МОРСКАЯ САМОПОДЪЕМНАЯ ПЛАТФОРМА
OFF-SHORE SELF-ELEVATING PLATFORM

Заявляемое изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к конструкциям морских самоподъемных платформ, и может быть использовано при создании морских буровых самоподъемных установок, предназначенных для эксплуатации в ледовых условиях.
Известна морская самоподъемная платформа (см. заявку ФРГ №102012000444 Α1, МПК В63В 21/50; В63В 35/44 от 2012 г. ), содержащая корпус и опорные колонны с механизмами подъема и башмаками, причем каждая из опорных колонн выполнена с возможностью взаимодействия с механизмом подъема и башмаком, а каждый из башмаков для обеспечения возможности его фиксации на различных высотах вдоль опорной колонны снабжен замковыми механизмами, позволяющими его фиксацию либо в корпусе, либо на опорной колонне.
Недостатками указанного известного аналога являются расположение замковых механизмов ниже уровня воды, что усложняет их конструкцию и затрудняет обслуживание, а также невозможность использования в ледовых условиях вследствие отсутствия ледоразрушающих устройств.
Известна также морская самоподъемная платформа (см. патент США №4602895, МПК Е02В 17/00 от 1983 г. - прототип), содержащая корпус и три или более опорные колонны с шаговыми гидравлическими механизмами подъема и башмаками, причем каждая из опорных колонн выполнена с отверстиями для взаимодействия с шаговым механизмом и снабжена коническим ледорезом.
Недостатком прототипа является невозможность его использования в тяжелых ледовых условиях вследствие отсутствия возможности перемещения башмаков вдоль опорных колонн и установки и фиксации их в произвольном положении по высоте опорной колонны, что необходимо для обеспечения требуемого заглубления опорной колонны в грунт.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей платформы путем обеспечения возможности эксплуатации в тяжелых ледовых условиях при одновременном повышении надежности и безопасности.
Это достигается в морской самоподъемной платформе, содержащей корпус и три или более опорные колонны с шаговыми гидравлическими механизмами подъема и башмаками, причем каждая из опорных колонн выполнена с отверстиями для взаимодействия с шаговым механизмом и снабжена коническим ледорезом, тем, что башмак и ледорез смонтированы с возможностью перемещения и фиксации относительно опорной колонны в необходимых положениях по высоте посредством установленных на них вертикальных кронштейнов, в верхних частях которых расположены управляемые замковые механизмы для фиксации ледореза на уровне ледовой ватерлинии и фиксации башмака на уровне, необходимом для расчетного заглубления опорной колонны в грунт, причем в корпусе ледореза выполнены ниши для прохода кронштейнов башмака, а кронштейны ледореза смещены относительно кронштейнов башмака по окружности, при этом каждая опорная колонна выполнена с дополнительными отверстиями для закрепления ледореза относительно последней.
Указанный технический результат также достигается тем, что кронштейны каждого башмака снабжены дополнительными замковыми механизмами для фиксации башмака и опирающегося на него ледореза относительно корпуса платформы при подъеме опорной колонны в транспортное положение и при транспортировке платформы.
Указанный технический результат также достигается тем, что для соединения ледореза с опорной колонной с обеспечением необходимой ледовой ватерлинии ледорез снабжен балластной системой.
Также указанный технический результат достигается тем, что для повышения надежности работы управляемые замковые механизмы снабжены пальцами, а кронштейны выполнены с соответствующими пальцам отверстиями, при этом для ввода/вывода пальцев в отверстия опорной колонны упомянутые пальцы смонтированы с возможностью осевого перемещения посредством гидравлических цилиндров двойного действия, причем соединение упомянутых цилиндров с пальцами выполнено быстроразъемным.
Кроме того, указанный технический результат достигается также тем, что для исключения самопроизвольного поворота опорной колонны, ледореза и башмака вокруг вертикальной оси поперечное сечение опорной колонны и всех контактирующих с ней поверхностей башмака, ледореза, элементов механизма подъема выполнено в форме многоугольника, например шестиугольника.
Также указанный технический результат достигается тем, что для возможности вертикального перемещения ледореза для разрушения льда посредством балластной системы для соединения опорной колонны с ледорезом отверстия в опорной колонне выполнены вытянутыми в вертикальном направлении.
На фиг. 1 изображена заявляемая морская самоподъемная платформа в положении на плаву с поднятыми опорными колоннами, вид сбоку;
на фиг. 2 - фрагмент А фиг. 1, представляющий собой увеличенное изображение в районе опорной колонны;
на фиг. 3 - фрагмент Б фиг. 2, представляющий собой увеличенное изображение в районе ниши корпуса;
на фиг. 4 - сечение В-В фиг. 2 для цилиндрической формы опорной колонны;
на фиг. 5 - сечение В-В фиг. 2 для шестигранной формы опорной колонны;
на фиг. 6 - часть заявляемой морской самоподъемной платформы в районе расположения опорной колонны в положении, при котором опорная колонна перемещена вниз относительно исходного положения на величину необходимого расчетного заглубления в грунт. При этом башмак отсоединен от корпуса и присоединен к опорной колонне;
на фиг. 7 - часть заявляемой морской самоподъемной платформы в районе расположения опорной колонны в положении, при котором опорная колонна заглублена в грунт, корпус приподнят над водой, ледорез находится на плаву и не присоединен к опорной колонне;
на фиг. 8 - часть заявляемой морской самоподъемной платформы в районе расположения опорной колонны в положении, при котором опорная колонна заглублена в грунт, корпус поднят над водой в рабочее положение, ледорез присоединен к опорной колонне и воспринимает ледовую нагрузку;
на фиг. 9 - фрагмент Г фиг. 8, представляющий собой увеличенное изображение дополнительных отверстий в опорной колонне.
Заявляемая морская самоподъемная платформа включает в себя корпус 1 и опорные колонны 2 с шаговыми гидравлическими механизмами подъема 3. Каждая опорная колонна 2 снабжена водоизмещающими башмаком 4 и ледорезом 5, которые удерживаются в верхнем положении в нише 6 корпуса 1 управляемыми верхними замковыми механизмами 8 с помощью кронштейнов 7 башмака 4. Каждый верхний замковый механизм 8 состоит из гидроцилиндра 9 и пальца 10. Ледорез 5 удерживается в транспортном положении в корпусе 1 за счет опирания на верхнюю поверхность башмака 4, при этом кронштейны 7 проходят сквозь ниши 11 ледореза 5.
Для закрепления в необходимой позиции вдоль опорной колонны 2 башмак 4 снабжен дополнительными съемными замковыми механизмами 12, присоединяемыми к кронштейнам 7, а ледорез 5 снабжен съемными замковыми механизмами 13, присоединяемыми к кронштейнам 14 ледореза 5. При этом кронштейны 14 ледореза 5 смещены относительно кронштейнов 7 башмака 4 по окружности (см. фиг. 4 и фиг. 5). Съемные замковые механизмы 12 башмака 4 состоят из съемных корпусов 15, гидроцилиндров 16 и пальцев 17. Съемные замковые механизмы 13 ледореза 5 состоят из съемных корпусов 18, гидроцилиндров 19 и пальцев 20. Съемные корпуса 15 и 18 и штоки гидроцилиндров 16 и 19 имеют быстроразъемные соединения 21 с кронштейнами 7 и 14 и пальцами 17 и 20. Для соединения башмака 4 с опорной колонной 2 при помощи пальцев 17 используются три ряда отверстий 22 в опорной колонне 2, которые также используются при работе механизмов подъема 3. Для соединения ледореза 5 с опорной колонной 2 при помощи пальцев 20 используются три ряда дополнительных отверстий 23 в опорной колонне 2, которые, для облегчения стыковки находящегося на плаву ледореза 5, выполнены вытянутыми в вертикальном направлении (см. фиг. 9). Для исключения самопроизвольного поворота опорной колонны 2, ледореза 5 и башмака 4 вокруг вертикальной оси поперечное сечение опорной колонны 2 и всех контактирующих с ней поверхностей башмака 4, ледореза 5, элементов механизма подъема 3 выполнено в форме многоугольника, например шестиугольника.
