Ледостойкая платформа

Изобретение относится к области судостроения и касается создания ледостойких гравитационных платформ, предназначенных для проведения бурильных работ и добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Ледостойкая платформа 1 содержит нижнюю 4 и верхнюю 2 усеченные конические части с вершинами, направленными соответственно вверх и вниз, и расположенную между ними цилиндрическую часть 3. Платформа выполнена в виде гравитационной платформы, у которой суммарная высота верхней усеченной конической части и цилиндрической части составляет не более где - средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы. Нижний усеченный конус с вершиной имеет высоту, равную разности между глубиной водоема в месте установки платформы и средней глубиной киля тороса. Угол α между образующей нижнего конуса платформы к вертикали составляет не менее, чем определяемый из соотношения α a r c t g ( g M n F п р е д ) , но не менее 45°, где n - коэффициент запаса, Fпред - предельная сдвигающая платформу нагрузка, g - ускорение свободного падения; M - масса платформы, состоящая из полезной массы и массы принятого балласта. Обеспечивается устойчивость положения платформы на грунте при действии глобальной ледовой нагрузки за счет ее минимизации и увеличения прижимающего платформу усилия при воздействии на нее крупных торосов. 3 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и касается создания ледостойких гравитационных платформ, предназначенных для проведения бурильных работ и добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей.

Известен Варандейский нефтяной отгрузочный терминал, установленный в Баренцевом море. Терминал имеет усеченную коническую форму с вершиной, направленной вверх, и многогранной поверхностью.

Недостатком известного является повышенный уровень действующей на него ледовой нагрузки, обусловленный ориентацией конуса. Известно, что ледовая нагрузка на конуса, вершина которых направлена вверх, существенно больше, чем на конуса с вершиной, направленной вниз.

Известна также плавучая ледостойкая платформа с якорной системой удержания типа SPAR, принятая за прототип (Сазонов К.Е., Кайтанов Ю.С., Клементьева Н.Ю. Сравнительный анализ характеристик различных вариантов морской технологической платформы для ШГКМ на основе результатов модельных экспериментов / Труды 9 Межд. конф. и выставки по освоению ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ, СПб., 2009, т.1, с.160-164). Среди элементов формы корпуса платформы имеются два усеченных конуса примерно равных диаметров, вершина одного из которых направлена вверх, а другого - вниз, а также цилиндрическая вставка между ними. Особенностью такой платформы является большая осадка более 150 м.

Недостатком прототипа является невозможность ее использования на мелководных участках шельфа замерзающих морей из-за наличия якорной системы удержания и большой осадки.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания ледостойкой платформы гравитационного типа для эксплуатации на мелководных участках замерзающего шельфа с глубинами от 10 до 40 м, которая имеет пониженный уровень ледовой нагрузки, что, как следствие, позволяет снизить вес балласта, принимаемого для обеспечения устойчивости платформы на грунте.

Для этого ледостойкая платформа выполнена в виде гравитационной платформы, у которой суммарная высота верхней усеченной конической части и цилиндрической части составляет не более где - средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы, при этом нижний усеченный конус с вершиной имеет высоту, равную разности между глубиной водоема в месте установки платформы и средней глубиной киля тороса, кроме этого, угол α между образующей нижнего конуса платформы к вертикали составляет не менее, чем определяемый из соотношения:

α a r c t g ( g M n F п р е д ) , но не менее 45°,

где n - коэффициент запаса, Fпред - предельная сдвигающая платформу нагрузка, g - ускорение свободного падения; M - масса платформы, состоящая из полезной массы и массы принятого балласта.

Суммарная длина верхней усеченной конической части с вершиной, направленной вниз, и цилиндрической части выбирают не более где - средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы для того, чтобы наиболее часто встречающиеся ледяные образования гарантированно взаимодействовали только с конусом, вершина которого направлена вниз, и цилиндрической частью платформы. Использование такого конуса позволит существенно снизить уровень ледовой нагрузки из-за различия в процессах поворота обломков льда. В случае конуса, сужающегося вверх, на него воздействуют силы тяжести обломков. В случае конуса, сужающегося вниз, на него воздействуют силы плавучести обломков, которые в 8-9 раз меньше (Лосет С., Шхинек К.Н., Гудместад О., Хойланд К. Воздействие льда на морские и береговые сооружения. СПб.: «Лань», 2010, 272 с.).

