автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.01, диссертация на тему:Численное решение задач динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока морской платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства

На правах рукописи

САВИНОВ

Владимир Николаевич

ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ДИНАМИКИ И НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ОПОРНОГО БЛОКА МОРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПРИ ПРОДОЛЬНОМ СПУСКЕ С ПЛАВУЧЕГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

05.08.01 -Теория корабля и строительная механика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

¥

Нижний Новгород 2006 г.

Работа выполнена на кафедре «Теория корабля и гидромеханика» Нижегородского государственного технического университета

Научный консультант: доктор технических наук, профессор А.Н. Попов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Борисов Р.В.

доктор технических наук, профессор Роннов Е.П.

доктор технических наук, профессор Панов А.Ю.

Ведущая организация: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова г. С. - Петербург.

Защита диссертации состоится «_»_2006 г. в_часов на

заседании диссертационного совета Д 212.165.08 при Нижегородском государственном техническом университете по адресу: 603600, г. Н. Новгород, ГСП-41, ул. Минина, 24, ауд._.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_»_2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.165.08

доктор технических наук, профессор __ А.Н.Попов

/

¿.oOGk

"7&Э2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Вопросы поиска, разведки, обустройства и эксплуатации месторождений нефти и газа на морском шельфе в связи с истощением сухопутных источников углеводородов и негативной реакцией общественности на развитие атомной энергетической программы становятся безальтернативными и насущными. Новая концепция освоения морских ресурсов нефти и газа, а также планы гидрографии и обороны страны предусматривают строительство морских глубоководных платформ, опорная часть которых представляет собой пространственный стальной опорный блок (ОБ), имеющий значительные массу (20-50 тыс. т и более) и габариты. Доставка, сброс и постановка на морское дно таких блоков представляет собой достаточно сложную задачу. Особенно это относится к операции продольного спуска опорного блока с саморазгружающейся транспортной баржи, когда он сначала скользит по спусковым дорожкам баржи, а затем поворачивается на аппарелях (коромыслах) и скользит по ним, имея малую площадь опирания.

В настоящей диссертационной работе предложены новые постановки задач по определению внешних сил и моментов, действующих на спускаемый опорный блок, а также по расчету кинематики его движения от момента начала относительного движения по спусковым дорожкам баржи до полной остановки в воде после соскока с коромысел. Существенно дополнена и уточнена математическая модель расчета динамики сброса, которая в совокупности с программным комплексом «Nastran», использующим конечно-элементный метод расчета, позволила провести численное решение задач динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока морской платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства. Результаты расчетов показали, что наиболее неблагоприятным с точки зрения прочности конструкции блока является момент раскрытия аппарелей баржи. Наибольшие напряжения при этом наблюдаются в элементах блока, примыкающих к его спускным стойкам в районе соприкосновения последних с аппарелью.

Цель работы заключается:

-в обработке и анализе результатов крупномасштабных модельных испытаний продольного спуска;

-в разработке численного метода решения задач динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока морской глубоководной платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства с осуществлением контроля характеристик продольной и поперечной остойчивости баржи и блока;

-в проведении численных расчетов и параметрических исследований динамики и напряженно-деформированного состояния натурного пространственного ферменного опорного блока при продольном сбросе с использованием среды «Matead» и программного комплекса «К

НАЦИОНАЛЬНАЯ I

библиотека i

Научная новизна работы.

• Проведены крупномасштабные модельные испытания продольного сброса пространственного опорного блока стационарной буровой платформы с саморазгружающейся транспортной баржи (СТБ) в полигонных условиях Горьковского водохранилища.

• Проведены специальные модельные испытания в опытовом бассейне Горьковского политехнического института.

• Получены и проанализированы экспериментальные данные по гидромеханике баржи и пространственной конструкции опорного блока.

• Получены, обработаны и проанализированы экспериментальные данные по кинематике и динамике продольного сброса блока с баржи.

• Уточнен и дополнен алгоритм численного расчета кинематики и динамики продольного сброса пространственной ферменной конструкции с СТБ.

• Определены внешние силовые факторы, а также внутренние напряжения и деформации как в отдельных элементах, так и во всей конструкции блока в произвольный момент сброса.

• Получены результаты параметрических исследований динамики и напряженно-деформированного состояния пространственного опорного блока при разных вариантах продольного сброса.

• Получены решения новых задач:

-по исследованию кинематики движения баржи и блока при сбросе с варьированием начальных условий;

-по исследованию внешних сил, действующих на баржу и блок при разных вариантах продольного сброса;

-по исследованию методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния пространственной ферменной конструкции при сбросе с варьированием положения блока на барже.

Методы исследований: теоретико-экспериментальные. Для подтверждения теоретических выкладок и результатов расчета численных экспериментов использовались данные экспериментальных исследований, полученные в натурных, полигонных и лабораторных условиях.

Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в работе, основывается на:

-корректном использовании известных уравнений движения судна, гидромеханики жидкости, теории корабля, численных методов расчета;

-совпадении полученных результатов с данными натурных, крупномасштабных и лабораторных модельных испытаний.

Практическая значимость и реализация результатов исследований заключается:

* в разработке, уточнении и дополнении алгоритма численного расчета динамического процесса продольного сброса при определении кинематических и динамических характеристик блока и баржи, их реакций и гидродинамического сопротивления при движении в жидкости, плавучести, продольной и поперечной остойчивости, массово-инерционных харак-

теристик «сухого» и частично или полностью погруженного в воду блока, экспорта данных расчета в среду "Matead";

*в результатах исследований конечно-элементным методом напряженно-деформированного состояния пространственной ферменной конструкции, полученных с использованием программного комплекса «Nastran» для моментов продольного сброса, в которые напряжения в конструктивных элементах достигают максимума;

*в численных результатах, полученных при реализации программ расчета поставленных задач на ПЭВМ; в параметрических исследованиях динамики и напряженно-деформированного состояния пространственного ОБ при продольном сбросе; в выводах и рекомендациях, содержащихся в диссертации;

*во внедрении отдельных результатов и пакетов программ в ВНИПИ морнефтегаз (г. Москва), ЦКБ «Коралл» (г. Севастополь), ЦНИИпроект-стальконструкция им. Н.П. Мельникова (г. Москва), НИПИгипроморнеф-тегаз (г. Баку), НГТУ (г.Н. Новгород), ВПИ «Проектверфь» (г.Н. Новгород).

Работа проводилась по договорам ГПИ, позднее - НГТУ, с ВНИПИморнефтегаз, ЦКБ «Коралл», ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова, НИПИгипроморнефтегаз, а также по программам ОЦ.007 Государственного Комитета по науке и технике СССР, «Шельф» Минвуза СССР и «Океанотехника» Минвуза РСФСР, а также по заказ-нарядам с Госкомвузом РФ в рамках целевой программы «Научные исследования высшей школы в области топлива и энергетики на 1998-2002 годы».

На защиту выносятся:

•результаты и анализ крупномасштабных модельных испытаний динамики продольного сброса опорного блока глубоководной стационарной буровой платформы с транспортно-спусковой баржи, проведенных на испытательном полигоне Горьковского водохранилища и опытовом бассейне Горьковского политехнического института;

"уточненная и дополненная математическая модель расчета численным методом динамического процесса сброса пространственной ферменной конструкции ОБ глубоководной стационарной буровой платформы с саморазгружающейся транспортной баржи;

•сопоставление результатов численных расчетов и данных крупномасштабных модельных экспериментов;

♦алгоритм расчета массово-инерционных характеристик пространственной решетчатой конструкции, элементов ее плавучести и остойчивости;

» «результаты численных экспериментов динамики сброса натурного

опорного блока ОБ - 3 глубоководной платформы с СТБ - 1;

«расчетная схема, методика определения положения блока на опоре и результаты расчета конечно-элементным методом напряженно-деформированного состояния сбрасываемого опорного блока;

* результаты параметрических исследований динамики и напряженно-деформированного состояния пространственного ферменного опорного блока при продольном спуске с СТБ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и одобрены на научно-технических конференциях: «Проблемы создания новой техники для освоения шельфа» (г. Горький, 1977, 1982 г.г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Технические средства изучения и освоения океана, «Океанотехника-78» (г. Ленинград, 1978 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания» (г. Горький, 1978 г.); научно-технической конференции по прикладной гидромеханике «Павленковские чтения» (г. Киев, 1979 г.); 14-й научно-технической конференции «Очередные задачи речного судостроения» (г. Горький, 1983г.); научно-технической конференции кораблестроительного факультета ГПИ им. A.A. Жданова «Вопросы оптимального проектирования судов, судовых конструкций и энергетических установок» (г. Горький, 1984 г.); Шестой научно-технической конференции «Проблемы создания новой техники для освоения шельфа» (г. Горький, 1989г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Совершенствование средств и методов экспериментальной гидромеханики судна для развития научного прогресса в судостроении» (г. Николаев, 1988г.); Второй Всесоюзной конференции «Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР» (г. Москва, 1990г.); Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», посвященной 90-летию со дня рождения доктора технических наук, профессора Алферьева Михаила Яковлевича (г. Н. Новгород, 1990г.); Второй Международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России» (г. Санкт-Петербург, 1995г.); научно-технической конференции «Современные проблемы теории корабля» XXXVII Крыловские чтения (г. Санкт-Петербург, 1995г.); III Международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России» (г. Санкт-Петербург, 1996г.); IV Международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «Моринтех 2001» (г. Санкт-Петербург, 2001г.); Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве» (г. Н. Новгород, 2002г.); конференции по строительной механике корабля, посвященной памяти академика Ю.А. Шиманского (г. Санкт-Петербург, 2003 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ. Результаты исследований автора, выполненные по заказам промышленности, отражены в 11 научно-технических отчетах.

Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 310 наименований. Объем диссертации - 354 е., включая 200 рис., 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, кратко изложены основное содержание и результаты диссертационной работы.

1. Состояние вопроса и основные задачи исследования

В первой главе кратко освещена история создания и эксплуатации стационарных сооружений морского шельфа. Показаны темпы освоения глубоководных акваторий, приведена классификация стационарных глубоководных буровых оснований. Указывается, что проекты первых платформ, строившихся в 1950-х годах на глубинах до 30 м на Каспийском море, предложены Мешлумовым Л.А., Оруджевым С.Л. и Софаровым Ю.А. Освоение месторождений на глубинах 80-150 м проходило с использованием двублочных и одноблочных оснований, разработанных проектным институтом «Гипроморнефть». Освоение нефтяных и газовых месторождений на акваториях замерзающих морей шельфа России связано с проектированием и строительством ледостойких стационарных платформ. Наиболее важные проектные проработки с целью определения целесообразности и экономичности освоения арктических месторождений Баренцева моря для глубин до 350 м проводились ведущими отечественными институтами ВНИПИморнефтегаз и ЦНИИпроектстальконструкция. Значительный вклад в осуществление этих проектов внесли Максутов P.A., Мирзоев Д.А., Вершинин С.А., Нагрелли В.Э., Шибакин С.И., Дудик Э.Ф., Ларионов В.В., Морозов Е.П., Шеляпина Г.Р., Ефремов М.М. и др. Представлены материалы по разработкам подводных комплексов технических средств для добычи нефти и газа, расположенных подо льдом, авторами которых являются специалисты ЦКБ «Лазурит» - Лавковский С.А., Лещев С.А., Эделев O.K. и др.

Приведены наиболее известные зарубежные разработки стационарных глубоководных шельфовых сооружений, имеющих в своем составе стальные пространственные блоки. В целом, анализ применения решетчатых конструкций показал, что спектр спроса на них достаточно широк и не ограничивается только областью нефтегазодобычи, а распространяется на нужды обороны, гидрографии и др.

Проанализированы способы транспортировку, опорных блоков морских стационарных глубоководных платформ (МСГП). Показано что наиболее предпочтительным следует признать способ доставки опорных блоков на саморазгружающихся транспортных баржах, возможности которых не ограничиваются только перевозкой блоков малой массы и габаритов. Они успешно применяются и для транспортировок блоков МСГП, экономя время доставки, которое в этом случае сокращается в 3-4 раза, что

особенно важно в условиях моря. Если учесть, что спусковые дорожки легко и быстро демонтируются и баржа может использоваться для иных транспортно-монтажных целей, то преимущества использования подобных барж несомненны.

Основная проблема, связанная с использованием способа транспортировки опорных блоков глубоководных морских платформ на баржах, заключается в трудности обеспечения безаварийного проведения операции спуска этого блока с баржи. Спуск с баржи длинного опорного блока опасен как для самого блока, в конструкции которого в момент раскрытия поворотных коромысел напряжения возрастают так, что превышают допускаемые, и может быть нарушена целостность блока, так и для баржи, которая может потерять свою остойчивость. Кроме того, сложность и насыщенность решетчатой конструкции, ее большие размеры и масса, трудность изучения аэрогидродинамического взаимодействия блока с жидкостью, недостаток отечественного опыта и отсутствие соответствующих экспериментальных исследований, чесовершенство теоретических методов расчета динамики судна и сбрасываемой конструкции, отсутствие комплексного подхода к решению проблем спуска обусловили проведение научных исследований по динамике и напряженно-деформированному состоянию (НДС) опорного блока морской глубоководной платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства.

Решение обозначенных проблем может быть найдено при совместном использовании методов теории корабля (для определения внешних сил, действующих на баржу и опорный блок при сбросе) и методов строительной механики корабля (для нахождения внутренних напряжений в элементах сбрасываемой конструкции).

Важнейшие вопросы теории корабля достаточно подробно рассмотрены в трудах многих отечественных и зарубежных ученых. Так, вопросам плавучести и остойчивости судна посвящены работы JI. Эйлера, Э. Рида, А.Н. Крылова, И.Г. Бубнова, В.Г. Власова, Ю.А. Шиманского, П.Ф. Папковича, Г.Е. Павленко, С.Н. Благовещенского, В.В. Семенова-Тян-Шан-ского, В.В. Рождественского, В.В. Луговского, Р.В. Борисова, Б.В. Мирохина и других исследователей.

В работах В. Фруда, А.Н. Крылова, Н.Е. Жуковского, М.А. Лаврентьева, H.H. Кабачинского, К.К. Федяевского, A.M. Басина, И.В. Гирса, Г.Н. Кабачинского, Я.И. Войткунского, Г.Е. Павленко, М.Я. Алферьева, Е.Ф. Сахно, А.Н. Панченкова и многих других ученых рассмотрены вопросы сопротивления воды движению судов и методы их расчета. Проблемам определения присоединенных масс и коэффициентов демпфирования посвящены работы Ю.В. Ремеза, А.З. Салькаева, Н.С. Римана, Р.Л. Крепса, Т. Сарпкая, С. Гаррисо-на, А.И. Короткина, М.Д. Хаскинда, А.Ю. Панова, А.Н. Шебапова и ряда других авторов. Исследования процессов спуска судна на воду и изложение методов его расчета представлены в трудах И.Г. Бубнова, В.Г. Власова, H.A. Николаева, В.В. Семенова-Тян-Шанского, A.A. Курдюмова, Ю.П. Белявина, A.A. Гайсёнок, В.В. Козлякова, Б.В. Мирохина.

На процесс спуска блока значительное влияние оказывает действие аэрогидродинамических сил. Обзор имеющихся работ по этому вопросу позволил констатировать следующее:

- экспериментальные исследования сопротивления круглых цилиндров при различном их взаимном расположении проводили: Б.Я. Кузнецов, М.М Здравкович, С. Dalton, M.J. Bushneil, А. Окаяма, Т. Sarpkaya и другие исследователи;

► - параметры гидродинамического следа и его влияние на сопротивле-

ние тел рассмотрены в работах Г. Шлихтинга, Г.Н. Абрамовича, A.C. Гиневского, К.К. Федяевского, Г. Биркгофа, Э. Сарантанелло, JI.H. Ухановой и других авторов;

- исследованиям сопротивления изолированного цилиндра, обтекаемого неустановившимся потоком жидкости, посвящены работы Дж. Морисона, Д.Д. Лаппо, Я.Г. Виленского, Б.Х. Глуховского, A.A. Каспарсона, И.Ш. Халфина, С.И. Девнина, В.В. Каплуна, Ю.Н. Шестакова и многих других ученых;

- проблемы определения сопротивления пространственных решетчатых конструкций, испытывающих воздействие установившегося потока жидкости, отражены в работах А.П. Бирюлина, В.Н. Трещевского, Л.Д. Волкова, АН. Короткина, С.И. Девнина, И.Н. Галахова, O.E. Литонова, A.A. Алисейчика, К. Секиты, И. Савады, Т. Кимуры и др., а неустановившегося потока - в работах M.J. Bushneil, Д.Д. Лаппо, В.В. Каплуна, Ю.Н. Шестакова и других авторов.

В совокупности по рассмотренному вопросу сделан вывод о том, что при пространственном обтекании элементов сложной пространственной конструкции, такой, как опорный блок МСГП, трудно отследить взаимодействие гидродинамических следов, изменение их направлений и расстояний между стержнями, а также определить скорости и ускорения отдельных элементарных участков деталей конструкции. Поэтому сопротивление движению пространственной фермы может быть определено интегрально с учетом допущения о линейной зависимости его от величины погруженного объема и мгновенных значений скоростей и ускорений движения блока, получаемых расчетом.

Исследованиям процесса сброса опорного блока с транспортной баржи и постановки его на дно посвящены работы A.B. Васильева, М.И. Масальского,

A.Б. Ваганова, П.Н. Егорова, В.Г. Налоева, В.Н. Савинова, Т.А. Шафикова,

B. Mazurkitwicz, Б. Зейферта, А. Кроула, И.М. Жакина. Рассмотрение проблем, возникающих при сбросе опорных частей морских глубоководных стационарных платформ с транспортного средства, показало, что наиболее

• важные из них заключаются в определении: неизвестных внешних сил и

моментов, действующих на блок при сбросе, а также скоростей, ускорений, углов дифферента и траекторий движения блока; внутренних напряжений, возникающих в элементах стапельных ферм блока в процессе сброса и особенно в момент раскрытия аппарелей; остойчивости баржи, уменьшающейся в процессе продольного спуска.

