ПОРТОВАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ШВАРТОВКИ ПЛАВУЧЕГО ТЕЛА В ПОРТОВОЙ УСТАНОВКЕ Российский патент 2020 года по МПК E02B17/02 E02B3/06 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Данная заявка испрашивает приоритет по патентной заявке Норвегии №20161699, поданной 27 Октября 2016 года, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки для всех целей.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и системе для швартовки плавучего тела в портовой установке, содержащей свайную базовую конструкцию, снабженную двумя боковыми стенками, проходящими вверх через уровень моря и заканчивающимися выше уровня моря, и расположенную в боковом направлении нижнюю конструкцию, жестко соединяющую между собой боковые стенки, причем верхняя поверхность нижней конструкции расположена на глубине с обеспечением возможности плавания плавучего тела между двумя боковыми стенками, и причем плавучее тело (или плавучая конструкция) выполнено с возможностью жесткого, но съемного поддержания за счет по меньшей мере частей боковых стенок.

Уровень техники

Существует большая проблема для плавучих морских конструкций, в водах, подверженных экстремальным морским условиям, например, штормовым нагонам. Общеизвестно, что штормовые нагоны в основном появляются на мелководье около суши, например, в связи с тропическими циклонами, причем уровни воды у побережья могут временно увеличиваться на 8-9 метров. Это вызовет воздействие огромных подъемных сил на конструкцию гравитационного типа (КГТ) с хранилищем жидкостей и с большой площадью поверхности воды на уровне моря, расположенную у побережья. Дополнительные закрепленные балластные объемы для противодействия подобным временным подъемным силам потребуют значительного увеличения объема и веса КГТ, чтобы гарантировать постоянное положительное давление на дно, а также гарантировать дополнительную плавучесть во время входа в док, погружения в воду и установки КГТ на морское дно. Подобное увеличение объема снова приведет к дальнейшему увеличению подъемных сил, что потребует дополнительных балластных объемов, как для морского водяного балласта, так и для закрепленного балласта, что представляет собой отрицательный спиральный эффект для проектирования и приводит к большой стоимости инженерного решения КГТ.

Также известно, что инженерные решения КГТ могут быть неосуществимы или, в лучшем случае, быть очень дорогостоящими для использования на мягких и рыхлых грунтах морского дна, таких, как расположенные в дельтах рек. По таким причинам КГТ могут снабжать всасывающими юбками, но только лишь размер и вертикальная высота подобных инженерных решений юбок могут дать представление, что такие инженерные решения фундамента являются непозволительно дорогостоящими, что до настоящего времени делало корпуса плавучих складов единственными жизнеспособными инженерными решениями в районах с такими условиями грунта.

Чтобы уменьшить проблемы, связанные с динамикой плавучих тел во время операций по загрузке, было предложено устанавливать на морское дно большие, прямоугольные или квадратные стальные или бетонные конструкции, служащие в качестве искусственных портов, в которых неразрезные стальные или бетонные стенки предназначены для формирования защиты от набегающих волн. Типичная предлагаемая глубина воды равна 8-30 метрам. Предполагается, что данный тип больших конструкций должен быть построен на удалении от населенных районов и, в то же время, должен функционировать в качестве волнолома для судов, перевозящих сжиженный природный газ (СПГ), во время операций загрузки и разгрузки.

Проблему с волнами можно уменьшить посредством перемещения судна к подветренной стороне портовой конструкции, но вычисления и эксперименты в бассейне показали, что портовую конструкцию, формирующую неразрезной барьер, нужно построить очень большой для достижения существенного эффекта защиты, когда волны и валы приходят в течение одного периода под особенно неблагоприятным углом. Это происходит из-за хорошо известного эффекта, состоящего в том, что океанические волны могут дифрагировать вокруг обеих сторон такой конструкции, и точка их фокусировки возникнет на некотором расстоянии позади подветренной стороны, где встречаются дифрагирующие волны. В данной точке фокусировки высота волн может фактически быть выше, чем высота набегающих волн.

Поэтому расположенное на дне океана большое портовое сооружение, предназначенное в качестве защиты от волн, будет очень дорогостоящим. Предложены различные формы подобных типов портовых объектов для СПГ, построенных из бетона, для защиты судов от волн во время операций загрузки. Одна предложенная форма, например, заключается в постройке конструкции в виде подковы, в которой буду загружаться/разгружаться суда СПГ. Это значительно сократит динамику, но портовый объект будет еще дорогостоящим, чем портовый объект в форме прямоугольника.

В документе GB 1369915 раскрыт портовый объект, содержащий некоторое количество блоков, которые находятся на плаву или утоплены, а в противном случае сконструированы так, чтобы располагаться на морском дне. Каждый блок содержит основание, грузонесущую конструкцию и перемещаемые волноломные элементы, которые могут быть при необходимости перемещены.

В документе US 3,958,426 раскрыт портовый объект, содержащий некоторое количество блоков, разнесенных друг от друга на морском дне, таким образом, чтобы сформировать по меньшей мере один прямой участок для швартовки. Блоки снабжены отбойными устройствами и ослабляющими волны механизмами.

В документе WO 2006/041312 раскрыта портовая установка для хранения, загрузки и разгрузки на море углеводородов, таких как СПГ. Все содержимое документа включено в настоящую заявку посредством ссылки. Порт содержит три расположенных на морском дне блока, построенных из стали или бетона. Блоки расположены на одной линии боком друг к другу. Порт выполнен с возможностью амортизации волн, причем судно должно быть расположено на подветренной стороне причала.

В документе WO 2013/002648 раскрыта портовая установка для хранения, загрузки и разгрузки углеводородных продуктов на море, содержащую некоторое количество блоков, совместно расположенных на морском дне с формированием портовой установки. Блоки расположены независимо на заданном расстоянии друг от друга в боковом направлении и имеют переднюю поверхность, вдоль которой должно швартоваться судно, формирующую канал/каналы для частей волн, и выполненные с возможностью гашения части набегающих волн, в то же время допуская проход других частей волн и потока через портовую установку.

В документе US 2005/139595 раскрыта установка для хранения и загрузки СПГ, состоящая из донной конструкции, расположенной на морском дне, причем донная конструкция имеет фундаментную плиту, расположенную на морском дне, и три проходящих вверх стенки. Донная конструкция содержит проход, позволяющий маневрирование плавучего модуля в определенное положение в донной конструкции и его установку в устойчивое положение на фундаментной плите.

В документе FR 2894646 раскрыта конструкция гравитационного типа, опирающаяся на морское дно за счет собственного веса, и снабженная выступающими вниз и открытыми юбками, прижимаемыми вниз в морское дно. Конструкция гравитационного типа имеет U-образную форму с вертикальными стенками, выступающими вверх из погруженной на дно плиты, снабженную балластным баком, функционирующими в качестве массы для обеспечения требуемого веса. Один вариант осуществления конструкции гравитационного типа также может быть снабжен сваями, проходящими вниз через вертикальные стенки в опорный грунт, причем сваи заканчиваются на вершине стенок выше уровня моря.

Однако эти портовые установки для хранения могут быть велики по размеру, сложны и дороги. Их постройка занимает длительное время и они ограничены в отношении мобильности и других применений. В связи с зависимостью от глубинных юбок для обеспечения фундамента, проблемы также могут возникать во время установки, в частности на мелководье с илистым или мягким морским дном. В дополнение, плотность, состав, консолидация и топография грунта морского дна могут значительно изменяться от одного региона к другому. Например, в устье реки, как правило, будет преобладать мягкий, илистый грунт со структурой, похожей на йогурт, в то время как в других областях морского дна могут встречаться или преобладать твердый песчаник, известняк или древний вулканический камень. Это будет иметь прямое воздействие на грузоподъемность грунта морского дна и, следовательно, возможность для нахождения предсказуемого и надежного инженерного решения фундамента для донной конструкции, которая должна опираться на морское дно.

