تحليل خط لوله دريايي در هنگام انتقال به محل نصب به روش كشيدن در سطح آب

ANALYSIS OF OFFSHORE PIPELINE DURING TRANSPORTATION TO INSTALLATION SITE BY SURFACE TOW METHOD

نصب خطوط لوله دريايي به دو روش خوابانيدن1 و كشيدن2 انجام مي گيرد. در آب هاي كم عمق با توجه به محدوديت-هايي كه براي بارج لوله گذار به روش خوابانيدن وجود دارد، روش كشيدن بسيار مناسب مي باشد. در اين روش خط لوله با طول مشخص در ساحل ساخته شده و به آب انداخته مي شود و سپس با توجه به شرايط محيطي و محدوديت هاي موجود خط لوله با فاصله مشخص از بستر دريا به سايت نصب كشيده مي شود. در تحقيق حاضر به بررسي تنش و تغييرشكل در طول خط لوله در حين انتقال به روش كشيدن روي سطح آب در آب هاي كم عمق، با استفاده از نرم افزار اركافلس3 پرداخته شده است. جهت رسيدن به اين هدف، مطالعه پارامتري روي پاسخ هاي خط لوله تحت تاثير بارهاي محيطي ناشي از موج و جريان و ساير پارامتر هاي موثر مانند ظرفيت كششي يدك كش و ميزان ذخيره شناوري انجام شده و جابجايي جانبي و قايم و مقادير تنش هاي ايجاد شده در خط لوله در شرايط مختلف سكون، كشيده شدن و قرارگرفتن بر روي بستر مطالعه شده است. براي مشخصات خط لوله از يك نمونه خط لوله در خليج فارس استفاده شده است. با توجه به شناور بودن خط لوله، از اثر حركت هاي يدك كش ناشي از موج صرف نظر شده است. نتايج نشان مي دهد جابجايي جانبي خط لوله ناشي از طيف موج كمتر از موج تكرنگ با ارتفاع ماكزيمم طيف موج مي باشد. همچنين با افزايش سرعت حركت‏‏‏، انحناي جانبي خط لوله به انتهاي آن نزديك تر مي شود و باعث افزايش تنش خمشي ناشي انحناي جانبي مي شود.

In general, Lay and Tow methods are the two most common methods of offshore pipeline installation. In the shallow waters, considering the restrictions of Lay barge, Tow method is usually more appropriate. In this method, pipestring is fabricated on-shore and then it is launched into water. Then, according to environmental conditions and restrictions, the pipeline is towed to the installation site. In the present study, the evaluation of stress and deformation along pipeline during transportation and installation in shallow water has been presented. All analyses have been carried out using Orcaflex software. A parametric study has been carried out on the effect of environmental loading (wave and currents) and other parameter such as tugboat pull capacity and reserve buoyancy rate. Also lateral and vertical displacements and stress on pipeline for different conditions including static, transportation and laydown conditions have been investigated. For modeling properties of the pipeline, an existing pipeline in the Persian Gulf is considered. Due to the pipeline floating condition, the effect of the tug motions due to wave is ignored. The results are shown that lateral deflection of the pipeline due to wave spectrum is less than monochromatic waves with a maximum height of the wave spectrum. Also, by increasing tug speed, lateral curvature is closer to the end of the pipeline and increases the bending stress due to lateral curvature.