Из проведенного обзора для решения в диссертационной работе выделены следующие задачи :

- провести крупномасштабные модельные испытания, обработку и анализ их результатов;

- разработать уточненный алгоритм математической модели расчета динамики сброса опорного блока МСГП, достоверно воспроизводящий действительную физическую картину натурного сброса по всем его параметрам;

- установить адекватность математической модели и физического эксперимента сопоставлением результатов расчета с результатами модельных испытаний;

- провести численные расчеты динамики сброса натурного блока с баржи и получить кинематические параметры, внешние силы и моменты, действующие на блок;

- разработать расчетную схему и методику определения положения блока на опоре, которое соответствует расчетной конфигурации системы для анализа НДС блока;

- провести численные расчеты НДС опорного блока в наиболее опасные для его целостности моменты сброса конечно-элементным методом с использованием программного комплекса "ЫаЛгап" и определить зоны наибольшего нагружения;

- провести параметрические исследования динамики и НДС опорного блока при сбросе с транспортного средства для выявления наиболее приемлемого способа продольного спуска.

2. Модельные экспериментальные исследования продольного сброса

Сложность разработки достоверных методов расчета плавучести, остойчивости воза (баржа + блок) и самого процесса сброса пространственного решетчатого опорного блока глубоководной морской платформы и следовательно большая ответственность при проектировании, строительстве и монтаже в море этих уникальных и дорогостоящих сооружений требуют экспериментального подтверждения правильности принимаемых исходных предпосылок и допущений, а также установления адекватности теоретических решений и реально протекающих физических процессов.

Вторая глава посвящена модельным крупномасштабным экспериментальным исследованиям продольного сброса блока с баржи. Цель исследований заключалась в:

- получении наглядной качественной картины сброса; выявлении основных закономерностей процесса и установлении сил, играющих здесь доминирующую роль;

- сборе экспериментальных данных для разработки математической модели и программы расчета на ПЭВМ кинематики и динамики системы «опорный блок - баржа» при продольном сбросе;

- экспериментальном определении гидродинамических характеристик плоских и пространственных ферменных конструкций, взаимодействующих как с установившимся, так и с неустановившимся потоком жидкости.

Проанализированы условия, при которых соблюдается гидродинамическое подобие модельного и натурного процессов сброса опорного блока глубоководной платформы с саморазгружающейся транспортной баржи. Испытания проводились в заливе Горьковского водохранилища, защищенном от воздействия волн и ветра, с глубиной воды в месте сброса опорного блока Н «3,5 м. При постановке экспериментов использовались следующие технические средства: модель баржи и модель опорного блока, выполненые в масштабе 1:50, кинокамера «Красногорск-2», электромеханические часы МЧ-62, масштабный шнур длиной 25 м, масштабные штыри различной длины, динамометры бытовые, секундомеры механические, имеющие точность ±0,1 с, система, обеспечивающая вывод модели на точку сброса, источники электроэнергии - аккумуляторные батареи марки 6СТ-140. Модель баржи-катамарана имела массу 31,0 кг и была выполнена из пенопласта. Корпуса соединены общей палубой, на которой размещались спусковые дорожки для блока, а в корме - поворотные аппарели (коромысла). Наибольшая длина модели Ь=2 690 мм (с аппарелями), ширина В=700 мм, высота борта Н=1Ь8 мм, расстояние между спусковыми дорожками Вд=340 мм. По результатам статической и динамической

тарировок были определены координаты центра тяжести баржи Хо=0,05 м,

У0 =0,0 м, =0,088 м, и ее центральный момент инерции 1у = 76,44кг м2.

Модель блока была выполнена из труб алюминиевого сплава в виде сварной конструкции (диаметры использованных труб, мм: 30x3; 16x1,5; 12x1,5). Она имела массу 49 кг и также подвергалась статической и динамической тарировкам. Координаты ее центра масс имели следующие значения: Х0 =0, Ус =0, 2с=Ю80 мм. Центральный момент инерции блока был

определен экспериментально и имел величину = 32,095кг •м . Высота блока составляла Н=2500 мм, размеры нижнего основания В х Ь=1000 х 1260 мм, верхнего - Ь х 1=400 х 720 мм. Положение центра тяжести блока в момент начала движения соответствовало начальному углу дифферента баржи У,о (так, при Ч/:о= - 2° смещение блока в корму составляло величину £20= - 0,51 м; в момент раскрытия аппарелей смещение £2= - 0,90 м).

Изменение плавучести блока производилось с помощью использования набора пенопластовых брусков, снимаемых или добавляемых модели. Специальные грузы, прикрепляемые к блоку, позволяли менять положение центра тяжести и величину момента инерции. Экспериментальные исследования буксировочного сопротивления баржи и блока проводились в опытовом бассейне Горьковского политехнического института. .

В процессе проведения опытов при соблюдении геометрического, кинематического и динамического подобия выполнялось моделирование следующих величин: массово-инерционных характеристик блока и баржи; плавучести блока КА ~\(р\' -М)Ш]-100%, (где р- плотность воды; V- непроницаемый объем блока, включая объем понтонов; М- масса блока, включая

- 2-2

массу понтонов) и его остойчивости 2 = '' ^ ' 100% (где г, - аппликата

центра тяжести; 2, - аппликата центра величины; Я- высота блока). Методика испытаний предусматривала проведение перед началом каждого сброса контроля следующих характеристик: массы опорного блока; положения центра тяжести моделей; запаса плавучести, варьируемого в процессе испытаний.

Испытания проводились с блоками, имеющими как положительную, так и отрицательную собственную плавучесть. При отрицательной плавучести блока последний оснащался элементами дополнительной плавучести (понтонами) и назывался в этом случае оснащенным модулем. Полученные после обработки киносъемок диаграммы сброса в дальнейшем обрабатывались и анализировались. Результаты анализа показали, что:

- физическая картина процесса движения блока состоит из трех характерных этапов: а) этапа относительного поступательного перемещения блока по направляющим дорожкам, установленным на палубе транспортной баржи; б) этапа поступательно-вращательного движения блока в контакте с направляющими дорожками поворотной аппарели баржи; в) этапа неустановившегося свободного движения блока в воде до прихода его в фиксированное плавающее положение;

- динамика сброса блока в первую очередь определяется величиной запаса плавучести ДА и коэффициента его остойчивости Ъ;

- важнейшим условием безаварийного монтажа ОБ в море является наличие положительного запаса плавучести, обеспечиваемого в процессе проектирования и строительства опорных блоков;

- в том случае, когда общий запас плавучести блока (с понтонами или без них) ДА < 1,0%, динамика сбрасываемого объекта зависит от схемы расположения понтонов и начальных условий процесса: соотношения масс, возвышения центра тяжести; соотношения дифферента и угла трения;

- для блока с положительной собственной плавучестью (ДА > 1,0%) минимально допустимая глубина сброса определяется его наибольшим габаритным размером, т.е. Н с6р > Н габ;

- сброс возможен на глубине, меньшей чем высота конструкции, тогда, когда его запас плавучести ДА >1,0%, а коэффициент остойчивости 2 й 0,3 • М%, т.е. В < Н сбр < Н, где В - ширина блока;

- если собственный запас плавучести блока отрицательный, то при любом соотношении его собственного объема и объема навешенных понтонов, обеспечивающих положительный запас плавучести, равный ДА > 1,0%, допустим сброс блока на глубине НЛр > 1,10 • Я;

- блок после сброса может занимать горизонтальное положение, если коэффициент остойчивости блока Z = 0,0%, т.е. центр тяжести совпадает с центром величины, а запас плавучести ДА > 1,0%. Глубина сброса в этом случае лежит в пределах В < Н с6р < Н;

- совпадение центра тяжести с центром водоизмещения при запасе плавучести АА < 1,0% создает условия для существования двух положений равновесия блока после сброса в зависимости от начальных условий сброса и коэффициента формы;

- горизонтальное перемещение центра тяжести блока относительно точки сброса незначительно, что указывает на целесообразность проведения последнего непосредственно над местом постановки сооружения на грунт;

- буксировка блока после сброса в погруженном состоянии трудно осуществима даже на малые расстояния, ввиду значительного гидродинамического сопротивления;

- в процессе сброса выбег судна-носителя, если его не стопорить, достигает нескольких длин корпуса (3....6);

- увеличение запаса плавучести А при принятых схемах расположения дополнительных плавучестей мало повлияло на изменение максимальных углов дифферента баржи у ^ и блока при продольном сбросе;

- качка баржи быстро затухает, за 2.. .3 колебания;

- увеличение начального угла дифферента баржи ц/^ с -2° до -4°

приводит к более интенсивному изменению линейных скоростей блока и У2Э"С и мало отражается на величинах и характере изменения ц/^" в

процессе сброса;

- изменение величины силы трения Гл, влияет на характеристики

сброса.

3. Структура математической модели динамики сброса пространственной решетчатой конструкции

Модельные эксперименты и их результаты образовали физическую базу для создания реализуемой на ПЭВМ математической модели продольного сброса пространственного решетчатого опорного блока с саморазгружающейся транспортной баржи. Структура этой математической модели рассматривается в третьей главе.

Математическая модель сброса опорного блока с саморазгружающейся транспортной баржи содержит дифференциальные уравнения движения двух взаимодействующих объектов (баржи и блока) и при известном состоянии их в начальный момент времени Хо - 1о позволяет определить положение этих объектов в пространстве, а также их характеристики в любой момент времени X = I. Для вывода дифференциальных уравнений использованы следующие системы координат (СК): О £т]д неподвижная СК, у которой начало (т. О) лежит на поверхности тихой воды, оси и От) - горизонтальны и размещены в плоскости спокойной поверхности воды, а ось Ос, - вертикальна; б, Х: К, г, - СК, связанные с г'-м объектом, соответствующим барже, если /=1, и блоку, если /=2;

О^цУ - СК, связанные с 1-м объектом и используемые для решения у'-й частной задачи, например, для описания геометрии объекта; С, £ д, -полусвязанные СК У-х объектов, которые перемещаются вместе с объектом, но при этом их оси остаются параллельными осям неподвижной СК.

В настоящее время опорным блокам стационарных глубоководных платформ придают призматическую или пирамидальную форму. Геометрия решетчатого блока определяется: высотой конструкции Н; размерами нижнего основания а„ х Ьн = ; размерами верхнего основания анхЬи = Л'в; степенью насыщенности объема блока или площади его панелей и диафрагм. Важными характеристиками опорного блока являются: масса и координаты точки центра масс; статические моменты масс каждого стержня, самого блока, дополнительных элементов, входящих в состав блока, и координаты их центров тяжести; моменты инерции массы блока. Перечисленные характеристики определены с помощью формул, известных из теоретической механики. Плоскость ватерлинии, проходящая через блок, однозначно определяется: аппликатой Хр точки пересечения плоскости произвольной

ватерлинии с осью ОЪ\ углом Ч7 между осью ОХ и следом плоскости ватерлинии на плоскости XOZ; углом 0 между осью ОУ и следом плоскости ватерлинии на плоскости ЧОЪ. Используя параметры ватерлинии , У и 0, уравнение плоскости ватерлинии запишем

хш^ + У'я^-г + г^о, (1)

где = =

В процессе продольного сброса, когда происходит погружение опорного блока в воду, действующая ватерлиния изменяет свое положение по отношению к его осям координат. Для каждого такого положения ватерлинии необходимо знать следующие текущие характеристики блока: объемы погруженных стержней и координаты их центров величины; площадь действующей ватерлинии блока и баржи; координаты центра тяжести площади действующей ватерлинии; статические моменты и моменты инерции площади действующей ватерлинии относительно неподвижных осей 0£ и Оту, продольные и поперечные метацентрические радиусы и высоты.

Варьируя параметрами уравнения плоскости (1), можно получить любую действующую ватерлинию как для сбрасываемого с баржи, так и свободно перемещающегося в воде опорного блока. Стержни опорного блока по отношению к действующей ватерлинии могут располагаться:

-произвольно в пространстве выше действующей ватерлинии (сухие); -произвольно в пространстве ниже действующей ватерлинии (погруженные в воду);

-лежать на действующей ватерлинии (частично погруженные в воду); -пересекать действующую ватерлинию под произвольным углом у.

Имея заданное в системе координат ОХУ2 пространственное положение /-го стержня с координатами его начала Х,,;У„;г,1 и конца Х2,;У2,;г2,, решим каноническое уравнение для каждого стержня в виде

(2)

х-Х,,у-Уи

I, Р,

где I, =ХЪ-Хи\п, = Уь -Уь',р, = -2Ь- направляющие коэффициенты стержней.

Совместным решением уравнения стержня (2) с уравнением плоскости ватерлинии {АХ+ВУ+С2+Е>=О, где А, В, С, £>- параметры ватерлинии) находятся расстояния точек начала и конца стержня

М2ХХ21\У21-,г2,) до плоскости ватерлинии

л = лхи + вуи + сг„ + р. у1а2 + в2 + с2 '

а2 = АХъ + ВУг,+С2г1+Р

(3)

л/А2+В2+С2

В результате вычисления значений </1, и с121 по (3) и их последующего сравнения определяется положение каждого стержня относительно свободной поверхности воды. Если стержень пересекает действующую ватерлинию, то для него решается следующее уравнение в параметрическом виде

х = Х„ +1,1,'

У = (4)

г = + Р,и

где / - параметр, характеризующий относительную длину погруженной части стержня; 1,,п,,р, -направляющие коэффициенты стержня; Х1:,Уи,2ь -координаты начала данного стержня.

Подставляя значения х,у,г из уравнений (4) в уравнение плоскости ватерлинии, получим

А{Х„ + /,/)+в(У„ + и,о+С(2„ + Р,1)+в = о. (5)

Из уравнения (5) находится параметр г:

г Аг„+вг„+сг„ + р

А1, + Вп, + Ср, ' , ;

Этот параметр ? позволяет получить координаты точки пересечения стержня с плоскостью ватерлинии М,0(Х,0,У10,2,0), а значит, получить два новых стержня, один из которых будет сухой, а другой погружен в воду. Для определения площади действующей ватерлинии стержня и его погруженного объема определяется острый угол <р между действующей плоскостью ватерлинии и данным стержнем.

Типовые конструкции ОБ состоят преимущественно из цилиндрических труб разного диаметра или цилиндрических оболочек. При пересечении этих элементов блока плоскостью ватерлинии (\УЬ), проходящей под произвольным углом наклона у, образуются поперечные сечения в форме

круга, прямоугольника, эллипса или сегментов эллиптической формы. Вычисляя геометрические характеристики площадей сечений всех стержней, определяем элементы действующей ватерлинии всего блока: площадь ватерлинии блока 5; координаты центра тяжести площади ватерлинии - х,, у моменты инерции площади ватерлинии. Для занятого после сброса положения блока определяются метацентрические высоты по известным формулам теории корабля.

Процесс спуска рассматривается как совместное движение блока и баржи от момента начала относительного скольжения блока по спусковым дорожкам баржи до момента кинематического отделения блока от баржи. Полагаем, что баржа и блок имеют симметричное распределение масс относительно вертикальной плоскости, совпадающей с диаметральной плоскостью баржи; центры масс блока и баржи в процессе спуска движутся в указанной плоскости движения; блок и баржа не только поступательно перемещаются, но и вращаются вокруг осей, перпендикулярных плоскости движения. Мгновенные оси вращений до раскрытия аппарелей баржи совпадают, а после раскрытия - расходятся. Допускается, что связанные центральные оси блока и баржи, в которых описывается геометрия масс, являются главными осями инерции тел; изменением инерционных характеристик баржи от раскрытия аппарелей можно пренебречь; масса аппарелей мала по сравнению с массой баржи, поэтому можно не рассматривать вращение аппарели как третьего тела системы.

Распределение контактных усилий блока и баржи вдоль спусковых дорожек баржи и стапельных стоек блока до момента раскрытия аппарелей, когда углы поворота и их производные по времени становятся разными, может быть определено только из решения системы дифференциальных уравнений, описывающих совместное деформирование блока и баржи как упругих балок. Такая задача может быть поставлена как самостоятельная. В рамках рассматриваемой проблемы прочности блока в процессе спуска можно допустить, что до раскрытия аппарелей напряженное состояние блока не является опасным. С ошибкой в безопасную сторону можно рассматривать вместо непрерывного распределения контактных усилий по длине скользящий контакт блока и баржи в двух точках, на рис.1 это точки А и В. Считается, что опора А принадлежит блоку и соответствует концу спусковых дорожек баржи в момент начала спуска. Опора В связывается с баржей и по длине соответствует положению оси коромысел. При расчете значение реакции опоры Ка=0 определяет момент раскрытия аппарелей.

Механико-математическая модель продольного спуска опорного блока с баржи строится как задача динамики плоского движения двух непрерывно контактирующих твердых тел, одно из которых (баржа) все время контактирует с водой, а второе (блок) вступает в контакт с водой на некотором этапе движения. Кинематика двух тел при плоском движении определяется 6 обобщенными координатами: 2 линейных перемещения центра тяжести в вертикальной плоскости и один угол поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к плоскости движения, для каждого

тела. Кинематические условия контакта сводятся к поверхностному касанию блока и баржи в двух или одной точке.

