Конструкция гравитационного фундамента

Авторы патента:


Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента
Конструкция гравитационного фундамента

 


Владельцы патента RU 2515446:

Аусенко Канада Инк. (CA)

Раскрыты варианты реализации конструкций гравитационного фундамента, который содержит первую и вторую удлиненные фундаментные секции, разделенные открытой областью и выполненные с обеспечением поддерживания веса в воде указанной конструкции и опирающиеся на дно акватории, и верхнюю секцию, расположенную над указанной открытой областью и выполненную с возможностью прохода по меньшей мере частично над поверхностью воды для поддерживания верхних конструкций. Некоторые варианты реализации дополнительно содержат первую и вторую наклонные секции, соединяющие фундаментные секции с указанной верхней секцией. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[001] Настоящей заявкой заявлен приоритет по предварительной патентной заявке на патент США №61/441,245 от 9 февраля 2011, которая полностью включена в настоящую заявку.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[002] Настоящее изобретение относится к конструкциям гравитационных фундаментов, таких как для поддержания сооружений для бурения и извлечения углеводородов в глубоководных арктических морях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[003] Концепции конструкций глубоководного гравитационного фундамента (GBS) для областей, испытывающих существенное влияние морского льда, традиционно основаны на использовании крупных монолитных стальных или бетонных подвышечных оснований, поддерживающих расположенные в удалении от берега углеводородные буровые или добывающие установки. На глубоководных участках размер, вес и стоимость таких конструкций представляют собой основную сложность для их проектирования, конструирования и установки. Традиционные конструкции гравитационных фундаментов в целом основаны на монолитном кессоне с отдельными вертикальными опорами или без них, как правило заполненными морской водой и/или твердым балластом для сопротивления горизонтальным нагрузкам от воздействия волн и льда. Общий объем кессона и минимальный требуемый вес в воде быстро растут с увеличением глубины и горизонтальной нагрузки. Это может затруднить удовлетворение требований к конструкции фундамента, особенно в слабых связных грунтах.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[004] Ниже раскрыты варианты реализации открытых конструкций гравитационного фундамента для использования в глубоких арктических водах, которые содержат широко расставленные первую и вторую удлиненные фундаментные секции, разделенные открытой областью и выполненные с возможностью обеспечения поддержания веса в воде указанной конструкции и опорой на дно акватории. Верхняя кессонная секция может быть расположена над указанной открытой областью и выполнена с возможностью прохода по меньшей мере частично над водной поверхностью для поддержки надводных конструкций. Некоторые варианты реализации дополнительно содержат первую и вторую наклонные подпирающие секции, соединяющие широко расставленные фундаментные секции с указанной верхней секцией.

[005] Вышеуказанные и другие задачи, отличительные особенности и преимущества раскрытых в настоящей заявке вариантов реализации станут более очевидными из следующего подробного описания со ссылкой на сопроводительные чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[006] На фиг.1 показан пример варианта реализации конструкции гравитационного фундамента с двумя разделенными фундаментными секциями.

[007] На фиг.2A показан вид сбоку варианта реализации, показанного на фиг.1.

[008] На фиг.2B показан вид спереди варианта реализации, показанного на фиг.1.

[009] На фиг.3 показан вид сверху примера первого и второго разделенных фундаментных блоков конструкции гравитационного фундамента в направлении стрелок 3-3, показанных на фиг.2А и 2B.

[010] На фиг.4 показан вид сверху средней части примера конструкции гравитационного фундамента в направлении стрелок 4-4, показанных на фиг.2A и 2B.

[011] На фиг.5 показан разрез вида сбоку фундаментного блока конструкции гравитационного фундамента, расположенного в сухом доке.

[012] На фиг.6 показан разрез вида сбоку расположенного в море сборного узла части примера конструкции гравитационного фундамента, содержащей первую и вторую фундаментные части и первую верхнюю секцию в положении для сборки.

[013] На фиг.7А показан вид сбоку примера конструкции гравитационного фундамента для небольших глубин.

[014] На фиг.7B показан вид спереди конструкции гравитационного фундамента, показанного на фиг.7А.

[015] На фиг.8 показан вид сверху нижней части конструкции гравитационного фундамента, показанного на фиг.7A и 7B.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Примеры вариантов реализации

[016] Описанные в настоящей заявке варианты реализации конструкций гравитационного фундамента, которые значительно снижают вес подвышечного основания, необходимый для данной глубины и в то же время предлагают значительные преимущества при проектировании, транспортировке и установке. Раскрытые варианты реализации могут использоваться для поддержки буровых или добывающих установок на глубинах до 200 метров или больше. Некоторые варианты реализации могут поддерживать надводные конструкции с большим установочным весом, таким как от примерно 30000 тонн до примерно 90000 тонн или больше. Некоторые варианты реализации способны выдерживать тяжелые ледовые, водные и почвенные условия, типичные для арктических и субарктических морей, таких как море Бофорта и Карское море.

[017] Раскрытые в настоящей заявке варианты реализации могут уменьшить известный конфликт требований между нагрузкой на опору, плавучестью и опорной площадью путем поддерживания верхних поверхностей на широко расставленных фундаментных секциях и опорных подпорках. Эти крупные фундаментные секции и опорные подпорки могут обеспечить эффективность изготовления и строительства благодаря своей модульной конструкции. Компоненты также могут быть симметричными для повышения эффективности изготовления.

[018] На фиг.1 и 2 показан пример варианта реализации гравитационного фундамента 10, содержащего первую фундаментную секцию 12А и вторую фундаментную секцию 12B, первую наклонную секцию 14А, вторую наклонную секцию 14B, переходную секцию 16 и верхнюю секцию 18, и выполненного с возможностью поддержки надводной секции 20. Некоторые варианты реализации гравитационного фундамента 10 дополнительно могут содержать по меньшей мере одну поперечину, проходящую между наклонными секциями 14, такую как разнесенные поперечины 22А и 22Bи разнесенные поперечины 24А и 24B.

[019] Каждая из фундаментных секций 12 может быть выполнена с обеспечением опоры на морское дно и может поддерживать остальную часть гравитационного фундамента 10. Каждая из фундаментных секций 12 может содержать первую подошву 30A, вторую подошву 30B и промежуточную часть 34, проходящую между первой и второй подошвами. Фундаментные секции 12 могут быть удлинены в направлении между первой и второй подошвами 30A, 30B. Подошвы 30 могут иметь большую донную поверхность и могут конически сужаться в направлении вверх от фундаментной поверхности вдоль наклонной верхней поверхности. Каждая из подошв 30A, З30B может содержать скошенную внешнюю часть 36, имеющую слегка наклонную верхнюю, и может содержать проходящую вверх часть 38, которая может иметь боковые поверхности, выполненные с более крутым наклоном по сравнению с поверхностью 36. Подошвы 30A, 30B могут содержать плоские, многоугольные поверхности, и в то же время согласно некоторым вариантам реализации указанные подошвы могут содержать криволинейные поверхности или другие неплоские и/или немногоугольные поверхности.

