Действие внешних нагрузок: ветра и течения – на сооружения континентального шельфа

Министерство высшего образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра нефтегазового дела

Отчет

 по лабораторной работе № 2

по дисциплине

«Действие внешних нагрузок: ветра и течения – на сооружения континентального шельфа (ППБУ)»

Вариант 4

Иркутск 2018г.

Лабораторная работа №2

Действие внешних нагрузок: ветра и течения на сооружения континентального шельфа (ППБУ) 

Цель работы: получение начальных навыков определения внешних нагрузок, действующих на полупогружную буровую установку. Задание: рассчитать ветровую нагрузку и нагрузку от течения воды, действующие на полупогружную буровую установку.

Краткие теоретические сведения: ветровые нагрузки, действующие на полупогружные буровые установки (ППБУ) континентального шельфа (рис.1), зависят от скорости ветра, его направления, аэродинамических параметров сооружений и их элементов Скорость ветра увеличивается по мере удаления от поверхности моря. Она может быть рассчитана с учетом конкретной высоты следующим образом:

𝑉х = 𝑉о (х/10)1/7                                                 (1)

где Vх и Vо – скорости ветра соответственно на высоте х и 10 м над поверхностью моря. Скорость ветра по высоте можно определить и с помощью коэффициента возрастания скоростного напора воздуха С:

      С = (х/10)0,18                                                   (2)

Для практических расчетов в качестве исходных данных применяют Vmax за последние 50 лет, то есть принимают значения экстремальных значений ветра для данного района моря (условия «жестокого» шторма). Определение статической ветровой нагрузки расчетным методом состоит в том, что общая ветровая нагрузка на ППБУ представляется в виде суммы нагрузок на отдельные составные элементы относительно Рисунок 1. Полупогружная буровая установка «Шельф» 10 простой формы, для которых известны значения коэффициентов сопротивления. Кроме того, учитывается изменчивость ветра по высоте.

Ветровые нагрузки, действующие на полупогружные буровые установки (ППБУ) континентального шельфа (рис.1), зависят от скорости ветра, его направления, аэродинамических параметров сооружений и их элементов.

[pic 1]

Морские течения возникают вследствие воздействия ветра, неравномерности поля атмосферного давления или поля температуры и солености воды, а также из-за ряда других факторов, действующих в тех или иных сочетаниях. Наибольший практический интерес представляют ветровые и приливно-отливные течения (рис.2).

[pic 2]

Расчет сил воздействия ветра и течения воды на ППБУ. Принимаем направление ветровой нагрузки и течения со стороны торцов понтон. ППБУ имеет 2-х понтонную конструкцию и 6-ть стабилизационных колонн. Данное сооружение погружено в воду ровно на половину длины стабилизирующих колонн (lкол./2). Ветровая нагрузка воздействует на верхнюю часть колонн Sк, на площадь платформы ППБУ (ширина * высоту) S1, на портал S2 и на вышку S3. Течение создает нагрузку на торцы понтонов Sn, на площади колонн Sк, находящихся под водой.