СПОСОБ УСТАНОВКИ ОПОРНОГО БЛОКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ НА МОРСКОЕ ДНО
METHOD FOR INSTALLATION OF HYDROTECHNICAL STRUCTURE SUPPORT UNIT ONTO SEA BOTTOM

Изобретение относится к области строительства объектов шельфа, в частности к установке на морское дно опорных блоков гидротехнических сооружений.
Известен способ, согласно которому опорный блок морской стационарной платформы сбрасывается с транспортных барж на воду на свою боковую плавающую грань, обладающую герметичностью, для создания частичной плавучести, и оснащенную специальными понтонами для обеспечения требуемой плавучести, затем с помощью балластировки опорный блок переводится из горизонтального положения в вертикальное, опускается и устанавливается на морское дно. В последующем специальные понтоны отсоединяются от опорного блока [1].
Такое техническое решение способа строительства значительно усложняет конструкцию опорного блока, так как для обеспечения необходимой плавучести элементы конструкции выполняются герметичными и опорный блок оснащается специальными понтонами. Для обеспечения спуска на воду опорный блок оснащается специальными направляющими балками и шпренгельными решетками.
Известен также способ установки опорного блока на морское дно с помощью кранового судна, когда грузоподъемности крана достаточно для подъема опорного блока с транспортной баржи и его последующей установки на морское дно [2].
Положительным свойством этого способа является то, что опорный блок может перевозится на транспортной барже или понтонах как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.
Однако известный способ не может применяться для опорных блоков с массой, превышающей грузоподъемность крана, и с высотой подъема крана, меньшей габаритной высоты опорного блока.
Использование краново-монтажных судов для этой цели имеет также тот недостаток, что сопряжено со значительными затратами из-за их большой арендной стоимости.
Известны способы строительства гидротехнических сооружений, например мостов в водных местах, с использованием специальных плавучих средств в виде понтонов или судов с П-образным корпусом типа "Svanen", на поперечной ригельной части которого расположены два консольных крана с грузоподъемными лебедками. Судно П-образным проемом заходит за опорную колонну и устанавливает на нее секцию, образуя пролет моста [3]. Судно может быть использовано для установки на морское дно опорных блоков небольшой высоты, которая ограничивается высотой подъема консольных кранов, небольшими габаритами основания опорного блока, ограничиваемыми шириной проема П-образного корпуса.
Известен способ установки опорного блока стационарной платформы на морское дно, при котором опорный блок транспортируют на транспортной барже к месту его установки, с помощью подъемных устройств, симметрично расположенных на понтонах с обеих сторон транспортной баржи, снимают с транспортной баржи и опускают на морское дно опорный блок в вертикальном положении [4 - прототип].
Использование этого способа крайне затруднено из-за необходимости обеспечить равномерное распределение нагрузок на каждую грузоподъемную лебедку из-за изменяющегося воздействия волн и меняющегося необходимого взаимного расположения между собой обоих понтонов и опорного блока.
Настоящее изобретение направлено на снижение трудоемкости, затрат и уровня риска при производстве работ по установке опорного блока стационарной платформы на морское дно за счет применения нового способа по установке опорного блока на морское дно с помощью плавучих технических средств - понтонов, оборудованных специальными грузоподъемными системами.
Указанная цель достигается тем, что реализуется способ установки опорного блока на морское дно, при котором опорный блок транспортируют на транспортной барже к месту его установки, с помощью подъемных устройств, симметрично расположенных на понтонах с обеих сторон транспортной баржи, снимают с транспортной баржи и опускают на морское дно опорный блок в вертикальном положении, причем понтоны жестко соединяют между собой поперечными балками с устройством регулировки величины проема между понтонами, при этом подъемные устройства выполняют в виде стоек с расположенными на них гидравлическими домкратами, основание стоек жестко устанавливают на понтонах, а верхние части стоек соединяют с конструкцией опорного блока через систему гидравлических домкратов.
Кроме того, каждое из приводных механизмов подъемных устройств выполняют в виде гидродомкрата, корпусом цилиндра (9) и штоком (10) которого фиксирующими элементами (11) поочередно осуществляют жесткую связь со штангой (12), снабженной выступами (13), связанной соответствующим шарниром (14) с опорным блоком (1), свободный конец штанги (12) располагают во внутренней полости корпуса гидродомкрата (8) подъемного устройства (3), подачу рабочей жидкости предусматривают одновременно в цилиндры (9), при этом обеспечивают равномерное распределение нагрузок от веса опорного блока (1) и волновых воздействий на каждое подъемное устройство (3) в соответствии с заданной программой.
