Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе


 


Владельцы патента RU 2567562:

Жильцов Николай Николаевич (RU)
Шарков Андрей Михайлович (RU)
Леньков Валерий Павлович (RU)
Чернявец Владимир Васильевич (RU)
Бродский Павел Григорьевич (RU)

Изобретение относится к устройствам для защиты гидротехнических сооружений, расположенных на мелководном континентальном шельфе от воздействия ледовых полей. Технический результат заключается в повышении эффективности защиты гидротехнического сооружения от льда. Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включает защитные элементы и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории. Защитные элементы выполнены в виде погружных многогранных понтонов с возможностью их заполнения балластировочным материалом, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, а другие, как минимум, две грани вертикальные, по которым понтоны состыкованы друг с другом. Понтоны образуют замкнутую конструкцию в виде многоугольника в плане с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, с двумя боковыми стенками и задней стенкой с возможностью ее размыкания. Каждый понтон установлен гранью с наклонным участком и дефлектором наружу, образуя замкнутый протяженный дефлектор и наклонную поверхность, опоясывающие всю конструкцию по внешнему периметру. Две передние стенки выполнены, как минимум, из двух понтонов в виде симметричных вытянутых в продольном направлении многогранников, как минимум, с четырьмя боковыми гранями. Боковые и задняя стенки выполнены из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями. Боковая стенка состыкована вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок. Закрепляющие элементы выполнены в виде полых свай и установлены по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия. На понтонах закреплены металлические сетки типа «рабица», разделенные на секции посредством изоляционных трубок, внутри которых размещен металлический стержень, при этом каждый металлический стержень и прилегающая к нему секция металлической секции образуют генерирующий циркуляцию воды элемент, выполненный в виде пары электродов - катода и анода, при этом катод выполнен в виде металлического стержня, который размещен внутри изоляционной трубки, по всей его длине, коаксиально с некоторым отстоянием от внутренней поверхности корпуса, а анод выполнен в виде секции металлической сетки, причем анод изготовлен из нерастворимого в воде электропроводного материала, пары электродов соединены электрическими связями с источником постоянного электрического тока, а электрическая связь анода размещена внутри изолированной трубки.

 

Изобретение относится к устройствам для защиты гидротехнических сооружений, расположенных на мелководном континентальном шельфе от воздействия ледовых полей. Известен противоледовый защитный барьер (патент RU №67590, 27.10.2007 [1]), включающий два ряда свай и наклонную балку. Сваи защитного барьера расположены в шахматном порядке, наклонная балка оперта на оголовки свай, причем отметка оголовка свай второго ряда находится на максимальной отметке уровня воды в период ледохода, а отметка оголовка свай первого ряда на отметке нижней поверхности льда в период ледохода, образуя угол наклона β наклонной балки. Опорные площадки наклонной части наклонной балки могут быть выполнены так, что они должны перекрывать диапазон колебания уровней воды. На каждую сваю защитного барьера могут быть установлены, по меньшей мере, две наклонные балки. Сваи защитного барьера, расположенные в шахматном порядке, выполнены с возможностью их использования в составе ограждающего барьера.

Недостатком является возможность проникания мелкобитого льда через промежутки между сваями.

Известен погружной передвижной кессон, обладающий ледовым сопротивлением, предназначенный для использования в акватории открытого океана со сложными ледовыми условиями не обладающих ледовым сопротивлением передвижных морских буровых и нефтедобывающих установок (патент RU №2064553, 27.07.1996 г. [2]), включающий образованную неподвижными вертикальными передней, боковыми и задней стенками конструкцию с бассейном внутри нее, с палубами, верхняя из которых расположена выше уровня воды в погруженном положении кессона, с наклонным участком на наружной поверхности конструкции, размещенном в погруженном положении кессона выше и ниже уровня воды для направления вверх движущегося на кессон льда и с вырезом в задней стенке, причем высота кессона превышает глубину океана в месте погружения. Кессон снабжен основанием в виде размещенной по периметру кессона под его стенками окружной опоры и днища, выполненных из сплошного армированного строительного материала, входным затвором, установленным в вырезе, нижняя часть которого ограничена основанием, и внутренними стенками, установленными по периметру кессона и на входном затворе с образованием зазора между наружными и внутренними стенками. При этом палубы размещены между внутренними и наружными стенками, наружная поверхность кессона армирована для противостояния разрушающим усилиям плавающего в океане льда, стенки кессона выполнены высотой, достаточной для отражения максимальной расчетной волны при погруженном положении кессона.

