МОРСКАЯ ПОГРУЖНАЯ ЛЕДОСТОЙКАЯ НЕФТЕГАЗОВАЯ ПЛАТФОРМА

Заявляемая полезная модель относится к гидротехническим устройствам, в частности к стационарным морским многофункциональным платформам для бурения скважин и добычи углеводородного сырья на мелководных акваториях с сезонным ледяным покровом и может быть использована в конструкциях морских ледостойких платформ, непосредственно устанавливаемых на морском дне и закрепляемых к нему по средством якорных связей.
7
Известна морская платформа для освоения мелководного континентального шельфа, содержащая устанавливаемое на дне основание, закрепляемое сваями для увеличения устойчивости на сдвиг (см. патент США №3754403, МПК Е02В 17/00 от 1978 г.).
Недостатком известной морской платформы является сложность ее конструкции, значительная металлоемкость, а также необходимость размещения на верхнем строении платформы оборудования для забивки свай.
7
Известна морская погружная платформа, имеющая верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, в оконечностях которых по их внешним бортам в районе примыкания опорных колонн выполнены стальные опорные конструкции пирамидальной формы, (имеющие функции кронштейнов) с направляющими для свайного закрепления платформы на дне (см. патент США №6203248, МПК E02D 11/00 от 2000 г.). Сваи с помощью подъемников закладываются на расчетную глубину через направляющие в опорных конструкциях. Погружение свай обеспечивается размывом грунта под ними, для чего на платформе предусматривается специальное оборудование. Морская погружная платформа отличается сложностью изготовления и обслуживания механизмов подъема и опускания свай и системы размыва грунта под сваями. Не защищенные от внешних воздействий механизмы и трубопроводы имеют низкую эксплуатационную надежность. Единичное количество свай, соответствующее числу опорных колонн, должно обеспечить удержание платформы на грунте при значительных нагрузках внешней среды и требует особой прочности не только всех элементов опорных конструкций, но и сопряженных с ними элементов корпуса платформы, что неизбежно приводит к повышенной металлоемкости и тех, и других.
Известна морская погружная платформа, выбранная в качестве прототипа, имеющая верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, на которых вдоль внешних бортов понтонов жестко и равномерно по их длине в районах расположения переборок и рамных шпангоутов закреплены к прямостенным участкам понтонов кронштейны с направляющими для свайного крепления платформы на дне моря (см. патент на полезную модель РФ №53308, МПК Е02В 17/02 от 27.07.2005 г.).
Недостатком прототипа является неравномерное закрепление сваями понтонов, обусловливающее недостаточную устойчивость на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы в результате воздействия ледовой нагрузки.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение устойчивости на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы с одновременным повышением безопасности эксплуатации платформы в ледовых условиях.
Это достигается в морской погружной нефтегазовой платформе, имеющей верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, на которых вдоль внешних бортов понтонов жестко и равномерно по их длине в районах расположения переборок и рамных шпангоутов закреплены к прямостенным участкам понтонов кронштейны с направляющими для свайного крепления платформы на дне моря, тем, что периферийные кронштейны жестко закреплены на внутреннем торце понтонов, при этом кронштейны, сопряженные с вертикальными опорными колоннами снабжены ребрами жесткости-ледоломами.
Жесткое закрепление периферийных кронштейнов на внутреннем торце понтонов обеспечивает на дне моря более равномерное закрепление и фиксацию сваями по периметру понтонов морской погружной нефтегазовой платформы и увеличение устойчивости на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы с одновременным повышением безопасности эксплуатации платформы в ледовых условиях.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана заявляемая морская погружная ледостойкая нефтегазовая платформа (вид сверху);
на фиг. 2 - вид А фиг. 1;
на фиг. 3 - вид Б фиг. 1;
на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 3.
Заявляемая морская погружная ледостойкая нефтегазовая платформа имеет верхнее строение 1, установленное посредством опорных колонн 2 на основании в виде понтонов 3, на которых смонтированы кронштейны 4 с направляющими 5 для свайного крепления платформы на дне моря.
Необходимое для надежного закрепления морской платформы количество свай 6 и их параметры (длина, диаметр) в определяющей степени зависит от свойств грунтового основания, (не показано), на которое устанавливается платформа, и определяется на основании результатов морских инженерно-геологических изысканий, выполненных на площадке постановки стационарной морской погружной ледостойкой нефтегазовой платформы, локально-технических условий, специальных расчетов на стадии проектирования. Кронштейны 4 расположены вдоль внешних бортов 7 понтонов 3 и жестко закреплены к их прямостенным участкам 8 понтонов 3, причем кронштейны 4 смонтированы равномерно по длине понтонов 3 в районах расположения прочных конструктивных элементов 9 (переборок и рамных шпангоутов) корпусов понтонов 3. Периферийные кронштейны 10 жестко закреплены на внутреннем торце понтонов 3. Кронштейны 4, сопряженные с вертикальными опорными колоннами 2 снабжены ребрами жесткости-ледоломами 11. Для уменьшения осадки морской погружной ледостойкой нефтегазовой платформы кронштейны 4 выполнены в виде водоизмещающей конструкции, то есть имеющих водонепроницаемую обшивку 10, которая герметизирует внутреннее пространство кронштейна 4. Благодаря такому решению внутренний объем кронштейнов увеличивает водоизмещающий объем корпуса платформы и, тем самым, уменьшает ее осадку. Для облегчения ввода и обеспечения заданного положения сваи 6 внутри кронштейна 4, последний снабжен конической воронкой 10 и направляющей 5 (фиг. 4).
Кронштейны 4 для свай 6 в соответствующем количестве крепят к внешним бортам 7 понтонов 3 основания морской погружной ледостойкой нефтегазовой платформы примерно на равном расстоянии друг от друга в районах расположения прочных конструктивных элементов 9 понтонов 3 - переборок и рамных шпангоутов (фиг. 2). Периферийные кронштейны 10 жестко закреплены на внутреннем торце понтонов 3. Такое расположение кронштейнов 4 и 11 наилучшим образом обеспечивает распределение и передачу испытываемых платформой внешних ледовых нагрузок на ее свайный фундамент, расположенный по периметру морской ледостойкой нефтегазовой платформы и позволяет путем максимального использования резервов прочности корпусных конструкций понтонов в районах примыкания к ним кронштейнов оптимизировать характеристики свайного крепления, включая количество свай, таким образом, чтобы минимизировать как металлоемкость конструкций свайного крепления, так и трудоемкость их изготовления. Кронштейны 4, сопряженные с вертикальными опорными колоннами 2 снабжены ребрами жесткости 11, которые повышают жесткость конструкции и выполняют роль ледолома при надвиге ледового покрова на морскую погружную ледостойкую нефтегазовую платформу.
Морскую погружную ледостойкую нефтегазовую платформу на плаву при помощи буксиров доставляют к месту ее постановки и последующей эксплуатации.
Непосредственно перед началом установки погружной ледостойкой нефтегазовой платформы на морское дно строительная площадка (дно моря) обследуется водолазами на предмет отсутствия инородных предметов, эрозионных ложбин, гребней. Устанавливаются сигнальные навигационные знаки и буи.
Установка погружной ледостойкой нефтегазовой платформы на морское дно осуществляется при последовательно-параллельном выполнении двух технически независимых, но функционально взаимосвязанных операций: позиционирования платформы на точке установки с помощью привлекаемых плавучих технических средств, и погружению платформы в воду с помощью собственной балластной системы (не показана).
После выведения и стабилизации погружной ледостойкой нефтегазовой платформы на точке установки включаются штатные балластные насосы платформы (не показаны) и начинают заполняться балластные цистерны (не показаны), находящиеся в понтонах опорной части. Начинается контролируемое погружение платформы без крена и дифферента. После погружения платформы до зазора между днищем понтонов и грунтом 600 мм балластировка прекращается и производится контрольное позиционирование в уже более жестких допусках. После фиксации платформы в нужном положении балластировка продолжается до полной установки платформы на грунт всей поверхностью днища понтонов.
После проверки положения погружной ледостойкой нефтегазовой платформы продолжается балластировка до достижения проектного прижимного усилия.
После постановки платформы на грунт, производится ее закрепление к морскому дну: забивка свай и цементирование раствором межтрубного пространства между направляющими стойками кронштейнов и сваями. Забивка и цементирование осуществляются при помощи плавучего крана со сваеобойным и цементировочным оборудованием на борту. Забивка свай в грунт предусмотрена с использованием гидравлического молота. Сваи 6 вставляются в отверстия 5 водоизмещающих кронштейнов 4 и 10. Для беспрепятственного прохода сваи по направляющей 5 между ними предусмотрен зазор. После забивки для четкой фиксации сваи 6 в кронштейнах 4 и 10 зазор между сваей 6 и направляющей 5 заполняют цементным раствором.
Жесткое закрепление периферийных кронштейнов на внутреннем торце понтонов обеспечивает более равномерное закрепление и фиксацию на морском дне сваями по периметру понтонов морской погружной нефтегазовой платформы и увеличение устойчивости на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы с одновременным повышением безопасности эксплуатации платформы в ледовых условиях. Оснащение кронштейнов, сопряженных с вертикальными опорными колоннами ребрами жесткости повышает жесткость конструкции и выполняет роль ледолома при надвиге ледового покрова на морскую погружную ледостойкую нефтегазовую платформу.