Моделирование условий морского дна для буровых платформ

Мобильные самоподъемные буровые платформы, используемые в нефтегазовой отрасли, рискуют быть отклоненными перед установкой из-за работы в более суровых условиях и на больших глубинах. Ученые из Университета Западной Австралии разработали модель, которая устранит неопределенность и минимизирует риски, потенциально расширив область их применения.

Исследование Центра офшорных фундаментных систем UWA впервые систематически изучило поведение опорных плит (футингов) самоподъемных платформ в мягкой глине с использованием компьютерного моделирования и физических экспериментов. Предыдущие работы были ограничены изучением другого поведения в жесткой глине. Автор исследования Бритта Бинен отмечает, что разница в грунтовых условиях, хотя и кажется незначительной, существенно меняет реакцию. Ранее доступная модель фундамента не учитывала глубокое погружение футинга в мягкую глину, когда грунт ложится поверх плиты, и поэтому недооценивала доступную несущую способность.

Разработка новой модели важна, поскольку перед утверждением на месторождение мобильная платформа должна пройти оценку работоспособности, которая включает прогноз ее поведения в штормовых условиях. Фундаменты играют в этом ключевую роль и могут стать определяющим фактором для допуска платформы или отказа в работе на конкретном участке.

Экспериментальная часть исследования также стала крупным достижением: ученые создали новый VHM-актуатор (вертикальный, горизонтальный и моментный), на проектирование, изготовление и ввод в эксплуатацию которого ушло более года. Он позволяет перемещать модель футинга в трех направлениях независимо внутри геотехнической центрифуги, открывая новые возможности для исследований. Использование центрифуги для «раскрутки» образца грунта критически важно для воссоздания правильных напряжений, идентичных полевым условиям. Образец грунта глубиной 200 мм при ускорении в 200 раз выше земной гравитации моделирует массив грунта глубиной 40 метров. Новый актуатор позволяет построить трехмерную огибающую нагрузок, которую может выдержать футинг, что и легло в основу прогнозной модели.