لوله گذاری در دریا

[P O U R I A]

۵-۱-۴) نیروهای وارده از طرف خط لوله
همانطور که در بخش ۲-۲ گفته شد، در هنگام عملیات لوله گذاری ابتدای خط لوله بر روی رمپ لوله گذاری در بارج درگیر است. لوله بوسیله تکیه گاههای موجود در رمپ مذکور نگهداری میشود. مقدار این نیروهای تقریباً عمودی(مولفه افقی عکس العمل تکیه گاه ناچیز است) به طول دهانه لوله بر روی بارج و طول دهانه معلق لوله گذاری و زاویه رمپ و تریم بارج بستگی دارد و توسط نرم افزارهای تحلیلی بدست میآید. ضمناً بارج بوسیله کشندهها(یا وینچ A/R) و به کمک سیستم ایستایی خود نیروی کششی نسبتاً بزرگی به خط لوله وارد میکند. کشیدن لوله برای محدود کردن تنش خمشیاش مطلوب است. مقدار این نیرو گاه از ۱۰۰ تن یبشتر است. در حضور نیروهای دینامیکی نیروی کششی وارده ثابت نخواهد بود و یک محدوده از نیرو را تشکیل میدهد. عکس العمل این نیرو برابر و در جهت مخالف آن به بارج وارد میشود. مقدار این نیرو بسته به مشخصات خط لوله، ظرفیت کشنده، عمق لوله گذاری و شرایط دریایی به هدف بهنه سازی تنش در لوله تعیین میشود و محدوده دقیق تغییرات آن میتواند در آنالیز لوله گذاری توسط نرمافزارهای تخصصی مربوطه از جمله Offpipe تعیین شود(بخش را ببینید).
۶-۱-۴) نیروهای وارده از طرف استینگر
استینگر در محل اتصال خود به بارج لوله گذار که به قلاب استینگر معروف است به بارج نیرو وارد میکند. قلاب استینگر معمولاً شامل یک لولا در هر طرف مقطع عرضی استینگر است. منشاء این نیروها عبارت است از نیروهای وارده به استینگر که در بخش بعدی بیان میشود و حرکات بارج که قبلاً بیان شده است. در واقع قلاب استینگر محلی برای انتقال و تخلیه نیرو از استینگر به بارج است. مقدار این نیروها باید از تحلیل اندرکنش میان بارج و استینگر بدست آید.
۷-۱-۴) نیروهای وارده از طرف سیستم ایستایی- کابلهای متصل به لنگر
نیروهایی که تا اینجا بیان شد را میتوان نیروهای خارجی اعمال شده به بارج دانست. در اثر نیروهای فوق بارج از حالت تعادل خارج شده و سیستم ایستایی بارج وظیفه متعادل ساختن آن را به عهده دارد. در این راستا از طرف این سیستم نیروهای تکمیلی به بارج وارد میشود. در سیستم ایستایی سنتی نیروهای متمرکز کششی که در کابلها بوجود میآید، این نقش را بازی میکند. مقدار این نیروها از آنالیز مهارسازی بدست میآید. در آنالیز مهارسازی شناور، ابتدا تمامی نیروهای فوق الذکر بر بارج وارد میشوند و همچنین خط لوله را نیز میتوان مثل یک کابل مهار سازی با نیروی معلوم در نظر گرفت و از سختی خمشی آن چشم پوشید[۱۷]. سپس با تحلیل استاتیکی و دینامیکی عکس العمل کابلهای ایستایی و دامنه حرکات لوله گذار (برای بدست آوردن RAOها) را بدست آورد. آنالیز مذکور توسط نرم افزارهای خاصی که به این منظور نوشته شدهاند انجام میشود.۲-۴) نیروهای وارد بر استینگر
تعریف مقدماتی استینگر در بخش ۳-۱-۲-۲ ارائه شد. گفته شد که استینگر وظیفه نگهداری خط لوله در خروج از بارج تا نزدیکی نقطه عطف لوله را دارد. همچنین گفته شد که سازه استینگر معمولاً خرپایی است. معمولاً تمام یا بخش عمدهای از این خرپا در آب غوطهور است. بنابراین استینگر دارای اندرکنش با بارج و خط لوله و همچنین آب دریا و حرکات و فشارهای ناشی از آن است. از اینرو نیروهای وارده به استینگر را میتوان به بخشهای زیر تقسیم کرد:
۱-۲-۴) وزن استینگر و شناوری آن
وزن استینگر شامل وزن المانهای فلزی، جعبه غلطکهای تکیه گاههای لوله، پونتونها یا مخازن آب سنگین کننده (که میتواند خود المان باشد) در صورت وجود و وزن آب سنگین کننده (بالاست) میباشد. اگر بخشی و یا تمام استینگر در داخل آب باشد، وزن المانها و تجهزات داخل آب استینگر بنا به قانون ارشمیدس و به میزان نیروی شناوری ارشمیدس کاهش خواهد یافت. از آنجا که فلسفه وجود استینگر سبک کردن وزن لوله برای حفظ انحنای مجاز آن میباشد، استینگرها معمولاً دارای یک یا چند مخزن حجیم توخالی برای تامین نیروی شناوری لازم در المانهای خود میباشند(شکل ۳۱). با وجود این مخازن نیروی شناوری استینگر خیلی بیشتر از وزن آن در خشکی خواهد بود. بطوریکه اگر خط لوله وجود نمیداشت استینگر در سطح آب شناور میشد. آب سنگین کننده نیز مقدار آبی است که برای تنظیم نیروی شناوری استینگر به مخازن فوق تزریق میشود. البته سیستمهای دیگری نیز برای نگهداری استینگر در موقعیت لازم وجود دارد. از آن جمله میتوان به استینگر شناور صدفـصدرا ۱۳۲ اشاره کرد(شکل ۲). در این سیستم به جای استفاده از مخازن توخالی(پونتونها) از ۲ کابل متصل به بارج استفاده شده است و مزیت آن هم کاهش حجم و وزن استینگر است.

