Способ сооружения морского технологического комплекса добычи полезных ископаемых

 

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, сооружению технологических комплексов, которые обеспечивают проведение работ на шельфе открытого моря. Способ сооружения морского технологического комплекса добычи полезных ископаемых заключается в том, что на основании стапельно-спускового устройства с наклонными направляющими береговой верфи изготавливают технологический модуль с осуществлением его жесткой связи с основанием, спускают упомянутый модуль на основании стапельно-спускового устройства по наклонным направляющим на воду. В заключительной стадии изготовления придают технологическому модулю отрицательную плавучесть и осуществляют спуск на воду на заданную глубину технологического модуля на основании стапельно-спускового устройства с последующим снятием упомянутой жесткой связи технологического модуля с основанием на заданной глубине. Перегружают технологический модуль на транспортное средство или придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть и необходимую остойчивость, транспортируют к месту добычи полезных ископаемых с помощью соответствующих транспортных средств и осуществляют установку на грунт или сборку. Изобретение позволяет осуществить полный контролируемый технологический цикл от сооружения технологических модулей до закрепления на морском дне соответствующего модуля и сборку технологического комплекса в целом. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, к сооружению технологических комплексов, которые обеспечивают проведение работ на шельфе открытого моря.

Известен способ сооружения морской платформы, при котором транспортируют основание и верхнюю палубу с технологическим оборудованием в надводном положении к месту их установки, устанавливают на дно основание и крепят его ко дну с помощью свай, устанавливают верхнее строение с технологическим оборудованием на основание [1].

Сооружение морской платформы по известному способу позволяет решить задачу модульного изготовления отдельных функциональных частей на разных судостроительных верфях. При этом крепление основания к грунту осуществляется методом забивки свай с помощью копра.

Однако при твердых грунтах такое крепление практически трудно осуществимо, а при мягких грунтах такое крепление не может быть само по себе эффективным вследствие малого противодействия внешним воздействиям, в частности, опрокидывающему моменту. Поэтому в известном способе предусматривается дополнительно использование гравитационного метода достижения устойчивости конструкции морской платформы за счет частичного заполнения пространства между обшивками защитной конструкции цементным раствором.

В известном способе отсутствуют сведения об изготовлении, транспортировке и методах установки на морское дно технологических модулей морской платформы, что не позволяет говорить об экономической эффективности способа сооружения морского технологического комплекса в целом.

Известно техническое решение, согласно которому реализуется способ сооружения технологических модулей на стапеле береговой верфи, согласно которому на основании стапельно-спускового устройства с наклонными направляющими береговой верфи изготавливают технологический модуль с осуществлением его жесткой связи с основанием, спускают упомянутый модуль на основании стапельно-спускового устройства по наклонным направляющим на воду [2 - прототип] . Известное техническое решение в части способа сооружения технологических морских модулей и спуска их на воду является достаточно сложным, поскольку предусматривает перегрузку строящегося объекта с продольных тележек на поперечные и далее на наклонные направляющие для обеспечения спуска их на воду.

Кроме того, известный способ предусматривает спуск на воду построенных технологических модулей с наличием у них положительной плавучести, при этом всплытие включает по существу неконтролируемую часть операции, которая, несмотря на предварительно заданную остойчивость, при соответствующем стечении обстоятельств может привести к нежелательным последствиям.

Настоящее изобретение направлено на создание экономически выгодного и надежного способа сооружения морских технологических комплексов добычи полезных ископаемых, включающего полный контролируемый технологический цикл, а именно: сооружение технологических модулей с соответствующим оборудованием на береговой верфи, спуск на воду, транспортировку, спуск на морское дно, установку и закрепление на морском дне соответствующего модуля и сборку технологических комплексов в целом.

Указанный технический результат достигается реализацией способа сооружения морского технологического комплекса добычи полезных ископаемых, который характеризуется тем, что на основании стапельно-спускового устройства с наклонными направляющими береговой верфи изготавливают технологический модуль с осуществлением его жесткой связи с основанием, спускают упомянутый модуль на основании стапельно-спускового устройства по наклонным направляющим на воду, при этом в заключительной стадии изготовления придают технологическому модулю отрицательную плавучесть и осуществляют спуск на воду с погружением на заданную глубину технологического модуля на основании стапельно-спускового устройства с последующим снятием упомянутой жесткой связи технологического модуля с основания на заданной глубине, перегружают на транспортное средство или придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть и необходимую остойчивость, после чего транспортируют к месту добычи полезных ископаемых с помощью соответствующих транспортных средств и осуществляют установку на грунт или сборку.

Придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть тем, что перед снятием жесткой связи между основанием стапельно-спускового устройства и технологическим модулем на заданной глубине технологический модуль жестко связывают с балластными емкостями, которые предварительно погружают в воду на необходимую глубину и осуществляют освобождение балластных емкостей от балласта.