Следовательно, существует необходимость в экономически выгодных, универсальных и удобных для применения системах портовой установки, которые могут быть установлены на мелководье и которые подходят для установки в регионах с морским дном, имеющим низкую грузоподъемность. Более того, существует необходимость в морской установке, максимально стандартизированной для производства и с экономической точки зрения, и которую можно легко развернуть в морских или прибрежных регионах с любым типом грунта морского дна.

Также существует необходимость в способе для закрепления подходящих и соответствующих требованиям свай подобной портовой установки, во избежание относительного перемещения между установкой и морским дном во время операций установки свай.

Раскрытие сущности изобретения

Принцип, используемый согласно настоящему изобретению, заключается в использовании свайной базовой конструкции, в которой вес плавучего тела, причаливаемого в базовой конструкции и поддерживаемого базовой конструкцией, более или менее передается непосредственно вниз в морское дно через сваи, заканчивающиеся выше уровня моря, поддерживаемые и/или закрепленные конструкциями выше уровня моря. Более того, другой используемый принцип состоит в швартовке или безопасном якорении плавучего тела в доке при помощи гравитационной силы и/или балласта. Плавучее тело или тело, способное плавать, может более или менее оставаться на плаву за счет обеспечения заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции. Плавучее тело может опционально быть пришвартовано в доке (или в базовой конструкции) в сочетании со связью сил. В связи с этим базовая конструкция может либо располагаться на морском дне по меньшей мере с частью ее установочной поверхности, либо базовая конструкция может быть расположена на расстоянии выше грунта морского дна, например, без действительного контакта с грунтом морского дна, а все нагрузки, веса и силы в любом случае могут быть приняты и переданы в морское дно посредством свай.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении основания и поддерживающей системы, а также способа установки для базовой конструкции, передающей нагрузки, силы и изгибающие моменты от причалившей плавучей конструкции (или плавучего тела) непосредственно в глубокие слои грунта морского дна без появления повреждений или нестабильности опоры или основания причала, вызываемых влиянием окружающей среды или другими соответствующими силами, воздействующими на базовую конструкцию.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении многоцелевого донного терминала на мелководье с причалившим плавучим телом для хранения, и способа установки крепления между плавучим телом и базовой конструкцией.

Другая задача изобретения заключается в обеспечении донного терминала, который выполнен для передачи значительно больших вертикальных нагрузок на грунт морского дна, вызываемых большими весами жидкостей, хранящихся внутри причалившего тела (например, причалившего плавучего тела), и/или сил и нагрузок, воздействующих на донный терминал при не допущении любых соответствующих движений между плавучим телом и поддерживающей конструкцией и любых соответствующих движений между морским дном и терминалом.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении донного терминала на мелководье, удобного в использовании, экономически выгодного и легкого для установки в большинстве типов условий грунта морского дна.

Другая задача изобретения заключается в обеспечении расположенной у побережья складской системы, которая может, при необходимости, быть также размещена на экстремально мягком и илистом грунте, таком, как в дельтах рек и регионах морского дна с неотвердевшим грунтом, где конструкции гравитационного типа не могут быть установлены или будут непозволительно дорогими, и где плавучее тело без тяжелых усилий может быть снова удалено после выполнения задачи.

Дополнительная задача изобретения заключается в возможности обеспечения конструктивной прочности для сопротивления большим подъемным силам плавучести во время экстремальных штормовых нагонов без каких-либо значительных объемных модификаций его несущей конструкции, принимающей нагрузку.

Также, задача изобретения заключается в непосредственном обеспечении безопасной передачи и/или распределения больших вертикальных нагрузок и сил, направленных от плавучего тела к базовой конструкции, и от базовой конструкции к сваям, и от свай в морское дно, создаваемых большими хранящимися объемами жидкостей в плавучем теле и/или создаваемых нагрузками и силами, создаваемыми состоянием моря и погодой.

задача настоящего изобретения также заключается в обеспечении донного терминала, содержащего донную подконструкцию и плавучее модульное тело, специально выполненные для приспособления друг к другу, и для упрощения причаливания и швартовки плавучего тела малозатратным по времени и экономически выгодным путем.

Задача изобретения также состоит в обеспечении быстрой, безопасной и съемной установки и причаливания плавучего тела с оборудованием надстройки.

Другая задача настоящего изобретения заключается в предотвращении локальной неисправности одной или более свай в связи с локальным воздействием избыточной нагрузки, вызываемой собранной базовой конструкцией и плавучей конструкцией, причем действующие нагрузки и силы уравновешиваются и распределяются также на соседние сваи.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении системы швартовки, основанной на свайной системе, где действующие нагрузки и силы, вызываемые окружающими силами, воздействующими на собранную конструкцию, либо нагрузки и силы, оказываемые плавучей конструкцией на базовую конструкцию, распределяются управляемым способом через границы сопряжения между плавучей конструкцией и базовой конструкцией, и между базовой конструкцией и свайной системой, что предотвращает избыточные напряжения и натяжения в соответствующих границах сопряжения, и предотвращает разрушение грунта на границе сопряжения между сваями и окружающим грунтом морского дна.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении решения, в котором возможны вертикальное выравнивание положения плавучей конструкции относительно базовой конструкции и/или локальная регулировка вертикального положения плавучей конструкции для обеспечения сбалансированной нагрузки и/или обеспечения распределения действующих нагрузок и сил через систему.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении системы передачи нагрузки и силы, где предусмотрена передача сбалансированной нагрузки и силы, с обеспечением передачи нагрузок и сил через базовую конструкцию в сваи таким образом, чтобы избегать избыточного локального напряжения и перегрузки натяжения.

Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении донного терминала, либо порта или портовой установки с защитой для судна, которые могут предпочтительно быть экономически более выгодными, чем применение конструкции волнолома, которая может быть относительно дорогой.

Задачи настоящего изобретения решены донным терминалом и способом установки подобного донного терминала, как в дальнейшем раскрыто в независимых пунктах формулы изобретения. Варианты осуществления, альтернативы и варианты изобретения определяются зависимыми пунктами формулы изобретения.

Согласно варианту осуществления, обеспечен способ швартовки плавучего тела в портовой установке. Портовая установка может включать в себя свайную базовую конструкцию, снабженную двумя боковыми стенками, проходящими вверх через уровень моря и заканчивающимися выше уровня моря, и расположенную в боковом направлении нижнюю конструкцию, жестко соединяющую между собой боковые стенки. Две боковые стенки могут быть двумя противоположными боковыми стенками, обращенными друг к другу.

Иными словами, базовая конструкция может быть расположена с опорой на морское дно посредством некоторого количества свай. Например, сваи могут заканчиваться на верхней поверхности боковых стенок выше уровня моря. В контексте различных вариантов осуществления, плавучее тело может относиться к плавучей конструкции, плавучему объекту или плавучему модулю.

Верхняя поверхность нижней конструкции расположена на глубине, что позволяет плавучему телу плавать между двумя боковыми стенками. Более того, плавучее тело выполнено с возможностью жесткого, но съемного поддержания за счет по меньшей мере частей боковых стенок. Плавучее тело плавает в положении между боковыми стенками и жестко прикреплено к вертикальным боковым стенкам базовой конструкции, в то же время оставаясь более или менее в полной мере на плаву за счет обеспечения заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции, что предотвращает относительное вертикальное движение между плавучим телом и базовой конструкцией.

Опционально, плавучее тело может быть жестко прикреплено к базовой конструкции посредством расположения некоторого количества механизмов натяжения между плавучим телом и верхней частью (или верхним концом, или частью вершины, или концом вершины) боковых стенок, причем механизмы натяжения жестко прикреплены одним концом к опорным точкам на плавучем теле, а противоположными концами - к верхнему концу боковых стенок.

Например, стержни натяжения накладывают дополнительные силы, которые совместно с силой тяжести и балластом увеличивают способность крепления принимать различные вертикальные нагрузки.

Согласно изобретению, поверхность плавучего тела может быть размещена верхней торцевой поверхности (или верхней поверхности) боковых стенок в тесном сообщении с верхними концами свай, поддерживающих донную базовую конструкцию и проходящими вертикально вниз через боковые стенки в морское дно.

