Разработка методов расчета позиционирования плавучих технических средств освоения шельфа в сложных эксплуатационных условиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.01, доктор технических наук Ваганов, Александр Борисович

• Ваганов, Александр Борисович
• доктор технических наук
• 2002

Оглавление диссертации доктор технических наук Ваганов, Александр Борисович

Введение.

1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДИНАМИКИ ПЛАВУЧИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ, ЯКОРНЫХ СВЯЗЕЙ И ДЛИННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Основные принципы построения математической модели.

1.2. Система уравнений движения корпуса.

1.3. Математическое описание подсистемы МОРЕ.

1.4. Система уравнений движения гибких стержней и нитей.

1.5. Уравнения динамики комплексов двигатель-исполнительный механизм.

1.6. Система уравнений нагруженного состояния гидропривода натяжителей морского стояка и якорных связей.

1.7. Компоновка математической модели и обоснование методов ее реализации на ПЭВМ.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА КОРПУС ПТСОШ

2.1. Общая характеристика сил.

2.2. Определение гидростатических восстанавливающих сил и моментов.

2.3. Определение инерционных и демпфирующих характеристик корпуса.

2.4. Определение возмущающих сил на корпусе ПТСОШ от волнения.

2.5. Технология применения МГЭ для определения гидродинамических характеристик качки корпуса ПТСОШ.

2.6. Учет геометрической нелинейности и групп волн при расчете взаимодействия корпуса с волновым потоком.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЯКОРНЫХ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПОЗИЦИЕЙ ПТСОШ

3.1. Классификация средств управления позицией.

3.2. Квазистатические методы расчета якорных связей.

3.3. Расчет однородных якорных связей, нагруженных силами тяжести .'.

3.4. Влияние инерционных нагрузок на напряженное состояние тяжелых якорных связей.

3.5. Построение математической модели якорных СУПиД и управление позицией ПТСОШ.

3.6. Применение комбинированных систем позиционирования.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКОГО СТОЯКА И ДЛИННОМЕРНЫХ ГИБКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

4.1. Характеристика комплекса морского стояка для бурения в глубоководных акваториях.

4.2. Расчетная система дифференциальных уравнений статики комплекса морского стояка.

4.3. Характеристика и методы определения внешних сил, действующих на конструкцию морского стояка.

4.4. Квазистатический подход к учету инерционной нагрузки на стержень МС.

4.5. Сопоставительные исследования напряженного состояния морского стояка.

4.6. Методика расчета плавучего грунтопровода.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПЛАВУЧИХ ПОЛУПОГРУЖНЫХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

5.1. Экспериментальные исследования динамики ППБУ на крупномасштабной модели в открытом водоеме.

5.2. Проведение натурных испытаний ППБУ Шельф

5.3. Проверка адекватности математической модели.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов расчета позиционирования плавучих технических средств освоения шельфа в сложных эксплуатационных условиях»

Освоение континентального шельфа, вызванное необходимостью решения сырьевой, энергетической, продовольственной, транспортной и других проблем, привело к созданию нового класса морских плавучих сооружений: буровых судов, установок и платформ, а также разнообразных технических средств обслуживания и проведения подготовительных и вспомогательных операций. Новые сооружения имеют принципиальные отличия от традиционных объектов судостроения. Это заставляет проводить обширные исследования, в том числе в области их мореходных качеств.

Рассмотрим основные типы плавучих технических средств освоения шельфа, нашедшие применение в практике освоения морских месторождений нефти и газа.

Буровые суда (БС) предназначаются для бурения поисково-разведочных скважин. Современное буровое судно имеет водоизмещение 10-16 тысяч тонн, длину 100-140 метров, систему позиционирования над устьем подводной скважины, комплекс морского стояка, осуществляющий связь с подводным устьевым оборудованием на дне моря. Система позиционирования БС может быть якорной, динамической или комбинированной. Допуск на удержание над устьем скважины составляет 4 - 5 % от глубины моря и определяется конструкцией морского стояка и бурового оборудования. Управление позицией БС в штормовых условиях моря представляет весьма сложный процесс и осуществляется бортовым компьютером.

Краново-монтажные суда (KMC) предназначаются для доставки, установки и монтажа элементов стационарных сооружений на морском шельфе. KMC отличается значительной по размерам палубой, позволяющей размещать на ней крупногабаритные элементы и мощным крановым оборудованием для монтажа из этих элементов буровых оснований. KMC должно обладать хорошей управляемостью, иметь высокие мореходные качества. KMC оборудовано якорной или комбинированной системой позиционирования. Длина корпуса составляет 100 - 200 м, ширина - 30 - 40 метров. Корпус KMC чаще всего имеет форму катамарана.

Суда - трубоукладчики предназначены для укладки труб в траншею на дне моря. Современные трубоукладчики имеют двухкорпусную полупогруженную конструкцию длиной до 140 метров и водоизмещением до 30 тысяч тонн. Эти суда имеют мощную якорную систему позиционирования для удержания на оси траншеи и продвижения вдоль оси траншеи. Судно обладает высокой мореходностью для обеспечения рабочего процесса в штормовых условиях моря до 6 баллов.

Судно - земснаряд применяется для прокладки траншеи подводного трубопровода и дноуглубления акватории на мелководных участках, в частности для прохождения судна - трубоукладчика. Для удержания земснаряда и обеспечения технологического процесса судно оборудуется якорной системой позиционирования, состоящей из 6 - 7 якорных линий. Некоторые земснаряды оборудуются свайсвайным аппаратом. При этом число якорных линий уменьшается. Земснаряды в процессе дноуглубления совершают целенаправленные продольные и поперечные движения корпусом по отношению к прорези. Перемещения обеспечиваются находящимися на судне лебедками, которые выбирают или травят определённые якорные канаты. Управление системой лебедок осуществляется с центрального поста. В ходе работ производится снятие и перестановка якорей. Система позиционирования должна обеспечивать выполнение рабочего процесса и в штормовых условиях моря.

Полупогружные плавучие буровые установки (ППБУ) предназначены в основном для разведочного бурения на шельфе. Процессы транспортировки и эксплуатации происходят на плаву, поэтому ППБУ должны обладать высокими мореходными качествами. Водоизмещение составляет 17 - 30 тысяч тонн. Размеры в плане - 100 х 80 метров. Практика строительства и эксплуатации ППБУ выявила тенденцию к катамаранному типу корпуса с двумя параллельными водоиз-мещающими понтонами и 6 - 8 стабилизирующими колоннами. Система позиционирования - якорная или комбинированная. ППБУ последних проектов являются самоходными. Особенностью ППБУ, влияющей на выбор базовых параметров корпуса и системы позиционирования, является способность выдерживать предельно возможные для данного района моря штормовые условия, не уходя при этом с точки работы. Якорная система позиционирования включает корабельные якоря, якорные связи и якорные механизмы. В качестве якорных связей применяют цепи калибром 76 - 90 мм. и длиной до 1600 метров. Число якорных линий составляет 6 - 12. В некоторых случаях на ППБУ применяются якорные канаты калибром 63 - 75 мм. На больших глубинах моря применяют комбинацию якорный канат - цепь, а также в якорную линию включают дополнительно плавучесть. Система динамического позиционирования применяется на ППБУ наряду с якорной системой и включает движительные комплексы мощностью до 2500 квт. Число движительных комплексов чаше всего равно 4. Комплекс морского стояка соединяет корпус ППБУ с устьем подводной скважины. Смещение ППБУ относительно устья скважины жестко ограничено параметрами напряженного состояния стержня морского стояка.

Рассмотренные выше плавучие технические средства освоения шельфа (ПТС01П) являются уникальными, весьма сложными по конструкции и в управлении, имеют большие размеры и водоизмещение. Их эксплуатация осуществляется в сложных морских условиях и сопряжена с риском для жизни людей и экологической опасностью, сопровождающих освоение нефтяных и газовых месторождений.

Аварии при освоении Мирового океана - явление неизбежное, как при всяком внедрении новых конструкций или технологических методов. Анализ аварий показывает, что значительная их доля связана с ошибками при эксплуатации, т.е. в режимах, где система задействована в полном составе. Для ПТСОШ наибольшее число аварий связаны с выходом установки за пределы допускаемого круга в результате воздействия ветра, волнения и течения моря, а также при неправильных действиях операторов. Нередки случаи отказов в системе позиционирования. Наименее надежными элементами являются якорные связи и морской стояк.

Отмеченные выше основные типы ПТСОШ нашли применение при освоении нефтегазовых месторождений на шельфе незамерзающих морей или при длительном безледовом периоде.

В последние годы /123/ осуществляется поиск методов и технических средств освоения природных углеводородных ресурсов месторождений, расположенных на шельфе арктических морей. В недрах арктических морей сосредоточено до 90% потенциальных ресурсов углеводородного сырья Российского шельфа. Арктические шельфы имеют все возможности для создания на них крупных нефтегазодобывающих районов. На акваториях Баренцева, Печорского и Карского морей уже открыты ряд месторождений нефти и газа, на которых разведано более 4 млрд. тонн условного топлива. Всего на шельфе указанных морей известно более 40 перспективных структур.

Концепция создания подводных комплексов разрабатывается в ОАО ЦКБ "Лазурит" и основывается на применении оборудования, материалов, конструктивных и технологических решений, отработанных при создании подводного флота, а также создании бурового и эксплуатационного оборудования, приспособленного для работы в специальных прочных, герметичных помещениях, на основе отечественного машиностроения и опыта зарубежных фирм / 58, 59 /.

Применительно к Русановскому месторождению предлагается следующий состав перспективных технических средств: Наименование технических средств

Ориентировочные характеристики технических средств

Строительно-монтажные работы

1. Земснаряд для разработ- Глубина использования до ки траншеи при выходе 35 - 50 метров, трубопровода на берег. Класс Регистра КМ*УЛА2

2. Трубоукладочное судно. Глубина использования до 400 метров. Диаметр труб 1220 мм.

3. Трубозаглубитель. Глубина использования до 150 м.

4. Судно-трубовоз. Грузоподъемность до 3000 т.

5. Подводное судно для под- Глубина использования до 400 м. водно-технических работ.

6. Подводное судно для укладки гибких трубопроводов и кабелей.

7. Буксир-завозчик якорей.

Глубина использования до 400 м. Диаметр труб до 400 мм.

Класс Регистра КМ*УЛА2.

8. Ледостойкая плавучая Глубина бурения до 3500 м. буровая установка для бурения куста скважин с подводным заканчивани-ем при глубине моря до 200 м .

9. Подводное буровое судно.

10. Подводное судно снабжения.

11. Подводный блок управления и энергетики.

Глубина моря до 400 м. Глубина бурения до 3500 м.

Глубина моря до 400 м.

Глубина моря до 400 м.

12. Подводный блок промысловой обработки.

Проведенное рассмотрение уже эксплуатирующихся ПТСОШ, а также перспективных технических средств освоения месторождений арктического шельфа показывает, что преобладающее их число относится к классу подвижных плавучих сооружений на шельфе. Рабочий режим состоит в занятии корпусом определенной позиции, удержании или целенаправленной смене позиции. Позиционирование может выполняться как в тихую погоду, так и при штормовых воздействиях моря. Для таких объектов, как земснаряд и трубоукладчик, должны выполняться циклические движения корпусом при разработке траншеи и при укладке труб. Для обеспечения рабочего режима ПТСОШ оборудованы средствами позиционирования. Характеристики движения данных ПТСОШ определяют эф-т' фективность эксплуатации, оказывают влияние на выбор формы и размеров корпуса, а также на параметры средств позиционирования при проектировании.

Глубина моря до 400 м. Производительность 25 млрд. куб. м. газа в год.

В последующем термины управляемость корабля и позиционирование

ПТСОШ будем полагать сходственными по смысловому содержанию.

Определение движения - традиционно актуальная проблема кораблестроения как транспортной системы. Сложность процессов взаимодействия корпуса корабля с волнением и ветром, отсутствие всеобъемлющих теорий и несовершенство теоретических методов изучения динамики корабля при плавании в штормовых условиях моря обусловили проведение научных исследований по следующим направлениям:

1. Остойчивость корабля на волнении.

2. Качка корабля.

3. Мореходность и стабилизация корабля на волнении.

4. Управляемость корабля на волнении.

Каждое из этих научных направлений решает в определенной степени свой локальный круг проблем динамики корабля на волнении. В каждом направлении выработаны подходы, методы и приемы для решения научных и проектных задач. Общим фундаментом для всех направлений являются: гидродинамическая теория волн, гидродинамическая теория взаимодействия потока жидкости с телом и уравнения движения тела в жидкости.

Идеи А.Н. Крылова получили свое дальнейшее развитие по указанным трем направлениям в трудах многих отечественных и зарубежных ученых: С.Н. Благовещенского, Г.Е. Павленко, Г.А. Фирсова, В.В. Семенова-Тян-Шанского, М.Д. Хаскинда, В.М. Лаврентьева, A.M. Басина, В.Н. Анфимова, Ю.М. Крылова, А.И. Вознесенского, И.К. Бородая, В.В. Луговского, Ю.В. Ремеза, Ю.Л. Воробьева, Н.Б. Севастьянова, А.Н. Холодилина, В.А. Мореншильд, А.Н. Шмырева, Ю.И. Нечаева, H.H. Рахманина, Ю.А. Нецветаева, В.А. Некрасова, Д.М. Ананьева, A.B. Герасимова, К. Венделя, С. Кастнера, Дж. Паулинга, С. Родена, Дж. Робертса, Неймана, Пирсона, Лонге-Хиггинса, О. Грима, Ф.Тасаи и других ученых.

Теория управляемости корабля разрабатывалась позднее теории качки и первоначально для случая движения судна в условиях тихой воды. Основы современной теории управляемости корабля созданы научными трудами В.М. Лаврентьева, И.Г. Хановича, К. Давидсона и Л. Шиффа, A.M. Басина, Р.Я. Першица, К.К. Федяевского, Г.А. Фирсова, Г.В. Соболева, Е.Б. Юдина, A.B. Васильева, Н.Б. Сли-жевского, В.Г. Павленко, В.Н. Зайкова, А.Д. Гофмана, Ю.М. Мастушкина, М.А. Гречина, Л.М. Рыжова, Н.Ф. Соларева, В.Н. Небеснова.

В последующем в работах А.Ш. Афремова, Д.М. Ананьева, Г.В. Соболева, Ю.М. Мастушкина, В.Ю. Ремеза и других ученых рассматривались вопросы управляемости корабля на волнении и взаимосвязь рыскания и бортовой качки. Таким образом, осуществлено теоретическое соединение выше указанных направлений динамики корабля на волнении.

ПТСОШ являются ветвью кораблестроения с присущими ей проблемами безопасного плавания и эффективной работы в море. Основными факторами, влияющими на экономические показатели ПТСОШ и безопасность технологических работ в море, являются штормовые условия, недостаточно эффективные кон' структивные решения проектантов, сложная динамика поведения объекта и ошибки операторов. Создание ПТСОШ ведется индивидуально, под вновь разрабатываемый проект освоения морского месторождения и в сжатые сроки. Применяемое или требуемое вновь оборудование является предельным по своим параметрам (калибры якорных связей, мощности подруливающих устройств и т.п.) и не производится серийно.

Обзор работ по динамике ПТСОШ. К настоящему времени выполнено значительное количество теоретических и экспериментальных исследований, посвященных вопросам динамики различных конструктивных типов ПТСОШ. Работы Numata Е. / 225 /, Благовидова JT. Б. /13, 14 / посвящены исследованию остойчивости ППБУ.

В работах Иванова A.B., Курова Н.В., Рахманина H.H. / 96 /, Siihara Т. / 229 /, Kagemoto /221 /, Jiang J. / 220 /, Hooft J. / 219 / приводятся методики определения гидродинамических характеристик корпуса ППБУ, результаты и методы определения возмущающих сил от волн, результаты исследования изолированных I, видов качки. Оценивается влияние якорной системы удержания на параметры качки ППБУ. В работе Denis / 214 / отмечается существенное влияние нелинейных факторов: вязкостного сопротивления качке, нелинейного восстанавливающего момента, упругости якорных связей, геометрической нелинейности из-за изменяющейся во времени смоченной поверхности, нелинейности волн.

Работы Борисова Р.В. /23, 18, 19, 20, 21, 22 /, Молодожникова А.Б. / 143 /, Дыхты JIM. / 82, 83, 84 /, Болынева A.C. / 15 / посвящены главным образом решению проблем качки определенных типов ПТСОШ и имеют при этом комплексный характер:

1. Определение гидродинамических сил.

2. Определение реакции системы заякорения и ее влияние на качку.

3. Определение возмущающих сил от волн и от ветра. г 4. Оценка взаимовлияния отдельных блоков и элементов конструкции корпуса на гидродинамические характеристики (расчет ГДХ ведется путем расчленения корпуса на отдельные блоки и элементы).

5. Оценка взаимодействия различных видов качки.

Работы выполнены в традиционном для научного направления «качка корабля» стиле. В них отсутствует расчет напряженного состояния такого важного элемента конструкции ППБУ - морского стояка, который жестко лимитирует величину горизонтальных перемещений корпуса главным образом по величине угла поворота в нижнем шарнире. Попытки решить проблемы позиционирования ПТСОШ (позиционирование при неполной схеме заякорения, маневрирование Ф якорными связями в штормовых условиях, исследование аварийных ситуаций при обрыве связей) наталкивается на методические сложности. В работе / 84 / обосновывается для этого разделение движений корпуса на «медленные» под действием, например, шквала ветра и «быстрые» от действия волн. ППБУ представляется ' как пассивный неуправляемый объект. В данных работах не в полной мере раскрывается сложная динамика поведения ППБУ, приводящая в ряде случаев к неожиданным для оператора перемещениям корпуса. Это касается также анализа причин возникновения низкочастотных колебаний корпуса на нерегулярном ветровом волнении и практических методик учета этого явления. В рамках одного научного направления выполнить всеобъемлющее исследование динамики ПТСОШ, очевидно, не представляется возможным.

Работы Ваганова А.Б. / 33, 35, 38, 155 /, а также Краснокутского И.Д. / 112, 155 /, посвященные исследованию динамики движения и эффективности применения комбинированной системы удержания ППБУ можно отнести к другому направлению исследования движения ПТСОШ - позиционирование на точке работы. Маневрирование якорными связями и подруливающими устройствами для удержания или изменения позиции корпуса требуют привлечения методов теории управляемости корабля.

Проблеме позиционирования ППБУ на точке работы также посвящены ра~ I боты Макарычева И.К., Марченко Д.В. /131, 135 /, Фрейдзона И.Р. /199 /, Yamura

I, lamada S. / 231 /. В этих работах содержатся методики по определению смещения корпуса при маневрировании якорными связями в условиях тихой погоды, а также методики по определению необходимых для этого длин травления - выборки связей. При этом динамике движения корпуса уделяется второстепенное внимание, поскольку она в данной постановке не влияет на конечный результат.

Выполнено большое число исследований посвященных решению отдельных проблем динамики ПТСОШ.

Проблеме определения присоединенных масс и коэффициентов волнового демпфирования посвящены работы Хаскинда М.Д. / 202, 203 /, Шебалова А.Н., Салькаева А.З., Ремеза Ю.В. / 12, 56, 178 /, Михаленко Е.Б. /141 /, Короткина А.И. / 108 /, Grim / 216 / и ряда других авторов. Теоретические решения и эксперимен-' тальные данные получены для тел простейшей геометрии, для удлиненных тел с геометрически регулярной поверхностью применяется метод плоских сечений. В случае сложной формы корпуса, особенно если корпус представляет комбинацию тел и при геометрически нерегулярной поверхности, возникают вычислительные препятствия применения разработанных методов. Проблема еще более усложняется в случае загромождения потока наличием границ (мелководье, канал, присутствие рядом других тел и т.п.). Кроме того, распределение гидродинамических особенностей необходимо осуществлять по мгновенной смоченной поверхности корпуса, положение которой заранее неизвестно. В указанных работах использовано допущение о малости перемещений корпуса, и распределение особенностей Ф осуществляется по равновесной смоченной поверхности корпуса при плавании в условиях тихой воды.

Вопросам теоретического определения вязкостного демпфирования корпуса посвящены работы Фаддеева Ю.И. / 198 /, Каменской E.H. / 102 /, Борисова Р.В. / > 21, 22 /, Kato Н. / 223 /. Ввиду большой сложности этой проблемы в практических расчетах динамики ПТСОШ с геометрически сложной формой корпуса приходится ориентироваться на применение модельного эксперимента.

Определение гидростатических восстанавливающих сил и моментов для ПТСОШ с геометрически простой формой корпуса осуществляется методами статики корабля. Эти силы представлены характеристиками начальной остойчивости, либо диаграммами остойчивости / 63 /. Борисовым Р.В. / 23 / разработан метод, основывающийся на представлении сложного корпуса ППБУ как комбинации из тел простейшей формы (цилиндров, призм, параллепипедов и т.п.). Однако этот прием не во всех случаях может быть реализован.

Наряду с традиционными для транспортного кораблестроения исследованиями качки, решению проблемы определения возмущающих сил от волн на корпус ППБУ посвящены работы A.B. Иванова / 96, 99 /, Куликовой А.Н. /118 /, Ка-пустянского С.М. / 103 /, Борисова Р.В. / 23 /, Дыхты JIM. и Мельника В.А. / 82, 83 /. В этих работах делается вывод о слабом взаимовлиянии погруженных понтонов и стабилизирующих колонн. Допускается возможность разбиения корпуса на отдельные простые объемные элементы, определения воздействия волн на элемент и последующего суммирование этих сил для корпуса в целом. Опубликовано значительное число работ по определению волновых нагрузок на корпуса гидротехнических сооружений на шельфе. Это работы Morison J.R. / 28 /, Jlanno Д.Д. / 122 /, Алешкова Ю.З. /1 /, Крылова Ю.М. /116 /, Brebbia С. / 27 /, Халфина И.Ш. / 201 /, Литонова O.E. / 124 /, Михаленко Е.Б. / 141, 142 /, и многих других исследователей. В этих работах, не смотря на общую гидродинамическую основу, существует ориентация либо на проницаемые конструкции корпуса, выполненные из тонких удлиненных цилиндров, либо на геометрически простые объемные фигуры, вертикально стоящие на дне моря.

