Концептуальное проектирование средств океанотехники

Код учебного плана:

ББК 39. 49

УДК 629.12.001.2

Карлинский С.Л. Концептуальное проектирование средств океанотехники: Учеб. пособие / СПбГМТУ; СПб., 2010, 60 с.

Пособие входит в серию учебных материалов по курсам «Концептуальное проектирование средств океанотехники», «Регламентация проектирования морской техники», «Теория проектирования средств океанотехники», «Морские инженерные сооружения, а также по ряду дисциплин целевой подготовки, читаемых на кафедре «Океанотехники и морских технологий» студентам Морского технического университета по специальности «Океанотехника».

Цель пособия - ознакомление будущих морских инженеров с особенностями проектирования опорных оснований (частей) фиксированных и плавучих морских сооружений на этапе концептуального проектирования, идентификации его существенных параметров. Представлено краткое изложение математических методов, приемов и подходов для проведения анализа природных условий и расчета природных нагрузок. Даны перечень и методы применения российских и международных стандартов в приложении к проектированию, испытанию и эксплуатации сложной морской техники, а также к операциям на море для оффшорных сооружений. Приведены основы методов проектирования и расчетов кораблестроительных характеристик сооружений, методы расчетов на прочность и устойчивость (на грунте и на плаву) по отношению к воздействиям. Рассмотрены общепринятые подходы к планированию и выполнению расчетов для морских операций. Даны простые способы расчета стоимости строительства и морских операций, построения графика строительства и сдачи сооружения. Для самостоятельной работы студентов и последующей оценки степени усвоения ими материала приведены варианты заданий для выполнения курсового проекта и контрольных работ.

Ил. ____. Табл. ____Библиогр. __.

Рецензенты:

Шхинек К.Н., доктор физ- мат наук, профессор СПб ГПУ, Заслуженный деятель науки РФ.

Малютин А.А., к.т.н., зам. генерального конструктора по нефтегазопромысловым сооружениям ОАО «ЦКБ морской техники «Рубин»

ISBN ãСПб ГМТУ,

Оглавление

Введение. 6

Содержание предмета. 6

Перечень и распределение углеводородов на Земле. 6

Определения. 6

Морские оффшорные сооружения и принципы морской (оффшорной добычи). 7

Основные этапы проектирования, назначение и содержание концептуального проектирования. 7

1. Типы и классификация оффшорных сооружений. 8

1.1 Состав оффшорного сооружения. 8

1.2 Принятая классификация сооружений.. 8

1.3 Примеры морских оффшорных сооружений.. 12

2 Проектированиеопорных оснований /частей оффшорных сооружений. 15

2.1 Состав исходных данных и перечень расчетов. 15

2.2 Перечень расчетов для проектирования сооружений в эксплуатационном состоянии. 15

2.3 Фиксированные сооружения гравитационного типа. 15

2.4 Фиксированные сооружения свайного типа. 18

2.5 Плавучие заякоренные сооружения (Spar, TLP, SSP, FPU или FPSO) 20

2.6 Определение характеристик ЯСУ заякоренного сооружения. 22

2.7 Райзеры.. 24

2.8 Самоподъемные сооружения. 25

2.9 Морские фиксированные на дне терминалы.. 26

2.10 Плавучие терминалы (SALM, CALM и полуплавучие) 27

SALM (Single Anchor Leg Mooring) 28

CALM (Catenary Anchor Leg Mooring) 28

SFM (Semifloating Mooring) Полуплавучий.. 28

Рисунок 2.11. Типы опорных частей морских плавучих терминалов. 28

3 Природные и погодные нагрузки. 32

3.1 Перечень природных и погодных нагрузок. 32

3.2 Классификация природных и погодных нагрузок.. 32

3.3 Сочетания нагрузок. (Для российского шельфа) 33

3.4 Методика определения расчетных значений параметров внешней среды.. 33

3.5 Примеры природных и погодных нагрузок для российского шельфа. 34

4 Способы расчета природных нагрузок. 36

4.1 Нагрузки от воздействия ровного льда на сооружения. 36

4.2 Нагрузка от тороса. 37

4.3 Волновые нагрузки.. 40

4.4 Нагрузка от течения. 41

4.5 Нагрузка от ветра. 42

4.6 Сейсмическая нагрузка. 43

5 Стандарты, Нормы и Правила. 44

5.1 Виды стандартов, Норм и Правил. 44

5.2 Российские строительные нормы.. 44

5.3 Стандарты типа ГОСТ.. 44

5.4 Правила Регистра РФ и рекомендации по их применению.. 44

5.5 Правила, стандарты и рекомендации DNV.. 45

5.6 Прочие международные Правила и стандарты.. 46

6 Расчеты прочности и проектирование по предельным состояниям.. 48

6.1 Подходы к расчетам и предельные состояния (по ГОСТ Р ISO19900:2002) 48

6.2 Подходы к расчетам и предельные состояния по российским нормам.. 49

6.3 Нормативные значения нагрузок.. 49

6.4 Методы расчетов и примеры (для стальных и железобетонных опорных оснований и частей) 50

6.5 Якорные и швартовные устройства. 51

7 Морские технологические операции. 52

7.1 Перечень и назначение морских операций.. 52

7.2 Принципы проведения и планирование морских технологических операций.. 53

7.3 Примеры характерных морских операций.. 54

7.4 Планирование морских операций по погодным условиям.. 57

7.5 Проектирование и расчеты морских операций, коэффициенты безопасности.. 57

7.6 Перечень судов и плавучих средств, протяженность маршрутов для морских операций.. 59

8 Экономические аспекты концептуального проектирования. 60

8.1 Методика определения длительности и стоимости строительства и сдачи сооружений.. 60

8.2 Таблицы для определения стоимости строительства, сборочных и морских операций.. 60

8.3 Построение временного графика строительства сооружения, сборочных и морских операций.. 62

Приложение А1 Задание 1 на курсовое проектирование «Концептуальное проектирование шельфовых сооружений». Проектные расчеты.. 64

Приложение Б. Задание 2 на курсовое проектирование «Концептуальное проектирование шельфовых сооружений». Организация строительства и расчеты стоимости. 74

Приложение В. Типы и примеры оффшорных сооружений (в отдельном томе) 84