Численное решение задач динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока морской платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства

• Автор: Савинов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 354 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1.Применение пространственных решетчатых конструкций в инженерных сооружениях шельфа
1.2.Способы транспортировки и постановки на грунт опорных блоков морских стационарных платформ
1.3. Аналитический обзор существующих работ по аэрогидромехани-ческому сопротивлению решетчатых конструкций
1.4 .Проблемы сброса опорных частей морских стационарных платформ с транспортного средства
1.5.Вопросы, выносимые для решения в диссертационной работе
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОДОЛЬНОГО СБРОСА
2.1. Цели и задачи модельных экспериментальных исследований
2.2. Условия подобия при моделировании сброса блока с транспортной баржи
2.3. Экспериментальные исследования динамики сброса опорного блока ферменной конструкции с транспортно-спусковой баржи
2.4. Обработка экспериментальных данных и анализ полученных результатов
2.5. Основные выводы и рекомендации
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ
СБРОСА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ РЕШЕТЧАТОЙ КОНСТРУКЦИИ
3.1. Геометрия решетчатого блока

3.2. Вычисление массово-инерционных характеристик блока и параметров, определяющих его положение относительно поверхности воды
3.3. Методика расчета характеристик блока при продольном сбросе
3.4. Математическая модель сброса опорного блока с транспортноспусковой баржи
3.5. Определение присоединенных масс жидкости и коэффициентов демпфирования баржи и блока
3.6. Вычисление параметров начальной остойчивости воза «бар-жа+блок»
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЁТЫ И СОПОСТАВЛЕНИЕ С
РЕЗУЛЬТАТАМИ МОДЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
4.1 Сопоставление углов дифферента баржи и блока
4.2. Сопоставление изменения координат центра масс опорного блока в процессе сброса
4.3. Сопоставление траекторий движения центра масс блока
4.4. Сопоставление скоростей движения опорного блока на разных этапах сброса
4.5. Численный расчет сил, действующих на блок при сбросе и основные выводы по главе
ГЛАВА 5. ЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЁТЫ И АНАЛИЗ ДИНАМИКИ СБРОСА
НАТУРНОГО БЛОКА
5.1. Цель численных экспериментов и описание натурных объектов
5.2. Программа численных расчетов
5.3. Исследование кинематики движения баржи и блока при сбросе
5.4. Изменение сил и моментов, действующих на блок и баржу при сбросе
5.5. Изменение начальной остойчивости воза при сбросе опорного блока

5.6. Основные выводы по главе и практические рекомендации
ГЛАВА 6. ЧИСЛЕННЫЕ РАСЧЁТЫ ОБЩЕЙ ПРОЧНОСТИ ОПОРНОГО БЛОКА ПРИ ПРОДОЛЬНОМ СБРОСЕ
6.1. Выбор метода расчёта и программного средства для его реализации
6.2. Метод определения положения блока на аппарели в моменты его наибольшего нагружения внешними силами
6.3. Расчет и конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния натурного блока при сбросе его с плавучего транспортного средства
6.4. Параметрические исследования динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока при сбросе с плавучего транспортного средства
6.5. Основные выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ:
1 .Акты о внедрении результатов диссертационной работы

В [293], посвященной оптимальному выбору оснований морских платформ для условий Северного моря отмечается, что спуск на воду с саморазгру-жающейся транспортной баржи является критической операцией для МСП, особенно глубоководной. Это определяется следующими обстоятельствами:
- большой массой спускаемого блока;
- воздействием на длинное основание платформы гидродинамических сил в период между окончанием снятия ее креплений для транспортировки и сходом основания со спусковой баржи в воду;
- остойчивостью баржи в ходе спуска основания.
Указывается на необходимость проверки результатов расчета процесса спуска на ЭВМ модельными испытаниями. Увеличение осадки баржи и придание ей максимального дифферента при спуске основания уменьшает силы реакции поворотных аппарелей и, следовательно, массу стали, требующейся для изготовления ОБ. Остойчивость баржи при спуске достигает минимума при таких осадке и дифференте, когда силы реакции поворотных аппарелей становятся максимальными. С целью обеспечения безопасности баржи процесс спуска блока на воду требует тщательного планирования.
Компанией «Эрл энд Райт Лтд.» разработана технология монтажа стационарной буровой платформы, состоящей из двух блоков. Схема постановки проиллюстрирована на рис. 1.36 [122]. На рис. 1.37 показана схема транспортировки и последовательности установки платформы «Грейсоп I» на точку бурения с использованием буксировочного плота, [158]. Перевод блока из горизонтального транспортного в рабочее вертикальное положение осуществляется балластировкой плота и использованием двух сферических поплавков, тормозящих движение конструкции и помогающих более точно сориентировать и установить платформу на грунт.
Стальные ледостойкие платформы имеют в своем составе стойки-цилиндрические колонны большого диаметра. Это позволяет производить их транспортировку наплаву без дополнительных плавучестей (см. рис. 1.38) [40]. На месте постановки, блок балластируют и переводят в вертикальное положе-