Tính toán ổn định tai nạn cho giàn khoan bán chìm theo phương pháp lý thuyết xác suất

Bài viết này giới thiệu việc tính toán ổn định tai nạn cho giàn khoan bán chìm theo các chỉ dẫn của IMO với những bổ sung sửa đổi mới nhất. Các quy định về tư thế và ổn định sau khi giàn khoan gặp tai nạn sẽ được liệt kê theo quy định của đăng kiểm ABS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán ổn định tai nạn cho giàn khoan bán chìm theo phương pháp lý thuyết xác suấtCHÚC MỪNG NĂM MỚI 2016 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TAI NẠN CHO GIÀN KHOAN BÁN CHÌM THEO PHƯƠNG PHÁP LÝ THUYẾT XÁC SUẤT CALCULATION OF DAMAGE STABILITY OF SEMI-SUBMERSIBLE USING PROBABILITY METHOD PGS. TS. LÊ HỒNG BANG, ThS. ĐỒNG ĐỨC TUẤN, ThS. CÙ HUY CHÍNH Khoa Đóng tàu, Trường ĐHHH Việt NamTóm tắt Bài báo này giới thiệu việc tính toán ổn định tai nạn cho giàn khoan bán chìm theo các chỉ dẫn của IMO với những bổ sung sửa đổi mới nhất. Các quy định về tư thế và ổn định sau khi giàn khoan gặp tai nạn sẽ được liệt kê theo quy định của đăng kiểm ABS. Bài báo sẽ trình bày cơ sở lý thuyết và mô hình của bài toán tính toán ổn định tai nạn theo lý thuyết xác suất, áp dụng cơ sở lý thuyết đưa ra vào tính toán cho khoan bán chìm Đại Hùng 01.Abstract This paper introduces calculating damage stability of semi-submersible based on some rules in IMO with latest supplement and modification. The rules about position and stability after semi-submersible damages will be listed following ABS classification. It will present the basic theory of damage stability task applied probabilistic method, calculate with semi-submersible named Dai-Hung 01 using the informed theory.Từ khóa: Ổn định tai nạn, giàn khoan bán chìm, lý thuyết xác suất.1. Giới thiệu Giàn khoan bán chìm là một loại công trình biển di động đặc biệt, phục vụ trong lĩnh vựckhai thác dầu khí. Việc đáp ứng các quy định của Đăng kiểm về tính ổn định và ổn định tai nạn đốivới các công trình nổi là một yêu cầu bắt buộc để nó có thể hoạt động an toàn. Đối với tàu thủy thìbài toán này đã được nghiên cứu và giải quyết một cách triệt để, tuy nhiên do kiểu kiến trúc và kếtcấu của giàn khoan bán chìm và điều kiện khai thác của nó khác biệt rất nhiều so với tàu thủy nênbài toán tính toán ổn định tai nạn của loại công trình này có phần phức tạp hơn. Kiểu kiến trúc vàkết cấu của giàn khoan hiện nay rất đa dạng và phong phú, đây là một trong những yếu tố quyếtđịnh đến tính ổn định tai nạn của công trình. Hình 1. Một số kiểu kiến trúc và kết cấu của giàn khoan bán chìm Khi tính toán ổn định tai nạn cho công trình nổi, sự tác động của hệ thống neo giữ, thiết bịkéo, thiết bị chằng buộc và thiết bị liên quan khác không được tính đến [1]. Việc tính toán đượcthực hiện qua 4 bước chính sau [1]: - Bước 1: Tính toán ổn định nguyên vẹn cho giàn khoan. - Bước 2: Tính toán các hệ số A và R theo yêu cầu của SOLAS 74. - Bước 3: Tính toán lại tư thế và ổn định cho giàn khoan trong các trường hợp tai nạn giảđịnh. - Bước 4: Thiết lập sơ đồ kiểm soát tai nạn cho giàn khoan.Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 45 – 01/2016 51 CHÚC MỪNG NĂM MỚI 20162. Cơ sở lý thuyết và mô hình bài toán tính toán ổn định tai nạn2.1. Hệ số phân khoang yêu cầu R [2] Hệ số R phụ thuộc vào chiều dài tính toán ổn định tai nạn của công trình, kí hiệu là LS.Trường hợp LS> 100m thì R được tính theo công thức sau: R=(0.002+0.0006LS)1⁄3 (1) Theo chỉ dẫn thì chiều dài LS là chiều dài phần dự trữ lực nổi của công trình. Đối với giànkhoan bán chìm thì LS là chiều dài của một ponton.2.2. Quy tắc tính toán hệ số phân khoang thực tế A [2] Hệ số phân khoang thực tế A được xác theo công thức: A = 0.4AS +0.4AP + 0.2Al (2) Các hệ số AS, AP, Al được xác định theo từng các mớn nước yêu cầu lần lượt là: Mớn nướcphân khoang TS, mớn nước trung gian TP = Tl + 0.6(TS-Tl), mớn nước tàu không Tl. Mỗi hệ số A làmột tổng của các phần nhỏ được xác định từ tất cả các trường hợp tai nạn tại từng mớn nước yêucầu và được tính toán theo công thức sau: A = ∑pi.si (3) Trong đó: i: Chỉ số tương ứng với mỗi khoang hoặc một nhóm khoang tính toán; pi: Xác suất ngập khoang; si: Xác suất ngập an toàn. Để đáp ứng được yêu cầu của bài toán ổn định tai nạn theo lý thuyết xác suất thì hệ sốphân khoang đạt được phải lớn hơn hệ số phân khoang yêu cầu, tức là: A > R.2.2.1. Tính toán xác suất ngập khoang pi Hệ số pi đặc trưng cho khả năng gặp tai nạn cho một trường hợp cụ thể nào đó. Để tínhtoán được hệ số pi thì ta phải phân chia khu vực tai nạn theo chiều dài tính toán LS. Các trườnghợp tai nạn của công trình mang tính ngẫu nhiên nên số lượng trường hợp tai nạn có thể lên tới vôhạn. Tai nạn đối với giàn được yêu cầu tính toán với các trường hợp thủng 1, 2 hoặc 3 két liền ...