При возрастании скорости ветра и высоты волн установка переходит в режим штормового отстоя. Буровую колонну поднимают и развинчивают. Ппбу связана с устьем скважины гибким шлангом, через который ведут прокачку бурового раствора. Натяжение якорных канатов ослабляют, чтобы уменьшить ветровые и волновые нагрузки. В иностранной литературе такой режим называют “режимом ежегодного шторма”(в качестве расчетных принимают такую скорость ветра и высоту волн, вероятность появления которых – один раз в год).Горизонтальные колебания платформы достигают 7-40% глубины моря. При дальнейшем усилении ветра и волнения ППБУ переходит в режим “выживания”.В режиме выживания еще более ослабляют якорные цепи, рабирают буровую колонну. С целью уменьшения аппликаты центра тяжести свечи(звенья) буровой колонны укладывают горизонтально на палубу. Откачкой части балласта увеличивают клиренс на 1,5-2,0 м, чтобы избежать ударов волн в нижние конструкции верхнего строения.
Стабилизация ППБУ в процессе бурения обеспечивается за счет резкого уменьшения площади действующей ватерлинии и снижения возмущающих сил, вызываемых волнением .Большие размеры и разнесение стабилизирующих колонн, создающих восстанавливающий момент, позволяют обеспечить остойчивость установки.
В процессе эксплуатации ППБУ имеют три вида осадки :при бурении, в режиме штормового отстоя и на переходе. Осадка при бурении должна обеспечивать: оптимальные значения поперечной и продольной метацентрических высот при заданной проектной палубной нагрузке с учетом обеспечения мягкой реакции на пакет волн, а так же максимального погружения подводных понтонов, чтобы уменьшить влияние орбитальных скоростей присоединенных масс пакета волн; достаточное отстояние верхней палубы от взволнованной поверхности моря, чтобы пропустить волну проектной высоты(последняя определяется пределами хода компенсатора вертикальных перемещений буровой колонны и реакцией установки на вертикальную качку).
Осадка в режиме штормового отстоя определяется из условий обеспечения максимального отстояния верхнего строения от взволнованной поверхности моря для исключения ударов волн по нему, минимальных напряжений в конструкциях установки за счет уменьшения амплитуд ее перемещений, а также минимального ветрового кренящего момента вследствие уменьшения площади парусности установки. Осадка на переходе определяется из условия обеспечения минимального надводного борта для достижения максимальной грузоподъемности, минимального волнового сопротивления и максимальной площади действующей ватерлинии для обеспечения остойчивости и мореходности.
Расчёт площадей
осуществляется по чертежу
Рис. 3
Площади парусности
S1,S2,S3 – площади опорных колонн
S4 – площадь платформы
S5 – площадь верхнего строения
S6 – площадь буровой вышки
Площади смоченной поверхности
Aк– площади опорных колонн
Aп– площадь понтона
Площадь парусности
По чертежу:
S1=S2=S3= 9,24м2
S4=32,3м2
S5=36,24м2
S6=58,95м2
S∑=3*9,24+32,3+36,24+58,95=155,21м2.
Площадь смоченной поверхности
По чертежу:
Ак= 3*8,1=24,3 м2
Ап= 79,2 м2.
4.1 Расчёт сил воздействия течения и ветра на ППБУ
Равнодействующая ветровых нагрузок
Qw =
,
где ρ – массовая плотность воздуха (1,29), кг/м3;
w – скорость ветра, м/с. 7 балов Бофорта соответствует 28-33 узлам, w = 33 уз. = 16,96 м/с;
Площадь парусности S:
S∑ = S1+S2+S3+S4+S5+S6;
По чертежу:
S1=S2=S3= 9,24м2 , S4=32,3м2, S5=36,24м2, S6=58,95м2;
S∑=3*9,24+32,3+36,24+58,95=155,21м2.
Коэффициент лобового сопротивления C1∑:
;
C1 = C2 = C3 = 0,7 – для опорных колонн;
С4=1,1 – для платформы;
С5=1 – для верхнего строения;
С6=0,6 – для буровой вышки.
;
Коэффициент возрастания скоростного напора воздуха по высоте C2∑:
;
;
; 
Таким образом
Qw =
Qw=38987,68.