Недостатком является сложность конструкции кессона и отсутствие универсальности в применении (не все буровые комплексы смогут пройти по габаритам).

Известно устройство для защиты морских платформ от движущего льда (авторское свидетельство SU №960370, 23.09.1982 [3]), корпус в виде полого кольцевого поплавка, расположенного вокруг платформы, гибкие стержни для закрепления корпуса и анкеры. Поплавок выполнен в поперечном сечении в форме трапеции, обращенной меньшим основанием вниз. При этом внешняя грань поплавка наклонена к горизонту под острым углом.

Недостатком является способ закрепления устройства на дне, не обеспечивающий надежную фиксацию устройства на точке эксплуатации при постоянных нагрузках с одного направления.

Известен ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа (патент RU №2382849, 27.02.2010 [4]), включающий буксируемый корпус, установленный на нем кантиливер с самоподъемной буровой установкой, проходящие через буксируемый корпус опоры для самоподъемной буровой установки, имеющие донные основания, и примыкающую к ним ледовую защиту в виде охватывающего опору усеченного конуса, по меньшей мере, один блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на подводном фундаменте и имеющий верхнюю надстройку для размещения эксплуатационного оборудования. Комплекс снабжен наружным U-образным поясом ледовой защиты, ветви которого установлены по всей длине буксируемого корпуса с зазором, сопряжены у оконечности буксируемого корпуса с примыканием к ледостойкому корпусу блок-кондуктора, при этом пояс ледовой защиты выполнен в виде свайной структуры, элементы которой установлены с образованием внутреннего и внешнего рядов равноудаленных свай и соединены распорами в шахматном порядке, причем высота внутреннего ряда свай превышает высоту внешнего ряда.

Недостатками являются возможность проникания мелкобитого льда через промежутки между сваями, а также отсутствие защиты от льда на разомкнутом участке U-образного пояса.

Известно устройство для защиты гидротехнического сооружения от воздействия дрейфующего льда (патент RU №061145, 10.06.2010 [5]), включающее оконтуривающую грунтовое ядро защитную оболочку (конструкцию) с жесткими верхним и нижним каркасами, имеющими возможность перемещения относительно друг друга в вертикальном направлении. Защитная оболочка выполнена из состыкованных по периметру грунтового ядра панелей (защитные элементы), шарнирно соединенных по вертикали в пары между собой, и с жестким кругом ферменного каркаса и плавучих понтонов, а также соединенных с забитыми в морское дно сваями (закрепляющий элемент).

Недостатками являются сложность конструкции защитной оболочки, отсутствие универсальности в применении.

Известно устройство для защиты бурового объекта от дрейфующих льдов (патент на полезную модель RU №79611, 10.01.2009 [6]), содержащее искусственно образованное препятствие, имеющее защитный барьер в виде регулируемых по высоте металлических щитов, установленных на морском дне по периметру бурового объекта. Препятствие закреплено на морском дне винтовыми сваями.

Недостатком является сложность конструкции, увеличенные нагрузки на металлические щиты из-за вертикальной внешней стенки, возможность переваливания ледяных образований через верхний край металлических щитов и подверженность металлических щитов коррозионным процессам.

Известно устройство для защиты морского нефтегазового объекта от дрейфующего льда (патент на полезную модель RU №94993, 10.06.2010 [7]), содержащее забитые в морское дно по периметру объекта отдельно друг от друга сваи с выступающими над дном прямоугольными головками и железобетонные быки с глухими прямоугольными отверстиями в нижней части, которыми быки насажены на головки свай и установлены на морском дне.

Недостатком является способ закрепления устройства на дне, не обеспечивающий надежную фиксацию устройства на точке эксплуатации.