Увеличение средней глубины киля на множитель 1,1 учитывает возможность увеличения глубины киля тороса во время взаимодействия с платформой (Алексеев Ю.Н. и др. Ледотехнические аспекты освоения морских месторождений нефти и газа. СПб., Гидрометеоиздат, 2001, 360 с.).

Выбор угла α между образующей и осью нижнего конуса с помощью неравенства: α a r c t g ( g M n F п р е д ) , обусловлен тем, чтобы обеспечить как минимум одинаковое приращение сдвигающей платформу силы и удерживающей ее на месте в случае, когда на платформу подействует торос, киль которого превышает средние размеры. Такой торос будет обязательно взаимодействовать с нижним конусом. Пусть глобальная ледовая нагрузка на нижний конус будет равна F, тогда равновесие платформы будет обеспечено, когда возникающая при этом взаимодействии прижимающая платформу сила P будет равна:

P=Fпредtgα,

где α - угол между образующей нижнего конуса к вертикали.

Подставляя одну формулу в другую, получим сформулированное выше требование к величине угла α. Очевидно, что при любых результатах расчетов этот угол не может быть меньше 45°, т.к. в этом случае горизонтальная нагрузка будет превышать вертикальную.

Тогда при выполнении указанных требований при взаимодействии платформы с более крупным и редким торосом, глубина киля которого превышает среднее для выбранной акватории значение, устойчивость платформы на грунте будет выполняться самопроизвольно. Поэтому расчет устойчивости на грунте такой платформы необходимо вести только на действие тороса, имеющего среднюю глубину киля. Это обстоятельство обеспечивает минимизацию балласта, необходимого для обеспечения устойчивости платформы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана ледостойкая платформа, на фиг.2 - процесс взаимодействия платформы с небольшим торосом, а на фиг.3 - процесс взаимодействия платформы с крупным торосом.

Ледостойкая платформа 1 содержит верхнюю усеченную коническую часть, сужающуюся вниз 2, цилиндрическую часть 3 и нижнюю усеченную коническую часть, сужающуюся вверх 4. Поверхность верхнего конуса 2 пересекает поверхность воды 5 и взаимодействует с ледяным покровом 6 и торосами 7. Нижний конус 4 установлен на дне водоема 8.

Предлагаемая ледостойкая платформа работает следующим образом.

При надвигания ледяного покрова 6, содержащего небольшой торос 7, глубина киля 9 которого не превышает (фиг.2), на ледостойкую платформу 1, киль тороса по всей его глубине, определенной с учетом его увеличения 10 в момент взаимодействия с платформой, оказывает ледовое давление только на верхнюю коническую 2 и цилиндрическую части 3 платформы.

При надвигания ледяного покрова 6, содержащего большой торос 7, глубина киля 9 которого превышает (фиг.3), на ледостойкую платформу 1, киль тороса начинает оказывать ледовое давление не только на верхнюю коническую 2 и цилиндрическую 3 части платформы 1, но и на нижнюю коническую часть 4. При этом угол α между образующей и осью нижнего конуса выбран таким образом, чтобы возникающее при этом прижимающее усилие P с гарантией компенсировало бы возникающее горизонтальное усилие F, обеспечивая устойчивость сооружения на дне водоема 8.

Предлагаемая ледостойкая платформа обеспечивает устойчивость ее положения на грунте при действии глобальной ледовой нагрузки за счет ее минимизации и увеличения прижимающего платформу усилия при воздействии на ней крупных торосов.