Плавучее тело может быть снабжено опорными точками на части, выступающей вбок от сторон плавучего тела, причем опорные точки плавучего тела могут быть расположены выше (или над) вершины (или поверхности вершины, или части вершины) боковых стенок базовой конструкции, когда допускают плавание плавучего тела между двумя боковыми стенками. Верхняя поверхность боковых стенок может быть снабжена соответствующим образом расположенными комплементарными опорными точками, выполненными с возможностью нести на себе по меньшей мере часть веса плавучего тела.

Опорная точка на боковых стенках может быть предпочтительно сформирована посредством верхних концов свай, служащих в качестве фундамента для базовой конструкции, что позволяет передавать вес от поддерживаемого плавучего тела непосредственно через сваи в морское дно. Верхний конец свай может относиться к торцевому участку (или торцевой части) свай, где, например, сваи могут заканчиваться на верхней поверхности боковых стенок. Следует понимать, что сваи необязательно должны заканчиваться на верхней поверхности боковых стенок. Иными словами, сваи могут заканчиваться где угодно вдоль свайного стакана.

Часть веса плавучего тела могут предпочтительно компенсировать за счет его плавучести, и, в случае увеличения уровня морской воды, есть возможность добавлять водяной балласт, и/или увеличение подъемных сил принимают посредством механизмов натяжения.

На верхней поверхности боковых стенок могут быть расположены амортизирующие механизмы, выполненные с возможностью действия в качестве амортизаторов ударов во время стыковки плавучего тела с базовой конструкцией, обеспечения управляемой передачи нагрузок и сил к базовой конструкции и, возможно, также обеспечения распределения нагрузок и сил таким образом, чтобы предотвращать перегрузку части базовой конструкции и/или смежной сваи (свай) ниже.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, между соответствующими опорными точками на вершине боковых стенок и соответствующими опорными точками на плавучем теле могут быть расположены подъемники, позволяющие поднимать плавучее тело для достижения оптимального веса и/или баланса плавучести между двумя конструкциями и между состыкованными конструкциями с одной стороны, и между границей сопряжения свай и морским дном с другой стороны.

Механизмы натяжения могут быть жестко прикреплены дистальными концами к опорным точкам на плавучем теле, а противоположными концами жестко прикреплены к опорным точкам на верхнем конце боковых стенок. Более конкретно, для обеспечения достаточной поддерживающей и закрепляющей силы есть возможность регулировать натяжение в механизмах натяжения, причем один конец каждого из механизмов натяжения прикреплен к опорной точке на верхней поверхности боковых стенок, а другой конец прикреплен к плавучему телу.

Настоящее изобретение также относится к портовой установке для швартовки плавучего тела как представлено выше, причем вертикальные боковые стенки выполнены с возможностью нести на себе вес плавучего тела посредством жесткого, но съемного крепления, с сохранением возможности плавучему телу более или менее оставаться на плаву за счет заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции, и также посредством некоторого количества механизмов натяжения, расположенных между плавучим телом и вершиной боковых стенок предотвращающих относительное вертикальное движение между плавучим телом и базовой конструкцией.

Согласно одному варианту осуществления, опорные точки на плавучем теле могут быть расположены на вертикальной поверхности, выступающей вбок от сторон плавучего тела, и эти опорные точки на плавучем теле могут быть установлены/расположены выше вершины боковых стенок базовой конструкции, причем верхняя поверхность боковых стенок снабжена соответствующим образом расположенными комплементарными опорными точками, выполненными с возможностью нести на себе по меньшей мере часть веса плавучего тела.

Опорные точки на боковых стенках могут быть образованы верхними концами свай, служащих в качестве фундамента для базовой конструкции, что позволяет передавать вес от поддерживаемого плавучего тела непосредственно через сваи в морское дно.

Подъемники могут быть расположены между опорными точками на вершине боковых стенок и ниже нижней части опорных точек, выступающих в боковом направлении от плавучего тела, для регулировки натяжения в механизмах натяжения.

Более того, механизм натяжения может быть снабжен механизмом для регулирования натяжения для обеспечения достаточной поддерживающей и закрепляющей силы.

Опорные точки на верхней поверхности боковых стенок соответствуют или находятся в тесном соединении с верхними концами свай, поддерживающих базовую конструкцию и проходящими через боковые стенки в морское дно.

Конструкция стенки может формировать неотъемлемую часть базовой конструкции, формируя блок донной подконструкции, и может быть снабжена средствами для балластировки. По меньшей мере части конструкции стенки выступают выше поверхности воды.

Согласно настоящему изобретению, обеспечена базовая конструкция на мелководье, например, для хранения и загрузки или разгрузки углеводородов, таких как СПГ, нефть или газ, содержащая плавучую донную подконструкцию, предназначенную для опоры на морское дно, причем донная подконструкция предпочтительно содержит базовую конструкцию, снабженную выступающей вверх конструкцией стенки, расположенной по ходу по меньшей мере части периферии базовой конструкции, причем базовая конструкция предпочтительно также снабжена проходом в конструкции стенки, позволяющим причаливание, швартовку плавучего тела и его поддержание посредством донной подконструкции. Базовая конструкция снабжена опорными точками, выполненными с возможностью приема соответствующих опорных точек на плавучем теле и, предпочтительно, также отдельных опорных точек для их соединения с концами предварительно установленных вертикальных свай для по меньшей мере временного поддержания базовой конструкции во время операции установки свай для постоянной установки базовой конструкции на морское дно.

Опорные точки могут быть расположены на вершине боковых стенок выше уровня моря.

Опорные точки могут быть расположены в различных положениях вдоль внешней поверхности боковых стенок. В других вариантах осуществления, опорные точки могут быть расположены где угодно на базовой конструкции, таким образом, что опорные точки выполнены с возможностью приема соответствующих опорных точек на плавучем теле и предпочтительно расположены так, чтобы быть соединенными с концами предварительно установленных вертикальных свай для по меньшей мере временного поддержания базовой конструкции во время операции установки свай для постоянной установки базовой конструкции на морское дно.

Следует понимать, что опорные точки на плавучем теле могут быть расположены в положениях, позволяющих расположение/установку над опорными точками базовой конструкции.

Согласно варианту осуществления, конструкция стенки может образовывать неотъемлемую часть базовой конструкции, а опорные точки образуют неотъемлемую часть конструкции стенки.

Опорные точки альтернативно могут быть расположены ниже уровня моря, либо на боковых стенках, либо на нижней поверхности базовой конструкции. В последнем случае сваи могут формировать постоянную часть свайной системы.

Базовая конструкция установлена на морское дно посредством некоторого числа постоянных свай, вбитых в морское дно, причем вершины свай жестко прикреплены к базовой конструкции вдоль высоты боковых стенок.

Донная подконструкция содержит базовую конструкцию, снабженную устройствами плавучести и выступающей вверх конструкцией стенки, также снабженной устройствами плавучести. Конструкция стенки расположена вдоль по меньшей мере части периферии базовой конструкции и содержит по меньшей мере один проход в конструкции стенки для введения плавучего модуля хранения. Плавучий модуль является съемно расположенным на вершине базовой конструкции в конструкции стенки, и совместно они формируют прибрежный блок с опорой на морское дно по меньшей мере посредством свайного сооружения.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, конструкция стенки базы образует неотъемлемую часть базовой конструкции, образующей блок морской подконструкции. Более того, консоль, балка или плита, расположенная на вершине боковых стенок, образует неотъемлемую часть конструкции стенки и выполнены таким образом и с такими размерами, чтобы выдерживать все временные нагрузки, силы и моменты, имеющие место во время процесса установки свай. Для этого консоль, балка или плита могут быть снабжены опорными точками для совместной работы с установленными для временных целей сваями.

Следует понимать, что основание плавучего тела может быть снабжено балластными баками и системой насосов, использующими воду для регулировки веса и нахождения на плаву, а также воздействий вертикальных сил и нагрузки, действующих на систему во время работы.

