WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Проект газоконденсатного родовища Штормове (шельф Чорного моря) - Курсова робота

Проект газоконденсатного родовища Штормове (шельф Чорного моря) - Курсова робота

на ній бурового, нафтогазопромислового і допоміжного обладнання, яке забезпечує буріння свердловин, видобуток нафти і газу, їх підготовку, а також обладнання, і системи для проведення інших робіт, пов'язаних з розробкою морських нафтових і газових родовищ (обладнання для зака-чування води в пласт, капітального ремонту свердловин, засоби автомати-зації морського промислу, обладнання і засоби автоматизації для транс-порту нафти, засоби зв'язку з береговими об'єктами та інше).
Всі типи і конструкції МСП розрізняють за наступними ознаками:
способом опирання і кріплення до морського дна, типом конструкції, за матеріалами та іншими ознаками.
За способом опирання і кріплення їх до морського дна МСП бувають: па-льові,гравітаційні, пальово-гравітаційні, маятникові і натяжні, а також пла-ваючого типу.
За типом конструкції: наскрізні, суцільні і комбіновані.
За матеріалом конструкції: металічні, залізобетонні і комбіновані.
Наскрізні конструкції, звичайно, виконуються решітчастими. Елемен-ти решіток займають відносно невелику площу порівняно з площею прос-торової форми.
Суцільні конструкції (бетонні) є непроникними на всій площі зовніш-нього контуру споруди.
Враховуючи досвід спорудження платформ для видобутку нафти і газу на шельфі Чорного моря в даній роботі доцільно для розрахунків вибрати жорстку морську стаціонарну платформу.
Морські стаціонарні платформи.
МСП, які закріплені до морського дна палями, являють собою гідро-технічну металічну стаціонарну споруду, що складається з опорної части-ни, яка закріплена до морського дна палями, і верхньої будови, укомплек-тованої комплексом технологічного обладнання і допоміжних засобів, що встановлені на опорну частину МСП.
Опорна частина може бути виконана з одного або декількох блоків у формі піраміди або прямокутного паралепіпеда. Стержні решітки блоку виготовляють в основному з металічних трубчатих елементів. Кількість блоків опор визначається надійністю і безпечністю роботи в даному конк-ретному районі, техніко-економічним обгрунтуванням, а також наявністю вантажопідіймальних і транспортних засобів на заводі - виготовлювачі опорної частини МСП.
4.2 Розрахунок максимальних хвильових навантажень на споруду
Під морськими хвилями розуміють рух по поверхні моря в нерегулярній послідовності вершин і впадин. У інженерній практиці для розрахунку дії хвиль на споруди розглядають окрему хвилю, зумовлену екстремальними штормовими умовами, або використовується статичне уявлення про паро хвилювання при тих же умовах. У двох випадках необхідно встановити зв'язок між характеристиками хвилювання і швидкостями, прискореннями та тисками у воді. Для цього викори-стовують відповідну теорію хвиль.
Порівняно проста теорія руху хвиль, відома як теорія Дж.Б.Ері, розроблена у 1842 р. Вона побудована на уявленні про синусоїдальний профіль хвилі і малої висоти хвилі H порівняно з її довжиною і глибиною води h.
Відхилення хвильової поверхні від рівня спокійної води може бути записане у вигляді:
(4.2.1)
(4.2.2)
k - хвильове число, w - кругова частота.
Горизонтальна і вертикальна складові швидкості частин рідини з координатами (х,y) згідно з теорією Ері і рівнянням гідродинаміки знаходять з виразів:
(4.2.3)
(4.2.4)
Хвильове число і кругова частота пов'язані з довжиною і періодом хвилі (інтервал часу між проходженням двох суміжних вершин хвиль через фіксовану вертикаль) наступним чином:
(4.2.5)
З теорії Ері випливає, що ці величини пов'язані між собою наступним виразом:
(4.2.6)
де g - прискорення вільного падіння.
Швидкість переміщення фіксованого профіля хвилі:
(4.2.7)
Підставляючи сюди вираз (4.2.6), отримаємо вираз для швидкості поширення хвилі Ері:
(4.2.8)
Для хвиль малої висоти, які описуються теорією Ері, горизонтальна і вертикальна складові прискорення руху частин рідини з координатами (х,y) можуть бути визначені з виразів:
(4.2.9)
(4.2.10)
Надлишковий тиск p (різниця між діючим і атмосферним тисками) в точці з координатами (х,y) в момент часу t, який є сумою гідродинамічного тиску, пов'язаного з відхиленням хвильової поверхні від рівня спокійної води, і гідростатично визначається згідно теорії Ері виразом:
(4.2.11)
Застосування рівняння Морісона довільно нахилених циліндричних перепон представляє інтерес при визначенні хвильового навантаження на поперечні зв'язки у спорудах морського шельфу і похилі опорні колони. При визначенні навантажень передбачається розкладання швидкості і при-скорення рідини на нормальну і тангенціальну, у відношенні до осі цилінд-ра, складові і наступне використання при розрахунку погонного хвильово-го навантаження тільки однієї нормальної складової швидкості і приско-рення. В якості прикладу розглянемо нерухомий циліндр вільно орієнтований в системі X, Y, Z.(рис. 4.2.1).
Рис. 4.2.1 -Циліндричний елемент вільно орієнтований в просторі
Нехай напрямок і поширення хвилі співпадає з віссю Х. При цьому зв'язаний з хвильовим процесом рух води характеризується горизонтальною і вертикальною складовою швидкості (vх,vy) та прискорення (ах, аy). Введемо полярну систему координат, в якій зручно характеризувати положення осі циліндра. Швидкість рідини нормальна до осі циліндра знаходиться в цій системі координат за формулою (4.2.12):
(4.2.12)
а її складові в напрямках Х, Y, Z будуть визначатись за формулами (4.2.13):
(4.2.13)
де
(4.2.14)
Складові прискорення рідини нормального до осі циліндра визначаються за формулою (4.2.15):
(4.2.15)
Маючи ці вирази, можна отримати рівняння Морісона, яке враховує погонне хвильове навантаження на циліндричну перепону (4.2.16):
(4.2.16)
Сумарне хвильове навантаження на одиницю довжини циліндра можна знайти з формули (4.2.17):
(4.2.17)
При чому знак сумарного навантаження залежить від знаків складових.
Для порівняно коротких елементів, таких як поперечні зв'язки споруди, де характеристики руху рідини змінюються неістотно від одногокінця елемента до другого, можна використати усереднені, vx,vy і ах, ау і тоді складові хвильові навантаження на елемент будуть визначатись за формулами (4.2.18):
(4.2.18)
де L - довжина елемента.
У загальному випадку, коли швидкості і прискорення змінюються з довжиною елементів суттєво, то складові хвильового навантаження на елемент в в цілому знаходиться інтегруванням за формулами (4.2.19)
(4.2.19)
Де S - відстань вздовж осі елемента при якому інтегрування здійснюється за частиною довжини елемента, яке піддається дії хвилі.
Отримані вище залежності для вертикальних колон і вільноорієнтованих циліндрів можуть бути застосовані до окремих елементів споруди при визначенні максимального горизонтального навантаження на споруду від регулярного хвилювання. Якщо опорні колони споруди вертикальні, то то діючі на них вертикальні хвильові навантаження можуть бути визначені за формулами (4.2.20) і (4.2.21):
(4.2.20)
(4.2.21)
Причому перша з них використовується, коли в якості розрахункової прийнята теорія Ері, а друга формула відповідає теорії Стокса. Якщо колона знаходиться в початку координат (х=0), ці формули можуть бути виеористані безпосередньо для визначення навантажень на колону в довільний момент wt.
Loading...

 
 

Цікаве