Реакцию жидкости на тело при нестационарном движении в гидродинамике принято разделять на инерционную и вязкостную составляющие. Инерционная составляющая определяется в неизменно связанной с телом системе координат. Поэтому в рассматриваемой задаче вводятся 2 центральные подвижные системы: G|XiytZ| для баржи и G2x2y2Z2 для блока (рис.1). Для отсчета углов дифферента используются полусвязанные оси систем G^riiCi и Ог^гСг, которые при движении тел перемещаются поступательно, оставаясь параллельными неподвижным осям системы координат

Дифференциальные уравнения движения тел записываются как законы изменения количества движения и момента количества движения в проекциях на подвижные оси, это позволяет вводить инерционные составляющие реакции жидкости через коэффициенты присоединенных масс. Переход от абсолютного движения тел к формально относительному при записи дифференциальных уравнений предполагает пересчет всех компонентов абсолютного движения (перемещений скоростей

ускорений 4,С) центров тяжести тел, а также проекций всех статических и динамических силовых воздействий на тела из неподвижной системы в подвижную, если эти силы изначально не определяются в подвижной системе, неизменно связанной с телом. Для анализа движения тел в неподвижной системе в процессе численного интегрирования системы дифференциальных уравнений на каждом шаге по времени осуществляется пересчет кинематических и динамических параметров из систем G|XiyiZ| и G2x2y2Z2 в систему Формулы прямого и обратного пересчета для

принятых систем углов поворота тела известны из теории корабля.

Изложенный подход к построению механико-математической модели спуска блока с баржи можно считать безальтернативным. Он был разработан в первом приближении творческим коллективом под руководством профессора A.B. Васильева (А.Б. Ваганов, П.Н. Егоров, М.И. Масальский, В.Г. Налоев, В.Н. Савинов), а также использовался в ЦКБ «Коралл» (Т.А. Шафиков). Дальнейшая разработка модели в настоящей работе связана с уточнением алгоритмов определения реакций баржи и блока, гидростатических и гидродинамических сил, инерционных и жесткостных характеристик для блока и объединением задач динамики движения и НДС. блока для анализа прочности. Постановка задачи дополнена анализом начальной продольной остойчивости системы баржа - блок в процессе спуска. | -

Исходные положения метода: блок лежит на спусковых дорожках баржи, касаясь их поверхности двумя параллельными стойками, к которым прикреплены деревянные продольные брусья. Сброс блока относится к разряду неуправляемых. Его движение начинается тогда, когда угол дифферента баржи превысит угол трения спусковых дорожек.

Для решения задачи о продольном сбросе записаны дифференциальные уравнения движения объектов с учетом сделанных допущений и того, что корпус баржи и блок имеют плоскости симметрии:

1

Л (т,+Л !„) __

Л (<п Л2

еК1,

+ Л133)["" '

А1,

<Л (Ш

Л

- + (».,+Л1„)у1,01,+Л1|5П£

»„о,г +Л13, ^П,,],

л л Л Л

= сое (С,,

1

(/я,+Л2„)

АГ„ -Л2„

Л1,

Л

^ +Я2!5П2>

л

:-'-\м,-х 2.,^-хг

<Л

- = У2, совГг,

- = -у2г сое ,

= П,

(7)

л

л <*¥* Л

где Ы1х, И,2 и Ы2х, N22 - проекции главного вектора внешних сил N, приложенного к барже, на оси Х1 и и приложенного к блоку на оси Х2 и Ъг соответственно; М1у и М2у - проекции главного момента внешнего

силового воздействия М на корпус баржи и блок относительно осей У, и У2 соответственно; [Л,1ц<] и [А.2!к] - матрицы присоединенной инерции масс воды для баржи и блока соответственно; ш,, т2, 1|у, 12у - массы и осевые

моменты инерции масс баржи и блока соответственно; » Я, - абсолютные координаты и линейные перемещения центров масс; ¿Г,. - линейные скорости центров масс; у/1 - углы дифферента; у/, - угловые скорости дифферента; - проекции скоростей центров масс на оси связанных

систем координат; . линейные ускорения; С1,г - угловая скорость

ш ш

,г

относительно поперечной оси; —— - угловое ускорение.

Система дифференциальных уравнений (7) не имеет аналитического решения. Поэтому интегрирование этой системы проводится численным методом. Правые части дифференциальных уравнений учитывают следующие силы и моменты: силы тяжести объектов Д, определяемые их массой -А гидростатические силы поддержания и моменты от них - Я и, М,,;

силы и моменты сопротивления движению объектов - Я 2|, М2,; реакции связей объектов - , М3-,; силы и моменты от дополнительных плавучестей - Я4!, М^; силы и моменты от веса принимаемого жидкого балласта - Я5|, М5;; силы и моменты от действия ветра - Р6,, М6,.

Расчетная схема воза и принимаемые СК показаны на рис. 1, из которого видно, что опора А принадлежит блоку и ее положение в связанной с блоком системе координат G2X2Y2Z2 определяется координатами

Х2А, =0,а опора В лежит на аппарели, принадлежит барже и ее положение в связанной с баржей СК определяется постоянными координатами Х1В, Уш =0,В неподвижной СК положение опоры А определяется по формулам:

=<« + (Хгл ■ сов^ + г2А ■ зхяугг),

1л=Чг=Ь (8)

Ял =$2 со&у/г - Х1А 5тугг). Спусковые дорожки, расположенные на палубе баржи, служат опорной поверхностью для опоры А (ЯАЮ]Х1); опоре В опорной поверхностью служит нижняя грань блока. Положение опоры В в неподвижной СК описывается формулами, аналогичными формулам (8) (Я„ 1 АВ), поэтому проекции реакций ЯА и Дя опор А и В на ось баржи рассчитываются следующим образом:

=сое(у/2 + ^20)со8у,,

*\л В

(9)

При сбросе блока опора А скользит по опорной поверхности баржи, а опора В неподвижна относительно баржи. Абсцисса Хи опоры А находится из формулы:

хи = (& -£,)см)+(£, -£,)со8-&СОЩ ~(дА -дх)ящгх. (10)

Тогда дифферентующий момент определится так:

МУ=-(К21АХ1А+К2|ВХ,В). (11)

Рис. 1. Расчетная схема транспортной баржи с блоком перед сбросом

(12)

Аналогично записаны выражения для проекций вертикальных сил, действующих на блок, абсциссы Х2В опоры В и момента, дифферентующего блок. Продольные силы определяются по формулам:

Кх, =№г ~ Р8?г)™* ¥\ ~ Кт,>

Л,, =М£>2 " сову,,

где У2 - объем блока, вошедший в воду.

При вхождении блока в воду на погруженные элементы будет действовать сила поддержания Г, . Учитывая, что блок представляет собой ферменную конструкцию, набранную из труб различного диаметра, сила Р, найдем как произведение удельного веса воды на сумму объемов элементов блока, погруженных в данный момент времени в воду. Координаты точки приложения силы /у в неподвижной системе 0£,г)<; определяются по формулам, аналогичным (8).

Реакции баржи, действующие на блок при сбросе на первом этапе, рассчитываются так:

ьвЛ

(13)

где Р2 - вес блока; ¿¡( - абсцисса центра величины блока; Щ -угол дифферента баржи.

На баржу будут действовать силы давления РВ) и РА|, равные реакциям Я В2 и Яд2, но противоположные по направлению. На втором этапе

сброса, когда опора А оторвется от спусковых дорожек баржи, реакция на опоре В найдется из выражения

= (рг - ^с М^з + уго), (14)

где у 20 " Угол межДУ осью 02Х2 и нижней гранью ОБ, а реакция II д2 =0.

Если блок в результате избыточной плавучести отрывается от опоры В, тогда = 0, а реакция на опоре А определяется по формуле

= (Л "Рс-¥«,)> 05)

где Уотр - угол между дорожками баржи и нижней гранью блока.

Силы давления ветра и ветрового дифферентующего момента, действующие на надводные поверхности баржи и блока, рассчитываются по известным формулам теории корабля.

Условие соскока блока с аппарели и начало третьего этапа определяется выражением + Д£)<£Я, где - расстояние от опоры А до конца блока (см. рис.1). Из выполнения этого условия следует, что =0; МУ| =0; КХ) =0; =0; Му2 =0; ЛХ2 =0. В виду того, что

движения баржи и блока в воде при сбросе являются неустановившимися в алгоритме расчета учтены силы и моменты инерции присоединенных масс воды. Параметры начальной остойчивости системы "баржа + блок" при продольном сбросе на 1-м его этапе вычисляются так, как принято в теории корабля.

Программа расчета процесса сброса опорных блоков стационарных буровых платформ с транспортного средства, составленная на основе приведенного алгоритма, использует для решения дифференциальных уравнений численный метод Рунге-Кутга в модификации Гилла и позволяет проводить расчеты на ПЭВМ в диалоговом режиме работы.

4. Численные расчеты и сопоставление с результатами модельного

эксперимента

.Соответствие математической модели и физического эксперимента устанавливалось путем непосредственного сравнения основных параметров продольного сброса блока, полученных вычислением на ПЭВМ и в процессе крупномасштабных модельных испытаний на Горьковском водохранилище.

На рис.2 а, б, полученных в результате расчета, показаны совмещенные изображения продольного сброса ОБ верхним узким основанием, а на рис.3 а, б - нижним широким основанием. Начальные условия сброса в расчетах соответствовали начальным условиям в физических экспериментах. Рассмотрение каждого варианта сброса ОБ позволяет заключить, что математическая модель расчета качественно достаточно точно воспроизводит весь процесс сброса. В зависимости от величины запаса плавучести ДА и коэффициента остойчивости Ъ блок после сбррса занимает либо горизонтальное,

либо вертикальное положение. Несимметричное расположение дополнительных плавучестей или смещение координат центра масс ОБ вдоль местных осей ОХ и ОУ, вызванное конструктивными особенностями, создают предпосылки для его наклонного положения в воде. Численные расчеты и последующая их верификация с данными физического эксперимента были проведены для всех вариантов сброса применительно к изменению в процессе сброса следующих характеристик: углов дифферента баржи у, и блока у/г\ координат и центра масс опорного блока; линейных скоростей У2Х и У22; угловых скоростей блока <%; траекторий движения центра масс блока, а) * б) ^

Рис.2. Совмещенное изображение сброса ОБ верхним основанием, полученное в численных экспериментах: а - ОМ 3,7/0,96-6; б - ОМ 9,5/3,9-6

Рис.3. Совмещенное изображение сброса ОБ нижним основанием, полученное в численных экспериментах: а - ОМ 3,7/0,96-е; б - ОМ 9,5/3,9-е

Количественные оценки изменения углов дифферента баржи и блока в процессе продольного сброса представлены на рис.4 для случая, когда блок после сброса занимал горизонтальное положение, а на рис.5 сопоставлены траектории движения центра масс блока.

Анализ сопоставления результатов расчета с данными физического эксперимента показали их вполне удовлетворительное совпадение. Начальный угол сброса и ориентация блока (узким или широким основанием вперед) перед сбросом имеют важное значение для динамики сброса. Последняя проявляется яр^е, когда блок сбрасывается широким нижним основанием вперед при начальном угле дифферента у, = -4°. После

сброса блока в воду доминирующими силами являются сила веса и сила поддержания.

Рис.4. Сопоставление графиков изменения дифферента баржи - ц/, (1-расчет, 2-эксперимент) и блока (ОМ 16/0,016-г)- у2 (3-расчет, 4-эксперимент)

& м ---'->-'-

Рис.5. Сопоставление траекторий движения блока (ОМ 3,3/0,84-а) при сбросе

(1-расчет; 2-эксперимент)

Результаты численных расчетов, приведенные в этой главе, и выполненное сопоставление их с данными эксперимента позволяют сделать следующие выводы:

1.Изменения дифферентов баржи и блока в процессе сброса, полученные в результате расчета, идентичны данным физического эксперимента. . .

2. Установлена адекватность результатов расчета и эксперимента при определении координат центра масс движущегося блока.

3. Графики экспериментальных и расчетных траекторий движения центра масс блока имеют вполне удовлетворительное совпадение.

4. Ориентация блока и начальные условия оказывают влияние на динамику происходящих процессов при сбросе, но они не изменяют кардинально характеристики и саму картину сброса.

5. Сопоставление полученных в эксперименте и расчете линейных и угловых скоростей движения блока при сбросе показало их хорошее качественное и количественное соответствие. Значения этих скоростей не превышали 1,2 м/с и 1,0 рад/с соответственно.

Таким образом, в результате проведенного сопоставительного анализа графических зависимостей, полученных по данным физического эксперимента и рассчитанных по алгоритму математической модели, установлена их адекватность, что позволяет использовать эту модель для проведения расчетов характеристик натурного блока при сбросе.

5. Численные расчеты и анализ динамики сброса натурного блока

В пятой главе изложена цель численных экспериментов и дано описание натурных объектов. При создании эффективных типовых конструкций опорных частей глубоководных платформ приходится неизбежно решать вопросы сброса этих конструкций с транспортного средства и постановки их на дно. От качества решения этих вопросов зависят как сохранение целостности конструкции, которая может быть нарушена при сбросе по причине появления высоких напряжений в ее элементах в момент раскрытия поворотных коромысел, так и безопасность и безаварийность данной операции в целом вследствие возможной потери остойчивости баржи во время сброса. Немаловажным фактором в решении названных вопросов является и вес спускаемой конструкции, величину которого всегда желательно иметь по возможности наименьшим. Выбранный вариант сброса должен учитывать величину необходимой дополнительной плавучести блока, ее архитектуру, координаты центра дополнительной плавучести, осадку баржи, течение, коэффициент трения спускных балок блока о спусковые дорожки баржи, величину начального дифферента баржи с блоком, скорость баржи и др. Найти отвечающий поставленным требованиям вариант сброса позволяют численные расчеты. Таким образом, цель численных расчетов -определять на стадии проектирования вариант сброса, обеспечивающий минимальные напряжения в элементах конструкции в наиболее опасные моменты спуска при минимальном весе конструкции, а также сохранить положительные остойчивость баржи с блоком и плавучесть блока после сброса.

Численные расчеты проводились применительно к натурным объектам. Опорный блок ОБ-3 проектировался в ЦНИИпроектстальконструкция и был рассчитан для работы на глубине 232 м. Его масса составляла 19 800 т, и он имел пирамидальную форму с габаритами: нижнего основания - 85,2 х 85,2 м,

верхнего - 49,1 х 49,1 ми высоту Н=238 м. Саморазгружающаяся транспортная баржа СТБ-1, используемая на Каспийском море, имела грузоподъемность 18 ООО т, длину - 153 м, ширину - 45 м, высоту борта - 12 м, поворотные аппарели (коромысла) длиной 30 м. Программа численных расчетов сброса опорного блока предусматривала варьирование: величиной начального дифферента воза, коэффициентом трения, средней осадкой, положением дополнительных плавучестей по высоте блока и величиной их объема.

По результатам численных расчетов получены:

-графики сил, действующих на натурный блок при сбросе (рис.6, где Ка> Кв- реакции на опоре А и опоре В соответственно; Рс- сила поддержания от объема блока, вошедшего в воду; Яг - силы гидродинамического сопротивления вошедшей в воду части блока);

Рс, ЯхиК.г,кН

2 МО* 119 10( I 61 10* 147 Ю5 I 26 10* 105-1(1' 14 16*

6 3 10* 4 2 10* 2 1 10*

о Т, с

0 I 16 24 32 40 4» 56 М 72 80

Рис.6. Силы, действующие на натурный блок при сбросе: 1-ЯА; 2-Яп; 3-РС;

4-Ях; 5-Яг

-графики изменения углов дифферента баржи и блока (рис.7);

-графики траектории центра масс блока в течение всего процесса сброса (рис. 8);

-графики изменения линейных Ух, и угловой соу скоростей движения блока во время сброса;

-графики изменения линейных Ах, А? и углового- е> ускорений блока;

-график зависимости абсциссы опоры А от времени Т;

-график изменения сопротивления движению баржи;

-графики изменения моментов, действующих на блок при сбросе;

Яг,кН

Рис.7. Характер изменения дифферента баржи -1и блока у/2 -2 в процессе сброса

Рис.8. Траектория центра масс, сбрасываемого блока

-графики изменения площадей ватерлиний блока, баржи и суммарной (баржи и блока) от начала движения до соскока блока с баржи;

-графики изменения продольного момента инерции площади действующей ватерлинии баржи и воза «баржа+блок» при сбросе;

-графики изменения начальных продольной и поперечной метацент-рических высот баржи в процессе сброса.

Анализ результатов численных расчетов позволил сделать следующие выводы:

-основным условием успешного сброса блока является наличие его положительной плавучести;

-при малом запасе плавучести блок при сбросе может погрузиться под воду так, что, совершая разворот, может задеть нижним основанием грунт, при этом не исключается возможность повреждения блока и, в конечном счете, его потеря;

-оптимальное положение центра тяжести и центра величины обеспечивает быстрый перевод блока в вертикальное положение;

-увеличением осадки баржи и приданием ей максимального дифферента при спуске можно уменьшить силы реакции поворотных балок (аппарелей) и, следовательно, снизить массу стали, требующейся для изготовления спускаемой конструкции;

-принятие значительного количества балласта в балластные цистерны баржи при ее минимальной осадке приводит к снижению остойчивости и положению, при котором блок будет скользить концами спускных балок по спусковым дорожкам баржи, вызывая выход их из строя;

-процесс спуска, полученный расчетом на ЭВМ, необходимо проверить на модельных испытаниях.

В каждый момент своего неустановившегося движения при сбросе и установке блок находится в состоянии динамического равновесия под действием механических и гидродинамических сил и моментов. Эти силы и моменты неравномерно распределены как в продольном, так и в поперечном направлении. После достоверного определения всех действующих на блок внешних сил и моментов возможно определение НДС блока. Из общей картины можно выделить отдельные моменты и периоды времени процесса сброса, когда НДС блока будет близко к критическому. В процессе работы над темой такие моменты были выделены. К ним относятся:

-положение блока, при котором наблюдается свес его концов с баржи в продольном направлении;

-напряженно-деформированное состояние блока во время скольжения его по аппарелям, с момента их раскрытия до соскока с баржи;

-появление дополнительных деформаций и напряжений в связях конструкции блока, обусловленных его значительными габаритами по ширине по сравнению с расстоянием между направляющими дорожками баржи. Деформация блока также ведет к изменению его гидродинамических характеристик.

