Введение к работе
Актуальность темы диссертации
С освоением морских нефтяных и газовых месторождений неразрывно связано сооружение внутрипромысловых и магистральных подводных трубопроводов.
На шельфе СРВ в настоящее время ведется интенсивное освоение морских месторождений Белый Тигр, Дракон, Большой медведь, уже построены сотни километров морских трубопроводов. Перспектива трубопроводного строительства на шельфе СРВ связана с освоением новых открытых месторождений нефти и газа Ранг Донг, Руби, Лан Тай, Лан До, Ронг Дой н др. Планируется построить 490 км морских трубопроводов, из них 130 км внутри-промысловых и 360 км магистральных.
Сложные метеоусловия (интенсивное волнение моря и значительные скорости морского течения), а также значительная удаленность от берега (100-360км) и глубина моря (40-150м) накладывают ограничения на выбор способов прокладки трубопроводов. В условиях шельфа СРВ возможна прокладка трубопроводов с применением трубо-укладочной баржи, а также в зависимости от погодных условий с применением различных методов буксировки длинномерных плетей трубопроводов с последующей укладкой по схеме свободного погружения.
Укладка морских трубопроводов является ответственным этапом при строительстве, от успешного выполнения которого в большой степени зависит дальнейшая надежная эксплуатация трубопровода.
Как показывает практиха, одной из главных причин предаварийных и аварийных состояний морских трубопроводов являются значительные напряжения, возникающие при их укладке. Существующие методики расчета не отражают всего многообразия стадий укладки трубопровода и вариантов расчетных схем, которые имеют место при строительстве морских трубопроводов на шельфе Вьетнама, поэтому актуальной является проблема
исследования напряженно-деформированного состояния для различных стадий укладки морского трубопровода способом свободного погружения и с трубоукладочной баржи. Правильный выбор технологических схем прокладки и определение их основных расчетных параметров позволит повысить надежность морского трубопровода как в период строительства, так и в период эксплуатации трубопровода.
Цель работы
Разработка эффективных решений по сооружению морских трубопроводов на шельфе Вьетнама на основе исследования напряженно-деформированного состояния различных стадий укладхи трубопроводов способом свободного погружения и с трубоукладочной баржи.
Основные задачи исследований
В соответствии с поставленной цепью в диссертационной работе решены следующие задачи:
- исследование напряженно-дефформнрованного сос
тояния различных стадий укладки морских трубопроводов
способом свободного погружения;
- анализ влияния граничных условий в точке выхода
трубопровода на свободную поверхность моря на глубину и
длину участков трубопровода с положительной и отрица
тельной плавучестями для различных стадий укладки сво
бодным погружением;
- разработка методики расчета напряженно-дефор
мированного состояния морских трубопроводов, уклады
ваемых с трубоукладочной баржи и имеющих участки с
положительной и отрицательной плавучестями;
- анализ влияния граничных условий в точке схода
трубопровода с трубоукладочной линии баржи на основные
параметры укладки.
Методика исследований
Применение технической теории изгиба и метода начальных параметров для описания основных расчетных зависимостей для глубины укладки, угла поворота, изгибающего момента и поперечный силы с получением безразмерных зависимостей основных параметров укладки трубопровода, позволяющих выполнять анализ его напряженно-деформированного состояния и принимать оптимальные технические решения для различных стадий укладки-
Научная новизна
Разработана расчетная модель укладки подводного трубопровода способом свободного погружения и с трубоукладочной баржи от морской стационарной платформы, когда начальный конец трубопровода соединен гибкой связью с диафрагмой платформы.
Разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния для различных стадий укладки подводного трубопровода способом свободного погружения и с трубоукладочной баржи и выполнен анализ влияния граничных условий на основные параметры укладки.
Впервые разработана расчетная модель различных стадий укладки морских трубопроводов с трубоукладочной баржи и имеющих участки с положительной и отрицательной плавучестями.
Предложены универсальные безразмерные зависимости для основных параметров укладки, позволяющие выявить ряд новых закономерностей и принимать эффективные решения при проектировании и сооружении морских трубопроводов.
Практическая ценность работы
Разработанные методики расчета напряженно-деформированного состояния для различных стадий укладки
способом свободного погружения и с трубоукладочной баржи позволяют принимать эффективные технические решения при проектировании и строительстве подводных трубопроводов, исключающие аварийные ситуации от возникновения в них чрезмерных напряжений и повышающие их надежность.
Результаты исследований внедрены в практику проектирования и строительства морских трубопроводов при освоении морских месторождений СП "Вьетсовпетро" Белый Тигр и Дракон.
Апробация работы
Основное содержание работы докладывалось на научно-технической конференции, посвященной 15-летию создания СП "Вьетсовпетро" и 10-легию добычи первой тонны нефти (Вунгтау, июль 1996 г.) и на секции "Проблемы механики сплошных сред в системах добычи и транспорта нефти и газа" Конгресса нефтегазопро-мышленников России (г. Уфа, ИПТЗР, апрель, 1998 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы