МОРСКАЯ ПЛАТФОРМА

Полезная модель относится к области гидротехнических сооружений и может быть использована для строительства на прибрежной акватории стационарных и переустанавливаемых морских платформ, в частности, буровых платформ со свайным закреплением донной опоры.
Проблема надежной установки функционального оборудования для нефтедобычи, отвечающей условиям долговременной эксплуатации, экологической безопасности, экономичности строительства и обслуживания определяет технические решения постановки морской платформы на дно и ее закрепления.
Известна донная опорная платформа, содержащая свайное основание в виде конструкции с балластируемыми отсеками, а также съемную монтажную раму с установленным на ней технологическим оборудованием, при этом основание выполнено из полых элементов и функционально разделено на две зоны, в одной из которых размещен позиционирующий узел для фиксации буровой колонны и фонтанной аппаратуры, а в другой образован улавливающий проем, в нижней части монтажной рамы расположены наклонные направляющие для входа в улавливающий проем при стыковке монтажной рамы с основанием опорной платформы в подводном положении /патент РФ №2258784, Е02В 17/00/.
Недостатком известного устройства является сложность и длительность постановки монтажной рамы с обеспечением фиксации буровой колонны из-за необходимости точного заведения ее в улавливающий проем, что может занимать длительный промежуток времени при больших габаритах и массе устанавливаемой рамы.
Известно демонтируемое основание под морские буровые, включающее опорный блок, опорные стойки или направляющие, соединенные со сваями механическим узлом, причем соединение выполнено в виде группы рычагов, установленных по окружности в нескольких уровнях на внешней поверхности направляющей /а.с. СССР №1418410, Е02В 17/00/. Каждый рычаг выполнен в виде
подпружиненной рукоятки со скосом и имеет пяту, проходящую сквозь отверстие в направляющей под действием пружины в зацепление с пазом на свае.
Недостатком известного устройства является чувствительность используемого механического соединения к ледовым нагрузкам, что не позволяет считать его достаточно надежным в ледовых условиях.
Известна морская буровая платформа, включающая верхнее строение, опору верхнего строения, нижнее строение, содержащее плавучую верхнюю секцию, состыкованную с опорой верхнего строения, и нижнюю секцию в виде свайного ростверка проницаемой конструкции, причем верхняя секция имеет консольные коробчатые балки по контуру, размещенные с возможностью сопряжения со свайными направляющими, а также укрепленные на ростверке подвижные (откидывающиеся) соединения в виде серег и упоры для фиксации положения откидных концов серег на консольных коробчатых элементах /а.с. СССР №1184905, Е02В 17/00/. Серьги одним концом закреплены на ростверке (рамной конструкции) и накидываются на консольные коробчатые балки, сбрасывание серег с консольных балок предотвращают клиновидные упоры. Торцы балок удалены от стенок верхней секции на длину, большую длины серег, что позволяет провести через консоль в ростверк клиновидные упоры. Однако в условиях ледовой нагрузки снижается надежность крепления верхнего строения к нижнему строению, поскольку подвижки льда способны механически выдавить клиновидные упоры из посадочных мест. Кроме того, использование коробчатых консольных балок увеличивает массогабаритные характеристики платформы, ухудшает ее транспортировку, и усложняет формирование платформы.
Известная морская платформа, включающая верхнее строение, опору верхнего строения, нижнее строение в составе плавучей верхней секции, которая выполнена с возможностью сопряжения с опорой верхнего строения, и нижней секции в виде свайного ростверка проницаемой конструкции со свайными направляющими, а также соединительные элементы с фиксаторами статического положения выбрана в качестве наиболее близкого аналога заявляемой полезной модели.
Задача полезной модели состоит в повышении надежности соединения верхнего и нижнего строений при одновременном снижении трудоемкости работ по монтажу-демонтажу сооружения.
Задача решена тем, что в морской платформе, включающей верхнее строение, опору верхнего строения с технологическими отверстиями, нижнее строение в составе плавучей верхней секции, выполненной с возможностью сопряжения с опорой верхнего
строения по технологическим отверстиям, и нижней секции, выполненной в виде рамной проницаемой конструкции со свайными направляющими, а также соединительные элементы с фиксаторами статического положения, в соответствии с полезной моделью, плавучая верхняя секция нижнего строения выполнена в виде сплошностенной вставки с отверстиями, соответствующими форме и расположению свайных направляющих, и снабжена кольцевым выступом под опору верхнего строения, а на опоре верхнего строения выполнена ответная кольцевая выемка для сопряжения с кольцевым выступом, соединительные элементы закреплены на контактной поверхности плавучей верхней секции по периметру кольцевого выступа, а фиксаторы статического положения установлены на боковой поверхности опоры верхнего строения с обеспечением гибкой связи с соединительными элементами.
Кроме того, кольцевой выступ выполнен коническим.
Кроме того, сопрягаемые поверхности кольцевого выступа и ответной кольцевой выемки выполнены многогранными.
Кроме того, соединительные элементы установлены эквидистантно.
Кроме того, соединительный элемент выполнен шарнирным.
Кроме того, соединительный элемент выполнен в виде серьги.
Кроме того, соединительный элемент выполнен в виде анкера.
Кроме того, фиксатор статического положения выполнен в виде скобы.
Кроме того, гибкая связь выполнена в виде траверсы.
