Всасывание Кессон

Всасывающие кессоны (также называемые якорями всасывания , всасывающими кучами или всасывающими ведрами ) являются формой с фиксированной платформой якоря в форме открытой нижней трубки, встроенной в осадок и запечатанного наверх Дифференциал, который удерживает кессон вниз. У них есть ряд преимуществ по сравнению с обычными оффшорными фондами, в основном быстрее установить, чем глубокие фундаментные кучи и легче удалить во время вывода вывода. всасывания Кесоны в настоящее время широко используются во всем мире для закрепления крупных оффшорных установок, таких как нефтяные платформы , оффшорные бури и платформы размещения на морском дне на больших глубинах. В последние годы всасывающие кески также видели использование оффшорных ветряных турбин в более мелких водах.

Восстановление нефти и газа на большой глубине могло бы быть очень сложной задачей без технологии всасывания, которая была разработана и использовалась впервые в Северном море 30 лет назад. ^{[ 1 ]} Использование всасывающих кесонов/якорей теперь стало обычной практикой во всем мире. Статистика 2002 года показала, что 485 всасывающих кесонов были установлены в более чем 50 различных местах по всему миру, в глубине до 2000 м. Кесоны всасывания были установлены в большинстве районов, производящих нефтяные нефти, в северном море , Мексиканский залив , оффшорная Западная Африка, оффшорная Бразилия, к западу от Шетландии, Южно -Китайское море , Адриатическое море и Тимор -море . После 2002 года не было создано надежной статистики, но использование всасывающих кесонов все еще растет. ^{[ 2 ]}

Описание

Всасывающий кессон может быть эффективно описан как перевернутое ведро, которое встроено в морское отложения . Прикрепление к морскому слою достигается либо путем толкания, либо создавая негативное давление внутри юбки Кесонка, выкачивая воду из кессона; Оба эти методы имеют эффект закрепления кессона в морское русло. Фундамент также может быть быстро удален, обращая вспять процесс установки, перекачивая воду в кессон, чтобы создать избыточное давление. ^{[ 3 ]}

Концепция технологии всасывания была разработана для проектов, в которых гравитационная загрузка недостаточно для насущных юбков фундамента в земле. Технология была также разработана для якорях, подверженных большим силам напряжения из -за волн и штормовой погоды. Технология всасывания Caisson очень хорошо функционирует на морском дне с мягкими глинами или другими низкопрочными отложениями . Кесоны всасывания во многих случаях легче установить, чем свай, которые должны быть приведены (забиты) в землю с водителем свай . ^{[ 4 ]}

Причальные линии обычно прикрепляются к боковой стороне всасывающего кессона в точке оптимальной нагрузки, которая должна быть рассчитана для каждого кессона. После установки кессон действует так же, как короткая жесткая куча и способен сопротивляться как боковым, так и осевым нагрузкам. Методы ограничения равновесия или анализа трехмерных конечных элементов используются для расчета пропускной способности. ^{[ 5 ]}

История

Один из 17 якорей всасывания для платформы Aasta Hansteen в Норвежском море

Вначале были использованы всасывающие кессоны в качестве якоря для плавучих конструкций в морской нефтегазовой отрасли, в том числе оффшорные платформы, такие как установка Draupner E. нефтяная

Существуют большие различия между первыми небольшими всасывающими кесонами, которые были установлены для оболочки на поле Горма в Северном море в 1981 году, и большими всасывающими кесонами, которые были установлены для платформы Дианы в Мексиканском заливе в 1999 году. Поле GORM было предназначено для обеспечения простого устройства для загрузки на глубине 40 метров, в то время как установка всасывающих якорей для платформы Diana была мировой рекордом сама по себе время, о глубине воды и размере якорей. Высота кесонов всасывания Дианы составляет 30 метров, диаметр 6,5 метра, и они были установлены на глубине около 1500 м на мягких глиняных отложениях. С тех пор всасывающие кесоны были установлены на еще большей глубине, но инсталляция Diana была технологическим прорывом для 20 -го века. ^{[ 6 ]} Важный этап развития для технологии всасываемого кессона возникла из -за сотрудничества между бывшим оператором в Северном море, Saga Petroleum AS и Норвежским геотехническим институтом (NGI). Snorre Saga Petroleum, производящая нефтяную платформу A, представляла собой платформу для натяжения типа, которая в других частях мира была бы основана с грудью длиной до 90 метров. К сожалению, на нефтяном поле Снорре было трудно использовать длинные свай из -за наличия огромной гальки на глубине 60 м под морским дном. Поэтому Saga Petroleum решила использовать всасывающие кески, которые были проанализированы NGI. Эти анализы были проверены из обширных модельных тестов. Расчеты показали, что платформа может быть безопасно обеспечена всасывающими кесонами длиной всего 12 м. Snorre A начал производить нефть в 1992 году и в настоящее время управляется норвежской нефтяной компанией Statoil .

