Выбор размеров элементов сооружения на шельфе
Это многоцелевые платформы совмещающие бурение, добычу и хранение. Длинна установки 120-180 метров. Верхнее строение трёх-ярусное, площадью 20000 м^2.
Клиренс верхнего строения должен быть таким, чтобы пропускать при самой высокой воде волны 0.1% обеспеченности. При шторме встречающемся один раз в сто лет дополнительно необходимо учесть рост уровня воды под верхним строением, вызванный разрежением из-за повышения скорости воздушного потока под ним. А так же связанного с отражением волн от опор фундаментного блока. При диаметре колонн менее 10 метров эффекты связанные с отражением волн не велики, А отстояние низа верхнегостроение дельта Hкак и для опор на сквозном опорном основании: дельтаH = Hmax + 1.1*коэфЭТА0.1+hвн+hпн, где Hmax–наивысшая годовая высота уровня моря обеспеченностью в 1 процент, коэфЭТА – высота гребня волны в 0.1 % j,tcgtxtyyjcnbdcbcntvtdjkyпри обеспеченности рассчетного шторма 1 раз в сто летб, hвн – высота ветрового нагона,Hп – наибольшая высота прилива.
При диаметре колонн больше 10 метров формула немного изменяется из-за учёта отражения волн от опор дельтаH = Hmax + 2*коэфЭТА0.1 * КСИmax+ hвн+hп, где КСИmaxрассчитывается по следующей формуле: 0.55КСИmax = 0.55 +1.4*(Dопоры/лямбда(длинна волны)).
Чтобы волна при соприкосновении с фундаментным блоком не увеличивалась слишком сильно его высота не должна превосходить 0.8 от глубины воды в месте установки. Количество и место установки опорных колонн выбираются из гидрометео условий и ледовых условий.
Если ледовые нагрузки не существенны – строят сооружение с 3-4 опорами.
В районах где ледовые нагрзки представляют опасность – предподчительны сооружения с одной колонной. В целях снижения волновых нагрузок сооружения и опорной колонны в районе ватерлинии должны иметь меньший диаметр чем в основании. Внутренний диаметр колонн должен позволять разместить технологическое оборудование, райзеры, трубопроводы на расчетное количество скважин. Расстояние между центрами соседних скважин должно быть не менее трёх метров.
Отношения внутреннего диаметра опор в районе ватерлинии и его основания примерно 0.5-0.8.
Толщина стен опор у основания 1-1.2 метра, в верхней части 0.5-0.8 метра.
Гланвым фактором, определяющим размер и конструкцию главного блока – необходимость обеспечения остойчивости сооружения, его прочности и хранения заданных запасов.
размеры фундаментного l 0.6-0.7 от глубины воды в месте установки, высота – 0.4-0.5 от длины блока. Характерный плановый размер ячеек фундаментного блока r с индексомb0.3-0.4 от длины блока. Толщина стен блока – 0.6-0.8 метра. Толщина фундамента – 3-4 метра, высота рёбер фундаментной плиты – 3-5 метра. Образование трещин в фундаментном блоке не допустимо, т.к. через них может просачваться нефть, чтобы не произошло загрязнение моря, давление в отсеках расположенных по периметру фундаментного блока, если они не заполнены нефтью должно быть меньше гидростатического наружного. Если нефть агрессивна, то необходимо изнутри облцевать нефтехранилище металлической рубашкой, либо нанести покрытие из эпоксидных смол.
Для строительства и установки гравитационной платформы должны быть рассчитаны следующие параметры:
1. При строительстве котлована – высота до которой может вестись бетонирование, объем дополнительной воздушной подушки под днищем, необходимой для вывода фундаментного блока из котлована, остойчивость при всплыти, прочность рёбер на срез под действием давления воздуха, закаченного под фундамент.
