심해저 원유 생산용 매니폴드 보호 구조물 설계

Abstract

심해저 해양구조물은 어망하중, 낙하체의 충돌 등으로 인한 사고에 대한 위험이 항상 존재하기 때문에 본 논문에서는 이와 같은 사고하중을 고려한 심해저 해양구조물의 보호 구조물 설계를 수행하였다. DNV-RP-F107에 기반하여 심해용 매니폴드 운용 중 발생 가능한 낙하 시나리오를 설정하고, 이중 연간 발생 확률이 을 초과하는 시나리오를 선정하였다. 선정된 시나리오에 상응하는 낙하체의 질량과 낙하 속도를 계산하였으며 이를 고려한 보호 구조물 설계 및 검증을 수행하였다. 보호 구조물에 낙하체 충돌 이후 보호 구조물의 매니폴드 접촉 여부를 보호 구조물의 성능 기준으로 설정하였으며 보호 구조물과 낙하체를 유한 요소 모델로 구성하고, 보호 구조물 파단을 구현하기 위한 3차원 파단 변형률 평면 사용자 서브루틴을 적용하여 비선형 구조 해석을 수행하였다. 보호 구조물의 국부 파단은 발생하였으나, 보호 구조물은 매니폴드 송유관 시설을 충분히 보호할 수 있음을 검증하였다.