Известно устройство для защиты гидротехнического сооружения от воздействия льда (авторское свидетельство SU №1684424, 10.11.1989 г. [8]), включающее защитный элемент с соединенными между собой внешней наклонной поверхностью, верхней поверхностью и задней стенкой, обращенной к защищаемому сооружению, закрепляющие анкеры, соединяющие защитный элемент с дном акватории. Устройство снабжено ножевым элементом и консолью, внешняя наклонная поверхность выполнена восходящей, сопряженная с ней верхняя поверхность выполнена наклонной и нисходящей, при этом консоль нижней частью присоединена к задней стенке и размещена над нисходящей поверхностью своей верхней частью, нижняя поверхность которой выполнена с наклоном к задней стенке, а свободный конец консоли выполнен незатопленным, причем между нисходящей поверхностью и нижней частью консоли установлен ножевой элемент. Недостатком данного устройства является высокая металлоемкость и сложность конструкции защитных элементов, возможность проникания ледовых образований через промежутки между защитными элементами, а также высокая сложность проведения работ по транспортировке, монтажу и демонтажу устройства.

Аналогичные недостатки имеет и известное устройство, сущность которого раскрыта в патенте GB №2218446 А, 15.11.1989 [9].

Известно также техническое решение, техническим результатом которого является повышение эффективности защиты гидротехнического сооружения от льда и упрощение конструкции устройства (патент RU №2521674 С1, 10.07.2014 [10].

При этом технический результат достигается тем, что в устройстве противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включающем защитные элементы и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории, защитные элементы выполнены в виде погружных многогранных понтонов с возможностью их заполнения балластировочным материалом, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, а другие, как минимум, две грани вертикальные, по которым понтоны состыкованы друг с другом, образуя замкнутую конструкцию в виде многоугольника в плане с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, с двумя боковыми стенками и задней стенкой с возможностью ее размыкания, в которых каждый понтон установлен гранью с наклонным участком и дефлектором наружу, образуя замкнутый протяженный дефлектор и наклонную поверхность, опоясывающие всю конструкцию по внешнему периметру, при этом две передние стенки выполнены, как минимум, из двух понтонов в виде симметричных вытянутых в продольном направлении многогранников, как минимум, с четырьмя боковыми гранями, боковые и задняя стенки выполнены из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями, боковая стенка состыкована вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок, а закрепляющие элементы выполнены в виде полых свай и установлены по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия. Внутренний объем нижней части понтонов может быть заполнен балластировочным материалом, например песком.

Понтоны передней и боковых стенок могут быть снабжены двумя рядами сквозных по высоте отверстий.

Отверстия для свай могут быть выполнены с приемной частью.

Между центральными понтонами передних стенок может быть установлен ледостойкий блок-кондуктор, установленный на подводном фундаментном основании.

Понтоны передней стенки могут быть выполнены в плане в виде вытянутого параллелограмма с одним скошенным со стороны внутренней поверхности углом для обеспечения плотной стыковки с торцевой поверхностью боковой стенки, а понтоны боковых и задней стенок выполнены в плане в виде прямоугольников, при этом боковые стенки состыкованы своими торцевыми поверхностями с внутренними вертикальными поверхностями передних и задней стенок.

Понтоны передних стенок могут быть выполнены в плане в виде трапеции, а понтоны боковых и задней стенок выполнены в плане в виде трапеций или треугольников, при этом стенки состыкованы друг с другом своими торцевыми вертикальными поверхностями.

Понтоны передних стенок могут быть выполнены в плане в виде параллелограмма, а понтоны боковых и задней стенок выполнены в плане в виде трапеции или треугольников, при этом боковые стенки состыкованы одной своей торцевой поверхностью с внутренними поверхностями передних стенок, а другой - с торцевыми поверхностями задней стенки.

Понтоны боковых и задней стенок могут быть выполнены в плане в виде прямоугольных или тупоугольных треугольников.