Всасываемые ведра были протестированы с оффшорными ветряными турбинами в Фредерикшавне в 2002 году, в Horns Rev в 2008 году ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} и Borkum Riffgrund в 2014 году, и должен использоваться в трети фондов на начальной разработке на ветровой ферме Hornsea . ^{[ 9 ]} Statoil продолжил использовать технологию для ветровых ям. ^{[ 10 ]} Они также планируются использовать для некоторых ветряных турбин в проекте Hornsea One Wind Farm, которая должна быть завершена в 2020 году. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} Точно так же был заключен контракт с всасыванием для ветряной фермы Абердин Бэй .

Гравитационные нефтяные платформы

Кесоны всасывания имеют много сходства с принципами проектирования фундамента и решения для больших гравитационных нефтяных платформ, которые были установлены в Северном море , когда в начале 1970 -х годов началось производство оффшорных нефти. У первой гравитационной нефтяной платформы на нефтяном поле Экофиска была область, которая была такой же большой, как футбольное поле, и она была помещена на морское дно с очень густым песком. Платформа была разработана, чтобы переносить волны до 24 м в высоту.

Поскольку установка нефтяных платформ продолжалась в Северном море, в районах с плохими наземными условиями, такими как мягкие глины, они были предназначены для выживания еще более высоких штормовых волн. Эти платформы были основаны на системе цилиндрических юбков, которые были проникли в землю под комбинированной тяжести и нижней давней. Нефтяная платформа на поле Gullfaks C была оснащена 22 -метровыми юбками в длину. Платформа Troll A основана на глубине 330 м с юбками длиной 30 м и является самой большой в мире гравитационной платформой.

Исследования и разработки

Норвежский геотехнический институт (NGI) был в значительной степени связан с разработкой концепции, проектированием и установкой якорей всасывания с самого начала. Проект «Применение оффшорных фондов и якорей вместо обычных проектов» (1994-1998) было спонсировано 15 международными нефтяными и отраслевыми компаниями и стало одним из самых важных исследований. Проект «Основные фонды и якоря в глине» (1997-1999) был спонсирован 19 международными компаниями, организованными через оффшорный технологический исследовательский центр (OTRC) в США, и проект «Обноченные оффшорные фонды и якоря в песке» (1997-1977 гг. 2000) был спонсируется 8 международных компаний. Основные выводы из проектов были представлены в OTC OTC 1999 года № 10824.

Спонсируемое отраслью исследование проектирования и анализа глубоководных якорей в мягкой глине было завершено в 2003 году, где NGI участвовала вместе с OTRC и центром систем оффшорных фондов (COF) в Австралии. Общая цель состояла в том, чтобы предоставить геотехническую рабочую группу API (RG7) и DeepStar совместный промышленность VI с предысторией, данными и другой информацией, необходимой для разработки широко применимой рекомендуемой практики для проектирования и установки глубоководных якорей.

Норвежское общество классификации DNV ( Det Norske Veritas ), активное во всем мире по анализу рисков и оценке безопасности специальных конструкций, дало рекомендуемый отчет о практической практике о процедурах проектирования для привязки всасывания, который основан на тесном сотрудничестве с NGI. Основная информация из проекта была представлена в OTC OTC Paper 2006 года № 18038.

В 2002 году NGI создала дочернюю компанию NGI Inc в Хьюстоне. С тех пор дочерняя компания получила подробный геотехнический дизайн за более чем 15 всасывающих якорных проектов в Мексиканском заливе, и среди этих сложных проектов спар Mad Dog, включающего дизайн якорях, расположенных в старых месторождениях слайда под откором Sigsbee . Для получения дополнительной информации может быть сделана ссылка на OTC OTC 2006 года № 17949 и 17950. ^{[ 13 ]}

Смотрите также

Coffferdam -Барьер, позволяющий жидкости выкачивать из закрытой области, временная конструкция с водой, встроенная на месте, иногда окружающая рабочую зону, как и открытый кессон.
Оффшорная геотехническая инженерия -подползание инженерии, связанных с человеческими структурами в море, для информации о геотехнических соображениях.
Гражданское строительство - инженерная дисциплина, ориентированная на физическую инфраструктуру
Морская инженерия - Инженерная инженерия и проектирование корабельных систем
Ocean Engineering - Инженерная и разработка
Морская архитектура -филиал архитектуры, ориентированная на прибрежную, ближнюю береговую и не на берег строительство
Океанография - изучение физических, химических и биологических процессов в океане
Земные материалы - естественные материалы, найденные на Земле
Плавающая ветряная турбина - тип ветряной турбины
Геотехническая инженерия - научное исследование земных материалов в инженерных проблемах
Геотехническое исследование - работа, выполненная для получения информации о физических свойствах почвенных земляных работ и оснований
Геотехника - научное изучение земных материалов в инженерных задачах
Океан - тело соленой воды, покрывающего большую часть земли
Оффшорная конструкция - установка конструкций и объектов в морской среде
Оффшорные (углеводороды)
Подводная труба - трубопровод, который проложен на морском дне или под ним внутри траншеи
Подводная (технология) - Технология погруженных операций на морских
Подводная производственная система - скважины, расположенные на морском дне
Узлова -компонент на поверхности скважины, которая обеспечивает структурный и содержащий давление интерфейс