Кроме того, в одном из вариантов, придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть тем, что технологические модули выполняют совместно с балластными емкостями на основании стапельно-спускового устройства, а после спуска на воду на заданную глубину основания стапельно-спускового устройства с технологическим модулем освобождают балластные емкости от балласта.

Устанавливаемый на грунт на месте добычи полезных ископаемых технологический модуль опускают и устанавливают на дно совместно с балластными емкостями путем заполнения последних необходимым количеством балласта, затем закрепляют упомянутый технологический модуль на дне с помощью цементируемых свай.

После закрепления с помощью цементируемых свай устанавливаемого на дно технологического модуля снимают жесткую связь между ним и балластными емкостями, осуществляют удаление балласта из последних до их всплытия и отводят на плаву для последующего использования.

После снятия жесткой связи между основанием стапельно-пускового устройства и технологическим модулем на заданной глубине, технологический модуль с основания стапельно-спускового устройства перегружают на плавучее транспортное средство с выдвигающимися опорами, которые в процессе перегрузки опираются на дно моря, палубу плавучего транспортного средства также предварительно устанавливают на заданную глубину, а перегрузку осуществляют путем горизонтального перемещения технологического модуля, например, с помощью гидравлических домкратов или передачи с гибкой связью.

Технологический модуль, например верхнее строение морской платформы, с плавучего транспортного средства с выдвигающимися опорами, которые в процессе перегрузки опираются на дно моря, перегружают на предварительно установленный на дно технологический модуль, например основание морской платформы, путем горизонтального перемещения технологического модуля, например, с помощью гидравлических домкратов или передачи с гибкой связью.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах для объекта-способа, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам для заявленного способа.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволяет выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем единому техническому результату отличительных признаков для заявленного объекта, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранного прототипа признаками для заявленного объекта изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-4, на которых показан один из вариантов реализации способа сооружения морского технологического комплекса по предложенному способу.

На фиг.1 показан один из вариантов спуска на воду одного из технологических модулей с отрицательной плавучестью - основания морской платформы.

На фиг. 2 - транспортировка, установка и крепление к морскому дну основания морской платформы.

На фиг. 3 - спуск на воду одного из технологических модулей - палубной секции (горизонтальной площадки) с технологическим оборудованием в сборе и погрузка на плавающее средство с выдвигающимися опорами.

На фиг.4 - установка палубной секции с технологическим оборудованием на основание морской платформы.

Один из возможных вариантов реализации предложенного способа осуществляется следующим образом.

На основании стапельно-спускового устройства 1 береговой верфи, установленном на наклонных направляющих 2 изготавливают технологический модуль любого функционального назначения, в случае, показанном на фиг.1 - основание морской платформы 3, спускают упомянутый технологический модуль на основании стапельно-спускового устройства 1 по соответствующим направляющим 2 на воду.

При изготовлении технологические модули жестко крепят к основанию стапельно-спускового устройства 1 береговой верфи с помощью жесткой связи 4 - упоров или быстроразъемных соединений.

После изготовления придают технологическому модулю отрицательную плавучесть. В данном случае основание морской платформы 3 обладает отрицательной плавучестью изначально согласно конструктивному выполнению. Спуск на воду с погружением на заданную глубину основания морской платформы 3 осуществляют на основании стапельно-спускового устройства 1 по направляющим 2 с последующим снятием упомянутой жесткой связи 4 на заданной глубине. Далее придают основанию морской платформы 3 положительную плавучесть транспортируют к месту добычи полезных ископаемых с помощью соответствующих транспортных средств и осуществляют их установку на грунт и сборку.

В одном из вариантов реализации данного способа перед снятием жесткой связи 4 между основанием стапельно-спускового устройства 1 и технологическим модулем 3 на наперед заданной глубине (фиг.1), основание морской платформы 3 с помощью соответствующей жесткой связи 5, выполненной в виде упоров или быстроразъемных соединений, связывают с балластными емкостями 6, затем осуществляют освобождение балластных емкостей 6 от балласта до придания основанию морской платформы 3 совместно с балластными емкостями 6 заданной положительной плавучести. Для обеспечения соответствующей надежной остойчивости балластные емкости 6 связывают между собой быстроразъемными соединениями 7.

Возможен также вариант выполнения технологического модуля с положительной плавучестью, т.е. совместно с балластными емкостями 6 непосредственно на основании стапельно-спускового устройства 1. При этом перед спуском на воду технологического модуля балластные емкости заполняют, а после спуска на воду на заданную глубину балластные емкости освобождают от балласта для придания соответствующей плавучести и остойчивости.

Транспортируют к месту добычи полезных ископаемых устанавливаемый на грунт технологический модуль - основание морской платформы 3 (фиг.2), опускают и устанавливают на дно совместно с балластными емкостями 6 путем заполнения последних необходимым количеством балласта, затем закрепляют упомянутый технологический модуль - основание морской платформы 3 на дне с помощью цементируемых свай 8. При этом используется технологическое оборудование 9, установленное на плавучем транспортном средстве с выдвигающимися опорами 10.