Выполнение защитных элементов в виде погружных многогранных, у которого, как минимум, две грани вертикальные, обеспечивает плотную стыковку защитных элементов между собой с образованием замкнутой конструкции и ее устойчивость при установке на дно, что повышает эффективность защиты при упрощении конструкции защитных элементов.

Выполнение защитных элементов в виде погружных многогранных понтонов, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, обеспечивает получение общего замкнутого протяженного дефлектора и общей наклонной внешней поверхности, опоясывающей всю конструкцию по внешнему периметру для любого гидротехнического сооружения. Наличие наклонной внешней поверхности, опоясывающей всю конструкцию по внешнему периметру, обеспечивает уменьшение и более равномерное распределение внешних ледовых нагрузок на устройство. Такое исполнение стенки обеспечивает «наползание» льда на наклонную часть и его слом с дальнейшим сваливанием льда и образованием ледового барьера. Это позволяет уйти от высоких нагрузок на внешнюю поверхность. Наличие замкнутого протяженного дефлектора, опоясывающего всю конструкцию по внешнему периметру и который имеет отрицательный угол относительно направления дрейфа льда, препятствует «заползанию» льда на верхнюю горизонтальную поверхность конструкции. Наличие на наружной поверхности замкнутой конструкции дефлектора и наклонной части, снижающей нагрузку, обеспечивает повышение эффективности защиты гидротехнического сооружения ото льда.

Выполнение понтонов с возможностью их заполнения балластировочным материалом обеспечивает устойчивость замкнутой конструкции на грунте.

Выполнение закрепляющих элементов в виде полых свай, установленных по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия, обеспечивает дополнительную устойчивость передних и боковых стенок при сдвигающей нагрузке относительно направления дрейфа льда.

Выполнение замкнутой конструкции в виде многоугольника в плане с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, обеспечивает снижение ледовых нагрузок на передние стенки, которая воспринимает основную нагрузку от льда. Выполнение боковых и задней стенок из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями обеспечивает надежную и плотную стыковку понтонов между собой. Трапециевидная или треугольная форма понтонов в плане обеспечивает дополнительное упрочнение замкнутой конструкции.

Выполнение боковых стенок состыкованными вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок обеспечивает повышение устойчивости замкнутой конструкции против сдвигающего воздействия льда, создавая дополнительный упор передних стенок в торцевую поверхность боковых стенок и дополнительный упор задней стенки в торцевые поверхности боковых стенок, что повышает прочность конструкции и эффективность защиты устройства.

Выполнение задней стенки с возможностью заполнения понтонов балластировочным материалом обеспечивает в замкнутом положении противоледовую защиту гидротехнического сооружения со стороны моря при минимальных ледовых нагрузках.

Отсутствие закрепления понтонов задней стенки сваями обеспечивает возможность ее размыкания, что позволяет осуществлять ввод и вывод гидротехнического сооружения с акватории, окружаемой устройством.

Однако это возможно осуществить в случае, если не произошло навала льда на защитное устройство.

Кроме того, после первого навала льда на защитное устройство может произойти повторный навал льда, например, при резком изменении погодных условий, что повлечет увеличение нагрузки на защитное устройство, что может привести к нежелательным последствиям.

Для борьбы с ледяными образованиями, представляющими угрозу бесперебойной работе добычной платформы, в том числе и с судами, необходимо обладать не только исчерпывающей гидрометеорологической информацией в районе установки платформы и данными о морфометрических особенностях ледового образования, но и технических характеристиках подводной части ледостойкого сооружения (добычной платформы). При этом следует учитывать, что различные сценарии образования навалов льда на платформу приводят к образованию внешне схожих, но имеющих индивидуальные особенности внутреннего строения объектов. Периодические регулярные наблюдения за навалами льда, а также работы по выявлению структурных особенностей, позволят разработать технологию борьбы с потенциально опасными ледяными образованиями.

Основываясь на полученных в 2014 году данных натурных наблюдений за ледяным объектом, образовавшимся у западной стороны морской ледостойкой платформы (МЛСП) типа «Приразломная», а также анализе аналогичной информации можно утверждать, что навал льда у платформы был вызван локальными гидрометеорологическими факторами. При этом скорость образования навала была значительной и навальное ледовое образование полностью сформировалось за несколько часов. Дальнейшее увеличение размеров ледяного объекта было связано с торошением дрейфующих ледяных полей на его периферии (стороне, удаленной от платформы).

