ГОСТ Р 58773-2019 (ИСО 19901-7:2013) Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Системы позиционирования плавучих сооружений

     8.4 Косвенные воздействия

8.4.1 Общие сведения

Перемещения плавучих сооружений являются основными косвенными воздействиями на системы позиционирования. Подробная информация по расчетам воздействия окружающей среды на плавучие сооружения представлена в [3].

8.4.2 Частотные диапазоны

Для оценки эффекта воздействий окружающей среды, а иногда для учета их относительного влияния, воздействия окружающей среды на плавучие сооружения можно подразделить на категории следующим образом, в зависимости от их диапазона частот:

- установившиеся воздействия, такие как воздействия ветра, течения и волнового дрейфа, которые являются постоянными по величине и направлению в интересующем промежутке времени;

- низкочастотные циклические воздействия (часто называемые медленный дрейф) с характерными периодами продолжительностью от 1 до 10 мин, которые обычно вызывают возбуждение динамических колебаний плавучих сооружений в дополнение к их собственным колебаниям при продольно-горизонтальной качке, поперечно-горизонтальной качке и рыскании. Для плавучих сооружений на натяжных связях с цилиндрическим корпусом типа "spar" указанные воздействия также могут вызывать возбуждение динамических колебаний в дополнение к их собственным колебаниям при килевой и бортовой качках;

- циклическое воздействие с частотой волн с характерными периодами от 3 до 30 с.

8.4.3 Воздействия волн

Воздействие волн (установившееся, низкочастотное, а также с частотой волн) определяют при помощи соответствующих аналитических и эмпирических методов или модельных испытаний, учитывающих влияние фактических глубин моря на площадке установки. Аналитические и эмпирические методы должны охватывать явления волновой дифракции, радиально расходящихся цилиндрических волн, а также гидродинамику гибких тел.

Поскольку период волнения может оказывать значительное влияние на дрейф плавучего сооружения, то необходимо исследовать периоды волнений в соответствии с А.7.2.4 (приложение А).

Необходимо исследовать взаимодействие между течением и волнами. Это включает в себя изменение частот, свойственных волнам, на кажущиеся частоты волн (см. ГОСТ Р 57148), а также изменение величины воздействия волн.

Дополнительная информация и рекомендации приведены в А.7.4.3 (приложение А).

8.4.4 Воздействия ветра

Необходимо исследовать коэффициенты сопротивления с помощью испытаний в аэродинамической трубе и (или) инструментария для эмпирического анализа в соответствии с [3]. Постоянное воздействие ветра с конкретного направления должно включать в себя все три горизонтальные составляющие сил и крутящего момента, действующих на плавучее сооружение (,,), используя коэффициенты воздействия ветра, определенные на основе модельных испытаний или расчетов. Для плавучих сооружений на натяжных связях с цилиндрическим корпусом типа "spar" крутящие моменты килевой и бортовой качек имеют важное значение, так как средние углы килевой и бортовой качек также будут влиять на коэффициенты воздействия ветра при продольно-горизонтальной качке, поперечно-горизонтальной качке и рыскании (вращательные колебательные перемещения относительно вертикальной оси).

Для представления воздействия ветра с установившейся и низкой частотой применяют два аналитических подхода в соответствии с [3]:

a) ветер рассматривают в качестве постоянного с точки зрения направления и скорости, которая берется равной осредненной за 1 мин;

b) ветер моделируют по установившемуся компоненту на основе среднего значения скорости в течение 1 ч и изменяющемуся по времени компоненту, определяемому на основе пригодного эмпирического спектра порывов ветра, см. ГОСТ Р 57148.

Расчетную скорость ветра следует определять на высоте 10 м над уровнем моря (спокойной воды).

Для стационарных систем позиционирования в условиях предельного состояния ULS следует использовать подход b); подход а) также допускается использовать при условии, что он покажет более консервативные результаты. Тем не менее для предельного состояния FLS следует использовать подход b), поскольку эффект воздействия ветра (изменяющегося во времени) на плавучее сооружение может повлиять на значение низкочастотных циклов натяжения якорных линий.

Для мобильных систем позиционирования допускается использовать оба аналитических подхода.

Для площадок установки плавучих сооружений, на которые обрушаются шквалы, применение концепции ветрового спектра невозможно. Должен выполняться анализ соответствующих воздействий и эффектов воздействий ветра с использованием данных многолетних измерений скорости ветра.

Дополнительная информация и рекомендации приведены в А.7.4.4 (приложение А).

8.4.5 Воздействия течений

Воздействия течений (установившихся или низкочастотных) на крупногабаритные плавучие сооружения определяют посредством модельных испытаний и (или) инструментария эмпирического анализа. Воздействия течений на элементы большого удлинения, включая райзеры, могут быть определены по формуле (1) (см. 8.3.2).

Дополнительная информация и рекомендации приведены в А.7.4.5 (приложение А).

8.4.6 Распределение по направлениям

Перемещения плавучих сооружений, которые учитывают при проектировании систем позиционирования, должны быть оценены для самых неблагоприятных сочетаний направлений воздействий ветра, волн и течений, которые соответствуют гидрометеорологическим характеристикам площадки установки. Также необходимо принимать во внимание способность плавучих сооружений изменять курс постановки и параметры перемещений в ответ на изменение направлений внешних воздействий окружающей среды.

Дополнительная информация и рекомендации приведены в А.7.4.6 (приложение А).