Исследование начальной остойчивости плавучей полупогружной буровой установки

Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р. Е. Алексеева

Отчёт по лабораторной работе:

Исследование начальной остойчивости

плавучей полупогружной буровой установки

Выполнил: студент гр. 12-КС-2

Феденков Д.А.

Проверил:

Егоров П.Н.

Нижний Новгород

2015 год

Цель работы

Ознакомление студентов с особенностями остойчивости плавучих полупогружных буровых установок (ППБУ) и их поведения на взволнованной поверхности моря, изучение основных положений теории и расчета, а также ознакомление с методикой постановки эксперимента по определению параметров начальной остойчивости плавучих технических средств для освоения шельфа.

Краткие сведения из теории

Среди большого разнообразия различных геометрических форм ППБУ в настоящее время наибольшее распространение получили установки катамаранного типа, для которых характерно наличие двух горизонтальных подводных понтонов значительного водоизмещения с установленными на них вертикальными относительно тонкими стабилизирующими колоннами [1,3]. В процессе эксплуатации установка может находиться в двух основных положениях: "походном" и "рабочем", которые показаны на рис. 1.

Рис.1. Походное (а) и рабочее (б) положения ППБУ;

характерные точки G, С и М - центры тяжести, величины и метацентр соответственно

Важнейшим параметром, определяющим остойчивость любого плавающего объекта, является начальная метацентрическая высота:

h = zм - zg,

где: – аппликата поперечного метацентра;

zg – аппликата центра тяжести плавающего объекта.

Величина в свою очередь определяется зависимостью

zм = r + zc,

где r = Ix / V – малый начальный метацентрический радиус;

zc – аппликата центра величины:

Ix – момент инерции площади действующей ватерлинии относительно центральной продольной оси х;

V – объемное водоизмещение.

Величина возмущающего момента МВ, действующего со стороны волнения на любой плавающий объект, в простейшем случае определяется зависимостью:

МВ = Dh,

где:  – редукционный коэффициент, учитывающий взаимное соотношение размеров корпуса судна в волнения;

D – весовое водоизмещение судна;

– угол волнового склона.

Величина начальной метацентрической высоты определяет еще и такой важный параметр, как период собственных колебаний бортовой качки. Известно, что простейшая формула для его определения имеет вид:

где:Ix – момент инерции массы ППБУ относительно центральной продольной оси;

44 – момент инерции присоединенной массы жидкости при бортовой качке.

Величина вертикальной возмущающей силы fb, действующей на плавающие объекты при изменении уровня волновой поверхности и вызывающей их вертикальную качку, определяется зависимостью

fb = ·s ·,

где: – редукционный коэффициент;

– удельный вес морской воды;

S – площадь действующей ватерлинии,

– ордината волновой поверхности в районе ДП установки.

Величина S определяет период собственных колебаний вертикальной качки, который также может быть найден по следующей приближенной формуле:

где: М – масса ППБУ;

33 – присоединенная масса жидкости при вертикальной качке.

Описание лабораторной установки

На рис.2 показана геометрическая форма модели, которая обладает всеми отличительными признаками ППБУ: на двух продольных горизонтальных понтонах установлены 4 вертикальные стабилизирующие колонны с относительно небольшой площадью поперечного сечения. Все элементы конструкции жестко соединены сверху палубными связями.

Главные размерения и основные характеристики модели ППБУ:

Длина понтонов

L = 10.2 дм

Ширина понтонов

В = 1.70 дм

Высота борта понтонов

Н = 0.68 дм

Размеры сечения стабилизирующих колонн

а b = 1.40 1.36 дм

Расстояния между стабилизирующими колоннами:

В продольном направлении

I1 = 5.2 дм

В поперечном направлении

I2 = 4.6 дм

Плечо переноса грузов:

c1 = 3.3 дм

Рис.2. Схема конструкции модели ППБУ

Проведение работы и обработка результатов

Рис.4. Опыт кренования ППБУ:

а - исходное положение кренящих грузов; б - угол крена 1 при переносе кренящих грузов в рабочем положении

Опыт кренования выполняют дважды – для походного и рабочего положения.

Для определения центра тяжести модели zg проводится проводится аналогичный опыт на воздухе.

Рис.5. Определение положения центра тяжести модели методом наклонения

Опыт 1 (походное положение):

Исходные данные :

Mобщ = 12,4 кг – масса ППБУ с грузами;

mгр1 = 224+316=540 г=0,54 кг – масса переносимого груза.

С1=4,4 дм

b1=11мм

mгр2 =107,8 г=0,1078 кг

а=1,4 дм

b2=8,5 мм

Определяем осредненный угол крена :

,

где:n = 1 – число замеров;

L0 = 500 мм – длина отвеса;

рад

Рассчитываем метацентрический коэффициент поперечной остойчивости:

, Н·дм,

где:– масса кренящего груза, кг;

Сi – плечо переноса, дм;

g – ускорение свободного падения.

Н·дм

Определим экспериментальную величину поперечной метацентрической высоты в походном положении:

, дм,

дм,

Определим положение центра тяжести модели в походном (zg1) положении:

, дм

где:z = 2.65 дм – отстояние оси подвеса от ДП;

М – масса модели (М1, М2);

дм;

Находим аппликаты поперечного метацентра в походном положении (снимаем с гидростатических кривых): zМ1 = 12,0 дм;

Определим теоретическое значение метацентрической высоты в походном положении:

дм.

Опыт 2 (рабочее положение):

Исходные данные :

Mобщ = 30,5 кг – масса ППБУ с грузами;

mгр1 = 53.5+53.5=107 г =0,107 кг – масса переносимого груза.

b31=5мм

b32=5мм

b33=5мм

Осредненный угол крена равен:

рад

Метацентрический коэффициент поперечной остойчивости равен:

Н·дм

Экспериментальная величина поперечной метацентрической высоты в рабочем положении равна:

дм

Определим положение центра тяжести модели в рабочем (zg2) положении:

дм.

Находим аппликаты поперечного метацентра в походном положении (снимаем с гидростатических кривых): zM2= 1.8 дм.

Определим теоретическое значение метацентрической высоты в рабочем положении:

дм.

Вывод: корпус ППБУ в рабочем положении, представляет собой успокоитель качки, поэтому установка приобретает свойства волнопрозрачности – способность слабо реагировать на крупные морские волны, что облегчает работу морского стояка.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

лаба 3.docx

лаба 3.docx
Размер: 96.6 Кб

.

Пожаловаться на материал

Лабораторная работа. Ознакомление студентов с особенностями остойчивости плавучих полупогружных буровых установок (ППБУ) и их поведения на взволнованной поверхности моря, изучение основных положений теории и расчета, а также ознакомление с методикой постановки эксперимента по определению параметров начальной остойчивости плавучих технических средств для освоения шельфа.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Отчет о прохождении ознакомительной практики

Фондовая биржа Фондовые Биржи Украины. Ознакомительная практика - особенно важная часть процесса подготовки специалистов любой специальности.

Правотворчество: понятие, принципы, виды. Законотворчество: понятие и стадии.

Физиологические свойства сердечной мышцы

Итоговые тесты за 2-й семестр тесты по разделу «Физиология системы кровообращения» ответы на данный тест

Хэш теория. Хэширование

Хэш - блок данных фиксированного размера, полученный в результате хэширования массива данных.

Договор транспортной экспедиции

Контрольная работа по дисциплине: Транспортное право. Предмет договора транспортной экспедиции. Транспортная накладная, ее содержание, значение.

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok