随着海洋油气开采时间的推移,存在很多无法达到产能要求的油气田,此时对其设施的拆解迁移就迫在眉睫。项目组将开发一套超大型海上油田设施一体化拆解装备,为验证双船协调控制的有效性和适用范围以及举升装备的动力学响应,开展模型实验是必需的。本文依托国家工信部特种船舶与装备专题,为超大型海上油田设施一体化拆解作业模型实验设计并搭建实验台架,为进行拆解模型实验打下基础。首先,介绍了该一体化拆解方案,依据实际拆解方案要求设计一体化拆解作业模型实验方案。提出由六自由度运动平台模拟半潜驳船甲板运动,伺服电动缸代替浮箱以及压载箱的作用并添加主动式升沉补偿功能,完成整体实验台架的设计。其次,设计了举升臂原型结构,并对举升臂进行了静力学仿真分析,确定其结构强度满足拆解作业要求,并对其结构进行优化。利用相似原理推导了模型实验的相似准则,设计模型实验中举升臂缩尺模型,简化拆解模型,选择合适材料并对举升臂模型进行静力学分析确定其满足强度要求;对六自由度运动平台与伺服电动缸进行选型,完成各个元件参数的确定工作。对所设计的实验台架进行了仿真分析。建立了实验台架的机械运动模型;为了准确模拟实际半潜驳船甲板的运动情况,建立了六自由度运动平台控制模型;提出主动式升沉补偿策略,由伺服电动缸充当执行元件,搭建了伺服电动缸位置控制模型;将运动模型与控制模型联合进行仿真,实现实验台架运动模型与控制模型的联合仿真,验证了实验台架运动与控制的准确性,以及升沉补偿策略的有效性,为实际搭建实验台架提供数据支持。最后根据实验台架的设计仿真,搭建了超大型海上油田设施一体化拆解作业实验台架。