Известное устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе [10], позволяет осуществить задержку движения ледовых образований в сторону добычной платформы, однако при многократном воздействии ледовых образований за сравнительно малые промежутки времени нагрузка на защитное сооружение будет возрастать. Для уменьшения нагрузки на защитное сооружение необходимо воздействовать на ледовое образование для его разрушения.

При уже сформировавшемся ледяном образовании у защитного сооружения можно применять несколько основных способов его разрушения, например, механическим воздействием (околка судами, разрушение надводной поверхности техническими средствами). При использовании этого способа необходимо учитывать, что подводная часть защитного сооружения имеет наклонное основание, что приводит к погружению наторосившегося льда вдоль него. Применяемая на практике околка ледяного образования в направлении, перпендикулярному надводному борту платформы, была малоэффективна, так как большая часть прилагаемой нагрузки уходила на уплотнение внутренних полостей образования. При ситуации когда у платформы существуют пространства, свободные ото льда, наилучший эффект будет достигнут в том случае, когда удары судов будут направлены от платформы в мористую часть ледяного образования. Поскольку технически это трудноосуществимо (по данным наблюдений для околки были доступны лишь краевые области образования), то околку целесообразно проводить по касательным к краевым частям, тем самым уменьшая составляющую силы, приводящей к уплотнению навала. Следует учитывать, что данный способ будет малоэффективен при наличии сплоченности ледяного покрова более 8 баллов, поскольку скорость торошения льда на границе ледяного образования будет велика. Разрушение ледяного образования путем уменьшения высоты паруса в мористой части способно привести к уменьшению осадки ледяного образования, что является эффективной защитой от контакта киля ледяного образования с грунтом. Для реализации этого способа могут быть использованы как технические устройства судов обеспечения или механизмы, установленные на них, так и механизмы самой платформы. Однако при наличии в районе защитного сооружения нескольких самостоятельных образований в сочетании с неблагоприятными погодными условиями использование судов может быть невозможно.

Возможно также химическое воздействие (использование реагентов, ускоряющих разрушение льда), что будет эффективно лишь для уменьшения высоты надводной части, поскольку при контакте с водной средой эффективность действия реагента резко снижается. В весенний период наиболее безопасным для окружающей среды является способ распыления на поверхность льда вещества, активно поглощающего тепло солнечной радиации.

При термическом воздействии (использование теплой воды или пара) разрушение ледяного образования в условиях сурового климата может носить лишь эпизодический характер. При этом для разрушения сформировавшегося ледяного образования целесообразно использовать морскую воду, нагретую до диапазона 40-60°С, что возможно осуществить только для части ледяного образования, находящегося непосредственно у платформы. В результате возможно не только уменьшение надводной части образования в зоне воздействия, но и дополнительное появление опрокидывающего (под действием архимедовых сил) момента, способного вызвать откол мористой части ледяного образования. Однако в условиях известного защитного сооружения это осуществить практически невозможно.

