Ледяное основание буровой платформы для замерзающих морей полярных районов Советский патент 1984 года по МПК E02B15/02 E02B17/00 

Изобретение относится к гидроте хническим сооружениям и может быть использовано при разведочном бурении и добыче нефти и газа на шельфе замерзающих морей, например арктичес ких морей СССР. Известен способ изготовления ледя ного 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 основание,, 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 С2. H ocTaTKaNM указанного ледяного основания являются большая металлоемкость, которая существенно увеличи вается с увеличением глубины моря, ненадежное крепление основания ко дну моря, поскольку его устойчивость Обеспечивается только избыточным ве сом стальных конструки;ий и льда в над водной части основания, а также боль шая стоимость. Цель изобретения - снижение затра на сооружение основания. Указанная цель достигается тем, что в ледяном основании буровой плат формы для замерзающих морей полярных районов центральная колонна, наружна стена, дно и перегородки выполнены и apNMpoBaHHoro пресноводного льда с наполнителем из древесных отходов и снабжены теплоизоляцией и деревянной обшивкой, при этом наружная стена оборудована направляющими трубами дл анкерных свай приморгйсиваемых к морс кому дну и основанию. На фиг. 1 показана конструкция ле дяного основания, с открытыми баллас ными емкостями; на фиг. 2 - то же, с закрытыми балластными емкостями. Конструкция ледяного основания со держит центральную колонну 1 со смон тированными в ней направляющими тру бами 2 для кустового бурения скважин радиашьные перегородки 3, дно 4, наружную стену 5.. Центральная колонна, дно, радиальные перегородки и наружная стена образуют внутри конуса открытые сверху (фиг. 1) или закрытые (фиг. 2) балластные емкости 6. Основным материалом, из которого выполняется центральная колонна, дно, перегородки и наружная стена, является армированный пресноводный лед с наполнителем из древесных отходов, покрытый теплоизоляцией 7 (в виде плит из пенопласта и пенобетона).и деревянной обшивкой 8, В центральной колонне, перегородках и наружной стене размещена система холодильных труб. В наружной стене смонтированы направляющие трубы 9 для анкерных свай 10, Снаружи в месте контакта со льдой основание покрывается за11-1итным броневым поясом 11 (фиг. 1), закрепленным на бревнах наружной решетки арматуры стены. Арматура 12 представляет собой набор бревен в виде наружной и внутренней решеток, соединенных 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 нагрузках . Для увеличения ледостойкости основания, предназначенного для работы в особо тяжелых ледовых условиях ( с закрытыми сверху балластными емкостями) , 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 1и уносится с массой движущегося льда В этих основаниях (фиг. 2) балластные емкости сн.абжены трубами 14 для загрузки и выгрузки жидкого и сыпучего балласта 15. Балластные емкости (фиг. 1) загружены морским льдом 16, который промораживается с помощью съемных холодильных труб. Сооружение ледового основания для 5уровых платформ производится следуюцим образом. В качестве основного строительного у атериала для строительства основания выбран пресноводный лед так как. он обладает большей (примерно в 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 в устьевых участках рек, где глубина форватера до выхода в море обеспечивает буксировку готового основания. Намораживание производится с ледостава, причем начинается с изготовления нижней обшивки 8 дна 4, с установкой арматуры 12 труб 2 и 9. Для использования еетественных низких температур намораживание можно, например, проводить методом факельного набрыэгивания с одновременным введением в состав льда наполнителей. По мере изготовления основания арматура 12, обшивка 8, теплоизоляция 7, анкерные направляющие 9 и холодильные трубы наращиваются, при этом обшивка выполняет 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 за 4 зимних месяца изготовить основание высотой до 60 м для глубины моря 50 м. С началом летней навигации основания могут быть отбуксированы и установлены на место работы.

Для крепления основания на дне моря основание снабжено рядом наклонных анкерных 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 хладеноситель, что обеспечивает примораживание свай к дну и трубам 9 основания При перебазировании основания производится оттаивание свай подогревом циркулирующей в них жидкости и выемка их из грунта. Использование холодильной установки необходимо только в летнее время, так как зимой можно использовать низкую температуру наружного воздуха.

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

На малом верхнем основании размещаетЬя рабочая площадка. Основание снаб-. жено буксировочными и причальными устройствами .

Конус выполняется из армированного пресноводного льда путем намораживания из речной воды с применением наполнителя из отходов древесины.

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 прсдлагаекч лх передвижных ледяных оснований буровых платформ дает минимальный расход металла железобетона и других дефицитных материалов на изготовление оснований; использование древесины и ее отходов получаемых при лесозаготовках и переработке леса. Кроме того, обеспечивается устойчивость основания при повижках и напорах льда и возможность перестановки оснований с минимашьными затратами без разрушения свай.

fO

ff

f§

/

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

f А -А

Tf3