Хотя к настоящему времени опубликовано большое число работ по данной проблеме, ее нельзя считать окончательно решенной. Геометрическая сложность и нерегулярность поверхности корпуса ПТСОШ, изменчивость положения корпуса и смоченной поверхности во времени под действием внешних сил при выполнении технологических работ заставляют продолжать поиск других более эффективных и более универсальных методик расчета по определению силового воздействия волн.

Задача определения гидродинамических сил на корпусе судна неинерционной природы (при движениях корпуса по поверхности моря под действием сил средств управления и при наличии течения) решается в теории управляемости судов и является чрезвычайно сложной, так как применяется модель вязкой жидко-ф' сти, и главными здесь являются силы вязкостной природы. Теоретические и экспериментальные методы оценки гидродинамических сил развивались параллельно, дополняя друг друга. К.К. Федяевским была развита и названа циркуляцион-но-отрывной теорией методика определения неинерционных гидродинамических сил на корпусе транспортного судна. Обширные исследования в области теоретических оценок этой категории сил были выполнены Г.В. Соболевым /189 /. Однако, чисто теоретические методы не могли учесть всего многообразия форм корпусов, и требуют внесения эмпирических поправок. Систематический модельный эксперимент позволил Р.Я. Першицу / 61, 63, 166 / создать расчётную методику определения гидродинамических характеристик корпусов морских судов. Аналогичные методики, базирующиеся на результатах испытаний моделей на ротатив-ной установке, разработаны А.Д. Гофманом / 76 / для речных судов и Ю.М. Мас-тушкиным /136 / для рыболовных судов. Известны аналогичные методики других исследователей управляемости судов. Анализ аппроксимирующих полиномов для коэффициентов гидродинамических сил на корпусе судна выполнен A.B. Васильевым / 56 /.

Для ПТСОШ с геометрически сложной формой корпуса определение гидродинамических сил неинерционной природы предпочтительнее осуществлять экспериментальными методами.

Архитектурное разнообразие и геометрическая сложность формы надводной части корпуса ПТСОШ пока исключают возможность надежного теоретического расчета аэродинамических нагрузок. Наиболее достоверным способом определения этих сил являются продувки моделей в аэродинамических трубах. Однако, для приближенных оценок при формировании общей компоновки корпуса известно ряд методик / 64 /, / 79 /, базирующихся на представлении корпуса в виде совокупности укрупненных блоков, для которых имеются экспериментальные данные продувок. Применение данных полного аэродинамического эксперимента в аэродинамической трубе при математическом моделировании движения ПТСОШ предполагает принятие допущения о том, что ветер в пределах корпуса является однородным потоком воздуха, скорость которого может изменяться во времени. При частичном использовании результатов аэродинамического эксперимента для отдельных укрупненных блоков корпуса и последующей математической сборке аэродинамических характеристик всего корпуса становится возможным для крупных корпусов учет неоднородности ветрового потока. Применение численных методов расчета аэродинамических характеристик корпуса ПТСОШ, например, с помощью специализированного пакета анализа гидрогазодинамических процессов «STAR - CD», наталкивается на вычислительные проблемы, если пытаться использовать эту вычислительную систему в составе математической модели динамики ПТСОШ.

Вопросам определения гидродинамических сил, индуцируемых рулями и движителями, в теории управляемости судов разработано достаточно большое количество методик / 63, 56, 76, 188, 189 /. Эта проблема в достаточной степени разрешена за исключением учета гидродинамического взаимодействия этих устройств с нетрадиционным по форме корпусом ПТСОШ.

В качестве двигателей могут быть применены дизели или электродвигатели. Определению движущих моментов судовых дизелей и режимов их работы при маневрировании судна посвящены работы Небеснова В.И. / 145 /, Конакова Г.А. /105, 56 /, Бурименко Ю.И. / 30, 31 /, Ручкина Ю.Н. / 105, 182 /. Аналогичное исследование для электродвигателя выполнено в работе Фрейдзона И.Р. / 200 /.

Характеристикам гидроприводов и режимам их работы, используемых в качестве натяжителей морского стояка, посвящены работы Пындака В.И. /173,174/.

Для многих ПТСОШ позиционирование на точке работы осуществляется при помощи якорной системы, состоящей из 4-12 якорных линий. Методы расчета пространственных якорных систем различных плавучих объектов на основе уравнения цепной линии и колебаний этих объектов на базе линейной математической модели подробно рассмотрены в работах Кульмача П.П. / 120, 121 /. В последующем совершенствование методов расчета якорных систем осуществлялось в работах Симакова Г.В. /187 /, Макарычева И.К., Марченко Д.В., Фертмана Б.С. /130, 131 /, Фрейдзона И.Р. /199 /, Баулина Н.В. / 7 /, Алисейчика A.A. / 3 /, Борисова Р.В. и Молодожникова А.Б. / 18 /. В этих работах рассматривались сложные конструкции якорных систем, методы расчета приспосабливались к использованию в математических моделях качки ПТСОШ, стала учитываться упругость связи на растяжение. В работах Ваганова А.Б. / 38, 47, 152, 156, 158 / в расчет введены процедура травления - выборки связи якорной лебедкой по желанию оператора в произвольный момент времени при позиционировании ПТСОШ и учет работы амортизатора с нелинейной характеристикой. В работе Дыхты Л.М. / 84 / рассмотрены малые стационарные гармонические колебания в вертикальной плоскости однородной тяжелой якорной связи, обусловленные качкой корпуса, относительно квазистатического напряженного состояния связи, вызванного медленным горизонтальным смещением корпуса от действия ветра. Динамика нити рассматривалась в работах / 138 /, / 149 /. k : Общим для этих работ является то, что рассматривалась якорная связь, нагруженная только силами тяжести (за вычетом сил плавучести) в вертикальной плоскости, содержащей якорь и клюз. Предполагалось, что действие других сил не приводит к заметному изменению осевой линии связи.

Сложная динамика поведения ПТСОШ проявляется и в том, что при позиционировании ПТСОШ клюз совершает нестационарное пространственное движение. Учет действия сил инерции связи и присоединенной инерции воды, гидродинамических сил сопротивления движению связи, гидродинамических сил от течения на провисающую часть связи, взаимодействие связи с илистым грунтом приводит к необходимости рассматривать пространственное нагружение связи и ç''. то обстоятельство, что геометрия осевой линии перед нагружением неизвестна.

Величина же внешней нагрузки на связь, в свою очередь, во многом определяется нелинейной геометрией осевой линии.

В этом случае обратим внимание на работы Светлицкого A.B. / 184, 185 /, посвященные механике гибких стержней и нитей и где приводятся системы дифференциальных уравнений статики и динамики пространственно нагруженных стержней и нитей.

Кроме якорных многие ПТСОШ имеют связи со скважиной, дном или другим плавучим объектом в виде длинномерных, гибких стержней: морской стояк, укладываемая в подводную траншею труба, плавучий грунтопровод и т.п. Одним концом стержень крепится к корпусу, совершает вместе с ним движение и оказывает на корпус силовое воздействие. Параметры напряженного состояния стержня, например морского стояка, в свою очередь служат одними из основных критериев работоспособности для всего ПТСОШ.

Общая теория гибких стержней изложена в уже упомянутых выше работах Светлицкого A.B. Проблемам определения напряженного состояния морских стояков ППБУ и БС посвящены работы Пындака В.И. и Стурова В.А. / 173 /, Ваганова А.Б, Горбикова E.H. / 41 /, Егорова П.Н., Хаханина И.В., Горбикова E.H. / 88 /, Горбань В.А, Королева В.П., Салтанова Н.В. / 74 /. В этих работах рассмотрены проблемы конструкции, нагрузок и напряженного состояния стержня морского стояка, результаты экспериментальных и теоретических исследований. При этом стояк представлен выделенной из ПТСОШ конструкцией и расчетные схемы и случаи весьма условны.

Морской стояк следует рассматривать геометрически нелинейным, гибким стержнем при сложном пространственном нагружении и существенной зависимости нагрузок от геометрии изогнутого состояния стержня. Большая часть нагрузок определяется динамикой движения корпуса, и выделение морского стояка из системы может привести к неправильной оценке напряженного состояния и, соответственно, критериев работоспособности ПТСОШ.

Анализ опубликованных работ показывает, что выполнен большой объем исследований по важным проблемам динамики различных типов спроектированных и построенных ПТСОШ. Наметилось структурирование исследований по научным направлениям теории корабля, аэрогидромеханики, механики гибких стержней и нитей.

Проблемы позиционирования ПТСОШ. Несмотря на значительное число работ, посвященных исследованию динамики отдельных типов плавучих сооружений, проблема позиционирования ПТСОШ как сложной технической системы в настоящее время не решена. Конструктивная сложность и изменчивость системы, нетрадиционные обводы корпуса, многообразие видов технологического движения корпусом, наличие большого числа связей разнообразной конструкции, технологическое оборудование, энергетическое оборудование большой мощности заставляют искать и разрабатывать новые методы проведения исследований.

Практика эксплуатации отечественных ППБУ показала, что возникает достаточно много затруднений, сбоев и даже аварийных ситуаций по причинам, относящимся к позиционированию установки:

• - обрыв якорных связей или сползание якоря;

• - восстановление позиции;

• - смещение установки под действием интенсивно развивающегося шторма и при воздействии шквала ветра;

• - уход со скважины и повторное наведение на скважину;

• - неизбежные ошибки в углах раскладки якорных линий;

• - перегрузка якорных связей от поворотов корпуса по курсу из-за неудачной гидродинамической или аэродинамической компоновки корпуса при действии течения и ветра;

• - отсутствия резерва удерживающей способности системы позиционирования, гарантирующего от возникновения каскадных критических ситуаций в других связях и в других системах и оборудовании, при обрывах якорных связей;

• - неуправляемость в режиме свободного плавания. Эти моменты должны быть учтены в дальнейших исследованиях и, особенно, при проектировании новых ПТСОШ, которые будут работать в более сложных условиях, и будут оборудоваться сложным технологическим оборудованием и системами.

Основными задачами теории управляемости судов 1<$~61 являются: определение характерных маневров, совершаемых судном, развитие методов теоретического исследования движения судна по поверхности воды в различных путевых и метеорологических условиях, установление критериев управляемости и обоснование необходимых параметров средств управления движением. В отличие от транспортного судна для позиционирования перспективных типов ПТСОШ в настоящее время можно указать только наиболее общие виды маневров:

1. Удержание позиции корпуса при воздействии моря в пределах допускаемых технологическим оборудованием перемещений.