[020] Каждая из фундаментных секций 12 может иметь общую продольную длину L и ширину W, как показано на фиг.1. Каждая подошва 30 может иметь максимальную ширину W, в то время как промежуточная часть 34 может иметь уменьшенную ширину и формировать сужение или среднюю секцию с уменьшенной шириной между двумя подошвами 30A, 30B. Каждая из фундаментных секций 12 может иметь внешнюю боковую поверхность и может иметь в целом прямую внутреннюю боковую поверхность 40, которая проходит по всей длине фундаментной секции 12 через обе подошвы 30A, 30B и промежуточную часть 34 вдоль продольного направления L. Каждая фундаментная секция 12 в целом может быть симметричной относительно первой вертикальной плоскости 63, показанной на фиг.3, секущей промежуточную часть 34 посередине между подошвами 30. Кроме того, фундаментная секция 12А в целом может быть симметричной фундаментной секции 12B относительно второй вертикальной плоскости 64, показанной на фиг.3, проходящей в продольном направлении L посередине между этими двумя фундаментными секциями 12. Каждая из этих первой и второй вертикальных плоскостей 63, 64 в целом может делить пополам весь гравитационный фундамент 10 на соответствующие симметричные половины по обе стороны каждой из указанных плоскостей, как показано в на фиг.2А и 2В.

[021] Две фундаментные части 12А и 12В могут быть широко разделены открытой областью 42 между внутренними сторонами 40 этих двух фундаментных секций. Открытая область 42 может проходить по всей длине L фундаментных секций. В вариантах реализации без поперечин 22 и 24 указанная открытая область может проходить вверх до переходной секции 16 и также разделять две наклонные секции. Вариант реализации имеет "открытую область" между этими двумя фундаментными секциями 12А, 12В, когда вся область непосредственно между двумя фундаментными секциями 12А, 12В заполнена элементами конструкции менее чем на 10%. В некоторых вариантах реализации две фундаментные секции 12А и 12В могут быть "полностью разделены" открытой областью 42, что означает полное отсутствие элементов конструкции непосредственно между двумя фундаментными секциями 12.

В одном из вариантов реализации первая и вторая фундаментные секции соединены вместе верхней поперечиной, так что открытая область проходит ниже этой поперечины и между первой и второй подошвами вдоль всей длины первой и второй фундаментных секций.

[022] Каждая фундаментная секция 12А, 12В может иметь опорную площадь, заданную периметром донной поверхности фундаментной секции, которая выполнена с обеспечением контакта с нижележащим морским дном. Примеры опорных площадей показаны на фиг.3 полужирными линиями, обозначающими внешний периметр фундаментной секции 12. Открытая область 42 между опорными площадями фундаментных секций 12 может иметь площадь, которая больше каждой опорной площади или больше 50% общей площади этих двух опорных площадей. Согласно другим вариантам реализации открытая область 42 между опорными площадями фундаментных секций 12 может составлять по меньшей мере 25% общей площади этих двух опорных площадей. Согласно некоторым вариантам реализации каждая из опорных площадей может иметь площадь, которая больше максимальной площади горизонтального сечения вертикальной кольцевой секции или кессонной секции 18.

[023] Каждая из наклонных секций 14А, 14В может проходить вверх от верхних частей 38 подошв 30А, 30В соответствующих фундаментных секций 12А, 12В к переходной секции 16. Следует отметить, что укороченная часть угловой конструкции каждой из секций 14А, 14В может быть включена в соответствующую фундаментную секцию. Внутренние части секций 14А, 14В могут быть наклонены друг к другу. Расстояние между двумя наклонными частями секций 14А, 14В уменьшается в направлении от фундаментных секций 12 к переходной секции 16, так что две указанные наклонных части могут быть полностью соединены вместе в переходной секции 16. Степень наклона наклонных секций наглядно показана на виде спереди на фиг.2В. Таким образом, боковые части 14А, 14В могут сходиться, или по меньшей мере их части могут сходиться в направлении от соответствующих фундаментных секций 12. Предпочтительно они могут непрерывно сходиться в верхнем направлении. Однако менее предпочтительно они могут иметь секции, которые сходятся с промежуточными несходящимися частями.

[024] Каждая из наклонных секций 14А, 14В может содержать первую и вторую наклонные подпорки 44А, 44В и по меньшей мере один горизонтальный поперечный элемент, такой как 46А и 48А для наклонной секции 14А и 46В и 48В для наклонной секции 14В, которые могут быть параллельными и разнесенными один над другим. Одна наклонная подпорка 44А соединена с одной подошвой 30А каждой фундаментной секции 12, а другая наклонная подпорка 44В соединена с другой подошвой 30В каждой фундаментной секции. Наклонные подпорки 44А и 44В соответствующей наклонной секции 14А могут полностью или частично сходиться друг к другу. Наклонные подпорки секции 14В могут быть расположены тем же способом. Таким образом, наклонные подпорки одной секции 14А могут наклоняться друг к другу и к наклонным подпоркам другой наклонной секции 14В, и эти наклонные подпорки секции 14В могут наклоняться друг к другу и к наклонным подпоркам секции 14А. Каждая наклонная подпорка 44 может иметь в целом квадратное горизонтальное сечение, площадь которого уменьшается с высотой. Также можно использовать конструкции другого горизонтального сечения. Указанные четыре подпорки 44 могут иметь одинаковую степень наклона и могут быть в целом симметричными относительно вертикальной центральной оси 66 гравитационного фундамента 10 заданной пересечением плоскостей 63 и 64 симметрии. Указанные подпорки могут непрерывно сходиться вдоль своей длины. Альтернативно, эти подпорки могут иметь одну или более сходящихся секций.

[025] Каждая наклонная секция 14А, 14В может содержать ноль, один, два или более горизонтальных поперечных элементов, соединяющих подпорки 44А и 44В вместе. Вариант реализации, показанный на фиг.1, содержит более длинный нижний поперечный элемент 46А и более короткий верхний поперечный элемент 48А, соединяющие наклонные подпорки 44А и 44B первой наклонной секции 14А, и более длинный нижний поперечный элемент 46B и более короткий верхний поперечный элемент 48 В, соединяющие наклонные подпорки 44А и 44B второй наклонной секции 14B. Поперечные элементы 46, 48 могут, например, иметь в целом четырехугольное вертикальное поперечное сечение с горизонтальными верхней и нижней поверхностями и наклонными боковыми поверхностями.

[026] Согласно вариантам реализации для глубоких вод гравитационный фундамент 10 может содержать поперечины 22 и/или 24, проходящие между двумя наклонными секциями 14А и 14B и соединяющие их. Один набор поперечин 22А и 24А может соединять две наклонные подпорки 44А, и другой набор поперечин 22B и 24B может соединять две наклонные подпорки 44B. Поперечины 22, 24, если таковые имеются, могут быть подобными по форме и высоте поперечным элементам 46, 48.

[027] Верхние концы наклонных подпорок 14 могут быть соединены вместе переходной секцией 16. Переходная секция 16 может по меньшей мере частично иметь форму усеченного конуса, иметь общую форму усеченной пирамиды или другую форму. Переходная секция 16 может иметь более широкий нижний периметр 50, имеющий первую площадь сечения, и может сужаться к более узкому верхнему периметру 52, имеющему вторую площадь сечения, меньшую первой площади сечения. Переходная секция 16 может содержить проходящую в осевом направлении открытую внутреннюю или центральную область 48 (фиг.2). Согласно варианту реализации, показанному на фиг.1, переходная секция 16 имеет квадратный нижний периметр 50 и восьмиугольный верхний периметр 52 с многоугольными боковыми поверхностями. Согласно другим вариантам реализации переходная секция 16 может иметь круглые верхний и нижний периметры и усеченную коническую боковую поверхность или может иметь другую конструкцию.

