Ледорез для морских платформ и морская платформа Советский патент 1985 года по МПК E02B15/02 E02B17/00 

9.Ледорез no п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере один венец препятствий,смонтирован на зубчатом колесе, приводимом во вращение посредством неподвижных приводных средств.

10.Ледорез по пп. 1-9, отличающийся тем, что препятствия имеют форму усеченной пирамиды.

11.Ледорез по п. 10, отличают и и с я тем, что препятствия имеют асимметричную форму, при этом их боковые поверхности, расположенные по одну сторону, наклоненй в радиальной плоскости спереди .

12.Ледорез по пп. 1-11, отличающийся тем, что препятствия по меньшей мере одного венца имеют ребро на своей наклонной поверхности .

13.Ледорез по пп. 1,2,4-9, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что препятствия образованы трехгранниками из

труб, причем одно из ребер трехгранников расположено в радиальной плоскости защищаемого сооружения.

14. едорез по пп. 1-8 и 10-13, отличающийся тем, что для обеспечения вращения венца (венцов), по меньшей мере нижний венец препятствий имеет в своей нижней части пластины с коническими отверстиями, ориентированными в направлении потока.

15.Ледорез по п.14, отличающийся тем, что между пластинами с отверстиями и нижней частью кронштейнов нижнего венца установлены средства ориентации.

16.Морская платформа, содержащая ледорез и установленная на опорах, отличающаяся тем, что каждая опора снабжена ледорезом.

17.Морская платформа, содержащая ледорез .,0 тличающаяся тем, что опоры окружены кронштейном,

I несущим венцы с препятствиями.

1. Ледорез для морских платформ, установленных в замерзающих морях, включающий расположенные на уровне ледовых полей два венца препятствий, один из которых размещен выше.другого, отличающийс я тем; что, с целью повышения.эффективности дробления льда, препятствия верхнего венца размещены между нижними по периметру за1цищаемого сооружения, причем препятствия - нижнего венца имеют поверхность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, а нижний конец зтой поверхности размещен ниженижней границы ледяного поля при максимальныхотливах, а препятствия верхнего венца имеют поверхность,наклоненную сверху вниз и спереди назад, причем передний конец этой наклонной поверхности находится выше верхней границы ледяного поля при максимальных приливах. 2. Ледорез по п.1, о т л и ч а ющ и и ся тем, что по меньщей мере на одном венце препятствия подвижны в вертикальной плоскости. 5. Ледорез по п.2, отличающийся тем, что подвижные лрепятствия выполнены в виде герметичных кессонов на шарнирных креплениях, расположенных на их верхнем краю, ближнем к защ|{щаемому сооружению, при этом препятствия установлены с возможностью поворота на указанных креплениях и снабжены сред ствами контроля плавучести. 4.Ледорез по р.1, о т л и ч а ю(Л щ и и с я тем, что по меньшей мере один венец препятствий установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении. 5.Ледорез по п.4, отличающийся тем, что венец препятствий установлен на кольцевом поплавке, окружающем защищаемое сооружение. у 6.Ледорез по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что кольцевой :о поплавок снабжен средствами контроля плавучести. Спь 7.Ледорез по im. 1,4-6, отличающийся тем, что по меньшей мере один венец препятствий установлен с возможностью вращения вокруг защищаемого сооружения. 8.Ледорез по п.7, отличающий с я тем, что, по меньшей мере один векец препятствий смонтирован на каркасе, свободно перемещакщемся вдоль обода, укрепленного на защищаемом сооружении.

Изобретение относится к ледорезам для морских платформ и платформам, оборудованным таким устройством, в частности платформам с утяжеленным основанием или платформы типа джекет с несколькими опорами закрепленньми на дне при помощи свай.

Известна морская опора, снабженная ледокольным средством плугообразной формы, выполненным подпружиненным 0 .

Однако данное устройство эффективно в работе .только в условиях ледяных полей малой толщины.

Известен также ледорез для морских платформ, установленных в замерзающих морях, включающий установленные на уровне ледовых полей два венца препятствий, один из которых размещен вьпие другого Н

Однако и данное устройство недостаточно эффективно при работе в тяжелых ледовых условиях.

Цель изобретения - повышение эффективности дробления льда.

Указанная цель достигается тем, чго в ледорезе для морских платформ, установленных в замерзакнцих морях, включающий установленные на уровне ледовых полей два венца препятствий, один из которых размещен выше другого, препятствия верхнего венца размещены между нижними по периметру запщ|цаемого сооружения, причем препятствия нижнего венца имеют поверх ность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, нижний конец этой поверхности размещен ниже иижней границы ледяного поля при максимальных отливах, а препятствия верхнего венца имеют поверхность, наклоненную сверху вниз и спереди назад, причем передний конец наклонной поверхности находится вьппе верхней границы ледяного поля при максималь ньос приливах.

