Способ сборки и морского монтажа морской стационарной платформы

Изобретение относится к области строительства морских нефтепромысловых гидротехнических сооружений, в частности к морскому монтажу морских стационарных платформ. Для сборки и морского монтажа комплектно-блочным методом с укрупнительной сборкой морской стационарной платформы образуют сборочные единицы на монтажно-сборочной площадке - опорный блок, несущую палубу и блок-модули верхнего строения, стыкуют плавучее транспортное средство с монтажно-сборочной площадкой, устанавливают последовательно сборочные единицы на стапельные тележки, перемещают сборочные единицы с монтажно-сборочной площадки на плавучее транспортное средство с помощью упомянутых стапельных тележек, транспортируют к месту установки и осуществляют их последовательный монтаж с помощью краново-монтажных судов. Последовательный монтаж сборочных единиц на месте их установки на море осуществляют в следующем порядке: устанавливают на предварительно подготовленный грунт опорный блок, осуществляют установку свай в соответствующие юбочные направляющие опорного блока, их забивку и цементирование с образованием свайного фундамента, на предварительно выполненные на опорном блоке подкосы и разновысокие установочные направляющие штыри устанавливают несущую палубу, в которой выполняют соответствующие посадочные места под штыри и подкосы, причем стыковку осуществляют последовательным сопряжением упомянутых штырей и соответствующих посадочных мест. Изобретение обеспечивает повышение эффективности использования мощностей строительной техники и плавучих технических средств, сокращение сроков строительства, снижение объемов морских операций и их трудоемкости, уменьшение затрат на строительство морских стационарных платформ. 6 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

Изобретение относится к области строительства морских нефтепромысловых гидротехнических сооружений, в частности к морскому монтажу морских стационарных платформ.

Известны способы сборки и морского монтажа морских стационарных платформ с установкой и свайным закреплением опорной части и установкой модулей верхнего строения с помощью кранового судна /1/.

Недостатком таких известных способов является значительная продолжительность монтажно-сборочных операций в море с большими затратами на оплату плавучих технических средств, участвующих в морских операциях.

Известны также способы сборки и морского монтажа морских стационарных платформ с применением новых крановых судов большой грузоподъемности и новых технических средств для строительства, существенно сокращающих сроки строительства и, как следствие, уменьшающих капитальные затраты /2/.

Недостатком такого способа является относительно большее число монтажно-сборочных операций, где используется энергоемкое оборудование с низким процентом его использования по мощности.

Известно также способ монтажа комплектно-блочным методом с укрупнительной сборкой морской стационарной платформы, при котором образуют сборочные единицы на монтажно-сборочной площадке - опорный блок, несущую палубу и блок-модули верхнего строения, стыкуют плавучее транспортное средство с монтажно-сборочной площадкой, устанавливают сборочные единицы на стапельные тележки, перемещают сборочные единицы с монтажно-сборочной площадки на транспортное плавучее средство с помощью упомянутых стапельных тележек, транспортируют к месту установки и осуществляют их последовательный монтаж с помощью краново-монтажных судов /3 - прототип/.

Известное техническое решение обеспечивает монтаж и надежную транспортировку монтажных блоков с монтажно-сборочной площадки на транспортное судно. Однако не решает в полной мере задачу морского монтажа сборочных единиц.

Целью изобретения является повышение эффективности использования мощностей строительной техники и плавучих технических средств, сокращение сроков строительства, снижение объемов морских операций и трудоемкости, уменьшение затрат на строительство морских стационарных платформ.

Указанная цель достигается тем, что реализуется способ сборки и морского монтажа комплектно-блочным методом с укрупнительной сборкой морской стационарной платформы, при котором образуют сборочные единицы на монтажно-сборочной площадке - опорный блок, несущую палубу и блок-модули верхнего строения, стыкуют плавучее транспортное средство с монтажно-сборочной площадкой, устанавливают последовательно сборочные единицы на стапельные тележки, перемещают сборочные единицы с монтажно-сборочной площадки на транспортное плавучее средство с помощью упомянутых стапельных тележек, транспортируют к месту установки и осуществляют их последовательный монтаж с помощью краново-монтажных судов, причем последовательный монтаж сборочных единиц на месте их установки на море осуществляют в следующем порядке: устанавливают на предварительно подготовленный грунт опорный блок, осуществляют установку свай в соответствующие направляющие опорного блока, их забивку и цементирование с образованием свайного фундамента, на предварительно выполненные на опорном блоке подкосы и разновысокие установочные направляющие штыри устанавливают несущую палубу, в которой выполняют соответствующие посадочные места под штыри и подкосы, причем стыковку осуществляют последовательным сопряжением упомянутых штырей и соответствующих посадочных мест.