[028] Верхняя секция 18 гравитационного фундамента 10 может проходить вверх от указанного верхнего периметра или вершины 52 переходной секции 16. Верхняя секция 18 может содержать вертикальную кольцевую часть 54 и расширенную или увеличенную вершинную часть 56. Верхняя секция 18 может иметь открытую в осевом направлении проходящую внутри или центральную область 58 (как показано на фиг.2). Центральная область 58 может быть вертикально ориентирована и может сообщаться с открытой областью 48 внутри переходной секции 16. Верхняя секция 18 может иметь многоугольное поперечное сечение, как показано на фиг.1, круглое поперечное сечение или поперечное сечение любой другой подходящей формы. Расширенная часть 56 может иметь более узкий нижний периметр 60 с меньшей площадью сечения, по сравнению с верхней поверхностью 62 расширенной части 56. Нижний периметр 60 расположен на пересечении с вершиной кольцевой вертикальной части 54. Расширенная часть 56 может увеличиваться в площади сечения в направлении к широкой верхней поверхности 62, которая может поддерживать надводные конструкции 20. В другом примере реализации вертикальная кольцевая секция содержит нижнюю, или переходную, часть 16, выполненную с возможностью нахождения ниже поверхности воды, верхнюю, или вершинную, часть 56, выполненную с возможностью нахождения над поверхностью воды, и промежуточную часть 54 между нижней и верхней частями, причем площадь горизонтального сечения промежуточной части меньше площади горизонтального сечения верхней части и меньше площади горизонтального сечения нижней части, причем верхняя часть сужается в направлении промежуточной части.

[029] Гравитационный фундамент может иметь размер, при котором при его расположении на морском дне вертикальная кольцевая часть 54 верхней секции 18 находится частично под водой и частично над водой. Вертикальная кольцевая часть 54 может иметь уменьшенную горизонтальную ширину по сравнению с другими частями гравитационного фундамента 10, так что на нее действует меньшая боковая сила волновых и ледовых нагрузок, которые в целом концентрируются у поверхности воды. Различные варианты реализации гравитационного фундамента 10 могут быть выполнены с возможностью использования на морских глубинах больше 60 метров, таких как глубины в диапазоне от примерно 60 метров до примерно 200 метров, хотя гравитационный фундамент 10 может быть выполнен с возможностью использования также на других глубинах.

[030] Размеры, показанные на фиг.2-4, являются примерами и ни в коем случае не ограничивают настоящее изобретение. Эти размеры иллюстрируют один примерный вариант реализации, и в то же время другие варианты реализации могут иметь отличающиеся размеры.

[031] На фиг.2а и 2b показан один из вариантов типичного разделения гравитационного фундамента 10 на три сборочных блока 70, 72 и 74. Фундаментный блок 70 (показан обычными сплошными линиями X) может содержать две фундаментные секции 12А, 12В и нижние части двух наклонных секций 14А, 14В (например, нижние части наклонных подпорок 44А, 44В, нижние поперечные элементы 46 и/или нижние поперечины 22). Согласно некоторым вариантам реализации нижние поперечные элементы 46А, 46В могут быть включены в фундаментный блок 70. Кроме того, фундаментный блок 70 также может альтернативно содержать нижние поперечины 22А, 22В. Согласно вариантам реализации, в которых фундаментный блок 70 не содержит нижних поперечин 22А, 22В (как, например, спроектированный для небольших глубин), он может содержать два отдельных сборочных фундаментных блока 70А и 70В (как показано на фиг.3). Средний блок 72 (показанный полужирными штриховыми линиями Y на фиг.2a и 2b и также показанный на фиг.4) может содержать верхние части наклонных секций 14, переходную секцию 16, нижнюю часть верхней секции 18 и необязательно верхние поперечины 24А, 24В. Вершинный блок 74 (показанный на чертеже жирными сплошными линиями Z) может содержать верхнюю часть верхней секции 18 и при необходимости - надводные конструкции 20.

[032] Каждый из сборочных блоков 70, 72, 74 может быть выполнен индивидуально в крупном доке. В процессе сборки гравитационного фундамента фундаментный блок 70 может быть сначала расположен на плаву с частичным погружением в воду, затем средний блок 72 может быть расположен над фундаментным блоком 70 и соединен с ним, затем объединенные фундаментный блок 70 и средний блок 72 могут быть погружены в воду, затем вершинный блок 74 может быть расположен над средним блоком 72 и соединен с ним. Согласно некоторым вариантам реализации нижние поперечины 22 могут быть соединены с фундаментным блоком 70, и верхние поперечины 24 могут быть соединены со средним блоком 72 до установки вершинного блока 74. Согласно другим вариантам реализации блок гравитационного фундамента 10 может быть разделен на различные другие сборочные блоки и/или субблоки и может быть собран различными другими способами.

[033] На фиг.3 показан вид сверху фундаментных блоков 70А, 70В согласно варианту реализации, показанному на фиг.2, без поперечных элементов 46 или поперечин 22. На этом виде показана открытая область 42 между внутренними боковыми поверхностями 40 двух фундаментных секций 12А и 12В. Большая часть внутренних краев 41 внутренних боковых поверхностей 40 могут быть параллельными. На этом виде также показан пример опорной площади фундаментных секций 12 на морском дне, с узкими промежуточными частями 34 и более широкой подошвой 30. Фундаментные блоки 70А, 70В могут быть симметричными друг другу относительно вертикальной плоскости 64, и в то же время каждый из них может быть симметричен другому относительно вертикальной плоскости 63. На этом виде также показаны нижние части четырех подпорок 44, наклоненных к центральной оси 66 указанной конструкции, которая предпочтительно является вертикальной.

[034] На фиг.4 показан вид сверху среднего блока 72 согласно варианту реализации, показанному на фиг.2. На этом виде показан пример имеющей квадратное поперечное сечение переферийной формы, образованной четырьмя подпорками 44, верхними поперечными элементами 48А, 48В и верхними поперечинами 24А, 24В на нижней части среднего блока 72. На этом виде также показано восьмиугольное поперечное сечение примера вертикальной кольцевой части 54. Средняя часть 72 может быть симметричной относительно вертикальных плоскостей 63 и 64. Согласно некоторым вариантам реализации средняя часть 72 также может быть симметричной относительно двух диагональных вертикальных плоскостей (не показаны), проходящих под углом 45° к плоскостям 63 и 64.