6. Численные расчеты общей прочности опорного блока при продольном сбросе

В шестой главе приводятся результаты численных расчетов прочности конструкции опорного блока при продольном сбросе с саморазгружающейся транспортной баржи. Цель этих расчетов - определить такое положение блока на аппарели баржи, при котором внутренние напряжения в его элементах наибольшие, а также выработать рекомендации для снижения действующих напряжений, обеспечив, таким образом, необходимую прочность блока прй сбросе.

Для проведения численных расчетов НДС конструкции блока выбран метод конечных элементов (МКЭ), как наиболее эффективный и легко реализуемый на ЭВМ. Основные принципы МКЭ и их приложение к задачам упругости, теории пластин и оболочек, теплопроводности, теории потенциала изложены в монографии О. Зенкевича. Вопросам решения дву-и трехмерных задач теории упругости посвящены работы Л.С. Сахарова и И. Альтенбаха, Р. Галлагера и других. Вопросы изгиба и устойчивости стержней и стержневых систем рассмотрены в работах Я.И. Короткина, Н.Л. Сиверса, А.З. Локшина. Метод конечных элементов применительно к расчетам судовых конструкций подробно описан в книге В.А. Постнова и И.Я. Хархурима, а в работах Н.Ф. Ершова, В.Н. Ершова, А.Н. Попова и Г.Г. Шахверди этот метод широко использован в приложении к вопросам гидродинамики, гидроупругости и ударного взаимодействия судовых конструкций с водой, льдом.

Успешное проведение конечно-элементного анализа НДС опорного блока во многом зависит от точности определения его положения на аппарели баржи. Алгоритм математической модели расчета динамики сброса блока позволяет определять это положение в каждый текущий момент времени. При рассмотрении опорного блока, когда реакции аппарелей достигают максимума и по длине располагаются близко к центру тяжести блока, наибольший интерес представляют вопросы местной прочности элементов стержневой конструкции по напряжениям растяжения-сжатия, по устойчивости, по разрушению узлов стыковки стержней и по пластическому деформированию в зонах перегрузки.

Решение поставленной задачи реализуется двумя последовательными этапами:

- определением внешних для конструкции блока сил от взаимодействия с баржей и с водой при известном весе блока, а также синхронным определением местоположения блока на аппарели;

- расчетом конечно-элементным методом с последующим анализом напряженно-деформированного состояния блока как стержневой конструкции с использованием модели упругого балочного элемента, а также нелинейных моделей элементов, если НДС некоторых конструктивных элементов выходит за предел упругости материала или элементы конструкции теряют устойчивость.

Внешними силами являются силы тяжести элементов конструкции, силы поддержания по1руженных стержней блока, гидродинамические силы сопротивления и силы контактного взаимодействия с баржей.

Первая категория сил задается как конструктивная весовая составляющая блока. Другие из перечисленных сил вместе с координатами точек их приложения и фиксированным в каждый момент времени сброса положением блока на аппарели определяются расчетом по разработанной программе "ЗЬтов". Результаты численных расчетов по программе <&Ьгов» показали, что во время сброса наиболее значимыми силами являются сила веса Р. и гидростатическая сила поддержания Рс, а гидродинамические

составляющие сил сопротивления Fx и FZ) сила трения FTp и силы инерции малы. В момент раскрытия аппарелей их реакции достигают максимальных значений, а сила поддержания еще недостаточно компенсирует вес конструкции. Для конфигурации системы блок-баржа, соответствующей максимальному контактному усилию, строится конечно-элементная модель конструкции блока. При этом учитывается, что геометрия блока позволяет использовать свойства симметрии блока и в дальнейшем вести расчеты и анализ, манипулируя лишь с половиной блока. В узлах, расположенных в плоскости симметрии, вводятся заделки, запрещающие перемещения и повороты, исходя из физических представлений о работе конструкции. Конечно-элементное представление блока состоит из следующих этапов:

- определения необходимых свойств используемых материалов;

- выбора типа конечных элементов и их параметров;

- создания и редактирования конечно-элементной сетки;

-назначения граничных условий.

Материал блока определен как упругий, для которого справедлив закон Гука; тип конечных элементов выбран линейный (одномерный). Из результатов расчета по программе "Sbros" заимствуется вектор кинематических параметров и рассчитываются ускорения узлов конечно-элементной модели. Узлы нагружаются не только названными внешними усилиями, но и силами инерции. Рассматривается положение, когда блок опирается на аппарель и частично погружен, а его движение мысленно прекращено. Длина аппарели соизмерима с расстоянием между диафрагмами Ld опорного блока и для данной конструкции определена как Ьдп= 0,834Ld- В данной задаче касательные усилия, соответствующие силам трения, пропорциональны нормальным и коэффициенту трения, а распределение нормальных контактных усилий вдоль аппарели неизвестно. При решении плоской задачи необходимо исключить три степени свободы путем закрепления от одного до трех узлов. Поскольку концы блока свисают с аппарели, а основную нагрузку создают силы тяжести, то блок в целом изгибается как балка выпуклостью вверх. Исходя из этого положения, опоры были размещены на концах аппарели. Расчет по программному комплексу «Nastran» в такой постановке показал, что при действии только сил тяжести конец блока, входящий в воду, на момент раскрытия аппарелей за счет деформаций опустился на 1,6 м при общей длине свисающей части блока 120 м. После приложения сил поддержания прогиб уменьшился до 0,425 м.

Расчеты показали, что наиболее нагруженными при сбросе оказываются стержни шпренгельной решетки стапельной фермы, которая предназначена для восприятия контактных усилий. Сама шпренгельная решетка представляет собой плоскую стержневую конструкцию, состоящую из стоек и раскосов, которая приваривается к стапельной ферме основной конструкции в месте ожидаемых наибольших контактных усилий в системе блок-баржа при сбросе блока. Общее напряженно-деформированное состояние блока в основном определяется действием сил веса и поддержания. Максимальные напряжения сжатия-растяжения наблюдаются в элементах блока в момент

раскрытия аппарелей. Максимальные величины этих напряжений равны: растяжения - 406 МПа, а сжатия - 520 МПа. Максимальные перемещения и деформации конструктивных элементов в момент достижения ими максимальных напряжений имеют место в наиболее удаленных от аппарели концах блока и составляют 0,50 м. В процессе расчета определено изменение максимальных средних от сжатия-растяжения напряжений в элементах стапельной фермы при последовательном перемещении блока на аппарели, а также изменение максимальной деформации. Найдено распределение сил в контактных элементах, осуществляющих связь между блоком и аппарелью (рис.9). Из рассмотрения рисунка следует, что эти силы сжимающие и что наибольшие из них действуют в крайних стержнях, максимально деформируя их. В средней части аппарели действие этих сил более равномерно и величина их заметно меньше. Некоторая асимметрия нагрузки наблюдается из-за имеющего место перераспределения сил в стержнях шпренгельной решетки.

Рис. 9. Распределение сжимающих сил Р в пружинах, имитирующих деревянный брус спускной балки, по длине аппарели ЬАп

Поскольку, как показано выше, возможны различные начальные условия и варианты продольного сброса опорного блока, то целесообразно провести численные эксперименты в формате параметрических исследований динамики и НДС его конструкции при сбросе с плавучего транспортного средства. Программа параметрических исследований предусматривала проведение шести численных экспериментов по три варианта в каждом, при этом переменными были: скорости движения баржи, коэффициенты трения, объемы дополнительных плавучестей баржи, архитектура стабилизирующих понтонов, средние осадки баржи и количество балласта, принимаемого в ее носовые балластные отсеки.

Результаты численных расчетов показали, что:

- максимальные напряжения растяжения-сжатия имеют место в стержнях шпренгельной решетки блока;

-вариации сброса показывают, что величины максимальных напряжений растяжения (<тт=337..А74 МПа) и сжатия (<тт„= -393...-600 МПа) в некоторых случаях превышают <тя материала стержней блока;

-варьирование величиной коэффициента трения скольжения F^ne выявило существенного влияния на изменение величины ег^ растяжения-сжатия;

- архитектура навесных стабилизирующих понтонов, выбранная удачно, может привести к значительному снижению растяжения-сжатия;

- средняя осадка баржи Тер при сбросе служит эффективным инструментом снижения аж растяжения-сжатия в стержнях блока;

- снижение может быть достигнуто установкой в кормовой оконечности баржи дополнительных плавучестей;

-правильно спланированный и подтвержденный расчетами вариант продольного сброса блока с приемом балласта в отсеки баржи может стать основным при выборе наиболее оптимального решения данного вопроса;

- большие габариты и масса блока приводят к его заметной деформации, в результате чего крайние узлы свисающего с аппарелей нижнего основания в зависимости от условий сброса оказываются смещенными на расстояние от 0,262 до 1,08 м от своего начального положения;

- при отсутствии строго обоснованных норм прочности, применяемых к конструкции при продольном сбросе ее с баржи, величину а^ можно сравнивать с пределом прочности ав материала стержней шпренгельной решетки. Так как шпренгельная решетка рассчитана на одноразовое нагружение (лишь при сбросе) и в дальнейшем исключается из учета общей эксплуатационной прочности блока, то величина допускаемого напряжения на растяжение-сжатие [о^^для стержней шпренгельной решетки, равная (0,8. ..0,9)<т„, могла бы быть наиболее приемлемой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Проведены крупномасштабные модельные испытания плоских и пространственных ферм, транспортной баржи и опорного блока в лабораторных и естественных условиях водохранилища и получены экспериментальные данные.

2. Исследована экспериментально кинематика движения баржи и блока на разных этапах продольного сброса. Проведена обработка экспериментальных данных и сделан анализ полученных результатов. Построены в среде «Matead» экспериментальные зависимости углов дифферента блока и баржи, координат центра масс, траекторий и скоростей движения блока от времени в процессе продольного сброса.

3. Разработан алгоритм вычисления массово-инерционных, геометрических и интегральных гидростатических и гидродинамических характеристик блока в каждый момент его движения при продольном спуске, вошедший в подпрограмму «НагЫо» общей программы «вЬтов».

4. Разработан и обоснован метод вычисления опорных реакций, гидростатических и гидродинамических сил, действующих на блок при продольном сбросе.

5. Уточнена и дополнена математическая модель динамики сброса опорного блока с транспортно-спусковой баржи и на ее основе составлена рабочая программа «8Ьгоз» для расчета на ПЭВМ кинематических и динамичёских характеристик баржи и блока в процессе продольного сброса.

6. Проведены численные расчеты кинематики и динамики моделей баржи и блока в процессе сброса по программе «БЬтов». Верификация результатов расчета и эксперимента показала вполне удовлетворительное их как качественное, так и количественное совпадение, что является свидетельством адекватности математического описания происходящих при сбросе механических явлений.

7. Решены новые практически важные задачи сброса натурных блоков ОБ-3 и ОБ-5 с саморазгружающейся транспортной баржи СТБ-1. Получены данные по кинематическим характеристикам баржи и блока, гидродинамическому сопротивлению объектов и гидростатическим силам, действующим на них на протяжении всех этапов сброса.

8. Разработана методика расчета параметров остойчивости воза «баржа+блок» в процессе сброса. Отдельно рассмотрены аэродинамические силы и моменты, действующие на опорный блок и транспортное средство. Даны оценки присоединенных масс, коэффициентов сопротивления и демпфирования баржи и блока при сбросе.

9. Разработаны расчетная схема и методика определения положения блока на опоре, необходимые для проведения расчетов НДС блока конечно-элементным методом.

10. Исследованы динамика и НДС блока в процессе продольного сброса при варьировании задаваемых начальных условий в наиболее опасные для его целостности моменты времени. Показано, что прочность натурного блока наименее обеспечена в те моменты сброса, когда реакции аппарелей достигают максимума и по длине располагаются близко к центру тяжести блока.

11. Результаты диссертации применялись в расчетной практике ВНИПИморнефтегаз (г. Москва) при проектировании глубоководной стационарной морской платформы для Штокмановского газоконденсатного месторождения, использовались в ЦНИИпроектстальконструкция (г. Москва) при решении проблем сброса опорных блоков ОБ-3 и ОБ-5 глубоководных морских платформ с саморазгружающейся транспортной баржи СТБ-1, эксплуатирующейся на Каспийском море. Отдельные результаты диссертации внедрены в НИПИгипроморнефтегаз (г. Баку) для решения технических вопросов буксировки и постановки на дно стационарной глубоководной мор-

ской платформы для добычи нефти и газа на месторождении «28-е Апреля» на Каспийском море, а также в ВПИ «Проектверфь» (г. Н.Новгород) при разработке технического задания на проектирование плавучего крана грузоподъемностью 500 т.

Список опубликованных работ по теме диссертации

В изданиях, рекомендованных ВАК России для публикации основных положений докторских диссертаций:

1 .Савинов В.Н. Метод расчета динамики продольного сброса опорного блока морской стационарной буровой платформы // Известия вузов. Нефть и газ. - 2005.-№1.-С. 48-55.

2.Савинов В.Н. Расчет и анализ напряженно-деформированного состояния решетчатого опорного блока стационарной буровой платформы при сбросе его с транспортного средства // Известия вузов. Нефть и газ. -2005.-№2.- С. 63-69.

3.Савинов В.Н. Параметрические исследования динамики и напряженно-деформированного состоянйя опорного блока при сбросе с баржи// Морской вестник. - 2005. - № 4 (16).- С. 92-96.

Другие работы

4.Савинов В.Н. Решетчатые конструкции как важнейшие элементы плавучих буровых установок // Новые технические средства для освоения континентального шельфа: Материалы о передовом науч.-техн. опыте, 1987. - Горький, 1987. - С. 53 - 57.

5.Савинов В.Н. Экспериментальное исследование динамики сброса решетчатого блока стационарной буровой установки / В.Н. Савинов, М.И. Масальский // Совершенствование средств и методов экспериментальной гидромеханики судна для научного прогресса в судостроении: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. 3-5 сент. 1988. -JI., 1988. -С. 137-138.

6.Савинов В.Н. Динамика постановки решетчатого блока стационарной буровой установки на точку бурения / В.Н. Савинов, A.B. Васильев, М.И. Масальский // Проблемы создания новой техники для освоения шельфа: Тез. докл. Шестой науч.-техн. конф. 5-6 декабря, 1989. - С. 30-31.

7.Савинов В.Н. Как правильно поставить решетчатый блок стационарной буровой установки на точку работ в море / В.Н. Савинов, М.И. Масальский, A.B. Васильев // Новые технические средства освоения океана: Материалы о передовом науч.- техн. опыте. Ч. 1.1990. - Горький, 1990. - С. 5 -12.

8.Савинов В.Н. Постановка опорного блока стационарной буровой платформы на точку работ в море / A.B. Васильев, В.Н. Савинов // Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР: Тез. докл. II Всесоюз. конф. «Шельф-90». 4-6 сент. 1990.-М.Л990. - С. 126 -127.

I библиотека ?

I СОмЫн, < 33

' *>пГ"

9.Савинов В.Н. Исследования продольного спуска и постановки на точку бурения решетчатого блока стационарной буровой платформы / В.Н. Савинов, A.B. Васильев, М.И. Масальский // Алферьевские чтения: Тез. докл. III науч.-техн. конф. 28 - 29 ноября 1990.-Н. Новгород, 1990.-С. 30-32.

1 О.Савинов В.Н. Модельные испытания постановки решетчатого блока стационарной буровой платформы с транспортного судна на точку бурения / Савинов В.Н., Масальский М.И., Васильев A.B. // Технические средства освоения шельфа: Сб. ст. Н. Новгород; ННПИ. - 1991. - С. 180-191.

П.Савинов В.Н. Модельные испытания постановки решетчатого блока стационарной буровой платформы с транспортного судна на точку бурения / М.И. Масальский, В.Н. Савинов В.Н., A.B. Васильев // Технические средства освоения шельфа: Межвуз. сб. науч. тр. - Н. Новгород; ННПИ. - 1991.

- С. 180-191.

12.Савинов В.Н. Решетчатые конструкции в инженерных сооружениях // Мореходные качества речных судов и плавучих буровых установок: Материалы о передовом науч.-техн. опыте. - Н. Новгород. - 1993. -С. 29-46.

1 З.Савинов В.Н. Аналитический метод расчета элементов плавучести, начальной остойчивости и непотопляемости решетчатых опорных блоков буровых платформ // Современные проблемы теории корабля (Крыловские чтения 1995 г.): Тез. докл. науч.-техн. конф. 17-19 окт. 1995. - СПб, 1995. -С. 141 - 142.

14.Савинов В.Н. Постановка стальных опорных блоков ледостойких стационарных буровых платформ // Освоение шельфа арктических морей России: Тез. докл. Второй Международ, конф. RAO'95. 18 - 22 сент. 1995. -СПб, 1995.-С. 212-213.

15. Гидромеханика судов внутреннего плавания. В 4 ч. Ч. 1. Расчет сопротивления движению судов внутреннего плавания: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. / A.B. Васильев, В.Н. Савинов, П.Н. Егоров.

- Н. Новгород: НГТУ, 1996. - 147 с.

1 б.Гидромеханика судов внутреннего плавания. В 4 ч. Ч. 2. Расчет сопротивления движению судов внутреннего плавания: Учеб. пособие. 2-е изд. перераб. и доп. / A.B. Васильев, В.Н. Сави нов, П.Н. Егоров.

- Н. Новгород: НГТУ, 1997. - 139 с.

17.Savinov V.N. The statics of supporting lattice blocks for deepwater drilling platforms // Development of the Russian Arctic Offshore: Proceedings Ill-d Internationa] Conference (RAO-97), Sanct-Peterburg, 23 - 26 Sept 1997. - P. 298 - 299.

