МОРСКАЯ СТАЦИОНАРНАЯ ПЛАТФОРМА Российский патент 1996 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к морским стационарным платформам, в частности к конструкциям секционных платформ для эксплуатации в ледовых условиях, в которых преобладающим фактором является сокращение сроков производства работ по установке и снятию верхнего строения.

Известна двухсекционная конструкция арктической гравитационной платформы содержащей нижнюю, устанавливаемую на дне подводную часть и стыкуемое с ней верхнее строение с буровым оборудованием. Устье скважины располагается в нижней подводной фундаментной части и защищено от воздействия льда после снятия верхнего строения. Верхнее строение удерживается на нижней фундаментной части гравитационно или с помощью механического соединения, например болтового разъединенного взрывом. Разделение корпуса гравитационной платформы на части помимо возможности снятия верхнего строения, в случае разрушающих ледовых воздействий, используется также для облегчения процесса доставки отдельных частей на место стояния (патент США, N 4425055, кл. 405-217, 1982). Конструкция имеет несколько недостатков, а именно: отсутствуют средства ориентации верхнего строения относительно нижней части при их взаимной стыковке, а процесс отсоединения взрывом может вызвать разрушение корпуса. Наиболее близкая к изобретению конструкция представляет собой двухсекционную конструкцию платформы состоящую из нижней фундаментной части и верхнего строения с буровым оборудованием. Верхнее строение устанавливается на нижнюю фундаментную часть путем балластировки. Точность установки достигается тем, что на фундаментной части выполнены штыри, а на верхнем строении ответные гнезда, которые стыкуются при посадке верхнего строения на фундамент. Гнездово-штыревая стыковка обеспечивает ориентацию обеих частей между собой и восприятие горизонтальных нагрузок (патент США N 3412564, кл. 61-46.5, 1968). Недостатком конструкции является ненадежность стыковки при опрокидывающих нагрузках и отсутствие быстроразъемного соединительного устройства.

Основной технической задачей решаемой в настоящем изобретении является упрощение монтажа и демонтажа платформы, особенно в арктических районах, а также возможность быстрого удаления надводной секции в случае угрозы разрушения от внешних ледовых нагрузок.

Указанная техническая задача решается тем, что в морской стационарной платформе, содержащей нижнюю подводную секцию с закрепленными на ее верхней поверхности штырями и верхнее строение со стаканами на днище, выполнены следующие конструктивные добавления: платформа снабжена колпаками, установленными на быстросъемных соединениях в каждом стакане открытой стороной вниз, причем штыри размещают в колпаках с зазором, заполненным быстросхватываемым раствором. Кроме того, на внутренних стенках колпаков и штырях установлены ребра.

Новыми существенными признаками настоящего изобретения являются признаки направленные на соединение обеих секций между собой монолитно для восприятия горизонтальных и вертикальных нагрузок при одновременной возможности быстрого отсоединения.

На фиг. 1 изображена морская стационарная платформа; на фиг.2 узел I на фиг.1.

Стационарная платформа 1 (см. фиг.1) содержит нижнюю подводную фундаментную секцию 2 и верхнее строение 3. Фундаментная секция устанавливается на морское дно и при необходимости может закрепляться сваями 4. Под свои вдоль сплошных стенок фундаментной секции установлены патрубки 5. Верхняя поверхность фундаментной секции имеет посадочные плоскости 6, на которых закреплены выступающие штыри 7. Штыри 7 (фиг.2) имеют в верхней части скошенную на конус форму, а цилиндрический ствол выполнен с кольцевой выемкой и снабжен ребрами 8. Корпус фундаментной секции 2 обладает плавучестью и внутри разделен на отсеки с системой балластировки (на фиг. не показано), что позволяет погружать его на дно с поверхности моря. Верхнее строение 3 также доставляется на плаву, имеет самостоятельную систему балластировки и наведения, обеспечивающие ей ориентированное погружение и стыковку с фундаментной секцией 2.

На днище верхней секции 3 закреплены стаканы 9 открытой стороной вниз конгруэнтно штырям 7. Для стыковки обеих частей платформы между собой платформа снабжена колпаками 10, установленными в каждом стакане на быстросъемных соединениях, открытой стороной вниз. Штыри 7 размещаются в колпаках с зазором, заполняемым быстросхватываемым раствором 11, например бетоном.