[035] На фиг.5 и 6 показан пример типичного подхода к конструкции фундаментного блока 70, показанного на фиг.2А и 2В. Согласно этому подходу фундаментный блок 70 собирают из двух фундаментных частей 90А и 90В и третьей части 92, которая соединяет фундаментные части 90А, 90В. Как показано на фиг.5, согласно некоторым вариантам реализации две фундаментные части 90 могут быть выполнены индивидуально в сухом доке 80. На фиг.5 показан разрез вида спереди одной из фундаментных частей 90, выполненных в сухом доке 80. Согласно некоторым вариантам реализации фундаментные части 90 являются чрезвычайно крупными и требуют очень большие сухие доки. На чертеже показан один очень крупный сухой док 80. Сухой док 80 может содержать дно 82 с шириной W1 примерно 131 метр и подъемник 84, такой как подъемник-гигант, который может иметь максимальную высоту H2 подъема примерно 91 метр над дном 82. Док 80 может иметь глубину H1 примерно 14,5 метров, которая может быть частично заполнена водой или другими жидкостями 86, например до высоты H3 примерно 10 метров, для облегчения поддержки и изготовления фундаментных частей 90. Нижние поверхности фундаментных частей 90 могут быть расположены на расстоянии от дна 82, например, при помощи блоков 88 высотой примерно 1,8 метра. Используя такого крупный сухой док 80, за один раз может быть целиком изготовлена каждая фундаментная часть 90 и затем единым блоком перемещена из сухого дока для сборки в море с фундаментной частью и третьей частью 92.

[036] Согласно некоторым вариантам реализации фундаментные части 90 могут содержать части, обозначенные на фиг.5 позиционными символами A и B, а часть, обозначенная позиционным символом C, может быть изготовлена с третьей частью 92 (как показано на фиг.6). Фундаментные части, содержащие только части A и B, могут содержать часть, показанную ниже на фиг.1 штриховыми линиями 1. Согласно другим вариантам реализации при достаточно больших размерах сухого дока все три части A, B и C, показанные на фиг.5, могут быть изготовлены одновременно с фундаментной частью 90, которая может достигать высоты Н4 примерно 85 метров над дном 82. Такая фундаментная часть с частями A, B и C может содержать часть, показанную штриховыми линиями 2 на фиг.1 ниже. Две фундаментные части, содержащие части A, B и C, могут быть соединены вместе нижними поперечинами 22 в море для формирования фундаментного блока 70.

[037] Важно, чтобы фундаментные части 90 имели фундаментную длину L (как показано на фиг.1), которая намного больше их фундаментной ширины W2, как показано на фиг.5, и чтобы сухой док 80 также предпочтительно имел достаточную длину. Открытая область 42 между двумя фундаментными секциями 12А, 12B обеспечивает возможность индивидуального изготовления целиком каждой из двух отдельных фундаментных частей 90 в одном сухом доке одну за другой, так что впоследствии они могут быть соединены с другими компонентами в море для формирования гравитационного фундамента 10. Такая технологичность изготовления невозможна для гравитационного фундамента, имеющего фундаментную конструкцию, превышающую ширину сухого дока.

[038] Как показано на фиг.6, согласно некоторым вариантам реализации фундаментый блок 70 может быть изготовлен из трех частей. Две фундаментные части 90А и 90B могут содержать указанные части гравитационного фундамента под нижними поперечными элементами 46 и нижними поперечинами 22, что включает части, обозначенные как A и B на фиг.5 и 6. Третья часть 92 может содержать нижние поперечные элементы 46А, 46B, нижние поперечины 22А, 22B и промежуточные части четырех подпорок 44 до нижней части верхних поперечных элементов 48А, 48 В и верхних поперечин 24А, 24B. Для сборки указанных трех частей 90А, 90B и 92, в первую очередь части 90А и 90B могут быть расположены в море на плаву, как показано на фиг.6. Для уменьшения плавучести частей 90А и 90B замкнутые внутренние области в частях 90А и 90B, такие как области 94, показанные на фиг.6, могут быть заполнены морской водой, обеспечивая их более глубокое плавание в воде. При достижении их плавучести на необходимом уровне и надлежащего бокового расположения относительно друг друга поверх них может быть установлена третья часть 92. Как показано на фиг.6, для расположения третьей части 92 могут использовать баржи 96. После расположения поверх частей 90А и 90B третья часть 92 может быть погружена до контакта с вершинами частей 90А и 90B, и все указанные три части могут быть соединены вместе (например, сваркой) для формирования фундаментного блока 70, как показано на фиг.2А и 2B. Согласно настоящему варианту реализации фундаментный блок 70 содержит нижние поперечины 22, в то время как согласно варианту реализации, показанному на фиг.3, два фундаментных блока 70А и 70B могут быть выполнены без нижних поперечин 22, которые необязательно могут быть добавлены позже или отсутствовать совсем.

[039] После объединения трех частей 90А, 90B и 92, показанных на фиг.6, для формирования фундаментного блока 70, весь фундаментный блок 70 может быть погружен в воду путем дополнительного заполнения водой замкнутых внутренних областей 94 и/или заполнения водой замкнутых внутренних областей в третьей части 92, таких как области 98, показанные на фиг.6. При погружении фундаментного блока 70 до необходимого уровня отдельно выполненный средний блок 72 может быть расположен поверх третьей части 92 и соединен (например, сваркой) с фундаментным блоком 70.

[040] Согласно варианту реализации, показанному на фиг.3-5, два отдельных фундаментных блока 70А и 70B подобным образом могут быть погружены в воду путем заполнения водой внутренних плавучих камер, могут быть расположены надлежащим образом на расстоянии друг от друга и выровнены, после чего средний блок 72 может быть расположен над фундаментными блоками и соединен с ними.

[041] После соединения среднего блока 72 с фундаментным блоком 70 указанная конструкция может быть дополнительно погружена в воду путем заполнения водой одной и более внутренней плавучей камеры, расположенной в фундаментном блоке 70 и/или среднем блоке 72, а вершинный блок 74 может быть расположен над средним блоком 72 и соединен с ним. Проиллюстрированный вершинный блок 74 предпочтительно имеет положительную гидродинамическую устойчивость в вертикальной ориентации, так что он естественным образом плавает, причем его верхняя поверхность 62 находится над водой даже с заранее прикрепленными к ней тяжелыми строениями.

[042] Соединение вместе фундаментного блока 70, среднего блока 72 и вершинного блока 74 может быть выполнено в любом месте, имеющем достаточную глубину воды, например вблизи берега у сухого дока 80, в котором были изготовлены указанные блоки, или на месте бурения в арктическом море. Поскольку гравитационный фундамент 10 содержит открытую конструкцию с большими открытыми областями между фундаментными секциями 12 и наклонной секцией 14, полностью собранный гравитационный фундамент 10 может быть транспортирован (буксирован) в воде с минимальной скоростью буксирования. Собранный гравитационный фундамент 10 предпочтительно буксируют в воде в направлении длины L (как показано на фиг.1), так что две подошвы 30A или две подошвы 30B являются ведущими. При буксировании в указанной ориентации фундаментные секции 12 и наклонные секции 14 имеют минимальный профиль буксировочного сопротивления, и большая открытая область 42 выровнена в направлении перемещения, уменьшая гидродинамическое буксировочное сопротивление. Кроме того, скошенные фундаментные секции 12 способствуют снижению гидродинамического буксировочного сопротивления при морской буксировке гравитационного фундамента. Согласно другому варианту реализации индивидуальные сборочные блоки 70, 72, 74 могут быть по отдельности буксированы к месту установки платформы и затем собраны.