. شکل ۳۱) نمونه یک استینگر دارای پونتون​

۲-۲-۴) نیروهای اینرسی و پسای هیدرودینامیکی ناشی از حرکات بارج
نیروها و حرکتهای وارد بر بارج در قسمت قبل تشریح شد. اگر نتیجه شتابها و حرکات بدست آمده در بخش پیش را به مرکز حرکت بارج وارد سازیم، با روایط ساده میتوان شتاب ها و حرکات بوجود آمده در محل قلاب استینگر را محاسبه کرد. این شتابها و حرکات باعث ایجاد نیروهای اینرسی و پسا در استینگر میشود.
۳-۲-۴) نیروهای هیدرودینامیکی ناشی از موج ها و جریان آب
نیروهای هیدرودینامیکی عمل‌کننده به خط لوله و استینگر ناشی از جریان ثابت و موج‌ها و همچنین حرکات دینامیکی خط لوله و استینگر با استفاده از معادلات موریسون محاسبه می‌شوند شوند[۱۹]. معادله موریسون عبارت است از:

​

جایی که:
Q: نیروی هیدرودینامیکی عمل‌ کننده بر خط لوله یا استینگر بر واحد طول
ρ: دانسیته آب دریا
d: سطح تصویر شده خط لوله یا استینگر بر واحد طول
Cd: ضریب پسا
Vf: سرعت ذره آب ناشی از موج و یا جریان که عمود بر محور طولی خط لوله یا استینگر است.
Vp: سرعت خط لوله یا استینگر در جهت عمود بر محور طولی‌اش.
Af: شتاب ذره آب ناشی از موج عمود بر محور طولی خط لوله یا استینگر.
a: حجم جابه‌جا شده خط لوله در متر طول.
Ap: شتاب خط لوله یا استینگر در جهت عمود بر محور طولی‌اش.
Ca: ضریب جرم اضافه شده.
نیروی هیدرودینامیک Q عمل‌کننده به خط لوله یا استینگر بر پایة مؤلفه‌های سرعت و شتابی است که عمود بر محور طولیشان هستند. مؤلفه‌های سرعت و شتاب موازی محورهای طولی خط لوله و استینگر صرفه‌نظر می‌شوند. همچنین فرض می‌شود نیروی هیدرودینامیکی نتیجه شده Q در جهتی که عمود بر محور طولی خط لوله و استینگر است،‌ عمل کند. مؤلفه نیروی هیدرودینامیکی که موازی محور طولی خط لوله و استینگر است صرفه‌نظر می‌شود.
اولین جمله در معادله موریسون نیروی پسای هیدرودینامیک است که به خط لوله و استینگر عمل می‌کند. این نیروی پسا متناسب با مربع سرعت نسبی بین خط لوله یا استینگر و آب محیط است. دومین جمله نیروی اینرسی اعمال شده به خط لوله یا استینگر به وسیله شتاب آب محیط است. این نیروی اینرسی متناسب با شتاب ذره آب، بیان شده در سیستم مختصات سراسری ثابت می‌باشد. سومین جمله نیروی اینرسی نتیجه شده از افزایش مؤثر در جرم خط لوله یا استینگر (جرم اضافه شده) به دلیل وجود آب محیط است.این نیروی اینرسی متناسب با شتاب خط لوله یا استینگر در مختصات سیستم سراسری ثابت است[۱۴].
۴-۲-۴) ممانهای خمشی (پیچ و یاو) و نیروهای برشی ناشی از دهانه آزاد لوله در نقطه برخیزش
۵-۲-۴) ممان خمشی مخالف(فقط پیچ) از دهانه Cut-off بر روی رمپ
۶-۲-۴) نیروی توزیع شده بر روی غلطکها
استینگر به دلیل نیروی شناوری زیاد خود تمایل به حرکت به سطح آب دارد. بنابراین خط لوله در محل غلطکها (حداقل یک غلطک) با استینگر در تماس است. نتیجه این تماس نیرویی عمود بر محور خط لوله و شعاع غلطک در نقطه تماس است (اگر از اصطکاک خط لوله روی استینگر صرفه نظر شود). نیروی فوق را در حالت استاتیکی و در غیاب جریان آب و نیروها میتوان به دو بخش تقسیم کرد. بخش اول ناشی از وزن دهانه لوله روی استینگر و بخش دوم ناشی از کشش خط لوله است. میزان سهم هر یک از این بخشها بستگی به زاویه شیب استینگر در آن نقطه دارد. بطوریکه اگر شیب استینگر کم باشد سهم وزن بیشتر میشود و هر چه به سمت غلطک های انتهای استینگر پیش می رویم سهم وزن لوله کمتر میشود. اما بطور کلی نیروی وارده به غلطکهای استینگر عمدتاً ناشی از کشش در لوله خم شده و بطور جزئی ناشی از وزن لوله میباشد[۲۱]. مقدار دقیق نیرو باید از تحلیل مدل کامل لوله گذاری شامل بارج، استینگر، خط لوله و بستر دریا بدست آید. برای این کار نرم افزارهای تخصصی تجاری مانند Offpipe موجود میباشند.۳-۴) نیروهای وارد بر خط لوله
۱-۳-۴) وزن لوله
با توجه به جنس لوله و نوع پوششهای موجود بر روی آن وزن لوله شامل ۴ قسمت میشود:

• وزن لوله فولادی(kg/m):

​

بطوری که:
γst وزن مخصوص فولاد لوله(kg/m3)
De و Di به ترتیب قطر خارجی و داخلی سطح مقطع لوله فلزی (m)
• وزن پوشش ضد خوردگی(kg/m):


​

​

بطوری که:
γac وزن مخصوص پوشش ضد خوردگی(kg/m3)
Dac قطر خارجی لوله با احتساب ضخامت پوشش ضد خوردگی (m)



• وزن پوشش بتنیkg/m:
​

​

بطوری که:
γc وزن مخصوص بتن مصرفیkg/m3
Dc قطر خارجی لوله با احتساب پوشش بتنی (m)​

 

[P O U R I A]

• وزن پوشش بتنی(kg/m):

​

بطوری که:
γc وزن مخصوص بتن مصرفیkg/m3
Dc قطر خارجی لوله با احتساب پوشش بتنی (m)
• وزن پوشش محل جوش(kg/m):

​

بطوری که:
γfj وزن مخصوص پوشش محل جوش (kg/m3) (شکل ۱۱ را ببینید).
مجموع وزن وهحد طول خط لوله(kg/m) با فرمول زیر محاسبه میشود و بصورت گسترده بر خط لوله عمل میکند:


​

​

بطوری که:
برابر نسبت طول متوسط پوشش بتنی به طول کل لوله فولادی و β نسبت طول متوسط پوشش محل جوش به طول کل لوله فولادی است.۲-۳-۴) فشار هدرواستاتیکی
خط لوله از جایی که وارد آب میشود تحت تاثیر فشار هدرواستاتیک آب قرار میگیرد. اگر خط لوله را یک بعدی فرض کرده و محور طولی خط لوله تغییر شکل یافته را مبنای موقعیت خط لوله قرار دهم، مقدار این فشار که به پیرامون سطح لوله وارد میشود عبارت است از:

​

​

بطوری که:
P متوسط فشار هدرواستاتیکی وارد به سطح لوله Pa
ρ جرم حجمی آب دریاkg/m3
g ثابت گرانشی m/s29.81
h عمق آب نقطه اندازه گیری (m)
از آنجا که مقدار فشار هدرواستاتیکی در اعماق کم قابل صرفه نظر کردن میباشد بسیاری از طراحان در آبهای سطحی از اعمال این نیرو به خط لوله صرفه نظر میکنند. اما در آبهای عمیق میتواند اثرات قابل توجه بر سازه خط لوله داشته باشد. از آن جمله میتوان به شدت یافتن تغییر مقطع لوله (بیضوی شدن سطح مقطع) در اثر فشار هدرواستاتیک اشاره کرد. بدین ترتیب که بیضوی شدن سطح مقطع لوله که ناشی از ممانها و تغییر شکلهای خمشی است در اثر فشار هدرواستاتیک افزایش مییابد و منجر به کاهش ممان اینرسی مقطع میگردد[۱۰]. برای کاهش این اثر که ممکن است برای نصب در آبهای عمیق شدت یابد، روالهای نصبی که شامل خط لوله تحت فشار از داخل با نیتروژن میباشد، ابداع شده است. به هر حال نیاز به بستن درب انتهای لوله برای ایجاد فشار که میبایست در مقابل اختلاف فشار مقاومت کند و ملزومات ایمنی چنین رویهای این تکنیک را کاملاً غیر عملی میسازد و لوله گذاری با شناور لوله گذار هنوز در فشار داخلی اتمسفر انجام میگیرد.
متاسفانه عملیات لحاظ کردن اثر فشار خارجی هدرواستاتیک در تحلیل مساله لوله گذاری ساده و معمولی نیست. مانع اصلی در تشکیل اثر فشار خارجی در معادلات عمومی مسئله مرتبط با این حقیقت است که فشار P وابسته به عمق واقعی قطعه خط لوله مورد نظر است. این مستلزم آن است که تغییر مکان محور خط لوله از پیش معلوم باشد[۱۰]. در حالی که تغییر شکل خط لوله و طول دهانه معلق از اجزای اصلی مسئله هستند.​

 

[P O U R I A]

۳-۳-۴) نیروی خالص سیال ـ شناوری لوله
یک المان کوچک به طول Δs از خط لوله را در نظر بگیرید(شکل ۳۲). به دلیل تغییر فشار هدرواستاتیک در پیرامون سطح مقطع المان لوله برآیند این فشار در یک نیروی جهت گرفته به سمت مرکز انحنای محور تغییر شکل یافته خط لوله نتیجه میشود. این نیرو را نیروی خالص سیال مینامند. تفاوت اندازه و جهت این نیرو با نیروی ارشمیدس (فشار شناوری بالابرنده شیء مغروق برابر وزن مایع جابجا شده) در این است که دو انتهای المان لوله یا صفحات بیان شده توسط سطوح مقطعی از لوله که طول المان را تعریف میکنند، بسته نیستند. بنابراین، این نیرو بوسیله مجموع بین نیروی شناوری ارشمیدس که بطور عمودی عمل میکند و برآیند بدست آمده از نیروهای خیالی عمل کننده به صفحات انتهای المان که برابر و مختلفالجهت با فشارهای از دست رفته هستند، بدست میآید. از آنجایی که، هنگامی که طول المان به اندازه کافی کوچک باشد (ds) سیستم نیروهای خیالی وارد بر دو صفحه انتهایی المان عمومی فقط شامل نیروی محوری میشود و به یک کشش محوری، N، برابر اما متضاد با نیروی اعمال شده، تبدیل میشود بنابراین راه حل مناسب این است که اثرات آن و اثرات شناوری ارشمیدس را جداگانه محاسبه کرده و سپس نتایج را با هم جمع کنیم. به عبارت دیگر، ما میتوانیم معادلات تعادل المان عمومی را تنها تحت اختلاف بین وزنش و نیروی شناوری عمودی ارشمیدس بنویسیم، سپس مسئله دیفرانسیلی بدست آمده را کامل کرده و حل آن را بدست آوریم که تغییر شکلها، ممانهای خمشی و نیروهای برشی را تهه خواهد کرد. کشش محوری ناشی از فشار بوسیله افزودن کشش محوری اضافی نتیجه شده از جمع مسئله دیفرانسیلی با اثر فشار از بین رفته انتهایی بدست خواهد آمد[۱۰ و ۱۲].