Конструкция стенки донной подконструкции заканчивается выше уровня моря. Некоторые из преимуществ наличия части донной подконструкции над водой, как показано на чертежах, заключаются в следующем:

a) Поверхность воды облегчает и снижает изменчивость вокруг стабильного положения во время установки донной подконструкции.

b) Часть донной подконструкции будет способствовать и упрощать заплывание и установку модуля хранения.

c) Оборудование для установки свай может быть расположено на базовой конструкции выше уровня воды, что снижает стоимость и время, делая их независимыми от условий моря во время установки свай.

d) Донная подконструкция выше уровня воды будет представлять собой дополнительную защиту от столкновения судов.

е) Некоторое оборудование, например, погрузочные рукава, в некоторых случаях могут быть установлены на донной подконструкции и, следовательно, на некотором расстоянии от плавучего тела.

Благодаря обеспечению причала с выступающей наружу балкой или плитой, становится возможным причаливание судна на расстоянии от вертикальной стенки, что улучшает маневренность и швартовку судна вдоль причала.

В дополнение, этот признак настоящего изобретения также очень полезен при установке в регионах, подверженных циклонам на мелководье и штормовым нагонам, где уровни воды в экстремальных случаях за 100 лет могут подняться на 8-9 метров выше нормального уровня моря. Для таких случаев стержни натяжения, расположенные между базовой конструкцией и плавучим телом могут принимать большую часть, если не все, подъемных выталкивающих сил, в то время как другие части этих экстремальных, временных подъемных сил могут противодействовать посредством активной балластировки водой в модуле хранения.

Донный блок донного терминала может быть выполнен с возможностью восприятия очень больших вертикальных нагрузок на морское дно от больших весов жидкостей, хранящихся внутри модуля хранения, без каких-либо движений донного терминала, обычно, но не ограничиваясь, вплоть до 150000 тонн собственного веса, соответствующего вместимости большого танкера. Часть этой вместимости может быть получена посредством увеличения высоты объема хранения при сохранении горизонтальной установочной поверхности донного терминала.

Краткое описание чертежей

На чертежах аналогичные условные обозначения обычно относятся к аналогичным частям на различных видах. Чертежи необязательно выполнены в масштабе, вместо этого акцент в целом сделан на отображении принципов изобретения. Раздел "Осуществление изобретения" будет лучше понят в сочетании с сопутствующими чертежами, причем чертежи и описание относятся только к предпочтительным вариантам осуществления. На чертежах показано следующее.

На Фиг. 1 показан схематический вид в аксонометрии, показывающий установку промежуточного набора свай для поддержания базовой конструкции во время установки и операции установки постоянных свай.

На Фиг. 2 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции в фазе мобилизации во время маневрирования над промежуточными сваями.

На Фиг. 3 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции, установленной и поддерживаемой промежуточным набором свай.

На Фиг. 4 показан схематический вид в аксонометрии фазы мобилизации, при которой вдоль одной стороны базовой конструкции пришвартована рабочая баржа с дополнительным запасом свай.

На Фиг. 5 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции во время фазы установки постоянных свай.

На Фиг. 6 показан схематический вид стадии демобилизации, при которой установка постоянных свай завершена.

На Фиг. 7 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции в ее постоянном установленном положении с опорой на морское дно посредством свай.

На Фиг. 8 показан схематический вид в аксонометрии стадии, при которой плавучий объект плавает и поддерживается базовой конструкцией.

На Фиг. 9 показан схематический боковой вид базовой конструкции и плавучего тела, находящегося в доке и поддерживаемого базовой конструкцией.

На Фиг. 10 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции и плавучей конструкции, показанной на Фиг. 9, а также показано использование стержней натяжения для прикрепления плавучего тела к базовой конструкции.

На Фиг. 11 показан схематический вид в увеличенном масштабе примера начальной фазы для использования направляющих штырей, используемых для закрепления правильного положения плавучего объекта в доке.

На Фиг. 12 показан схематический вид в увеличенном масштабе примера направляющих штырей в конечном положении, причем плавучий объект находится в зафиксированном положении, поддерживаемый доком.

На Фиг. 13 показан схематический вид в увеличенном масштабе бокового вида части верхней поверхности боковой стенки и соответствующей комплементарной части днища плавучего тела.

На Фиг. 14 показан схематический вид в аксонометрии другого варианта осуществления базовой конструкции, в соответствии с настоящим изобретением, в котором базовая конструкция открыта с двух противоположных концов для плавучего объекта.

На Фиг. 15 показан схематический вид в аксонометрии другого варианта осуществления базовой конструкции, в соответствии с настоящим изобретением, в котором базовая конструкция снабжена лишь одним проходом для заплывания внутрь плавучего объекта.

На Фиг. 16 показан схематический боковой вид альтернативного способа установки крепления между плавучим объектом и вершиной базовой конструкции.

На Фиг. 17 показан схематический боковой вид крепления, раскрытого на Фиг. 16, показывающий детали положения плавучего объекта по отношению к сваям и по отношению к верхним поверхностям базовой конструкции.

На Фиг. 18А показан вид в поперечном разрезе плавучего модуля, имеющего верхний участок в виде усеченного конуса и базовую конструкцию, в соответствии с различными вариантами осуществления.

На Фиг. 18В показан вид в аксонометрии плавучего модуля с Фиг. 18А, имеющего круглую вершину, в соответствии с вариантом осуществления.

На Фиг. 18С показан вид в аксонометрии плавучего модуля с Фиг. 18А, имеющего квадратную или прямоугольную вершину, в соответствии с вариантом осуществления.

На Фиг. 19А показан вид сверху базовой конструкции, имеющей U-образную форму, в соответствии с вариантом осуществления.

На Фиг. 19В показан вид сверху базовой конструкции, имеющей форму неполного шестиугольника, в соответствии с вариантом осуществления.

Осуществление изобретения

Нижеследующее описание примера варианта осуществления выполнено со ссылкой на приложенные чертежи. Аналогичные номера позиций на различных чертежах обозначают одинаковые или схожие элементы. Нижеследующее подробное раскрытие не ограничивает изобретение. Вместо этого, объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения. Нижеследующие варианты осуществления, ради упрощения, обсуждаются по отношению к способу установки базовой конструкции на морское дно в общем и предпочтительно, но необязательно на наклонное морское дно и/или на морское дно с низкой несущей способностью.

Ссылка во всем описании на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" означает, что конкретный признак, структура или характеристика, раскрытые в связи с вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления раскрытого объекта изобретения. Таким образом, появление фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в различных местах в описании не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления.

Основная область изобретения заключается в обеспечении быстрой и безопасной установки модуля хранения с верхним оборудованием, причем базовая конструкция стабильно и жестко поддерживается во время операции установки постоянных свай. Благодаря наличию предварительно установленного базового фундамента, стабилизированного по меньшей мере посредством свай и выровненного по отношению к морскому дну, установка модуля хранения может проходить в течение нескольких часов.

В дополнение, настоящее изобретение предлагает возможность установки донного терминала в разных условиях грунта. Плотность, состав, консолидация и топография грунта морского дна могут значительно изменяться от одного региона к другому. Это будет напрямую влиять на несущую способность нагрузки грунта морского дна, и, следовательно, возможность найти предсказуемое и надежное инженерное решение фундамента для донной конструкции, которая должна иметь опору на морское дно. Согласно одному варианту осуществления, базовый фундамент может быть в виде полупогружного плавучего тела, установленного с помощью свай на морское дно. В этом случае базовая подконструкция может быть балластирована в качестве полупогружной конструкции и может быть установлена с помощью свай на морское дно через базовую конструкцию и возможно, но необязательно, конструкцию стенки конструкции донной подконструкции. В данных случаях важно иметь эффективную передачи вертикальных конструктивных сил, преимущество этого заключается в том, что основные конструктивные балки базовой конструкции и модуль хранения зеркально отображают конструктивные границы сопряжения. Это значит, что вертикальные силы от переборок модуля хранения предпочтительно передаются непосредственно в основные конструктивные балки базовой конструкции, в свайную конструкцию и в морское дно. Вычисления показали, что свайная донная подконструкция должна допускать и выдерживать вес 100000-120000 тонн.

