Морская ледостойкая платформа

 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для добычи нефти и газа на шельфе замерзающих морей. В морской ледостойкой платформе, включающей опорный оголовок, рабочую платформу и сваи, закрепленные в грунте и проходящие через опорный оголовок, последний состоит из опорной обоймы, имеющей кондукторы для крепления свай, опирающегося на обойму корпуса в форме гиперболоида вращения, на верхний пояс которого установлена рабочая платформа. Сваи выполнены из стальных труб, причем наружная поверхность свай, так же как и внутренняя поверхность кондукторов, имеет форму шнека. Платформа при взаимодействии с движущимся ледовым полем за счет формы корпуса имеет минимальные горизонтальные нагрузки. Форма корпуса также позволяет снизить энергию удара волны, то есть уменьшить вибрацию сооружения. 1 ил.

Использование: в гидротехническом строительстве при сооружении стационарных платформ для добычи нефти и газа на шельфе замерзающих морей.

Известна распространенная конструкция ледостойкой платформы, состоящая из опорной плиты, устанавливаемой на грунтовое основание на морском дне, опорных цилиндрических колонн, возвышающихся над водой, и рабочей платформы (Эриксен К. Проектирование и строительство железобетонных платформ для континентального шельфа в Норвегии. Перевод. Nordisk betong, 1982, N 2-4, с. 82-86; Вершинин С.А. Конструкции ледостойких платформ. ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Серия: Водный транспорт. Том 13, с. 15-18, М., 1988 г.).

Недостатком подобных конструкций является большой объем работ, в том числе подводных, по выравниванию основания, устройству свайного поля для предотвращения размыва основания, соскальзывания и опрокидывания опорной плиты и всей конструкции.

Известна также конструкция опорного блока ледостойкой платформы (патент RU 2089704 C1, кл. E 02 B 17/00), состоящего из базы, устанавливаемой на грунтовое основание и закрепленной к нему сваями, конического восьмигранного ледореза и опорного оголовкa с рабочей платформой. Жесткость конструкции осуществляется вертикальными и горизонтальными диафрагмами.

Недостатками этой конструкции являются необходимость выравнивания грунтового основания на морском дне, скапливание льда со стороны воздействия ледового поля.

Общим недостатком рассмотренных конструкций (гравитационных) является большой вес сооружений, способный противостоять воздействию ледовых полей, и как результат перерасход материальных и энергетических затрат на их возведение.

Сущность изобретения: конструкция морской ледостойкой платформы состоит из опорной обоймы, на которую опирается корпус платформы в форме гиперболоида вращения, на верхний пояс которого устанавливается рабочая платформа. Нижняя часть корпуса служит для разрушения льда и для максимального сокращения горизонтальных нагрузок от воздействия ледовых полей путем их перераспределения и видоизменения в вертикальные. Полости корпуса используются как емкости для временного хранения нефти. Опорная обойма включает в себя кондукторы для крепления свай. Число свай - четное, минимальное количество - 6 штук.

Конструкция платформы выполняется в железобетоне и металле.

Платформа буксируется к месту работ в полностью собранном и укомплектованном технологическим оборудованием состоянии, половина свай опускается и упирается в дно, выполняя функции стабилизации, остальные сваи забуриваются на глубину, необходимую для прочного сцепления с грунтом, после чего на ту же глубину забуриваются стабилизирующие сваи. Платформа готова к работе.

На чертеже показана морская свайная ледостойкая платформа с гиперболическим корпусом. Платформа состоит из опорной обоймы 1, включающей кондукторы 2 для крепления свай 4, корпуса 3, выполненного в форме гиперболоида вращения, опирающегося на обойму, и рабочей платформы 5, опирающейся на корпус.

Сваи выполняются из стальных труб, наружная поверхность которых, как и внутренняя поверхность кондукторов, выполняется в форме "шнека", что позволяет свае закрепиться как в грунте, так и в кондукторе.

Главная функция гиперболического корпуса платформы заключается в том, что ледовое поле под острым углом, без сопротивления наползая на пологую часть оболочки, с постепенным плавным изменением ее кривизны разрушается под собственным весом.

Таким образом, горизонтальные нагрузки от движущегося ледового поля видоизменяются в вертикальные от веса льда и передаются на сваи. При этом форма поверхности такова, что разрушенный лед без препятствий скатывается с нее, не скапливаясь в торосы.

Свойства гиперболоида вращения как поверхности двоякой кривизны позволяют отказаться от дополнительных жесткостей и диафрагм, что существенно облегчает конструкцию.

Верхняя часть гиперболического корпуса служит как для установки рабочей платформы, так и для уменьшения энергии удара волны и как следствие снижения вибрации всей конструкции.

Дополнительный эффект может заключаться в том, что при бурении наклонных скважин с использованием полостей свай с одной платформы можно захватить большую площадь нефтяного поля.

Формула изобретения

Морская ледостойкая платформа, включающая опорный оголовок, рабочую платформу и сваи, закрепленные в грунте основания и проходящие через опорный оголовок, отличающаяся тем, что опорный оголовок состоит из опорной обоймы, имеющей кондукторы для крепления свай, опирающегося на обойму корпуса в форме гиперболоида вращения, на верхний пояс которого установлена рабочая платформа, а сваи выполнены из стальных труб, причем наружная поверхность свай так же, как и внутренняя поверхность кондукторов, имеет форму шнека.

РИСУНКИ

Рисунок 1