Каждое ледяное образование является уникальным, поскольку образуется в условиях кратковременного действия непериодических внешних факторов. Согласно данным проведенного термодинамического моделирования и результатам натурных исследований, применение способов разрушения ледяного образования необходимо начинать в кратчайшие сроки с момента его образования. Промедление способствует образованию мощного консолидированного слоя, наличие которого приведет к значительному увеличению затрат на борьбу с ледяным образованием с высокой вероятностью полного отсутствия положительного результата этой борьбы.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения. Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включающем защитные элементы и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории, защитные элементы выполнены в виде погружных многогранных понтонов с возможностью их заполнения балластировочным материалом, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, а другие, как минимум, две грани вертикальные, по которым понтоны состыкованы друг с другом, образуя замкнутую конструкцию в виде многоугольника в плане с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, с двумя боковыми стенками и задней стенкой с возможностью ее размыкания, в которых каждый понтон установлен гранью с наклонным участком и дефлектором наружу, образуя замкнутый протяженный дефлектор и наклонную поверхность, опоясывающие всю конструкцию по внешнему периметру, при этом две передние стенки выполнены, как минимум, из двух понтонов в виде симметричных вытянутых в продольном направлении многогранников, как минимум, с четырьмя боковыми гранями, боковые и задняя стенки выполнены из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями, боковая стенка состыкована вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок, а закрепляющие элементы выполнены в виде полых свай и установлены по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия, - на понтонах закреплены металлические сетки типа «рабица», разделенные на секции посредством изоляционных трубок, внутри которых размещен металлический стержень, при этом каждый металлический стержень и прилегающая к нему секция металлической секции образуют генерирующий циркуляцию воды элемент, выполненный в виде пары электродов - катода и анода, при этом катод выполнен в виде металлического стержня, который размещен внутри изоляционной трубки, по всей его длине, коаксиально с некоторым отстоянием от внутренней поверхности корпуса, а анод выполнен в виде секции металлической сетки. Причем сам анод изготовлен из нерастворимого в воде электропроводного материала, пары электродов соединены электрическими связями с источником постоянного электрического тока, а электрическая связь анода размещена внутри изолированной трубки.

Устройство противоледовой защиты, как и в прототипе [10], представляет собой защитную замкнутую конструкцию в виде многоугольника в плане из состыкованных защитных элементов, заполненных балластировочным материалом, например песком, и закрепляющих элементов в виде свай, соединяющих защитные элементы с дном акватории. Замкнутая конструкция выполнена с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, с двумя боковыми стенками и задней стенкой с возможностью ее размыкания. Каждая стенка выполнена из защитных элементов в виде погружных многогранных понтонов, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, а другие, как минимум две, грани вертикальные и ровные, по которым понтоны состыкованы друг с другом. Каждый понтон установлен гранью с наклонным участком и дефлектором наружу, образуя замкнутый наружный протяженный дефлектор и наклонную поверхность, опоясывающие всю конструкцию по внешнему периметру.

Две передние стенки выполнены, как минимум, из двух понтонов в виде симметричных вытянутых в продольном направлении многогранников, как минимум, с четырьмя боковыми гранями. Боковые и задняя стенки выполнены из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями. Каждая боковая стенка состыкована вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок. Понтоны всего устройства заполнены балластировочным материалом, например песком. Закрепляющие элементы выполнены в виде полых свай и установлены по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия, расположенные на одной вертикальной оси.

Понтоны задней стенки установлены без свай.

Каждый понтон выполнен стандартно для понтонов погружного типа и внутри разделен на герметичные балластные цистерны (их количество зависит от типа понтона), например, ограниченные по высоте палубой, проходящей на высоте 8 м, обеспечивающей остойчивость понтона при его погружении. Верхняя часть выполнена с меньшим объемом по сравнению с объемом нижней части, что обеспечивает повышение устойчивости конструкции при заполнении балластировочным материалом, например песком, только нижней части.

Понтоны передних и боковых стенок снабжены закрепляющими элементами в виде свай, установленными по всей высоте понтонов в соответствующие сквозные отверстия. Понтоны могут крепиться к грунту при помощи, например, двух рядов свай. В отличие от прототипа [10] на понтонах, образующих стенки ограждения, закреплены металлические сетки типа «рабица», разделенные на секции посредством изоляционных трубок, внутри которых размещен металлический стержень. При этом каждый металлический стержень и прилегающая к нему секция металлической секции образуют генерирующий циркуляцию воды элемент, выполненный в виде пары электродов - катода и анода. При этом катод выполнен в виде металлического стержня, который размещен внутри изоляционной трубки, по всей его длине, коаксиально с некоторым отстоянием от внутренней поверхности корпуса, а анод выполнен в виде секции металлической сетки.

Анод изготовлен из нерастворимого в воде электропроводного материала, пары электродов соединены электрическими связями с источником постоянного электрического тока, а электрическая связь анода размещена внутри изолированной трубки.