На Фиг. 1 показан схематический вид первой стадии процедуры установки, где на расстоянии друг от друга расположены два ряда выровненных свай 14, причем последняя свая в ряду 14' находится в процессе вталкивания в морское дно 30 посредством баржи 15 для установки свай с краном 16 и инструментом 17 забивки свай, подвешенным на кране 16. Во время этого этапа баржа 15 с грузовой палубой может быть пришвартована посредством традиционных донных якорей (не показаны) и швартовых тросов 18 (два из которых показаны). Как показано на фигуре, сваи 14 заканчиваются на заранее определенной высоте выше уровня 29 моря.

На Фиг. 2 показан схематический вид базовой конструкции 10, отбуксированной в положение между двумя рядами выровненных свай 14 посредством буксирующего судна 19 и пары буксировочных тросов 20. Базовая конструкция 10 содержит две вертикально расположенные боковые стенки 22, жестко прикрепленные к промежуточно расположенной нижней конструкции с формированием конструкции дока U-образной формы, выполненной с возможностью причаливания или постановки в док плавучего тела 11. На вершине вертикально проходящих боковых стенок 22, каждая боковая стенка 22 снабжена выступающей наружу консолью 21, 21', проходящей в направлении наружу с каждой стороны базовой конструкции 10, выступая в боковом направлении от вершины базовой конструкции 10 полностью вдоль двух параллельных боковых стенок 22, причем каждая консоль 21, 21' выполнена с возможностью оставаться на вершине соответствующего ряда свай 14. Для этого консоли 21 и 21' снабжены опорными точками 24 (не показаны на Фиг. 2), выполненные таким образом и с такими размерами, чтобы временно передавать вес базовой конструкции 10 и также возможно нести временно появляющиеся нагрузки, силы и изгибающие моменты, возникающие по меньшей мере во время стадии установки базовой конструкции 10, до тех пор пока базовая конструкция не будет надежно установлена с помощью свай на морское дно 30.

Базовая конструкция 10 снабжена системой (не показана) для балластировки и предпочтительно выполнена из стали, хотя могут использоваться и другие материалы, например, бетон. Следует понимать, что базовая конструкция 10 согласно настоящему изобретению также может быть снабжена вспомогательными устройствами и системами, такими, как загрузочные системы, краны, лебедки, и т.д., расположенные на постоянной или временной основе на вершине базовой конструкции 10. Когда плавучее тело или модуль 11 прибывает на объект, оно маневрирует в плавучем состоянии в положение между двумя выступающими вверх боковыми стенками 22. Во время этой операции стыковки плавучее тело 11 маневрирует через проход 23 в одном конце базовой конструкции 10 и между двумя параллельными проходящими вверх конструкциями 22 боковых стенок. Плавучее тело 11 направляют таким образом, чтобы опорные точки на плавучем теле 11 были вертикально выровнены с соответствующими опорными точками, расположенными на верхней поверхности боковых стенок 22. Такие опорные точки на верхней поверхности двух вертикальных стенок 22 соответствуют верхним концам свай 25, по существу заканчивающихся на верхней поверхности вертикальных стенок 22. Затем плавучий модуль балластируют таким образом, чтобы он стабильно находился на верхнем конце вертикальных стенок 22 базовой конструкции 10. На объектах, где происходят значительные изменения в уровне воды (или на трудных объектах), может потребоваться компенсация (например, посредством использования водяного балласта или активного балласта). Однако, на объектах, где изменения уровня воды незначительны, компенсация, например, посредством водяного балласта, может не потребоваться, и плавучий модуль может все еще стабильно находиться на верхнем конце вертикальных стенок 22 базовой конструкции 10. В любом случае, следует понимать, что между верхней поверхностью соединительной конструкции (базовой конструкции) и нижней поверхностью плавучего тела 11 должен оставаться зазор. Иными словами, верхняя поверхность соединительной конструкции и нижняя поверхность плавучего тела 11 не находятся в непосредственном контакте друг с другом.

На Фиг. 3 показан схематический вид в аксонометрии варианта осуществления базовой конструкции 10, причем базовая конструкция 10 установлена на вершину набора промежуточных свай 14 и поддерживается им. Как показано, временные сваи 14 выровнены с опорными точками 24, выступающими вбок от внешней верхней части боковых стенок 22. Базовая конструкция 10 содержит две вертикально расположенные стенки 22, соединенные друг с другом у нижнего конца посредством трех горизонтально расположенных коробчатых балок 26, жестко прикрепленных к боковым стенкам 22. Более того, как показано, базовая конструкция 10 предназначена для установки на морское дно 30 посредством двух рядов свай 14. С этой целью вертикальные стенки 22 снабжены двумя рядами обойм 27, служащих в качестве средств направления, позволяющих выполнять операции установки свай выше уровня 29 моря, через обоймы 27 в вертикальные стенки 22 и в грунт морского дна. Согласно показанной на Фиг. 3 стадии установки, процесс установки постоянных свай еще не начался. Как показано дальше, также и коробчатые балки 26 могут быть снабжены обоймами 27, если это требуется для получения подходящего крепления базовой конструкции к морскому дну 30.

На Фиг. 4 показан схематический вид в аксонометрии фазы мобилизации операции установки свай, на которой рабочая баржа 15' пришвартована вдоль внешней стороны конструкции 22 вертикальной стенки. На палубе баржи 15' с грузовой палубой хранится запас 31 свай для установки. В дополнение, показан гидравлический молот 32. Поперек двух вертикальных боковых стенок 22, на одном конце базовой конструкции расположена временно установленная платформа 33, хранящая другой запас 31' свай для установки.

На Фиг. 5 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции во время фазы мобилизации операции установки постоянных свай 25 с помощью платформы 34 портала. Каждый конец платформы 34 портала движется по рельсам (не показано), расположенным вдоль каждой из боковых стенок 22, что позволяет платформе портала двигаться вдоль длины базовой конструкции 10. Гусеничный кран 35 расположен на платформе 34 портала, причем гусеничный кран 35 выполнен с возможностью перемещения назад и вперед по платформе 34 портала для сбора свай 25 из запасов 31, 31' свай и установки свай 25 через обоймы 27 посредством гидравлического молота 32. Как показано, гидравлический молот 32 и постоянные сваи 25 свисают с крюка гусеничного крана 35, а сваи 25 находятся в процессе установки через соответствующие обоймы 27 через боковую стенку 22.

Более того, рельсовая сварочная станция (не показана), двигающаяся на паре рельс (не показаны) на каждой из верхних сторон боковых стенок 22, также может использоваться для сварочных работ, относящихся к прикреплению завершенной конфигурации свай.

Базовая конструкция 10 также может быть снабжена системой заграждения (не показана) и системой швартовки и лебедок (не показана) для швартовки судов по меньшей мере вдоль одной стороны базовой конструкции 10.

На Фиг. 6 показан схематический вид стадии демобилизации, когда операция установки постоянных свай 25 завершена, но до демобилизации платформы 34 портала и гусеничного крана 35; баржи 15' с грузовой палубой; и дополнительной платформы 33 хранения.

На Фиг. 7 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции 10 в ее постоянном установленном положении с опорой на морское дно 30 посредством свай 25. Сваи 25 заканчиваются на вершине верхней поверхности боковых стенок 22. Как показано, на каждой стороне каждой сваи расположены выступающие вверх ребра или гребни 12, служащие в качестве опоры для плавучего тела 11 на базовой конструкции 10. Более того, в пространстве на верхней поверхности верхних стенок может быть расположено некоторое количество амортизаторов 37. Гребни или пластины 12 передачи нагрузки выполнены с возможностью приема нагрузок и сил от плавучего тела 11 и передачи указанных нагрузок и сил вниз в сваи 25 и тотчас же вниз и по возможности в соседние сваи 25. Для этой цели конструкция боковой стенки выполнена с возможностью и таким образом, чтобы силы передавались от боковой стенки 22 и в сваи управляемым и намеченным образом. Нагрузки и силы могут передаваться непосредственно в верхний конец сваи посредством системы непосредственной вертикальной передачи и/или в стенку свай вдоль более или менее полной длины сопряжения между боковой стенкой 22 и соответствующей частью сваи 25.