[043] Общая конструкция гравитационного фундамента имеет очень хорошую гидродинамическую устойчивость. Предпочтительная пирамидальная форма гравитационного фундамента с широкими тяжелыми фундаментными секциями и узкой легкой верхней секцией способствует устойчивости. Таким образом, гравитационный фундамент может быть естественно устойчивым в вертикальном положении на плаву в воде. Кроме того, благодаря своей открытой конструкции гравитационный фундамент имеет уменьшенный вес по сравнению с традиционным гравитационным фундаментом, спроектированным для той же глубины. Уменьшенный общий вес, уменьшенное буксировочное сопротивление и естественная гидродинамическая устойчивость облегчают морскую транспортировку гравитационного фундамента в полностью собранной форме на большие расстояния, такие как от сухого дока к месту бурения в арктическом море.

[044] После доставки к месту установки полностью собранный гравитационный фундамент 10 может быть погружен на морское дно путем дополнительного заполнения внутренних плавучих камер морской водой до достижения контакта нижних поверхностей фундаментных секций 12 с морским дном. Перед установкой фундамента морское дно может быть предварительно подготовлено, например, выравниванием поверхности, удалением неустойчивого материала, добавлением материала, и т.п. Предпочтительно место установки фундамента представляет собой ровный участок морского дна, так что все нижние поверхности фундаментных секций 12 опираются на морское дно. Одно преимущество широко разнесенных фундаментных секций состоит в том, что такое расположение уменьшает общую опорную площадь гравитационного фундамента и таким образом уменьшает объем подготовительных работ на морском дне перед установкой фундамента. Кроме того, нижняя часть фундаментных секций 12 может быть армирована для обеспечения выдерживания давления, произведенного неровностями морского дна. Согласно некоторым вариантам реализации на нижней стороне фундаментной секции 12 может быть сформирована юбка фундамента для повышения устойчивости фундамента или она может быть расположена рядом с ним.

[045] После установки гравитационного фундамента на грунт уровень поверхности моря при нормальных условиях оказывается расположен между вершиной переходной секции 52 и вершиной вертикальной кольцевой секции 54, так что вертикальная кольцевая секция 54 проходит сквозь поверхность воды. Благодаря относительно небольшой ширине вертикальной кольцевой секции 54 можно ограничить величину поперечных сил, действующих на гравитационный фундамент 10 со стороны волн и льда на поверхности моря. Кроме того, открытая конструкция фундаментных секций 12 и наклонных секций 14 обеспечивает возможность протекания воды через гравитационный фундамент с уменьшенным сопротивлением, особенно в направлении длины L фундаментных секций 12. Эти особенности могут уменьшить общую боковую нагрузку, действующую на гравитационный фундамент 10, по сравнению с традиционными конструкциями гравитационного фундамента. Для уменьшения действия поперечных сил гравитационный фундамент может быть ориентирован с ориентацией его продольного направления по направлению преобладающих морских течений.

[046] Широко разнесенные фундаментные части 12 предотвращают опрокидывание гравитационного фундамента 10 под действием боковых нагрузок. Кроме того, боковые силы трения, действующие между фундаментными секциями 12 и морским дном, являются достаточными для предотвращения бокового скольжения гравитационного фундамента вдоль морского дна. Однако согласно некоторым менее предпочтительным вариантам реализации гравитационный фундамент 10 может быть дополнительно прикреплен к морскому дну сваями, анкерами или другими механизмами. Гравитационный фундамент 10 может быть выполнен с возможностью использования на больших глубинах до примерно 200 метров. Согласно одному варианту реализации гравитационный фундамент 10 может быть использован на глубинах по меньшей мере 150 метров, в частности в диапазоне глубин от примерно 150 метров до примерно 200 метров, в то время как согласно другим вариантам реализации гравитационный фундамент 10 может быть использован в других диапазонах глубин. От диапазона глубин, для которого спроектирован конкретный вариант реализации, может зависеть высота вертикальной кольцевой части 54.

[047] Поскольку при использовании гравитационный фундамент по меньшей мере частично погружен в воду, его вес может быть частично скомпенсирован давлением воды и частично поддерживаться морским дном. Часть веса, поддержанная морским дном, может рассматривать как вес фундамента в воде. В описанных выше вариантах реализации указанные две фундаментные секции 12 выполнены с возможностью переноса по существу всего веса в воде гравитационного фундамента морскому дну.

[048] На фиг.7 и 8 показан другой вариант реализации гравитационного фундамента 110, предназначенного для использования при глубинах воды до примерно 60 метров. Один вариант реализации гравитационного фундамента 110 может быть выполнен с возможностью использования в диапазоне глубин от примерно 60 метров до примерно 100 метров, в то время как другие варианты могут быть выполнены с возможностью использования в других диапазонах. Гравитационный фундамент 110 содержит две расположенные на расстоянии друг от друга фундаментные секции 112 и верхнюю секцию 114, проходящую вверх от фундаментных секций 112. На фиг.7А и 7B показаны разрезы видов сбоку и спереди соответственно гравитационного фундамента 110. На фиг.8 показан частичный вид сверху гравитационного фундамента 110, показывающий контуры двух фундаментных секций 112 на различных высотах и нижнее сечение верхней секции 114.

[049] Фундаментные секции 112 могут иметь в целом прямоугольную нижнюю опорную поверхность 118 в целом с параллельными внутренними краями 120 и внешними краями 122, в целом параллельными концевыми краями 124 и диагональными или скошенными внешними угловыми краями 126. Каждая опорная площадь 118 может иметь продольную длину L примерно 250 метров и ширину W1 примерно 85 метров. Открытая область 128 между двумя фундаментными секциями 112 может иметь ширину W2 примерно 70 метров и может проходить по всей длине L между фундаментными секциями 112. Фундаментные секции 112 могут сужаться (непрерывно или частично) в направлении к верхнему периметру 130. Внутренний край 132 верхнего периметра 130 может быть расположен ближе к центральной оси фундамента по сравнению с внутренним краем 120 опорной площади 118, так что фундаментные секции 112 наклонены внутрь друг к другу.

[050] Верхняя секция 114 может содержать вертикальный кольцевой корпус с переменным горизонтальным поперечным сечением. Верхняя секция 114 может содержать нижний внешний периметр 134, который может иметь восьмиугольную форму, как показано на фиг.8, или другую форму. Внешний периметр 134 может перекрывать часть верхней поверхности фундаментных секций 112 внутри верхнего периметра 130 и может пересекать внутренние края 132. Верхняя секция 114 дополнительно может содержать нижний внутренний периметр 136, расположенный внутри нижнего внешнего периметра 134. Нижний внутренний периметр 136 расположен над открытой областью 128 и может объединять боковые края с внутренними краями 132 фундаментных секций 112. Верхняя секция 114 может задавать открытую внутреннюю область 140, которая проходит в осевом направлении или вертикально полностью сквозь верхнюю секцию 114 и может иметь переменную площадь сечения. Верхняя секция 114 может конически сужаться в площади горизонтального сечения в направлении вверх от фундаментных секций 112 к самой узкой вертикальной части 142 и затем расширяться в направлении вверх от вертикальной части 142 к верхней поверхности 144.

[051] Гравитационный фундамент 110 может быть изготовлен и собран подобно гравитационному фундаменту 110. Например, фундаментные секции могут быть выполнены отдельно, а верхняя секция может быть выполнена в одной или двух частях, которые собирают в море.

[052] Размеры, показанные на фиг.7 и 8, являются примерами и не никоим образом не ограничивают настоящее изобретение. Эти размеры описывают один вариант реализации, в то время как другие варианты реализации могут иметь другие размеры.