Подкосы соединения опорного блока и верхнего строения выполняют как единое целое с опорным блоком как сборочной единицы, а по длине их выполняют с припуском, который определяют из условия допускаемого отклонения вертикальной оси опорного блока при его установке на грунт и максимально допускаемого отклонения плоскостей опорных поверхностей верхнего строения от горизонтали.

Кроме того, перевод из горизонтального в вертикальное положение свай и установку свай в направляющие опорного блока осуществляют с помощью двух грузоподъемных кранов, причем застропку сваи осуществляют в местах, обеспечивающих их минимальный прогиб.

Для увеличения сцепления с цементным раствором сваи и направляющие для свай в месте их цементирования снабжают кольцевыми выступами.

Свайный фундамент снабжают пакерными устройствами, а полость, ограниченную сваями, направляющими и пакерными устройствами снабжают входными и выходными трубопроводами, через которые осуществляют заполнение и контроль заполнения упомянутой полости цементным раствором до требуемой концентрации.

Соответствующие разновысокие установочные направляющие штыри выполняют на верхней поверхности несущей палубы, на которые устанавливают модули верхнего строения, причем вес и габариты модулей выбирают из условия соответствия максимальным техническим характеристикам грузоподъемных устройств краново-монтажного судна.

Несущую палубу и блок-модули верхнего строения выполняют как одну сборочную единицу с учетом технических характеристик грузоподъемных устройств краново-монтажного судна.

Предложенный способ поясняется чертежами в применении к строительству двухблочной морской стационарной платформы, представленными на фиг.1-17.

На фиг.1 показан общий вид морской стационарной платформы с разбивкой на сборочные единицы; на фиг.2 - вариант выполнения сваи с наружными кольцевыми выступами; на фиг.3 - вариант выполнения юбочных направляющих с внутренними кольцевыми выступами и пакерным устройством; на фиг.4 - система трубной разводки-подачи и трубного контроля цементного раствора.

На фиг.5-7 показаны схемы перемещения сборочных единиц с монтажно-сборочной площадки на транспортную баржу опорного блока (фиг.5), несущей платформы (фиг.6) и жилого молуля (фиг.7); на фиг.8 показана схема разгрузки с транспортной баржи опорного блока морской стационарной платформы; на фиг.9 - установка на морское дно опорного блока морской стационарной платформы; на фиг 10 показана схема перевода свай из горизонтального в вертикальное положение при их установке в фундамент опорного блока; на фиг.11 - схема установки свай в юбочные направляющие опорного блока; на фиг.12 - схема забивки свай молотом в грунт; на фиг.13 - схема подачи цементного раствора в фундамент опорного блока с судна обслуживания; на фиг.14 - установка несущей палубы и переходного моста; на фиг.15 - установка жилого модуля; на фиг.16 - установка технологических модулей, на фиг.17 - установка нижней и верхней частей буровой вышки.

Морская стационарная платформа (фиг.1) подразделяется по предлагаемому способу на сборочные единицы: опорный блок 1 морской технологической платформы, опорный блок жилого модуля 2, причем каждый опорный блок снабжен свайным фундаментом 3 несущей палубой 4. Опорные блоки 1 и 2 связаны между собой переходным мостом 5. На несущей палубе 4 опорного блока 2 расположен жилой модуль 6. На несущей палубе 4 опорного блока 1 расположены энергетический модуль 7, технологические модули 8, блок основания с порталом и нижней частью буровой вышки 9, верхняя часть буровой вышки 10. Свайный фундамент 3 содержит юбочные направляющие 11 и сваи 12.

