Порядок проектирования плавучего заякоренного сооружения

Полупогружная платформа (SSP)	Ледостойкая TLP	Spar	Платформа судовой формы (FPU)

Рисунок 2.4. Типы плавучих заякоренных сооружений

Как правило, плавучие сооружения применяются для больших глубин (см. рисунок 2.5)

Рисунок 2.5. Сооружения для глубокой воды (плавучие 6 платформ справа в сравнении с двумя фиксированными свайными ферменными слева)

Параметры сооружения определяются несколькими последовательными приближениями в следующем порядке.

1) Выполняются пункты 1, 2 подраздела 2.2, т.е.:

- Определяются в первом приближении размеры и полный объем ОО, и, затем, масса корпуса ОО, используя таблицу 3;

- Рассчитывается суммарная нагрузка от заданных природных воздействий

2) Составляются и решаются уравнения весов и моментов для сооружения:

Уравнение весов для расчета плавучести

Gplat = Gвс + Gоч + Gнефти + Gтв.балл

Gplat + R_ЯСУ= rgV

Уравнение моментов веса для расчетов остойчивости

GplatZg = GвсZgвс+GочZgоч+GнефтиZgнефти+ Gтв.баллZgбалл

Zgf= (GplatZg + R_ЯСУZкл)/ (Gplat+R_ЯСУ )

где rgV – сила Архимеда, МН,

rg - удельный вес воды, МН/м³ (от 0,0098 до 0,0101)

R_ЯСУ – вертикальная реакция ЯСУ, МН

Zg – аппликаты центра тяжести терминала, м

Zc – аппликаты центра величины, м

Zкл – аппликата точек закрепления (клюзов) ЯСУ, м

Zgf - аппликаты центра тяжести терминала с учетом реакции ЯСУ, м

Примечания:

- Gнефти применяется только для FPSO.

- Gтв.балл применяется только для Spar.

- Жидкий балласт присутствует на плавучих платформах только как маневренный и в исходных уравнениях не учитывается.

Результаты решения уравнений весов и моментов в практике проектирования принято представлять в табличной форме:

Расчет весовой нагрузки выполняется по форме в таблице 2.3:

Таблица 2.3. Расчет весовой нагрузки и центра тяжести

Наименование статьи нагрузки	Масса М, т	Аппликата ц.т., Zg, м	Момент, Мх, тм
ИТОГО: (Zg= Мх/М)

Для плавучих платформ также выполняется расчет гидростатических характеристик, который представляется в таблице по форме:

Таблица 2.4. Расчет гидростатических характеристик

Осадка Т,м	SWL, м2	V, м3	Zc, м	М, т (с учетом принимаемого балласта)	Zg, м	R, м (метацентрический радиус)	Rясу, кН, (вертик. реакция ЯСУ)	h, м (метацентрическая высота
Примечание. «Кажущийся» центр тяжести образуется при интерпретации реакции ЯСУ как приложенного веса.

В таблице 2.4 показан алгоритм расчета гидростатических характеристик сооружения при его погружении/всплытии, в т.ч., получения изменения метацентрической высоты в процессе вариаций осадки (построчно). В столбцах включены следующие параметры, соответствующие текущей осадке (левый столбец):

Т, м – текущая осадка

S_WL, м² – площадь ватерлинии

V, м³ – текущее водоизмещение

Zc, м – аппликата центра величины для текущей осадки

М, т – масса сооружения с текущей осадкой с учетом принимаемого балласта

Zg, м – аппликата центра тяжести

r =J/V, м - метацентрический радиус

Rясу, кН, - вертикальная реакция ЯСУ

h= (Zc+ r- Zg), м -метацентрическая высота при текущей осадке

Восстанавливающий момент определяется по метацентрической формуле:

М_ВОССТ = rgVh sinθ

где θ – угол наклона оси плавучего корпуса ОЧ к вертикали

Шаг по осадке (в левом столбце) определяется как примерно десятая часть полного изменения осадки, но в районе резкого изменения площади ватерлинии шаг должен быть уменьшен, чтобы не упустить момент возникновения минимальной остойчивости. Допускается временной появление небольшой отрицательной метацентрической высоты в процессе погружения при условии последующего перехода в положительную часть диаграммы остойчивости.