18.Савинов В.Н. Метод расчета скоростей в установившемся спутном потоке за цилиндром в составе пространственной решетчатой конструкции // Физические технологии в машиноведении: Сб. науч. тр. - 1998. - С. 196 - 198.

19.Савинов В.Н. Динамика решетчатого блока стационарной буровой платформы при постановке на точку бурения // Технические средства освоения шельфа: Межвуз. сб. науч. тр. - Н. Новгород: НГТУ. - 2001. - С. 25 - 35.

20.Савинов В.Н. Исследование плавучести и начальной остойчивости пространственной решетчатой конструкции, сброшенной с судна-носителя

для постановки на грунт // МОРИНТЕХ - 2001 : Сб. докл. 4-ой МеЖдународ. конф. по морским интеллектуальным технологиям. 20 - 22 сент. 2001. - СПб, 2001.-С. 155- 159.

21.Савинов В.Н. Метод расчета сопротивления сложной ферменной конструкции, испытывающей воздействие установившегося потока жидкости / В.Н. Савинов, В.Ф. Чеботаев // Технические средства освоения шельфа: Межвуз. сб. науч. тр. - Н. Новгород: НГТУ. - 2001. - С. 17-24.

22.Савинов В.Н. Разработка алгоритма процесса спуска пространственного решетчатого опорного блока с транспортно-спусковой баржи // Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве: Сб. докл. Всерос. науч.-техн. конф. 24 - 26 сент. 2002.

- Н. Новгород. - 2002. - С. 571 - 578.

23. Савинов В.Н. К расчету прочности опорного блока при спуске с транспортной баржи / Попов А.Н., Савинов В.Н.// Тез. докл. конф. по строительной механике корабля, посвященной памяти акад. Ю.А. Шиманского. - СПб. - 2003. - С. 43 - 44.

24.Савинов В.Н. Метод определения опорных реакций блока, сбрасываемого с транспортной баржи / Жульев A.B., Савинов В.Н. // Современные проблемы кораблестроения: Труды НГТУ. - Н. Новгород. - 2005. - Т.46.

- С. 58-65.

25.Савинов В.Н. Условия подобия при моделировании сброса блока с транспортной баржи // Современные проблемы кораблестроения: Труды НГТУ. - Н. Новгород. - 2005. - Т. 46. - С. 76-80.

Отчеты по научно-исследовательским работам соискателя

26.Буксировочное испытание модели блока стационарного основания для разведочного морского бурения: Отчет / Горьков. политехи, ин - т (ГПИ); рук. A.B. Васильев. - Горький. - 1975. - 25 с. (отв. исп. Савинов В.Н.).

27.Экспериментально-теоретическое исследование динамики постановки на точку бурения элементов стационарных буровых платформ: Отчет / Горьков. политехи, ин - т (ГПИ); рук. A.B. Васильев. - Горький. - 1980.

- 93 с. № ГР 7506087. - Инв. № Б894479. (Отв. исп. Савинов В.Н.).

28.Исследование гидродинамики опорных блоков и подводных длинномерных трубопроводов в плавучем состоянии: Отчет / Горьков. политехи, ин - т (ГПИ); рук. A.B. Васильев. - Горький. - 1981. - 39 с. (Исп. Савинов В.Н.).

29.Разработка метода расчета воздействия установившегося потока на ферменные конструкции: Отчет / Горьков. политехи, ин - т (ГПИ); рук. A.B. Васильев. - Горький, 1982. - 43 с. № ГР 0.182.4054300. - Инв. № 0282.0059505. (Исп. Савинов В.Н.).

30.Расчет и моделирование остойчивости гравитационных ледостойких платформ в процессе транспортировки и постановки на точку работ в море: Отчет / Горьков. политехи, ин - т (ГПИ); рук. A.B. Васильев. - Горький,

1987.- 156 с. ВИНИТИ; № ГР 0187.0021067. Инв. № 02980003880. (Исп. В.Н. Савинов)

31 .Обоснование рационального способа постановки опорного блока на место его эксплуатации: Отчет / Нижегород. политехи, ин - т (ННПИ); рук. A.B. Васильев. - Н. Новгород, 1991. - 102 с. (Отв. исп. Савинов В.Н.).

32.Проведение фундаментальных исследований с целью создания эффективной техники для освоения шельфа. Ч. 3. Разработка фундаментальных принципов и основ концепции: Отчет / Нижегород. политехи, ин - т (ННПИ); рук. A.B. Васильев. - Н. Новгород, 1992. - 70 с. (Исп. В.Н. Савинов).

33.Проведение фундаментальных исследований с целью создания эффективной техники для освоения шельфа. Ч. 4. Обоснование эффективных добывающих комплексов для глубоководного газоконденсатного Штокмановского месторождения Баренцева моря: Отчет / Нижегород. гос. техн. ун-т (НГТУ); рук. A.B. Васильев. - Н. Новгород, 1993. - 61 с. (Исп. В.Н. Савинов).

34.Проведение фундаментальных исследований с целью создания эффективной техники для освоения шельфа. Ч. 5. Обоснование эффективной буровой техники для освоения глубоководного газоконденсатного Штокмановского месторождения Баренцева моря: Отчет / Нижегород. гос. техн. ун - т (НГТУ); рук. A.B. Васильев. - Н. Новгород, 1994. - 357 с. (Исп. В.Н. Савинов).

35.Исследование плавучести, остойчивости, непотопляемости, качки, транспортировки, постановки на точку бурения ледостойких платформ для Штокмановского газоконденсатного месторождения: Отчет / Нижегород. гос. техн. ун-т (НГТУ); рук. A.B. Васильев. - Н. Новгород, 1994. - 337 с. (Отв. исп. В.Н. Савинов).

36.Технические средства для освоения мелководного шельфа центральной Арктики: Отчет / Нижегород. гос. техн. ун-т (НГТУ); рук. A.B. Васильев, А.Н. Попов. - Н. Новгород, 1998. - 165 с. ВНТИЦ; № ГР 0187.0021067. Инв. № 0298 0001704. (Огв. исп. Савинов В.Н.).

Подписано в печать 23.01 06 Формат 60 х 84 '/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 45.

Нижегородский государственный технический университет Типография НГТУ. 603600, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

s

ZOOGh

7&32-.

»-7892

/

!■*

I

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1.Применение пространственных решетчатых конструкций в инженерных сооружениях шельфа.

1.2.Способы транспортировки и постановки на грунт опорных блоков морских стационарных платформ.

1.3. Аналитический обзор существующих работ по аэрогидромеханическому сопротивлению решетчатых конструкций.

1.4.Проблемы сброса опорных частей морских стационарных платформ с транспортного средства.

1.5.Вопросы, выносимые для решения в диссертационной работе.

ГЛАВА 2. МОДЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОДОЛЬНОГО СБРОСА.'.

2.1. Цели и задачи модельных экспериментальных исследований.

2.2. Условия подобия при моделировании сброса блока с транспортной баржи.

2.3. Экспериментальные исследования динамики сброса опорного блока ферменной конструкции с транспортно-спусковой баржи.

2.4. Обработка экспериментальных данных и анализ полученных результатов.

Актуальность темы. Российская Федерация является одной из ведущих энергетических держав и ядром всей системы энергообеспечения стран СНГ, трех балтийских стран, а также экспортером нефти и газа в европейские страны. Удельный вес России превышает 80% общего объема производства нефти и газа в бывшем СССР и составляет почти седьмую часть суммарного производства первичных энергоресурсов в мире.

В настоящее время основная часть топливно-энергетического баланса приходится на нефть и газ, доли которых в ближайшем будущем будут расти. Этому способствует негативная реакция общественности на дальнейшее строительство и интенсивное использование атомных энергетических сооружений как эффективных источников энергии. Поэтому вопросы поиска, разведки, обустройства и эксплуатации новых месторождений нефти и газа, и в первую очередь на шельфе, становятся безальтернативными и насущными.

Новая концепция освоения морских ресурсов нефти и газа, а также планы гидрографии и обороны страны предусматривают строительство морских глубоководных платформ, опорная часть которых представляет собой пространственный стальной опорный блок (ОБ), имеющий значительные массу (20-50 тыс. т и более) и габариты. Доставка, сброс и постановка на морское дно таких блоков представляет собой достаточно сложную задачу. Особенно это относится к операции продольного спуска опорного блока с саморазгружающейся транспортной баржи, когда он сначала скользит по спусковым дорожкам баржи, а затем поворачивается на аппарелях (коромыслах) и скользит по ним, имея малую площадь опирания.

I В качестве одного из важнейших условий эффективного масштабного освоения нефтегазовых ресурсов шельфа следует рассматривать создание развитой специализированной инфраструктуры, способной обеспечивать на современном уровне решение задач научного сопровождения, проектирования, строительства и эксплуатации морских сооружений и технических средств Сегодня организация работ по строительству буровых платформ и созданию оборудования для освоения месторождений на шельфе осуществляется в соответствии с подпрограммой «Шельф» в составе Федеральной Целевой Программы (ФЦП) «Мировой океан», утверждённой 20 августа 2002 г. постановлением Правительства №623, а также одобренной межведомственным советом «Комплексной программы научно-технического сотрудничества на 2002-2010 годы по созданию и серийному выпуску нового поколения судов надводного и подводного флотов, технологического оборудования и систем приборной техники для разведки и промышленного освоения месторождений углеводородного сырья».

Подрограммой «Шельф» и межведомственной программой научно-технического сотрудничества предусматривается ряд конкретных НИР, ОКР и ПИР. Уже сейчас ФГУП «ЦНИИ ТС» ведёт проектирование объектов строительства, реконструкции и технического перевооружения судостроительных предприятий под строительство стационарных буровых платформ. По этому направлению деятельности ФГУП «ЦНИИ ТС» (ПФ «Союзпро-ектверфь») осуществляет разработку проектной документации по реконструкции и модернизации различных производств и технических сооружений судостроительных предприятий, в том числе для ФГУП ПО «Севмашпредприятие»:

- оборудование наливного бассейна передаточным причалом для швартовки понтона (баржи) и наката на него супермодулей;

- реконструкции набережной №3 для стыковки суперблоков; и ряд других.

Анализ показал, что пока как в нашей стране, так и за рубежом отсутствуют достоверные методы расчета процесса сброса с транспортного средства таких крупногабаритных объектов, какими являются опорные блоки стационарных буровых платформ и опорные конструкции иного назначения (для гидрографических, оборонных и др. целей); не исследованы в полном объеме вопросы и не созданы апробированные методики расчета плавучести, остойчивости, непотопляемости, кинематики и динамики движущихся при продольном сбросе объектов (баржа, блок); требуют уточнения методы расчета внешних воздействий при сбросе от ветра, волнения, течения и учета возможного обледенения сооружения; не проведены комплексные исследования динамики сброса опорных решетчатых блоков глубоководных платформ с транспортно-спусковой баржи и не исследовано напряженно-деформированное состояние элементов конструкций блока в этом процессе; отсутствуют нормативные материалы по остойчивости и непотопляемости крупногабаритных объектов - опорных блоков, спусковых транспортных барж - при проведении операции сброса, а также материалы регламентирующие величину допускаемых напряжений в конструктивных элементах блока в критические моменты этой операции; не получены данные по гидродинамическому сопротивлению узловых соединений решетчатых конструкций опорных блоков; не опубликованы самостоятельные работы в области изучения и освоения ресурсов Мирового океана, которые обобщили бы все аспекты этой проблемы.

В настоящей диссертационной работе предложены новые постановки задач по определению внешних сил и моментов, действующих на спускаемый опорный блок, а также по расчету кинематики его движения от момента начала относительного движения по спусковым дорожкам баржи до полной остановки в воде после соскока с коромысел. Существенно дополнена и уточнена математическая модель расчета динамики сброса, которая в совокупности с программным комплексом «Nastran», использующим конечно-элементный метод расчета, позволила провести численное решение задач динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока морской платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства. Результаты расчетов показали, что наиболее неблагоприятным, с точки зрения прочности конструкции блока, является момент раскрытия аппарелей баржи. Наибольшие напряжения при этом наблюдаются в элементах блока, примыкающих к спускным стойкам последнего и расположенные в близлежащем районе.

Цель работы заключается:

-в обработке и анализе результатов крупномасштабных модельных испытаний продольного спуска;

-в разработке численного метода решения задач динамики и напряжен» но-деформированного состояния опорного блока морской глубоководной платформы при продольном спуске с плавучего транспортного средства с осуществлением контроля характеристик продольной и поперечной остойчивости баржи и блока;

-в проведении численных расчётов и параметрических исследований динамики и напряжённо-деформированного состояния натурного пространственного ферменного опорного блока при продольном сбросе с использованием среды «Matcad» и программного комплекса «Nastran». Научная новизна работы.

• Проведены крупномасштабные модельные испытания продольного сброса пространственного опорного блока стационарной буровой платформы с саморазгружающейся транспортной баржи (СТБ) в полигонных условиях ГорьI ковского водохранилища.

• Проведены специальные модельные испытания в опытовом бассейне НГТУ. •Получены и проанализированы экспериментальные данные по гидромеханике баржи и пространственной конструкции опорного блока.

• Получены, обработаны и проанализированы экспериментальные данные по кинематике и динамике продольного сброса блока с баржи.

•Уточнен и дополнен алгоритм численного расчета кинематики и динамики продольного сброса пространственной ферменной конструкции с СТБ. < • Определены внешние силовые факторы, а также внутренние напряжения и деформации как в отдельных элементах, так и во всей конструкции блока в произвольный момент сброса.

• Получены результаты параметрических исследований динамики и напряженно-деформированного состояния пространственного опорного блока при разных вариантах продольного сброса.

• Получены решения новых задач:

-по исследованию кинематики движения баржи и блока при сбросе с варьированием начальных условий;

-по исследованию внешних сил, действующих на баржу и блок при разных вариантах продольного сброса;

-по исследованию методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния пространственной ферменной конструкции при сбросе с варьированием положения блока на барже.

Методы исследований: теоретико-экспериментальные. Для подтверждения теоретических выкладок и результатов расчета численных экспериментов использовались данные экспериментальных исследований, полученные в натурных, полигонных и лабораторных условиях.

Достоверность научных положений, результатов и выводов, содержащихся в работе, основывается на:

-корректном использовании известных уравнений движения судна гидромеханики жидкости, теории корабля, численных методов расчета;

-совпадении полученных результатов с данными натурных, крупномасштабных и лабораторных модельных испытаний.

Практическая значимость и реализация результатов исследований заключается: в разработке, уточнении и дополнении алгоритма численного расчета динамического процесса продольного сброса при определении кинематических и динамических характеристик блока и баржи, их реакций и гидродинамического сопротивления при движении в жидкости, плавучести, продольной и поперечной остойчивости, массово-инерционных характеристик «сухого» и частично или полностью погруженного в воду блока, экспорта данных расчета в среду "Matcad"; в результатах исследований конечно-элементным методом напряженно-деформированного состояния пространственной ферменной конструкции, полученных с использованием программного комплекса «Nastran» для моментов продольного сброса, в которые напряжения в конструктивных элементах достигают максимума; в численных результатах, полученных при реализации программ расчета поставленных задач на ПЭВМ; в параметрических исследованиях динамики и напряженно-деформированного состояния пространственного ОБ при продольном сбросе; в выводах и рекомендациях, содержащихся в диссертации; во внедрении отдельных результатов и пакетов программ в ЦКБ «Коралл» (г. Севастополь), ВНИПИ морнефтегаз (г. Москва), ЦНИИпроект-стальконструкция им. Н.П. Мельникова (г. Москва), НИПИгипроморнеф-тегаз (г. Баку), НГТУ (г.Н.Новгород), ВПИ «Проектверфь» (г.Н.Новгород).

Работа проводилась по договорам ГПИ, позднее - НГТУ с ЦКБ "Коралл", ВНИПИморнефтегаз, ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова, НИПИгипроморнефтегаз, а также по программам ОЦ.007 Государственного Комитета по науке и технике СССР, «Шельф» Минвуза СССР и «Океанотехника» Минвуза РСФСР, а также по заказ-нарядам с Госкомвузом РФ в рамках целевой программы «Научные исследования высшей школы в области топлива и энергетики на 1998-2002 годы».