Устройство работает следующим образом. При своем движении ледяное поле воздействует на внешнюю наклонную поверхность устройства и продолжает «наползать» на эту поверхность до тех пор, пока не произойдет его слом с дальнейшим опрокидыванием льда и образованием ледового барьера вокруг устройства. Замкнутый дефлектор в верхней части внешней поверхности устройства препятствует также «заползанию» льда на верхнюю горизонтальную поверхность устройства, образованную верхней горизонтальной гранью понтонов.

При образовании навалов льда секции металлических сеток типа «рабица» посредством малогабаритных необитаемых подводных аппаратов размещаются под килем ледовых образований (навалов).

При наложении на электроды (металлический стержень и секция металлической сетки) постоянного электрического тока посредством электрических связей происходит циркуляция воды в вертикальном и горизонтальном направлениях в объеме зазора, образованного грунтом водоема и нижней поверхностью ледообразования, которая создается за счет выделения пузырьков газа, образующихся при электролизе воды.

При этом подводная часть ледового образования будет разрушаться и тем самым будет уменьшаться составляющая силы, приводящая к уплотнению навала.

Источники информации

1. Патент RU №67590, 27.10.2007.

2. Патент RU №2064553, 27.07.1996 г.

3. Авторское свидетельство SU №960370, 23.09.1982.

4. Патент RU №2382849, 27.02.2010.

5. Патент RU №061145, 10.06.2010.

6. Патент на полезную модель RU №79611, 10.01.2009.

7. Патент на полезную модель RU №94993, 10.06.2010.

8. Авторское свидетельство SU №1684424, 10.11.1989 г.

9. Патент GB №2218446 А, 15.11.1989.

10. Патент RU №2521674 С1, 10.07.2014.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включающее защитные элементы и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории, защитные элементы выполнены в виде погружных многогранных понтонов с возможностью их заполнения балластировочным материалом, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, а другие, как минимум, две грани вертикальные, по которым понтоны состыкованы друг с другом, образуя замкнутую конструкцию в виде многоугольника в плане с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, с двумя боковыми стенками и задней стенкой с возможностью ее размыкания, в которых каждый понтон установлен гранью с наклонным участком и дефлектором наружу, образуя замкнутый протяженный дефлектор и наклонную поверхность, опоясывающие всю конструкцию по внешнему периметру, при этом две передние стенки выполнены, как минимум, из двух понтонов в виде симметричных вытянутых в продольном направлении многогранников, как минимум, с четырьмя боковыми гранями, боковые и задняя стенки выполнены из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями, боковая стенка состыкована вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок, а закрепляющие элементы выполнены в виде полых свай и установлены по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия, отличающееся тем, что на понтонах закреплены металлические сетки типа "рабица", разделенные на секции посредством изоляционных трубок, внутри которых размещен металлический стержень, при этом каждый металлический стержень и прилегающая к нему секция металлической секции образуют генерирующий циркуляцию воды элемент, выполненный в виде пары электродов - катода и анода, при этом катод выполнен в виде металлического стержня, который размещен внутри изоляционной трубки, по всей его длине, коаксиально с некоторым отстоянием от внутренней поверхности корпуса, а анод выполнен в виде секции металлической сетки, причем анод изготовлен из нерастворимого в воде электропроводного материала, пары электродов соединены электрическими связями с источником постоянного электрического тока, а электрическая связь анода размещена внутри изолированной трубки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ледотехнике и может применяться при упрочнении ледяного покрова, используемого в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов и ледяных переправ.

Изобретение относится к верхнему строению морской платформы и способам установки на ней; и, в частности, касается способов установки и систем быстроразъемного соединения верхнего строения с одной или несколькими связанными с ней баржами, временного несения верхнего строения морской платформы.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Способ предусматривает погружение сооружения путем принятия сооружением балласта и постановку основания сооружения на морское дно.

Изобретение относится к устройствам для производства работ в гидротехническом строительстве и может быть использовано для возведения свайных мостовых оснований, эстакад, перегрузочных комплексов и причальных сооружений на акваториях.