Кроме того, по меньшей мере на одном венце препятствия могут быть подвижны в вертикальной плоскости.

Подвижные препятствия могут быть вьтолнеиы в виде герметичных кессонов на шарнирных креплениях, расположенных на их верхнем краю, бг цжнем к защищаемому сооружению, при этом препятствия установлены с возможностью поворота на указанных креплениях и снабжены средствами контроля плавучести.

Дополнительно по меньшей мере один венец препятствий может быть установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении. . I

Венец препятствий установлен на

кольцевом поплавке, окружающем защищаемое сооружение.

Кольцевой поплавок может быть снабжен средствами контроля плавучести .

По меньшей мере один венец препятствий установлен с возможностью вращения вокруг защищаемого сооружения.

По меньшей мере один венец препятствий может быть смонтирован на каркасе, свободно перемещающемся вдоль обода, укрепленного на защищаемом сооружении, или на зубчатом колесе, приводимом во вращение посредством неподвижных приводных средств.

Препятствия ледореза могут иметь форму усеченной пирамиды.

Кроме того, препятствия могут иметь асимметричную форму, при этом их боковые поверхности, расположенные по одну сторону, наклонены в радиальной плоскости спереди назад.

Препятствия по меньшей мере одного венца могут иметь ребро на своей наклонной поверхности.

Кроме того, препятствия могут быть образованы трехгранниками из труб, причем одно из ребер трехгранников расположено в радиальной плоскости защищаемого сооружения.

Для обеспечения вращения венца (венцов) по меньшей мере нижний венец препятствий может иметь в своей нижней части пластины с коническими отверстиями, ориентированными в направлении потока.

Дополнительно между пластинами с oтвepcтия и и нижней частью кронштенов нижнего венца могут быть установлены средства ориентагщи.

Кроме того, морская платформа, содержащая ледорез и установленная

на опорах, может быть снабжена ледорезом на каждой из опор.

Дополнительно в морской платформе, содержащей ледорез, опоры 5 могут быть окружены кронштейном, несущим венцы с препятствиями.

На фиг,1 представлена схематически платформа, оборудованная ледорезом по одному из вариантов изобрете10 ния; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1-, на фиг.З и 4 - разрушение льдины при помощи неподвижных препятствий, вид сбоку в рйзрезе и спереди в частичном разрезе; на фиг.З - вариант конструкf5 ции препятствий, позволяющих отводить расколотый лед1 на фиг. 6 и 7 разрушение льдины при помощи двух верхних неподвижных препятствий и од|ного нижнего подвижного препятствия, Q вид сбоку,в разрезе и спереди в

частичном разрезе; на фиг.8 - частичный вид в перспективе другого варианта осуществления изобретения-, на фиг.9 - частичный разрез опоры платформы, на которой смонтирован ледорез, два венца препятствий которого смонтированы на кольцевой концентрической вравцающейся клетке; на фиг. 10 частичный разрез опоры платформы, Q на которой смонтирован ледорез,два венца препятствий которого закреплены на кольцевом концентрическом поплавке-,. на фиг. 11 - частичный разрез опоры платформы с ледорезом, один из венцов которого установлен неподвижно, а другой смонтирован на кольцевом концентрическом поплавке; на фиг.12 - приведение ледореза во вращение при помощи домкратов-заще0 ГНа фиг.1 представлена морская буровая платформа с утяжеленным основанием и одной центральной опорой. Донная плита 1, уложенная на дно,несет на периферийной поверхности противоразмывную сетку с отверстиями 2, а в центре ее находится колонна или опора 3, в нижней части которой расположены резервуары для хранения нефти 4. На палубе 5, центрированной и установленной на опоре, смонтировано поисковое и/или эксплуатационное оборудование 6. На опоре 3 смонтированы препятствия в виде

5 двух венцов 7 и 8: нижкий венец 7 пг меньшей мере частично погружен в воду, верхний венец 8 расположен выnje уровня воды. Препятствия чередуются, т.е. препятствия одного ве))ца располагаются в промежутках между прспятстниями другого ненца.В соответствии с примером осуществления, предсташтенном на фиг.1, препятстния имеют форму усеченной пирамиды, У препятствий нижнего венца 7 плоская поверхность 9 наклонена снизу вверх и спереди назад. У препятствий верхнего венца 8 плоска поверхность 10 наклонена сверху вниз и спереди назад (фиг.З). Угол между двумя этими поверхностями порядка 50-60 . Положение венцов на опоре определяется п зависимости от верхней и нижней границ льда и от высоты приливов таким образом, чтобы ледяное поле разрушалось группой по меньшей мере из трех препятствий. На фиг.4 в разрезе по лиПИИ IV на фиг.3 показан принцип работы препятствий: льдина 11 вначале поднимается нижним препятствием и раскалывается в направлении, перпендикулярном направлению ее движения 12 (стрелка 12) в то время, как препятствия верхнего венца 8 вместе с препятствиями нижнего венца 7 дробят ее на куски в направлении ее движения 12. Куски льда отводятся. при помощи средств, представляющих собой, например, геликоидальные канавки (не показаны), вьтолненные на поверхности опоры. Отвод кусков льда может также осуществляться за счет асимметричной формы препятст ВИЙ (фиг.З), у которых поверхности находящиеся в контакте со льдинами, округлены,а куски льда приводятся в двжение напором поля пакового льда.