На опорном блоке 1 выполнены подкосы 13 и разновысокие установочные штыри 14.

Сваи 12 снабжены наружными кольцевыми выступами 15 (фиг.2), а юбочные направляющие 11 снабжены внутренними кольцевыми выступами 16 и пакерным устройством 17 (фиг.3).

Комплекс снабжен системой трубной разводки (фиг.4). Для заполнения и контроля заполнения цементным раствором полости, ограниченной сваями 12, юбочными направляющими 11 и пакерными устройствами 17, система включает соответствующие трубопроводы, причем каждая полость снабжена входным 18 и выходным 19 трубопроводами. По первому из них - трубопроводу 18 подается цементный раствор, а по второму трубопроводу 19 осуществляется контроль заполнения полости цементным раствором до требуемой его концентрации.

Технологический комплекс (фиг.5-7) включает сборочно-монтажную площадку 20, стапельные самоприводные тележки 21, транспортную баржу 22, краново-монтажное судно 23 с грузоподъемными кранами 24 и 25 (фиг 8-17), последний при забивке свай 12 снабжается свайным молотом 26 (фиг.12), смесителем 27 и трубопроводами 28 подачи цементного раствора, а также судно обслуживания 29, которое снабжено емкостью для цементного раствора 30 (фиг.13).

Предложенный способ реализуется следующим образом. На монтажно-сборочной площадке 20 образуют сборочные единицы - опорные блоки 1 и 2, несущие палубы 4 и блок-модули верхнего строения - жилой модуль 6, энергетический модуль 7, технологические модули 8, блок основания с порталом и нижней частью буровой вышки 9, верхнюю часть буровой вышки 10.

Стыкуют транспортную с монтажно-сборочной площадкой 20 (фиг.5-7), устанавливают последовательно сборочные единицы на стапельные самоприводные тележки 21, перемещают сборочные единицы с монтажно-сборочной площадки 20 на транспортную баржу 22 с помощью стапельных самоприводных тележек 21, транспортируют к месту установки и осуществляют их последовательный монтаж с помощью краново-монтажного судна 23.

При этом последовательный монтаж сборочных единиц на месте их установки на море осуществляют в следующем порядке: устанавливают на предварительно подготовленный грунт опорные блоки 1 и 2 (фиг.8-9), осуществляют установку свай 12 в юбочные направляющие 11 соответствующего опорного блока (фиг.11), их забивку с помощью свайного молота 26 (фиг.12) и цементирование с образованием свайного фундамента 3 (фиг.13).

На предварительно выполненные на опорном блоке 1 подкосы 13 и разновысокие установочные направляющие штыри 14 устанавливают несущую палубу 4, в которой выполняют соответствующие посадочные места (не показано) под направляющие штыри 14 и подкосы 13, причем стыковку осуществляют последовательным сопряжением упомянутых штырей 14 и соответствующих им посадочных мест.

При этом подкосы 13 соединения опорного блока и верхнего строения выполняют как единое целое с опорным блоком 1 как сборочной единицы, а по длине их выполняют с припуском, который определяют из условия допускаемого отклонения вертикальной оси опорного блока 1 при его установке на грунт и максимально допускаемого отклонения плоскостей опорных поверхностей верхнего строения от горизонтали.

Перевод из горизонтального в вертикальное положение свай 12 осуществляют с помощью двух грузоподъемных кранов 24 и 25 на краново-монтажном судне 23, причем застропку сваи 12 осуществляют в местах, обеспечивающих их минимальный прогиб (фиг.10). Установку свай 12 в направляющие 11 опорного блока 1 или 2 осуществляют с помощью крана 25 (фиг.11), а забивку свай 12 до заданной отметки осуществляют с помощью свайного молота 26 (фиг.12).

Для увеличения сцепления с цементным раствором сваи 12 и юбочные направляющие 11 в месте их цементирования снабжают кольцевыми выступами 15 и 16 соответственно.

Юбочные направляющие 11 свайного фундамента снабжают пакерными устройствами 17, а полость, ограниченную сваями 12, направляющими 11 и пакерными устройствами 17, снабжают входными 18 и выходными 19 трубопроводами, через которые осуществляют заполнение и контроль заполнения упомянутой полости цементным раствором до требуемой концентрации.