Изобретение относится к возведению монолитных конструкций в труднодоступных районах, а именно к литым бетонным смесям для монолитного бетонирования строительных конструкций.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским технологическим платформам различного назначения и может быть использовано при создании плавучих, погружных и стационарных морских платформ для освоения месторождений шельфа.

Изобретение относится к судостроению, а именно к плавучим буровым установкам. Обеспечивает снижение энергозатрат при перемещении плавучей буровой установки по мелководью и вытаскивании ее на твердое основание с незначительным уклоном.

Изобретение относится к области судостроения и касается защиты корпуса морских ледостойких платформ от внешнего ледового воздействия. Корпус морской ледостойкой платформы имеет усиленную, преимущественно вертикальную ледовую обшивку с подкрепляющим набором, снабжен жесткими элементами, имеющими в поперечном сечении треугольную форму, установленными на поверхности обшивки и размещенными по ее поверхности с образованием многозаходной спирали, которая имеет угол наклона образующей к горизонту 10÷70 градусов, и с шагом спирали - не более 1/3 максимальной толщины льда в районе эксплуатации платформы.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включает защитные элементы 2 и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории.

Изобретение относится к строительству морских платформ, сооружений, городов, в частности к способу изготовления элементов конструкций для строительства морского города.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к технике проведения работ для предупреждения заторообразования и разрушения стационарных объектов льдинами, например, на участке реки.
Изобретение относится к способам разрушения ледяных заторов, образующихся в период вскрытия рек, особенно, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, вызывающих подъемы уровня воды и затопление местности.

Устройство очистки от льда открытых водоёмов и водотоков состоит из тросовой системы, несущей на рабочем конце источник высокого или сверхвысокого давления. Источником высокого или сверхвысокого давления служат электрически изолированные электроды, соединённые на нерабочем конце с генератором импульсов с высокой или сверхвысокой разностью потенциалов.
Изобретение относится к области использования технических средств освоения океана и проведения подводно-технических и спасательных работ в условиях наличия ледового покрова.

Изобретение относится к разрушению ледяного покрова в период льдообразования, дрейфа и в период торошения ледяных полей, расположенных как в условиях мелкого, так и глубокого морей.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при всплытии посредством нагружения льда снизу за счет создания силы плавучести.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания новых разрушающих лед технических средств, работающих в сочетании с буксиром, которые смогут формировать достаточно широкий канал для беспрепятственного движения крупнотоннажных судов во льдах.

Изобретение относится к судам, предназначенным для очистки водной поверхности от льда. Судно для очистки акватории от льда включает корпус с кормовой и носовой оконечностями, энергетическую установку для получения энергии для растапливания льда на борту судна и по меньшей мере две съемных емкости для хранения топлива для упомянутой энергетической установки.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к мероприятиям, обеспечивающим предотвращение наводнений. Способ включает мероприятия по разрушению ледового покрова реки и возведению водоограждающего устройства.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к защите промышленных объектов, линий транспорта, связи, различных сооружений от вредного действия водной стихии, и может быть использовано для разрушения ледового покрова на реках и водоемах.

Изобретение относится к озерному рыбоводству и может быть использовано для создания и поддержания незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащения кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов. Технической задачей изобретения является создание и поддержание незамерзающей зоны акватории (майны) в заморных рыбных водоемах, обогащение кислородом воздуха естественных и искусственных водоемов. Способ включает формирование под водой водовоздушных струй путем прорубания как минимум двух майн - центральной и периферийной, которую огораживают по периметру высоким ледяным бруствером. В случае если периферийных майн две или более, то их прорубают в равноудаленных направлениях под равным углом друг к другу на расстоянии более 50 м. В направлении от центральной майны к периферийным пропиливают и прорубают несквозные прямолинейные каналы или устанавливают сборные желоба с организацией постоянного перемешивания потока воды и воздуха. Насосом подают водовоздушную смесь из канала или желоба в периферийную майну, при этом смена периферийных майн происходит попеременно. Подо льдом размещают подвешенную разветвленную сеть водонепроницаемых энергосберегающих светодиодных лент. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх