Tombua-Landana Compliant Tower Structure – Verticality Control


Tombua-Landana Compliant Tower Structure – Verticality Control

K.Kurojjanawong

8-Sep-2014

Compliant Tower ถือเป็น Fixed-template offshore structure ชนิดหนึ่ง คือมีโครงสร้างยึดติดกับพื้นทะเลถาวร (โครงสร้าง 0ffshore มี 2 ชนิดใหญ่ๆ คือ Fixed และ Floating)

Compliant Tower เป็นโครงสร้างแท่นแบบที่มีความชะลูดสูงมาก โดยมากใช้ในน้ำลึกตั้งแต่ 300-400ม เป็นต้นไป อาจจะเรียกอีกอย่างได้ว่าเป็น Jacket แบบที่ไม่มี Batter (ขาไม่เอียง) ยึดติดกับพื้นทะเลโดยการตอกเสาเข็ม หรือบางครั้งอาจจะใช้สลิงดึง ซึ่งในแบบหลัง บางครั้งจะเรียกว่า Guy Tower (เกร็ดความรู้ ทั่วทั้งโลกมีอยู่แค่ตัวเดียว ชื่อว่า Lena Guy Tower เข้าใจว่าอยู่ในอ่าวเม็กซิโกนะ) โดยปกติโครงสร้างแบบนี้ที่มีความชะลูดสูงมากจะมีคาบในการสั่นหรือ Natural Period ประมาณ 25-30 วินาที ซึ่งจะสูงกว่าคาบของคลื่นทั่วไปอยู่เกินสองเท่าตัว ทำให้สามารถหลบช่วง Dynamic Amplification Zone ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะตรงกันข้ามกับโครงสร้างแบบ Jacket ที่จะมีคาบการสั่นอยู่มากที่สุดไม่เกิน 5-6 วินาที ซึ่งก็หลบอยู่ในโซนล่างของ Dynamic Amplification Zone

Wave Energy Spectrum VS Platform Period in Gulf of Thailand.jpg

โดยหลักการ ก็คือ พยายามที่จะทำให้ คาบมันสูงๆ เข้าไว้ เพื่อรับช่วง Wave Dominant Zone ด้วยการทำให้มัน Flexible ขยับตัวพร้อมกับคลื่น ทำให้แรง Inertia มันเข้ามาช่วย Counter กับ Wave Action ซึ่งเป็นหลักการที่สวนทางกับ Typical Fixed Template Platform โดยทั่วไป

เกร็ดความรู้ ตอนนี้ทั้งโลกมีโครงสร้างที่เรียกว่า Compliant Tower Type อยู่แค่ 5 ตัว (จริง 4ตัว อีกตัว คือ Lena บางครั้งก็เรียกเป็น Guyed Tower) ในจำนวนนี้อยู่ใน Gulf of Mexico 3 ตัว อยู่ใน Angola 2 ตัว

 Compliant Tower Type in Offshore Oil and Gas Industry.jpg

Complaint Tower ที่จะพูดถึงในวันนี้ คือ Tombua-Landana Compliant Tower Structure ของ บริษัท Chevron ติดตั้งในอ่าวเม็กซิโก ดังที่จะเห็นในรุปข้างล่างเปรียบเทียบกับความสูงของโครงสร้างต่างบนฝั่ง จะเห็นว่า ถ้านับส่วนสูงทีสุดของโครงสร้าง จะมีความสูงประมาณ 474เมตร อยู่ในน้ำลึก 370เมตร ความสูงโดยรวมพอๆ กับ ตึก ไทเป 101 ที่เคยเป็นตึกสูงที่สุดในโลกอยู่ช่วงหนึ่งเลยที่เดียว แต่ Compliant ตัวนี้ยังมีความสูงเป็นอันดับ 4 รองจาก Petronius Baldpate และ Benguela-Belize ที่ทั้งหมดสูงกว่า ไทเป 101 อีก แถมยังต้องออกแบบให้เคลื่อนย้ายไปบนเรือได้ เหมือนกับเอาตึกสูงทั้งหลัง มาว่านอนบนเรือ แล้วก็ปล่อยให้มันลอยน้ำในทะเล

Tombua-Landana.jpg

Compliant Tower.jpg

โครงสร้าง Topsides ของ Tombua-Landana หนัก 35000 ตัน ส่วน Substructure หนัก 50000 ตัน แต่แบ่ง Substructure เป็น 3ส่วน เพื่อ สะดวกในการติดตั้ง

Concept ของ Tombua-Landana CPT นี้เรียกว่า Compliant-Pile Tower เป็นการสร้าง Tower ซ้อน Tower ตัวในเรียกว่า Tower Leg ตัวนอกเรียกว่า Piled Tower หรือ Flex-leg เอาไว้ล็อกตัวใน ต่อกันแบบ rigid ที่ส่วนหัวของ Flex-leg แล้วก็ที่เหลือจะเป็น slip joint เพือสร้างเสถียรภาพของโครงสร้าง

Tombua-Landana2.jpg

ตัวนี้ออกแบบโดย บ Mustang Engineering ใช้ SACS computer software ไม่มีอะไรพิศดารเลย แต่ต้องเข้าใจ พื้นฐาน dynamic เป็นอย่างดีเลย เพราะเป็นหลักการสำคัญที่สุดในการออกแบบ Compliant Tower เพราะมันใช้ประโยชน์จาก dynamic behaviour ของโครงสร้างมาสลายพลังจากคลื่นเป็นหลัก

เนื่องจากมันอยู่ในน้ำลึกมากถึง 370 ม ทำให้ความแม่นยำในการติดตั้ง สำคัญมาก โดยเฉพาะในแนวดิ่ง ก็ลองคิดดูง่ายว่าถ้าให้มันเอียงไป 1 องศา ที่ส่วนบนสุดที่สูง 474ม จากพื้นทะเล จะขยับไปถึง 474*Tan 1 = 8.27ม !! งั้นมันเลยยอมรับไม่ได้

เค้ากำหนดให้เอียงได้ 0.1 องศา ซึ่งต่ำมาก คือ ไม่ให้เอียงนั่นล่ะ แต่ด้วยค่าต่ำขนาดนี้ ยังทำให้ส่วนบนสุดจะขยับไปถึง 0.83ม เนื่องจากมันต่ำมาก เค้าจึงต้องมี sequence ในการ levelling เยอะมาก

Verticality Criteria of Compliant Tower.jpg

เค้าแบ่งการ levelling ออกเป็น 3 ส่วน คือ

1) Shim pile โดยการทำการตอกเข็ม levelling pile dummy เพื่อไว้สำหรับ ปรับระดับไว้ก่อนล่วงหน้า จากนั้น ก็ทำการติดตัั้ง dummy pile ที่เรียกว่า shim pile เพื่อเป็นฐานให้ jack ถึบ โดยส่วนนี้ผมเข้าใจว่าเค้าต้องรู้ล่วงหน้าแล้วว่า ฐานมันเอียงไปมากเท่าไร เพราะว่า ตัว template ที่อยู่ข้างล่างโดนวางไปก่อน งั้นจะคำนวณกลับมาว่าจะ shim pile แต่ละตำแหน่งจะยาวเท่าไรดี เพื่อไม่ให้มันมันต่างกันเกิน 1″ ไม่งั้นมันจะ jack ไม่ได้ (ผมเข้าใจเอาเองนะ)

1.PNG

2-Shim plate เมื่อรู้ระดับคร่าว ก่อนที่ ส่วนที่ 2 จะวางลงไป สามารถที่จะเอา shim plate ลงไปติดไว้ข้างใต้ก่อน เพื่อปรับระดับอีกรอบ

2.PNG

3-Jacking หลังจากนั้นขัั้นที่ 2 ถ้ามันยังไม่ได้ระดับอีก เค้าก็จะ activated ตัว jacking system มันก็จะไปถึบตัว shim pile แล้วก็ปรับขึ้นๆ ลงๆ จนกว่าจะได้ระดับก่อนที่จะล็อกแล้วก็ grouted

3.PNG

ปล. ตัวนี้ผมโชคดีได้เห็นส่วนฐานช่วงก่อสร้างด้วย เพราะเอามา Fab ที่ยาร์ดที่ผมอยู่พอดี

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s