Устройство для защиты морских буровых установок от ледового воздействия

Полезная модель может быть использована при разведке и добыче полезных ископаемых на континентальном шельфе замерзающих морей и касается вопроса защиты морских буровых установок от действия внешних ледовых нагрузок.
Известными устройствами для защиты морских буровых установок от ледового воздействия являются противоледовые защитные устройства типа бандажей (манжет, поясов и т.п.), монтируемых на опорном стволе или на колоннах платформ в зоне воздействия льда (см. П.П. Кульмач. Морские сооружения для освоения полярного шельфа. Санкт-Петербург - Москва. 26 ЦНИИ МО РФ. 1999). Бандажное устройство обычно представляет собой стальной манжет с круговой или многогранной формой в плане и с вертикальными (в том числе цилиндрическими) или наклонными (в том числе коническими) боковыми поверхностями для разрушения льда.
Известно также устройство для защиты морских буровых установок от ледового воздействия, включающее поворотный защитный бандаж, охватывающий опору морского инженерного сооружения, размещенный на уровне ледовой ватерлинии, выполненный с возможностью поворота вокруг кольцевой наделки, жестко закрепленной на опоре, снабженный ледоразрушающими средствами (см. П.П.Кульмач. Морские сооружения для освоения полярного шельфа. Санкт-Петербург - Москва. 26 ЦНИИ МО РФ. 1999, с.60). Корпус бандажа имеет «ледокольные» обводы, так что разрушение льда происходит подобно тому, как при движении ледокола.
Основным недостатком известных защитных устройств является то, что ледовые нагрузки, воспринимаемые бандажом, хотя и могут быть снижены путем придания ему ледокольной формы или путем применения специальных разрушающих лед устройств, практически без изменения передаются на опору морского инженерного сооружения и, следовательно, на само сооружение. Переменный характер внешней ледовой нагрузки служит источником вибрации морского сооружения, что ухудшает условия обитания на инженерном сооружении и может привести к снижению усталостной прочности отдельных узлов крепления и элементов сооружения, в том числе его фундамента. Одной из важнейших практических задач, которые необходимо решать в настоящее время при проектировании морских инженерных сооружений (в том числе, ледостойких морских буровых установок), является устранение или снижение уровня вибрации этих сооружений, индуцированной воздействием внешних сил, в частности ледовым воздействием. Кроме того, известные устройства устанавливаются только на стационарные инженерные сооружения, что ограничивает сферу их применения.
Задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение внешнего ледового воздействия на морские платформы путем изменения траектории перемещения ледяных образований.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в уменьшении внешнего ледового воздействия на морскую буровую установку путем изменения траектории перемещения ледяных образований.
Для решения поставленной задачи, предлагается устройство для защиты морских буровых установок от ледового воздействия, включающее защитную конструкцию, опоясывающую опору морской буровой установки, содержащую подвижный бандаж, выполненный с возможностью поворота вокруг кольцевой наделки, жестко закрепленной на опоре, цилиндрическом основании или понтоне морской буровой установки, снабженный ледоразрушающими средствами, отличается тем, что бандаж размещен с охватом всей площади морской буровой установки, пересекающей ледовую ватерлинию, при этом, на его внешней поверхности размещены ряды выступов, расстояния между которыми в ряду и между рядами равны их высоте.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков отличительной части формулы полезной модели обеспечивают решение поставленной технической задачи, а именно, уменьшение внешнего ледового воздействия на морские платформы путем изменения траектории перемещения ледяных образований.
Сущность полезной модели поясняется чертежом. На чертеже показаны: опора 1 морской буровой установки, защитный бандаж 2, кольцевая наделка 3 и поворотная часть 4, система опорно-подшипниковых устройств 5, ледовые образования 6, силовой привод 7, система зубчатых колес 8 и выступы 9.
Опора 1 морской буровой установки опоясывают защитным бандажом 2, представляющим из себя металлическую конструкцию, состоящую из кольцевой наделки 3, выполняющей опорную и направляющую функции для поворотной части 4. Движение поворотной части 4 осуществляют с помощью силового привода 7, которым снабжена конструкция. Внешняя рабочая зона поворотной части 4 защитного бандажа 2 оснащена ледорезными конструктивными элементами - рядами выступов 9, расстояния между которыми в ряду и между рядами равны их высоте. Ряды выступов 9 являются зоной непосредственного контакта защитной конструкции с ледовыми образованиями 6.
При дрейфе ледяного покрова водоема на поворотную часть 4 защитного бандажа 2 начинают действовать внешние силы со стороны ледовых образований 6 и, прокручивая его, отводятся от буровой платформы, защитный бандаж 2 при этом совершает пассивную работу и приводится в движение напором льда.
При движении сплошного ледового поля приводится в действие силовой привод 7, передающий усилие на поворотную часть 4 защитного бандажа 2 через систему зубчатых колес 8. Защитный бандаж 2, совершая активную работу, разрушает ледовое поле своим ледорезным слоем.
Вращение защитного бандажа 2 вокруг буровой минимизирует ледовые нагрузки, как на корпус буровой, так и на саму защитную конструкцию, что влечет значительную экономию материалов при строительстве за счет облегчения конструкции вследствие отказа от дополнительных жесткостей, диафрагм и увеличения веса.
Рабочая поверхность подвижной части бандажа может иметь внутри каналы для движения в них горячей жидкости или газа с целью исключения обмерзания.