[053] Конструктивные элементы раскрытых в настоящей заявке вариантов реализации гравитационного фундамента могут содержать любой достаточно прочный, жесткий материал или материалы, такие как сталь. Согласно некоторым вариантам реализации любой из нижних компонентов гравитационного фундамента, таких как фундаментные секции 12, может содержать бетон.

[054] Согласно некоторым описанным здесь вариантам реализации первая фундаментная секция может содержать первую точку на одном конце и вторую точку на противоположном ему конце, вторая фундаментная секция может содержать третью точку на одном конце и четвертую точку на противоположном ему конце, причем первая, вторая, третья и четвертая точки задают вершины горизонтальной четырехугольной площади, так что все части гравитационного фундамента, возвышающиеся над указанной четырехугольной площадью, расположены непосредственно над четырехугольной площадью. Например, согласно варианту реализации гравитационного фундамента 10, показанному на фиг.1, первая и вторая наклонные секции, вся переходная секция и вся верхняя секция и надводные части расположены непосредственно над площадью, заданной указанными четырьмя подошвами 30.

[055] Согласно некоторым описанным здесь вариантам реализации один или более из различных элементов гравитационного фундамента может содержать внутренние камеры, которые могут использовать для временного или постоянного хранения текучих сред, таких как вода, углеводороды, воздух и их смеси. Предпочтительно, все или большая часть основных конструктивных элементов могут содержать внутренние камеры, которые могут быть выборочно заполнены жидкостью для погружения или всплытия указанного элемента и/или узла, содержащего указанный элемент. Согласно некоторым вариантам реализации внутренние камеры, используемые для хранения углеводородов, могут содержать стенки с двойной обшивкой для уменьшения риска утечки. Кроме того, любая из указанных внутренних камер гравитационного фундамента может содержать твердый балласт.

[056] Согласно предпочтительным вариантам реализации некоторые внутренние камеры предназначают для хранения углеводородов, в то время как другие внутренние камеры, а именно плавучие камеры, предназначают для хранения воды, так что углеводороды не смешиваются с водой. Согласно таким вариантам реализации камеры, заполненные водой, предназначены оставаться заполненными водой, когда гравитационный фундамент расположен на месте на морском дне, для обеспечения достаточного гравитационного взаимодействия с морским дном, причем воду из указанных камер удаляют только для подъема и перемещения гравитационного фундамента в другое место. Согласно этим вариантам реализации камеры для хранения углеводородов по необходимости могут выборочно заполняться и опустошаться, когда гравитационный фундамент расположен на месте, и если они не заполнены углеводородами, для их заполнения может быть использован воздух или другой газ. Таким образом, углеводороды не смешиваются с морской водой. Эти варианты реализации могут обеспечивать достаточную объемную плотность фундамента, даже если углеводородные камеры заполнены воздухом или другими газами.

[057] Согласно другим вариантам реализации те же самые камеры могут использовать для хранения как воды, так и углеводородов в переменной пропорции, так что камеры всегда заполнены водой и/или углеводородами. При закачивании углеводородов в камеры часть воды из камер может быть сброшена в море, а при откачивании углеводородов вместо них может быть закачана вода. Согласно этим вариантам реализации углеводороды могут быть смешаны с водой, но при этом требуется, чтобы удаленная из таких камер вода прошла очистку перед сбросом в море. Такие варианты реализации могут быть снабжены меньшим количеством внутренних камер и/или внутренними камерами меньшего объема, если все камеры всегда заполнены жидкостью, в то время как согласно вариантам реализации с выделенными отдельными камерами для воды и для углеводородов требуется увеличение общего объема камер и дополнительного балласта для компенсации дополнительной плавучести.

[058] Верхняя секция 18 гравитационного фундамента 10 и верхняя секция 114 гравитационного фундамента 110 могут содержать внутреннюю открытую область, через которую буровое оборудование проходит от верхней платформы к морскому дну. Эта внутренняя открытая область может быть открытой в верхнем и нижнем концах таким образом, что уровень воды внутри указанной внутренней области естественным образом регулируется до той же высоты морской воды, окружающей верхнюю секцию. Эта внутренняя область может называться "буровая шахта", а окружающая вертикальная кольцевая конструкция может называться "кессон". В дополнение к конструктивной поддержке верхних строений кессон может изолировать буровое оборудование от волн и образований льда на поверхности моря. Такие образования льда достигают нескольких метров ниже уровня моря, и таким образом кессон в предпочтительном варианте реализации проходит по меньшей мере на столько же ниже уровня моря.

[059] Описанные в настоящей заявке варианты реализации гравитационного фундамента могут использовать для различных целей. Некоторые варианты реализации могут использовать для разведочного бурения, при котором гравитационный фундамент перемещают в различные места для поиска предпочтительных условий. Такие варианты реализации могут быть выполнены с возможностью поддержки конструкций для разведочного бурения и оборудования, расположенных на верхних частях платформы. Другие варианты реализации могут использовать для постоянной работы по добыче углеводородов, причем гравитационный фундамент может оставаться на одном месте длительный период времени, например несколько лет, пока осуществляются извлечение и обработка углеводородов. Некоторые варианты реализации могут использовать как в разведочных, так и в промышленных целях. Для разведочных работ может быть предпочтительной функциональность гравитационного фундамента в максимально широком диапазоне глубин. Соответственно, предпочтительно части кессона могут иметь увеличенную вертикальную высоту при сохранении устойчивости конструкции, так чтобы гравитационный фундамент могли использовать в более широком диапазоне глубин. При использовании в качестве подвышечного основания для стационарного эксплуатационного оборудования, вес которого может достигать 120000 тонн, гравитационный фундамент может иметь расширенную и более прочную верхнюю часть, поскольку эксплуатационное оборудование обычно имеет намного большие размеры и больший вес по сравнению с установками для разведочного бурения. В любом случае вертикальная кольцевая секция может быть выполнена с возможностью поддерживания по существу всего веса любой надстройки, предназначенной для извлечения углеводородов и расположенной на верху вертикальной кольцевой секции.

[060] Описанные выше варианты реализации могут использовать на морском дне со связными грунтами, имеющими недренированную прочность на сдвиг ниже 30 кПа, а более крупные гравитационные фундаменты согласно варианту реализации, показанному на фиг.1, оснащенные нижними и верхними поперечинами 22, 24, могут выдерживать нагрузки, создаваемые многолетним льдом, превышающие 660 МН (меганьютонов). Некоторые из таких более мощных вариантов реализации благодаря своей открытой конструкции могут иметь общий вес меньше 280000 тонн без учета веса надводных конструкций.

Общие положения

[061] В целях понимания настоящего изобретения ниже описаны некоторые аспекты, преимущества и новаторские отличительные особенности вариантов его реализации. Описанные выше устройства, системы и способы ни в коем случае не должны рассматриваться как ограничение. Напротив, настоящее раскрытие распространяется на все новые и неочевидные отличительные особенности и аспекты различных описанных выше вариантов реализации, как по отдельности, так и в различных комбинациях и подкомбинациях друг с другом. Описанные выше варианты реализации не ограничиваются конкретными аспектом, или отличительной особенностью, или их комбинацией, и при этом описанные выше варианты реализации не требуют присутствия любого по меньшей мере одного конкретного преимущества или решения любой по меньшей мере одной конкретной задачи.