Техническим результатом полезной модели является контролируемая посадка опоры верхнего строения на кольцевой выступ на верхней секции нижнего строения и дополнительное усиление связей верхнего и нижнего ярусов за счет использования соединительных элементов с гибкими связями, что позволяет снизить или исключить влияние опрокидывающих нагрузок на платформу, в частности, при прохождении ледовых полей. Использование разъемных соединений ярусов платформы позволяет проводить быстрый монтаж-демонтаж сооружения.
Сущность полезной модели поясняют фиг.1, на которой представлена схема морской платформы (вид сбоку), фиг.2, на которой представлена схема сопряжения опоры верхнего строения и плавучей верхней секции нижнего строения морской платформы (вид сверху), фиг.3, на которой представлен схематически соединительный элемент шарнирного типа - серьга, фйг.4, на которой представлена схема соединения опоры верхнего строения и плавучей верхней секции посредством связи соединительного элемента и фиксатора статического положения (вид сбоку, в разрезе).
Морская платформа содержит (фиг.1) верхнее строение 1, опору верхнего строения 2 с проходами под технологические отверстия, нижнее строение, включающее плавучую верхнюю секцию 3, соединяемую с опорой верхнего строения 2 с обеспечением сопряжения проходов под технологические отверстия, и нижнюю секцию 4 в виде свайного ростверка - рамной опоры со свайными направляющими 5. Разъемное соединение опоры верхнего строения 2 и плавучей верхней секцией 3 обеспечивается гибкой связью соединительных элементов 6 с фиксаторами статического положения 7. Плавучая верхняя секция 3 имеет сплошные стенки со сквозными отверстиями 8 под свайные направляющие 5, проходящие через ростверк 4 для закрепления нижнего строения на грунте. Сваи, расположенные непосредственно под нижним строением, воспринимают горизонтальные составляющие нагрузки от внешних воздействий. На наружной поверхности секции 3, контактной для опоры верхнего строения 2, выполнен кольцевой выступ 9 для посадки опоры верхнего строения 2 (фиг.2), а ответная кольцевая выемка 10 для сопряжения с посадочным кольцевым выступом 9 выполнена на контактной днищевой поверхности 11 опоры верхнего строения 2 (фиг.1). Кольцевой выступ 9 выполнен коническим, а его горизонтальное сечение представляет собой многоугольник (фиг.2), поэтому сопрягаемые поверхности кольцевого выступа 9 и ответной кольцевой выемки 10 выполнены многогранными, что обеспечивает надежность соединения опоры верхнего строения 2 и плавучей верхней секции нижнего строения 3 при посадке за счет исключения тангенциального смещения.
На контактной поверхности 11 плавучей верхней секции 3 по периметру кольцевого выступа 9 закреплены соединительные элементы 6, соединяемые гибкой связью с фиксаторами статического положения 7, установленными на боковой поверхности опоры верхнего строения 2 (фиг.2). Соединительные элементы 6 установлены, преимущественно, эксидистантно, однако в особых условиях эксплуатации, например, при наличии заметных ледовых нагрузок схема их размещения может быть иной.
Удобно использовать соединительные элементы 6 шарнирного типа, имеющие откидные части 12, например, серьгу или анкер (с оголовком), а фиксаторы статического положения 7 выполнить в виде скоб, к которым посредством траверсы (канат и т.п.) крепятся свободные концы откидных частей 12 соединительных элементов 6 (фиг.3, фиг.4). Закрепление соединительных элементов 6 на контактной поверхности 11 плавучей верхней секции 3 позволяет создать модульную конструкцию
донной опоры, обеспечивающую быстрое проведение работ по монтажу морской платформы с учетом конкретных условий среды.
Установку платформы на акватории производят в следующем порядке. К месту установки транспортируют в сборе нижнее строение в составе плавучей верхней секции 3 и нижней секции 4, опускают ее на дно, в свайные направляющие 5 через сквозные отверстия 8 заводят сваи и забивают их в грунт вровень с верхним уровнем плавучей верхней секции 3. Доставляют верхнее (надводное) строение 1 на опоре 2 и позиционируют его над нижним строением по совпадению осей кольцевого выступа 9 и ответной кольцевой выемки 10, проходов под технологические отверстия и по соответствию положения соединительных элементов 6 фиксаторам статического положения 7. Опускают верхнее строение 1 вертикально, при этом раскрывают и поднимают откидные элементы 12 (серьги или анкера) и соединяют их со скобами-фиксаторами 7 траверсой 13, обеспечивая также точность посадки опоры верхнего строения 2 за счет контроля относительных разворотов верхнего и нижнего строений.
При демонтаже платформы снимают траверсы 13 и разъединяют откидные элементы 12 и фиксаторы 7, затем снимают опору верхнего строения 2 вместе с надводным верхним строением 1 с кольцевого выступа 9 путем подвсплытия, и далее транспортируют верхнее строение 1 на опоре 2 в нужное место.
Заявляемая морская платформа характеризуется надежным соединением верхнего надводного и нижнего строений, исключающим их относительные перемещения, а также быстрым монтажом конструкции за счет применения посадочных элементов и замковых соединений, снижающих трудоемкость монтажа. Широкие возможности конструктивного выполнения проницаемого рамного основания как системы связанных труб, ориентированных в вертикальном и горизонтальном направления, позволяют легко ее демонтировать при необходимости, использовать заявляемую морскую платформу при различной геометрии дна акватории как альтернативу платформе гравитационного типа, а также использовать ее в качестве промежуточного основания при установке глубоководной рабочей морской платформы, что повышает экономичность работ на акватории.