Wellenmodelle verbessern die Sicherheit bei Aktivitäten im Hochseebereich

Zur Einschätzung der Gefahren für Öl- und Gasbohranlagen im Hochseebereich wurde ein modernes Modellierungsverfahren für Ozeanwellen angewendet. Die Rückschlüsse aus diesem Modell werden zur Konstruktion von sichereren Anlagen genutzt.

Durch den katastrophalen Hurrikan Katrina in den USA wurden kürzlich die Gefahren beim Bohren nach Öl- und Gasreserven im Hochseebereich deutlich. Da zunehmend in den Meeren nach Öl und Gas geforscht wird, muss die Sicherheit dieser Vorhaben gewährleistet sein.

Det Norske Veritas (DNV), eine führende Kraft im Bereich der Meerestechnik, nutzte sein Wissen für die Bewertung von Einheiten für schwimmende Förderung, Lagerung und Entladung (FPSO – Floating Production, Storage and Offloading units). FPSO-Systeme sind ständig Wellen von unterschiedlicher Höhe, Länge, Frequenz und Richtung ausgesetzt. Die Wissenschaftler von DNV wendeten die aktuellsten Verfahren der Wellenmodellierung an, um Kenntnisse für die Konstruktion robusterer FPSO-Systeme zu gewinnen.

Mehrere Frequenzspektren, z.B. von Torsethaugen, JONSWAP (Joint North Sea Wave Atmosphere Program) und Pierson-Moskowitz, wurden ebenso wie das Forristall-Modell 2. Ordnung für Wellenkämme angewendet. Am DNV fand man heraus, dass das Torsethaugen-Spektrum die größten Wellenhöhen ergibt, wenn man durch Doppelspitzenspektren gekennzeichnete Seezustände einander annähert.

Zudem wurde vom DNV eine Tiefenanalyse von Riesenwellen durchgeführt. Modelle zu Wellen 2. Ordnung und Felddaten wie aufgezeichnete Wellenkammstatistiken bildeten die Grundlage für die Forschung. Durch die Anwendung der o.g. Frequenzspektren (z.B. von JONSWAP, Pierson-Moskowitz usw.) fand man am DNV heraus, dass die Wahrscheinlichkeit von Riesenwellen aufgrund der damit verbundenen Nichtlinearität in Meeresregionen mit stärkerem Windaufkommen höher als in solchen mit starker Dünung ist.

Mit diesen Informationen werden Konstruktionsrichtlinien für FPSO-Anlagen je nach deren Bestimmungsort erstellt.