[062] Несмотря на то, что в целях наглядности изложения некоторые из раскрытых способов описаны в конкретном порядке следования этапов, следует понимать, что такой способ описания включает перестановку этапов, если конкретный порядок этапов не выражен конкретными словами. Например, порядок работ, описанных последовательно, в некоторых случаях может быть перестроен или указанные работы могут быть выполнены одновременно. Кроме того, в целях облегчения понимания приложенные чертежи могут не показывать различные варианты использования описанных выше способов в соединении с другими способами. Кроме того, для раскрытия способов в описании иногда используются термины "определяют" и "обеспечивают". Эти термины представляют собой абстракции высокого уровня фактически выполняемых действий. Фактические действия, которые соответствуют указанным терминам, могут изменяться в зависимости от конкретного варианта реализации и являются легко различимыми для специалистов в данной области.

[063] Использованные в настоящем описании термины "один" и "по меньшей мере один" охватывают один или больее указанных элементов. Таким образом, если присутствуют два конкретных элемента, то один из этих элементов также присутствует, и таким образом присутствует любой из этих элементов.

Термины "несколько" и "многочисленные" означают по меньшей мере два из указанных элементов.

[064] Использованный в настоящем описании термин "и/или", вставленный между последними двумя элементами из списка элементов означает один любой элемент или несколько элементов из перечисленных элементов. Например, фраза "А, В и/или С", означает "A", "B", "C", "A и B", "A и C", "B и C" или "A, B и C".

[065] Использованный в настоящем описании термин "соединенный" в целом означает механическое, химическое, магнитное или иное физическое соединение или связь и не исключает присутствия промежуточных элементов между связанными пунктами, если конкретно не указано иное.

[066] Ввиду многочисленных возможных вариантов реализации, к которым могут быть приложены принципы описанного выше изобретения, следует отметить, что иллюстрированные варианты реализации являются только предпочтительными примерами и не должны рассматриваться в качестве ограничения объема настоящего изобретения. Напротив, объем настоящего изобретения определен пунктами приложенной формулы. Таким образом, настоящим изобретением является все, что включено в границы пунктов приложенной формулы.

1. Конструкция гравитационного фундамента, содержащая:
первую удлиненную фундаментную секцию, содержащую внутреннюю и внешнюю боковые части, первую и вторую подошвы, верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность, выполненную с возможностью опоры на дно акватории;
вторую удлиненную фундаментную секцию, содержащую внутреннюю и внешнюю боковые части, первую и вторую подошвы, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, выполненную с возможностью опоры на дно акватории, причем первая и вторая фундаментные секции разделены открытой областью, расположенной между внутренними боковыми частями первой и второй фундаментных секций и проходящей по всей длине первой и второй фундаментных секций, выполненных с возможностью обеспечения переноса по существу всего веса в воде указанной конструкции на дно, когда эта конструкция опирается на него;
вертикальную кольцевую секцию, расположенную над указанной открытой областью и выполненную с возможностью прохода по меньшей мере частично над верхней поверхностью акватории, причем указанная вертикальная кольцевая секция содержит отверстие, проходящее вверх через нее;
первую наклонную секцию, соединенную с первой фундаментной секцией и соединенную с вертикальной кольцевой секцией;
вторую наклонную секцию, соединенную с второй фундаментной секцией и соединенную с вертикальной кольцевой секцией;
причем по меньшей мере части первой и второй наклонных секций сходятся друг к другу в направлении от фундаментных секций к вертикальной кольцевой секции.

2. Конструкция по п.1, для которой глубина акватории больше 150 метров.

3. Конструкция по п.1, в которой каждая из первой и второй фундаментных секций содержит опорную площадь, выполненную с возможностью контакта с дном, причем каждая опорная площадь больше максимальной площади горизонтального сечения указанной вертикальной кольцевой секции.

4. Конструкция по п.1, в которой каждая из первой и второй фундаментных секций содержит внутреннюю плавучую камеру, выполненную с обеспечением плавания первой и второй фундаментных секций, когда указанные камеры не заполнены водой, а заполнение указанных камер обеспечивает погружение первой и второй фундаментных секций.

5. Конструкция по п.1, в которой каждая из первой и второй наклонных секций содержит первую и вторую наклонные подпорки, причем по меньшей мере части первой и второй наклонных подпорок сходятся друг к другу в верхнем направлении.

6. Конструкция по п.5, в которой каждая из первой и второй наклонных секций дополнительно содержит по меньшей мере один горизонтальный поперечный элемент, расположенный ниже указанной вертикальной кольцевой секции и над соответствующей фундаментной секцией и соединяющий первую и вторую наклонные подпорки.

7. Конструкция по п.5, в которой площадь горизонтального сечения каждой из первой и второй наклонных подпорок непрерывно уменьшается в направлении от соответствующей фундаментной секции к вертикальной кольцевой секции.

8. Конструкция по п.1, которая не содержит поперечных элементов, проходящих между первой и второй фундаментными секциями, так что первая и вторая фундаментные секции полностью отделены друг от друга в области между ними.

9. Конструкция по п.1, в которой вертикальная кольцевая секция выполнена с возможностью поддерживания по существу всего веса надстройки для извлечения углеводородов, расположенной на верху вертикальной кольцевой секции.

10. Конструкция по п.1, в которой каждая из первой и второй фундаментных секций содержит промежуточную часть, расположенную между первой и второй подошвами, ширина которой уже значений ширины первой и второй подошв.

11. Конструкция по п.1, в которой первая фундаментная секция содержит первую точку и вторую точку; вторая фундаментная секция содержит третью точку и четвертую точку; причем первая, вторая, третья и четвертая точки задают вершины горизонтальной четырехугольной площади; а вертикальная кольцевая секция полностью, первая наклонная секция полностью и вторая наклонная секция полностью расположены непосредственно над указанной четырехугольной площадью.

12. Конструкция по п.1, в которой площадь горизонтального сечения по меньшей мере части каждой из первой и второй фундаментных секций уменьшается в верхнем направлении.

13. Конструкция по п.1, в которой вертикальная кольцевая секция содержит нижнюю часть, выполненную с возможностью нахождения ниже поверхности воды, верхнюю часть, выполненную с возможностью нахождения над поверхностью воды, и промежуточную часть между нижней и верхней частями, причем площадь горизонтального сечения промежуточной части меньше площади горизонтального сечения указанной верхней части и меньше площади горизонтального сечения указанной нижней части, причем верхняя часть сужается в направлении промежуточной части.

14. Конструкция по п.1, дополнительно содержащая переходную секцию в форме усеченной пирамиды, расположенную между наклонными секциями и вертикальной кольцевой секцией.

15. Конструкция по п.1, в которой первая фундаментная секция содержит первую опорную площадь, выполненную с возможностью контакта с дном, и вторая фундаментная секция содержит вторую опорную площадь, выполненную с возможностью контакта с дном, причем площадь указанной открытой области между первой и второй опорными площадями больше 50% общей площади первой и второй опорных площадей.