Величина усилия, действующего на ППБУ, связанного с течением
RT = 0,5ρСТv2Aп ; [H]
где ρ – плотность воды (1025), кг/м3;
СТ – коэффициент сопротивления обтекания конструкции водой;
Для понтона CT=1,6 ; для опорных колонн СТ=1,2;
v – скорость течения (для Чёрного моря 2 уз.), м/с. 2 уз.=1,03 м/с;
AП – площадь проекции подводной части сооружения (наружного контура) на плоскость, нормальную к потоку, м2.
По чертежу:
АП1- площадь проекции понтона = 438 м2;
АП2- площадь проекции опорных колонн = 3*52=156 м2.
RT 1= 0,5*1025*1,6*1,032*32,83=28560,07 Н
RT 1= 0,5*1025*1,2*1,032*156=21420,05 Н
RT = 28560,07+21420,05=49980,12 Н
Суммарная сила воздействия течения и ветра на ППБУ
∑F = RT + Qw = 49980,12+38987,68=88967,8 Н=88,97 кН
4.2 Расчёт жёсткости одиночной линии в статической постановке
Коэффициент жёсткости якорной линии при движении её верхнего конца в горизонтальном направлении представляет собой зависимость
СГ = dTx0/du,
где
где 
H – глубина моря в районе установки ППБУ, м. Для 2го варианта глубина моря – H=50+15*4=110м
q – вес погонного метра якорной цепи (по ГОСТУ), Н/м;
q = mg Н/м; g = 9,8 м/с2;
m = 218 d2/ 10000, кг
d – калибр якорной цепи, мм. D = 76,2.
M = 218*76,22/10000 = 126,6 кг;
q = 126,6 * 9,8 = 1241 Н/м.
Тx0 – предварительное натяжение в якорной цепи, кН.
Tx0 = 0,5 Рр
где Рр=4650 кН (для цепи калибра 76,2).
Tx0 = 0,5 *4650 = 2325 кН=2325000 Н
Таким образом 
Следовательно
Сг = 0,22-(-0,0002)-0,048+0,024+0,023= 1/0,0,220 = 4500 Н/м
4.3 Расчёт суммарной жёсткости якорных связей ППБУ
Рис. 4
Без действия внешних сил равнодействующая предварительных усилий равна нулю.
При симметричной схеме они одинаковые
P0i=Tx0
Суммарный коэффициент жёсткости многоякорной системы плавучего сооружения
Углы αi задаются по рис. α1=22,5о, α2=67,5о, α3=112,5о, α4=157,5о,
С∑= 2(С1+ С2+ С3+ С4).
С1= 
=
*0,854+3587*0,146 = 1180,702
С2= 
=
*0,146+3587*0,854 = 3720,3
С3= 
=
*0,146+3587*0,854 = 3720,3
С4= 
=
*0,854+3587*0,146 = 1180,702
С∑= 2 (1180,702+3720,3+3720+1180,702) = 2*6747,74 = 13495,48 м/Н
4.4 Расчёт максимального горизонтального перемещения плавучего сооружения от действия ветра и морского течения.
86098,73/13495,48= 6,38 м.
Условие выполняется, следовательно многоякорная система удержания ППБУ обеспечивает необходимую устойчивость.
Вычисление необходимой длины якорной связи.
XЯ = 655 м
Расчёт показывает, что использование пассивной многоякорной системы удержания целесообразно для ППБУ.
Выходные данные:
L= 70 м
B= 42 м
d0= 6.6 м
dр= 13.8 м
1) Б.А. Бугаенко, А.Ф. Галь «Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Океанотехника»» - Николаев 2011 г.
2) Б.А. Бугаенко, А.Ф. Галь «Плавучие сооружения океанотехники- Николаев 2010 г.
3) Морские инженерные сооружения. Часть I. Морские буровые установки.
Учебн./ Р.В. Борисов и др. – СПб.: Судостроение, 2003. – 535 с.
4) Бородавкин П.П. Морские нефтегазовые сооружения. Часть 1. Конструирование. Учебн. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2006. 555 с.
5) Бородавкин П.П. Морские нефтегазовые сооружения. Часть 2. Технология. Учебн. – М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2007. 408 с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.