МЕЛКОВОДНАЯ ПОГРУЖНАЯ ЛЕДОВАЯ ПЛАТФОРМА Российский патент 1999 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к средствам освоения континентального шельфа, а именно к искусственным островам, и с наибольшим эффектом может быть применено для эксплуатации в арктических широтах.

Главной проблемой использования разведочных и добычных морских буровых платформ в северных широтах является обеспечение непрерывной ее работы в условиях контакта с ледовым полем. При этом конструкция платформы должна эффективно противостоять давлению двигающегося ледового поля.

Известна эксплуатационная морская платформа для полярных широт (патент США N 4260292, кл.405-217 от 1981 г.), содержащая притапливаемую баржу, верхняя палуба которой возвышается над уровнем воды или льда. Корпус баржи имеет форму усеченной пирамиды с прямоугольным основанием с возможностью обогрева стенок упомянутого пирамидального корпуса.

Верхнее строение, опирающееся колоннами на палубу баржи, размещено выше перемещающегося льда, и его габариты не выходят за габариты баржи.

При всех положительных качествах такой мелководной платформы она не лишена недостатков, главным из которых является неэффективное противостояние давлению ледового поля. Наклонные стенки пирамидального корпуса облегчают взламывание ледового покрова, но его отломки наползают на палубу баржи. При этом торошение достигает высоты до 8 толщин льда. Нетрудно увидеть, что скопившийся слой льда продолжает движение, достигает опор верхнего строения и может разрушить их.

Другим важным недостатком является неоправданно высокая общая масса платформы по причине наличия полноценного верхнего надводного корпуса. В этом корпусе размещено инженерно-технологическое оборудование, жилые и служебные помещения. Все это сказывается на весовых характеристиках и, в конечном счете, влияет на увеличение осадки. Вследствие этого платформу невозможно применить на мелководье (при глубинах 3 - 10 м). Известна конструкция опирающегося на дно кессона для эксплуатации в арктических условиях (Патент США N 4479742, кл. 405-217 от 1984 г. - прототип). Кессон выполнен с установленной по периметру, возвышающейся над палубой стенкой, свободный край которой имеет наклон наружу и способствует разрушению надвигающегося ледового поля.

Несмотря на то, что такая конструкция явно улучшает эксплуатационные качества (улучшение способности противостояния движению ледового поля путем его разрушения), но тем не менее очевидно, что указанная стенка не может быть бесконечно высокой настолько, чтобы исключить концентрацию ледовых торосов на палубе кессона. Теоретически это возможно, но для обеспечения прочностных характеристик в такую стенку необходимо вложить столько дефицитного металла, что превысит разумные пределы.

Задачей настоящего изобретения является предотвращение опасного концентрирования больших масс льда на верхней палубе опорного основания мелководной погружной ледовой платформы путем формообразования, упомянутой верхней палубы.

Поставленная задача решается в мелководной погружной ледовой платформе, содержащей погружаемое на дно акватории опорное основание с наклонными к горизонту бортами, на верхней палубе которой размещены надводные строения, причем борта выше уреза воды выполнены переходящими в куполообразной формы верхнюю палубу, а ниже уреза воды переходящими в плоскости, асимптотически приближающиеся к дну.

Предлагаемое техническое решение представлено на чертежах, где на фиг.1 - общий вид платформы, на фиг.2 - вид в плане фиг.1, на фиг.3 - сечение А-А фиг.1.

Ледовая платформа в том виде, как она представлена на чертеже, содержит верхнее строение 1 (буровой комплекс) и опорное основание 2, состоящее из верхней палубы 3 - ее надводная часть и подошвы 4 - подводная часть. Верхняя палуба 3 выше уровня ледового поля, в продольном и поперечном направлениях выполнена куполообразной 6, в районе уреза воды переходящей в плоскости 7. Платформа устанавливается на дно 8 акватории. Кроме бурового комплекса имеется башенная конструкция 9 для бытовых (служебных) помещений и вертолетной площадки.

Для выполнения буровых операций мелководная погружная ледовая платформа в плавучем состоянии транспортируется к месту постановки. Известными средствами на точке постановки платформа балластируется и своим основанием опускается на дно 8. При этом частично плоскости 7 находятся над водой, а частично погружены в воду и асимптотически приближаются к дну 8. Делается это для следующей цели. Ледовые поля в Арктике достигают толщины до 2 м. Естественно, большая часть льда 5 находится под водой. На мелководье (платформа, в частности, предназначена для глубин до 10 м) при движении льда 5 его подводная часть, встречаясь с асимптоматически приближающимися к дну плоскостями 9, начинает подниматься и надламываться. Обломки льда 5, достигая куполообразной 6 верхней палубы 3, заваливаются назад и вбок, нагромождаясь друг на друга, образуя торосы до 8 толщин льда высотой. Достигнув определенной массы и высоты, часть льда начинает сползать с куполообразной поверхности 6. Верхняя палуба 3 имеет упомянутую куполообразную погибь 6, как в продольном, так и в поперечном (фиг. 3) направлениях. Поэтому нагромождающиеся глыбы льда, попадая на куполообразную палубу, под собственным весом скатываются за борт и, таким образом, в основной своей массе не доходят до бурового комплекса и до башни 9. Незначительная масса льда, доходящая до этого комплекса, не может сколько-нибудь серьезно угрожать его целостности.

Таким образом, предлагаемое формообразование верхней палубы 3 позволяет повысить эффективное противостояние платформы движущемуся ледовому полю. Этому же результату способствует то, что металлоконструкции 1 и 9, находящиеся выше уровня льда, имеют минимально необходимые размеры. Это позволяет с наименьшими затратами обеспечить их прочностные свойства. При этом большая часть технологического оборудования перенесена в опорное основание 2 и практически не подвержено воздействию льда.

Мелководная погружная ледовая платформа предназначена для работы в арктических акваториях. Сущность изобретения: в пределах платформы наклонные борта ее основания выше уреза воды выполнены переходящими в куполообразной формы верхнюю палубу, а ниже уреза воды выполнены переходящими в плоскости асимптоматически приближающимися ко дну акватории. Указанная форма бортов предотвращает концентрацию больших масс льда на верхней палубе опорного основания. 3 ил.

Мелководная погружная ледовая платформа, содержащая опорное основание с наклонными к горизонту бортами, на верхней палубе которой размещены надводные строения, отличающаяся тем, что наклонные борта выше уреза воды выполнены переходящими в куполообразной формы верхнюю палубу, а ниже уреза воды переходящими в плоскости, асимптоматически приближающимися ко дну.