Головна |
Елементи SALM - плавучий корпус (кесон, бочка), якірна зв'язок (канат, ланцюг), якір-база. Застосовується для великої глибини моря (більш 40-60м)
Елементи СALM - плавучий корпус (кесон, бочка), якірні зв'язку (ланцюга), якоря-палі (при необхідності). Застосовується для невеликої глибини моря (до 40-60м)
Елементи SFM (полуплавучего) - плавучий корпус (колона), якірні зв'язку (при необхідності), база-шарнір (пальових). Застосовується для невеликої глибини моря (до 50-60м)
Як правило, FPSO (тривала стоянка) або танкери (завантаження нафтою), пришвартовані до терміналу, мають систему динамічного позиціонування, яка справляється з «повільними» (низькочастотними) відносно невеликий величини впливами (вітер, течія, сили хвильового дрейфу). Хвильові сили щодо великої амплітуди і невеликого періоду викликають спільну горизонтальну качку судна і терміналу з розмахом не більше висоти хвилі і, відповідно, викликають переміщення і зусилля в швартових не більше допустимих. Для роботи в льодових умовах плавучі термінали не призначені.
Параметри терміналу визначаються послідовними наближеннями в наступному порядку.
1) Задаються в першому наближенні кліренс, осаду, розміри і повний обсяг плавучого корпусу, і, потім, визначається маса корпусу ОЧ, використовуючи таблицю 2.1;
Примітка. Для врахування впливу вертикальної реакції ясу у ваговій навантаженні Rясу підсумовується з вагами, при цьому аппликата точки прикладання Rясу відповідає аплікат (клюзов) точок закріплення зв'язків ясу.
2) Складаються і вирішуються рівняння ваг і моментів для спорудження:
Рівняння ваг для розрахунку плавучості
Gterm = Gвс + Gоч
Gterm + Rясу= RgV (закон Архімеда)
Рівняння моментів ваги для розрахунків остійності (ц. Т.)
GtermZg = GвсZgвс + GочZgоч
Zgf = (GtermZg + RясуZкл) / (Gterm + Rясу)
де rgV - сила Архімеда, МН,
rg - питома вага води, МН / м3 (Від 0,0098 до 0,0101)
Rясу - Вертикальна реакція ясу, МН
Zg - аппликати центру ваги терміналу, м
Zc - аппликати центру величини, м
Zкл - аппликата точок закріплення (клюзов) ясу, м
Zgf - аппликати центру ваги терміналу з урахуванням реакції ясу, м
Результати рішення рівнянь ваг і моментів (розрахунок вагового навантаження) в практиці проектування прийнято надавати за формою таблиці 6 (так само, як в п. 2.4.2):
Для плавучих терміналів SALM і СALM т виконується розрахунок гидростатических характеристик для 2-4 осад, який представляється в таблиці за формою (як і для плавучих платформ):
Таблиця 2.6. Розрахунок гідростатичних характеристик
Осадка Т, м | SWL, м2 | V, м3 | Zc, м | М, т (з урахуванням прийнятого баласту) | Zg, м | r = J / V, м (метацентричної радіус) | Rясу, кН, (вертик. Реакція ясу) | h = (Zc + r- Zg), м (метацентрическая висота) |
Примітка. «Уявний» центр ваги утворюється при інтерпретації реакції ясу як прикладеного ваги. |
У таблиці 2.6 показаний алгоритм розрахунку гідростатичних характеристик споруди при його зануренні / спливанні, в т. Ч., Отримання зміни метацентрической висоти в процесі варіацій опади (через підрядник). У шпальтах включені наступні параметри, відповідні поточної осаді (лівий стовпчик):
Т, м - поточна осаду
SWL, м2 - Площа ватерлінії
V, м3 - Поточний водотоннажність
Zc, м - аппликата центру величини для поточної опади
М, т - маса споруди з поточної осадкою з урахуванням прийнятого баласту
Zg, м - аппликата центру ваги
r = J / V, м - метацентричної радіус
Rясу, кН, - вертикальна реакція ясу
h = (Zc + r- Zg), м -метацентріческая висота при поточній осаді
Відновлює момент визначається по метацентрической формулою:
Мвіднов = RgVh sin?
де ? - кут нахилу осі плавучого корпусу ОЧ до вертикалі
Крок за осадкою (в лівому стовпчику) визначається як приблизно десята частина повної зміни опади, але в районі різкої зміни площі ватерлінії крок повинен бути зменшений, щоб не упустити момент виникнення мінімальної остійності. Допускається тимчасової поява невеликій негативній метацентрической висоти в процесі занурення за умови подальшого переходу в позитивну частину діаграми остійності.
Рівняння ваг і моментів разом з розрахунком плавучості і остійності зручно вирішувати послідовними наближеннями, одночасно з кроками по визначенню реакції ясу.
Для полуплавучего терміналу типу SFM відновлює момент визначається за формулою
Мвіднов = [RgV (ZС + R) - GочZg] sin?
