بخشی از مقاله
چکیده
تحلیل و طراحی سازههای دریایی با در نظر گرفتن نیروهای محیطی دریا به صورت تئوری، کار بسیار دشوار، پرهزینه و زمانبری میباشد که با پیشرفت علوم کامپیوتری این مشکلات تا حد زیادی برطرف شده است. از اینرو در تحقیق حاضر با نرمافزار ANSYS AQWA، تحلیل هیدرودینامیکی نیروی امواج وارد بر سکوی نیمهشناور امیرکبیر به عنوان تنها سکوی فراساحلی ایران در دریای خزر در عمق 713 متری صورت گرفت و میزان فشار هیدرودینامیکی ضربهای و مکشی که امواج در دریای خزر در شرایط بحرانی بر سکوی امیرکبیر وارد میکنند بدست آمد.. نتایج بدست آمده از تحقیق حاضر نشان دادند که امواج بیشترین نیرو را در محیط دریا به سکوها وارد میکنند و نیروی اصلی وارد بر سکوهای فراساحلی، نیروی امواج میباشد.
همچنین، برای برخورد یک ارتفاع ثابت از موج به سکو، مدت زمان وارد شدن فشار مکشی از فشار ضربهای بیشتر است و فشار اصلی که باید در تحلیل و طراحی سکوهای دریایی، در نظر گرفته شود، فشارهیدرودینامیکی مکشی موج میباشد.
واژگان کلیدی: فشار هیدرودینامیکی مکشی، فشار هیدرودینامیکی ضربهای، ANSYS AQWA، سکوهای فراساحلی، تحلیل هیدرودینامیکی امواج.
مقدمه
امروزه با افزایش میزان تقاضا در بازار محصولات نفت و گاز و اکتشافات جدید فراساحلی، منابع فراساحلی به سمت آبهای عمیق و فوق عمیق رفتهاند. کشور ایران نیز با داشتن ذخایر قابل توجه اثبات شده نفت و گاز در دریای خزر از یک سو و عمق زیاد آب در محدوده آبی ایران در دریای خزر از سوی دیگر، میتواند در مسیر توسعه دریا محور قدم بردارد. سکوهای حفاری شامل سکوهای خود بالابر - برای حفاری در اعماق 15 الی 100 متر - ، سکوهای نیمه شناور - برای حفاری در اعماق 100 تا 1500 متر - و سکوهای شناور3 - برای حفاری در اعماق بیش از 1500 متر - ، میباشند . سکوی حفاری امیرکبیر از نوع سکوی نیمهشناور میباشد که محل استقرار فعلی آن در سواحل بهشهر استان مازندران، در منطقهای به عمق 713 متر میباشد.
مشخصات سکوی نیمه شناور امیرکبیر برای مطالعه تاثیر نیروی امواج وارد بر سکوی نیمه شناور امیرکبیر، مدل هیدرودینامیکی سکو مورد نیاز میباشد.. ابعاد و اندازه های مورد نیاز جهت مدلسازی هیدرودینامیکی سکو و خطوط مهاری آن در Aqwa، توسط شرکت نفت خزر ارائه شده است. این سکو دارای 8 خط مهاری متقارن میباشد که هر خط مهاری از سه بخش بالایی به صورت زنجیر پیندار، میانی به صورت کابلی و پایینی به صورت زنجیر پیندار تشکیل شده است که قطر هر خط مهاری برای بخشهای بالایی و پایینی برابر 76 میلیمتر و برای بخش میانی برابر 86 میلیمتر میباشد.
بارگذاری نیروی موج در شرایط بحرانی
بیشینه ارتفاع امواج در جهت صفر درجه نسبت به شمال - با احتمال وقوع 24 درصد - ، رخ میدهد که ارتفاع شاخص موج در این راستا برابر 7 متر با دوره تناوب 13/20 ثانیه میباشد. در تحقیق حاضر نیروی امواج به عنوان نیروی غالب در محیط دریای خزر در شرایط بحرانی یعنی در راستای صفر درجه نسبت به شمال به مدل هیدرودینامیکی سکوی امیرکبیر اعمال شد. با توجه به این که تحلیل اثرات امواچ نامنظم بر روی سازههای دریایی در نرمافزار Aqwa، از طریق طیف های موج قابل انجام میباشد. در تحقیق حاضر طبق مشخصات دریای خزر و طبق توصیه کارشناسان شرکت نفت خزر و طبق دادههای بدست آمده در پروژه مشترک دریای شمال، برای تحلیل اثرات امواج بر روی سکوی امیرکبیر از طیف JONSWAP استفاده شده است.