Ссылки

^ Департамент гражданского строительства, Техасский университет, Остин, Кесоны Сосака: Модельные тесты, Рой Э. Олсон, доктор философии и Роберт Б. Гилберт, доктор философии
^ Национальные институты здравоохранения, моделирования и моделирования оффшорной ветроэнергетической платформы для базовой турбины 5 МВт., Roni Sahroni T 2015
^ «Всасывание установлено кессонское фундамент для оффшорного ветра: рекомендации по проектированию» (PDF) . Carbon Trust, Offshore Wind Accelerator, февраль 2019 г., с. 77 Получено 7 сентября 2021 года .
^ Кафедра гражданского строительства, Техасский университет, Остин, Кесоны Сосака: конечный элемент, моделирование, Джон Л. Тассулас, доктор философии, Дилип Р. Маниар и Л.Ф. Гонсало Васкес
^ Министерство сельского хозяйства США, Экспериментальные исследования по поведению против подсасывания кесонов всасывания в песке, октябрь 2013 г.
^ Университет штата Делавэр, программа ветроэнергетики UD, океанские турбины, фонды и проекты
^ «Структура поддержки ковша всасывания» . LORC . 20 апреля 2011 года. Архивировано с оригинала 29 апреля 2016 года . Получено 28 февраля 2017 года .
^ Хоулсби, парень; Ларс Бо Ибсен; Байрон Бирн (2005). «Всасывающие кески для ветряных турбин». Границы в оффшорной геотехнике . doi : 10.1201/noe0415390637.ch4 . ISBN 978-0-415-39063-7 .
^ Испытание на гигантскую оффшорную ветряную ферму от Dong Energy's Hornsea Project Trials Германии оффшорной ветряной фермы. Август 2014
^ Кэррингтон, Дамиан (16 мая 2016 г.). «Крупнейшая в мире плавающая ветровая почва, которая будет построена у шотландского побережья» . Хранитель . Получено 17 мая 2016 года .
^ Финансовый отчет Полный год 2015 - презентация инвесторов (PDF) , Dong Energy, 4 февраля 2016 г., с. 6
^ B. Sukumaran, Университет Роуэн, «Якоря всасывания кесонов - лучший вариант для применения в глубокой воде»
^ Оксфордский университет, всасывающие кессонские фонды для морских ветряных турбин, Фелипе А. Вильялобос

[1] Департамент гражданского строительства, Техасский университет, Остин, Кесоны Сосака: Модельные тесты, Рой Э. Олсон, доктор философии и Роберт Б. Гилберт, доктор философии

[2] Национальные институты здравоохранения, моделирования и моделирования оффшорной ветроэнергетической платформы для базовой турбины 5 МВт., Roni Sahroni T 2015

[3] «Всасывание установлено кессонское фундамент для оффшорного ветра: рекомендации по проектированию» (PDF) . Carbon Trust, Offshore Wind Accelerator, февраль 2019 г., с. 77 Получено 7 сентября 2021 года .

[4] Кафедра гражданского строительства, Техасский университет, Остин, Кесоны Сосака: конечный элемент, моделирование, Джон Л. Тассулас, доктор философии, Дилип Р. Маниар и Л.Ф. Гонсало Васкес

[5] Министерство сельского хозяйства США, Экспериментальные исследования по поведению против подсасывания кесонов всасывания в песке, октябрь 2013 г.

[6] Университет штата Делавэр, программа ветроэнергетики UD, океанские турбины, фонды и проекты

[7] «Структура поддержки ковша всасывания» . LORC . 20 апреля 2011 года. Архивировано с оригинала 29 апреля 2016 года . Получено 28 февраля 2017 года .

[8] Хоулсби, парень; Ларс Бо Ибсен; Байрон Бирн (2005). «Всасывающие кески для ветряных турбин». Границы в оффшорной геотехнике . doi : 10.1201/noe0415390637.ch4 . ISBN 978-0-415-39063-7 .

[9] Испытание на гигантскую оффшорную ветряную ферму от Dong Energy's Hornsea Project Trials Германии оффшорной ветряной фермы. Август 2014

[theguardian-10] Кэррингтон, Дамиан (16 мая 2016 г.). «Крупнейшая в мире плавающая ветровая почва, которая будет построена у шотландского побережья» . Хранитель . Получено 17 мая 2016 года .

[11] Финансовый отчет Полный год 2015 - презентация инвесторов (PDF) , Dong Energy, 4 февраля 2016 г., с. 6

[12] B. Sukumaran, Университет Роуэн, «Якоря всасывания кесонов - лучший вариант для применения в глубокой воде»

[13] Оксфордский университет, всасывающие кессонские фонды для морских ветряных турбин, Фелипе А. Вильялобос

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]