После закрепления с помощью цементируемых свай 8 устанавливаемого на дно технологического модуля - основания морской платформы 3 снимают жесткую связь 5 между ней и балластными емкостями 6, осуществляют удаление балласта из последних до их всплытия и отводят на плаву для последующего использования.

Кроме того, некоторые технологические модули, например верхнее строение морской платформы 11 совместно с соответствующим технологическим оборудованием 12 (фиг.3), могут быть доставлены к месту их установки с помощью плавучего транспортного средства с выдвигающимися опорами 10.

После спуска на воду и снятия жесткой связи 5 между основанием стапельно-пускового устройства 1 и технологическим модулем - верхнего строения морской платформы 11 на наперед заданной глубине, последнее с основания стапельно-пускового устройства 1 перегружают на плавучее транспортное средство 10 с выдвигающимися опорами, которые в процессе перегрузки опираются на дно моря.

Палубу плавучего транспортного средства 10 также предварительно устанавливают на заданную глубину, а перегрузку осуществляют путем горизонтального перемещения технологического модуля - верхнего строения морской платформы 11, например, с помощью гидравлических домкратов или передачи с гибкой связью.

Технологический модуль - в данном случае верхнее строение морской платформы 11 с технологическим оборудованием 12 доставляется к месту его установки (фиг.4), и с плавучего транспортного средства с выдвигающимися опорами 10 перегружают на предварительно установленный на дно технологический модуль - основание платформы 3 путем горизонтального перемещения, например, с помощью гидравлических домкратов или передачи с гибкой связью. Выдвигающиеся опоры плавучего транспортного средства 10 в процессе перегрузки опираются на дно моря.

Предложенный способ позволяет надежно осуществлять технологические операции всего цикла сооружения морских технологических комплексов с использованием метода их модульного изготовления, транспортировки, установки, крепления к морскому дну и сборки. Кроме того, предложенный способ позволяет осуществлять изготовление технологических модулей морского комплекса в сборе непосредственно на береговой верфи без использования специальных сухих доков.

Таким образом, для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изобретения, подтверждается возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и до даты приоритета средств и методов с получением ожидаемого результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Источники информации 1. Патент РФ 2090699, кл. Е 02 В 17/00, 1997.

2. Авторское свидетельство СССР 1505839, кл. В 63 С 3/00, 1989.

Формула изобретения

1. Способ сооружения морского технологического комплекса добычи полезных ископаемых, при котором на основании стапельно-спускового устройства с наклонными направляющими береговой верфи изготавливают технологический модуль с осуществлением его жесткой связи с основанием, спускают упомянутый модуль на основании стапельно-спускового устройства по наклонным направляющим на воду, отличающийся тем, что в заключительной стадии изготовления придают технологическому модулю отрицательную плавучесть и осуществляют спуск на воду на заданную глубину технологического модуля на основании стапельно-спускового устройства с последующим снятием упомянутой жесткой связи технологического модуля с основанием на заданной глубине, перегружают технологический модуль на транспортное средство или придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть и необходимую остойчивость, после чего транспортируют к месту добычи полезных ископаемых и осуществляют установку на грунт или сборку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть тем, что перед снятием жесткой связи между основанием стапельно-спускового устройства и технологическим модулем на заданной глубине технологический модуль жестко связывают с балластными емкостями, которые предварительно погружают в воду на необходимую глубину и осуществляют освобождение балластных емкостей от балласта.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что придают технологическому модулю заданную положительную плавучесть тем, что технологические модули выполняют совместно с балластными емкостями на основании стапельно-спускового устройства, а после спуска на воду на заданную глубину основания стапельно-спускового устройства с технологическим модулем освобождают балластные емкости от балласта.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что установку на грунт технологического модуля осуществляют путем заполнения балластных емкостей необходимым количеством балласта, затем закрепляют упомянутый технологический модуль на дне с помощью цементируемых свай.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после закрепления с помощью цементируемых свай устанавливаемого на дно технологического модуля снимают жесткую связь между ним и балластными емкостями, осуществляют удаление балласта из последних до их всплытия и отводят на плаву для последующего использования.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после снятия жесткой связи между основанием стапельно-пускового устройства и технологическим модулем на заданной глубине технологический модуль с основания стапельно-спускового устройства перегружают на плавучее транспортное средство с выдвигающимися опорами, которые в процессе перегрузки опираются на дно моря, палубу плавучего транспортного средства также предварительно устанавливают на заданную глубину, а перегрузку осуществляют путем горизонтального перемещения технологического модуля, например, с помощью гидравлических домкратов или передачи с гибкой связью.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что технологический модуль, например верхнее строение морской платформы, с плавучего транспортного средства с выдвигающимися опорами, которые в процессе перегрузки опираются на дно моря, перегружают на предварительно установленный на дно технологический модуль, например основание морской платформы, путем горизонтального перемещения, например, с помощью гидравлических домкратов или передачи с гибкой связью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4