. شکل ۳۲) نیروهای وارده بر یک المان عمومی از خط لوله​

بنابراین نیروی شناوری ارشمیدس لوله که به عنوان یک نیروی گسترده در نظر گرفته میشود، عبارت است از:

​

بطوریکه Ab مساحت کلی سطح مقطع عرضی لوله شامل پوشش بتنی، از عبارت زیر بدست می آید:

​

​

و γ وزن مخصوص آب است[۸].
۴-۳-۴) کشش لوله
همانطور که میدانیم، انحنای لوله در ناحیه خمش منفی بوسیله تنظیم مقدار و توزیع شناوری در استینگر کنترل میشود. انحنای لوله در ناحیه خمش مثبت بوسیله اعمال کشش به لوله، عموما بیش از آنچه که صرفا برای بلند کردن لوله به سطح آب مورد نیاز است، کنترل میشود.
استفاده از کشش لوله به عنوان وسیله کنترل انحنای خط لوله معلق و بنابراین به عنوان وسیله پیشگیری کننده از کمانش، برای سیستم لوله گذاری شامل یک استینگر بنیادی است. بدون کشش پیوسته خطر لغزش لوله در جهت محوری از روی استینگر وجود دارد. با کشش اما بدون نیروی پیش رانش بارج، کشش لوله روی کشتی صرفاً برابر وزن لوله بلند شده از کف دریا میباشد. نزدیک بستر دریا لوله بوسیله فشار هدرواستاتیک به فشار میافتد؛ بعلاوه، بسته به طول دهانه، لوله ممکن است به شدت در ناحیه خمش مثبت خم شود. ترکیب خمش و فشار خارجی ممکن است برای کمانش لوله در ناحیه خمش مثبت کافی باشد. با اعمال نیروی پیش رانش بارج، کشش لوله افزایش مییابد و تمام دهانه لوله شختر میشود. بنابراین، خطر کمانش کاهش مییابد. لوله گذاری به روش کشش اولین بار در مرجع ۲۰ تشریح شد[۱۳].۵-۳-۴) عکس العمل غلطکهای بارج و استینگر
در بخش ۶-۲-۴ توضیح داده شد.

۶-۳-۴) بویهها
هنگامی که بویهها جهت کنترل انحنای لوله استفاده میشوند، آنها نیز هر کدام بعنوان یک نیروی متمرکز معادل با وزن آب جابجا شدهاش در نظر گرفته میشوند[۸].

۷-۳-۴) نیروی هدرودینامیکی ناشی از موجها و جریان آب
در بخش ۳-۲-۴ توضیح داده شد.

۸-۳-۴) نیروی ناشی از حرکات بارج
نیروی ناشی از حرکات بارج بوسیله عملگرهای دامنه پاسخ حرکت بارج و در یک آنالیز دینامیکی سیستم کامل لوله گذاری (شامل خط لوله، استینگر و بارج) تعیین میشوند. در شرایط جوی نامساعد نیروی فوق بسیار حائز اهمیت بوده و میتواند خسارات سنگینی به خط لوله وارد کند(بخش ۴-۱-۴ را ببینید).۹-۳-۴) عکس العمل بستر دریا
از نقطه تماس با بستر دریا (T.D.P) عکسالعمل بستر دریا ایجاد میشود. اما مقدار آن در نقطه T.D.P برابر صفر است و به تدریج زیاد شده تا پس از طی مسافتی تمام وزن لوله توسط بستر دریا تحمل میشود. مقدار این عکسالعمل به پارامترهای زیادی از جمله خصوصیات هندسی و توپوگرافی بستر دریا، خصوصیات مکانیکی بستر، شرایط مرزی انتهایی خط لوله و شیوه مدلسازی خاک بستر دارد.​

 

[P O U R I A]

