Hivkompensering for kveilerør:
Slik holdes strekket innenfor grensene
I dette regneeksempelet kan kveilerør uten stigerør være dimensjonerende for operasjonen. En 2⅜ tommers rørstreng som er 400 m lang, har en aksial flytegrense på 522 kN og kan knekke dersom det effektive strekket går tapt. Strekket må derfor holdes innenfor definerte grenser mens fartøyet beveger seg.
Hvorfor strekket i en kveilerørstreng uten stigerør må holdes innenfor definerte grenser, hva eksempelet uten kompensering viser, hvordan arbeidspunktet endres når røret setter seg fast, og hvordan operasjonsområdet fastsettes for et prosjekt.
Av Tord Martinsen, daglig leder · · Gjennomgått · 5 min lesetid
Rørstrengen er det dimensjonerende svake leddet
400 m kveilerør i klassen CT-90, med dimensjonene 2⅜″ × 0.190″, har en aksialstivhet på EA ≈ 174 MN. Over denne lengden tilsvarer det 435 kN ekstra strekk per meter forlengelse, slik at ±1.5 m ukompensert relativbevegelse krever ±650 kN, over rørstrengens flytegrense på 522 kN i én enkelt bølge.
Hva skjer uten kompensering?
Med injektorplattformen stivt opphengt ved Hs 3.0 m / Tp 9.0 s overføres hele fartøysbevegelsen til rørstrengen. Sjøen påfører den 1,308 kN mot en flytegrense på 522 kN, og den ryker omtrent femten sekunder inn i operasjonen. I alle de tolv bølgerealisasjonene av denne sjøtilstanden ryker rørstrengen med stivt oppheng, uten unntak, mellom 8.7 s og 32.5 s.
Regneeksempelet som film: grensene for strekk, overtrekket ved fastkjørt rør og oppbremsingen ved rørbrudd, gjengitt bilde for bilde fra CONSTELLATION-simuleringen.
Hva kompensatoren må gjøre
Gjennom én ANTARES 125 t / 5.5 m med mykeste gassfylling gir de samme bølgene et strekk på 93–146 kN rundt et settpunkt på 118 kN (omtrent ±29 kN) med ingen slakkhendelser, mens enheten tar opp 4.5 m relativbevegelse.
Det avgjørende er stivhet, ikke kraft: En gassfjær som er myk nok til at én meter fartøysbevegelse knapt endrer trykket, er koblet i serie med en rørstreng med stivhet 435 kN/m. Det myke elementet tar opp bevegelsen, og rørstrengen beholder strekket.
Fastkjørt rør: samme enhet, nytt arbeidspunkt
Når røret setter seg fast, må trekkraften for frigjøring økes samtidig som rørstrengen holder seg under flytegrensen og aldri blir slakk. I dette regneeksempelet justerer en adaptiv passiv hivkompensator gassens arbeidspunkt på stedet. Rørstrengen bærer da en 418 kN trekkraft for frigjøring (den oppgitte arbeidsgrensen på 80 %). Bølgetoppene ligger over denne grensen, opptil 89 % av den modellerte flytegrensen (omtrent 465 kN), fortsatt under flytegrensen. Ingen slakkhendelser oppstår i de tolv realisasjonene. Det nødvendige oppsettet avhenger av tilfellet.
Rørbrudd og hvorfor enden av slaglengden er viktig
Ulykken bransjen særlig frykter, er at rørstrengen ryker ved maksimalt overtrekk. Omtrent 418 kN strekk forsvinner brått, og plattformen slynges oppover: 3.2 m på omtrent ett sekund i den viste realisasjonen.
| Oppbremsing ved rørbrudd | Vist | Verst av 12 | Grense |
|---|---|---|---|
| Kontakt med endestopp | ingen | ingen | ingen |
| Treffhastighet mot endestopp | ikke nådd | ikke nådd | ≤ 0.5 m/s hvis nådd |
| Maksimal retardasjon | 2.1 g | 3.7 g | 5.0 g |
| Maksimal belastning i hovedløpet | 0.61 × SWL | 0.90 × SWL | 1.00 × |
Kompensatoren må dempe slutten av sin egen inntrekking. Med denne funksjonen bremses plattformen uten å treffe en hard stopp. Uten den når den samme plattformen enden av bevegelsesbanen med hastighet i den samme bølgen: en kritisk svikt i stedet for en kontrollert stopp.
I dette regneeksempelet er transienten ved rørbrudd dimensjonerende for belastningen i hovedløpet, fremfor den ordinære lasten ved oppheng. Hovedløpet blir et øyeblikk slakt når plattformen slynges opp, før det tar lasten igjen. Et annet utstyrsoppsett må kontrollere alle faser og randbetingelser mot egne lastdefinisjoner og kriterier.
Hvor går grensene for operasjonsvinduet?
De publiserte simuleringene dokumenterer den oppgitte responsen bare ved Hs 3.0 m, Tp 9.0 s for dette fartøyet, denne kursen, lastveien og grunnlaget med tolv realisasjoner. De fastsetter ingen generell regel mellom Hs-regel for slaglengde eller operasjonsgrense på 3.1–3.4 m. Et prosjektspesifikt operasjonsområde må dekke Hs, Tp, kurs og det spesifiserte spekteret, og kontrollere slaglengde, strekk og transienten ved rørbrudd for hvert beregningspunkt.
Vanlige spørsmål
Hvorfor trenger kveilerør hivkompensering?
Hva er det tillatte strekkintervallet?
Kan en passiv hivkompensator holde strekket innenfor grensene ved Hs 3 m?
Hva dimensjonerer hovedløpet i en kveilerøroperasjon?
Send oss data for ditt tilfelle
Rørdimensjon og stålkvalitet, vanndybde, fartøy og sjøtilstand. Vi utarbeider et regneeksempel som dette: strekkintervallet under operasjonen, tilfellet med overtrekk, oppbremsingen ved rørbrudd og simuleringssettet bak hvert tall.
Snakk med en ingeniør
