بررسی به آب اندازی سکوهای دریایی

بررسی به آب اندازی سکوهای دریایی

میدان گازی پارس جنوبی (در قطر: گنبد شمالی) بزرگترین میدان گازی جهان است، که در خلیج فارس و به‌طور مشترک، در آب‌های سرزمینی ایران و قطر واقع شده‌است. در شکل زیر موقعیت قرار گیری این میدان در منطقه خلیج فارس نشان داده شده است.

در منطقه پارس جنوبی به واسطه عمق آب که در حدود 60 تا 70 متر می‌باشد، سکوهای نوع جکت بهترین گزینه برای نصب می‌باشند. نقشه عمق سنجی آبهای خلیج فارس و دریای عمان در شکل زیر ارائه شده است.

مهمترین مزیت این نوع از سکوها سختی زیاد و در نتیجه تغییر مکان جانبی کم است. علت این امر مهاربندهای قائم و افقی متعددی است که سختی بالایی را برای سازه فراهم می‌نمایند. در شکل زیر نمونه‌ای از سکوی نوع جکت نشان داده شده است.

Jacket type offshore platform

فونداسیون این سازه‌ها به‌صورت شمعی است و این شمع‌ها ده‌ها متر(به عنوان مثال 90 متر) در بستر دریا فرومی‌روند. در شکل زیر شماتیک شمع‌های فرورفته در بستر دریا نشان داده شده است. به دلیل عمق زیاد شمع‌ها، رفتار سازه تا حد زیادی متاثر از رفتار شمع‌ها و اندرکنش خاک-شمع خواهد بود.

(در خصوص مباحث اندرکنش خاک-شمع-سازه به زودی مقاله جامعی در وبسایت بارگذاری می‌شود.)

با توسعه صنعت پتروشیمی در کشور، و با توجه به میادین مهم گازی از جمله پارس جنوبی، فازهای متعددی برای بهره برداری از مخازن گاز تعریف شد. در همه این فازها، یک سکوی سرچاهی، یک سکوی سه پایه میانی و یک سکوی سه پایه فلر وجود دارد که با پل ارتباطی به یکدیگر متصل شده اند. (فقط در فاز یک، سکوهای پشتیبانی، سکونتی و سکوی مادر نیز در نظر گرفته شد). هم اکنون حدود 140 سکوی نوع جکت در آب های ایران در خلیج فارس وجود دارد. در این متن هدف اصلی ارائه توضیحی مختصر از به آب اندازی شیرجه‌ای این نوع از سازه‌ها در آب می‌باشد. 

به آب اندازی شیرجه‌ای (Launch)

به صورت گام بندی تصویری مراحل مختلف به آب اندازی شیرجه‌ای در شکل زیر نشان داده شده است. این فرآیند علیرغم اینکه به سادگی در شکل زیر نشان داده شده است. پروسه‌ای بسیار پیچیده بوده و در روند محاسبات و اجرا دقت بسیار زیادی را طلب می‌کند. آنالیزهای لازم برای انجام این پروسه عبارتند از آنالیزهای هیدرودینامیکی و آنالیزهای سازه‌ای.

 

لزوم آنالیز هیدرودینامیکی

این آنالیز برای کنترل موارد زیر لازم است:

1. اطمینان از سرعت گیری مناسب جکت در حین چرخش بر روی شناور

2. اطمینان از حداقل فاصله جکت از کف دریا 

3. بررسی رفتار جکت حین به آب اندازی و پایداری آن در حین غوطه وری

4. تعیین طرح مناسب عملیاتی برای پر کردن و تخلیه مخازن آب توازن شناور

لزوم تعریف حالت تصادفی

مطابق شکل فوق در گام چهارم، جکت روی آب شناور می‌شود. برای این منظور از تانک‌هایی تحت عنوان Buoyancy Tank استفاده می‌شود که تامین کننده شناوری سازه هستند.  از دیگر سو، برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل اعضا و غرق شدن سازه، دو سر پایه‌ها به‌صورت موقت پوشانده می‌شود. در این حالت قسمت بالایی پایه‌ها با کلاهک فلزی و بخش زیرین با دیافراگم پلاستیکی پوشانده می‌شود. 

با توجه به اینکه احتمال آسیب به پایه‌ها و نیز تانک شناوری در حین فرآیند به آب اندازی سکوی دریایی وجود دارد لازم است تا حالت‌های تصادفی بحرانی  مدنظر قرار گیرند.

این حالت‌های تصادفی چنان دارای اهمیت هستند که ممکن است کل پروسه طراحی، ساخت و اجرا با میلیون‌ها دلار هزینه در اثر عدم دقت کافی به آن‌ها زیر سوال برود. به طوری که در ماجرای غرق شدن جکت فاز 13 پارس جنوبی یکی از احتمالات عمده، اشکال در تانک‌های شناوری جکت بوده است.

 

نرم‌افزار مرتبط 

در برنامه Launch از نرم‌افزار SACS، نیروهای وارد بر سازه جکت از هنگامی که سکو شروع به لغزش روی بارج می‌کند تا هنگامی که در آب به تعادل می‌رسد، به‌صورت تحلیل تاریخچه زمانی قابل مشاهده است. همچنین به عنوان خروجی، علاوه بر نیروهای وارد بر جکت، جابجایی شناور و جکت در طی روند به آب اندازی قابل استخراج است. این نرم‌افزار اصلی‌ترین نرم‌افزاری است که برای تحلیل و طراحی سکوهای دریایی بکار می‌رود.

 

نظرات کاربران (0)

دیدگاه خود را ارسال کنید

ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
تلفن همراه شما منتشر نخواهد شد.