۵) مدلسازی لوله گذاری در روش S-lay
پدیده لوله گذاری به روش S-lay را میتوان یک مسئله فیزیکی دانست که شامل مجموعهای از زیر سازهها تحت بارهای معلوم میباشد. برای حل این مسئله همانند دیگر مسائل فیزیکی باید ابتدا یک مدل ریاضی مبتنی بر فرضهایی اولیه ساخته و معادلات حاکم بر رفتار پدیده فیزیکی را از آن مدل استخراج نمود. فرضهای اولیهای که تواماً موجب ایجاد معادلات دیفرانسیل حاکم بر مدل ریاضی میگردند را میتوان شامل هندسه، سینماتیک، قانون مصالح، بارگذاری، شرایط مرزی، دینامیک و … دانست. معادلات حاکم با استفاده از روشهای مناسب تحلیلی حل شده و به جوابهایی در حد دقت مدل انتخابی منجر میشوند.
در مورد لوله گذاری به روش S-lay تا آنجا که نویسنده میداند تاکنون هچگاه مدل جامعی شامل جزئیات تمامی زیرسازهها در نظر گرفته نشده است. زیر سازههای مذکور را میتوان شامل بارج لوله گذار(و سیستم ایستایی آن)، استینگر، خط لوله و بستر دریا دانست. دلیل این امر آن است که برای تحلیل مدل جامع نیاز به پردازندههای بسیار قوی و سریع بوده و انجام تحلیل مستلزم صرف هزینه و وقت زیادی است. بنابراین همواره مدلهای ساده شدهای متناسب با نوع اطلاعات مورد نیاز در نظر گرفته میشوند. مسئله لوله گذاری را میتوان به سه دسته کلی تقسیم نمود.
دسته اول برای هر بارج لوله گذار یک بار و در مراحل طراحی و ساخت بارج مطرح میشود. مدلسازی دقیق بارج لوله گذار (مدل بدنه بارج و آرایش مخازن بالاست) و سیستم ایستایی آن برای اطمینان از پایداری و مقاومت کافی بدنه بارج تحت بارهای طراحی و همچنین بدست آوردن پاسخ بارج به حرکات دریا و نیروی باد معمولاً در کانون توجه قرار میگیرد. در حالی که استینگر، خط لوله و بستر دریا در درجه دوم اهمیت قرار دارند. معمولاً در مدلسازی این مسئله خط لوله و کشش ناشی از کشنده بر روی بارج را بعنوان یکی از خط لنگرهای سیستم ایستایی در نظر گرفته و پاسخ بارج به نیروهای وارده را بدست میآورند. نتیجه نهایی این مسئله عبارتند از حداکثر نیروها و شرایط آب و هوایی که بارج در آن میتواند عملیات لوله گذاری را انجام دهد و عملگرهای دامنه پاسخ لوله گذار که میزان پاسخ بارج به هر موج را بیان میکند.
مسئله دوم مسئله طراحی استینگر است. این مسئله نیز برای هر استینگر که به بارج مخصوصی نصب میشود یک بار و در مرحله طراحی استینگر انجام میگیرد. در این نوع مسئله بارج لوله گذار، خط لوله و بستر دریا از کانون توجه مدلسازی خارج شده و سازه استینگر بطور ویژه مدل میشود. بطوریکه تمامی المانهای استینگر با جزئیات کامل مدل میشود اما بارج لوله گذار یک جسم صلب تلقی میشود. ضمناً خط لوله نیز میتواند تا نوک استینگر مدل شده و نیروهای وارده از بخش معلق بطور جداگانه محاسبه شده و بر انتهای مدل خط لوله روی نوک استینگر اعمال شود. خروجی نهایی تحلیل این مدل حداکثر نیروهای وارده بر مفصل اتصال میان استینگر و بارج و همچنین ماکزیمم نیروهای وارده بر غلطکهای استینگر است و میتوان محدودیتهای محیطی را در عملیات نصب با آن استینگر بخصوص تعیین نمود. حداکثر عمق لوله گذاری و حداکثر قطر لوله و بطور کلی محدودیتهای لازم برای خط لوله دیگر خروجیهای این مسئله هستند.
مسئله سوم مسئله نصب خط لوله است. این مسئله برای هر پروژه با تغییر پارامترهای لوله و محیط باید انجام شود و توجه آن بطور خاص بر خط لوله و تنشهای وارد بر آن هنگام نصب است. در واقع مسئله اخیر از نتایج دو مسئله قبل در مدلسازی خود استفاده کرده و هدف نهایی که مراقبت از لوله برای رسیدن به بستر دریا بدون تحمل تنشهای بیش از حد است را تعقیب میکند. در این نوع مسئله عموماً بارج را جسم صلبی در نظر گرفته و سازه استینگر را بطور ساده شده مدل میکنند. بستر دریا نیز بسته به شرایط واقعی به طرق گوناگونی میتواند ساده سازی شود. نتیجه نهایی این مسئله طراحی دقیق تنظیمات بارج و استینگر(بطور مثال زاویه تریم، ارتفاع غلطکها و …) و پروفیل هندسی دقیق خط لوله پس از تغییر شکل میباشد بطوریکه تنش و یا کرنش خط لوله مسابق با کد طراحی مطلوب باشد. ضمناً پروفیل نیروی محوری، شیب عمودی، ممان خمشی، عکس العمل غلطکها، مختصات نقطه TDP، عکس العمل بستر دریا و … نیز از پاسخهای همین مسئله میباشد. از آنجا که موضوع این پایان نامه بررسی اندرکنش لوله و عکس العمل غلطکهای استینگر میباشد توجه ما در این نوشته به مسئله نوع سوم بوده و از این پس منظور ما از مدلسازی و حل مسئله لوله گذاری همان مسئله نوع سوم است.
۱-۵) تاریخچه حل مسئله لوله گذاری۲-۵) مدلسازی لوله گذاری در Offpipe
1-2-5) مدل بارج لوله گذار
۲-۲-۵) مدل استینگر
۳-۲-۵) مدل خط لوله
۴-۲-۵) مدل بستر دریا
۳-۵) مدلساری و حل یک مسئله نمونه با نرم افزار Ansys و مقایسه آن با Offpipe
6) بررسی نیروهای عکسالعملی غلطکهای استینگر- خط لوله بوسیلهOffpipe7) مراجع

