Детальная информация

Целью работы является анализ поведения самоподъемной буровой установки (СПБУ) при постановке на морское дно с учетом действия ветра, волнения и течения методами математического моделирования, а также проверка условий безопасности СПБУ в экстремальных режимах эксплуатации. Решаемые в ходе исследования задачи: 1. Сбор и оценка климатических и гидрологических условий в районе расположения СПБУ (юго-восточная часть Балтийского моря, Кравцовское месторождение). 2. Определение глубины вдавливания опорных колонн в донный грунт с учетом заданных физико-механических характеристик грунта с использованием ПК PLAXIS 2D. 3. Выполнение математического моделирования поведения сооружения под действием внешних нагрузок (ветра, течения, волнения) в ПК «Anchored Structures». 4. Анализ условий безопасности эксплуатации СПБУ по критериям горизонтального сдвига, опрокидывания и просадки опор. Предметом исследования являются методы математического моделирования взаимодействия СПБУ с донным грунтом и внешней средой, а также критерии устойчивости платформы в рабочем и транспортном режимах. В результате данной работы были получены следующие результаты: построена трехмерная геометрическая модель СПБУ «Арктическая»; установлена зависимость реактивного усилия грунта от глубины пенетрации башмака;  выявлено, что максимальные усилия в опорах при экстремальном волнении не превышают допустимых значений; коэффициенты запаса устойчивости на опрокидывание и сдвиг многократно превышают нормативные требования, что подтверждает безусловную безопасность платформы в заданных условиях; для буксировки платформы со скоростью 5 узлов предложено использование трех буксиров Damen AHTS 150. Разработанные методики и полученные численные значения могут быть использованы при проектировании перегона и постановки СПБУ на шельфе Балтийского моря. Работа подтверждает актуальность применения современных программных комплексов для обоснования безопасности морских инженерных сооружений.

The aim of the work is to analyze, by means of mathematical modeling, the behaviour of a jack‑up drilling unit (jack‑up) during its installation on the seabed under the combined action of wind, waves and current, as well as to verify the safety conditions of the jack‑up under extreme operational regimes. The tasks solved in the course of the research: 1. Collection and assessment of climatic and hydrological conditions in the jack‑up deployment area (south‑eastern part of the Baltic Sea, Kravtsovskoye field). 2. Determination of the leg penetration depth into the seabed soil taking into account the specified physical and mechanical soil properties using the PLAXIS 2D software package. 3. Mathematical modeling of the structure behaviour under external loads (wind, current, waves) using the Anchored Structures software package. 4. Analysis of jack‑up operational safety according to the criteria of horizontal sliding, overturning and leg penetration. The subject of the research comprises the methods of mathematical modeling of jack‑up interaction with the seabed soil and the environment, as well as the platform stability criteria in operational and transit modes. As a result of this work, the following outcomes were obtained: a three‑dimensional geometric model of the Arctic jack‑up was built; the relationship between soil reaction force and spudcan penetration depth was established; it was found that the maximum leg forces under extreme wave conditions do not exceed the permissible values; the stability safety factors against overturning and sliding significantly exceed the normative requirements, confirming the unconditional safety of the platform under the specified conditions; for towing the platform at a speed of 5 knots, the use of three Damen AHTS 150 tugs is proposed. The developed methodologies and the obtained numerical values can be used for designing the towage and installation of jack‑up units on the Baltic Sea shelf. The work confirms the relevance of applying modern software packages for safety substantiation of marine engineering structures.