2. Целенаправленное изменение позиции.

3. Восстановление позиции после временного ухода или изменения параметров системы позиционирования, например, штормового отстоя.

4. Технологические движения корпусом для выполнения операции.

5. Вспомогательные маневры при подготовке к операции или по ее окончании.

6. Управляемость в режиме свободного плавания.

Расчет позиционирования ПТСОШ заключается в математическом моделировании выполнения того или иного маневра при определенном состоянии моря и действиях оператора по позиционированию. Это предполагает разработку математической модели позиционирования ПТСОШ и ее последующую реализацию на

ЭВМ. Для математической модели требуется разработка методов определения сил воздействия моря, сил, индуцируемых средствами позиционирования, а таюке динамики и напряженного состояния элементов технологического оборудования, связей и трубопроводов.

Качество позиционирования ПТСОШ будет определяться:

• - точностью удержания на точке, на прямой или криволинейной линии;

• - обеспеченностью удержания в поле допускаемых перемещений;

• - выполнением критериев работоспособности якорных и движительных линий средств управления позиционированием;

• - выполнением критериев работоспособности элементов технологического оборудования;

• - гарантированной работоспособностью и безопасностью при регламентированном числе отказов в системе позиционирования или при ошибках операторов;

• - обеспечением экстренного ухода и повторного занятия позиции;

• - минимально достаточным уровнем энергетических затрат на позиционирование ПТСОШ;

• - эффективностью систем управления, обеспечивающих оптимальные режимы работы средств позиционирования, технологического оборудования, энергетического оборудования.

Выполненный анализ проблем позиционирования ПТСОШ, проблемы проектирования и эксплуатации технических средств освоения месторождений на шельфе морей обуславливают необходимость создания методов расчета позиционирования ПТСОШ на базе математического моделирования их как сложной технической системы. Это совершенно необходимо как для исследования функционирования системы в нормальных эксплуатационных условиях, так и при отказах или авариях отдельных элементов системы.

К характерным особенностям сложных систем относятся:

1. Наличие достаточно большого числа взаимосвязанных между собой подсистем.

2. Многообразие природы подсистем, которое характеризуется их различной физической сущностью.

3. Многокритериальность, обуславливаемая разнообразием целей отдельных подсистем, а также разнообразием требований, предъявляемых к системе со стороны других систем.

4. Многомерность системы из-за большого числа связей между подсистемами.

Хотя сложная система представляет совокупность отдельных подсистем, но функционирование их подчинено достижению единой цели для всей системы в целом.

Безусловно, отмеченные выше ПТСОШ в полной мере обладают характерными признаками сложной системы.

Системный подход применим и к исследованию позиционирования ПТСОШ в море, так как при этом оказываются задействованными многие важные подсистемы: корпус, подсистемы позиционирования и управления, энергетическое оборудование, а также буровое и технологическое оборудование.

Системный подход характеризуется не усложнением методов анализа, а новой ориентацией всего направления исследования. Специфика системного подхода при определении движения ПТСОШ будет состоять в следующем:

1)При исследовании сложной системы описание отдельных подсистем не носит самостоятельного характера, поскольку каждая подсистема описывается с учетом её места и роли, которую она играет в системе в целом.

2) Внимание исследователей концентрируется на согласовании взаимосвязей между отдельными подсистемами.

3) Исследование сложной системы неотделимо от среды, в которой она функционирует.

4) Исследуются свойства системы, исходя из свойств отдельных подсистем.

5) Процесс исследования носит итерационный характер.

При решении различных задач анализа и синтеза сложных систем получило распространение имитационное моделирование. Имитационное моделирование проводится на ЭВМ путем воспроизведения процесса функционирования технической системы на математической модели. При этом процесс функционирования технической системы должен быть воспроизведён настолько полно и детально, учитывая реальные свойства системы и условия её функционирования, насколько это необходимо и достаточно для решения поставленной задачи исследования.

Этот метод является следствием возросших возможностей вычислительных машин и их объединений - вычислительных комплексов, что позволяет перейти от разделенной по времени последовательности частных расчетов к единому машинному воспроизведению достаточно полной совокупности изучаемых ситуаций.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка методов расчета характеристик позиционирования различных ПТСОШ в сложных эксплуатационных условиях, в том числе в аварийных ситуациях и при ошибках операторов. Работа основывается на создании комплексной математической модели ПТСОШ как сложной технической системы при использовании всех имеющихся научных разработок отечественных и зарубежных авторов, с применением новых фундаментальных методов гидродинамики и методов нелинейного численного анализа напряженно - деформированного состояния гибких связей.

Методы должны быть универсальными, обладать гибкостью налаживания к изменению состава системы и к изменению её параметров, а также представлять ПТСОШ как управляемую систему.

Внедрение разработанных методов в практику проектирования и эксплуатации новых ПТСОШ позволит решить две важные технические проблемы: определение характеристик подсистем; обеспечение эффективного и безопасного позиционирования при выполнении технологических работ в море.

В диссертации исследованы состав ПТСОШ как сложной системы, определены структуры уравнений движения подсистем и напряженного состояния связей. Получены выражения и методология определения сил различной физической природы, действующих на корпус геометрически сложной формы и в условиях стеснения потока (мелководье и загромождение другими телами), на якорные связи сложной конструкции (комбинации трос - цепь, подвешенные массивы или плавучести, наклонное дно), на длинномерные трубопроводы и комплекс морского стояка. Разработаны алгоритмы и схемы управления движением ПТСОШ. Созданы пакеты прикладных программ для обеспечения исследования на базе сети ЭВМ. Проведены экспериментальные и теоретические исследования движения наиболее распространенных типов плавучих технических средств. Определены для них характерные и критические режимы работы.

В диссертации использованы:

1) методы теории управляемости корабля, гидродинамической теории качки и мореходности судов;

2) методы механики гибких стержней и нитей;

3) методы динамики судовых комплексов: двигатель - движитель, электродинамики приводных электродвигателей, элементов гидроприводов;

4) математические методы численного интегрирования систем дифференциальных уравнений;

5) метод граничных элементов при определении гидродинамических характеристик корпуса;

6) методы проведения модельных и натурных испытаний судов;

7) методы проведения вычислительных экспериментов и обработки данных.

В диссертации проделана следующая работа, имеющая новизну:

1. На базе системного подхода, определен состав ПТСОШ как сложной технической системы.

2. Определена расчетная система дифференциальных уравнений движения системы ПТСОШ при позиционировании и, с использованием принципа разделения движений, построена схема каскадного их интегрирования.

3. Выполнен анализ низкочастотных процессов в морском ветровом волнении.

4. Получены выражения для определения гидродинамических характеристик корпуса, базирующиеся на методе граничных элементов, с учетом нели-нейностей и изменяющихся во времени параметров посадки.

5. Разработан метод расчета воздействия групп волн на корпус и характеристик вызванного группой волн движения корпуса.

6. Определена расчетная система дифференциальных уравнений напряженного состояния якорных связей, метод расчета нагрузок на связь и способ получения решения задачи для сложной связи при произвольном движении клюза.

7. Определена расчетная система дифференциальных уравнений напряженного состояния трубы морского стояка и плавучего грунтопровода с учетом действия натяжителей, метод расчета нагрузок и способ получения решения задачи при произвольном движении шарниров.

8. На основе системного подхода и методологии имитационного моделирования разработан алгоритм функционирования математической модели, который реализован в программе для сети ЭВМ.

9. Разработана методология проведения крупномасштабного модельного эксперимента в условиях открытого водоема озерного типа и натурного эксперимента в море и получены данные о динамике ППБУ.

10. Проведены систематизированные теоретические исследования движения ПТСОШ: ППБУ, морского земснаряда, подводного блока управления и энергетики, бурового судна, гравитационной платформы.

11. Определен комплекс критериев оптимальности для отдельных подсистем при синтезе сложной технической системы.

12. Определен ряд характерных расчетных ситуаций для проверки работоспособности и безопасности при аварийных ситуациях.

Практическая ценность диссертации состоит в создании универсальной методологии для расчета позиционирования ПТСОШ. Метод может быть применен к объектам разного назначения и с различной формой корпуса, при разнообразных технологических действиях, в том числе в аварийных ситуациях и при ошибках операторов по позиционированию. Активная часть системы позиционирования включает произвольное число подруливающих устройств и движителей и имеет управление с центрального поста. Пассивная часть системы позиционирования включает произвольное число якорных связей сложной конструкции и также имеет управление с центрального поста. В составе ПТСОШ определяется напряженное состояние якорных связей, нагрузка средств активного позиционирования, напряженное состояние комплекса морского стояка или других длинномерных, гибких трубопроводов.

Методология реализована в пакетах прикладных программ для сети ЭВМ и гибко налаживается для конкретного объекта.

Расчеты, проведенные для ряда спроектированных и построенных ПТСОШ, показали хорошую сходимость с данными экспериментов, проведенных как автором, так и другими исследователями. Подробно этот вопрос рассмотрен по тексту работы при рассмотрении отдельных проблем.

Разработанные в диссертации методы внедрялись: в ЦКБ "Коралл" при создании проекта KMC (проект 1613), проекта ППБУ "Шельф" (проект 10170), проекта ППБУ "Север" (проект 10172); в ОАО ЦКБ "Лазурит" при разработке концепции подводных комплексов освоения шельфа (динамика погруженного блока управления); в НПО "Судоремонт" и ОАО ЦКБ "Лазурит" при создании проекта морского земснаряда (проект 19000).

Таким образом, в диссертации решена важная проблема по разработке методов расчета позиционирования и напряженного состояния связей плавучих технических средств освоения морских месторождений, позволяющая на стадии проектирования принимать эффективные конструктивные решения, а при эксплуатации ПТСОШ избежать ошибок в управлении.

Апробация работы проводилась в докладах на следующих конференциях:

1. На Всесоюзной научно-технической конференции «Основы проектирования плавучих буровых установок», г. Севастополь, 1978 г.

2. На Всесоюзной конференции «Технические средства изучения и освоения океана», Ленинград, 1978 г.

3. НаКрыловских чтениях, г. Одесса, 1980 г.

4. На Всесоюзной научно-технической конференции «Технические изучения и освоения океана» Океанотехника - 81, г. Севастополь, 1981 г.

5. На XIII научно-технической конференции «Очередные задачи речного судостроения» г. Горький, 1981 г.

6. На Всесоюзной научно-технической конференции «Экспериментальные исследования мореходных качеств судов и плавучих технических средств в сложных эксплуатационных условиях» г. Калининград, 1982г.

7. На XVII Всесоюзной конференции по экспериментальной гидромеханике судов. Ленинград, 1984 г.

8. На Всесоюзной научно-технической конференции «Океанотехника-85», Ленинград, 1985.

9. На I Всесоюзной конференции «Комплексное освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа СССР», Москва, 1986 г.