۱) Subsea pipeline engineering course – Palmer et al. Dubai, 2003.
2) The history and future of reeled pipe, Asim Modi, Coflexip Stena Offshore Limited. Westhill Industrial Estate. Aberdeen. Scotland, U.K.
3) Offshore Pioneers:
Brown & Root and the History of Offshore Oil and Gas by Joseph A. Pratt et al
4) Milestones and influences in US offshore history (1947-1997)
5) The history of offshore petroleum in the Gulf of Mexico, Tyler Priest. Business History Conference Annual Meeting, Le Creusot, France, June 2004
6) تحلیل دینامیکی خطوط لوله¬ی غوطه¬ور در آب به روش عناصر محدود. توسط سید احمد پیشوایی، ۱۳۶۹، دانشگاه ملی شیراز
۷) Concurrent design of an active automated system for the control of stinger/pipe reaction forces of a marine pipelying system
8) Laying modeling of submarine pipelines using contact elements into a corotational formulation.
9) Optimization of buoyancy of an articulated stinger on submerged pipelines lied with a barge.
10) A refined analytical analysis of submarine pipelines in seabed laying.
11) Dynamic models of marine pipelines for installation in deep and ultra deep waters: Analytical and numerical Approaches.
12) Non linear finite element simulation of highly curved submarine pipelines
13) The Articulated stinger: A new tool for laying offshore pipelines
14) Offpipe manual, Chapter 4
15) What Future for Conventional Pipelay Barges? Antoine J. BORELLI and Dominique PERINET, ETPM International. OTC8562. 1997.
16) Predicting Motions of Long Towed Pipe Strings. E.A. Verner, Tera Inc, and O.A. Cheatham, D.L. Garrett, and C.G. Langner, Shell Development Co. OTC 4666
17) Calculation for pipe-laying Barge, K.E. Brink et.al. Report S 465/02, Rev. D. HSVA Co. 2003 Hamburg
18) OrcaFlex Software manual help- theory reference
19) Sarpkaya, T. and Isaacson, M., Mechanics of wave forces on offshore structures, Van Nostrand Reinhold Company, 1981.
20) H. D. Cox, D. S. Hammet, J. R. Dozier, H. L. Shatto, “ Tension Pipe Laying Method,” U.S. Patent no. 3 331 212, Issued July 18, 1967
21) Forces on the Stinger Supports of a Pipe Laying Barge, Dr.-Ing. H.Weede et.al. Report S 465/03, Rev. B. HSVA Co. 2003 Hamburg​