В одном из вариантов реализации способа транспортную баржу выполняют в виде П-образного транспортного судна с возможностью изменения величины проема между продольными частями судна.
Технологические схемы строительства и средства для реализации способа установки опорного блока на морское дно представлены на чертежах (см. фиг.1-4).
На фиг.1 представлено взаиморасположение опорного блока на транспортной барже и понтонов со стойками, к которым застроплен опорный блок.
На фиг.2 - то же, вид сверху.
На фиг.3 - конструкция стойки рамной конструкции с гидравлическим подъемником и узлом застройки (шарнирного крепления) к опорному блоку.
На фиг.4 - схематичная последовательность подъемной операции с помощью гидравлического подъемного устройства. На фиг.4а показано положение жесткой связи штока домкрата со штангой, на фиг.4б - жесткая связь корпуса цилиндра с штангой.
Средства для реализации способа включают в себя (фиг.1 и фиг.2) опорный блок 1, транспортную баржу 2, подъемные устройства 3, установленные на понтонах 4.
Понтоны 4 связаны между собой поперечными балками 5 с устройствами регулирования 6 величины проема между ними. Каждое подъемное устройство 3 выполнено в виде стоек 7 с гидродомкратами 8.
Гидродомкрат 8 (фиг.3 и фиг.4) содержит корпус 9, полый шток 10, внутри которого расположена штанга 12 с выступами 13. Корпус 9 и полый шток 10 имеют возможность жесткой связи со штангой 12 с помощью фиксирующих элементов 11. Штанга 12 одним концом с помощью шарнира 14 связана с опорным блоком 1, а свободный конец штанги 12 расположен внутри полого штока 10 гидродомкрата 8.
Предложенный способ реализуется следующим образом.
Опорный блок 1 транспортируют на транспортной барже 2 к месту его установки (фиг.1 и фиг.2). С помощью подъемных устройств 3, симметрично расположенных на понтонах 4 с обеих сторон транспортной баржи 2, снимают с транспортной баржи 2 и опускают на морское дно опорный блок 1 в вертикальном положении. Понтоны 4 жестко соединяют между собой поперечными балками 5 с устройством регулировки 6 величины проема между понтонами 4. Подъемные устройства 3 выполняют в виде стоек 7 с расположенными на них гидравлическими домкратами 8. Основание стоек 7 жестко устанавливают на понтонах 4, а верхние части стоек 7 соединяют с конструкцией опорного блока 1 через систему гидравлических домкратов 8.
С помощью гидравлических подъемных устройств 3 производится подъем опорного блока 1 с транспортной баржи 2 и транспортная баржа 2 выводится из-под опорного блока 1 до полного выхода из проема между понтонами 4.
После вывода транспортной баржи 2 из проема между понтонами 4 производится спуск с помощью гидравлических подъемных устройств 3 и установка опорного блока 1 на морское дно.
Каждое из приводных механизмов подъемных устройств 3 (фиг.3 и фиг.4) выполняют в виде гидродомкрата 8, корпусом цилиндра 9 и штоком 10 которого фиксирующими элементами 11 поочередно осуществляют жесткую связь со штангой 12, снабженной выступами 13, связанной соответствующим шарниром (рымом) 14 с опорным блоком 1. Свободный конец штанги 12 располагают во внутренней полости корпуса гидродомкрата 8 подъемного устройства 3, подачу рабочей жидкости предусматривают одновременно в цилиндры 9. При этом обеспечивают равномерное распределение нагрузок от веса опорного блока 1 и волновых воздействий на каждое подъемное устройство 3 в соответствии с заданной программой.
В одном из вариантов реализации способа транспортную баржу выполняют в виде П-образного транспортного судна с возможностью изменения величины проема между продольными частями судна.
Порядок установки опорного блока 1 на морское дно с помощью специального П-образного судна такой же, как и в случае с применением понтонов.
Настоящее изобретение позволяет снизить трудоемкость, снизить затраты и уровень риска при производстве работ по установке опорного блока стационарной платформы на морское дно за счет применения данного способа по установке опорного блока на морское дно с помощью плавучих технических средств - понтонов, оборудованных специальными грузоподъемными системами.
Литература
1. Г.В.Симаков и др. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. Л.: "Судостроение", 1989.
2. Доусон Т. Проектирование сооружений морского шельфа. Перевод с англ. - Л.: "Судостроение", 1986.
3. Грузоподъемное судно "Сванен", грузоподъемностью 6500 т.
4. Патент Великобритании GB №2174745, кл. Е02В 17/00, 1986.