การออกแบบอุปกรณ์ใต้ทะเลเพื่อลดผลกระทบการลอยตัวของท่อ

บทคัดย่อ

ท่อส่งใต้ทะเลมีความสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ในด้านการขนส่งทรัพยากร พลังงาน เช่น น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ จากแหล่งนอกชายฝั่ง โดยท่อส่งจะถูกวางอยู่ บนพื้นทะเลซึ่ง เมื่อเวลาผ่านไปพื้นที่คอยรองรับท่อส่งจะถูกกัดเซาะ หรือถูกพัดพาไปตามกระแสน้ำส่งผลให้ท่อส่งเกิด การลอยตัว โดยระยะช่วงลอยตัวของท่อส่งถูกเรียกว่า Free span เมื่อท่อเกิดการลอยตัวส่งผลให้ท่อ ส่งเกิดการดัด (Bending) และเกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงเนื่องจากกระแสน้ำวน (Vortex-Induced Vibration) โดยปริญญานิพนธ์นี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบอุปกรณ์นำไปจับยึดท่อส่งที่มีขนาด 6 นิ้ว มีระดับความลึก 60 เมตร และมีระยะช่วงลอยตัวของท่อ 35 เมตร อยู่ทบี่ ริเวณอ่าวไทย ที่สามารถ ช่วยลดการสั่นสะเทือนที่เกิดจากกระแสน้ำวน และผ่านตามมาตรฐานความแข็งแรงของท่อส่งใต้ทะเล โดยการออกแบบมุ่งเน้นถึงการติดตั้ง ความแข็งแรงของอุปกรณ์ และประสิทธิภาพในการแก้ปัญหา ผ่านการทำแบบจำลองด้วยซอฟต์แวร์ ABAQUS ANSYS และ SOLIDWORKS ผลการทำแบบจำลอง พบว่า การออกแบบอุปกรณ์ที่นำไปแก้ปัญหาดังกล่าวสามารถผ่านตามมาตรฐานของท่อส่งที่กำหนด ได้ รวมถึงมาตรฐานของความแข็งแรงของอุปกรณ์ที่ออกแบบ ทั้งนี้ยังสามารถลดแอมพลิจูดการ สั่นสะเทือนได้ถึง 20.3% ผลลัพธ์ของการจัดทำปริญญานิพนธ์นี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถจัดการ ปัญหาเหล่านี้ได้ แต่ยังสามารถนำหลักการออกแบบนี้ ไปประยุกต์ใช้ในกรณีที่มีสภาพแวดล้อม และ ระยะช่วงลอยตัวของท่อส่งอื่นได้อีกด้วย

Abstract

Subsea pipelines serve as a primary infrastructure in the petroleum industry for transporting energy resources, such as crude oil and natural gas, from offshore sources. These pipelines are laid on the seabed, where the supporting soil can be eroded or washed away by currents over time. This phenomenon leads to unsupported sections of the pipeline known as "Free Spans". Under such conditions, the pipeline is subjected to bending stress and intense vibrations caused by Vortex-Induced Vibration (VIV). This thesis aims to design a clamping device for a 6-inch pipeline at a depth of 60 meters in the Gulf of Thailand, specifically addressing a free span length of 35 meters. The objective is to mitigate VIV and ensure compliance with subsea pipeline strength standards. The design process focuses on installation feasibility, structural integrity, and problem-solving efficiency. Simulations were conducted using ABAQUS, ANSYS, and SOLIDWORKS software. The simulation results demonstrate that the designed equipment meets the required pipeline and structural strength standards. Furthermore, the clamp can reduce vibration amplitude by up to 20.3%. The findings of this thesis not only provide a solution to these specific challenges but also offer a design principle that can be applied to other environmental conditions and varying free-span scenarios.

อ้างอิงผลงานนี้ / Cite this

รหัสโปรเจค

AM-2568-007

ชื่อเรื่อง

การออกแบบอุปกรณ์ใต้ทะเลเพื่อลดผลกระทบการลอยตัวของท่อ / Design of Subsea Equipment for Free-Span Mitigation

ผู้จัดทำ

ณัฐดนัย จงหมั่น, กันต์พงษ์ จรัลวรวงศ์, พงศกร สรวิสูตร, ภัคพล ตันติธรรม

อาจารย์ที่ปรึกษา

ดร.กีรติ สุวรรณปากแพรก

ปีการศึกษา

2568 (C.E. 2025)

หน่วยงาน

ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบิน-อวกาศ (MAE) มจพ.

URL

https://maeconnect.eng.kmutnb.ac.th/projects/cmoi2qin00042xtyrjy75nxir