Ледостойкая платформа, содержащая нижнюю и верхнюю усеченные конические части с вершинами, направленными соответственно вверх и вниз, и расположенную между ними цилиндрическую часть, отличающаяся тем, что она выполнена в виде гравитационной платформы, у которой суммарная высота верхней усеченной конической части и цилиндрической части составляет не более , где средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы, при этом нижний усеченный конус с вершиной имеет высоту, равную разности между глубиной водоема в месте установки платформы и средней глубиной киля тороса, кроме того, угол α между образующей нижнего конуса платформы к вертикали составляет не менее, чем определяемый из соотношения
α a r c t g ( g M n F п р е д ) , но не менее 45°,
где n - коэффициент запаса, Fпред - предельная сдвигающая платформу нагрузка, g - ускорение свободного падения; M - масса платформы, состоящая из полезной массы и массы принятого балласта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям, находящимся в открытом море, в частности к способам и устройствам для защиты морских конструкций от вибраций, вызванных обледенением.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для постановки гидротехнических сооружений на морское дно. .

Изобретение относится к морским платформам для бурения нефтяных и газовых скважин в морской акватории. .

Изобретение относится к строительству, а именно к гидротехническому строительству, и может быть использовано для сопряжения плавучих массивов-гигантов с неподготовленным дном акватории.

Изобретение относится к средствам для бурения нефтяных и газовых скважин в морской акватории. .

Изобретение относится к плавучим оффшорным конструкциям и касается, в частности, выгрузки, спуска и канальной буксировки spar-платформы. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. .

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к плавучим самоподъемным установкам для работы на мелководном шельфе. .

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к плавучим самоподъемным установкам для работы на мелководном шельфе. .

Изобретение относится к области строительства гидротехнических сооружений, используемых в составе северного морского пути для доставки судами грузов, оборудования на побережье арктических морей, углеводородного сырья потребителям. Способ предусматривает возведение на поверхности ледяного покрова многооборачиваемых емкостей, заполнение их морской водой, послойное промораживание воды с удалением при этом рассола, бурение в ледяном покрове скважин, заполнение, промораживание в них пресной воды и упрочнение ледяного покрова, а также охлаждение льда и донных отложений термосифонами. При этом в процессе упрочнения ледяного покрова емкости устанавливают относительно друг друга на расстоянии более 0,25 м, а промораживание морской и пресной воды осуществляют на высоту, превышающую двухкратную толщину естественного промерзания льда. Затем на поверхности участков взаимодействия упрочненного ледяного покрова с подвижными ледяными полями, ледяными дорогами дополнительно возводят емкости, промораживают в них морскую воду и под упрочненным ледяным покровом создают опирающиеся на дно ледяные опоры и заполненные водой шлюзовые камеры. В опорах и нижерасположенных донных отложениях бурят скважины, устанавливают в их полости термосифоны и поддерживают в опорах и донных отложениях отрицательные температуры. Для защиты судов от штормов, дрейфа ледяных полей в одной из ледяных опор шлюзовой камеры устанавливают гидротехнический затвор, и при открытом затворе заводят или выводят судно из шлюзовой камеры в море. Обеспечивается долговременная, безопасная доставка грузов на необорудованный берег арктических морей, углеводородного сырья потребителям. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к нефтяной и газовой отраслям промышленности и может быть использовано при демонтаже морских платформ по завершении их эксплуатации, в частности для извлечения свай из грунта. Способ извлечения свай из грунта акватории включает выемку свай механическим усилием. Сваи извлекают гидравлическим захватом, который устанавливают на судне типа катамаран, в носовой части между корпусами, выше ватерлинии. Загружают балластные емкости водой. Осаживают судно до ватерлинии. Прочно обхватывают сваю гидравлическим захватом. Откачивают воду из балластных емкостей и извлекают сваю из грунта за счет увеличения плавучести судна. Технический результат состоит в снижении трудоемкости и материалоемкости проведения работ, усовершенствовании способа извлечения свай из грунта акватории.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к наплавному методу строительства, и может быть использовано для изготовления массивов-гигантов и иных аналогичных наплавных элементов гидротехнических сооружений. Способ включает производство строительно-монтажных работ по возведению наплавных элементов в сухом доке, заполнение сухого дока водой и вывод наплавных элементов из дока через батопорт. Причем по меньшей мере два наплавных элемента объединяют до их всплытия с помощью временных связей в единую систему, представляющую собой остойчивое многокорпусное судно. Повышается технологичность изготовления наплавных элементов гидротехнических сооружений, снижается их материалоемкость и обеспечивается остойчивость наплавных элементов при меньшей осадке, а также снижаются требования к характеристикам сухих строительных доков. 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к ледостойким самоподъемным платформам для освоения замерзающего мелководья на длительный срок. Платформа содержит опорное основание, выполненное в виде донной плиты с развитой поверхностью, прочно соединенной с перпендикулярно установленным ледостойким опорным блоком, несколько выступающим ко дну ниже уровня придонной плоскости плиты, при этом ледостойкий опорный блок выполнен в виде цилиндрической колонны; специальные трубы - водоотделяющие колонны, устанавливаемые в ледостойкий опорный блок, через которые осуществляется процесс бурения эксплуатационных скважин; верхнее строение, выполненное в виде трех сменных плавучих палуб с U-образными по центру вырезами: палубы строительно-монтажного назначения, палубы бурового предназначения и палубы эксплуатационного назначения, при этом U-образные вырезы всех палуб выполнены конгруэнтными поперечному сечению ледостойкого опорного блока; съемные подъемные механизмы, устанавливаемые на внешней стороне по периметру U-образного выреза палубы, обеспечивают стыковку или расстыковку с опорным основанием, а также перемещение и фиксацию палубы на безопасной высоте ледостойкого опорного блока; сваи для закрепления опорного основания, забуриваемые буровой установкой по криволинейной траектории, обеспечивают безопасную эксплуатацию сооружения. Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации и технологической безопасности акватории при проведении строительно-монтажных и буровых работ. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к морским гравитационным платформам для освоения месторождений нефти и газа на континентальном шельфе. Морская гравитационная платформа содержит погружное основание, образованное донной и верхней опорными плитами, боковыми стенками и внутренними переборками. На погружном основании, в его нижней части, расположена юбка на поворотных петлях, состоящая из отдельных секций. Каждая секция юбки содержит вертикальную стенку, ребра жесткости и направляющие трубы. Ребра жесткости в районе примыкания к донной плите выполнены с опорными элементами. Боковые стенки погружного основания содержат элементы крепления юбки в транспортном положении, а также ниши, в которых расположены пальцы-фиксаторы. Технический результат заключается в улучшении устойчивости платформы на грунте, сохранении малой осадки на плаву, снижении буксировочного сопротивления при перегоне морем, а также сокращении времени на установку платформы на точку эксплуатации и демонтаж в случае ее перебазирования. 5 ил.