Быстросъемное соединение колпака со стаканом состоит из расположенных в отсеке верхнего строения, вокруг стакана гидроцилиндров 12, штоки которых соединены с фиксаторами 13. Фиксаторы 13 через сквозные прорези стакана 9 размещаются в гнездах 14 колпака 10, производя соединение их между собой. Цилиндрические стенки колпаков 10 снаружи имеют утолщения в месте расположения гнезд 14 и по торцам в которых размещаются уплотнения 15, герметизирующие кольцевой зазор между стенками колпаков 10 и стаканами 12. На внутpенних стенках колпаков 10 установлены ребра 16, располагаемые между ребрами 8 штырей 7. Отсоединение колпаков 10 производится перемещением фиксаторов 13 под действием обратного хода штоков гидроцилиндров 12. При этом фиксаторы 13 выходя из гнезд 14 колпаков 10, освобождают их от соединения со стаканами 9.

Кольцевые зазоры между стенками колпаков и стаканами заполняются смазочным веществом 17. Заполнение внутренней полости колпака 10, быстросхватываемым раствором 11 производится от источника подачи раствора, расположенного в верхнем строении 3 (не показан) по трубопроводу 18 через днища стакана 9 и колпака 10. Вытеснение воды из полости колпака 10 осуществляется через трубопровод 19. Во избежании вытекания раствора 11 наружу между торцем стаканов 9 и посадочной плоскостью 6 помещается уплотнение 20. Платформа устанавливается следующим образом (см.фиг.1 и 2).

Вначале на место доставляется нижняя подводная фундаментная секция 2 и погружается на дно. Производится необходимый комплекс работ по закреплению ее ко дну, защите от размыва дна и обозначению на поверхности моря. Ко времени окончания работ с фундаментной секцией доставляется верхнее строение 3 с установленными в стаканах 9 колпаками 10. Верхнее строение средствами точной наводки располагают над подводной секцией 2 и опускают на нее так, чтобы штыри 7, вошли во внутрь колпаков 10. Попадание штырей 7 облегчается зазором между штырем 7 и внутренней поверхностью колпака 10. Зазор определяют исходя из возможной погрешности средств стыковки. После стыковки верхнего строения 3 с нижней фундаментной секцией 2 внутpеннюю полость колпака 10 через трубопровод 18 заполняют быстросхватываемым раствором 11. Затвердевший раствор 11 осуществляет жесткое соединение обеих частей платформы между собой в единое целое. Платформа с этого момента готова к восприятию внешних нагрузок последующим вводом в эксплуатацию. По окончании эксплуатации платформы или при угрожающей ледовой ситуации в арктических районах, сохраняется возможность немедленного отсоединения верхнего строения и переноса в безопасное место.

Для отсоединения верхнего строения от подводной фундаментной секции дистанционно воздействуют силовыми гидроцилиндрами 12 на фиксаторы 13 выводят их из зацепления с колпаками 10 забетонированными на штырях 7. Верхнее строение освобождают от балласта и переводят в плавучее положение на поверхность моря. Колпаки забетонированные на штырях остаются на подводводной секции. Чтобы произвести повторную операцию соединения верхнего строения 3 к другой подводной секции необходимо в стаканы 9 установить новые колпаки 10.

Изобретение позволяет расширить возможности двух и многосекционных платформ при повышении надежности стыковки и отсоединения верхнего строения от фундаментной секции в морских условиях.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в устройствах морских демонтируемых платформ для эксплуатации на замерзающих морях. Сущность изобретения: платформа содержит подводную фундаментальную часть 2 и верхнее строение 3. На поверхности фундаментальной части имеются выступающие штыри 7, а верхнее строение на днище ответно штырям снабжено стаканами 9. В каждом стакане размещен колпак 10, соединенный со стаканом быстросъемным соединением в виде фиксаторов 13, имеющих возможность возвратно-поступательного движения от гидропоршневой системы. Штыри размещаются в колпаке с зазором, заполняемым цементным раствором. Затвердевший раствор 11 обеспечивает жесткое монолитное соединение обеих частей платформы между собой. Для отсоединения верхнего строения 3 от подводной фундаментальной секции фиксаторы 13 выводят из зацепления с колпаком 10 и верхнее строение всплывает, а зацементированные колпаки остаются на фундаментальной секции 2. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Морская стационарная платформа, содержащая нижнюю подводную фундаментную секцию с закрепленными на ее верхней поверхности штырями, соединенную с верхним строением, выполненным со стаканами, закрепленными на его днище, в которых размещены штыри подводной фундаментной секции, отличающаяся тем, что она снабжена колпаками, каждый из которых установлен в стакане открытой стороной вниз с помощью быстросъемных соединений, при этом штыри размещены в колпаках с зазором, заполненным быстросхватываемым раствором. 2. Платформа по п. 1, отличающаяся тем, что внутренние стенки колпаков и поверхности штырей снабжены ребрами.