де Gоч - Вага плавучого корпусу ОЧ, кН
3) По результату визначення центру ваги споруди за рівнянням моментів розраховується величина початкової метацентрической висоти, яка повинна бути не менше 1 м при проектній осадці і не менше 0,3 м при інших опадах. При надмірності (недостатності) водотоннажності або метацентрической висоти зменшите (збільште) поперечні розміри корпусу споруди (або водотоннажність FPU або FPSO) і виконайте розрахунки для другого наближення.
2.10.3 Визначення характеристик ясу терміналу
Одночасно з рішенням рівнянь ваг і моментів необхідно визначити характеристики ясу (число і довжину зв'язків, їх розташування і точки закріплення). Для визначення і перевірки необхідно виконати розрахунок (і моделювання в динаміці) по одній з сертифікованих програм, призначених для проектування заякоренних споруд. Зручною, доступною і апробованої програмою, сертифікованої Регістром РФ є "Anchored Structures" (СПб ГПУ). При відсутності можливості застосування програм можна використовувати спрощений підхід, викладений нижче. Доцільно виконувати розрахунок в наступній послідовності.
SALM.
Визначення вертикальної реакції системи заякоренних (ясу) і необхідної тримає сили якоря-бази
Визначаються головні погодні навантаження в першому наближенні (вертикальні і горизонтальні сили від хвилі, течії, вітру льоду, см. Розділ 3). Враховується, що ОЧ SALM і CALM при русі на сильному хвилюванні відстежують поверхню моря, т. Е., Гойдаються разом з хвилею, а якірні зв'язку відстежують прилив / відлив.
Для розрахунку ясу SALM застосовуються такі обмеження:
- Не допускається ослаблення (з провисання) якірної зв'язку;
- Не допускається досягнення межі текучості в натягнутій зв'язку (з заданим КБ = 1,5);
- Не допускається відрив гравітаційного або пальового якоря-бази від грунту дна моря.
Застосовуються наступні формули:
Початковий натяг має бути не менше Т0 - РZB
Вертикальна реакція ясу SALM визначиться як
Rясу= [РZB. + M (1 + k33) aB]
де РZB - Максимальна хвильова сила при повному перекритті ОЧ хвилею, кН
M - маса ОЧ, т
k33 - Коефіцієнт приєднаної маси у вертикальному напрямку,
aB= zВ?2 - Амплітуда вертикального прискорення хвилі, м / с2,
? частота хвилі, 1 / с
Відсутність відриву якоря- бази від дна визначиться як:
- Для гравітаційного якоря
GЯ > 1,5 Rясу
де GЯ - Вага якоря, кН
- Для пальового якоря
?Рпалі 1,5 Rясу
де Рпалі - Тримає сила однієї палі, кН
CALM.
Визначення калібру і числа ланцюгів для ясу
Основний принцип забезпечення стійкості CALM - недопущення повного підйому і відриву ланцюгів від грунту дна моря. Тому (при спрощення) перевіряються дві умови:
1) довжина ділянки кола на дні повинна перевершувати в 1,5 рази сумарний максимальний підйом води (з урахуванням припливу). Тоді мінімальна активна довжина ланцюга визначиться за формулою:
l = Z + 1,5 (НПР + zВ)
де Z - піднесення клюзов ясу над дном моря при спокійній воді, м
НПР - Висота припливу, м
zВ - Максимальне підвищення хвилі, м
2) жодна з ланцюгів не повинна повністю витягуватися (відриватися від дна) при максимальному горизонтальному зусиллі (від хвилі, течії, танкера) з КБ = 1,5.
Як видно зі спрощеної схеми малюнка 5, довжина зв'язку визначається співвідношенням:
де - Зміщення споруди, м
Х0 - Проекція зв'язку на дно до додатка сили, м
l - довжина зв'язку, м
z- вертикальне відстань від клюзов до дна моря, м
КБ = 1,5
Зазвичай приймають допустиме зміщення як 15% від глибини моря ( = 0,15 z).
Характеристики ясу повинні забезпечити:
- Міцність якірних зв'язків з коефіцієнтом безпеки не менше 1,65 - для безледних умов, і не менше 2,0 - для льодових умов.
Натяг зв'язків визначається зі співвідношення при протистоянні горизонтальної навантаженні:
де - Горизонтальна сила, МН
- Натяг i-тій зв'язку після прикладання сили,
- Кут між горизонтальною проекцією зв'язку і напрямком сили
- Кут між напрямком зв'язку у точки кріплення до корпусу і вертикаллю
R0 ?0 и ?0 - Ті ж параметри до прикладання сили
3) Для FPSO, пришвартовані біля терміналу необхідно вибрати і перевірити на міцність швартових зв'язок, що з'єднує FPSO з туреллю (поворотним столом терміналу), для чого виконується розрахунок погодних навантажень на FРSO.
Приклади морських офшорних споруд | Перелік розрахунків для проектування споруд в експлуатаційному стані. | Початкові дані | Порядок проектування гравітаційного споруди (платформи або терміналу) | Порядок проектування пальового споруди | Порядок проектування плавучого заякоренних споруди | Рішення рівняння ваг і моментів і розрахунок плавучості | Визначення характеристик ясу заякоренних споруди | Райзер | Умови стійкості на грунті самопідйомних споруд |