Также для облегчения стыковки с опорной колонной 2 ледорез 5 оснащен балластной системой 24, которая позволяет регулировать положение ледореза 5 по высоте опорной колонны 2 при нахождении ледореза 5 на плаву.
При перегоне морской самоподъемной платформы все опорные колонны 2 находятся в крайнем верхнем положении и зафиксированы в корпусе 1 шаговыми гидравлическими механизмами подъема 3. Башмак 4 и ледорез 5 каждой опорной колонны 2 размещаются в нише 6, закрепленные верхними замковыми механизмами 8. При этом штоки гидроцилиндров 9 выдвинуты и пальцы 10 удерживают кронштейны 7 башмака 4 в корпусе 1. Съемные замковые механизмы 12 и 13 присоединены к кронштейнам 7 и 14 башмака 4 и ледореза 5, при этом штоки гидроцилиндров 16 и 19 втянуты и пальцы 17 и 20 не входят в отверстия 22 и 23 опорной колонны 2.
При постановке морской самоподъемной платформы на точку эксплуатации каждая опорная колонна 2 перемещается вниз при помощи шагового гидравлического механизма подъема 3 на величину необходимого расчетного заглубления в грунт. Затем башмак 4 фиксируют на опорной колонне 2 при помощи съемных замковых механизмов 12, штоки гидроцилиндров 16 выдвигаются и пальцы 17 входят в отверстия 22 опорной колонны 2. После этого съемные замковые механизмы 12 отсоединяются от кронштейнов 7 и пальцев 17 и снимаются. После фиксации башмака 4 на опорной колонне 2 штоки гидроцилиндров 9 втягиваются и пальцы 10 выходят из верхних отверстий кронштейнов 7.
После этого продолжается перемещение опорных колонн 2 с башмаками 4 и ледорезами 5 вниз при помощи шаговых гидравлических механизмов подъема 3. В процессе перемещения ледорезы 5 остаются на плаву, на уровне воды, при этом кронштейны 7 башмаков 4 выходят из ниш 11 ледорезов 5. По достижении башмаками 4 дна либо при небольшом их заглублении может быть выполнен подъем корпуса 1 из воды для дальнейшего задавливания опорных колонн 2 в грунт. После заглубления опорных колонн 2 с башмаками 4 в грунт на необходимую расчетную величину производят балластировку ледорезов 5 с помощью балластной системы 24 таким образом, чтобы пальцы 20 съемных замковых механизмов 13 оказались напротив отверстий 23 в опорных колоннах 2. После балластировки ледорезы 5 фиксируются на опорных колоннах 2 при помощи замковых механизмов 13, штоки гидроцилиндров 19 выдвигаются и пальцы 20 входят в отверстия 23 опорных колонн 2. После этого съемные замковые механизмы 13 отсоединяются от кронштейнов 14 и пальцев 20 и снимаются.
После заглубления опорных колонн 2 с башмаками 4 в грунт на необходимую расчетную величину и закрепления ледорезов 5 на уровне воды производится подъем корпуса 1 при помощи шаговых гидравлических механизмов подъема 3 в рабочее положение.
Снятие морской самоподъемной платформы с точки эксплуатации производится в обратном порядке.
Технико-экономическими преимуществами заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения возможности работы морской самоподъемной платформы в тяжелых ледовых условиях при различных величинах глубины постановки, клиренса и заглубления опорных колонн на грунтах различной несущей способности. Это достигается за счет независимого вертикального перемещения башмака и ледореза и фиксации их на различной высоте вдоль опорной колонны платформы, при этом замковые механизмы, обеспечивающие фиксацию, устанавливаются выше уровня воды, что значительно облегчает их эксплуатацию.