Подводные месторождения морей и океанов богаты залежами серебра, золота, меди, цинка, свинца, газовых гидратов и других полезных ископаемых. Наиболее ценные минералы находятся на больших глубинах, начиная от 1000 метров и более. Таким образом, ведущие оффшорные компании в настоящее время занимаются проектированием систем для освоения глубоководных месторождений полезных ископаемых дна мирового океана. Глубоководная добыча минералов является в целом сложной задачей и, несмотря на ряд относительно успешных научно-исследовательских проектов, она никогда еще не была реализована в коммерческих масштабах. Одна из ключевых проблем проектирования заключается в понимании и предотвращении проблем, связанных с динамикой системы подводного вертикального гидротранспорта (СПВГ), осуществляющей транспортировку шлама (смеси воды и твердой фракции) с морского дна на добычное судно. СПВГ состоит из вертикального погружного трубопровода, через который шлам транспортируется наверх, и некоторого числа погружных грунтонасосных станций, которые создают необходимый профиль давления в трубопроводе. СПВГ подвержена ряду динамических возмущений, таких как движения судна, поток шлама в трубопроводе, подводные течения, а также коррек- тировка положения нижнего конца вертикального трубопровода. Таким образом, для корректного опи- сания динамики СПВГ необходимо рассмотреть математическую модель, учитывающую влияние всех вышеупомянутых механизмов возбуждения, что и является предметом данного исследования.
|