2. На этапе буксировки: осадка, требуемое количество буксиров, прочность фундаментного блока и колонн, в том числе динамическая, остойчивость
3. При заглублении сооружения (наведении верхнего строения и установки на место эксплуатации) – прочность стен фундаментного блока, остойчивость
4. При установке на место эксплуатации – посадка на дно с учётом течений, волнения, насыщения бетона водой, изменение плотности воды по глубине и т.д. объем баласта, для врезания рёбер в грунт, прочность рёбер и прочее
5. Для эксплуатации – общая и местная прочность, долговечность при действии эксплуатационных и экстремальных нагрузок, вызванных волнением, течением, льдом, ударами судов, землетрясениями и прочим. Дополнительно рассчитывают кольцевую арматуру опор на давление 0.7-0.8 МПА возникающих при взрыве газа, просачивающегося в опору при добыче. Для нефтехранилищ определяют температуру напряжения с учётом цикличности их колебаний, вызванных наполнением нефтехранилища и откачкой нефти.
Таким образом, при проектировании опорного блока необходимо учитывать:
1. Устойчивость сооружения от опрокидывания
2. Устойчивость сооружения от сдвига по подошве или подстилающему слою грунта
3. Устойчивость сооружения от сдвига и опрокидывания в результате глубинного сдвига в грунте или ледовом массиве
4. Устойчивость от смещения в результате разжижения грунта при воздействии циклических штормовых нагрузок
5. Устойчивость грунта под подошвой и вокруг фундамента от размыва потоками, обсуловленными морскими течениями.
6. Достаточная жёсткость системы сооружение-грунт, для исключения развития чрезмерных резонансных явлений из-за близости периодов собственных колебаний и волнения, особенно во время сильного шторма.
Давление на грунт по подошве фундаментной плиты можно определять с различной степенью точности, на предварительной стадии проектирования распределение давлений вычисляют прближенно, из соображений абсолютной жесткости опор и пропорциональности давлений и вызванной ими осадки. Равнодействующая вертикальной составляющей (вес опорного блока верхнего строения, балласта и других вертикальных составляющих, проходят через центры тяжести подошв фундамента или отклоняется от него незначительно. Распределение давлений на грунт от вертикальных нагрузок, с учётом указанного является равномерным, а давление от ветра волн течения создает опрокидывающий момент. При расчете грунтового основания, на которое устанавливается платформа определяют несущую способность грунта, устойчивость сооружения, его равномерность и неравномерность осадки или просадки грунта, возможность разжения грунта в результате действия размывающих потоков знака переменных нагрузок, размывок грунта под сооружением океанологическими потоками и прочее.
12 октября.
2. Платформа на сквозном опорном блоке. Изготавливаются одной или многоцелевыми. Возвышение верхнего строения определяется аналитически, аналогично гравитационными платформами. Минимальный характеристический размер опорного блока у морского дна может определяться после….
При глубине воды в диапазоне 60-120 метров по формуле: 0.66 от глубины воды – 27 десятичных от глубины воды умноженных на разницу глубина вода H-60. При глубине воды от 120-200 метров: 0.5H- 2 тысячных Hумножить на (H-120). При глубине воды >200м: 0.34H.
У блоков с оттяжками B=0,1H. При глубине до 100 м наклон стоек боковых пирамидальных блоков 1 к 8. При большей глубине наклон уменьшается. Количество стоек у блоков от 4 до 16. Стойки и поперечные связи диафрагмы должны составлять ортогональную систему. Минимальное расстояние между диафрагмами и минимальное расчетное расстояние между стойками может составлять от 12 до 25.
Раскосы опорного блока имеют Л, Z, X образную форму.В настоящее время Х форма используется очень редко. В основном используются Zформа. Горизонтальные связи и узлы соединения стоек и срезей не рекомендуются располагать в зоне периодического смачивания. Это связано с полным коррозионным процессом, кроме того, в этой зоне периодически образуются выталкивающие силы, которые могут привести к усталостному разрушению. Палубы состоят из 2-3 этажей, межэтажное расстояние определяет условия размещение оборудования. Высота обычная 8-9 метров. Палубные настилы выполняют из железобетона, металла, или других материалов, обеспечивающих его прочность и непроницаемость. Для предотвращения загрязнения моря отходами производственной деятельности. Платформы оборудуются причально-посадочными устройствами, предназначенными для подхода судов и посадке-высадке людей.