Модель плавучей буровой установки
Oll ИСАНИЕ
ИЗЬБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски н
Социалистическин
Республик (ii) 881287 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 07. 05, 79 (2) ) 2763l 34/22-03 с присоединеииеем заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.
Е 21 В 7/128
3Ьаударатненный камнтет
СССР
Опубликовано l 5,Jl . 81, Бюллетень № 42 но делам нэабретеннй и аткрытнй (53) УДК 622.257..4 (083.8 "
Дата опубликования описания 17 ll 8l
А. Б. Ваганов, А. В. Васнльев,, NMNosiR
В, П. Новак, В. И. Пындак, A, . Рогачев и.В, А. С уров
1 (72) Авторы изобретения
I ! ° 1
Горьковский политехнический институт и Производсттвенноа объединение "Баррикады" -- -----.. (71) Заявители (54) МОДЕЛЬ ПЛАВУЧЕЙ БУРОВОИ УСТАНОВКИ
Изобретение относится к бурению с плавучих буровых установок, в частности к исследованию условий работы и методов расчета морских буровых установок методом моделирования, Известна модель для исследования динамики плавучей буровой установки, содержащая крупномасштабную физичес— кую модель бурового основания с системой измерения параметров смещения при удерживании ее системой позициони-та ровання якорного типа f 1 .
Недостатком этой модели является то, что не моделирует действие на буровое основание элементов подводного устьевого оборудования, т.е.
1j морского стояка, компенсатора и других.
Известна модель плавучей буровой установки, включающая плавучее осно20 вание, связанное с дттом водоема, морс. кой стояк, выполненный из отдельных секций труб, связанных фланцами и концентрично установленный на наружной поверхности стояка гидродинами- . ческий обтекатель. Морской стояк закреплен к морскому основанию и дну водоема неподвижно (21.
Ввиду того, что верхняя опора морского стояка закреплена ко дну на жестких стойках она не дает возможности учесть влияния дттнамического состояния основания на морской стояк, кроме того, конструкция сплошного обтекателя искажает характер подобного иммитатора морского стояка.
Целью изобретения является повышение точности определения влияния морских течений на морской стояк, Цель достигается тем, что обтекатель выполнен в виде тонкостенных стаканов, каждый из которых со стороны фланцев имеет утолщение, причем между фланцем и стаканом установлены эластичные уплотнения, Кроме того, плавучее основание связано с дном водоема гибкими связя» ми, причем морской стояк может быть
8812
Формула изобретения заполнен наполннтелем высокой плотности, например металлическими роликами или шариками, На фиг, 1 изображена модель, общий вид; на фиг. 2 морской стояк с разрезами; на фиг. 3 » разрез А-А на фиг. 2.
Модель плавучей буровой установки состоит иэ плавучего основания 1 с
I приборным отсеком 2, гибких якорных связей 3, удерживающих плавучее основание от горизонтальных смещений, морского стояка 4, выполненного из отдельных секций труб 5, связанных .между собой фланцами 6, На наружной поверхности морского стояка концентрично устанавливается гидродинамический обтекатель, выполненный в виде тонкостенных стаканов 7, каждый иэ которых со стороны фланцев имеет утолщение, причем между фланцем и стаканом установлены эластичные уплотнения 8, В верхней части морской стояк снабжен телескопическим компенсатором 9 и шаровым шарниром l О, Внутренняя поверхность фланцев выполнена на конус, что позволяет зажать между двумя фланцами вкладыши 11 и втулку с уплотнениями ) 2 внутри которой помеФ
30 щаются стыки труб морского стояка, Морской стояк присоединяется у дна водоема через шаровой шарнир 13 к анкеру 3 4 имитирующему подводное устье ° Часть веса морского стояка .разгружается пневмонатяжителем l5, 35 которым создает постоянное натяжение, приложенное к верхней части стояка через гибкие тяги 16.
Измерение напряженного состояния морского стояка производится, напри40 мер, тензометрическими датчиками 17, прикрепленными к наружной поверхности труб 5, Внутренняя полость труб заполняется подвижным наполнителем 1 8, например металлическими роликами или 45 шариками 19.
При выполнении модели масштабный коэффициент подобия, определяющий размерение элементов модели, принимается из условия обеспечения автомодельности по Рейнольдсу.
Толщина стенок труб стояка принима-. ется минимально допустимой из практических соображений, а наружный диаметр трубы, полученный по условию гидродинамического обтекания, значительно меньше масштабного, поэтому в модель вводится обтекатель 7, Сочетание
87 4 размеров трубы и обтекателя позволяет моделировать как гибкость стояка по критерию подобия Фруда, так и гидродинамику обтекания его по критерию подобия Рейнольдса. Второстепенные детали модели,не влияющие существенно на напряженное состояние стояка, как например фланцы,угловые и телескопические компенсаторы значительно ио переупрочнены, что гарантирует их работоспособность в предельных условиях, Работа модели осуществляется следующим образом, Модель устанавливают в водоеме, в котором создаются необходимые гидравлические условия, меняя усилие натяжения гибких тяг 1 6, регистрируют характеристики влияния подводного устьевого оборудования на динамическое состояние модели плавучей буровой установки и зависимость параметров напряженного состояния морскогс стояка от внешних воздействий, Для моделирования влияния воздействия бурового раствора различной плотности замещают один вид подвижного наполнителя 13 на другой наполнитель, например, ролики на шарики или на вязкую жидкость .
Меняя обтекатели 7 моделируют влияние распределенной массы колонны стояка, а также обтекание различных типоразмеров обтекателей жидкостью.
Данные измерения регистрируются индикаторами и записывающими приборами, смонтированными в приборном отсеке 2.
Испытание проводят при различных значениях скорости течения, высоты волн, смещениях модели от центра подводного основания и др. факторов, Изобретение позволяет моделировать действительную физическую картину ди-намического воздействия на плавучую буровую установку полной системы внешних сил, соответствующую реальным условиям эксплуатации, Пров едение физического моделирования значительно сокращает сроки проектирования и отработки систЕм и узлов плавучей. буровой установки,:повышает надежность и безаварийность работы, что дает положительный экономический эффект.
1, Модель плавучей буровой установки, включающая плавучее основание
5 связанное с дном водоема, морской стояк, выполненный из отдельных секций труб, связанных фланцами и концентрично установленный на наружной поверхности стояка гидродинамический обтекатель, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности определения влияния морских течений на морской стояк, гидродинамический обтекатель выполнен в виде тонкостенных стаканов, каждый из которых со стороны фланцев имеет утолщение, причем между фланцем и стаканом установлены эластичные уплотнения, 2. Модель по п. l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что плавучее основание связано с дном водоема гибкими свя-. зями.
881287
3, Модельпоп. 1, отличающ а я с я тем, что морской стояк заполнен подвижным наполнителем высокой плотности, например металлическими роликами или шариками.
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
1. Экспериментальные исследования динамики плавучей полупогруженной о буровой платформы на крупномасштабной модели, Горьковский политехнический институт им. А, А. Жданова, 1978, 2. Саркисов В, Г. Исследование условий работы и разработка методбв расчета водоотделяющей колонны морс" кого стояка на море, Дис. на соиск. учен. степени кандидата технических наук. М., 1970 (прототип) .
881287
A-A
Составитель В, Петросов
Редактор N. Недолуженко Тексел A.Áàáèêåö Корректор А. Дзлтко
Заказ 9902!51 Тираж 630 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва Ж"35 Раушская наб, и. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4
