تحلیل جامع رایزر انعطاف پذیر با ارائه مدل اجزای محدود

تولید نفت از آب های عمیق دارای تکنیک و ابزارهای متفاوتتری نسبت به آب های کم عمق میباشد، به همین دلیل دستیابی و آشنایی با سازههای نوین دریایی برای بهره برداری از این منابع امری ضروری است. یکی از این تفاوتها در نوع رایزر سکوهای نفتی میباشد. رایزرهای انعطاف پذیر از چندین لایه فلزی و پلیمری برای تولید انعطاف پذیری و مقاومت فشاری و محوری ساخته شده اند و امروزه از آن به عنوان تنها چاره توسعه صنعت نفت و گاز در آبهای عمیق نام برده می شود. در این کار سعی شده است با ارائه مدل اجزای محدود سه بعدی به بررسی رفتار مکانیکی این سازه خاص و غلبه بر کمبود اطلاعات پرداخته شود. به دلیل هندسه خاص رایزرهای انعطاف پذیر و سطح مقطع پیچیده لایههای آن، برای بالا بردن دقت مدلسازی، رایزر نمونه با جزئیات کامل و مشابه با نمونههای واقعی در شش لایه در نرم افزار تخصصی مدلسازی کتیا مدل شده و هر لایه به صورت جداگانه به نرم افزار اجزای محدود آباکوس انتقال یافت. رایزر نمونه در سه گروه باری مختلف شامل کشش، پیچش و خمش که هر سه همراه با فشار اولیه که شامل فشار داخلی جریان و فشار هیدروستاتیکی خارجی می باشد مورد تحلیل قرار گرفت. اندرکنش بین لایهها و تاثیر هندسه لایهها بر یکدیگر و همچنین آثار اصطکاکی در نظر گرفته شد و نتایج به صورت نمودارهای تغییرمکان، چرخش و انحنا در برابر نیروهای اعمالی بدست آمد. همچنین برای درک بهتر استهلاک انرژی به وجود آمده از لغزش لایهها، مدل نمونه تحت بارهای چرخهای شامل خمش و نیروی محوری قرار گرفت. در پایان نسبت انرژی استهلاکی ناشی از لغزش لایهها به انرژی داخلی محاسبه شد.