《自由狀態下深海立管運動控制》是依託上海交通大學，由徐雪松擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自由狀態下深海立管運動控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐雪松
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自由狀態下的深海立管指的是下端處於非連線狀態的深海立管，如入井操作中的深海立管。由於深海立管從初始位置移動到目標位置時，常在目標位置晃動，導致立管的入井操作實現起來很困難。為了使立管能順利完成入井操作，本課題將對自由狀態下的深海立管的運動控制問題展開研究。首先建立一個適合於控制計算的立管動力學模型，並對相應的動力學方程進行求解。分析深海立管在上端運動、海洋擾動（如小幅海波、低速海流等）情況下的動力學回響特性。以控制立管上端運動作為控制立管整體運動的控制途徑，從理論上探索立管從初始位置移動到目標位置後整體沒有晃動的控制方法，以及立管在目標位置晃動抑制的控制方法。並考慮到實際海況的不可預知性，結合立管動力學特性，探索立管在水中運動的自適應控制技術。將這些研究成果套用於實際工程中，對自由狀態的立管運動進行有效地控制，將有助於立管入井操作順利地完成。
結題摘要
通過對自由狀態下的深海立管運動控制進行研究，以解決深海立管在安裝作業過程中的入井困難這一工程問題。自由狀態深海立管是下端處於非連線（即自由）狀態的深海立管，其整體的運動控制都需要通過立管上端運動來完成。深海立管的重入井操作是一個典型的自由狀態下立管的運動控制問題，由於大長度立管自身的柔性桿件特性，僅在上端運動作用下完成立管入井作業非常的費時且操控難度極高。本研究將自由狀態深海立管在水中視為大細長比的柔性桿件結構物，通過建立適合於自由狀態深海立管的多柔性體模型(Flexible Segment Model, FSM)、連續微元體模型等動力學模型及對應的求解方法，由數值計算的方法分析深海自由立管對上端運動和其他外部激勵作用下的立管動力學回響特性。同時結合深海立管的動力學回響特性，在理論上套用智慧型最佳化方法，探索用於最佳化控制立管上端的運動策略，以減少立管重入井過程中的晃動。