Изобретение относится к плавучим средствам, предназначенным для специальных целей, а именно к понтонам, плавучим докам, плотам и другим плавучим сооружениям. Плавучая платформа содержит соединенные по крайней мере одним элементом крепления по крайней мере два плавучих элемента, состоящих каждый из по крайней мере двух боковых граней с по крайней мере одним вертикальным выступом на каждой, из по крайней мере двух боковых граней с по крайней мере одной вертикальной впадиной на каждой, соответствующей вертикальному выступу, из верхней грани и днища, образующих вместе пустотелый корпус с по крайней мере одной проушиной для размещения элемента крепления. Каждый вертикальный выступ и соответствующая вертикальная впадина образованы по крайней мере тремя гранями, две из которых параллельны друг другу и перпендикулярны третьей. Технический результат заключается в повышении надежности конструкции в целом и расширении ее эксплуатационных возможностей. 4 ил.

Изобретение относится к плавучим средствам, предназначенным для специальных целей, а именно к конструкциям плавучих элементов, являющихся идентичными секциями для строительства плавучих платформ. Плавучий элемент для строительства плавучей платформы содержит по крайней мере две боковые грани с по крайней мере одним вертикальным выступом на каждой, по крайней мере две боковые грани с по крайней мере одной вертикальной впадиной на каждой, соответствующей вертикальному выступу, верхнюю грань и днище, образующие все вместе пустотелый корпус с по крайней мере одной проушиной для элемента крепления. Каждый вертикальный выступ и соответствующая вертикальная впадина образованы по крайней мере тремя гранями, две из которых параллельны друг другу и перпендикулярны третьей. Технический результат заключается в повышении надежности конструкции плавучего элемента и, соответственно, плавучей платформы за счет увеличения жесткости боковых граней пустотелого корпуса плавучего элемента для противодействия давлению воды при одновременном сохранении технологичности изготовления плавучего элемента. 2 ил.