Закрепление свай 12 в фундаменте 3 опорных блоков 1 и 2 (фиг.13) производится с помощью цементного раствора, который подается с судна обслуживания 29 в цементный смеситель 27 и далее по трубопроводам 28 направляется в систему трубной разводки (фиг.4) каждой сваи 11.

Дополнительно, соответствующие разновысокие установочные направляющие штыри выполняют на верхней поверхности несущей палубы 4 (не показано), на которые устанавливают модули верхнего строения, причем вес и габариты модулей выбирают из условия соответствия максимальным техническим характеристикам грузоподъемных устройств - кранов 24 и 25 краново-монтажного судна 23.

В одном из вариантов реализации способа несущую палубу 1 и 2 выполняют как одну сборочную единицу с блок-модулями верхнего строения с учетом технических характеристик грузоподъемных устройств краново-монтажного судна 23.

Предложенный способ позволяет повысить производительность и экономичность монтажа морских стационарных платформ.

Литература

1. Бен Г.Гервик, младший Профессор строительства Университета Калифорнии, Беркли и Консультант по морским операциям. "Строительство морских сооружений", Нью-Йорк, 1986).

2. Вяхирев Р.И., Никитин Б.А., Мирзоев Д.А. "Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений". - М.: Изд-во Акад. Горных наук, 1999.

3. Авторское свидетельство СССР №1184896, Кл Е 02 В 17/00, 1983 г. - прототип.

1. Способ сборки и морского монтажа комплектно-блочным методом с укрупнительной сборкой морской стационарной платформы, при котором образуют сборочные единицы на монтажно-сборочной площадке: опорный блок, несущую палубу и блок-модули верхнего строения, стыкуют плавучее транспортное средство с монтажно-сборочной площадкой, устанавливают последовательно сборочные единицы на стапельные тележки, перемещают сборочные единицы с монтажно-сборочной площадки на плавучее транспортное средство с помощью упомянутых стапельных тележек, транспортируют к месту установки и осуществляют их последовательный монтаж с помощью краново-монтажных судов, отличающийся тем, что последовательный монтаж сборочных единиц на месте их установки на море осуществляют в следующем порядке: устанавливают на предварительно подготовленный грунт опорный блок, осуществляют установку свай в соответствующие юбочные направляющие опорного блока, их забивку и цементирование с образованием свайного фундамента, на предварительно выполненные на опорном блоке подкосы и разновысокие установочные направляющие штыри устанавливают несущую палубу, в которой выполняют соответствующие посадочные места под штыри и подкосы, причем стыковку осуществляют последовательным сопряжением упомянутых штырей и соответствующих посадочных мест.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подкосы соединения опорного блока и верхнего строения выполняют как единое целое с опорным блоком как сборочной единицей, а по длине их выполняют с припуском, который определяют из условия допускаемого отклонения вертикальной оси опорного блока при его установке на грунт и максимально допускаемого отклонения плоскостей опорных поверхностей верхнего строения от горизонтали.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перевод из горизонтального в вертикальное положение свай и установку свай в юбочные направляющие опорного блока осуществляют с помощью двух грузоподъемных кранов, причем застропку сваи осуществляют в местах, обеспечивающих их минимальный прогиб.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для увеличения сцепления с цементным раствором сваи и юбочные направляющие для свай в месте их цементирования снабжают кольцевыми выступами.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что свайный фундамент снабжают пакерными устройствами, а полость, ограниченную сваями, юбочными направляющими и пакерными устройствами, снабжают входными и выходными трубопроводами, через которые осуществляют заполнение и контроль заполнения упомянутой полости цементным раствором до требуемой концентрации.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно соответствующие разновысокие установочные направляющие штыри выполняют на верхней поверхности несущей палубы, на которые устанавливают блок-модули верхнего строения, причем вес и габариты блок-модулей выбирают из условия соответствия максимальным техническим характеристикам грузоподъемных устройств краново-монтажного судна.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что несущую палубу и блок-модули верхнего строения выполняют как одну сборочную единицу с учетом технических характеристик грузоподъемных устройств краново-монтажного судна.