Глубоководное основание Советский патент 1985 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к строительству морских сооружений и может быть использовано в глубоководных основаниях платформ для морской до.бычи нефти и газа.

Цель изобретения - уменьшение металлоемкости и повышение надежности сорружения.

На фиг.1 изображена трубчатая стойка глубоководного основания, вертикальный разрез- на фиг.2 - изотермическое изображение фартука, рассеченного вертикальной плоскостью, и действукщих на него сил при предварительном напряжении.

Предлагаемое глубоководное основание представляет собой систему вертикальных т)убчатых стоек 1, котбрыё поддерживают платформу 2. Внутренний столб воды 3 ограничен стенками труб чатой стойки 1 и гибким стальным элементом 4 типа кольцевого вертикального гофра, которьй посредством герметических соединений 5 прикреплен к стенке стойки и жесткой торцовой крышке 6. Последняя свободно опирается на торец трубчатой стойки 1, снабженной предварительно напряженной обмоткой 7 из стальной высокопрочной проволоки или ленты. В фарту может быть вложен упругий шнур 8.

Сущность работы предлагаемого глубоководного основания заключается в уменьшени до нуля осевого сжимающего усилия в трубчатых стойках 1 от передаваемого на них веса платформы 2 за счет работы стенок трубчатых стоек на растяжение в продольном направлении на стадии предварительного напряжения и в снижении расхода металла и стоимости зд счет частичной замены металла обычной прочности высокопрочной обмоткой 7 проволокойили лентой, у которой расчетное сопротивление повышается значительно быстрее чем стоимость. Внутренняя полость трубчатой стойки 1 изначально заполнена водой 3 и герметически закупоре;на посредством гибкого стального элемента 4 и жесткой торцовой крьшжи 6 при предварительном напряжении водонаполненной стойки 1, посредством непрерывной навивки высокопрочной обмотки 7 во внутреннем столбе воды возникает избыточное давление, вызы эающее растягивающее напряжение в стенке стойки в продольном направлении (обмотка 7 в продольном направлении

не работает) .- Предварительное напряжение вызывает в кольцевом направлении растяжение обмотки 7 и сжатие стенки стойки 1.

Вес платформы 2 передается на трубчатую стойку 1 посредством жесткой торцовой крьш1ки 6 и перераспределяется между системой поршень-вода-стойка (ПВС) и собственно трубчатой стойкой 1 пропорционально их осевым жесткостям. Учитьшая то, что доля веса плат-. формы 2, изначально передаваемая на внутренний столб воды равна нулю в данном решении, а отношение осевых жесткостей трубчатой стойки 1 и системы ПВС сохраняется равным четырем на упругой стадии работы, то усилия, воспринимаемые системой ПВС и трубчатой стойкой 1, равны ,2 Р и , 0,8 Р соответственно.

. Величина предварительного напряжения стенки стойки 1, соответствующая нулевым продольным напряжениям в ней после загружения ее весом платформы 2, определяется по формуле

ОИ Р

d. irVBl

где Р - доля веса платформы, приходящаяся на одну трубчатую стойку J-p. - предел текучести металла

трубчатой стойки г,В( - радиус и толщина стенки

трубчатой стойки соответственно.

Отсутствие сжимающих напряжений на стадии предварительного напряжения и эксплуатации позволяет отказаться от постановки поперечных связей между.трубчатыми стойками 1, необходимость которых определяется общей устойчивостью сжатых стоек, при необходимости обеспечения работы системы трубчатых стоек 1 как пространственной конструкции достаточна постановка диагональных раскосов на всю высоту глубоководного основания, которые могут быть выполнены с предварительным растяжением. Все эти мероприятия позволяют существенно снизить расход материала на второстепенные элементы конструкции, которыми являются связи, предельно сократить количество узлов и применяемых типоразмеров элементов.

31

а также уменьшить волновую нагрузку за счет снижения площади сопротивления глубоководного основания.

Кроме того, применение обмотки 7 в виде изолированной проволоки или, особенно, ленты позволяет трубчатые стойки 1 от коррозии при навивке с нахпестом последующего вит.ка на предьщущий. Выполнение гибкого стального элемента 4 с кольцевым вертильным гофром обусловлено

932294

особенностью его работы .на стадии предварительного напряжения. Для исключения обжатия в поперечном направлении гофра внутренним давлением 5 в него может быть вложен упругий шнур 8. Торцовые крышки 6 при установки на них платформы 2 жестко закрепляются к трубчатой стойке 1, например, обваром по контуру для 10 обеспечения передачи поперечной нагрузки на глубоководное основание.

1. ГЛУБОКОВОДНОЕ ОСНОВАНИЕ преимущественно под платформу,содержащее вертикальные металлические трубчатые стойки, заполненные водой, отличающееся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости и повышения надежности, каждая стойка в верхней части снабжена крышкой и гибким стальным элементом в виде. .кольцевого вертикального гофра, расположенного внутри стойки и герметично соединенного с крьшкой и стенкой стойки, при этом снаружи стойка снабжена высокопрочной обмоткой,.а кольцевое предварительное напряжение в стойке определяется по формуле 2 ОМ Р 0,2 Р ov itVsT |Ггг где Р - доля веса платформы, приходящаяся на одну трубчатую стой- . . O-j- - предел текучести металла (Л трубчатой стойки; Р, о - радиус и толщина стенки трубчатой стойки соответственно. 2. Основание по п.1, отличающееся тем, что гибкий стальной элемент снабжен упругим шнуром.

2г

У