На защиту выносятся: результаты и анализ крупномасштабных модельных испытаний динамики продольного сброса опорного блока глубоководной стационарной буровой платформы с транспортно-спусковой баржи, проведенных на испытательном полигоне Горьковского водохранилища и опытовом бассейне Горьковского политехнического института; уточненная и дополненная математическая модель расчета численным методом динамического процесса сброса пространственной ферменной конструкции ОБ глубоководной стационарной буровой платформы с саморазгружающейся транспортной баржи; сопоставление результатов численных расчетов и данных крупномасштабных модельных экспериментов; алгоритм расчета массово-инерционных характеристик пространственной решетчатой конструкции, элементов ее плавучести и остойчивости; результаты численных экспериментов динамики сброса натурного опорного блока ОБ - 3 глубоководной платформы с СТБ -1; расчетная схема, методика определения положения блока на опоре и результаты расчета конечно-элементным методом напряженно-деформированного состояния сбрасываемого опорного блока; результаты параметрических исследований динамики и напряженно-деформированного состояния пространственного ферменного опорного блока при продольном спуске с СТБ;

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и одобрены на научно-технических конференциях: «Проблемы создания новой техники для освоения шельфа» (г. Горький, 1977,1982 г.г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Технические средства изучения и освоения океана, «Океанотехника-78»", (г. Ленинград, 1978 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания», (г. Горький, 1978 г.); научно-технической конференции по прикладной гидромеханике «Павленковские чтения», (г. Киев, 1979 г.); 14-ой научно-технической конференции «Очередные задачи речного судостроения», (г. Горький, 1983г.); научно-технической конференции кораблестроительного факультета ГПИ им. А.А. Жданова «Вопросы оптимального проектирования судов, судовых конструкций и энергетических установок», (г. Горький, 1984 г.); Шестой научно-технической конференции «Проблемы создания новой техники для освоения шельфа», (г. Горький, 1989г.); Всесоюзной научно-технической конференции 9

Совершенствование средств и методов экспериментальной гидромеханики судна для развития научного прогресса в судостроении», (г. Николаев, 1988г.); Второй Всесоюзной конференции «Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР», (г. Москва, 1990г.); Третьей научно-технической конференции «Алферьевские чтения», посвященной 90-летию со дня рождения доктора технических наук, профессора Алферьева Михаила Яковлевича, (г. Н. Новгород, 1990г.); Второй Международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России» (г. Санкт-Петербург, 1995г.); научно-технической конференции «Современные проблемы теории корабля» XXXVII Крыловские чтения, (г. Санкт-Петербург, 1995г.); Ш-ей Международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России», (г. Санкт-Петербург, 1996г.); IV-ой Международной конференции по морским интеллектуальным технологиям "Моринтех 2001» (г. Санкт-Петербург, 2001г.); Всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии в кораблестроительном образовании, науке и производстве», (г. Н. Новгород, 2002г.); конференции по строительной механике корабля, посвященной памяти академика Ю.А. Шиманско-го (г. Санкт-Петербург, 2003г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ. Результаты исследований автора, выполненные по заказам промышленности, отражены в 11 научно-технических отчетах.

Структура и объем работ. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 310 наименований. Объем диссертации - 354 е., включая 200 рис., 11 таблиц.

6.5 Основные выводы по главе

Конечно-элементный анализ результатов численных расчётов напряжённо-деформированного состояния блока позволил сделать следующие выводы:

- прочность натурного блока меньше всего обеспечена в те моменты сброса, когда реакции аппарелей достигают максимума и по длине располагаются близко к центру тяжести блока; /

- наибольший интерес представляют вопросы местной прочности элементов стержневой конструкции, устойчивости, разрушения узлов стыковки стержней и пластического деформирования в зонах перегрузки;

- деформация конца блока входящего в воду и нагруженного только силами тяжести составила 1,6 м при общей длине блока 238 м;

- одновременное действие сил тяжести и гидростатических сил поддержания уменьшает прогиб той же точки до 0,425 м;

- максимальные значения напряжений наблюдаются в элементах, прилегающих к аппарелям;

- раскосы и стержни диафрагмы, усилия сжатия в которых приводят к напряжениям, приближающимся к пределу текучести материала, должны быть проверены на потерю устойчивости;

- местное усиление наиболее нагруженного узлового соединения утолщением стенок элементов в два раза, привело к снижению напряжений от 464МПа до 165 МПа;

- расчёты показали, что в момент действия максимальных реакций, силы инерции и гидродинамические силы, действующие на блок таковы, что не меняют уровень деформаций и напряжений существенно;

- требует дальнейших проработок вопрос об опорных закреплениях блока на аппарели.

325

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Проведены крупномасштабные модельные испытания плоских и пространственных ферм, транспортной баржи и опорного блока в лабораторных и естественных условиях водохранилища, и получены экспериментальные данные.

2. Исследована экспериментально кинематика движения баржи и блока на разных этапах продольного сброса. Проведена обработка экспериментальных данных и сделан анализ полученных результатов. Построены в среде MATCAD экспериментальные зависимости углов дифферента блока и баржи, координат центра масс, траекторий и скоростей движения блока от времени в процессе продольного сброса.

3. Разработан алгоритм вычисления массово-инерционных, геометрических и интегральных гидростатических и гидродинамических характеристик блока в каждый момент его движения при продольном спуске, который вошёл в подпрограмму «НагЫо» общей программы «SBROS».

4. Разработан и обоснован метод вычисления опорных реакций, гидростатических и гидродинамических сил, действующих на блок при продольном сбросе.

5. Уточнена и дополнена математическая модель динамики сброса опорного блока с транспортно-спусковой баржи и на её основе составлена рабочая программа «SBROS» для расчёта на ПЭВМ кинематических и динамических характеристик баржи и блока в процессе продольного сброса.

6. Проведены численные расчёты кинематики и динамики моделей баржи и блока в процессе сброса по программе «SBROS». Верификация результатов расчёта и эксперимента показала вполне удовлетворительное их как качественное, так и количественное совпадение, что является свидетельством адекватности математического описания происходящих при сбросе механических явлений.

7. Решены новые практически важные задачи сброса натурных блоков ОБ-3 и ОБ-5 с саморазгружающейся транспортной баржи СТБ-1. Получены данные по кинематическим характеристикам баржи и блока, гидродинамическому сопротивлению объектов и гидростатическим силам, действующим на них на протяжении всех этапов сброса.

8. Разработана методика расчета параметров остойчивости воза «бар-жа+блок» в процессе сброса. Отдельно рассмотрены аэродинамические силы и моменты, действующие на опорный блок и транспортное средство. Даны оценки присоединенных масс, коэффициентов сопротивления и демпфирования баржи и блока при сбросе.

9. Разработана расчетная схема и методика определения положения блока на опоре, необходимые для проведения расчетов НДС блока конечно-элементным методом.

10. Исследованы динамика и напряженно-деформированное состояние блока в процессе продольного сброса при варьировании задаваемых начальных условий в наиболее опасные для его целостности моменты времени. Показано, что прочность натурного блока наименее обеспечена в те моменты сброса, когда реакции аппарелей достигают максимума и по длине располагаются близко к центру тяжести блока.

11. Результаты диссертации применялись в расчетной практике ВНИПИморнефтегаз (г. Москва) при проектировании глубоководной стационарной морской платформы для Штокмановского газоконденсатного месторождения, использовались в ЦНИИПроектстальконструкция (г. Москва) при решении проблем сброса опорных блоков ОБ-3 и ОБ-5 глубоководных морских платформ с саморазгружающейся транспортной баржи СТБ-1, эксплуатирующейся на Каспийском море. Отдельные результаты диссертации внедрены в НИПИгипроморнефтегаз (г. Баку) при решении технических вопросов буксировки и постановки на дно стационарной глубоководной морской платформы для добычи нефти и газа на месторождении «28-е Апреля» на Каспийском море, а также в ВПИ «Проектверфь» (г. Н.Новгород) при разработке технического задания на проектирование плавучего крана грузоподъемностью 500 т.

Основной результат этих работ - разработанная методология и алгоритмы расчёта характеристик сброса с транспортного средства и постановки на дно решетчатых опорных блоков глубоководных буровых платформ, проведение крупномасштабных модельных экспериментов, подтверждающих достоверность математических моделей, а также расчёты конечно-элементным методом напряжённо-деформированного состояния блока, анализ его НДС и параметрические исследования динамики и напряженно-деформированного состояния блока при различных вариантах его продольного сброса с транспортно-спусковой баржи.

В заключении можно сформулировать наиболее важные, по мнению автора, направления, по которым необходимо продолжать исследования вопросов, связанных с транспортировкой, сбросом и постановкой на морское дно:

- исследование процесса сброса и постановки блока при воздействии ветра, волнения и течения;

- продолжение исследований по изучению сопротивления ферменных конструкций технических средств для освоения шельфа новых типов;

- исследования воздействия волнения на блок в процессе его эксплуатации;

-выработка нормативных материалов;

- проведение исследований по определению нагрузок на конструкцию блока после его постановки на дно.

- проведение исследований по оптимизации пространственных решетчатых конструкций.

Эти и другие вопросы, востребованность в которых имеется, будут изучаться автором при дальнейших теоретических и экспериментальных исследованиях внешних нагрузок и внутренних напряжений блоков стационарных буровых платформ, работающих на глубинах 100 и более метров.

1. Александров М.Н. Безопасность человека на море. Л.: Судостроение, 1983.-326 с.

2. Алешков Ю.З., Майоров Ю.Б. О воздействии нерегулярных волн на вертикальную цилиндрическую преграду. Труды / Координационное совещание по гидротехнике, Энергия, 1967, вып. 34, с. 35-43.

3. Алисейчик А.А., Игнатович B.C. Оптимальный тип опорной колонны для самоподъемной плавучей буровой установки. Судостроение, 1975, №10, с.38-42.

4. Алферьев М.Я. Ходкость и управляемость судов. М.: Транспорт, 1967.-344 с.

5. Алферьев М.Я. Теория корабля. М.: Транспорт, 1972. -448 с.

6. Арушанов П.А. Континентальный шельф: совместная разработка. Газовая промышленность, 1981, №9, с.23-27.

7. Бадовский Н.А. Основные направления технического прогресса при создании морских буровых установок. Газовая промышленность, 1981, №9, с.34-36.

8. Барштейн М.Ф. Динамическое воздействие нерегулярной волны на сквозное сооружение, расположенное в глубоководной зоне моря. Труды / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1974, вып. 34, с. 52-62.

9. Барштейн М.Ф., Зубков А.Н., Маслов Б.Е., Шкляревский Н.К. Экспериментальное изучение колебаний нефтепромысловых сооружений при нерегулярном волнении. Труды / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1974, вып. 34, с. 63-69.

10. Барштейн М.Ф., Маслов Б.Е. Исследование воздействия нерегулярного волнения на сквозное сооружение, расположенное в мелководной зоне моря. Труды / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, 1974, вып. 34, с. 70-80.

11. Билянский Ю.С., Король Ю.М. Равновесие упругой гибкой нити в плоском неоднородном потоке. Труды / НКИ им. адмирала С.О. Макарова, 1982, вып. 189, с. 19-24.

12. Биркгоф Г., Сарантанелло А. Струи, следы и каверны. Мир, 1964. - 466 с.

13. Бирюлин А.П. Аэродинамические характеристики стержней и решетчатых ферм. Труды / ЦНИИТ Машиностроения, 1964, вып. 35 (П), с. 18-25.

14. Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Справочник по статике и динамике корабля. В двух томах. Том 2. Динамика (качка) корабля. JI.: - Судостроение, 1976.-176 с.

15. Божич П.К. Джунковский Н.Н. Морское волнение и его действие на сооружения и берега. -М.: Машстройиздат, 1949. 336 с.

16. Браславский Л.П. Расчет ветровых волн. Труды / ГГИ, 1952, вып. 35 (89), с. 94-158.

17. Бровиков И.С. Спектральное представление энергии ветровых волн. -Метеорология и гидрология, 1961, №7, с. 16-21.

18. Бубнов И.Г. Спуск судна на воду. Морской сборник, № 2, 3, 5 и 6, 1900.

19. Буксировочное испытание модели блока стационарного основания для разведочного морского бурения: Отчет / Горьковский политехнический институт. Руководитель работы А.В. Васильев. Горький, 1975. 25 с. (отв. исполнитель Савинов В.Н.).

20. Ваганов А.Б. Расчет плавучести и остойчивости корабля на ЭЦВМ: Учебное пособие. Горький: изд. ГПИ им. А.А.Жданова, 1981. - 74 с.

21. Васильев А.В. О рефракции ветровой волны на материковой отмели. в сб.: Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания. Материалы по обмену опытом. Л., 1978. Вып. 282, с. 120-127.

22. Васильев А.В. Теория ветровой волны на водохранилищах. Труды / ГИИВТранспорта, Горький, Транспорт, 1965, вып. 63 с. 89-133.

23. Васильев А.В. Управляемость судов: Учеб. Пособие. Л.: Судостроение, 1989.-328 е., ил.

24. Венцтель Е.В. Теория вероятй^тей. М.: Наука, 1969. - 576 с.

25. Верлань А.Ф., Ефимов И.Е., Латышев А.В. Вычислительные процессы в системах управления и моделирования. Л.: Судостроение, 1981. - 246 с.

26. Ветер и волны в океанах и морях. Справочные данные. Регистр СССР. Л.: Транспорт, 1974. - 360 с.

27. Ветровые волны.-М.: ИЛ, 1962.-441 с.33; Виленский Я.Г., Глуховский Б.Х. Вероятностные характеристики волнового давления на сваю.-Труды / ГОИН, 1957, вып. 36, с. 87-127.

28. Виленский Я.Г., Глуховский Б.Х. Экспериментальное исследование процесса морского ветрового волнения. Труды / ГОИН, 1957, вып. 36, с. 9-62.

29. Власов В.Г. Собрание трудов. Том 3. Спуск корабля.- Л.: Судпромгиз, 1959.-296 с.

30. Внешние силы, действующие на плавучие сооружения и суда для освоения мирового океана // Обзорно-аналитическая информация / И.Н. Галахов, О.Е. Литонов, В.М. Шапошников, Ю.Г. Жемойдо, Н.А. Горячев, Ю.П. Кулаков. Л.: ЦНИИ «Румб», 1978. - 86 е., ил.

31. Вознесенский А.И., Нецветаев Ю.А. Нормированный энергетический спектр морского волнения. Океанология, 1964, №5, с. 788 - 801.

32. Войткунский Я.И., Фаддеев Ю.И., Федяевский К.К. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1982. - 456 с.

33. Войткунский Я.И. Справочник по теории корабля. Л. : Судостроение, Т. 1,2,3.- 1985.

34. Вяхирев Р.И. Никитин Б.А., Мирзоев Д.А. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений. М.: Издательство Академии горных наук. 1999.-373 е., ил.

35. Гаджиев Ф.Н., Гаджиев И.Н., Зейналов А.А., Мамедов Ф.А., Смагин И.Ф., Сулейманов А.В. Опыт проектирования и строительства глубоководных платформ на месторождении им. 28 Апреля // Морские нефтегазопромысловые сооружения, Рига, 1989. - с. 11 - 17.

36. Галахов И.Н., Литонов О.Е., Алисейчик А.А. Плавучие буровые платформы. Конструкция и прочность. Л.: Судостроение, 1981. 224 с.

37. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ. М.: Мир, 1984-428 с.

38. Гальчук В.Я., Соловьев А.П. Техника научного эксперимента. Л.: Судостроение, 1982. - 226 с.

39. Гидромеханика судов внутреннего плавания. В 4 ч. Ч. 1. Расчет сопротивления движению судов внутреннего плавания: Учеб. пособие. 2-е изд., пере-раб. и доп./ А.В. Васильев, В.Н. Савинов, П.Н. Егоров. НГТУ. Н.Новгород,1996.-147 с.

40. Гидромеханика судов внутреннего плавания. В 4 ч. Ч. 2. Расчет сопротивления движению судов внутреннего плавания: Учеб. пособие, 2-е изд. Пере-раб. и доп./ А.В. Васильев, В.Н. Савинов, П.Н. Егоров. НГТУ. Н.Новгород,1997.-139 с.

41. Гиневский А.С. Теория турбулентных струй и следов. Интегральные методы расчета. М.: Машиностроение, 1969. - 400 с.

42. Глуховский Б.Х., Виленский Я.Г. Давление морских волн на сваю. Труды / ГОИН, 1954, вып. 26(38), с. 113-146.

43. Глуховский Б.Х. Исследование морского ветрового волнения. Л.: Гид-рометеоиз дат, 1966.-284 с.

44. Глуховский Б.Х. Усилия, действующие на сваю в волновом потоке. -Метеорология и гидрология, 1960, №8, с. 41-43.

45. Голубев В.В. О строении спутной зоны за плохообтекаемым телом. Известия АН СССР, ОТН, 1954, №12, с. 19-37.

46. Гоптарев Н.П. Некоторые результаты градиентных исследований в районе Нефтяных камней. Труды / ГОИН, 1957, вып. 36, с. 133-155.

47. Давидан И.Н., Лопатухин Л.И., Рожков В.А. Ветровое волнение как вероятностный гидродинамический процесс. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -285 с.

48. Девнин С.И. Аэродинамический расчет плохообтекаемых судовых конструкций. Л.: Судостроение, 1975. 192 с.

49. Девнин С.И. Аэрогидромеханика плохообтекаемых конструкций. Справочник. Л.: Судостроение, 1983. - 331 с.

50. Девнин С.И. Гидроупругость конструкций при отрывном обтекании. Л.: Судостроение, 1975. -192 с.

51. Джафаров A.M. Проектирование и строительство глубоководных платформ. Газовая промышленность, 1981, №9, с. 14-16.

52. Джафаров A.M., Лейбензон С.Р. Технические решения в строительстве морских платформ // Морские нефтегазопромысловые сооружения. Рига, 1989.-с. 24-29.

53. Доусон Т. Проектирование сооружений морского шельфа. Л.: Судостроение, 1986. -286 с.

54. Дудик Э.Ф. Глубоководные платформы для освоения месторождений Баренцева моря // Морские нефтегазопромысловые сооружения. Рига, 1989.-с. 42-47.

55. Дыхта Л.М., Мельник В.А. Определение гидродинамических характеристик элементов полупогружной буровой установки. В сб.: Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания. Л., 1978, вып. 282 с. 99-104.

56. Дьяконов В.П. Mathcad 2001: специальный справочник. СПб.: Питер, 2002.- 832 с.

57. Егоров П.Н., Савинов В.Н. Гидродинамическое воздействие регулярного волнения на трехопорную плавучую буровую установку. в сб.: Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания. Материалы по обмену опытом. Вып. 282. Л., 1978, с. 128-139.

58. Егоров П.Н. Лабораторная база учебного курса «Океанотехника» в опыто-вом бассейне кафедры «Теория корабля и гидромеханика» НГТУ /П.Н.Егоров, А.Н.Попов, В.Н.Савинов //Современные проблемы кораблестроения: Труды НГТУ.-Н.Новгород, 2005.-Т.46.-С.91-96.

59. Ершов Н.Ф., Попов А.Н. Прочность судовых конструкций при локальных динамических нагружениях. Л.: Судостроение, 1989. - 200 с.