В соответствии с вариантом, представленном на фиг.З, препятст-, ВИЯ образованы готовыми бетонными блоками, которые крепятся на опоре известными средствами с использованием технологии крепления с предварительным напряжением. В соответствии с другими вариантами препятствия могут быть изготовлены в форме двух бетонных пластин, подвергну тых операции предварительного напряжения, с усилительными перегородками между ними или представлять собой стальные раковины с ребрами жесткости, изготовленные по технологии, используемой обычно для изготовления корпусов ледокольных судов.

Чтобы концентрировать усилия резания, из плоских или относительно плоских поверхностей 9, 10, представленных на фиг. 3 и 4, выполнены выступы призматической формы (фиг.7), ребра 13 которых входят в контакт с разрушаемой льдиной.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения, представленном в разрезе на фиг.6, препятствия нижнего венца представляют собой герметичные кессоны, которые могут двигаться в радиальной плоскости защищаемого сооружения. В радиальном сечении препятствие имеет форму примерно прямоугольного треугольника, который крепится при помощи шарнирных соединений в виде оси 14, проходящей через верхний край 15, расположенный вблизи стенки опоры. Это препятствие может поворачиваться в скоЗах (не показан на фиг.6), которые крепятся на стенке опоры. Сторона 16 обычно параллельна стенке 17 опоры или упирается в нее. В этом примере препятствие выполнено из металла по технологии, используемой при изготовлении корпусов ледокольных судов. На его наклонной поверхности

18имеется выступ в форме призмы

с центральным ребром 13 (фиг.7). I

Средства контроля плавучести,преставленные схематически, позволяют балластировать препятствия морской водой. Эти средства включают отводную трубу 19 и клапан балластировки 20 с дистанционньм управлением посредством трубки 21. Средства балластировки, в частности трубки