16. Фундаментный блок конструкции гравитационного фундамента, содержащий:
удлиненную первую фундаментную секцию, содержащую первую и вторую боковые части, первую и вторую подошвы, верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность;
удлиненную вторую фундаментную секцию, содержащую первую и вторую боковые части, первую и вторую подошвы, верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность;
каждая из первой и второй фундаментных секций содержит промежуточную часть, расположенную между первой и второй подошвами, причем промежуточная часть имеет ширину меньше, чем ширина первой и второй подошв;
причем каждая из первой и второй фундаментных секций содержит по меньшей мере одну плавучую камеру, выполненную с обеспечением плавания первой и второй фундаментных секций, когда указанная плавучая камера не заполнена водой, а заполнение плавучих камер водой обеспечивает погружение первой и второй фундаментных секций;
первая и вторая фундаментные секции выполнены с возможностью разнесения друг от друга и размещения своими нижними опорными поверхностями с опорой на дно акватории и
первая и вторая фундаментные секции вместе выполнены с возможностью поддерживания в воде веса конструкции гравитационного фундамента, когда он находится на дне акватории.

17. Фундаментный блок по п.16, в котором первая и вторая фундаментные секции соединены вместе верхней поперечиной, так что открытая область проходит ниже этой поперечины и между первой и второй подошвами вдоль всей длины первой и второй фундаментных секций.

18. Фундаментный блок по п.16, дополнительно содержащий третью секцию, соединяющую первую и вторую фундаментные секции вместе и содержащую четыре наклонные угловые подпорки и четыре горизонтальных элемента, соединяющие угловые подпорки в прямоугольную конструкцию, причем две из угловых подпорок соединены с первой фундаментной секцией, а другие две угловые подпорки соединены со второй фундаментной секцией.

19. Фундаментный блок по п.18, в котором третья секция дополнительно содержит по меньшей мере одну плавучую камеру, выполненную с обеспечением плавания нижнего блока, когда плавучая камера третьей секции не заполнена водой, а заполнение этой плавучей камеры третьей секции водой обеспечивает погружение нижнего блока.

20. Конструкция гравитационного фундамента, содержащая:
первую удлиненную фундаментную секцию, содержащую внутреннюю и внешнюю боковые части, первую скошенную подошву на одном конце, вторую скошенную подошву на противоположном конце, промежуточную часть между первой и второй подошвами, ширина которой уже значений ширины первой и второй подошв, наклонную верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность, выполненную с возможностью нахождения на морском дне;
вторую удлиненную фундаментную секцию, содержащую внутреннюю и внешнюю боковые части, первую скошенную подошву на одном конце, вторую скошенную подошву на противоположном конце, промежуточную часть между первой и второй подошвами, ширина которой уже значений ширины первой и второй подошв, наклонную верхнюю поверхность и нижнюю опорную поверхность, выполненную с возможностью нахождения на морском дне,
причем первая и вторая фундаментные секции разделены открытой областью между внутренними боковыми частями первой и второй фундаментных секций, которая проходит по всей длине первой и второй фундаментных секций, а первая и вторая фундаментные секции выполнены с возможностью обеспечения переноса по существу всего веса в воде конструкции на дно, когда эта конструкция находится на морском дне;
первую и вторые наклонные подпорки, соединенные с первой фундаментной секцией, причем первая и вторая наклонные подпорки наклонены друг к другу и к второй фундаментной секции;
третью и четвертую наклонные подпорки, соединенные с второй фундаментной секцией, причем третья и четвертая наклонные подпорки наклонены друг к другу и к первой и второй наклонным подпоркам;
первый и второй горизонтальные поперечные элементы, соединяющие первую и вторую подпорки вместе, причем первый поперечный элемент расположен над вторым поперечным элементом;
третий и четвертый горизонтальные поперечные элементы, соединяющие третью и четвертую подпорки вместе, причем третий поперечный элемент расположен над четвертым поперечным элементом;
первую и вторую горизонтальные поперечины, соединяющие первую и третью подпорки вместе, причем первая поперечина расположена над второй поперечиной;
третью и четвертую горизонтальные поперечины, соединяющие вторую и четвертую подпорки вместе, причем третья поперечина расположена над четвертой поперечиной;
переходную секцию, содержащую верхний конец, нижний конец, соединенный с вершинными концами первой, второй, третьей и четвертой наклонных подпорок, и вертикальное отверстие, проходящее между указанными верхним и нижним концами; и
вертикальную кольцевую кессонную секцию, содержащую вершинный конец, донный конец, соединенный с верхним концом переходной секции, и вертикальное отверстие, проходящее между указанными вершинным и донным концами и сообщающееся с вертикальным отверстием переходной секции, причем кессонная секция выполнена с возможностью пересечения морской поверхности, когда указанная конструкция находится на морском дне, и выполнена с возможностью поддерживания по существу всего веса надстройки для извлечения углеводородов, расположенной над вершинным концом указанной кессонной секции.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к эластичному подшипнику скольжения, используемому в опорах крупногабаритных, тяжелых и вращающихся элементов, и может использоваться, например, в опоре башни на борту судна, подъемного крана, моста и т.п., где внешние воздействия оказывают на подшипники большие динамические нагрузки.

Изобретение относится к области обустройства и освоения морских нефтегазовых месторождений, а более конкретно к способам и средствам предупреждения аварийных ситуаций.

Изобретение относится к области бурения, а именно к установке для бурения на дне моря, герметично закрытой относительно окружающей среды. .

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин на дне моря. .

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин на морском дне, а именно к буровым установкам. .

Изобретение относится к области горного дела, а именно к способам и устройствам для монтажа и стабилизации на море трубчатых одноколонных (моноопорных) оснований для бурения с них сравнительно неглубоких скважин с отбором качественного керна, преимущественно разведочных на твердые полезные ископаемые, инженерно-геологических и т.п.

Изобретение относится к области бурения скважин на морских акваториях, в частности к способам монтажа морского бурового одноколонного основания, и устройствам для его осуществления.

Изобретение относится к морскому бурению. .

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским гравитационным платформам, устанавливаемым преимущественно на мелководье и эксплуатируемым в ледовых условиях.

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.

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.

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

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к конструкциям ледостойких самоподъемных плавучих буровых установок для освоения мелководного континентального шельфа.

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

Изобретение относится к строительству в море платформ, на которых монтируется буровое и нефтедобывающее оборудование. Опорная стойка-якорь морской платформы содержит связанные между собой верхнюю секцию с верхней опорной площадкой, балластные цистерны-секции и нижнюю буровую секцию, в которой установлен гидравлический двигатель, к валу ротора которого присоединен бур, а к статору гидравлического двигателя подсоединены трубопровод подачи и патрубок слива воды. При этом на морской платформе в рубке управления система наполнения-опорожнения балластных цистерн-секций дополнительно содержит компрессор для сжатого воздуха, выход которого через последовательно соединенные первые клапаны и трехходовые переключающие клапаны подключены к трубопроводам подачи сжатого воздуха, гидравлические насосы. Между балластными цистернами-секциями расположены дистанционные опорные секции, верхняя секция выполнена в виде двух соосных полых цилиндров, расположенных относительно друг друга коаксиально. Верхняя опорная площадка посредством жестко связанных с ней и морской платформой деталей шарнира имеет возможность поворота вокруг общей оси шарнира, а с ней и всей опорной стойки якоря при снятии болтовых соединений путем перевода ее из вертикального рабочего положения в горизонтальное транспортное положение. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей опорной стойки-якоря и уменьшении осевой нагрузки. 2 ил.
Наверх