Способ лабораторных исследований волновых воздействий на глубоководную опору

 

Изобретение относится к лабораторных исследованиям морских нефтегазопромысловых платформ. Цель изобретения - повышение точности результатов исследований за счет обеспечения синхронного измерения значений кинематических параметров движения частиц воды и соответствующего давления на элементы опоры. В лотке 2, заполненном водой, закрепляют произвольно элемент 1 или его модель и генерируют волновые колебания, при которых замеряют скорости частиц воды и давление воды для какой-то определенной точки элемента 1 при разных фазах волны. Затем в лотке 2 создают течение воды и проводят испытания последовательно при различных скоростях, замеренных при генерировании волновых колебаний через постоянные временные интервалы. При течении воды давление на точку представляет собой только скоростную составляющую нагрузки из-за отсутствия ускорения частиц жидкости. Замеряя суммарную нагрузку и скоростную составляющую нагрузки определяют инерционную составляющую, а затем аналитически вычисляют раздельно коэффициенты скоростного и инерционного сопротивлений элемента глубоководной опоры. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

5g 7 А1 (19) (11) (51) 5 Г 02 В 1 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4406881/23-15 (22) 07. 04.88 (46) 15.01.90. Бюл. )r 2 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н .П. Мельникова (72) К.В ° Поляк, М.A. Гусев, О.М. Ванчагов и В.H . .Жулин (53) 627. 2(088.8) (56) Chakrabavti S.Ê., Tam Iv .А. Cross

and local wave lo rds on a lavge vevticaI cylindev-theovy and experiment

"S-th Annu. Of fshove Techno1. Conf., Houston, Тех., 1973, Prepv. Vol. 1;

Dallas, Texas, 1973. (54) CII0C0b ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВОЛНОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ HA ГЛУБОКОВОДНУЮ

ОПОРУ (57) Изобретение относится к лабора— торным ис сл едованиям морских нефтегазо-промысловых илатформ. Цель изобретения — повышение точности результатов исследований за счет обеспечения синхронного измерения значений кинемати2 ческих параметров движения частиц водю и соответствующего давления на элементы опоры. В лотке 2, заполненном водой, закрепляют произвольно элемент

1 или его модель и генерируют волновые колебания, при которых замеряют скорости частиц воды и давление воды для какой-то определенной точки элемента 1 при разных фазах волны. Затем в лотке 2 создают течение воды и проводят испытания последовательно при ра злцчных скоростя х, за меренных при генерировании волновых колебаний через э нос тоя нные вр еме н ные интервалы.

При течении воды давление на точку представляет собой только скоростную составляющую нагрузки из-за отсутствия ускорения частиц жидкости. Замеряя суммарную нагрузку и скоростную составляющую нагрузки, определяют инерционную составляющую, а затем аналитически вычисляют раздельно коэффициенты скоростного и инерционного сопротивлений элемента глубоководной опоры. 6 ил.

1535937

ИзоГ>ретепие относится к лаборатор— ным исследованиям морских сооружений, например нефтегаэопромысловых платформ .

Цель и з обретения — повыше ние точности результатов исследования за счет обеспечения синхронного измерения значений кинематических параметров движения частиц воды и соответ1О ствующего давления на элементы опоры.

На фиг. 1 дана испытательная установка, общий вид; на фиг. 2 — разрез

Л-Л на фиг. 1; на фиг. 3 — график давления волнового потока (сумма скорост-f 5 ной и инерционной составляющих) в определенной точке элемента IlpH волновых колебаниях; на фиг. 4 — график скорости частиц воды в точке, в которой определяют давление воды при вал- 2р новых колебаниях; на фиг. 5 — график давления волнового потока на элемент при действии течения с разными скоростями, соответствующими скоростям на фиг. 4; на фиг. 6 — график опреде- 25 ленных аналитических значений инерционной составляющей волновой нагрузки, как функции времени.

Cliocоб olIpеделения коэффициентов скоростного и инерционного сопротивления элементов глубоководных опор реализуется следующим образом.

Элемент 1 размещают произвольно в лотке 2, заполненном водой, и генерируют волновые колебания . При этом измеряют с ((омощью специального скоростемера 3 скорость частиц воды H ка. кой-то определенной точке элемента нри разных фазах волновых колебаний (фш . 4) . Синхронно с этим определяют.,(О давление воды на эту точку элемента, например, посредством измерительной секции (фиг. 3) .

После проведения операции по генерировацию волновых колебаний создают в лотке течения воды. Испытание проводят пос:(едовательно несколько раз при различных скоростях, соответствующих измеренным значениям для выбранной точки при генерировании волновых колеба ний.

ГраФики ((a фиг. 3 и 4 разбивают на временнь(е интервалы ((С и определяют значения давления скорости волнового потока V па границах указанных пн(> тервалов. При этом измеряют в этой же точке ск<>ростную составляющую давления и строят график, представленный на на фиг. 5, ось абсцисс (t) которого

F F„+Fu 2 $C>(DVnjVnl +

1 де > с и F(, соответственно скоростная и инерционная с ос тавляющие удельной наг- рузки, кн/и; плотность воды, т/м ; соответственно скоростной и инерционный коэффициенты со((ротивления; диаметр элемента, и; проекция орбитальной скорости движения часD

V я тиц воды, нормальная оси эл еме нта, м/ с; вычисляют коэффициенты С „и С„для каждой фазы, действу(ощей на элемент вол ны, Главным преимуществом предлага емого способа определения коэффициентов скоростного и инерционного сопротивления элементов глубоководных о1ор, по сравнению с известными, является воэможность проводить лабораторные исследования при любом соотношении скаростной и инерционной составляющих волновой нагрузки, т.е. при самых различных сочетаниях параметров волн и элементов ° Знание истинных значений коэффициентов С „и С ц позволит существенно уточнить расчет глубоководных опор морских нефтегазо((ромыслсвых платформ на волновые нагрузки. разбита на те же интервалы, что и в графике на фиг. 4.

Полученнь(й график практически представляет собой функция> скоростной составляющей волновой нагрузки l(B элемен" ((ри волновом воздействии, ((родуцированном в лотке на (ервом этапе осуществления способа (при генерировании волновых колебаний), так как скорости частиц жидкости воспроизведень(те же, но при действии течения инерционная составляющая волновой нагрузки отсутствует, так как частицы жидкости движутся без ускорения, Производя вычитание функции F-F, строят график функции инерционной составллю(цей(Е волновой нагрузки (фиг. 6). Зная в каждый момент времени значения составляющих F и F„, а также скорости Ч„, пользуясь формулой (1) Мори сона для удельной нагрузки

1535937

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ лабораторных исследований волновых воздействий на глубоконод5 ную опору, включающий за крепление элемента или его модели н лотке, за- полненном водой, генерирование волновых колебаний с определением давления на элемент опоры синхронно с измерениемем скорости и у ск ор ения частиц воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ре-; зультатов исследования за счет обес15 печения синхронного измерения значений кинематических параметров движеиия частиц водк и соотнетствующего давления иа элементы опоры, после проведения операции по генерированию волновых колебаний последовательно создают в лотке течения потока воды со скоростями, равными измеренным скоростям частиц воды при разных фазах волн овьж колебаний во нремя генерирования волновых колебаний, ири этом для каждого значения скорости те чения определяют давления воды на исследуемый элемент опоры и раздельно определяют неличины коэффициентов скоростного и инерционного сопротивлений элемента опоры воздействию волн.

1535937

Составител ьП. Шевелева

Тсхред М.Дидык Корректор Т. халед

Редактор А. Долинич

Заказ 87 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101