بررسی اندرکنش رایزرهای نفتی و خاک در نقطه تماس

امروزه میادین نفت و گاز دریایی در ایران و سایر نقاط جهان مدام در حال توسعه اند، بنابراین بهینه سازی لوله های نفتی که نیاز به درک اندرکنش بین خاک و لوله های نفتی دارد، تاثیر بسزایی در تقلیل هزینه های تمام شده انتقال فرآورده های نفتی سکوها در آبهای عمیق دارد. در آب های عمیق، اغلب حرکات لوله نفتی بصورت کمانش های افقی، قائم و حرکت طولی می باشند. در این بین کمانش جانبی تاثیر بسزایی در پارامترهای طراحی دارد. از آنجا که مواد هیدروکربنی باید در دما و فشار بالا منتقل شوند تا راحت تر جریان یافته و حالت موم مانند به خود نگیرند لذا این شرایط کاری منجر به انبساط دمایی در لوله ها می شود. این در حالی است که لوله ها از دو انتها بدلیل گیردار بودن و همچنین از جوانب بعلت اصطکاک بین لوله و خاک، مهار شده اند بنابراین در اثر این پدیده یک تنش محوری اضافی در لوله بوجود می آید که در نهایت منجر به کمانش جانبی آن می گردد. در این تحقیق با استفاده از توضیحات داده شده و آزمایشات انجام شده در آزمایشگاه خاک دانشگاه کمبریج یک سری مدلهای تحلیلی از جمله نحوه ی توزیع زمانی اضافه فشار آب حفره ای در زیر لوله و میزان زایل شدن اضافه فشار آب حفره ای در مرحله ورود لوله ارائه گردیده است. همچنین این مطالعه به بررسی مقاومت خاکهای رسی در مقابل حرکتهای جانبی بزرگ لوله های قسمتی مدفون و ارائه راه حل ساده برای محاسبه مقاومت جانبی خاک می پردازد. مقادیر بدست آمده از راه حل پیشنهادی با نتایج حاصل از آزمایشات مقایسه و سازگاری خوبی بین آنها مشاهده شد. همچنین روش پیشنهادی نسبت به روش های ارائه شده در گذشته جوابهای دقیقتری در اختیار قرار داد. در نهایت نیز مدل سازی عددی توسط نرم افزار ansys ارائه گردیده است.