Мачтовая глубоководная опора

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству при освоении нефтегазовых месторождений. Цель изобретения - повышение надежности опоры и упрощение ее эксплуатации. Опора содержит ствол 1, оттяжки 2, анкерные фундаменты 3. На стволе 1 смонтирована па.яуба 4 с необходимым оборудованием. Каждая оттяжка содержит наклонный и вертикальный участки, связанные шарнирно между собой и с соединительным звеном. Другой конец звена шарнирно соединен со стволом 1. Натяжной узел снабжен системой автоблокировки . Величина натяжения в оттяжках в процессе регулировки контролируется по манометру . 6 ил. с S (Л с со со со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU 1313949

А1 (51) 4 E 02 В 17 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с@„, .- )зр

Ц: sr"„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " ::: Ц

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4013813/29-15 (22) 09.01.86 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н. П. Мельникова (72) М. Э. Маилов, С. С. Нефедов, Г. Л. Самохвалов и Н. И. Спичак (53) 627.2 (088.8) (56) Новые конструктивные решения для разработки морских месторождений нефти.

Монтажные и строительные работы. Сер.

Изготовление металлических и монтаж строительных конструкций. Вып. 5, Минмонтажспецстрой СССР, 1984, с. 18.

Патент США № 4417831, кл. E 02 В 17/00, 1983. (54) МАЧТОВАЯ ГЛУБОКОВОДНАЯ ОПОРА (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству при освоении нефтегазовых месторождений. Цель изобретения — повышение надежности опоры и упрощение ее эксплуатации. Опора содержит ствол 1, оттяжки 2, анкерные фундаменты 3. На стволе 1 смонтирована палуба 4 с необходимым оборудованием. Каждая оттяжка содержит наклонный и вертикальный участки, связанные шарнирно между собой и с соединительным звеном. Другой конец звена шарнирно соединен со стволом 1. Натяжной узел снабжен системой автоблокировки. Величина натяжения в оттяжках в процессе регулировки контролируется по манометру 6 и 1

1313949

Изобретение относится к сооружению опор глубоководных платформ для добычи нефти и газа, а также для проведения научных исследований в области физики

Земли. 5

Цель изобретения — повышение надежности опоры и упрощение ее эксплуатации.

На фиг. 1 изображена мачтовая глубоководная опора, общий вид; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б

1О на фиг. 3; на фиг. 5 — схема автоблокировки; на фиг. 6 — разрез  — В на фиг. 5.

Мачтовая глубоководная опора содержит ствол 1, оттяжки 2, анкерные фундаменты 3. На стволе 1 смонтирована палуба 4 с необходимым оборудованием. Каждая оттяжка включает наклонный и вертикальный участки. Крепление оттяжек к стволу осуществляется с помощью звена 5. Участки оттяжки соединяются друг с другом и со звеном 5 в оттяжечном узле с помощью шар- 20 нира 6. Другой конец звена шарнирно соединен со стволом 1. Верхний конец вертикального участка каждой оттяжки снабжен фасонкой 7 и присоединен к натяжному устройству 8, расположенному на палубе 4.

Натяжное устройство, выполнено ленточно-иониусным и содержит анкерную балку 9, жестко соединенную с конструкциями палубы 4, установленные на ней гидродомкраты 10, а также домкратную балку 11, установленную на домкратах 10. B фасонке 7 выполнены болтовые отверстия 12. Ответные болтовые отверстия выполнены в анкерной и домкратной балках. Фасонка 7 и анкерная балка 9 соединены друг с другом путем совмещения их отверстий и постановки в них постоянных болтов 13. 35

Система питания гидродомкрата включает бак 14, прямую магистраль 15 и обратную магистраль 16, насос 17 с электромашинным приводом 18, контрольный манометр 19 и напорный золотник 20, отрегулированный на давление, соответствующее 40 максимальному допустимому усилию в оттяжке. Питание привода осуществляется силовой цепью 21.

Натяжное устройство снабжено системой автоблокировки, содержащей помимо напорного золотника 20 цепь 22 блокировки, цепь 23 сигнализации и две цепи 24 и 25 управления сигнализацией, параллельные силовой цепи 21. Силовая цепь 21 содержит нормально замкнутые контакты 26. Цепь 22 блокировки содержит группу параллельно вклю- 50 ченных пар нормально разомкнутых контактов 27, смонтированных на электроизолирующей плате 28 у болтовых отверстий анкерной балки 9, причем у каждого болтового отверстия смонтирована соответствующая пара контактов 27. Между каждой па- 55 рой контактов 27 установлен пружинный элемент 29. Цепь 22 блокировки содержит также соленоид 30. Цепь 23 сигнализации содержит нормально замкнутые контакты 31, а также сигнальные устройства: звонок 32 и лампу 33. Каждая цепь управления содертит группу последовательно включенных пар нормально разомкнутых контактов 34, смонтированных на электроизолирующих платах.

При этом контакты цепи 24 смонтированы у болтовых отверстий анкерной балки 9, а контакты цепи 25 — у болтовых отверстий домкратной балки 11, по одной паре контактов у каждого отверстия. Цепь 24 содержит катушку 35, а цепь 25 — катушку 36. Обе катушки снабжены общим сердечником 37, Каждый постоянный болт 13 снабжен комплектом шайб, включающим электроизолирующую шайбу 38 с конусной втулкой, металлическую шайбу 39 и электроизолирующую прокладку 40.

Опора работает следующим образом.