На Фиг. 8 показан схематический вид в аксонометрии стадии, на которой плавучее тело 11 маневрирует в плавающем положении между вертикальными боковыми стенками 22 базовой конструкции 10 в положение, в котором опорные точки (не показаны) на нижней поверхности плавучего тела вертикально выровнены с соответствующими опорными точками на верхней поверхности боковых стенок 22, вследствие чего плавучее тело 11 опускается вниз, до тех пор пока оно не остановится с опорой на вертикальные стенки 22. Следует понимать, что плавучее тело 11 не ограничивается показанной формой или конфигурацией, но может изменяться без отклонения от идеи изобретения.

Например, плавучее тело 11 может иметь Т-образное поперечное сечение на виде сбоку, а на виде сверху может представлять собой квадрат или прямоугольник (как показано на Фиг. 8). Другой пример может включать в себя плавучее тело 1800, имеющее верхний усеченно-конический участок 1802, если смотреть сбоку в поперечном разрезе, как показано на Фиг. 18А. Верхний усеченно-конический участок 1802 может поддерживаться верхним краем базовой конструкции 1804 (которая может быть раскрыта в том же контексте, что и базовая конструкция 10). Подобный пример плавучего тела 1800 может иметь круглый вид 1808 сверху (как показано на Фиг. 18В); или квадратный или прямоугольный вид 1810 сверху (как показано на Фиг. 18С). Плавучее тело 1800 может включать в себя нижнюю часть 1806, выполненную с возможностью размещения между двумя противоположными боковыми стенками базовой конструкции 1804. Нижний участок 1806 может быть цилиндрическим. Нижний участок 1806 может, например, иметь квадратную или прямоугольную форму поперечного сечения, если смотреть сверху. Следует понимать, что нижний участок 1806 может иметь другую форму поперечного сечения, если смотреть сверху.

Чтобы обеспечить возможность поддержания плавучего тела 11 подходящим и адекватным способом, плавучее тело 11 может быть снабжено секцией, выступающей вбок от нижней части плавучего тела 11, причем указанная выступающая наружу часть имеет нижнюю поверхность, снабженную опорными точками (не показаны), предназначенными для вертикального выравнивания и поддерживающего контакта с соответствующими опорными точками на верхней поверхности боковых стенок 22. Варианты осуществления подобного поддерживающего контакта будут более подробно раскрыты ниже.

На Фиг. 9 показан схематический вид с торца базовой конструкции 10 и плавучего тела 11, находящегося в доке и поддерживаемого вертикальными боковыми стенками 22 базовой конструкции 10. Как показано, плавучее тело 11 поддерживается только базовой конструкцией 10 вдоль верхней поверхности вертикальных боковых стенок 22 с оставлением зазора 38 между плавучим телом 11 и базовой конструкцией 10 в нижней части и вдоль внутренней поверхности вертикальных боковых стенок 22. Более того, согласно варианту осуществления, раскрытому на Фиг. 9, нижняя поверхность базовой конструкции 10 расположена выше морского дна 30. Однако следует понимать, что, если требуется, базовая конструкция может частично или целиком быть расположена на морском дне 30.

На Фиг. 10 показан схематический вид в аксонометрии базовой конструкции 10 и плавучего тела 11, показанного на Фиг. 9, а также показано использование стержней 39 натяжения для скрепления и/или связывания плавучего тела 11 с базовой конструкцией 10. Цель стержней 39 натяжения заключается в связывании плавучего тела 11 с образованием адекватного и безопасного поддерживающего контакта с базовой конструкцией 10. Более того, как показано на Фигуре, плавучее тело 11 и базовая конструкция 10 могут быть снабжены направляющими механизмами 40, предпочтительно расположенными по меньшей мере в двух диагонально противоположных углах, для того, чтобы обеспечивать правильное выравнивание плавучего тела 11 во время стыковки на базовой конструкции 10. Детали направляющего механизма будут раскрыты более подробно ниже.

На Фиг. 11 и 12 показан схематический вид в увеличенном масштабе примера начальной и финальной фаз использования направляющего механизма 40. Направляющий механизм 40 содержит вертикальный штырь 41, расположенный с возможностью перемещения в вертикальной муфте 42, жестко прикрепленной к нижнему концу плавучего тела 11 посредством конструктивного элемента 43 рамы. На верхней поверхности боковой стенки 22 предусмотрено соответствующее гнездо 44, выполненное таким образом и с такими размерами, чтобы принимать нижний конец вертикально подвижного штыря 41. Направляющий механизм 40 используется для обеспечения правильного положения плавучего тела 11 относительно базовой конструкции 10. Когда плавучая конструкция 11 приведена в правильное положение и плавает над верхней поверхностью боковых стенок 22 и когда подвижный штырь 41 или штифт выровнен в своем гнезде 44, штырь 41 или штифт опускается в гнездо 44. Когда все штыри 41 находятся в установленном положении по отношению к гнезду 44 на верхней поверхности боковых стенок 22, плавучее тело находится в правильном положении и может балластироваться, до тех пор пока не будет установлен поддерживающий контакт между ними. Наконец, точное маневрирование плавучего тела 11 может быть выполнено буксирующими судами и/или системой лебедки (не показана).

На Фиг. 13 показан схематически в увеличенном масштабе вид сбоку части верхней поверхности боковой стенки 22 и соответствующей комплементарной части днища плавучего тела 11. Как показано, некоторое количество стержней 39 натяжения расположены вдоль более или менее всей длины боковой поверхности плавучего объекта 11 и верхнего конца внешней стороны боковых стенок 22. Следует понимать, что другие варианты осуществления могут включать в себя стержни 39 натяжения, расположенные иным образом (не показаны на фигурах), и, тем не менее, обеспечивающие прикрепление плавучего тела 11 и боковой стенки 22 друг к другу. Например, один конец каждого стержня 39 натяжения может быть расположен в любом положении вдоль длины боковой поверхности плавучего объекта 11 (или верхней поверхности плавучего объекта 11), а противоположный конец стержня 39 натяжения может быть расположен в любом положении вдоль внешней стороны боковых стенок. Однако, размещение стержня 39 натяжения по существу на всей длине может обеспечивать более жесткое прикрепление. Количество используемых стержней 39 натяжения также может изменяться.

На верхнем конце стержень 39 натяжения жестко прикреплен к плавучему телу 11 посредством кронштейна 45, надежно прикрепленного к боковой стенке плавучего тела 11. Соответственно, на нижнем конце стержень 39 натяжения прикреплен к внешней поверхности боковой стенки посредством соответствующего кронштейна 45', надежно прикрепленного к указанной стенке. На обоих концах стержень 39 натяжения снабжен разъемом 46, таким как, например, стандартным открытым оконечным запаиваемым гнездом, и промежуточно расположенным стержнем или проводом 47, жестко прикрепленным к разъему 46.

Механизм натяжения может быть типом соединительного механизма или соединительных средств.

В контексте различных вариантов осуществления, другие формы соединительного механизма или соединительных средств могут включать в себя стержень 39 натяжения, болтовое соединение или сварное соединение, или зажимное соединение, или любую их комбинацию.

В каждый стержень 39 натяжения может быть встроена стяжная муфта 48, для того, чтобы позволить регулировать длину каждого отдельного используемого стержня 39 натяжения, для обеспечения более или менее равного натяжения в стержнях натяжения и/или для регулирования натяжения во время де-балластировки или балластировки плавучего тела 11 в зависимости от обстоятельств.

На Фиг. 13 также раскрыты опорные точки 12, расположенные вдоль верхней поверхности боковых стенок 22. Опорные точки 12 выполнены в виде проходящих вверх гребней или ребер, расположенных вдоль обеих сторон боковой стенки 22 и расположенных между каждым верхним концом сваи 25 (не показано на Фигуре).