10.На Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования комплексных методов прогнозирования мореходных качеств судов» (Крыловские чтения), г. Николаев, 1987 г.

11. На VI научно-технической конференции «Проблемы создания новой техники для освоения шельфа», г. Горький, 1989 г.

12. На Всесоюзной научно-технической конференции «Физико-математическое моделирование при решении проблем гидроаэромеханики и динамики судов и средств освоения мирового океана» (ХХХ1УКр-ыловские чтения), Ленинград, 1989 г.

13.На Всесоюзной научно-технической конференции «Методы прогнозирования и способы повышения мореходных качеств судов и средств освоения океана» (XXXV Крыловские чтения), Ленинград, 1991 г.

14.На международной конференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надёжности судов», г. Владивосток, 1996 г.

Заключение диссертации по теме «Теория корабля и строительная механика», Ваганов, Александр Борисович

6.5.2. Результаты исследования

Исследование удержания платформы осуществлялось при помощи программы DYNAMIC - PBU, описанной в п. 1.7, при выполнении госбюджетной НИР/ 159 /.

Исходя из ограничения на величину горизонтального смещения корпуса платформы не более 3.0 м. от центра основания, был осуществлен многовариантный расчет удержания над грунтовым основанием. Варьировались число, калибр каната и углы раскладки якорных линий. Подробные результаты исследования приведены в отчете / 159 /.

Эти расчеты показали, что данная платформа удерживается над центром основания при помощи 8 - якорной системы позиционирования. Калибр якорных канатов должен быть не менее 65 мм. Ввиду усложняющих условий мелководья, якорную связь целесообразно сделать сложной: конец каната прикрепить к плавучести, которая в свою очередь заякорена при помощи двух якорных цепей. Это необходимо для снижения «жесткости» якорной системы ввиду большой массы платформы и исключения подрыва якоря при низкочастотных колебаниях корпуса и при воздействии шквала ветра. При этом плавучесть ставится на акватории заранее при выполнении подготовительных работ, что ускоряет закрепление платформы над точкой работы и, следовательно, саму процедуру посадки на основание.

Поскольку форма корпуса платформы в плане близка к круговой, динамика движения слабо зависит от курсовых углов ветра, волнения и течения.

В качестве иллюстрации расчета удержания платформы в таблице 6.5.1 приведены статистические параметры перемещений корпуса и натяжения в якорных связях. Угол ветра, волнения и течения равны 30 градусов.

Статистические характеристики позиционирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в диссертации решен комплекс задач по позиционированию плавучих технических средств освоения шельфа в сложных эксплуатационных условиях при выполнении технологических работ.

1. Выполнен анализ проблем позиционирования ПТСОШ и связанных с этим проблем проектирования и эксплуатации технических средств освоения месторождений на морском шельфе. Обоснована необходимость создания методов расчета позиционирования ПТСОШ на базе математического моделирования их как сложной технической системы.

2. На базе системного подхода, определен состав системы ПТСОШ, осуществлено математическое описание подсистем. На основе методологии имитационного моделирования разработан алгоритм функционирования математической модели в программе для сети ЭВМ. Определена схема распределенных в сети ЭВМ вычислений.

3. Определена расчетная система нелинейных дифференциальных уравнений движения подсистемы КОРПУС и, с использованием принципа разделения движений на «медленные» от действия средств управления позицией и «быстрые» от действия волн, построена схема каскадного их интегрирования.

4. Выполнен анализ низкочастотных процессов в морском ветровом волнении. Дана оценка доли низкочастотных волн на разных стадиях развития шторма. Определена методика создания математической модели нерегулярного ветрового волнения с учетом низкочастотных составляющих. Обращено внимание на существование низкочастотных процессов изменения во времени частоты профиля взволнованной поверхности моря в группе волн, следующих друг за другом, как одну из причин возбуждения низкочастотных перемещений корпуса ПТСОШ.

5. Разработана технология определения гидродинамических характеристик корпуса (присоединенных масс и коэффициентов демпфирования волновой природы), базирующаяся на методе граничных элементов. Форма корпуса может быть геометрически сложной и нерегулярной. В схеме распределенных вычислений гидродинамические характеристики могут определяться в определенные моменты времени с учетом изменения посадки корпуса. Выполнены расчеты гидродинамических характеристик корпуса ППБУ и полученные результаты сопоставлены с опубликованными данными экспериментов на модели и расчетов по другим методикам. Получено вполне удовлетворительное их совпадение.

6. Разработана технология определения возмущающих сил от волн, базирующаяся на методе граничных элементов с учетом геометрических нелинейностей и изменяющихся во времени параметров посадки корпуса. Выполнены расчеты коэффициентов возмущающих сил на корпус ППБУ и полученные результаты сопоставлены с опубликованными данными эксперимента на модели. Также получено вполне удовлетворительное их совпадение. Разработанный метод определения волновых нагрузок позволяет осуществлять расчет при произвольных курсовых углах волн, в том числе и для несимметричных форм корпуса, корпусов с малым удлинением, поверхностных, полупогруженных и полностью погруженных в воду корпусов.

7. Разработан метод расчета воздействия групп волн на корпус и характеристик вызванного группой волн движения корпуса. Группа волн на поверхности моря представлена как локальное нерегулярное образование с амплитудной и частотной модуляцией, вызывающей изменение возмущающих сил с частотой модуляции. Выполнены примеры расчета воздействия группы волн на корпус ППБУ, которые подтверждаются примерами крупномасштабных модельных испытаний в открытом водоеме и данными натурных испытаний ППБУ «Шельф-1» на Каспийском море. Для ПТСОШ, имеющих низкие частоты свободных колебаний в горизонтальной плоскости, эта расчетная ситуация, наряду с воздействием шквала ветра, имеет существенное значение для расчета позиционирования и средств управления позицией.

8. Определена расчетная система дифференциальных уравнений напряженного состояния якорных связей сложной конструкции и нагруженных пространственным образом с учетом динамики движения связи. Разработаны метод расчета нагрузок на связь и способ получения решения задачи для сложной связи при произвольном движении клюза, работе якорных лебедок, с учетом действия амортизаторов и автоматической системы контроля и управления.

9. Определена расчетная система дифференциальных уравнений напряженного состояния трубы морского стояка и плавучего грунтопровода с учетом действия течения, волн и натяжителей. Разработаны метод расчета нагрузок и способ получения решения задачи при произвольном движении шарниров.

10. Разработана методология проведения крупномасштабного модельного эксперимента в условиях открытого водоема озерного типа и натурного эксперимента в море и получены данные о реальной динамике ППБУ в штормовых условиях.

11. Проведены систематизированные теоретические исследования движения ПТСОШ при позиционировании: ППБУ, морского земснаряда, подводного блока управления, бурового судна, буровой платформы типа «МоЬкр৻ при постановке на грунтовое основание. Определен ряд характерных расчетных ситуаций для проверки работоспособности ПТСОШ и безопасности при аварийных ситуациях. Определен комплекс критериев и направлений оптимизации для отдельных подсистем.

Методология реализована в пакетах прикладных программ для сети ЭВМ и гибко налаживается для конкретного типа ПТСОШ.

Расчеты, проведенные для ряда спроектированных и построенных ПТСОШ, показали хорошую сходимость с данными экспериментов, проведенных как автором, так и другими исследователями. Это свидетельствует о достоверности заложенных в методы расчета теоретических предпосылок.

Таким образом, в диссертации решена важная проблема по разработке методов расчета позиционирования плавучих технических средств освоения морских месторождений в сложных условиях эксплуатации. Эта работа позволяет на стадии проектирования принимать эффективные конструктивные решения, а при эксплуатации ПТСОШ избежать ошибок в управлении.

Предложенные в настоящей диссертации методы позволяют:

• Проводить исследование технической возможности ПТСОШ осуществлять технологический процесс при регламентированных параметрах состояния погоды.

• Проводить исследование характеристик движения корпуса.

• Проводить исследование напряясенного состояния якорных связей и свай пассивных средств позиционирования.

• Проводить исследование режима работы средств активного позиционирования.

• Проверять эффективность принятых законов управления средствами позиционирования.

• Проводить исследование напряясенного состояния гибких трубопроводов.

• Осуществлять проверку приближенных методик проектирования отдельных подсистем ПТСОШ, применяемых на самых ранних стадиях проектирования.

• Применять созданные компьютерные программы в качестве тренажера для операторов по позиционированию

Разработанные в диссертации методы применялись: в ЦКБ "Коралл" при создании проекта KMC (проект 1613), проекта ППБУ "Шельф" (проект 10170), проекта ППБУ "Север" (проект 10172); в ОАО ЦКБ "Лазурит" при разработке концепции подводных комплексов освоения шельфа (динамика погруженного блока управления); в НПО "Судоремонт" и ОАО ЦКБ "Лазурит" при создании проекта морского земснаряда (проект 19000).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Ваганов, Александр Борисович, 2002 год

1. Алешков Ю.З., Майоров Ю.Б. О воздействии нерегулярных волн на вертикальную цилиндрическую преграду. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л., Энергия, 1967, вып. 34, с. 35-43.

2. Алешков Ю.З. Течение и волны в океане. С.-Петербург, изд. С.-Петербургского университета, 1996, 325 с.

3. Алисейчик A.A. Учёт влияния системы заякорения при выборе основных характеристик ППБУ. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения океана", Севастополь, 1981, с. 9-10.

4. Ананьев Д.М. Динамика судна на попутном волнении. Автореферат дисс. д-ра техн. наук, Калининград, 1979, 48 с.

5. Ананьев Д.М. Устойчивость судов на курсе в условиях волнения. П. 8.5 в кн. Васильева A.B. Управляемость судов. Л., Судостроение, 1989, с.233-238.

6. Баулин Н.В. Методика расчета пространственной якорной системы плавучего сооружения. Сборник НТО СП им. акад. А.Н. Крылова "Проблемы судов внутреннего плавания". Выпуск 282.-Л., Судостроение, 1978.

7. Баулин Н.В. , Алисейчик A.A. Выбор рациональной схемы постановки плавучих сооружений на якоря. "Судостроение", № 5, 1978, с. 16 -19.

8. Бенерджи П., Баттерфильд Р. Методы граничных элементов в прикладных науках. -М., Мир, 1984. 494с.

9. Бережных O.A. Плавучие буровые установки, построенные за рубежом в 1976 -1980 гг., Судостроение, №2, 1982, с. 56-62.

10. П.Билянский Ю.С. Динамика якорной стоянки плавучего дока. Диссертация на соискание уч. степени канд. техн. наук. Николаев, 1987.

11. Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Справочник по статике и динамике корабля. Том 2. Динамика (качка) корабля.-Л., Судостроение, 1976. 176с.

12. М.Благовидов Л.Б. Обеспечение остойчивости при проектировании плавучих полупогружных буровых установок. Автореферат дисс.канд. техн. наук. Севастополь, 1986.

13. Борисов Р.В., Молодожников А.Б. Составление систем уравнений качки полупогружных плавучих буровых установок на косом волнении. Труды ЛКИ "Надводные технические средства освоения Мирового океана", Л.,1978. с. 23-30.

