Способ лабораторных исследований волновых воздействий на глубоководную опору Советский патент 1990 года по МПК E02B17/00 

фиг.1

Изобретение относится к лабораторным исследованиям морских сооружений, например нефтегаэопромысловых платформ .

Цель изобретения - повышение точности результатов исследования за счет обеспечения синхронного измерения значений кинематических параметров движения частиц воды и соответ- ствующего давления на элементы опоры. На фиг. 1 дана испытательная установка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-Л на фиг. 1; па фиг. 3 - график давления волнового потока (сумма скоростной и инерционной составляющих) в определенной точке элемента при волновых колебаниях; на фиг. А - график скорости частиц воды в точке, в которой определяют давление воды при вол- новых колебаниях; на фиг. 5 - график давления волнового потока на элемент при действии течения с разными скоростями, соответствующими скоростям на фиг. 4; на фиг. 6 - график оиределенных аналитических значений инерционной составляющей волновой нагрузки, как функции времени.

Способ определения коэффициентов скоростного и инерционного сонротив- ления элементов глубоководных опор реализуется следующим образом.

Элемент 1 размещают произвольно в лотке 2, заполненном водой, и генерируют волновые колебания. При этом из- меряют с помощью специального скоростемера 3 скорость частиц воды в какой-то определенной точке элемента при разных фазах волновых колебаний (фиг. А). Синхронно с этим определяют давление воды на эту точку элемента, например, посредством измерительной секции (фиг. 3) .

После проведения операции по генерированию волновых колебаний создают в лотке течения воды. Испытание проводят последовательно несколько раз при различных скоростях, соответствующих измеренным значениям для выбранной точки при генерировании волновых колебаний.

Графики на фнг. З и 4 разбивают на временные интервалы дс и определяю значения давления скорости волнового потока Vn на границах указанных ин- тер валов. При этом измеряют в этой же точке скоростную составляющую давления и строят график, представленный н на фиг. Ь, ось абсцисс (t) которого

разбита на те же интервалы, что и в графике на фиг. 4.

Полученный график практически представляет собой функцию скоростной составляющей волновой нагрузки па элемен- при волновом воздействии, продуцированном в лотке на 1ервом этапе осуществления способа (при генерировании волновых колебаний), так как скорости частиц жидкости воспроизведены те же, но при действии течения иньрционная составляющая волновой нагрузки отсутствует, так как частицы жидкости движутся без ускорения. Производя вычитание функции F-FC, строят график функции инерционной составляющей Гй волновой нагрузки (фиг. 6). Зная в каждый момент времени значения составляющих Fc и Рц , а также скорости Vn, пользуясь формулой (1) Мори сона для удельной нагрузки

F-Fe+FM-- p(VDVh|Vn

etc

(1)

где FC и Fh - соответственно скоростная и инерционная составляющие удельной нагрузки, кн/м;

р - плотность воды, т/м3; Сi, Сц - соответственно скоростной и инерционный коэффициенты сопротивления; U - диаметр элемента, м; Vh - проекция орбитальной

скорости движения частиц воды, нормальная оси элемента, м/с;

вычисляют коэффициенты С х и Си для каждой фазы, действующей на элемент волны.

Главным преимуществом предлагаемого способа определения коэффициентов скоростного и инерционного сопротивления элементов глубоководных очор, по сравнению с известными, является возможность проводить лабораторные исследования при любом соотношении скоростной и инерционной составляющих волновой нагрузки, т.е. при самых различных сочетаниях параметров волн и элементов. Знание истинных значений коэффициентов Ск и Сц позволит существенно уточнить расчет глубоководных опор морских нефтегазопромысло- вых платформ на волновые нагрузки.

Формула изобретения

Способ лабораторных исследований волновых воздействий на глубоководную опору, включающий закрепление элемента или его модели в лотке, за- полненном водой, генерирование волновых колебаний с определением давления частиц воды и соответствующего давления на элементы опоры, после проведения операции по генерированию волновых колебаний последовательно создают в лотке течения потока воды со скоростями, равными измеренным скоростям частиц воды при разных фазах волновых колебаний во время гене

Изобретение относится к лабораторных исследованиям морских нефтегазопромысловых платформ. Цель изобретения - повышение точности результатов исследований за счет обеспечения синхронного измерения значений кинематических параметров движения частиц воды и соответствующего давления на элементы опоры. В лотке 2, заполненном водой, закрепляют произвольно элемент 1 или его модель и генерируют волновые колебания, при которых замеряют скорости частиц воды и давление воды для какой-то определенной точки элемента 1 при разных фазах волны. Затем в лотке 2 создают течение воды и проводят испытания последовательно при различных скоростях, замеренных при генерировании волновых колебаний через постоянные временные интервалы. При течении воды давление на точку представляет собой только скоростную составляющую нагрузки из-за отсутствия ускорения частиц жидкости. Замеряя суммарную нагрузку и скоростную составляющую нагрузки определяют инерционную составляющую, а затем аналитически вычисляют раздельно коэффициенты скоростного и инерционного сопротивлений элемента глубоководной опоры. 6 ил.

ния на элемент опоры синхронно с из- IQ рирования волновых колебаний, при

мерениам скорости и ускорения частиц воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ре-; зультатов исследования за счет обеспечения синхронного измерения значений кинематических параметров движеF FC+FM

| Ж Ж

У W

фигЛ

этом для каждого значения скорости течения определяют давления воды на исследуемый элемент опоры и раздельно определяют величины коэффициентов 15 скоростного и инерционного сопротивлений элемента опоры воздействию волн. I

/I -А

фиг. 2

Л-ч

(риг 6