نوآوری در طراحی ساختاری برای پلتفرم های Leg

بسترهای تنش (TLPs) به طور قابل توجهی برای پاسخگویی به خواسته های حفاری آب عمیق در حوضه های فوق عمیق، که در آن عمق آب بیش از 1500 متر است، طراحی ساختاری TLP مدرن شامل چندین پیشرفت کلیدی است که ظرفیت تحمل بار را بهبود می بخشد در حالی که کاهش وزن و پیچیدگی ساخت و ساز کلی.

High-Strength، آلیاژهای ضد تنش

یکی از تأثیرگذارترین نوآوری ها استفاده از مواد پیشرفته، از جمله فولاد با نیروی بالا و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد ضد زنگ دوبلکس است.این مواد زندگی خدمات اجزای حیاتی را گسترش می دهد - بنابراین، عرشه و تاندون - با مقاومت در برابر سوراخ کردن، خوردگی و ترک هیدروژن القا شده در محیط های آب دریا، به عنوان مثال، پذیرش ابراپلون های سنتی بازرسی کربن در مقایسه با مسدود شدن با مسدود شدن، 40٪ کاهش می کند.

بهینه سازی 10don Configuration

TLP های سنتی به چهار بسته ی پای تنش عمودی متکی هستند. طرح های اخیر شامل هشت یا چند گروه تاندون با پیش فشار متغیر است، اجازه می دهد که پلت فرم برای توزیع بارهای عمودی بهتر و به حداقل رساندن Heave، زمین و رول مهندسان در حال حاضر استفاده از تجزیه و تحلیل عناصر محدود و دینامیک محاسباتی برای بهینه سازی قرار دادن تاندون و قطر، دستیابی به کاهش 15 تا 25٪ در اوج تنش پویا، این بهبود مستقیم در طول موج ثابت باقی مانده است.

اجزای پیش ساخته و پیش ساخته شده

ساخت و ساز قراردادی تبدیل به یک عمل استاندارد شده است.بخش های هال و حاشیه های بالا در حال حاضر به طور موازی در حیاط مختلف ساخته شده اند، سپس به محل نصب برای مونتاژ سریع تبدیل شده است، این رویکرد باعث شده است که زمان ساخت و ساز کلی از 36 ماه به کمتر از 24 ماه برای پروژه های اخیر در خلیج مکزیک پیش ساخته شده است، با استفاده از کشتی های نصب چند منظوره، بیشتر در حالی که باعث کاهش خرابی های مربوط به هوا می شود.

بهبود واکنش دینامیک و سیستم های ثبات

موقعیت یابی پویا و کنترل حرکت برای حفظ یکپارچگی رو به رشد و دسترسی به خوبی پیش رو، با آب عمیق تر و جریان های قوی تر، طرح های منفعل به تنهایی کافی نیست.پیشرفت در نظارت فعال و زمان واقعی، چگونگی پاسخ TLP به بارهای محیطی را تغییر داده است.

کنترل فعال Damping و Fusion Control

سیستم های مرطوب کننده فعال که از سنسورها توزیع شده و محرک های هیدرولیک برای مقابله با حرکت های ناشی از موج استفاده می کنند، با تنظیم مداوم با تنش های طبیعی پلت فرم، این سیستم ها می توانند سرعت اوج را 30 تا 50٪ در طول حوادث طوفان کاهش دهند. برخی از سیستم عامل ها در حال حاضر از مرطوب کننده های توده ای در داخل بدنه استفاده می کنند، تنظیم شده به فرکانس طبیعی پلت فرم، برای سرکوب ارتعاشاتی که می تواند منجر به خستگی تاندون شود.

نظارت بر سلامت ساختار زمان واقعی

سیستم های نظارت دائمی - از جمله سنج های فشار فیبر نوری، شتاب سنج ها و انکلینومترها - انتقال داده ها به مراکز کنترل ساحل.این جریان مداوم اطلاعات امکان نگهداری پیش بینی کننده را فراهم می کند: الگوریتم ها تشخیص شکل غیر طبیعی، نرخ خوردگی یا تجمع خستگی در زمینه اخیر، سیستم های هشدار اولیه مانع از شکست تاندون در طول تغییرات غیر منتظره شده اند.

انعطاف پذیری و نوآوری های بنیاد

مناطق آب عمیق مانند آفریقای غربی و جنوب شرق آسیا فعالیت لرزه ای را تجربه می کنند. TLPs در حال حاضر کانکتور های تاندون را با حالت های شکست مجاری و پایه های توده ای که می توانند انرژی لرزه ای را بدون کد های طراحی ناگهانی مانند API RP 2T (سیستم های عبور) جذب کنند، به روز شده اند تا نیاز به ارزیابی های خطر لرزه ای خاص سایت، رانندگی نوآوری در پایه و حفاظت چند جهت.

کاهش هزینه و انعطاف پذیری عملیاتی از طریق پیشرفت های طراحی

پایداری اقتصادی همچنان یک محرک مرکزی برای پذیرش TLP است.طراحی اخیر هزینه های سرمایه پایین تر (CAPEX) و هزینه های عملیاتی (OPEX) را تغییر می دهد در حالی که اجازه می دهد سیستم عامل ها برای خدمت به زمینه های متعدد و یا سازگاری با شرایط در حال تغییر مخزن.