60. Жульев А.В. Метод определения опорных реакций блока, сбрасываемого с транспортной баржи /А.В.Жульев, В.Н.Савинов // Современные проблемы кораблестроения: Труды НГТУ.- Н.Новгород, 2005.- Т.46.-С. 58-65.

61. Зайцев Ю.В. Нефтегазовые ресурсы шельфа: практика освоения, проблемы поиска. Газовая промышленность, 1981, №9, с. 2-4.

62. Захаров Ю.Г. Структура турбулентного следа за круглым цилиндром при поперечном обтекании. Труды / ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского, 1958, вып. 715, с. 33-44.

63. Звягин А.Д., Шабаров В.В. Испытания прочности и вибрации судов на подводных крыльях. Судостроение, 1965, - 212 с.

64. Здравкович М.М. Обзор исследований интерференции между двумя круглыми цилиндрами при различном их взаимном расположении. Труды / Теоретические основы инженерных расчетов. Серия Д, 1977, №4, с. 119-137.

65. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в механике. М.: Мир, 1975.-541 с.

66. Ибрагимов A.M. Воздействие ветровых волн на нефтепромысловые гидросооружения сквозной конструкции. Баку: Азернешр, 1966. - 114 с.

67. Иванов А.А. К вопросу о предвычислении элементов волн. Труды / Морской гидрофизический институт АН СССР, 1955, т. 5, с. 59-65.

68. Иванов С.В., Шестаков Ю.Н. Экспериментальные исследования кинематики бегущих волн. в сб.: Теория волн и расчет гидротехнических сооружений. М., Наука, 1975, с. 60-67.

69. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. - 559 с.

70. Исследование гидродинамики опорных блоков и подводных длинномерных трубопроводов в плавучем состоянии: Отчет / Горьковский политехнический институт. Руководитель работы. А.В. Васильев. Горький, 1981. 39 с.

71. Каспарсон А.А. О воздействии нерегулярного волнения на гидротехнические сооружения. Труды /МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1966, вып. 51, с. 22-32.

72. Каспарсон А.А., Халфин И.Ш. О выборе коэффициента лобового сопротивления цилиндрических тел, обтекаемых волной. Труды / Координационное совещание по гидротехнике. Энергия, 1967, вып. 34, с. 44-54.

73. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. -М., Наука, 1970. 104 с.

74. Китайгородский С.А. Проблемы физической океанологии. (По материалам II Международного океанографического конгресса). Океанология, 1966, вып. 6., с. 934-954.

75. Кинг. Колебания наклонных круговых цилиндров вследствие срыва вихрей. Труды / Теоретические основы инженерных расчетов. Серия Д, 1977, №3, с. 155-164.

76. Конструирование теоретического корпуса судна аналитическим методом и расчёт мореходных качеств на ЭВМ: Учебн. Пособие /А.Б. Ваганов, А.В. Васильев, В. А. Ковалёв, ГПИ, Горький, 1989. 81 с.

77. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977. - 831с.

78. Корнева JI.A. Распределение частот и энергии, спектр ветровых волн. В сб.: Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания. JL, 1978, вып. 282, с. 113-119. ,

79. Король Ю М. Инерционно-демпфирующие силы при качке взаимно ошвартованных судов. Труды / НКИ им. адмирала С.О. Макарова, 1980, вып. 163, с. 22-30.

80. Король Ю.М. Определение дифракционной составляющей возмущающих сил при качке взаимно ошвартованных судов на косом регулярном волнении. Труды / НКИ им. адмирала С.О. Макарова, 1981, вып. 176, с. 44-53.

81. Космодемьянский А.А. Некоторые вопросы аэродинамической теории сопротивления. Ученые записки / МГУ, 1940, вып. 46, с. 39-83.

82. Короткин А.И. Присоединённые массы судна: Справочник. JL: Судостроение, 1986,312 с.

83. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. В 3-х томах. -М.: Физматгиз, 1963, т.1 583 с.

84. Крылов Ю.М. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. JL: Гидрометеоиздат, 1966. - 256 с.

85. Крылов Ю.М. Статистическая теория и расчет ветровых волн. Труды / ГОИН, 1956, ч. 1, вып. 33 (45), с. 3-79.

86. Крылов Ю.М., Стрекалов С.С., Цыплухин В.Ф. Ветровые волны и их воздействие на сооружения. JI.: Гидрометеоиздат, 1976, - 225 с.

87. Кузнецов Б.Я. Аэродинамические исследования цилиндров. Труды /ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского, 1931, вып. 98, с. 1-39.

88. Куликова А.Н. Экспериментальное исследование ветровых нагрузок, действующих на колонны плавучих буровых установок на нерегулярном волнении. Труды / НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, 1979, вып. 300, с. 47-79.

89. Кульмач П.П. Гидродинамика гидротехнических сооружений. М.: АН СССР, 1963.-191 с.

90. Кулыгин Б.А. Производство и организация работ при строительстве нефтегазопромысловых сооружений на континентальном шельфе морей. Строительство мелководных металлических эстакад: Уч. пособие. М., МИСИ, 1981.-67 с.

91. ЮЗЛабзовский Н.А. Определение элементов волн в зависимости от скорости ветра. Труды / ЛОНИТОВТ, 1952, вып. 1, с. 23-35.

92. Ламб Г. Гидромеханика. М. Л., Гостехиздат, 1947, - 380 с.

93. Лаппо Д.Д., Каплун В.В. Исследование волнового давления на вертикальные обтекаемые преграды. Труды / Координационное совещание по гидротехнике. Энергия, 1967, вып. 34, с. 69-85.

94. Лаппо Д.Д., Красножон Г.Ж. Обобщение предложений по расчету параметров ветровых волн и их воздействий на гидротехнические сооружения. Труды / Координационное совещание по гидротехнике, Энергия, 1969, вып. 50, с. 42-110.

95. Лаппо Д.Д., Соколов А.В., Каплун В.В. Лабораторные исследования сил волнового давления на наклонные цилиндрические сваи. Труды / Координационное совещание по гидротехнике, Энергия, 1967, вып. 34, с. 148 - 154.

96. Лаппо Д.Д., Шестаков Ю.Н. Некоторые результаты исследований коэффициентов сопротивления при обтекании круглого цилиндра волной. Труды / Координационное совещание по гидротехнике, Энергия, 1967, вып. 34, с. 55-68.

97. Лаппо Д.Д. Некоторые уточняющие представления об основных характеристиках теории волн малой высоты.- Труды / Координационное совещание по гидротехнике, Энергия, 1969, вып. 50, с. 209-215.

98. Лаппо Д.Д., Иванова С.В., Каплун В.В., Мищенко С.С. Метод расчета нагрузок от волн на обтекаемые преграды. Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Энергия, 1976, т. 112, с. 58-64.

99. Лаппо Д.Д., Каплун В.В., Шестаков Ю.Н. Инерционный и скоростной коэффициенты сопротивления при обтекании волной пространственной решетки. Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Энергия, 1978, т. 123, с. 26-31.

100. Лаппо Д.Д., Каплун В.В., Шестаков Ю.Н. Исследование коэффициентов сопротивления при воздействии волн на сквозные гидротехнические сооружения. Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Энергия, 1980, т. 138, с. 84-93.

101. Лаппо Д.Д., Иванова С.В., Каплун В.В., Мищенко С.С., Шестаков Ю.Н. Кинематические характеристики бегущих волн. Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Энергия, 1976, т. 112, с. 51-57.

102. Лаппо Д.Д. Силовое воздействие гравитационных волн при обтекании гидротехнических сооружений. М.: АН СССР, 1962. -116 с.

103. Лаппо Д.Д., Стрекалов С.С., Завьялов В.К. Нагрузки и воздействия ветровых волн на гидротехнические сооружения. Теория. Инженерные методы. Расчёты. Л.: ВНИИТ им. Веденеева, 1990. - 432 с.

104. Латышев Ю.Я., Чеботаев В.Ф. Экспериментальное исследование волновых давлений на колоннах СПБУ «Апшерон». Горький, 1977. - 10 с. Рукопись представлена Горьковским политехническим институтом. Деп. в ЦНИИ РУМБ 20 октября 1977, №690.

105. Листенгартен Л.Б. Комплексное проектирование разработки морских нефтяных месторождений. М.: Недра, 1991. - 285 е., ил.

106. Литонов О.Е. Оценка параметров распределений волновых нагрузок на плавучие сооружения. Судостроение, 1976, №11, с. 13-16.

107. Литонов О.Е. Оценка экстремальных нагрузок на самоподъемные буровые установки при совместном воздействии волнения и ветра. Судостроение, 1977, №1, с. 14-15.

108. Лопатухин Л.И. Оценка максимально возможных высот морских волн. Судостроение, 1982, №10, с. 5-7.

109. Лобанов В.А. Справочник по технике освоения шельфа. Л.: Судостроение, 1983. - 288 е., ил. - (Техника освоения океана).

110. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978. - 736 с.

111. Луговский В.В. Динамика моря. Л.: Судостроение, 1976. - 199 с.

112. Магула В.Э., Друзь Б.И., Кулагин В.Д. Теория и устройство судов: Учебник. М.: Мор. транспорт, 1963, - 494 с.

113. Маккавеев В.М. Вопросы постановки проблем теории ветрового волнения. Труды / Координационное совещание по гидротехнике, Энергия, 1970, вып. 61, с. 17-27.

114. Метод конечных элементов в механике твёрдых тел / Под общ. Ред. А.С. Сахарова и П.И. Альтенбаха. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1982. -480 с.

115. Метод конечных элеметнов: Учебн. Пособие для вузов / Под ред. П.М. Варвака. Киев: Вища щкола. Головное изд-во, 1981. - 176 с.

116. Милн П. Подводные инженерные исследования: Пер. с англ. Л.: Судостроение, 1984. - 344 е., ил. - (Техника освоения океана).

117. Мирзоев Д.А. Гидротехнические сооружения для освоения нефтегазовых ресурсов мелководного шельфа замерзающих морей: Дис. д-ра техн. Наук / ВНИПИ морнефтегаз. М., 1994. - 345 с.

118. Мирзоев Д.А. Нефтепромысловые ледостойкие сооружения мелководного шельфа. М.: ВНИИОЭНГ, 1992. - 180 с.

119. Мирзоев Д.А., Левенко А.И., Нагрелли В.Э. Проектирование ледостойких стационарных платформ : ВСН 41.88 / Морские нефтегазопромысловые сооружения. Рига, 1989. - с. 38 - 42.

120. Морган Д.У., Пирет Д.У. Прикладная механика систем морских стояков. -Инженер-нефтяник, 1974, №11. с. 25-31.

121. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе: Учеб. / Г.В. Симаков, К.Н. Шхинек, В.А. Смелов и др. Л.; Судостроение, 1989.-е.: 328, ил.

122. Морской энциклопедический справочник. Л.: Судостроение, 1986, 426 с.

123. Мудров В.И., Кушко В.Л. Методы обработки измерений. М.: Советское радио, 1976.- 192 с.

124. Некрасов А.И. Точная теория волн установившегося вида на поверхности тяжелой жидкости. Собрание сочинений. -М.: АН СССР, 1961, Т.1.-443 с.

125. Нечаев Ю.И. Основы научных исследований. Киев; Одесса: Вища школа. Головное издательство, 1983. - 160 с.

126. Никитин Б.А. Мирзоев Д.А. Концепция определения степени технической доступности нефтегазоносных зон шельфа Российской Федерации // Обз. информ. Сер. Освоение континентального шельфа морей / РАО «Газпром». -М., 1997,-73 с.

127. Носков Б.Д. Сооружения континентального шельфа. М.: МИСИ, 1986. -306 с.

128. Обоснование рационального способа постановки опорного блока на место его эксплуатации: Отчёт / Нижегородский политехнический институт. Руководитель работы А.В. Васильев. Н Новгород, 1991. - 102 с. (Отв. исполнитель: Савинов В.Н.).

129. Основы предсказания ветровых волн, зыби и прибоя. Сб. статей. Перевод с англ. под ред. В.Б. Штокмана. М., ИЛ, 1951. - 488 с.

130. Панов А.Ю. Инерционные и демпфирующие характеристики в задачах динамики быстроходных судов //Асимптотические методы в теории систем. АН СССР, Сибирское отделение, Восточно-Сибирский филиал, Иркутск, 1983. с. 129-144.

131. Пат.2211386 Россия, МКИ С2 7 F 16 F 13/16. Гидравлическая виброопора (варианты) / В.Д. Вешуткин, В.Н. Савинов, М.П. Басенко. № 20011115615/28; Заявл. 06.06.2001; Опубл. 27.08.2003, Бюл. №24.

132. Патрашев А.Н. Гидромеханика. М.: Военмориздат, 1953. - 720 с.

133. Попов А.Н., Савинов В.Н. К расчёту прочности опорного блока при спуске с транспортной баржи // Тез. докл. конф. по строительной механике корабля, посвящённой памяти академика Ю.А. Шиманского. Санкт-Петербург, 2003.-с. 43-44.

134. Постнов В.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчётах судовых конструкций. JL: Судостроение, 1974. - 344 с.

135. Правила классификации и постройки морских судов. Регистр СССР. -JL: Транспорт, 1981.-960 с.

136. Правила классификации и постройки плавучих буровых установок. Регистр СССР. Л.: Транспорт, 1983.-104 с.

137. Правила постройки и классификации передвижных буровых установок. Американское бюро судоходства. Нью-Йорк. 1973 .-315 с.

138. Правила постройки и классификации передвижных буровых установок прибрежного действия. Осло. 1975. -258 с.

139. Проектирование и строительство технических средств для изучения и освоения мирового океана // Обзорно-аналитическая информация / К.Г. Суворов, Г.К. Крупное, А.К. Волкова, И.П. Очева, В.В. Минин. Л.: «Румб», 1977. -110 е., ил.

140. Рахманин Н.Н. Спектральные свойства морского волнения, используемые при исследовании мореходных качеств судов в сб.: Труды океанографической комиссии АН СССР. Т.9.- Л., 1960, с. 84-96.

141. Ремез Ю.В. Качка корабля: Учебник. Л.: Судостроение 1983 с. 328.

142. Риман И.С., Крепе Р.Л. Присоединенные массы тел различной формы.- М., ЦАГИ вып. 635,1960, с. 84-96.

143. Руководство по определению нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения (волновых, ледовых и от судов): П58-76 / ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Л., 1977.-316 с.

144. Руководство по расчету параметров ветровых волн.-М., Гидрометеоиз-дат, 1969.-138 с.

145. Савинов В.Н. Волновые нагрузки на решетчатые конструкции плавучих буровых установок. Дис. канд. техн. Николаев, 1986. - 271 с.

146. Савинов В.Н. Динамика решетчатого блока стационарной буровой платформы при постановке на точку бурения // Технические средства освоения шельфа: Межвузовский сб. науч. тр. /НГТУ. Н. Новгород, 2001. - с. 25 - 35.

147. Савинов В.Н., Масальский М.И., Васильев А.В., Модельные испытания постановки решетчатого блока стационарной буровой платформы с транспортного судна на точку бурения. // Технические средства освоения шельфа: Сб. ст. НПИ. Н.Новгород, 1991. С. 180-191.

148. Савинов В.Н. Метод расчёта скоростей в установившемся спутном потоке за цилиндром в составе пространственной решетчатой конструкции // Сб. науч. тр. / Физические технологии в машиноведении. 1998. - с. 196 - 198.

149. Савинов В.Н. Постановка стальных опорных блоков ледостойких стационарных буровых платформ // Освоение шельфа арктических морей России : Тез. докл. Второй Международной конф. RAO'95. 18 22 сентября 1995 г.-С.-Петербург, 1995.-е. 212-213.

150. Савинов В.Н. Волновые нагрузки на решетчатые конструкции плавучих буровых установок. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук, Николаев, 1985.-26 с.

151. Савинов В.Н. Решетчатые конструкции в инженерных сооружениях // Мореходные качества речных судов и плавучих буровых установок: Материалы о передовом науч. техн. опыте. - Н. Новгород, 1993. - с. 29 - 46.

152. Савинов В.Н. Решетчатые конструкции как важнейшие элементы плавучих буровых установок // Новые технические средства для освоения континентального шельфа: Материалы о передовом науч.- техн. опыте, 1987 г. Горький, 1987. - с. 53 - 57.

153. Савинов В.Н. Метод расчета динамики продольного сброса опорного блока морской стационарной буровой платформы.//Известия вузов. Нефть и газ, 2005, №1.С. 48-55.

154. Савинов В.Н. Расчет и анализ напряженно-деформированного состояния решетчатого опорного блока стационарной буровой платформы при сбросе его с транспортного средства. //Известия вузов. Нефть и газ, 2005, №2. С. 63-69.

155. Савинов В.Н. Параметрические исследования динамики и напряженно-деформированного состояния опорного блока при сбросе с баржи .//Морской вестник.-2005.-№ 4 (16).-С.92-96.

156. Савйнов В.Н. Условия подобия при моделировании сброса блока с транспортной баржи / В.Н.Савинов // Современные проблемы кораблестроения: Труды НГТУ.- Н.Новгород, 2005.- Т. 46.- С. 76-80.

157. Салькаев А.З. Гидродинамические силы, действующие на контур произвольной формы, плавающий на поверхности тяжёлой жидкости. Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1967, вып. 235

158. Салькаев А.З. Гидродинамические силы, действующие на цилиндрическое тело на косых курсовых углах волны. Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1973, вып. 276.

159. Салькаев А.З. Определение гидродинамических сил, действующих на судно на поверхности взволнованной тяжелой жидкости. Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1963, вып. 193.

160. Салькаев А.З. Расчёты гидродинамических сил, действующих на контур произвольной формы, уравнения бортовой качки. Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1967, вып. 235.

161. Сброс блоков ОБ-5/155, ОБ-5/238. Материалы ЦКБ «Коралл», 190080-11 -005/4-ф5707-2=мм. Севастополь, 1990.-39 с.