14. Борисов Р.В., Молодожников А.Б. Программа расчета шести видов качки ПБУ с помощью ЭВМ. Тезисы докладов II Всесоюзной научно-технической конференции "Технические средства изучения и освоения океана", Л., 1978, с. 125-126.

15. Борисов Р.В., Молодожников А.Б. Расчет качки заякоренных буровых установок на регулярном и нерегулярном волнении. Технические средства освоения Мирового океана: Труды ЛКИ. Л., 1980, с.22-27.

16. Борисов Р.В., Молодожников А.Б., Храмов A.B. Определение волнового демпфирования при колебаниях погруженных и полупогруженных тел простой формы в жидкости. Сборник трудов ЛКИ "Гидродинамика технических средств освоения океана". Л.,1981, с. 48-50.

17. Борисов Р.В., Каган Л.С. К вопросу об определении вязкостного демпфирования при колебаниях тел в жидкости. Сборник трудов ЛКИ "Техника освоения океана", Л.,1982. с. 55-64.

18. Борисов Р.В., Каган Л.С. Расчет сил, возникающих при колебаниях цилиндров судовых обводов в вязкой жидкости. Сборник трудов ЛКИ "Мореходные качества судов и средств освоения океана", Л.,1986. с. 128-132.

19. Борисов Р.В. Разработка методов расчета качки плавучих буровых установок при различных режимах эксплуатации. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ленинград. ЛКИ, 1990 .

20. Борисов Р.В., Симоненко A.C., Артюшков Л.С. Статика и динамика плавучих буровых установок. Учебное пособие. СПбГМТУ. С.-Петербург, 2000, 98 с.

21. Бородай И.К., Нецветаев Ю.А. Мореходность судов.-Л.: Судостроение, 1982.288с.

22. Бородай И.К. Мореншильдт В.А. и др. Прикладные задачи динамики судов нап волнении. Л., Судостроение. 1989. 264с.

23. Бреббиа К., Телли Ж., Вроубел JI. Методы граничных элементов.М., МирД987. 524 с.

24. Бреббиа К., Уокер С. Динамика морских сооружений. Л., Судостроение, 1982. 232 с.

25. Бриллинджер Д. Временные ряды. Обработка данных и теория. М., Мир, 1980. 536с.

26. Бурименко Ю.И., Попов Ю.Б. Математическая модель движения системы плавающая платформа буксиры. Межвузовский сборник научных трудов "Технические средства освоения океана". Нижегородский политехнический институт. Нижний Новгород, 1991, с. 159-161.

27. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Динамика самолета. Пространственное движение. М., Машиностроение, 1983, 320 с.

28. Ваганов А.Б., Канивец В.И. Канал судового подруливающего устройства. Авторское свидетельство № 552243, 1976.

29. Ваганов А.Б. К вопросу о влиянии клиренса на маневренные качества катамарана. Депонирована в ЦНИИ «Румб». БСИ «Судостроение», вып. 8, 1977, серия 2, реф. 662.

30. Ваганов А.Б. Исследование управляемости катамарана. Диссертация на соискание канд. техн. наук. Николаев, НКИ, 1978, 148 с.

31. Ваганов А.Б., Васильев A.B., Волков М.М., Пындак В.И., Стуров В.А

32. Модель плавучей буровой установки. Авторское свидетельство № 881287, 1981 г.

33. Ваганов А.Б. Расчет плавучести и остойчивости корабля на ЭЦВМ. Учебное пособие. Горький. 1981. 74 с.

34. Ваганов А.Б. Решение задач управляемости судов на ЭВМ. Глава 13 в кн. A.B. Васильева «Управляемость судов». JI., Судостроение, 1989, с. 313-319.

35. Ваганов А.Б. Численное моделирование движения буровых установок в штормовых условиях моря. Межвузовский сборник научных трудов "Технические средства освоения шельфа". Нижегородский политехнический институт. Нижний Новгород, 1991, с 23-39.

36. Ваганов А.Б. Определение условий удержания судна земснаряда на оси траншеи при работе в штормовых условиях моря. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 2. НГТУ. Нижний Новгород, 1995, с 35 - 53.

37. Ваганов А.Б. Расчет якорных систем плавучих технических средств освоения шельфа. Технические средства освоения шельфа. Сборник научных трудов. Вып. 3. НГТУ. Нижний Новгород. 2001. с. 11 16.

38. Васильев A.B., Алисейчик A.A., Ваганов А.Б., Чеботаев В.Ф., Панов , Ю.Л. Экспериментально-теоретическое исследование ППБП. Тезисы докла- 1/ дов на II Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения океана", Т.1, Л., 1978, с. 126-128.

39. Васильев A.B., Ваганов А.Б., Бабкин А.Р., Гуров П.В., Краснокутский И.Д. Натурные испытания плавучей полупогружной установки "Шельф 1"

40. Тезисы докладов Всесоюзной научно технической конференции "Экспе- > риментальные методы исследования способов активного воздействия на мореходные качества судов". НТО СП им. акад. А.Н. Крылова. Д., Судостроение, 1984, с. 117-118.

41. Васильев A.B. Управляемость судов. Д., Судостроение, 1989, 328 с.

42. Васильев A.B. Развитие проблем динамики технических средств освоения шельфа. Межвузовский сборник. Нижегородский политехнический институт. Нижний Новгород, 1991, с. 6-19.

43. Васильев A.B., Лещёв А.Г., Эделев O.K. Буровые комплексы нефтегазовых месторождений арктических морей. Материалы о передовом научно-техническом опыте. НТО им. акад. А.Н. Крылова. Волжско-Камское межобластное правление. Нижний Новгород, 1993, с. 4-29.

44. Васильев A.B., Лещёв А.Г., Эделев O.K. Добывающие комплексы для освоения Штокмановского месторождения в Баренцевом море. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 2. НГТУ, Нижний Новгород, 1995, с. 5 28.

45. Верлань А. Ф., Ефимов И. Е., Латышев А. В. Вычислительные процессы в системах управления и моделирования.Д., Судостроение, 1981. 246с.

46. Войткунский Я.И., Першиц Р.Я., Титов И.А. Справочник по теории корабля. Д., Судостроение. 1973. 511 с.

47. Войткунекий Я.И., Фаддеев Ю.И., Федяевский К.К. Гидромеханика. Л., Судостроение. 1982. 456 с.

48. Войткунский Я.И., Русецкий A.A., Луговский В.В., Юдин Е.Б. Справочник по теории корабля. В трех томах. Л., Судостроение. 1985. 1752с.

49. Волков Л.Д., Мирошник Ю.Д. Особенности аэродинамики плавучих буровых установок. Вопросы судостроения. Сер. Проектирование судов, вып. 24, 1980, с. 57 -64.

50. Вълков Г.Г., Михаленко Е.Б. Волновые нагрузки на понтоны плавучих полупогружных буровых установок. Межвузовский сборник научных трудов "Технические средства освоения шельфа". Нижегородский политехнический институт. Нижний Новгород, 1991.

51. Гарькавый В.В. Физическое и математическое моделирование опрокидывания судов. Труды Калинингр. техн. ин-та рыб. пром-ти и хоз-ва, Калининград, 1982, вып. 9, с 38-46.

52. Гахов Ф.Д. Краевые задачи. М.: Физматгиз. 1963. 640с.

53. Галахов И.Н., Литонов O.E., Алисейчик A.A. Плавучие буровые платформы. Л., Судостроение. 1981. 223с.

54. Гальчук В. Я., Соловьев А. П. Техника научного эксперимента. Л., Судостроение, 1982, 255с.

55. Герасимов A.B. Энергостатистическая теория нелинейной нерегулярной качки судна. Л., Судостроение, 1979, 232с.

56. Гире И. В., Русецкий А. А., Нецветаев Ю. А. Испытания мореходных качеств судов. Л., Судостроение, 1977, 121с.

57. Глуховский Б.Х. Исследование морского ветрового волнения. Л., Гидроме-теоиздат, 1966. 284 с.

58. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М., Высшая школа, 1977, 480 с.

59. Горяинов В. Г., Журавлев А. Г., Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. М., Советское радио, 1980. 540с.

60. Гофман А.Д. Теория и расчет поворотливости судов внутреннего плавания. Л., Судостроение. 1978. 258 с.

61. Гречин М.А. Расчет маневренных характеристик судна, связанных с действием гребного винта. Мореходные качества судов. Труды ЦНИИМФ. Вып. 165. Л., Транспорт. С. 38-55.

62. Давидан И. Н.,Лопатухин Л. И., Рожков В. А. Ветровое волнение как вероятностный гидродинамический процесс. Л., Гидрометеоиздат. 1978. 332с.

63. Девнин С. А. Аэрогидромеханика плохообтекаемых конструкций. Справочник. JL, Судостроение. 1983. 320с.

64. Доусон Т. Проектирование сооружений морского шельфа. Л., Судостроение. 1986. 288с.

65. Дубровский В.А. и др. Многокорпусные суда. Л., Судостроение. 1978. 304с.

66. Дыхта Л.М., Мельник В.А. Определение гидродинамических характеристик элементов полупогружной буровой установки. Сборник НТО СП им. А.Н. Крылова "Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания. Выпуск 282. Л.Д978, с.99-105.

67. Дыхта Л.М., Мельник В.А. Расчет на ЭВМ гидродинамических характеристик, определяющих качку ПБУ. Тезисы докладов на Всесоюзной научно-технической конференции "Средства и методы улучшения ходкости и мореходности судов". Л., Судостроение, 1981, с. 67-77.

68. Егоров П.Н., Хаханин И.В., Горбиков E.H. Исследование статического напряженного состояния морского стояка. Материалы III научной конференции молодых ученых. Горьковский политехнический институт, Горький, 1982, с.65 70. Депонирована в ВИНИТИ, №5156-82.

69. Ермаков B.C., Капустянский С.М., Михаленко Е.Б. Экспериментально -теоретическое исследование гидродинамических характеристик качки ПБП. Сборник НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, вып. 317, 1980, с. 165 170.

70. Ермаков С. М., Михайлов Г. А. Статистическое моделирование. М., Наука 1982. -285с.

71. Ершов Н. Ф., Шахверди Г.Г. Метод конечных элементов в задачах гидродинамики и гидроупругости. Д., Судостроение , 1984, 240 с.

72. Ершов Н.Ф., Попов А.Н. Прочность судовых конструкций при локальных динамических нагружениях. JL, Судостроение, 1989, 200 с.

73. Жемойдо Ю.Г., Литонов O.E. Расширение эксплуатационных возможностей ППБУ на основе уточнения статистической модели оценки внешних воздействий. Межвузовский сборник научных трудов. Вып. 2. НГТУ, Нижний Новгород, 1995, с. 63 69.

74. Иванов A.B., Куров Н.В. Исследование возмущающих сил, действующих на элементы полупогружной платформы на регулярном волнении. Вопросы судостроения. Сер. Проектирование судов, вып. 18, 1978.

