21833

21833

مدل سازي عددي نفوذعميق اسپادكن در كنار فوت‌پرينت هاي موجود درخاك چند لايه در خليج فارس

كارشناسي ارشد

ژئوتكنيك

1395

1398/9/24

دكتر محمد حسن بازيار

عمران

امروزه در صنعت نفت و گاز از واحدهاي حفار سيار فراساحلي به نام جكاپبه منظور استخراج مواد نفتي استفاده مي شود . نحوه كار اين سازه ها به اين شكل است كه مدتي در يك محل هستند سپس ممكن است بعد از انجام ماموريت از يك سايت به سايتي ديگر منتقل شوند. در اين پايان نامه جكاپ هاي قرار گرفته بر روي فوندانسيون هاي منفرد يا همان اسپادكن بررسي مي شود. اين دكل ها در بيش از نيمي از پروژه هاي استخراج نفت و گاز در درياها مورد استفاده قرار ميگيرند. در اين مطالعه اناليز با استفاده از روش اجزاي محدود و استفاده از نرم افزار آباكوس انجام مي گيرد. ابتدا نتايج به دست آمده از نرم افزار با نتايج قرار گيري سكوي ارينتال 1 در ميدان نفتي ايلام2 در خليج فارس اعتبار سنجي شده است. سپس قرارگيري اسپادكن در خاك دو لايه رس سخت بر روي رس نرم اعتبار سنجي شده است. بررسي اثر قطر اسپادكن در برش پانچ و اندركنش بين اسپادكن و خاك در خاك دو لايه بررسي شده است كه اين نتيجه به دست آمد كه با افزايش قطر اسپادكن ظرفيت باربري كاهش مي‌يابد. سپس اندركنش بين اسپادكن و فوت‌پرينت در خاك تك لايه بررسي شده است. اثر فاصله مركز تا مركز بين اسپادكن و فوت‌پرينت بر روي نيروي افقي وارده بر اسپادكن براي يافتن فاصله بحراني مورد بررسي قرار گرفت كه با توجه به نتايج به دست آمده توصيه مي شود كه در فاصله مركز تا مركز 0.5 برابر قطر فوت‌پرينت از قرار گرفتن اسپادكن پرهيز شود. همچنين تاثير پارامتر هاي مقاومتي خاك و قطر متفاوت اسپادكن نسبت به فوت‌پرينت روي نيروي افقي بررسي شده است كه با افزايش چسبندگي نيروي افقي وارده افزايش مي‌يابد كه بيشترين نيرو در اعماق 0.25 تا 0.55 قطر فوت‌پرينت وارد مي‌شود و با افزايش زاويه اصطكاك داخلي خاك نيز نيروي افقي وارده افزايش مي‌يابد كه بيشترين نيرو در اعماق 0.4 تا 0.75 قطر فوت‌پرينت وارد مي‌شود. در بررسي تاثير قطر متفاوت اسپادكن نسبت به فوت‌پرينت اين نتيجه به دست آمد كه در مواردي كه قطر اسپادكن از فوت‌پرينت موجود بيشتر باشد، نيروي افقي كمتري نسبت به حالتي كه قطر اسپادكن و فوت‌پرينت برابر باشند، وارد مي شود. در آخر نيروي افقي وارده بر اسپادكن موجود در فوت‌پرينت در خاك خليج فارس بررسي شده است. واژه‌هاي كليدي: اسپادكن ، فوت‌پرينت ، اندركنش خاك و اسپادكن ، برش پانچ ، مدل‌سازي عددي

1398/12/19

Numerical modeling of spudcan-footprint interaction in multilayer soil in the Persian Gulf

12/14/2020 12:00:00 AM

Today, different kinds of offshore drilling units “Jack-ups” are used for extracting petroleum in oil industry, which may be moved to another site when ending their mission. This research studies the jack-ups located on individual foundations (Spudcans). These rigs are used in more than half of the offshore oil and gas extraction projects. In this study, analysis is performed using finite element method and ABAQUS software. First, a model was validated with the installation data of the Oriental Platform 1 in the Ilam oil field 2 in the Persian Gulf and another model was validated using the data of a Spudcan penetrated in a two layered soil, a soft clay layer under a hard clay layer. Then the effect of Spudcan diameter on the punch failure and the interaction between Spudcan and soil on two-layered soil was investigated. The result showed that if the diameter of the Spudcan increased, the bearing capacity decreased. The Spudcan-footprint interaction in a single soil was investigated too. The effect of offset between Spudcan and Footprint on the horizontal force applied the Spudcan was investigated to find the critical distance. According to the results, it was recommended to avoid Spudcan at a distance equal to half of the footprint’s diameter. Also, the effect of soil parameters (C, Phi) and the difference between Spudcan’s and Footprint’s diameters on horizontal force has been investigated. As the Cohesion increases, the applied horizontal force increases, with the maximum force applied at depths of 0.25 to 0.55 times the diameter of the footprint. As the angle of internal friction of the soil increases, the applied horizontal force increases, with maximum force applied at depths of 0.4 to 0.75 times the diameter of the footprint. In examining the effect of different Spudcan diameter rather than footprint, it was concluded that in cases that the Spudcan diameter is greater than the available footprint diameter, less horizontal force is applied than when the Spudcan and footprint diameter are equal. Finally, the horizontal force applied to the Spudcan in the Spudcan-footprint interaction of the Persian Gulf was investigated. Keywords: Spudcan, Footprint, spudcan-footprint interaction, punch through failure, Numerical modeling

مدل سازي عددي نفوذعميق اسپادكن در كنار فوت‌پرينت هاي موجود درخاك چند لايه در خليج فارس

Numerical modeling of spudcan-footprint interaction in multilayer soil in the Persian Gulf