Изобретение относится к плавучим средствам, предназначенным для специальных целей, а именно к понтонам, плавучим докам, плотам и другим плавучим сооружениям. Плавучая платформа содержит соединенные по крайней мере одним элементом крепления по крайней мере два плавучих элемента, состоящих каждый из по крайней мере двух боковых граней с по крайней мере одним вертикальным выступом на каждой, из по крайней мере двух боковых граней с по крайней мере одной вертикальной впадиной на каждой, соответствующей вертикальному выступу, из верхней грани и днища, образующих вместе пустотелый корпус с по крайней мере одной проушиной для размещения элемента крепления. Каждый вертикальный выступ и каждая вертикальная впадина выполнены на части соответствующей боковой грани с образованием на выступе опорной площадки, а во впадине опирающейся площадки. Технический результат заключается в повышении надежности конструкции в целом и расширении эксплуатационных возможностей. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к плавучим средствам, а именно к понтонам, плавучим докам, плотам. Плавучая платформа содержит соединенные, по крайней мере, одним фиксирующим элементом, по крайней мере, два плавучих элемента, состоящих из двух боковых граней с, по крайней мере, одним вертикальным выступом на каждой из них и двух боковых граней и с, по крайней мере, на каждой из них одной вертикальной впадиной, соответствующей вертикальному выступу, из верхней грани и днища, образующих вместе пустотелый корпус плавучего элемента. Вертикальный выступ выполнен с зауженной частью, переходящей в расширенную к периферии часть с образованием опорной площадки. Вертикальная впадина выполнена с зауженной частью, переходящей в расширенную к центру соответствующего плавучего элемента часть с образованием опирающейся площадки. На одной из боковых граней выполнен охватывающий, по крайней мере, сверху выступ фиксирующего элемента с одной стороны от вертикального выступа и опорный выступ элемента с другой стороны от выступа. На боковой грани по обе стороны от вертикального выступа выполнены опорные полки для фиксирующего элемента. На боковой грани между вертикальными выступами выполнен дополнительный охватывающий выступ. Повышается водоизмещение и грузоподъёмность платформы при сохранении общих габаритов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству морских платформ, сооружений, городов, в частности к способу изготовления элементов конструкций для строительства морского города. Способ заключается в наполнении оболочки выпариваемой морской солью, с приданием оболочке формы строительного блока. При использовании воздухонепроницаемой оболочки внутри нее создают разряжение. Обеспечивается возможность создания элементов конструкций для строительства с использованием недорогих и доступных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается создания ледостойких гравитационных платформ, предназначенных для проведения бурильных работ и добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей. Ледостойкая платформа 1 содержит нижнюю 4 и верхнюю 2 усеченные конические части с вершинами, направленными соответственно вверх и вниз, и расположенную между ними цилиндрическую часть 3. Платформа выполнена в виде гравитационной платформы, у которой суммарная высота верхней усеченной конической части и цилиндрической части составляет не более где - средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы. Нижний усеченный конус с вершиной имеет высоту, равную разности между глубиной водоема в месте установки платформы и средней глубиной киля тороса. Угол α между образующей нижнего конуса платформы к вертикали составляет не менее, чем определяемый из соотношения α≥arctg, но не менее 45°, где n - коэффициент запаса, Fпред - предельная сдвигающая платформу нагрузка, g - ускорение свободного падения; M - масса платформы, состоящая из полезной массы и массы принятого балласта. Обеспечивается устойчивость положения платформы на грунте при действии глобальной ледовой нагрузки за счет ее минимизации и увеличения прижимающего платформу усилия при воздействии на нее крупных торосов. 3 ил.

Наверх