19и 21, могут быть расположены по-дрзгому, например подсоединяться поблизости или к самой оси крепления 14. Принцип действия подвижных препятствий следуюощй: в положении, представленном на фиг.6, препятствие нижнего венца 7 наполнено водой таким образом, что его поверхность (стенка 16) упирается в стенку 17 опоры, а его наклонная поверхность 18 направлена навстречу надвигающейся льдине. Когда льдина находит на наклонную поверхность или ребро и вступает в контакт с наклонной поверхностью 10 или ребром препятствий верхнего венца 8, вода выгоняется из внутреннего объема препят ствия нижнего венца 7 и в соответствии с законом Архимеда препятствне нижнего венца 7 идет вверх (стрелка 22), действуя на льдину 1 зажатую между верхними венцами 8 препятствий (фиг.7) с силой резания, достаточной для того, чтобы расколоть льдину. Величина этой сил легко контролируется объемом препятствия, которой определяется ледо выми условиями в районе эксплуатации платформы. В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения препятствия могут быть выполнены в форме трехгранников (фиг.8),изготовленных из стальных труб,расположенных в два ряда, причем одно из ребер каждого трехгранника расположено в радиальнрй плоскости и направлено к середине венца. Расположение трехгранников аналогично расположению препятствий в других вариантах осуществления изобретения причем одно из ребер -трехгранника выполняет те же функции, что и ребра 13 препятствий венцов 7 и 8 в варианте, представленном на фиг.7. Отвод кусков льда происходит пассивно под действием силы напора пакового поля. Куски.льда отклоняются канавками, выполненными на стенке опоры. Они могут также откло няться за счет асимметричной формы препятствий, боковые поверхности 23, 24 которых, расположенные с одной стороны, наклонены в радиальной плоскости и спереди назад.Однак в некоторых случаях, в частности пр тяжелом льде, этот метод может порождать проблемы в связи с медленны отводом расколотого льда. Для быстр го и контролированного отвода битого льда приводят во вращение венцы препятствий вокруг защищаемого сооружения с тем, чтобы относительн быстро отвести лед за сооружение в направлении перемещения поля паково го льда. В соответствии с вариантом осуществления изобретения (фиг.9) оба ненца препятствий смонтированы на каркасе 25, который вращается на ободе 26, надетом на опору защищаемого сооружения или, например, на стенку 27 этой опоры. Каркас монтир ется на роликах 28, кото1)ые ходят по боковой части обода 26 и передаю на опору усилия давления, обусловле ные подвижкой льда. Ролики 29, взаимодействующие с торцами обода, npt дотзращают продольные перемещения каркаса 25 и удерживают вес льдины, зашедшей на наклонные поверхности или ребра препятствий нижнего венца 7. Согласно другому варианту осуществления изобретения (фиг.10) два венца препятствий смонтированы на кольцевом поплавке 30, соосном с опорой защищаемого сооружения и оборудованном роликами 31, которые катаются по поверхности опоры 32.Предпочтительно предусмотреть на поверхности опоры, на высоте вероятного перемещения поплавка дорожки качения 33. Устройство может работать следующим образом. Плавучесть поплавка с двумя венцами препятствий регулируется таким образом, чтобы концы расположенных ниже препятствий находились несколько ниже уровня льда, а концы расположенных выше препятствий несколько выше этого уровня, находя на нижние препятствия, льдина притапливает поплавок. Разрушение льдины на первой фазе происходит исключительно за счет напора ее на препятствия, расположенные относительно друг друга, как это показано на фиг.4 и 7. Льдина, лежащая на нижних препятствиях, становится легче, и поплавок возвращается в свое положение равновесия, раскалывая льдину в направлении снизу вверх. Устройство может работать также следующим образом. Используется поплавок, оборудованный средствами контроля плавучести. Поплавок, несущий венщ, заполняется балластом с тем, чтобы нижние препятствия находились ниже уровня льда, после чего его облегчают и, поднимаясь, он раскалывает лед в направлении снизу вверх. После этого его утяжеляют таким образом,чтобы верхние препятствия раскалывали лед в направлении сверху вниз.Заставляя поплавок то подниматься, то опускаться, можно создать вокруг защищаемого сооружения зону, свободную от льда. Согласно варианту осуществления изобретения, в котором имеется комбинация неподвижного венца препятствий и поплавка с другим венцом препятствий, получают устройство,прставленное на фиг.11. Верхний венец 8 препятствий неподвижно закреплен на опоре защищаемого сооружения,а нижний венец 7 препятствий смонтирован на концентричном круговом поплавке 34 с отсеками. Поплавок оборудован средствами, позволяющими изменять его плавучесть. При облегчении кессона происходит его всплытие и раскалывание льда, находящегося между подвижными и неподвижными препятствиями аналогично тому, как для варианта на фиг.6.

В устройствах, представленных на фиг. 9 и 10, отвод колотого льда происходит благодаря приведению венцов препятствий во вращение. Вращается карКас 25 либо поплавок 30. Это вращение осуществляется, как показано на фиг.12 при помощи зубчатого колеса 35, смонтированного на подвижной части и приводимого во вращение средствами управления,вклю чающими в себя защелки 36, приводимые в действие домкратами 37, укреп ленными на стенке оПоры. Венцы вращаются в том ИЛИ ином направпении в зависимости от асимметричного распределения расколотого льда.

Похожее устройство может использоваться для перемещения венца, смонтированного на поплавке 34 (фиг, 11) после того, как тшние препятствия выходят из зацепления с верхними после балластировки попгавка.

Устройства, представленные на фиг. 9-11, могут приводиться во вра щение и пассивным образом: в нижней части нижнего венца под каркасом 25 или поплавками 30 и 34 монтируются плиты 38, в которых выполнено множество отверстий 39 в форме усеченного конуса, большее основание которогб ориентировано в направлении движения потока. Поток создает силу, достаточную для того, чтобы вращать венец в нужном направлении. Для изменения направления вращения достаточно повернуть на 180 плиты, смонтированные на устройствах ориентации 40, жестко связанных с нижней частью каркаса верхнего венца.

В случае платформ с утяжеленным основанием, установленных на нескопь ких опорах, на каждой опоре можно установить ледокольное устройство с неподвижными или подвижными венцами и неподвижньп 1И или подвижными препятствиями. Можно также предусмотреть обод вокруг двух или нескольких ottop сооружения, упираюощйся в эти опоры и служащий кронштейном для ледокольного устройства.

В случае платформ типа джекет, у которых опоры удерживаются на дне при помощи свай, вокруг опор идет обод, на котором монтируется ледоколное устройство. Этот обод опирается на опоры, которые связаны мезвду собой поперечинами с тем, чтобы выдерживать и распределять нагрузки.

.-T4.... « т.. -f .«.

ь

А/с./

irt

Фие5

15 114

Фиг.6

ФигЗ

30

Фиг. Ю