При возникновении шторма на ствол 1 воздействует горизонтальная волновая нагрузка. Соединительный элемент 5 передает эту нагрузку на наветренные оттяжки. При этом вертикальная составляющая усилия в наклонном участке оттяжки передается вертикальным участком с помощью фасонки 7 через болты 13 на анкерную балку 9, а с нее — на конструкции палубы 4.

Затяжка болтов 13 обеспечивает разжимание конической втулкой шайбы 38 пружинных элементов 29, замыкающих контакты 27, а также замыкание шайбой 39 контактов 34.

При этом оказываются замкнутыми цепи 22 и 24. В результате катушки 35 и 36 оказываются под напряжением, их сердечники втянуты, а контакты 31 цепи 23 сигнализации и контакты 26 силовой цепи 21 разомкнуты. При этом сигнализация обесточена и привод 18 гидросистемы не может быть включен. Последнее предотвращает поломку элементов натяжного узла при попытке включения домкратов 10 до снятия болтов 13 постоянного крепления фасонки 7 к анкерной балке. Принятая схема автоблокировки такова, что для ее срабатывания достаточно наличия в гнезде хотя бы одного из болтов 13. Таким образом, логическая схема срабатывания автоблокировки может быть опрец лена формулой с = na„ где с — срабатывание автоблокировки; а; — наличие i ãî болта в отверстии анкерной балки.

Г1ри необходимости регулировки натяжения оттяжки производится крепление фасонки 7 к домкратной балке !! путем постановки временных болтов в отверстия последней, совмегцак>щиеся с соответствующими отверстиями !2 фасонки 7. Если совмещение отверстий вследствие неточностей изго-.овления не достигается, то производится регулировка положения домкратной балки 11 но высоте с помощью домкратов !О. Пос1313949 ле постановки временных болтов постоянные болты 13 удаляются.

Постановка временных болтов замыкает контакты 34 цепи 25 аналогично тому, как замыкались контакты 34 цепи 24. В результате катушка 36 оказывается под напряжением. Удаление же постоянных болтов 13 приводит к обесточиванию цепей 24 и 22, при этом замыкаются контакты 26 силовой цепи 21. Контакты 31 цепи 23 сигнализации остаются разомкнутыми, так как сердечник 37 удерживается катушкой 36, находящейся под напряжением.

Попытка снять какой-либо из болтов 13 до окончания сборки болтового соединения фасонки 7 с домкратной балкой ll приводит к включению сигнализации вследствие того, что цепи 24 и 25 одновременно оказываются обесточенными, и сердечник 37 под действием своей пружины замыкает контакты 31. Включение звуковой и световой сигнализации предотвращает полное отсоединение вертикального участка оттяжки и разрушение опоры от внезапного шторма.

Таким образом, для срабатывания сигнализации достаточно удалить хотя бы по одному болту как из узла соединения фасонки с анкерной балкой, так и из узла соединения ее с домкратной балкой. Логическая схема срабатывания сигнализации может быть выражена формулой с = 0 Г а;11 g Гй,, 3 где с — срабатывание сигнализации;

d; — наличие j-ro болта в отверстии домкратной балки.

После постановки временных болтов и снятия постоянных болтов 13 оттяжка подтягивается с помощью гидродомкратов 10 путем включения привода 18 насоса 17. Соответствующее вертикальное перемещение шарнира 6 обеспечивается поворотом звена 5.

Диапазон возможных углов поворота звена 5 равный 2а, определяет максимальный ход натяжения Л, если первоначально шарнир 6 устанавливается в самое нижнее положение (фиг. 2).

Величина натяжения в процессе регулировки контролируется по манометру 19. B случае недостаточной внимательности персонала и достижения предельно допустимого натяжения оттяжки происходит сдвиг поршня золотника 20 под воздействием повышенного давления в системе, перекрытие прямой магистрали 15 и открытие обратной магистрали 16.

В результате при дальнейшей работе привода 18 рабочее тело гидросистемы не поступает в гидродомкрат 10, но через обрат15 ную магистраль 16 сбрасывается в бак 14.

Изобретение позволяет повысить надежность опоры при неточных действиях обслуживающего персонала и удобство обслуживания, так как не требует водолазных работ.

Формула изобретения

Мачтовая глубоководная опора, содержащая ствол, оттяжки, анкерные фундаменты, оттяжечные узлы, расположенные в под25 водной зоне и связанные со стволом соединительными элементами, а также натяжные узлы, расположенные в надводной зоне, причем каждая оттяжка на участке между анкерным фундаментом н оттяжечным узлом расположена наклонно к стволу, а на участке между оттяжечным и натяжным узлами — — параллельно ему, отличаюи1аяся тем, что, с целью повышения надежности опоры и упрощения ее эксплуатации, параллельный стволу и наклонный участки оттяжки соединены в оттяжечном узле шарнирно, а соединительный элемент оттяжечного узла выполнен в виде звена, шарнирно соединенного со стволом и оттяжечным узлом с возможностью поворота в плоскости оттяжки, при этом натяжной узел снабжен системой автоблокировки.

6-6

Риг, г()иг 5 (,остааите ib Р. Бесч астнова

Редант<)р М. Г!етрова (ехред 33 Верее Корректор М. Шарош..

3)) каз 2002 о() Тираж 60) Подписное

l3l l33l 33 ill ос) парс г )е)и «). ) )г)))итет,i (:(:Cl i:t) делам изобретений и о гкрп. гий

I I 3()Ë ), .)!))сi.i!;i. Ж;4, Ра г)пс);;)л иаб., д 4,") ! 3!)оii ч!с „ гас .!l!i-i)(), i!)i р)г) Iiч(са))е i.р((I! I)интне. г,, жго!) ))1, с.) 33 пc)Eкти3и. 4