КОНСТРУКЦИЯ ОПОРНОЙ ЧАСТИ МОРСКОЙ СТАЦИОНАРНОЙ ПЛАТФОРМЫ НА ШЕЛЬФЕ МОРЕЙ

Конструкция опорной части морской стационарной платформы на шельфе морей
Изобретение относится к строительству морских стационарных платформ (МСП), предназначенных для освоения месторождений нефти и газа на континентальном шельфе морей, в том числе, арктических.
Одной из главных проблем, которые приходится решать при строительстве МСП, является задача по обеспечению безопасной эксплуатации платформ в условиях действия горизонтальных сил, возникающих от волновых и ветровых нагрузок и от навала ледовых полей на конструкции МСП. Для выполнения этой задачи должны быть обеспечены прочность и устойчивость опорных частей конструкций МСП. Довольно часто задачу решают путем заглубления тем или иным способом фундаментной опорной конструкции в грунт морского дна.
Известно устройство гравитационной ледоустойчивой одноопорной МСП, когда для повышения устойчивости всей платформы ее опорную плиту размещают ниже поверхности дна моря путем углубления дна, например, патент [1] US 4007598 А, 15.02.1977. фиг. 4-6. Недостатком такого решения являются сложности, связанные с необходимостью разработки подводного котлована на больших глубинах и сравнительно небольшая величина возможной глубины котлована.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является конструкция заглубленной фундаментной опоры МСП, раскрытая в патенте [2] US 6,371,695 В1, 16.04.2002. Согласно этому патенту конструкция опорной части МСП включает в себя заглубляемый в грунт морского дна полый цилиндр с вертикальными стенами, в основании которых смонтированы устройства для гидравлического размыва грунта под стенами цилиндра и его погружения, и опорную колонну платформы, опирающуюся на стены полого цилиндра через сопрягающую конструкцию в виде усеченного конуса, а сам цилиндр в верхней части перекрыт диафрагмой, что превращает полость цилиндра в кессонную камеру. Серьезным недостатком конструкции, принятой в качестве аналога, является закрытость доступа в полость заглубляемого цилиндра диафрагмой и сопрягающей конусной конструкцией, соединяющей опорную колонну с вертикальными стенами цилиндра, что затрудняет контроль за процессом погружения полого цилиндра и исправление возможных осложнений. Необходимость такого доступа может возникнуть, например, при осложнениях в процессе проведения работ по заглублению конструкции в морское дно. Опыт погружения в грунт крупномасштабных строительных конструкций свидетельствует о том, что почти всегда в процессе погружения возникают неожиданные ситуации, связанные с неоднородностью грунта и наличием прослоек трудно размываемых грунтов или полускальных и скальных пород. В таких случаях достижение погружаемого цилиндра на проектную отметку становится проблематичным. А без заглубления опоры на требуемую глубину не будут обеспечены устойчивость и безопасность платформы.
Технический результат, на который направлено предлагаемое техническое решение, заключается в обеспечении гарантированного погружения полого цилиндра на заданную глубину путем открытия доступа и возможности доставки к забою необходимого в непредвиденных ситуациях оборудования - снаряды для дробления, грейферы, дополнительные гидромониторы и т.п.
Такой технический результат достигается тем, что в конструкции опорной части морской стационарной платформы на шельфе морей, включающей заглубляемый в грунт морского дна полый цилиндр с вертикальными стенами, в основании которых смонтированы устройства для гидравлического размыва грунта под стенами цилиндра и его погружения, и опорную колонну платформы, опирающуюся на стены цилиндра, согласно полезной модели соединение опорной колонны платформы с заглубляемым полым цилиндром выполняется посредством вертикальных ребер, радиально размещаемых между стенами опорной колонны и стенами заглубляемого цилиндра и передающих на заглубляемый цилиндр все виды нагрузок от платформы, при этом пята опорной колонны размещается так, что часть нагрузок передается через пяту опорной колонны непосредственно на грунт.
Преимущество предлагаемого технического решения заключается в том, что, возникающие в процессе работ осложнения, в том числе перекосы, могут быть устранены, например, путем опускания в открытую полость заглубляемого цилиндра дополнительных средств для размыва грунта, или другого оборудования.
Кроме того, и это немаловажно, конструкция с вертикальными ребрами позволяет разместить пяту опорной колонны так, что пята передает часть нагрузки от платформы непосредственно на грунт, в результате чего возрастает устойчивость всей опорной системы платформы.
Также к преимуществам относится возможность в предлагаемой конструкции опорной части платформы содержать дополнительно несколько опорных колонн на одном заглубляемым цилиндре-фундаменте, за счет чего значительно возрастает устойчивость опорной части.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез конструкции опорной части МСП; на фиг. 2 - план опорной части платформы с несколькими опорными колоннами.
В конструкции опорной части морской стационарной платформы на шельфе морей, включающей заглубляемый в грунт морского дна полый цилиндр 1 с вертикальными стенами и устроенными в них вертикальными каналами 5, в которых смонтированы устройства (на чертеже не показаны) для гидравлического размыва грунта под стенами цилиндра и его погружения, и опорную колонну 2 платформы, которая, согласно полезной модели, опирается на стены цилиндра 1, посредством вертикальных ребер 3, радиально размещенных между стенами опорной колонны 2 и стенами заглубляемого цилиндра 1 и передающих на заглубляемый цилиндр все виды нагрузок от платформы, при этом часть нагрузок передается через пяту 4 опорной колонны 2 непосредственно на грунт.
Кроме того опорная часть платформы получает возможность содержать дополнительно несколько опорных (фиг. 2) колонн на одном заглубляемом цилиндре.
Опорная конструкция МСП по предлагаемому техническому решению, включающая опорную колонну 2 и заглубляемый полый цилиндр 1, соединенный с опорной колонной посредством вертикальных ребер 3, и с гидроразмывающим оборудованием, может выполняться на стапеле или в доке какого-либо судостроительного или судоремонтного завода. Затем конструкция спускается на воду, буксируется к месту монтажа МСП и в нужной точке устанавливается на морское дно в вертикальном положении. После этого производится монтаж системы подачи воды к размывающим устройствам и начинается размыв грунта под стенами заглубляемого цилиндра 1 и его погружение на проектную отметку.