75. Иванов A.B., Куликова А.Н. Экспериментальное исследование влияния поперечного клиренса и угла курса волны на качку полупогружных платформ. Сборник НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, вып. 300. JL, Судостроение, 1979, с. 80 84 .

76. Иванов A.B. Качка полупогружной буровой установки типа "Aker" , ориентированной под произвольным углом к волнению. Вопросы судостроения. Сер. Проектирование судов, вып. 24, 1980, с. 3 -18.

77. Иванов A.B. Исследование гидродинамических сил, действующих на полупогружную буровую установку при установившемся дрейфе. Вопросы судостроения. Сер. Проектирование судов, вып. 24, 1980, с. 103 -109.

78. Иванов А. В., Рахманин Н. Н., Чечина С. В. Экспериментальное исследование мореходности свободной полупогружной буровой установки на крутых регулярных волнах. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Океа-нотехника 81". Севастополь, 1981, с.44.

79. Калиткин H.H. Численные методы. М., Наука. 1978. 512с.

80. Каменская Е.И. Сопротивление трения бортовой качке судов. Автореферат дисс. канд. техн. наук, ЛКИ, 1981.

81. Капустянский С.М., Марченко Д.В. Присоединённые массы полупогружной буровой платформы. Труды JIllH №361, JL, 1978, с. 70-73.

82. Комплекс "ПОИСК 3". Предельно допустимые смещения ППБУ. Расчет М3.00.00.000РР12. ПО "Баррикады". Волгоград, 1989. 45с.

83. Коноплёв В.А. О дифференциальном уравнении якорной цепи и его решении. Труды ЛКИ "Надводные технические средства освоения Мирового океана". Л., 1978, с. 31 -34.

84. Королёв В.А. К расчёту якорных цепей плавучих сооружений при наклонном угле акватории. Труды координационного совещания по гидротехнике. Вып. 66. Л., Энергия, 1971, с. 135 -144.

85. Короткин А.И. Присоединенные массы судна. Справочник. Л., Судостроение. 1986. 312с.

86. Короткин А.И., Рабинович О.Н., Ростовцев Д.М. Волновые нагрузки корпуса судна. Л.,Судостроение, 1987, 236с.

87. Костюков A.A. Взаимодействие тел, движущихся в жидкости. Л., Судостроение, 1972,310 с.

88. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М., Наука. 1973.832с.

89. Краснокутский И.Д. Метод расчёта удержания ППБУ с комбинированной системой позиционирования в море. Диссертация на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Горьковский политехнический институт. Горький 1985. 348 с.

90. Крутов В.И. Основы теории автоматического регулирования. М., Машиностроение. 1984. 368с.

91. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. М., Наука. 1987. 304с.

92. Крылов Ю.М. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. Л., Гидрометеоиздат, 1966, 266 с.

93. Крылов Ю.М., Стрекалов С.С., Циплухин В.Ф. Ветровые волны и их воздействие на сооружения. Л., Гидрометеоиздат, 1976.

94. Ш.Кубланов Я.М., Рахманин H.H. К вопросу об угловом энергетическом спектре морского волнения. Теория волн и расчет гидротехнических сооружений. М., Наука, 1975, с. 67 75.

95. Куликова А.И. Теоретическое и экспериментальное исследование качки полупогружной буровой установки "Седко 135". Вопросы судостроения. Вып. 23. Л., Судостроение, 1980, с. 19 -31.

96. Кульмач П.П., Заритовский Н.Г. Статический расчет якорной системы плавучего сооружения с закреплёнными на цепях плавучестями. Материалы по обмену опытом НТО СП им. акад. А.Н. Крылова. Вып. 286, 1979, с. 120 -130.

97. Кульмач П.П., Заритовский Н.Г. Расчёт якорных связей с подвешенными грузами или плавучестями. Судостроение, № 9, 1979, с. 13 -15.

98. Кульмач П.П. Якорные системы удержания плавучих объектов. Л.: Судостроение. 1980. 336с.

99. JIanno Д.Д., Соколов A.B., Мищенко С.С., Каплун В.В., Миловидова

100. B.C. Расчетные формулы и графики для определения волновых нагрузок на обтекаемые преграды. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л., Энергия, 1972, вып. 75, с. 4-17.

101. Лещёв А.Г., Эделев O.K. Подводные комплексы нефтегазодобычи. Вооружение и техника. №3. Л., 1993, с. 5 9.

102. Литонов O.E. Оценка параметров распределений волновых нагрузок на плавучие сооружения. Судостроение, 1976, №11, с. 13-15.

103. Луговский В.В. Динамика моря. Л., Судостроение. 1976.200с.

104. Луговский В.В. Гидродинамика нелинейной качки судов. Л., Судострое-ние.1980. 256с.

105. Лукомский Ю.А., Чугунов B.C. Системы управления морскими подвижными объектами. Л., Судостроение. 1988. 272с.

106. Магнус К. Колебания. Введение в исследование колебательных систем. М., Мир. 1982. 304с.

107. Макарычев Н.К., Марченко Д.В. О маневрировании положением полупогружных буровых платформ (ПБП) с якорными системами удержания. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Технические средства изучения и освоения океана". Севастополь, 1981, с. 44 45.

108. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. В двух томах. М.: Мир, 1983. - Т. 1 - 312 е., Т. 2 - 256 с.

109. Марченко Д.В. Проектирование и расчеты систем заякорения плавучих объектов. Учебное пособие. Ленинградский политехнический институт. Л., 1977.

110. Мастушкин Ю.М. Управляемость промысловых судов. М., Легкая и пищевая промышленность, 1981, 232 с.

111. Меркин Д. Р. Введение в механику гибкой нити. М., Наука. 1980. 240с.

112. Милн П.Х. Гидроакустические системы позиционирования. Л., Судостроение, 1989. 225 с.

113. Михаленко Е.Б. Определение гидродинамических характеристик качки плавучих полупогружных буровых платформ. Межвузовский сборник "Исследование морских гидротехнических сооружений для освоения шельфа".

114. Ленинградский политехнический институт. Л.,1980. с. 41-45.

115. Михаленко Е.Б., Мищенко С.М. Совершенствование методов оценки волновых нагрузок на сооружения континентального шельфа. III международная конференция «Освоение арктических морей России». Санкт-Петербург, 1997 г. Реферат доклада.

116. Молодожников А.Б. Исследование и методика расчёта качки заякоренных плавучих буровых установок на нерегулярном волнении. Диссертация на соискание уч. степени кандидата технических наук, ЛКИ, 1983.

117. Мореншильд В.А. Моделирование на аналоговой машине горизонтальных колебаний судна и явления «захвата» его волной. Экспериментальная гидродинамика судна. НТО им. акад. А.Н. Крылова. Вып. 226. Л., Судостроение, 1975. с. 107-115.

118. Небеснов В.И. Динамика судовых комплексов. Л., Судостроение, 1976. 279 с.

119. Некрасов В.А. Вероятностные задачи мореходности судов. Л., Судостроение. 1978. 304с.

120. Нечаев Ю.А. Остойчивость судов на попутном волнении. Л., Судостроение, 1978. 272с.

121. Обзор. Выбор и обоснование подводного устьевого оборудования для бурения в акваториях глубиной более 200 м. ПО "Баррикады". Волгоград, 1980. 125 с.

122. Олейник А.Я., Салтанов Н.В., Горбань В.А. Задачи прикладной гидромеханики гибких нитей в потоках. В кн.: Прикладные задачи гидромеханики. Сборник научных трудов. Киев. Наукова думка, 1981, с. 60

123. Отнес Р., Эноксон JI. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. М., Мир. 1982.428с.

124. Отчёт по НИР "Исследование поведения ППБУ с комбинированной системой удержания на взволнованном море". Научный руководитель Ваганов А.Б. Отв. исполнитель Краснокутский И.Д. Номер госрегистрации 0182.4054300. Инв. № 0287.0030226. Горький, 1986, 223 с.

125. Отчет по НИР "Исследование динамики и внешних нагрузок на судно -земснаряд при разработке грунта". Научный руководитель Ваганов А.Б. НГТУ. Нижний Новгород, 1993, 166 с.

126. Отчет по НИР "Исследование качки полупогружной буровой установки" . ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова , Вып. 31916, 1987. 23с.

127. Отчет "Определение гидродинамических коэффициентов присоединенных масс и демпфирования плавучих технических сооружений на основе результатов систематического экспериментального исследования". Болгарский институт гидромеханики. N 07-ЗК-81, 1981.

128. Палий О.М., Чувиковский B.C. Справочник по строительной механике корабля. Том 3. Л., Судостроение. 1982. 320с.

129. Паненко С.М. Поперечная качка земснаряда, стоящего на якорях. Труды ПНИИМФ "Мореходные качества судов". Вып. 153, 1972, Л., Транспорт, с. 95 106.

130. Панов А.Ю Динамика быстроходных судов. Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук. СПбГМТУ. С.-Петербург, 1997,40 с.

131. Першиц Р.Я. Управляемость и управление судном. Л., Судостроение. 1983. 272 с.

132. Понтрягин JI.C., Болтянский В.Г. и др. Математическая теория оптимальных процессов. М., Наука. 1983. 392с.

133. Постнов В.А. Численные методы расчета судовых конструкций. Л., Судостроение. 1977. 280с.

134. Потапов В.М., Феленковский И.В., Картамышев П.И. Плавучая полупогружная установка "Шельф -1", Судостроение, № 2, 1982, с. 7 11.

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

136. Правила классификации морских передвижных установок. Позиционирование. Часть 6, глава 2 (Правила Норвежского классификационного общества). Перевод № 13042 89,1989. 46 с.

137. Представление для ГКНТ в Москве. Буровые суда с динамическим управлением положением и проспекты усовершенствований в глубокой воде. Бос Р.В. ГУСТО ИНЖИНИРИНГ К.В. Скидам, Нидерланды, 1987. 35 с.

138. Пындак В.И., Стуров В.А. Проблемы создания комплекса подводного устьевого оборудования для плавучих буровых установок. Сборник НТО СП им. акад. А.Н. Крылова. "Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания". Выпуск 282. Л.,1978, с. 163 170.

139. Пындак В.И., Строков В.Л. Гидропневматический привод как средство повышения эффективности систем периодического действия. Сборник НТО СП им. акад. А.Н. Крылова. "Проблемы гидродинамики судов внутреннего плавания". Выпуск 282. Л.,1978. с. 171 178.

140. Раус Э. Динамика системы твердых тел. Т.2. М., Наука. 1983. 544с.

141. Рахманин Н. Н. Статическая оценка переменных усилий в якорных цепях при удержании плавучего объекта на волнении. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Океанотехника 81", Севастополь, 1981, с.52-53.

142. Рахманин H.H. Бортовая качка судна, отсеки которого частично заполнены жидкостью. Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1982.

143. Ремез Ю.В. Качка корабля. Л., Судостроение. 1983. 328с.

