Ледяное основание буровой платформы для замерзающих морей полярных районов

Ледяное основание буровой платформы для замерзающих морей полярных районов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЛЕДЯНОЕ ОСНОВАНИЕ БУРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ЗАМЕРЗАЮЩИХ МОРЕЙ ПОЛЯРНЫХ РАЙОНОВ, включающее корпус, снабженный центральной колонной со смонтированными в ней направляю1цими трубами для кустового бурения скважин балластными емкостями, ограниченны-, ми наружной стеной, дном и перегородKaivw , ледозащитным поясом, буксиро вечными и причальными устройствами и системой холодильных труб, отличающееся тем, что, с целью снижения затрат на сооружение основания, центральная колонна, наружная стена, дно и перегородки выполнены из армированного пресноводного льда с наполнителем из древесных отходов и снабжены теплоизоляцией и деревянной обшивкой , при этом наружная стена оборудована направляющими труба «1и для анкерных свай, приморал иваемых к морскому дну и основанию.2 (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9 А (19) (11) Ц51) Е 02 В 15/02, 17/00 (ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3455962/29 — 15 (22) 21 ° 06.82 (46) 15.05.84. Бюл. )) 18 (72) В.В.Богородский и В.A.Ìoðåâ (71) Ордена Ленина Арктический и

Антарктический научно-исследовательский институт Госкомгидромета (53) 627.5:624.145(088.8) (56) 1. Патент США 9 4055052, кл. Е 02 В 3/00, 1978.

2. Патент США Р 3952527, кл. E 02 В 15/02, 1976. (54)(57) ЛЕДЯНОЕ ОСНОВАНИЕ БУРОВОЙ

ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ЗАМЕРЗАЮЩИХ МОРЕЙ ПОЛЯРНЫХ РАЙОНОВ, включающее корпус, снабженный центральной колонной со смонтированными в ней направляющими трубами для кустового бурения скважин балластными емкостями, ограниченными наружной стеной, дном и перегородками, ледозащитным поясом, буксировочными и причальными устройствами и системой холодильных труб, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат на соэружение основания, центральная колонна, наружная стена, дно и перегородки выполнены из армированного пресноводного льда с наполнителем из древесных отходов и снабжены теплоизоляцией и деревянной обшивкой, при этом наружная стена оборудована направляющими трубами для анкерных свай, примораживаеьых к морскому дну и основанию.

1092239

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано При разведочном буре-нии и добыче нефти и газа на шельфе замерзающих морей, например арктических морей СССР. 5

Известен способ изготовления ледяного основания путем последовательной загрузки грунтом участка морского льда до посадки его на дно (1 ).

Недостатками способа являются ограниченная допустимая глубина моря, на которой может использоваться намороженное оснонание, а также малый срок службы.

Известно ледяное основание буровой платформы для замерзающих морей, включающее корпус, снабженный центральной колонной .со смонтированными в ней направляющими трубами для кустового бурения скважин, балластными емкостями, ограниченными наружной стеной, дном и перегородками,ледозащитным поясом, буксировочными и причальными устройствами и системой холодильных труб (2).

Недостаткагы укаэанного ледяного осн он ани я явл яют ся большая мет аллоемкость, которая существенно увеличивается с увеличением глубины моря, ненадежное крепление основания ко дну моря, поскольку его устойчивость 30 ! обеспечивается только избыточным ве сом стальных конструкций и льда в надводной части основания, а также большая стоимость, Цель изобретения — снижение затрат З5 на сооружение основания.

Указанная цель достигается тем, что в ледяном основании буровой платФормы,цля замерзающих морей полярных районов центральная колонна, наружная40 стена, дно и перегородки ныполнены иэ армированного пресноводного льда с наполнителем иэ дренесных отходов и снабжены теплоизоляцией и деревянной обшивкой, при этом наружная стена оборудована направляющими трубами для анкерных снай примораживаемых к морскому дну и основанию.

На фиг. l показана конструкция ледяного основания, с открытыми балластными емкостями; на Фиг. 2 — то же, с 50 закрытыми балластными емкостями . (Конструкция ледяного основ ани я содержит центральную колонну 1 со смонтированными в ней направляющими трубами 2 для кустового бурения скважин, 55 радиальные перегородки 3, дно 4, наружную стену 5. Центральная колонна, дно, радиальные перегородки и наружная стена образуют внутри конуса открытые сверху (фиг. 1) или закрытые 60 (фиг. 2) балластные емкости б. Оснонным материалом, из которого ныпол— няется центральная колонна, дно, перегородки и наружная стена, является армированный пресноводный лед с наголнителем иэ древесных отходов, покрытый теплоизоляцией 7 (н виде плит иэ пенопласта и пенобетона).и деревянной обшивкой 8. B центральной колонне, перегородках и наружной стене размещена система холодильных труб. В наружной стене смонтированы напранляющие трубы 9 для анкерных свай 10, Снаружи в месте контакта со льдом основание покрывается защитным броневым поясом 11 (фиг. 1)„ эакрепленным на бревнах наружной решетки арматуры стены, Арматура 12 представляет собой набор бревен н виде наружной и внут— рея ней решеток, со един е н ных в узловых точках металлическими прутками.

Арматура 12 соединена с деревянной обшивкой 8 и они образуют вместе пространственную ферму °

Такая конструкция арматуры, а также расположение перегородок внутри конуса по радиусам дополнительно повышает прочность основания при ледяном сжатии, изгибе и ударных нагруз— ках.

Для увеличения ледостойкости основания, предназначенного для работы н особо тяжелых ледовых условиях (с закрытыми сверху балластными емкостя— ми), взамен стального защитного броневого пояса устанавливается ледозащитный стальной или железобетонный полый конус 13 (фиг ° 2),нижняя кромка которого находится ниже уровня надвигающегося льда, а верхняя, прилегающая к основанию — выше. Надвигающийся лед разрушается от изгиба

H уносится c-. массой движущегося льда, В этих основаниях (фиг. 2) балластные емкости снабжены трубами 14 для загрузки и выгрузки жидкого и сыпучего балласта 15. Балластные емкости (фиг.

1) загружены морским льдом 16, который проморажинается с помощью съемных холодильных труб.

Сооружение ледового основания для

5уровых платформ производится следуюцим образом.

В качестве основного строительного материала для строительства основания выбран преснонодный лед, так как он обладает большей (приглерно н 3 раза) по сравнению с морским льдом прочностью на изгиб и примерно одинаковой прочностью на сжатие. При колебаниях температуры прочность пресноводного льда более стабильна, чем у морского.

Намораживание оснований можно делать н устьеных участках рек, где глубина форнатера до выхода в море обеспечивает буксировку готового основания, Намораживание производится с нача,.ом ледостава, причем начинается с изготовления нижней обшивки

8 дна 4, с устанонкой арматуры 12 и труб 2 и 9. Для использования ес10922 39 тественных низких температур намораживание можно, например, проводить методом факельного набрыэгивания с одновременным введением в состав льда наполнит елей . По мере иэ готовлени я основания арматура 12, обшивка 8, тепло-5 изоляция 7, анкерные направляющие 9 и холодильные трубы наращиваются, при этом обшивка выполн яет роль опалубки, а холодильные трубы могут быть задействованы по временной схеме и () использованы для выхолаживания льда в готовых конструкциях основания. Таким способом, например, в Енисейской губе можно эа 4 зимних месяца изготовить основание высотой до 60 м !5 для глубины моря 50 м. С началом летней навигации основания могут быть отбуксированы и установлены на место работы °

Для крепления основания на дне мо-20 ря основание снабжено рядом наклонныханкерных труб 9. При установке основания на дне моря для обеспечения теплоизоляции от морской воды и придания основанию горизонтального положения через трубы производится отсыпка грунта и теплоизоляции (песка, шлака и т,п.). После чего через эти же трубы в дно моря забиваются или забуририваются полые металлические анкерные сваи 10., далее в них подается хладоноситель, что обеспечивает примораживание свай к дну и трубам 9 основания.

При перебазировании основания производится оттаивание свай подогревом циркулирующей в них жидкости и выем- 35 ка их иэ грунта. Использование холодильной установки необходимо только в летнее время, так как зимой можно испольэовать низкую температуру наружного воздуха. 40

Основанию придается форма усеченного конуса для обеспечения его устойчивости при воздействии на него льда.

На малом верхнем основании размещается рабочая площадка. Основание снаб=. жено бук сировочными и причальными устройствами .

Конус выполняется иэ армированного пресноводного льда путем намораживания из речной воды с применением наполнителя из отходов доевесины, При необходимости для обеспечения устойчивости основания в нижнюю часть центральной колонны и в дно можно вводить твердый балласт (песок, грунт и т.п.) .

Размеры основания, количество древесных наполнителей и твердого балласта должны обеспечивать устойчивость основания при минимальной осадке во время буксировки по реке, а также устойчивость от ветровых и других нагрузок при буксировке в море, когда осадка может быть увеличена за счет заполнения водой балластных емкостей и добавки в отсеки твердого балласта.

Ориентировочная стоимость основания высотой 60 м для глубины моря

50 м при изготовлении в Енисейской губе с учетом разработки составляет не более 12 млн. руб, При серийном изготовлении предлагаемой конструкции оснований ожидается экономический эффект в сотни миллионов рублей.

Применение предлагаемых передвижных ледяных оснований буровых платформ дает минимальный расход металла, железобетона и других дефицитных материалов на изготовление оснований1 использование древесины и ее отходов получаемых при лесозаготовках и переработке леса. Кроме того, обеспечивается устойчивость основания при подвижках и напорах льда и возможность перестановки оснований с минимальными затратами без разрушения сваЯ.

109 2239

109 22 39

4-4 ,fO

Фиг. 2

ВНКИПИ Заказ 3216/19 ° ТиРаж 644 Подписное

Филиал ППП "Патент", -г. Ужгород, ул. Проектная,4