Διερεύνηση των υπαρχόντων μεθόδων ανάλυσης της αλληλεπίδρασης λεπτόγραμμων σωληνοειδών κατασκευών με τον θαλάσσιο πυθμένα

Abstract

Στο πλαίσιο εκπόνησης διπλωματικής εργασίας του διατμηματικού μεταπτυχιακού προγράμματος σε «Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία και Επιστήμη» του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική διερεύνηση των σημαντικότερων πρόσφατων υψηλού επιπέδου ερευνητικών εφαρμογών ανάλυσης της αλληλεπίδρασης λεπτόγραμμων σωληνοειδών κατασκευών με το θαλάσσιο πυθμένα. Κατόπιν ακολούθησε καταγραφή και ανάλυση των διαφόρων πειραματικών, εμπειρικών και αριθμητικών προσεγγίσεων και αξιολόγηση των προοπτικών των διαφόρων εφαρμογών».

Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας, και προκειμένου να εξοικειωθεί ο αναγνώστης με την λειτουργία των υποθαλάσσιων αγωγών-risers (λεπτόγραμμοι σωληνοειδείς αγωγοί) εξόρυξης υδρογονανθράκων, παρουσιάζονται οι βασικές αρχές σχεδιασμού και λειτουργίας των κατασκευών αυτών. Επιπρόσθετα γίνεται αναφορά στο φαινόμενο της δημιουργίας τάφρου στον θαλάσσιο πυθμένα από τον υποθαλάσσιο αγωγό, στο σημείο επαφής τους (touchdown point). Το φαινόμενο αυτό ελέγχει ουσιαστικά την αντοχή του αγωγού σε φαινόμενα κόπωσης και είναι η πηγή προβληματισμού και έρευνας στην επιστημονική κοινότητα, ως προς το ποια μέθοδος θα μπορέσει να προσομοιώσει όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστα, την αλληλεπίδραση ανάμεσα στους αγωγούς και τον θαλάσσιο πυθμένα.

Το δεύτερο κεφάλαιο επικεντρώνεται στην παρουσίαση της βιβλιογραφικής έρευνας που έλαβε χώρα σχετικά με τις υπάρχουσες (μέχρι τώρα εφαρμοσμένες-υιοθετημένες) μεθόδους ανάλυσης της αλληλεπίδρασης των υποθαλάσσιων αγωγών-risers με τον θαλάσσιο πυθμένα.

Στο επόμενο κεφάλαιο (τρίτο) της μεταπτυχιακής εργασίας αναφέρονται τα βασικά συμπεράσματα των μεθόδων ανάλυσης της αλληλεπίδρασης των υποθαλάσσιων αγωγών-risers με τον θαλάσσιο πυθμένα.

Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας καταγράφονται προτάσεις για μελλοντική έρευνα.

In terms of the fulfilment of the Postgraduate Thesis for the postgraduate program «Marine Technology and Science» of the National Technical University of Athens, a bibliographic investigation of the most important, recent and sophisticated research applications of the analysis of the interaction between the tube shaped risers with the seabed was conducted. Subsequently, the recording and analysis of various experimental, empirical and numerical approaches and assesment of the perspectives of the various applications followed.

In the first chapter of the diploma thesis, and in order to familiarize the reader with the operation of the tube shaped risers system that enables hydrocarbon extraction, the basic concepts for the design and function of these structures are being presented. Furthermore the phenomenon of seabed trench formation at the touchdown point with of the riser is being presented. This phenomenon actually governs the fatigue life of the riser and is currently the source of questioning and research among the scientific community, as for which method can simulate with the most accurate way the interaction between the risers and the seabed.

The second chapter focuses on the presentation of the literature review that took place concerning the existing (currently applied) methods of analysis of the interaction between tube shaped risers and the seabed.

In the following chapter (third) of the postgraduate thesis, the basic conclusions of the methods of analysis of the interaction between tube shaped risers and the seabed are being presented.

The fourth and final chapter of this work, contains suggestions for further experimental research.