144. Ремез В.Ю. О криволинейном движении корабля по взволнованной поверхности моря. Сб. научн. тр. Ленингр. кораблестроит. ин-та. Л., ЛКИ, 1984, с. 67-73.

145. Ремез Ю.В. Поворотливость судов на волнении. П. 8.6 в кн. Васильева A.B. Управляемость судов. Л., Судостроение, 1989, с. 238 244.

146. Рукавишников С. Б. Автоматизированные гребные электрические установки. Л., Судостроение, 1976. -296с.

147. Ручкин Ю.Н. Эффективность эксплуатационных режимов судовых гидромеханических комплексов. Автореферат дисс. докт. техн. наук. С.Петербург, ГМА им. адмирала С.О. Макарова, 2000, 48 с.

148. Рыжов Л.М. Управляемость толкаемых составов. М., Транспорт. 1969. 128 с.

149. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. М., Машиностроение. 1978. 222с.

150. Светлицкий В.А. Механика стержней. В двух частях. М., Высшая школа. 1987. 624с.

151. Сердюченко А.Н. Исследование морского волнения с пакетной структурой в линейном приближении свободных потенциальных волн. Труды НКИ. Николаев, 1979, вып. 151, с. 55 -61.

152. Симаков Г.В., Шхинек К.Н. и др. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. Л., Судостроение. 1989. 328с.

153. Слижевский Н.Б. Гидродинамика криволинейного движения судна. Диссертация докт. техн. наук. Л. 1982.

154. Соболев Г. В. Управляемость корабля и автоматизация судовождения. Л., Судостроение, 1980. 477с.

155. Соларев Н.Ф. Безопасность маневрирования судов и составов. М., Транспорт, 1980, 215 с.

156. Сретенский JI.H. Теория волновых движений жидкости. М., Наука. 1977. 818с.

157. Смирнов В. И. Курс высшей математики. Том 4. Часть 2. М., Наука, 1981. 548 с.

158. Технико-эксплуатационные качества судов смешанного плавания. Под ред. Видецкого А.Ф. М., Транспорт, 1974, 272 с.

159. Трунин В.К. Силы волнового дрейфа, действующие на неподвижные преграды, пересекающие свободную поверхность. Труды ЛКИ "Гидродинамика технических средств освоения океана", 1981.

160. Трунин В.К., Холодилин А.Н. Экспериментальная оценка сил, вызывающих дрейф судна на волнении. Материалы по обмену опытом НТО СП им. акад. А.Н. Крылова, Л., Судостроение, вып. 418,1984.

161. Трунин В.К. О структуре выражения для поперечно-горизонтальной возмущающей силы. Научно технический сборник Регистра СССР, Л., Транспорт, вып. 15, 1986, с. 32 -36.

162. Фаддеев Ю.И., Юй Сян-Сан. Исследование вязкостного демпфирования при колебаниях тел в жидкости применительно к бортовой качке судов. Материалы по обмену опытом. НТО Судпрома. Вып. 47. Л., 1963.

163. Фрейдзон И.Р. и др. Моделирование процессов стабилизации ПБУ и анализ законов управления ее движением. Судостроение № 5, 1983, с. 26-28.

164. Фрейдзон И.Р. Судовые автоматизированные электроприводы и системы. Л., Судостроение. 1988. 472с.

165. Халфин А.Ш. Воздействие волн на морские нефтегазопромысловые соору-^ жения. М., Недра. 1990. 310с.

166. Хаскинд М.Д. Методы гидродинамики в проблемах мореходности корабля на волнении. Труды ЦАГИ. М., 1947. вып.603. 74с.

167. Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля. М., Наука. 1973. 328с.

168. Холодилин А.Н., Шмырев А.Н. Мореходность и стабилизация судов на волнении. Справочник. Л., Судостроение. 1975. 328с.

169. Холодилин А.Н. Стабилизация судна на волнении. Л., Судостроение. 1973. 230с.

170. Холодилин А.Н. Некоторые аспекты правил постройки морских платформ. k Межвузовский сборник научных трудов. Технические средства освоенияшельфа. Нижегородский политехнический институт. Н.Новгород, 1991.

171. Храмов А.В. Методика проведения полунатурных испытаний плавучих буровых установок. Труды ЛКИ. Л., 1983, с. 87 -92.

172. Черноусысо Ф.Л., Акуленко Л.Д., Соколов Б.Н. Управление колебаниями. М., Наука. 1980. 384с.

173. Юфа А.Л. Автоматизация процессов управления маневрирующими надводными объектами. Л., Судостроение. 1987. 288с.

174. Ben С. The Analysis of motion of Semisubmersible Drilling Vessels in Waves Si-ciety of Petroleum Engineers Journal, 1970, pp. 311 320.

175. Blocki W. Ship safety in connection with parametric resonance of the roll. Sliip-bilding , 1980, v. 27, № 306, pp. 36-53. Модель группы волн амплитудно модулированная гармоника.

176. Bullock G.N., Warren J.G. The wave induced motion of flexible cylinders. Behaviour of off-shore structures (BOSS 76), Proc. 1st. Int. Conf. Trondheim 1976, vol. 2, pp. 341 - 347.

177. Danfort L.J. Environmental constraints on Drill Rig configuration, Marine Technology , 1977, vol, № 3, pp. 244 264.

178. Denis M.S. On the motions of oceanic platforms. Ann 5-th OTC, Huston, 1973, p. 121 -142.

179. Deter D.R. SEDCO 445: Propulsion system for dynamic positioning Stages in the process from design to operation. - Interocean '1976; 3-rd International Conference and Exhibition for Ocean Engineering and Marine Sciences, 1976, pp. 579 - 596.

180. Grim O. A metod for a more precise computation on heaving pitching motions, both in smooth water and waves. Th. Sumposium of naval hudrodinamics, Schweningen, 1960.

181. Faltincen O.M. and Loken A.E. Slov Drift Oscillation of a Ship in Irregular Waves. «Applied Ocean Research», 1979, vol. 1, №1, pp. 21-31.

182. Hajime Ishida, Yuichi Iwagaki. Wave forces induced by irregular waves on vertical circular cylinder. Coastal Engineering, 1979, vol. 3, № 4, pp. 2393-2414. Модель нерегулярной волны в форме случайной гармоники.

183. Hooft J.P. A mathematical metod of detennining hydrodynamically induced forses on a semisubmersible. TSNAME, v. 79,1971, p. 28 63.

184. Jiang J., Lao G., Hu P. Predicion of motion of semi submersiblen drilling platform in waves. Acta oceanalsin., 4, №3, 1985, p. 477 - 489.

185. Kagemoto H., Jue D.K.P, Wave Induced Motions of Multiple Floating Bodies. ISNAofJ. v. 161, 1987.

186. Карппинен Туомо. Метод расчета стационарных сил второго порядка, действующих на полупогруженные конструкции. Диссертация д-ра техн. наук. Хельсинский технический университет. 1979. 132 с. (Всесоюзный центр переводов № ГГ86803).

187. Kato H. On the Frictional Resistance to the Rolling of Ships. Jornal of the Society of Naval Arcchitects of Japan, 1958, v. 102, p. 115.

188. Newman J.N. The Drift Force and Moment on Ships in Waves. Journal of Ship Res., 1967. V. 11. Nl.P 51-60.

189. Numata E. Assessment of Stability Requirements for Semisubmersible Units. The Society of Naval Architects and Marine Engineers TRANSACTIONS, Volume 84, 1976.

190. Paulling J.R., Hong Y.S., Chen H.H., Stiansen S.G. ANALUSIS OF SEMISUBMERSIBLE CATAMARAN TYPE PLATFORMS. «Proc. 9» Ann. Offshore Technol. Conf, Houston, 1977, vol. 4, pp. 135 - 144

191. Peyrot A.H. Statics and Dynamics of off-shore Cable and Flexible Pipe Systems. Revue de 1 instityt Francais du Petrole, 1980, vol. 35, № 5, pp. 833 848. Расчет систем трос - тело по методу МКЭ.

192. Pijfers J.G., Brink A.W. Calculated drift forces of two semisubmersible platfonn types in regular and irregular waves. Proc. 9th Ann. АТС, Houston, 1977, v. 4, pp. 155 - 164. Вычисление сил сноса ППБУ на регулярном и нерегулярном волнении.

193. Suhara Т., Tasai F., Mitsuyasi Н., Myton J., Tanaka E., Nakashima K., Sao K., Jndoka K. Predicion of motion and strength of floating marine structures in waves. Rep. of Res. Just. Of Appel Mech., v. 22,69, 1974, p. 15 45.

194. Tasai F. Hydrodinamic force and moment produced by swaing and rolling oscillation of Cylinders on the free surface. Rep. res. appl. mech. 1961, v. 35, p. 91 -119.

195. Yamura I. And Yamada S. Geometrical Study on the Positioning of Spread Moored Vessels.- Interocean 76,3 Int. Kongr. und Austel fur Meerestechnik. 1976, s.s. 403 416. Позиционирование ППБУ с помощью ЯС.

196. Ursell F. On the heaving motion of a circular cylinders. Quart. Journal mech. appl. math, 1949, v.2, p. 218-231.

197. Hsu F.H., Blenkarn K.A. Analisis of Peak Mooring Forces Caused by Slow Vessel Drift Oscillation in Random Seas / Paper 1159, O.T.C. Houston, 1970. p. 135150.

198. Pao H.P. Dynamical stability of a towed thin flexible cylinder .- J. Hydronautics, 1970, 4,4.

199. Roberts I.R. Nonlinear Analysis of Slow Drift Oscillations of Moored Vessels in Random Seas // Journal of Ship Res. 1981. V. 25. N 2. P. 130-140.

200. Salvesen N. Second-Order Steady-State Forces and Moments on Surface Ships in Oblique Regular Waves // International Symposium on the Dynamics of Marine Vehicles and Structures in Waves, London. 1974. p. 212-226.

201. Scop R.A., Choo Y. The configuration of a cable towed in a circular path. J. Aircraft, 1971, 8,11.

202. Taylor G. Analysis of the swimming of long and narrow animals. Proc. Roy. Soc., 1952, A214,1117.

203. Thompson K.D., Marrison D.F. The spacing, position and strength of vortices in the wake of slender cylindrical bodies at large incidence. J. Fl. Mech., 1971, 4.1. Дополнительная литература

204. Давыдов В.В., Маттес Н.В., Сиверцев H.H., Трянин И.И. Прочность судов внутреннего плавания. Справочник. М., Транспорт, 1978. 520 с.

205. Короткин Я.И., Ростовцев Д.М., Сивере H.JI. Прочность корабля. JI., Судостроение, 1974. 432 с.

206. Король А.Я. Вертикальная качка полупогруженного катамарана на продольном волнении. Научные труды ОИМФ. «Морские порты». Вып. 6. Одесса, 1973.

207. Семенов-Тян-Шанский В.В., Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Качка корабля. JI., Судостроение. 1969. 392 с.

208. Салтанов Н.В. Гибкие нити в потоках. Изд-во «Наукова думка», Киев, 1974, 139 с.