نصب سریع تر و Hook-Up

سیستم های عرشه یکپارچه، که در آن طرف های بالا به طور کامل در ساحل قرار می گیرند و بر روی بدنه در یک عملیات سنگین، زمان قلابی دریایی را 60٪ کاهش داده اند، تکنیک های نصب شناور نوآورانه نیاز به یک نوار جرثقیل جداگانه را از بین می برد، به عنوان مثال، نصب اخیر TLP در خلیج مکزیک با استفاده از روش های شناور ذخیره شده در مقایسه با 45 میلیون روش های سنتی آسانسور، هزینه های سنتی را کاهش می دهد.

هزینه های نگهداری و بازرسی پایین

پوشش های پایدار، تاندون های مقاوم در برابر خوردگی و روبات های بازرسی خودکار، فرکانس و مدت زمان کمپین های تعمیر و نگهداری دریایی را کاهش می دهند.از راه دور وسایل نقلیه (ROVs) مجهز به اسکن لیزر و اندازه گیری ضخامت اولتراسونیک اجازه می دهد تا مهندسان برای ارزیابی وضعیت تاندون بدون ارسال غواص، این تغییر هزینه های بازرسی سالانه را به اندازه 35٪ در TLP های بالغ کاهش داده است.

قابلیت عملیاتی با Re-Tensionable Tendons

سیستم های تاندون جدید اجازه می دهد تا تنظیم پیش فشار بدون نیاز به یک کمپین تجدید نظر، جک تنش هیدرولیک یکپارچه به بدنه اپراتورهای را قادر می سازد تا تغییرات در عمق آب ناشی از یارانه یا جمع آوری تولید را جبران کنند، این انعطاف پذیری به این معنی است که همان TLP می تواند بر روی یک سر خوب مختلف پس از ذخیره اولیه، گسترش زندگی عملکردی آن توسط 10 تا 15 سال دوباره برقرار شود.

مسیر های آینده در تکنولوژی TLP و ادغام

نسل بعدی TLPs احتمالا عناصر دوقلوهای دیجیتال، ادغام انرژی تجدید پذیر و عملیات مستقل را شامل می شود.این نوآوری ها هدف بهبود ایمنی، عملکرد زیست محیطی و کارآیی هزینه هستند.

عملیات های دیجیتال Twins و AI-Driven

تعداد فزاینده ای از اپراتورهای در حال توسعه مدل های دوقلو دیجیتال از کل سیستم های TLP هستند. [۱] این نسخه های مجازی، تغذیه شده توسط داده های سنسور زمان واقعی، اجازه می دهد مهندسان به شبیه سازی رفتار ساختاری تحت طوفان مختلف، فعلی و سناریوهای لرزه ای. الگوریتم های یادگیری ماشین می تواند تنظیمات بهینه و یا تغییرات تنش تاندون را برای به حداقل رساندن تجمع خستگی توصیه کند. [FLT:] مجله رسمی [۳]

ادغام انرژی های تجدید پذیر

برای کاهش مصرف دیزل و انتشار گازهای گلخانه ای، TLP های آینده ممکن است توربین های بادی شناور یا پانل های خورشیدی را در کنار سیستم های برق هیبریدی که توربین های گازی را با ذخیره سازی باتری ترکیب می کنند، در حال حاضر مورد مطالعه قرار می گیرند.به عنوان مثال، توکن های Hywindor] این پلتفرم را کاهش می دهد.

بازرسی مستقل و تعمیر

هواپیماهای بدون سرنشین آب و روبات های خزنده برای انجام بازرسی های تاندون و تعمیرات جزئی بدون دخالت انسان توسعه یافته اند.پروژه هایی مانند آزمایشگاه روباتیک زیر آب در NTNU وسایل نقلیه ای را آزمایش می کنند که می توانند به نقاط اتصال تاندون شنا کنند، دوربین ها را به کار گیرند و حتی جایگزین پیچ هایی با استفاده از سلاح های دستکاری شده است.

مدیریت پایدار و پایدار

مقررات زیست محیطی طراحان را به در نظر گرفتن مرحله پایان زندگی (PLPs) مدولار TLPs می تواند تا حدودی جدا و استفاده مجدد، با بخش های بدنه به عنوان صخره های مصنوعی یا ساختارهای دریایی هدف قرار داده شده است. طرح های جدید شامل کانکتورهای سریع آزاد تاندون و ماژول های سستی است که حذف جزئی امن تر و اقتصادی تر می شوند.

نتیجه گیری

تکامل مستمر طراحی پلتفرم Leg باعث می شود صنعت نفت و گاز دریایی به محیط های عمیق تر و خشن تر در حالی که حفظ ایمنی و سودآوری.پیشرفت در مواد، کنترل واکنش پویا، ساخت و ساز مدولار و دیجیتالی سازی در حال حاضر دستاوردهای قابل اندازه گیری در عملکرد و کاهش هزینه را ارائه کرده است، ادغام انرژی های تجدید پذیر و سیستم های مستقل بیشتر TLP را به نوآوری های پایدار و پایدار تر برای موفقیت های عمیق تر در سرمایه گذاری، و ضروری است.