На Фиг. 14 показан схематический вид в аксонометрии другого варианта осуществления базовой конструкции 10, в соответствии с настоящим изобретением, в котором базовая конструкция 10 открыта для заплытия плавучего объекта 11 на двух противоположных концах. Как показано, базовая конструкция 10 содержит две параллельные секции 22 стенок, расположенные на расстоянии и соединенных четырьмя выступающими в боковом направлении балками 26, прикрепляющими нижние концы стенок 22 друг к другу с оставлением открытого пространства между ними у нижней поверхности базовой конструкции 10. Согласно показанному варианту осуществления, только вертикальные стенки 22, проходящие вверх выше уровня моря, при установке снабжаются свайными стаканами для приема свай, что позволяет сухую установку свай выше уровня 29 моря. Для передачи сил, возникающих в нижней секции, в вертикально проходящие боковые стенки 22, балки 26 на каждом конце могут быть снабжены увеличивающимся большим вертикальным поперечным сечением в направлении конца балок и в направлении соответствующей внутренней боковой панели вертикально проходящих боковых стенок 22. На верхнем конце боковых стенок 22, обращенных наружу от боковых стенок 22, боковые стенки снабжены опорными точками 24 для посадки на предварительно установленные временные сваи (не показаны). В принципе, установка постоянных свай предпочтительно проводится только через вертикальные стенки 22.

На Фиг. 15 показан схематический вид в аксонометрии другого варианта осуществления базовой конструкции 10, в соответствии с настоящим изобретением, в соответствии с которым базовая конструкция 10 снабжена только одним проходом для заплытия плавучего объекта 11 (не показано на Фиг. 15). Помимо того, что базовая конструкция снабжена проходом для заплытия плавучего объекта только с одной стороны, раскрытый вариант осуществления аналогичен тому, что раскрыт на Фиг. 14.

На Фиг. 15 у базовой конструкции 10 есть три смежных боковых стенки, формирующие по существу прямоугольную форму, если смотреть сверху. Следует понимать, что смежные боковые стенки могут образовывать другие различные формы при просмотре сверху. Например, на Фиг. 19А боковые стенки базовой конструкции 1900 (которая может быть раскрыта в контексте, аналогичном базовой конструкции 10) могут образовывать U-образную форму при просмотре сверху. В другом примере 1902, как видно на Фиг. 19В, образуемая фигура может быть в виде неполного шестиугольника. Следует понимать, что вне зависимости от формы, образуемой боковыми стенками, есть проход или зазор для того, чтобы плавучая конструкция могла причалить в базовой конструкции между двумя противоположными боковыми стенками. Базовая конструкция с одним проходом (то есть имеющая по меньшей мере три смежные боковые стенки) может быть преимущественной для разрушения волн. Боковые стенки необязательно должны иметь сплошную конструкцию. Например, боковые стенки могут включать в себя отверстия или проемы, или стаканы выше ватерлинии.

На Фиг. 16 показан схематический вид с торца альтернативного способа установки крепления между плавучим объектом 11 и вершиной базовой конструкции 10 на верхней поверхности вертикально проходящих стенок 22. Как показано, плавучий объект 11 снабжен выступающей вбок частью, расположенной выше боковых стенок 22. Боковая стенка 22 снабжена выступающей вбок консольной секцией (секциями) 24 (не показано на Фиг. 16), служащей в качестве опорных точек для поддержания базовой конструкции во время по меньшей мере фазы установки, что позволяет базовой конструкции 10 временно располагаться на установленных сваях до завершения операций по установке постоянных свай базовой конструкции 10. Более того, плавучий объект 11 также снабжен консольной секцией 50, проходящей вбок от основного корпуса плавучего объекта 11 выше уровня 29 моря, причем консольная секция (секции) 50 выполнены с возможностью расположения на верхней поверхности вертикальной стенки 22 и поддержания ей на каждой стороне базовой конструкции 10. Для обеспечения управляемой передачи нагрузок и сил и для прикрепления плавучего объекта 11 надежным и безопасным способом к базовой конструкции 10, кронштейны 51 прикреплены к поверхности сопряжения на консольной секции (секциях) 50 на плавучем объекте 11, и, соответственно, комплементарные кронштейны 52 прикреплены к поддерживающей поверхности на вершине стенок 22. Два набора кронштейнов 51 и 52 скреплены болтами, либо прикреплены, либо приварены друг к другу. Следует понимать, что консольная секция 50 может быть секцией, проходящей вдоль всей длины стороны плавучего объекта, либо отдельными консольными блоками, расположенными на расстоянии друг от друга вдоль каждой стороны плавучего объекта 11. Как показано, имеется определенное расстояние между внутренней поверхностью боковых стенок 22 базовой конструкции 10 и боковой стенкой плавучего объекта 11.

На Фиг. 17 показан схематический вид сбоку крепления, раскрытого на Фиг. 16, показывающий детали положения плавучего объекта по отношению к сваям и по отношению к верхним поверхностям базовой конструкции. Как показано, также имеется пространство между верхней поверхностью балок 26 и нижней поверхностью днища плавучего объекта, что позволяет изменять плавучесть плавучего объекта посредством откачивания или закачивания балласта в плавучий объект 11, причем плавучий объект все еще прикреплен к базовой конструкции посредством соединений 51 и 52 типа кронштейнов.

Как показано на Фиг. 17, сваи 25, которые установлены выше уровня 29 моря, заканчиваются ниже уровня 29 моря, что позволяет легко и эффективно проводить операции установки свай и также снижать вес и стоимость конструкции. Обойма свай может быть закрытой на вершине посредством пластинчатой конструкции, а соединения 51 и 52 типа кронштейнов могут быть расположены или между двумя соседними обоймами свай, или на вершине указанных обойм свай.

Согласно раскрытым вариантам осуществления, раскрыты один или два ряда свай. Однако следует понимать, что рядов может быть больше, чем два.

В раскрытых вариантах осуществления показаны вертикально ориентированные сваи. Однако следует понимать, что одна или более из свай могут быть наклонены вниз и в боковом направлении от базовой конструкции.

Согласно показанным вариантам осуществления, сваи заканчиваются на верхней торцевой поверхности боковых стенок 22. Однако следует понимать, что сваи могут заканчиваться внутри боковых стенок 22 на уровне ниже, чем верхняя поверхность, что экономит длину используемых свай.

Осуществляют швартовку плавучего тела (11) в портовой установке, содержащей свайную базовую конструкцию (10), снабженную двумя боковыми стенками (22), проходящими вверх через уровень (29) моря и заканчивающимися выше уровня (29) моря; и расположенную в боковом направлении нижнюю конструкцию (26), жестко соединяющую между собой боковые стенки (22). Верхняя поверхность нижней конструкции (26) расположена на некоторой глубине с обеспечением возможности плавания плавучего тела (11) между двумя боковыми стенками (22). Плавучее тело (11) снабжено выступающей вбок частью и расположено с возможностью жесткого, но съемного поддержания за счет по меньшей мере частей боковых стенок (22). Перемещают плавучее тело (11) в положение между боковыми стенками (22). По меньшей мере часть выступающей вбок части расположена над боковыми стенками (22). Жестко прикрепляют плавучее тело (11) к вертикальным боковым стенкам (22) базовой конструкции (10), в то же время оставляя плавучее тело (11) в полной мере на плаву за счет обеспечения заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела (11) и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции (10), предотвращая относительное вертикальное движение между плавучим телом (11) и базовой конструкцией (10). Базовая конструкция (10) портовой установки расположена с опорой на морское дно посредством некоторого количества свай (25), заканчивающихся на верхней поверхности боковых стенок (22) выше уровня (29) моря или в боковых стенках (22) ниже уровня (29) моря. Плавучее тело (11) снабжено выступающей вбок частью и выполнено с возможностью жесткой, но съемной опоры по меньшей мере на части верхней поверхности боковых стенок (22). Верхняя поверхность нижней конструкции (26) расположена на глубине, обеспечивая возможность плавания плавучего тела (11) между двумя боковыми стенками (22). По меньшей мере часть выступающей вбок части расположена выше боковых стенок (22). Боковые стенки (22) выполнены с возможностью нести на себе вес плавучего тела (11) посредством жесткого, но съемного крепления, с сохранением возможности плавучему телу (11) оставаться на плаву за счет заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела (11) и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции (10). Обеспечивается возможность установки системы на мелководье и в регионах с морским дном, имеющим низкую грузоподъемность. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Способ швартовки плавучего тела (11) в портовой установке,

