VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Стационарные сооружения составляют большую часть всех сооружений на морских нефтегазовых промыслах. Они используются главным образом для долговременной эксплуатации – бурение скважин, добычи нефти, переработки и хранения нефти и газа.

Морская стационарная платформа (МСП) – гидротехническое сооружение, предназначенное для установки на ней бурового, нефтепромыслового и вспомогательного оборудования, обеспечивающего бурение скважин, добычу нефти и газа. Это индивидуальные конструкции предназначенные для конкретного района работ.

При проектировании следует определять нагрузки для стадий: строительства, транспортировки, установки и эксплуатации платформ. Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения.

Нагрузки, действующие на МСП, подразделяются на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые) нагрузки.

Постоянные нагрузки – нагрузки, которые действуют в течение всего срока службы сооружения. К ним относят вес металлоконструкции, опорной части и верхнего строения, воздействия предварительных напряжений конструкций, гидростатическое давление на элементы, постоянно находящиеся под водой, напряжения, вызванные предварительным натяжением арматуры железобетонных конструкций.

Длительные нагрузки включают вес оборудования, технологических запасов и складируемых грузов, балласта и т.д.

Временные нагрузки– нагрузки, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации могут отсутствовать. Ко временным длительным нагрузкам относятся: вес технологического оборудования, систем коммуникаций, систем управления и других технических средств, установленных на МСП, вес бурильного инструмента, обсадных труб, грузоподъемных средств различных грузов, обеспечивающих нормальную работу МСП.

Кратковременные нагрузки – нагрузки, возникающие при работе подвижного, подъемно-транспортного, сваебойного и бурового оборудования; нагрузки, имеющие место при изготовлении, транспортировке и возведении сооружения, посадке вертолетов, швартовке судов; нагрузки, вызванные гидрометеорологическими условиями (ветровые, волновые, от течения и льда), определяемые для средних параметров.

Особые нагрузки – нагрузки, связанные с резким нарушением технологического процесса (падением груза, обрывом бурильной колонны, взрывом и т.д.); вызываемые стихийными бедствиями сейсмическими воздействиями (землетрясениями, цунами, размывом грунта в основании сооружения, неравномерными деформациями грунта, сопровождающимися изменением его структуры); внешние воздействия с максимальными параметрами (волновое воздействие при максимальной скорости ветра или воздействие ледовых полей с максимальной многолетней толщиной, или температурные воздействия, определяемые для года с наибольшей амплитудой колебания среднемесячных температур окружающего воздуха).

Эксплуатационные нагрузки представляют собой совокупность сейсмических, монтажных и строительных нагрузок, а также нагрузок действующих от вспомогательного и технологического оборудования.

Сейсмические нагрузки учитывают в районах с сейсмичностью более 6 баллов. Эти нагрузки рассчитывают по первой группе предельных состояний. При этом принимают во внимание сейсмические воздействия от массы сооружения (сейсмические инерционные нагрузки) и от присоединенных масс воды (или гидродинамические давления). Сейсмичность площадки строительства принимают по данным микрорайонирования с учетом категории и характеристики грунтов.

Монтажные и строительные нагрузки определяют с учетом статических и динамических сил, действующих на сборные части во время их подъема, погрузочно-разгрузочных и транспортных операций и установки их на месте эксплуатации. При этом принимают во внимание динамические воздействия на конструкции (инерционные силы, ударные нагрузки от толчков и движения судов) во время производства строительно-монтажных работ.

Динамическое воздействие вертикальных нагрузок от двигателей стационарных и передвижных транспортных средств и других механизмов учитывают умножением нормативных статистических нагрузок на коэффициент динамичности 1,2. При расчете подвышечных многоблочных конструкций МСП на нагрузку от веса промежуточной колонны вводят поправочный коэффициент 0,4.

Нагрузки от технологического и вспомогательного оборудования, систем, механизмов, инструмента принимают на основании исходных данных по схеме нагрузок, составленной по паспортным данным оборудования, инструмента и систем, а материалов - по требуемым запасам на МСП. Эти данные выдаются заказчиком в исходных требованиях и уточняются в техническомзадании на проектирование МСП.

Как правило, основными характеристиками нагрузок и воздействий являются их нормативные значения:

- нормативные значения постоянных нагрузок определяются по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров элементов сооружения и проектным значениям объемного веса материала;

- технологических (от оборудования приборов, систем управления, материалов и т. п.) и монтажных нагрузок – по ожидаемым наибольшим значениям для предусмотренных условий эксплуатации или производства работ с учетом сроков службы конструкций и паспортных данных оборудования и систем;

- атмосферных нагрузок (ветровые, волновые, ледовые и др.) и температурных, влажностных и других воздействий – по средним из наибольших значений годовых или соответствующих определенному среднему периоду их превышения;

- динамических нагрузок от машин – по значениям параметров, определяющих динамические нагрузки, или по проектным значениям масс и геометрических размеров движущихся частей машины в соответствии с ее кинематической схемой и режимом движения, устанавливаемыми нормами проектирования;

- особых нагрузок – в соответствии с требованиями специальных нормативных документов.

Нагрузки и воздействия, полученные путем умножения их нормативных значений на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке называют расчетными.

Расчетные нагрузки подразделяются на нагрузки, применяемые в расчетах по первой и второй группам предельных состояний.

Список литературы:

1. Соколов. В.Ф. Морские инженерные сооружения. Ч. I. Морские буровые установки: Учебник. СПб.: Судостроение, 2003. – 535 с.

2. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов): СНиП 2.06.04-82. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. – 40 с.

3. Руководство по определению нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения. Л.: Энергия, 1977. – 316 с.

4. Симаков Г.В. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. Л.: Судостроение, 1989. – 386 с.

5. ПРАВИЛА классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок (ПБУ) и морских стационарных платформ (МСП). Спб.: Российский Морской Регистр Судоходства, 2001. – 418 с.

6. Пронкин А.П., Хворостовский И.С. Морские буровые моноопорные основания. Теоретические основы проектирования и эксплуатации. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. – 303 с.

7. Ильина С.В., Дробышев И.С. Тенденции развития морских стационарных платформ. // Современные наукоемкие технологии. 2013, № 8-1, 122-123 с.

8. Ильина С.В. Тетраэдальная форма кессона морской ледостойкой стационарной платформы. // Альманах современной науки и образования. 2013, № 5, 83-84 с.

9. Морская ледостойкая стационарная платформа. Патент РФ № 2421572. Тарануха Н.А., Ильина С.В., Уваров Н.И. от 20.06.2011.

Код для цитирования: Скопировать