Способ создания ледового гидротехнического сооружения Советский патент 1984 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к гидротех ническим сооружениям, в частности ледовым островам для бурения морски нефтегазовых скважин, и может быть использовано в гидротехническом строительстве, нефтяной и газовой промьшшенности, а также в других областях, где необходимо создание ледяных монолитов, намораживаемых преимущественно из морской воды. Известен способ создания гидротехнического сооружения, в частност ледового искусственного острова, вк чающий послойное намораживание ледя ного монолита путем полива морской водой и удаление рассола, образующегося при вымерзании пресной соста ляющей морской воды LI J. Недостаток способа заключается в том, что удаление рассола из пространства между слоями представляет определенные трудности: самопроизво ное истечение рассола увеличивает сроки намораживания сооружения, при нудительное удаление рассола усложняет оборудование и увеличивает сто имость работ. 1- Известен также способ создания л дового гидротехнического сооружения преимущественно искусственного ледо вого острова для бурения нефтегазозовых скважин, заключающийся в послойном намораживании ледяного монолита путем периодического полива его морской водой с удалением рассола 2 . Недостаток способа заключается в том, что миграция рассола в теле монолита происходит медленно с обра зованием пронизывающих весь монолит Каналов, ослабляющих прочность монолита. Принудительное удаление рассола требует определенных затрат на оборудование и усложняет работы по намораживанию. Цель изобретения - упрощение про изводства работ при одновременном повьшении прочности монолита. Указанная цель достигаетсятем, что согласно способу создания ледов го гидротехнического сооружения в струю распыливаемой морской воды вводят твердые механические включения с удельным весом большим, чем удельный вес воды. Кроме того, указанные включения вводят охлажденными до температуры более низкой, чем температура замер зания воды. Способ осуществляется следующим образом. В ледовом поле вырезают участок ледового покрытия, на поверхности которого начинают намораживание. Для этого на поверхность подают морскую воду распылением. Одновременно в струю распыливаемой воды вводят охлажденный до температуры окружающего воздуха песок или грунт Основная масса морской воды имеет температуру от О до в зимних условиях северных морей. Вылетая из распыливающего устройства, частицы воды на лету замерзают и падают на лед в виде крупы или мелких льдинок. Поскольку -охлаждение вьшетающих из распьшивающего устройства частиц воды начинается снаружи, обледенению подвергается наружная часть капли. Так как замерзает только пресная составляющая капли, льдинка получается трехслойной: частица рассола, затем слой льда и незамерзшая частица рассола, обволакивающая ледяной шарик. Внутренняя часть рассола остается в шарике, а внешняя стекает с него при падении шарика на поверхность. Поскольку удельный вес рассола больше, чем осредненный удельньй вес шарика, рассол стекает с шарика и уходит вниз, а шарик располагается на поверхности. Таким образом, при.обычном намораживании рассол оказывается между ледяными частицами и внутри них. Его принудительное удаление требует болыиих затрат (например, прокатывание намороокенных слоев при помощи специальных-гравитационных катков) и наличия специального оборудования. Введение охлажденного песка в распьшиваемую струю морской воды приводит к тому, что большое количество водных капель схватывает на лету переохлажденную (по сравнению с температурой вылетающей капли) твердую частицу, имегацую удельный вес больше, чем у них. Эта частица служит центром кристаллизации пресной составляющей, и вокруг нее образуется ледяной нарост. Так как удельная теплоемкость твердой частицы больше, чем у воздуха, основная часть пресной составляющей образовывается зокруг нее, а снаружи образуется очень тонкая ледовая оболочка, лопающаяся при падении капли, в результате чего рассол почти весь оказывается снаружи ледяного шарика и стекает с него. Внутри шарика практически нет рассола и он получается гораздо более прочным, чем в случае обычного (беспёсочного) намораживания Наличие в этом шарике песчаной частицы увеличивает его удельньй вес (становится больше,чем у рассола),поэтому упавшие на поверхность монолита шарики погружаются в него, а рассол остается сверху, благодаря чему улучшается его отвод как естественным так и принудительным путем. Кроме того, повьшгается общий вес монопита, благодаря чему он прочнее садится на дно и имеет более прочную (с участием гравитационной составляю184 щей) связь с ним, а также увеличивается удел$ ная осредненная теплоемкость материала монолита, благодаря чем он успевает за зимний период набрать больший хладозапас и может лучше противостоять в летнее время растапливающим остров течениям. Таким образом, в результате создания гидротехнического сооружения предлагаемым способом упрощается отвод рассола, увеличивается скорость намораживания и, следовательно, сокращаются сроки создания ледового гидротехнического сооружения, улучшается связь монолита с дном моря, увеличивается хладозапас, а также срок службы сооружения.

1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЛЕДОВОГО ПадРОТЕХШМЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, преимущественно искусственного ледового острова для бурения морских нефтегазовых скважин, заключающийся в послойном намораживании ледяного моно;литал путем периодического полива его мсфской водой с удалением раскола, отличающийся тем, что, с целью упрощения производства работ при одновременном повышении прочности монолита, в струю распыливаемой морской ВОДЬ вводят твердое механические включения с удельным весом большим, чем удельный вес воды; 2. Способ по п. 1, о т л и Ч а ющ и и с я тем, что указанные включе- . ния вводят охлажденными до температуры более низкой, чем температура г замерзания воды.