配置等作了简单的介绍，希望能够对大家以后的开发设计及生产有所帮助。

关键词：DP；入级符号；特点；工作原理中图分类号：P751文献标识码：AInvestigation of Dynamic Positioning SystemWANG Weiwei( Guangzhou Shipyard International Co., Ltd. Guangzhou 510382 )Abstract: The application of Dynamic Positioning System (DP system) is more and more popular because of development of ocean project. The article introduce the level of DP system, work principle, the requirement of equipment according to different DP notations. I hope it is helpful to exploder, design and production in the future.Key words: DP;Classification notation;characteristic;work principle1前言动力定位系统（Dynamic Positioning System）简称DP系统，是从上个世纪70年代逐渐发展起来的，并逐步由浅水海域向深水海域发展，应用于各种海洋工程、海上科考、水下工程等领域。

随着船舶自动化程度越来越高，DP系统的定位能力以及自动化程度也越来越高，而以上各类领域的工程项目也越来越离不开带有DP系统的海上钻井平台和船舶。

动力定位系统介绍

动力定位系统介绍

动力定位系统介绍1、动力定位系统的产生和发展动力定位系统于上世纪70年代后期由美国海军研制成功，起初主要应用于潜水艇支持船、军用海底电缆铺设等作业。

从上世纪80年代初开始，随着北海油田、墨西哥湾油田的大规模开发，动力定位系统被广泛应用于油田守护、平台避碰、水下工程施工、海底管线检修、水下机器人(ROV)跟踪等作业。

尤其是90年代以来，随着海上勘探开发逐步向深水(500m～1500m)和超深水(1500m以上)发展，几乎所有的深水钻井船、油田守护船都装备了动力定位系统。

据初步估计，目前全世界装备动力定位系统的各类船只已超过1 000艘。

2、动力定位系统简述海洋中的船舶因不可避免的受到风、波浪与水流产生的力的影响，船舶在这些环境外力的干扰作用下，将产生六个自由度(纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇、艏摇)运动，而对于定位船舶而言，需要控制的只是水平面内的三个运动，即纵荡(Surge)、横荡(Sway)和艏摇(Yaw)运动。

使用动力定位控制系统能够抵消那些作用在船体上不断变化的阻力，维持操作员指定的位置与航向，或者使船舶沿着需要的轨迹移动。

动力定位控制系统使用来自一个或多个电罗经的数据来控制船舶航向；至少使用一个位置参考系统（如DGPS或声纳）的数据来控制船舶位置，从而进行船舶定位。

风传感可以测量船舶受到的风阻力的大小和方向，但是海流力和波浪力不是测量出来的，而是由船舶数学模型计算得出。

动力定位中的船舶数学模型是由扩展卡尔曼滤波算法建立的，该算法用于估计船舶航向、位置以及在各个方向运动的自由度：纵荡，横荡与艏摇，它合并了估计海洋水流与波浪影响的算法。

但是该数学模型是无法100％准确代表真正的船舶，因此根据位置参考系与传感器的测量值来不断修正该船舶数学模型，这是一个闭环控制过程。

下图是动力定位系统的控制原理图：动力定位系统可以检测与显示船舶的实际航向和位置与期望的航向和位置之间发生偏离的情况，控制器基于这些信息来控制船舶。