причем портовая установка содержит:

свайную базовую конструкцию (10), снабженную двумя боковыми стенками (22), проходящими вверх через уровень (29) моря и заканчивающимися выше уровня (29) моря; и

расположенную в боковом направлении нижнюю конструкцию (26), жестко соединяющую между собой боковые стенки (22), причем верхняя поверхность нижней конструкции (26) расположена на некоторой глубине с обеспечением возможности плавания плавучего тела (11) между двумя боковыми стенками (22), причем плавучее тело (11) снабжено выступающей вбок частью и расположено с возможностью жесткого, но съемного поддержания за счет по меньшей мере частей боковых стенок (22),

причем способ включает в себя следующее:

перемещают плавучее тело (11) в положение между боковыми стенками (22), при этом по меньшей мере часть выступающей вбок части расположена над боковыми стенками (22); и

жестко прикрепляют плавучее тело (11) к вертикальным боковым стенкам (22) базовой конструкции (10), в то же время оставляя плавучее тело (11) в полной мере на плаву за счет обеспечения заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела (11) и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции (10), предотвращая относительное вертикальное движение между плавучим телом (11) и базовой конструкцией (10).

2. Способ по п. 1, в котором жесткое прикрепление плавучего тела (11) к вертикальным боковым стенкам (22) базовой конструкции (10) включает в себя расположение некоторого количества механизмов (39) натяжения между плавучим телом (11) и верхней частью боковых стенок (22), причем каждый из механизмов (39) натяжения располагают таким образом, чтобы его один конец был жестко прикреплен к опорной точке на плавучем теле (11), а противоположный конец был жестко прикреплен к верхней части боковых стенок (22).

3. Способ по п. 2, в котором часть веса плавучего тела (11) принимают посредством плавучести, и, в случае увеличения уровня морской воды, добавляют водяной балласт, и/или увеличение подъемных сил принимают посредством механизмов (39) натяжения.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором жесткое прикрепление плавучего тела (11) к вертикальным боковым стенкам (22) базовой конструкции (10) включает в себя прикрепление друг к другу кронштейна (51) и комплементарного кронштейна (52), причем кронштейн (51) прикрепляют к поверхности сопряжения выступающей вбок части, а комплементарный кронштейн прикрепляют к поддерживающей поверхности на вершине боковых стенок (22), при этом поверхность сопряжения и поддерживающая поверхность обращены друг к другу.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором дополнительно обеспечивают возможность расположения поверхности плавучего тела (11) на поверхности верхней торцевой поверхности боковых стенок (22) в тесном сообщении с верхними концами свай (25), поддерживающих базовую конструкцию (10) и проходящих через боковые стенки (22) в морское дно (30).

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором дополнительно снабжают плавучее тело (11) опорными точками на части, выступающей вбок от сторон плавучего тела (11) и выше вершины боковых стенок (22) базовой конструкции (10), причем верхнюю поверхность боковых стенок (22) снабжают соответствующим образом расположенными комплементарными опорными точками, выполненными с возможностью принимать по меньшей мере часть веса плавучего тела (11).

7. Способ по п. 6, в котором опорную точку на боковых стенках (22) формируют посредством верхнего конца свай (25), служащих в качестве фундамента для базовой конструкции (10), что позволяет передавать вес от поддерживаемого плавучего тела (11) непосредственно через сваи (25) в морское дно (30).

8. Способ по п. 6 или 7, в котором между опорными точками на вершине боковых стенок (22) и ниже нижней части опорных точек, выступающих вбок от плавучего тела (11), располагают подъемники для обеспечения возможности поднятия плавучего тела (11) для достижения оптимального веса и/или баланса плавучести между базовой конструкцией (10) и плавучим телом (11); и между базовой конструкцией (10) в сборе и плавучим телом (11) и границей сопряжения свай с морским дном (30), и/или функционирования в качестве амортизаторов ударов.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором на верхней поверхности боковых стенок (22) расположены амортизирующие механизмы, выполненные с возможностью действия в качестве амортизаторов ударов во время стыковки плавучего тела (11) на базовой конструкции (10).

10. Портовая установка для швартовки плавучего тела (11), причем портовая установка содержит свайную базовую конструкцию (10), снабженную двумя боковыми стенками (22), проходящими вверх через уровень (29) моря и соединенными между собой посредством расположенной в боковом направлении нижней конструкции (26), и плавучее тело (11); и

причем базовая конструкция (10) расположена с опорой на морское дно посредством некоторого количества свай (25), заканчивающихся на верхней поверхности боковых стенок (22) выше уровня (29) моря или в боковых стенках (22) ниже уровня (29) моря,

причем плавучее тело (11) снабжено выступающей вбок частью и выполнено с возможностью жесткой, но съемной опоры по меньшей мере на части верхней поверхности боковых стенок (22),

причем верхняя поверхность нижней конструкции (26) расположена на глубине, обеспечивая возможность плавания плавучего тела (11) между двумя боковыми стенками (22), при этом по меньшей мере часть выступающей вбок части расположена выше боковых стенок (22),

и

при этом боковые стенки (22) выполнены с возможностью нести на себе вес плавучего тела (11) посредством жесткого, но съемного крепления, с сохранением возможности плавучему телу (11) оставаться на плаву за счет заполненного водой зазора по меньшей мере между днищем плавучего тела (11) и соответствующей верхней поверхностью базовой конструкции (10).

11. Портовая установка по п. 10, в которой крепление включает в себя кронштейн (51) и комплементарный кронштейн (52), выполненные с возможностью прикрепления друг к другу, причем кронштейн (51) прикреплен к поверхности сопряжения выступающей вбок части, а комплементарный кронштейн прикреплен к поддерживающей поверхности на вершине боковых стенок (22), при этом поверхность сопряжения и поддерживающая поверхность обращены друг к другу.

12. Портовая установка по п. 10 или 11, в которой опорные точки на плавучем теле (11) расположены на вертикальной поверхности, выступающей вбок от сторон плавучего тела (11) и выше вершины боковых стенок (22) базовой конструкции (10), причем верхняя поверхность боковых стенок (22) снабжена соответствующим образом расположенными комплементарными опорными точками, выполненными с возможностью нести на себе по меньшей мере часть веса плавучего тела (11).

13. Портовая установка по любому из пп. 10-12, в которой между плавучим телом (11) и вершиной боковых стенок (22) расположено некоторое количество механизмов (39) натяжения, выполненных с возможностью предотвращения относительного вертикального движения между плавучим телом (11) и базовой конструкцией (10).

14. Портовая установка по п. 13, в которой механизмы (39) натяжения одним концом жестко прикреплены к опорным точкам на плавучем теле (11), причем противоположные концы жестко прикреплены к опорным точкам на верхнем конце боковых стенок (22).

15. Портовая установка по п. 14, в которой между опорными точками на вершине боковых стенок (22) и ниже нижней части опорных точек, выступающих вбок от плавучего тела (11), расположены подъемники для регулирования натяжения в механизмах (39) натяжения.

16. Портовая установка по любому из пп. 10-15, в которой опорные точки на боковых стенках (22) сформированы за счет верхних концов свай (25), служащих в качестве фундамента для базовой конструкции (10), что позволяет передавать вес от поддерживаемого плавучего тела (11) непосредственно через сваи (25) в морское дно (30).

17. Портовая установка по любому из пп. 10-16, в которой опорные точки на верхней поверхности боковых стенок (22) соответствуют или находятся в тесном сообщении с верхними концами свай (25), поддерживающих базовую конструкцию (10) и проходящих через боковые стенки (22) и в морское дно (30).

18. Портовая установка по п. 16 или 17, в которой сваи (25) расположены так, что они оканчиваются у верхней поверхности боковых стенок (22) выше уровня (29) моря.