162. Седов Л.И Методы подобия и размерности в механике М.: Наука, 1981. - 447 с.

163. Седов Л.И. Плоские задачи гидродинамики и аэродинамики. М.: ГИТЛЛ, 1950.

164. Седов Л.И. Плоские задачи гидродинамики и аэродинамики. М.: Наука. 1980. -448 с.

165. Секерж-Зенькович Я.И. Трехмерные стоячие волны конечной амплитуды на поверхности тяжелой жидкости бесконечной глубины. Труды / Московский гидрофизический институт АН СССР, 1959, т. 18, с. 3-29.

166. Семенов-Тянь-Шаньский В.В. Статика и динамика корабля. Л.: Судостроение, 1973. - 608 с.

167. Скотт Д. Море основной источник нефти. — Инженер нефтяник, 1974, №13, с. 75-80.

168. Слевич С.Б. Шельф (освоение, использование).- JL, Гидрометеоиздат, 1977.-240 с.

169. Слижевский Н.Б., Король Ю.М., Проскученко Ю.М. Расчет ходкости судна: Учебное пособие. Николаев: НКИ им. адмирала С.О. Макарова, 1980.-94 с.

170. Соболев Г.В. Управляемость корабля и автоматизация судовождения. J1.: Судостроение, 1976.-478 с.

171. Сорокин В.Г. и др. Марочник сталей и сплавов. М.: Машиностроение, 1989.-590 с.

172. Спектральный метод расчета волнового режима и его использование в гидротехническом строительстве. Указания Союзморниипроекта. М.: Транспорт, 1969.-126 с.

173. Справочник металлиста. Т1. / под ред. Ачеркана Н.С. / Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. М., 1960 г.-458.

174. Справочник по высшей математике / М.Я. Выгодский. -М.: Наука, 1975. -872 с.

175. Справочник по динамике сооружений. М.: Стройиздат, 1972. 511 с.

176. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, и Т. Корн-М.: Наука, 1973, 832 с.

177. Справочник по строительной механике корабля. В 3-х томах. JL: Суд-промгиз, 1958, т. 1. — 627 с.

178. Справочник по теории корабля: В трёх томах. Том 2. Статика судов. Качка судов / Под ред. Я.И. Войткунского. JI.: Судостроение, 1985. - 440 с.

179. Спуск судов. /А.А. Курдюмов, Ю.П. Белявин, А.А. Гайсенок, М.К. Глозман, В.К. Глотов, В.В. Козляков, В.Ю. Лейзерман, В.Ф. Соколов.- Л.: Судостроение, 1966,- 416 с.

180. Статика корабля: учебник /Рождественский В.В., Луговский В.В., Борисов Р.В., Мирохин Б.В. Л., Судостроение, 1986. - 240 с.

181. Статика судов. Качка судов: Справочник по теории корабля /Под ред. Я.И. Войткунского: В Зт. Л.: Судостроение, 1985. т.2 - 440 с.

182. Стокер Д.Д. Волны на воде. М.: ИЛ, 1959. -617 с.

183. Стрекалов С.С. Зависимость энергетического спектра ветрового волнения глубокого моря от волнообразующих факторов. Океанология, 1965, вып. 3, с. 408-419.

184. Стрекалов С.С. Обобщенный метод расчета параметров ветровых волн. Труды / СОЮЗМОРНИИПРОЕКТ, 1974, вып. 36 (42), с. 135-146.

185. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). СНИП 11-57-75. М.: Строй-издат, 1976.-40 с.

186. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). СНИП 2.06.04 82. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 40 с.

187. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. СНИП 11-6-74. М.: Стройиздат, 1976. - 30 с.

188. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия. СНИП 2.01.07-85. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 36 с.

189. Суворов К.Г. Комплекс технических средств для изучения и освоения океана. Судостроение, 1975, №10, с. 5.

190. Технические средства для освоения мелководного шельфа центральной Арктики: Отчет /НГТУ. Руководители работы А.В. Васильев, А.Н. Попов. ВНТИЦ, № ГР 0187.0021067; инв. № 0298 0001704.- Н.Новгород, 1998.- 165 с. (Отв. Исполнитель: В.Н. Савинов).

191. Трещевский В.Н., Волков Л.Д., Короткин А.Н. Аэродинамический эксперимент в судостроении. Л.: Судостроение, 1976. - 190 с.

192. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Волновые воздействия на обтекаемые преграды, Л.: Энергия, вып. 34,1967. - 296 с.

193. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Волны и их воздействия на сооружения. Л.: Энергия, вып.50,1969. - 772с.

194. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Волны и их воздействия на сооружения. Л.: Энергия, вып.61,1970г. - 263с.

195. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Гидротехнические сооружения и волны на морях и водохранилищах Л.: Энергия, вып.75, 1972. -208с.

196. Указания по волновым расчетам гидротехнических сооружений. УВРГС-67. -М.: Минобороны СССР, 1968. 196с.

197. Уханова Л.Н. Статистические характеристики плоского турбулентного следа на небольшом расстоянии от цилиндра. В сб.: Промышленная аэродинамика. -М.: Машиностроение, 1966, вып.27, с. 83-95.

198. Федяевский К. К. Избранные труды. / Под ред. Фирсова Г. А. Л.: Судостроение, 1975. - 439с.

199. Федяевский К.К., Соболев Г.В. Управляемость корабля. Л.: Судпромгиз. 1963.-376с.

200. Фювен, Пател, Фарел. Модель обтекания круговых цилиндров с шероховатой поверхностью при высоких числах Рейнольдса. Теоретические основы инженерных расчетов. Серия Д, 1977, № 3, с. 144-154.

201. Халфин И.Ш. К вопросу об определении расчетных волновых нагрузок на сквозные сооружения." Труды / Координационное совещание по гидротехнике, 1970,вып.61,с. 194-197.

202. Халфин И.Ш. Лабораторные исследования затухания по глубине скоростей при регулярном и нерегулярном волнении. Труды / Координационное совещание по гидротехнике, 1972, вып. 75, с. 64-68.

203. Халфин И.Ш. Экспериментальное исследование коэффициентов лобового и инерционного сопротивления вертикального цилиндра в волновом потоке. Труды / МИСИ им. ВВ. Куйбышева, 1966, вып. 51, с .54-65.

204. Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля.- М.: Наука, 1973.-327с.

205. Хаскинд М.Д. Дифракция бегущих волн вокруг вертикальной преграды тяжелой жидкости. Известия АН СССР, ОТН, 1957, № 8, с. 146-149.

206. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами.- М.: Мир , 1973.-957с.

207. Храпатый Н.Г., Беккер А.Т., Гнездилов Е.А. Гидротехнические сооружения на шельфе. Владивосток, Издательство Дальневосточного университета, 1983. - 198 с.

208. Челпанов И.В. Надводные технические средства освоения Мирового океана. -В сб.: Итоги науки и техники. JL: Судостроение. Т. 9,1979, с. 164-263.

209. Чжен П. Отрывные течения: В 3-х томах / Под ред. Майкапара Г.И М.: Мир, 1972, т.1, "299с.

210. Шаталов А.Т. Состояние, проблемы и перспективы развития нефтяной и газовой промышлоенности РФ // Освоение шельфа арктических морей России : Тез. Докл. 1-ой Международной конф. 20 24 сентября 1993 г. - С.- Петербург, 1993.-с. 17-19.

211. Шимкович Д.Г. Расчёт конструкций в MSC / NASTRAN for Windows. М.: ДМК Пресс, 2003. - 448 с.

212. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972, - 381с.

213. Шестаков Ю.Н. Влияние формы обтекаемой преграды на волновую нагрузку. Труды / Координационное совещание по гидротехнике. Энергия, 1972, вып. 75,с.69-75.

214. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. -711с.

215. Шулейкин В.В. Физика моря. М.: АН СССР, 1953. -989с.

216. Эпштейн JI. А. Методы теории размерностей и подобия в задачах гидромеханики судов. Л.: Судостроение, 1970. - 208с.

217. Ющак А.А. Результаты исследования морского ветрового волнения. -Метеорология и гидрология, 1962, № 10, с. 3-11.

218. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Ч. II. Динамика: Учебник для техн. вузов. 6-е изд. Испр. - М.: Высш. Шк., 1984. - 423 с.

219. Ямпольский А. Д. О зависимости параметров распределения элементов (морских) волн от разгона, скорости ветра и продолжительности его действия. -Известия АН СССР, Серия геофизика, 1955, № 2, с. 156-165.

220. Borgman, L.E. «Wave forces on Piling for Narrow Band Spectra». - Jour. Waterways & Harbors Div., Proc. Am. Soc. Civil Eng. (1965), Vol.91 (ww3), pp.65-90.

221. Borgman, L.E. «Spectral Analysis of Ocean Wave Forces on Piling». .Jour. Waterways & Harbors Div., Proc. Am. Soc. Civil Eng. (1967), Vol.93 (ww2).рр.126-156.

222. Borgman L.E. «Wave forces on Piling for Narrow Band spectra". - Jour. Waterways & Harbors Div., Am. Soc. Civil Eng. (1965), vol 91(ww3), pp 65-90.

223. Brebbia C. A., Walker S. Dynamic Analysis of Offshore Structures. -London: Newnes-Butterworths, 1979. -323 p.

224. Bretshneider C.L. «Desing Hurricane Waves for the Island of Oahu. Hawaii, with Special Application to Sand Island Ocean Outfall System». -Look Lab/Hawaii, Vol.3, No.2, July, 1973, pp.34-53.

225. Bushnell M.J. Forces on Cilinders Arrays in oscillating Flow. «Ninth Annual Offshore Technology Conference», 1977, Vol.3, pp. 193-198.

226. Buslov V.M., Karzan D.I. Deepwater platform designs: An illustrated's review. J. OCEAN INDUSTRY. 1985. October. - p. 47 - 53.

227. Cartwright, D.E. and Longuet-Higgins, M.S. «The Statistical Distribution of the Maxims of a Random Function». Proc. Royal Society A 237 (1956), pp.212-232.

228. Chakrabarti, S.K. «Nonlinear Wave Forces on a Vertical Cycilinder». Journal of Hydraulics Division, ASCE, Vol.96, No. HYII, Nov. 1972, pp.1895-1909.

229. Chakrabarti S.K. Wave Forces on Multiple Vertical Cylinders.- J. Of The Waterway Port Coastal and Ocean Division, -Vol. 104, No.2, pp.147-161, (1978).

230. Chakrabarti S.K. and Tam W.A. Interaction of Waves with Large Vertical Cylinder. Journal of Ship Research,Vol. 1,1975, pp.23-33.

231. Chakrabarti S.K., Tam W.A., and Wolbert A.I. «Wave Forces on a Randomly Oriented Tube». Proceedings on the Seventh Annual Offshore Technology Conference. Houston. Tex. May, 1975 pp.433-447. ,

232. Dalton. C., Szabo J.M. Drag on a group of cylinders. Trans. Of the ASMI, 1977, No.l, pp.152-157.

233. Dean R.G., and Adgard P.M. «Wave Forces: Data Analysis and Engineering

234. Calculation Method». -Jour. Pet. Tech. (march 1970), pp.368-375.

235. Evans, D.J. «Analysis of Wave Force Data». .Preprints 1969 Offshore Technology Conference (May 18-21,1969) Vol.1, Paper No. OTC 1005, pp.151-170.

236. Fowler J.W. Construction of the Chesapeake light station/ J. Civil Engineering. 1965. Vol. 35. p. 76.

237. Garrison C.J. and Chow P.Y. «Wawe Forces on Submerged Bodies». Journal of the Waterways, Harbors and Coastal Engineering Division, ASCE, Vol.98, No.ww3, Proc. Paper 9098, Aug., 1972, pp.375-392.

238. Garrison C.J., Field J.B., May M.D. Drag and Inertia Forces on a Cylinder in Periodic Flow.» J. Waterway Port Coast, and Ocean Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng.», 1977, 103, N2, pp. 193-204.

239. Gerbik B. Construction of Offshore Structures. N.Y.: John Wiley and Sons. Inc., 1986.-552 p.

240. Grekoussis В., Miller N.S. The Resistance of Semisubmersibles. «Trans. Inst. Eng. and Shipbuild. Seat». 1978, Vol.121 (15), pp.33-51.

241. Iversen H.W. and Balent R. «А correlating modulus for fluid resistance in accelerated motion». Journal of Applied Physics, Vol.22, No.3, March 1951, pp.324-328.

242. Keulegan G.H., Carpenter L.H. Forces on Cylinders and Plates in an Oscillating Fluid. .«Journal of Research of the National Bureau of Standards», Vol.60, N 5, 1958, pp.423-440.

243. Koterayama W. Wave forces acting on a submerged horizontal circular cylinder in ablique wave and on a vertical cylinder in deep waves. Ocean Eng.», 1980, Vol.7, N3,pp.349-412.

244. Longuet-Higgins M.S. On the statistical distribution of the heights of sea waves. J. Mar. Res., 1952, N 11, pp.245-266.

245. Matten R.B. The influence of surfase roughness upon the drag of circular cylinders in waves. «9-tb Annu. Offshore Technol. Conf, 1977, Houston. Tex.». 1977, Vol.3, pp.185-191.

246. Mazurkiewicz B. Offshore Platforms and Pipelines. Transtech publications.1987.-385 p.

247. Mazurkiewicz B. Stale pelnomorskie platformy zelbetowe. Gdansk: Wy-dawnictwo Morskie, 1985. 198 p.

248. Miche M. Mouvements ondulatoires de la mer en profondeur constante on decroissante. Ann. Des Ponts et Chaussces. 1944, Vol.114, N 25, pp.25-78.

249. Miller B.L. The hidrodinamic drag of roughenes circular cylinders. Naval Architect., 1977, No 2, pp.55-62,62-70.

250. Morison J.R., O'Brien. M.P., Johnson J.W. and Schaaf S.A. «The Forces Exerted by Surface Waves on Piles». J. of Petroleum Tech., Amer. Inst. Of Mining Engrs.Vol.199,1950, pp.149-154.

251. Morison J.R., Johnson J.W., O'Brien. M.P. Experimental studies of forces on piles. Proc. 4-th Conference on Coastal Engineering. Cap.25, pp.340-370. Chicago, 1953.

252. Munk W.H. «The Solitary Wave and its Application to Surf. Problems». -Ann. N.Y. Acad. Sel., Vol.51, pp.376-424,1949.

253. Nagai S., Kurata K. «Interference between Cylinders in open Channel Flow. Transactions, Japan Society Civil Engineers, Vol.3, pp57-64.

254. Okajima A. Flows around Two Tandem Circular Cylinders at very High Reynolds Number. «Bullutin of the JSME», 1979, Vol.22, No.166, pp.504-511.

255. Optimal deep water North Sea jacket structures / Berge Bent// Boss'88: Proc. Int. Conf. Behav. Offshore Struct., Trondheim, June, 1988. Vol.3. Trondheim,1988.-p. 1445- 1455.

256. Pierson W.J. and Holmes P. Irregular wave forces on a pile. Proc. ASCE 91 (1965) WW4 pp. 1-10.

257. Rogan A.J. Wave Forces on Piles. .Dock and Harbour Auth.», 1978, 59, №693, pp. 100-103.

258. Sarpkaya T. «Wave Forces and Periodic Flow about Cylinders». -Summaries14.tb Inter. Conf. On Coastal Engineering Copenhagen, June, 1974, pp.271-274.

259. Sarpkaya Т., Collins N.J. and Evans S.R. Wave Forces on Rough-walled Cylinders at High Reynolds Numbers «The 9-th Annual OTC in Huston», 1977, pp. 175-184.

260. Sarpkaya T. and Garrison C.J. «Vortex Formation and Resistance in Unes-teady Flow». Journal of Applied Mechanics, Vol.30, Trans. ASME, Vol. 85, Series, 1963, pp. 16-24.

261. Sarpkaya T. The Hydrodynamic Resistance of Roughened Cylinders in Harmonic flow. «Naval Architects», 1978, No.2, pp.41-55.

262. Savinov V.N. The statics of supporting lattice blocks for deepwater drilling platforms // Development of the Russian Arctic Offshore: Proceedings Ill-d International Conference (RAO-97), Sanct-Peterburg, 23 26 Sept. 1997. - p. 298 - 299.

263. Sawaragi Т., Nakamura Т., Kita H. Characteristics of lift forces on a circular pile in waves. «Coast Eng. Jap.», 1976, Vol. 19, pp. 59-71.

264. Seifert В., Crole A., Jacquin Y.M. The importance of model testing in the steel platforms . IEEE, 1984, p. 556 564.

265. Stokes G.G. Mathematical and Physical Paper. .Cambridge University Press, 1880, Vol.1,-314.p.

266. Structural support for Australia's newest offshore facility / Hubbard D.C. Ferguson M.C. //Nat. Conf. Publ. / Inst. Eng., Austral. 1990. -N 10. - p. 425-429. -Англ.

267. The largest offshore platform in the Mediterranian Sea. Craighero E. Marazza R. "Mar. Ital.", 1986, 84, № 4,16 25 (англ.)

268. Wheeler J.D. «Method for Calculating Forces Produced by Irregular Waves». Preprints 1969 Offshore Technology Conferense (May 18-21, 1969) Vol.1, Paper No. 1007, pp. 183-194.

269. Wiegel R.L. Oceanographical Engineering. Prenticehall, Inc., Englewood Cliffs (1964), p.202ff.

270. Wiegel R.L., Beebe K.E., and Moon J. Ocean wave forces on circular cylindrical piles. Proc. ASCE 83 (1957), HY 2, pp. 1-36.

271. Wright J.C. Wave forces on cylinders near plane foundaries. Journal Waterway Port Coast and Ocean Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng., 1979, Vol.105, No.l, pp.1-13.