بخشی از مقاله
چکیده
مهاربندی تک نقطه ای1 بعنوان تأسیسات فراساحلی جهت بارگیری یا تخلیه نفت و گاز در دریا استفاده میشود. در ایران نام آن، به اختصار گوی شناور متداول شده است. این سازه دریایی بصورت شناور یا ثابت میباشد. در این تحقیق نوع شناور آن مد نظر بوده، که با زنجیر به بستر دریا مهار می شود. در این تحقیق مهاربندی گوی شناور، که یکی از پارامترهای مهم طراحی آن به حساب می آید، در شرایط محیطی مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرار خواهد گرفت. برای تحلیل مهاربند2 گوی شناور از نرم افزار OrcaFlex Ver. 9.4e - انگلستان - که مربوط به شرکت Orcina می باشد، استفاده شده است.
به این منظور و برای محاسبه نیروهای وارده بر مهاربندها - که 6 عدد در نظر گرفته شده است و با زاویه 60 درجه نسبت به هم قرار گرفته اند - از آنالیز تفرق و تاریخچه زمانی استفاده شده است. در این تحقیق نیروهای محیطی با دوره بازگشت100 3 سال، برای تحلیل مهاربندها در نظر گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با کاهش و افزایش قطر مهار، نیروی وارده بر مهاربندها نیز کاهش و افزایش می یابد. همچنین اثر قطر زنجیر و جهت و مقدار موج و جریان نیز مورد بررسی قرار گرفته است. رفتار جهت موج و جریان نشان می دهد که هر چه راستای موج و جریان به راستای هر مهاربند نزدیکتر باشد،
نیروی وارده به آن مهاربند افزایش می یابد. در این تحقیق بعنوان بررسی موردی4 از نیروهای محیطی پروژه طراحی شده گوی شناور جهت صادرات نفت خام فوق سنگین آزادگان در منطقه نفتی بهرگان که توسط مهندسین مشاور تهران برکلی انجام شده، استفاده گردیده است.[6] با تحلیل مهاربندهای گوی شناور، حداقل مقدار ضریب اطمینان حاصل از نیروی مقاوم مهاربند نسبت به نیروی وارده به آن 2/67 محاسبه می شود، که نشان دهنده کفایت مشخصات فنی و هندسه مهاربند در مقابل نیروهای محیطی وارده به آن می باشد.
مقدمه
در میان مؤلفههای یک سازه دریایی شناور، سیستم مهاربندی آن جهت حفظ موقعیت سازه شناور در محل خود، از اهمیت ویژهای برخوردار است. برای طراحی سیستمهای مهاربندی نیز پارامترهای مختلفی وجود دارد؛ نظیر نوع مهار، مقاومت خط مهاربندی، الگوی بستر، شرایط محیطی و مدت زمان بهرهبرداری از آن. از اینرو برای تعریف سیستم مهاربندی بهینه، یعنی سیستمی که منجر به تغییر مکانهای حداقل واحد شناور شود، جوانب متعددی میبایستی در نظرگرفته شود. در این مقاله جوانب مختلف مربوط به سیستم مهاربندی مدنظر قرار میگیرد. در این مقاله ابتدا پارامترهای محیطی - موج و جریان - وارد به سیستم مهاربندی گوی شناور تشریح شده و سپس عملکرد مهاربندها تحت این پارامترهای محیطی مورد بررسی قرار میگیرد. تحلیل مهاربندها بر اساس آیین نامه DNVGL انجام شده است. [2] & [3]
اجزای گوی شناور
مواجه شدن با شرایط محیطی دریا برای یک سازهی شناور امری اجتناب ناپذیر است. این شرایط محیطی که مهمترین آنها امواج هستند، نیروهائی را بر سازه شناور وارد میکنند. مهاربندی سازههای شناور با مهار آنها به بستر دریا توسط زنجیر صورت میپذیرد. درصورتیکه شرایط دریایی و نیروهای محیطی سخت باشد و عمق آب دریا برای پهلوگیری نفتکشهای بزرگ مناسب نباشد، از گوی شناور جهت بارگیری و تخلیه مواد نفتی از نفتکشهای دریایی بزرگ استفاده میشود.
گویهای شناور از اجزای زیر تشکیل شدهاند: - شکل - 1
· بدنه بویه1
· سیستم مهاربندی شامل خطوط مهاری و شمع یا لنگر مهاری میباشد.
· چندراهه انتهای خط لوله2
· شلنگ مغروق3
· شلنگ شناور4
· خطوط لوله دریایی5
شکل :1 اجزای گوی شناور - TehranBerkeley 2012 -
سیستمهای حفظ موقعیت سازه های دریایی شناور6
سازههای شناور بطور پیوسته در معرض نیروهای وارده از طرف موج، باد و جریانهای دریایی قرار دارند. اجرای صحیح و ایمن عملیات دریایی این سازهها، نیازمند آن است که حرکتهای آنها تا حد ممکن تقلیل یافته و در حد مجاز باشد. بنابراین، قرارگیری سازههای شناور در موقعیت دقیق و نیز حفظ این موقعیت در حین عملیات دریایی، یکی از چالشهای اساسی در طراحی و نصب آنها بشمار میروند. بر اساس آیین نامهی [1] - API-RP-2SK 2005 - سیستمهای حفظ موقعیت سازههای شناور به سه گروه تقسیم میشوند:
· سیستم مهاربند گسترده: 7در این سیستم تعدادی خط مهار بصورت گسترده و معمولاً با چیدمانی متقارن به گوشههای پلان سازههای شناور متصل میشوند. خطوط مهار گسترده از جنس زنجیر، کابلهای سیمی، کابلهای الیاف طبیعی یا مصنوعی، و یا ترکیبی از آنها ساخته شده و انتهای آنها توسط لنگر به بستر دریا متصل میشود. سیستم مهار گسترده به دو نوع لخت8 و کشیده مورب9 تقسیم شده که نمایی شماتیک از آنها در شکل 2 نمایش داده شده است.
شکل :2 سیستم مهار گستردهی لخت و کشیده [4]
· سیستم مهار کشیده:1 از این سیستم در سکوهای پایه کششی که دارای شناوری مثبت هستند استفاده میشود. این سیستم شامل کابلهایی با پیش کشیدگی بسیار زیاد است که بصورت کاملاً قائم به بستر دریا متصل میشوند. سختی قائم بسیار زیاد این کابلها، حرکتهای سکو را در امتداد قائم محدود میکنند.
شکل:3 سیستم مهار کشیده [4]
· سیستم تثبیت دینامیکی:2 این سیستم یک روش خودکار برای حفظ موقعیت سازهی شناور است. در این سیستم، به کمک پیشرانههایی3 که بر روی سازه شناور نصب شده است، نیروهایی جهت خنثی کردن بارهای موج، باد و جریان تولید میشود و شناور را بصورت هوشمند در محدودهی مکانی مجاز قرار میدهد. شکل 4 اجزای اصلی این سیستم را نشان میدهد.
