Способ получения тел из льда и устройство для его осуществления

 

1. Способ получения тел из льда, включающий образование зоны под ледяное тело, подачу переохлажденной пресной воды и кусочков льда из льдоморозильной установки в зону формирования ледяного тела, отличающийся тем, что, с целью снижения сроков возведения больших ледяных тел преимущественно для установки сооружения типа буровых платформ, смешивание кусочков льда с водой до образования ледяного тела осуществляют . в прибрежной зоне в теплоизолирующей плавающей форме, соответствующей габаритным размерам возводимого сооружения , при этом в ледяном теле образуют балластные емкости, после этого транспортируют ледяное тело на место установки, причем установку ледяного тела в проектное положение осуществляют путем заполнения балластных емкостей. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что сооружения типа буровых платформ закрепляют в ледяном теле ниже ватерлинии. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что температуру нижней части ледяного тела поддерживают равной температуре образования мерзлоты в грунте под ледяным телом на месте его установки. 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в ледяное тело вмораживают гранулированный материал в виде песка или опилок. 5.Устройство для получения тел из льда, выполненное в виде открытой сверху емкости, отличающеес я тем, что в плане емкость выполнена в виде двух концентрично расположенных колец, образукядих полость, заполненную сжатым воздухом, причем внутреннее кольцо выполнено эластичным , а наружное - жестким. (Л to to о ел to :4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

y @<;1 P? Н %

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

БИБЛИО.: М

Н ПАТЕНТУ

2 Ч

lb .х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3254445/29 — 15 (22) 26.02.81 (31) 800570 (32) 28.02.80 (33) NO (46) 23.03.86. Бюл. № 11 (72) и (?1) Эйстейн Хусебюэ (NO) (53) 627.2(088.8) (56) Патент США № 4187039, кл. Е 02 В 17/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 132244, кл. F 25 С 1/00, 1960.

Авторское свидетельство СССР № 110659, кл. F 25 С 1/00 1949.

Авторское свидетельство СССР

¹ 351045, кл. F 25 С 1/12, 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕЛ ИЗ ЛЬДА

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ получения тел из льда, включающий образование эоны под ледяное тело, подачу переохлажденной пресной воды и кусочков льда из льдоморозильной установки в зону формирования ледяного тела, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения сроков возведения больших ледяных тел преимущественно для установки сооружения типа буровых платформ, смеши. ванне кусочков льда с водой до образования ледяного тела осуществляют в прибрежной зоне в теплоизолирую„„SU„„! 220572 A (5П 4 Е 02 В 17 00 F 25 С 1/00 щей плавающей форме, соответствующей габаритным размерам возводимого сооружения, при этом в ледяном теле образуют балластные емкости, после этого транспортируют ледяное тело на место установки, причем установку ледяного тела в проектное положение осуществляют путем заполнения балластных емкостей °

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что сооружения типа буровых платформ закрепляют в ледяном

1 теле ниже ватерлинии.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что температуру нижней

С2 части ледяного тела поддерживают равной температуре образования мерзлоты в грунте под ледяным телом на месте его установки.

4. Способ по п. t, о т л и ч а юшийся тем, что в ледяное тело вмораживают гранулированный материал в виде песка или опилок.

5. Устройство для получения тел

baal из льда, выполненное в виде открытой сверху емкости, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в плане емкость выполне- Ql на в виде двух концентрично располо- ) женных колец, образующих полость, ) заполненную сжатым воздухом, причем внутреннее кольцо выполнено эластичным, а наружное — жестким.

1 12

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и касается способа и устройства для получения бопьших тел из льда, предназначенных для использования, например, в качестве оснований сооружений для бурового или эксплуатационного оборудования при прибрежной добыче нефти таких, как волнорезы, причалы, для больших насыпных работ и т.п.

Целью изобретения является снижение сроков возведения больших ледяных тел.

На фиг. 1 показано ледяное тело в первоначальной стадии его получения, продольный разрез; на фиг. 2 ледяное тело, полученное предлагаемым способом и предназначенное для использования в качестве буровой или добывающей платформы, продольный разрез; вариант, на фиг. 3 ледяное тело, полученное предлагаемым способом при размещении буровой вышки между двумя ледяными телами, продольный разрез, второй вариант, на фиг. 4 — устройство для получения ледяного тела, вид сверху.

Плавучую водонепроницаемую опалубку 1, состоящую из дна 2 и окружающих боковых стенок 3, устанавливают в тихом морском заливе фиорда.

Каркас опалубки изготовлен из дерева или металла,в качестве изолирующего материала использованы иэопоры

По мере получения ледяного тела 4 можно удлинять стенки с помощью соединительных элементов 5.

Замораживание воды производят несколькими способами. Свежую воду из реки или большого озера в окрестности подают к одному или нескольким заводам по производству льда, получающим ледяные хлопья, ледяные кубики т.п., которые подают ровным потоком через сопла 6 в форму. Вместе с ледяными хлопьями, подаваемыми из сопел 6, воду с самой низкой возможной температурой разбрызгивают через сопла 7. Ледяные хлопья из морозильной машины имеют столь низкую температуру, что вода между ними или ледяными кубиками замерзает в твердый лед. Вместо ледяных хлопьев или кусков морозильная машина может производить ледяные плети, которые можно скручивать в тугие спирали одну поверх другой. Для сохранения айсберга наружные поверхности нужно изолировать изолирую20572 2 щим материалом 8. Няд поверхностью

5

25 воды изоляция может состоять иэ эяши. того стекловолокна или из шляковятных матов с защитной или отражательной поверхностью,но может также состоять изплетей указанныхматериалов,которые наматывают как часть указанной спирали. На большей глубине в море из- 3B повьпненного давления изоляция должна быть расположена несколько другим образом, чем над поверхностью воды, например, с помощью одной или нескольких юбок из сильно упрочненной фольги. Вода в юбках обладает изолирующим эффектом, и непосредственный контакт между поверхностью льда и струями воды устранен. Этот способ можно использовать в сочетании с способом наматывания, причем юбки разматывают постепенно, по мере того, как заканчиваемое ледяное тело погружается в море. Юбки снабжают грузами.

Чтобы удалить тепло, которое проникает через изоляцию, нужно поместить охлаждающие элементы 9 на некотором расстоянии внутри изоляции вдоль наружных поверхностей тела.

Это могут быть охлаждающие трубки, которые являются частью указанных спиральных витков. Охлаждающий эффект можно контролировать автоматически согласно показаниям темпера— туры, непрерывно получаемым с помощью температурных датчиков, вмороженных в лед и распределенных по нему.

При получении льда образуется большое количество тепла. Это тепло можно испсльзовать в качестве отдаваемого тепла для расположенных поблизости зданий либо для интенсивного выращивания рыбы или мидий (устриц).

Тепло может служить основой для электрических станций, работающих на разности температур (холодная вода фиорда по отношению к полученному избь1тку тепла) .

Для удобства перевозки по морю ледяного тела от места получения до места назначения, его вертикальная высота и, таким образом, осадка не должны быть слишком большими, чтобы тело, вытесняющее так много воды, могло проходить над самыми мелкими местами по пути буксировки. В месте назначения вертикальную высоту можно увеличить настолько, чтобы тело находилось на морском дне в покое

1220572 и могло противостоять всем силам течений, волн, ветра и т.п.

Запланированную установку оборудования на ледяном теле, которую нельзя сделать на берегу, можно произ вести в месте назначения. На верхней поверхности ледяного тела можно возвести здания 10 и другие сооружения, такие, как буровая вышка 11. Если ледяное тело нужно использовать в качестве нефтедобывающей платформы, можно установить на его поверхности вентили, перекачивающее оборудование для погрузки танкеров и т.п., можно соорудить вертолетную площадку 12 или короткую взлетно-посадочную полосу, поскольку по сравнению с морскими платформами ледяное тело может иметь очень большие размеры в горизонтальном направлении. Если ледяная конструкция находится на глубине около 100 м то она может иметь диаметр примерно 250 м. Комнаты для обслуживания персонала, производственные помещения 13, а также склады 14 можно расположить внутри толщи льда так, как в антарктических станциях. В таком случае они защищены от непогоды и ветра. Большие балластные резервуары, такие как склады 14, также можно использовать для увеличения осадки тела в месте назначения. Если большое хранилище склада 14 вырезано во льду в месте его получения, например на берегу, то это придает ледяному телу меньшую осадку по сравнению с твердым ледяным телом такого же размера.

Помещения для складов 14 можно сделать настолько большими, чтобы ледяное тело проплывало над самыми мелкими местами по его маршруту буксировки. В месте назначения помещения под склады 14 можно заполнить переохлажденной водой, например морской имеющей более высокое содержание соли, так, чтобы жидкость оставалась в жидком состоянии при температурах а от примерно -5 до -8 С. Осадка тела возрастает, тело оказывает несколько большее давление на морское . дно и приобретет достаточную стабильность. В накопительных складах

14 можно также хранить нефть или сжиженный газ. Если накопительные помещения складов не заполнены нефтью, их можно заполнить морской водой, если это необходимо для придания ледяному телу достаточного веса, 5

Прямой доступ к морскому дну можно обеспечить путем устройства внутренней полости 15, проходящей от верхней части ледяного тела вниз до дна. Если уплотнить тело по отношению к внешнему давлению воды посредством создания окружающей юбки

16, которая вдавпена в морское дно под действием большого веса ледяного тела, то в полости 15 можно установить буровую вышку 17 или обеспечить непосредственный доступ к верхней части скважины. Таким образом, можно обеспечить такие же условия, как и на земле, для бурения и добычи нефти.

Тяжелые конструкции, например здания 10 или буровая вьппка 11, могут вызвать нежелательное оползание льда.

Оползание может быть наибольшим в зо 0 не около поверхности воды, поскольку здесь отсутствует противоположное давление снаружи, либо оно слишком мало.

Поэтому устанавливают опоры 18 для таких конструкций зданий до некоторой глубины ниже поверхности воды, до уровня, где тенденция к оползанию льда минимальна. На этом уровне основания располагаются на плитах 19 распределяющих нагрузку.

Для предотвращения протечки воды под юбкой 16 и еепроникновения в полость 15 в ледяном теле, по крайней мере в его нижней части поддерживают настолько низкую температуру, что морское дно промерзает на достаточную

З5 глубину.

Когда лед подвергают воздействию большого давления, он становится полужидким и в нем происходят оползания. Чтобы предотвратить это, ле40 дяное тело по крайней мере в зоне вокруг поверхности воды получают внутри формы 20 (фиг. 4). Эта форма может состоять из двух концентрических колец 21 и 22, причем внутреннее коль45 цо 21 является настолько эластичным, что оно оказывает сопротивление, но перемещается вместе с оползнем.

Это кольцо также снабжено крепежными элементами в виде радиально на50 правленных затяжек 23, которые жестко вморожены в лед. Наружное кольцо 22 является твердым, жестким кольцом, и в пространство 24 между двумя кольцами подают сжатый газ, с помощью

55 которого можно контролировать оползание льда. Внешнее кольцо настолько тяжело, что оно может соскользнуть по телу. Для предотравщения этого на

1220572

ВННИПИ Заказ 1336t 62 Тираж 641 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 нем устанавливают баки плавучести либо делают кольцо слегка коническим по форме так, что возникает направленная вверх сила как реакция на ополэание льда.

Поскольку оползание льда происходит главным образом на поверхности воды, в зоне, где значительна эрозия под действием волн, можно испольэовать изолированные бетонные кассеты, которые прижаты к поверхности льда стальными тросами, проходящими от кассеты к кассете вокруг всего тела °

Таким образом .получают волноломный эффект, и в то же время обеспечиваются техническая изоляция и противодействие оползанию. Кроме того, чтобы уменьшить оползание, можно вморозить в лед гранулированный материал, такой как песок, опилки или т.п.

Гранулированный материал этого типа в сочетании с температурным контролем снижает тенденцию оползания и в зависимости от обстоятельств может работать как балласт или как дополнительное средство плавучести согласно тому, какую плот5 ность имеет выбранный материал больУ шую или меньшую по отношению к льду °

Изобретение дает возможность получать ледяные тела различной плотно1п сти, например, в вертикальной плоскости, причем нижней части придают сравнительно большую плотность, чем верхней, что благоприятно влияет на стабильность и дает возможность

15 увеличивать высоту по отношению к ширине, что было бы трудно осуществить другим образом. Кроме того, можно получать ледяные тела, которые целиком погружены в моря, и мо20 гут служить, например, постоянными основаниями для буровых и эксплуатационных платформ на больших океанских глубинах вблизи полярных районов. Способ также можно испольэо2» вать для создания искусственных порогов в фиордах или в узких заливах.