بررسی تاثیر نیروهای هیدرودینامیکی بر روی خطوط لوله بستر دریا در منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس (عسلویه)

محورهای موضوعی : فیزیک دریا

کامران لاری ¹ , امیرحسین جاوید ² , محمدرضا باقری چیمه ³

1 - گروه فیزیک دریا، دانشکده علوم وفنون دریایی ،دانشگاه آزا د اسلامی واحد تهران شمال
2 - گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات
3 - گروه فیزیک دریا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

تاریخ دریافت : 1394/12/15 تاریخ پذیرش : 1395/09/22 تاریخ انتشار : 1396/06/30

کلید واژه: عسلویه, خط لوله, استاندارد DNV, پایداری ایستایی, نیروهای هیدرودینامیکی,

چکیده مقاله :

خطوط لوله زیر آب در معرض عوامل هیدرودینامیکی و هیدرواستاتیکی ناشی از شرایط محیطی موجود در منطقه هستند. در این تحقیق به منظور بررسی پایداری خطوط لوله در زیر آب، با توجه به نیروهای ناشی از موج و جریان یک تحلیل پایداری انجام شده است. به منظور طراحی و تحلیل خطوط لوله در زیر آب استانداردهایDNV-RP-C205 و DNV-RP-E305 مورد استفده قرار گرفت. منطقه مورد مطالعه سواحل بندر عسلویه و داده‌های استفاده شده شامل داده‌های موج در منطقه عسلویه، از سال 2007 تا سال 2008 است که به مدت یک سال توسط یک بویه شناور جمع‌آوری شده است. از طرفی داده های جریان بر اساس داده های سازمان بنادر و دریانوردی در نظر گرفته شده است. ضرائب هیدرودینامیکی و اعداد بدون بعد مثل ضرایب درگ، لیفت، عدد رینولدز، کولگان کارپنتر و همچنین نیروهای هیدرودینامیکی وارد شده به خطوط لوله در شرایط مختلف محاسبه گردید. نتایج نشان می دهد که با توجه به شرایط موجود طراحی لوله هایی با قطرهای بزرگتر از m 7/0 مناسب نیستند، شایان ذکر است که در عمل نیز لوله های استفاده شده در اغلب پروژه های حوزه خلیج فارس مگر در کاربردهای خاص از این سایز تجاوز نمی کنند. لوله هایی با قطر m 4/0 مناسب ترین حالت برای طراحی هستند. همچنین حداقل وزن لوله ای به قطر 7/0 متر در زیر آب به ازای ارتفاع موج شاخص، که معمولا در طراحی لوله ها لحاظ می شود، 1365 کیلوگرم بر متر محاسبه گردید.

چکیده انگلیسی:

  Underwater pipelines are exposed to hydrodynamic and hydrostatic parameters of the environmental conditions, in the region. In this study, in order to investigate the stability of the underwater pipelines, taking into account the waves and currents induced forces, a stability analysis is performed. There are few standards for designing and analysis of underwater pipelines. The two standards, DNV-RP-C205 and DNV-RP-E305 were used. The study area was the coastal zone of Asaluyeh Port and data used included Asaluyeh wave data, from 2007 to 2008, which were collected by a floating buoy. On the other hand, data on currents were based on Ports and Maritime Organization information. Hydrodynamic coefficients such as Reynolds number, Kvlgan Carpenter and hydrodynamic forces induced on the pipeline in different conditions were calculated. The results showed that in current conditions, designing pipes larger than 0.7m in diameter is not suitable. However, the most suitable designs are pipes with 0.4m in diameter. The minimum weight of pipes with 0.7m diameter, in significant wave height condition under the water, was calculated to be 1365 kg/m.

منابع و مأخذ:

نعمتی،  م. 1389. پیش بینی لحظه‌ای ارتفاع موج  شاخص در خلیج فارس با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات تهران.

ولی پور،  ر. 1384. شبیه سازی عددی نیروهای هیدرودینامیکی موثر بر لوله‌های نصب شده بر روی بستر دریا به منظور تعیین حداکثر طول مجاز دهانه آزاد. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علم و صنعت ایران.

 

Braestrup, M. W. (Editor), Andersen, G. B., Andersen, L. W., Bryndum, M., Christensen, C. J. & Nielsen, N. R. 2005. Design and Installation of Marine Pipelines, Blackwell: Science Ltd  UK.

 Det Norske Veritas. 1998.  DNV RP E305, On-Bottom Stability Design of Submarine Pipeline. Veritec.

 Det Norske Veritas. 2007. DNV RP E305, Environmental Conditions and Environmental Loads. Veritec.

 Kennedy, J. L. 1993. Oil and Gas pipeline fundamentals, PenWell Tulsa, Oklahama.

  Larsen, C, M., Koushan, K. & Passano, E. 2002. Frequency and Time Domain Analysis Of Vortex Induced Vibrations For Free Span Pipelines. Proceedings of OMAE2002 21th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering .Oslo, Norway.

 Marzurkiewicz, B. K. 1987. Offshore Platform and Pipelines. Trans Tech Publication. Clausthal Zellerfeld, West Germany.

 Xu, T., Lauridsen, B.  & Bai, Y. 1999.Wave Induced Fatigue of multi-pan pipelines.  Journal of Marine Structures, 12: 83–106.