Морская опора Советский патент 1991 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к созданию морских сооружений для добычи нефти и газа, в частности морских опор, предназначенных для использований в районах с неблагоприятными внешними воздействиями, такими, как дрейфующие льды, волны, сейсмическая активность и т.п.

Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности сооружения при воздействии на него динамических нагрузок за счет уменьшения и перераспределения усилий в элементах конструкции, а также за счет обеспечения возможности регулирования усилий в оттяжках в процессе работы сооружения.

На фиг.1 изображена морская опора в рабочем положении, разрез; на фиг,2 - расположение тросовых оттяжек, вид сверху; на фиг.З - морская опора в составе многоопорной платформы; на фиг.4 - то же, вид сверху.

Морская опора включает ствол 1, закрепленный на контуре опорной конструкции 2, выполненной в виде контура, двухпоясной тросовой системой, состоящей из пояса наклонных стабилизирующих тросовых оттяжек 3 и пояса несущих тросовых оттяжек 4.

Тросовые оттяжки 3 и 4 располагаются в пределах контура опорной конструкции 2 по обе стороны от горизонтальной плоскости, проходящей через верхнюю поверхность опорной конструкции с зеркальным закреплением концов оттяжек на опорной конструкции 2 и верхнем и нижнем секционных фланцах 5. Верхний и нижний фланцы 5 выполнены в виде групп 6, обладающих возможностью как совместного, так и раздельного перемещения вдоль ствола 1. Рядом лежащие в плане тросовые оттяжки попарно расположены относительно друг друга в наклонно пересекающемся направлении. Стабилизирующие тросовые оттяжки 3 закреплены на секциях 6 верхнего фланца 5, а несушие оттяжки 4 - на секциях 6 нижнего фланца 5. Опорная конструкция 2 установлена на размещением на дне 7 опорном строении 8 и закреплена с помощью соединительных элементов 9. Палуба 10 находится на стволе 1 опоры.

Опора работает следующим образом.

Кахедая группа элементов конструкции предназначена для восприятия нагрузок определенного вида независимо от направления внешней нагрузки. Ствол 1 опоры испытывает усилия сжатия с незначительным изгибом за счет того, что на уровне верхнего фланца 5 он подкреплен в горизонтальной плоскости поясом стабилизирующих тросовых оттяжек 3. Опорный контур

испытывает предварительное усилие сжатия за счет натяжения тросовой системы. Двухпоясная тросовая система оттяжек 3 и 4 выполнена с предварительным натяжением.

Вертикальная нагрузка от собственной массы палубы 10 с расположенным на ней оборудованием передается на ствол 1 опоры, подкрепленный на уровне верхнего

0 фланца 5 поясом стабилизирующих тросовых оттяжек 3, а затем воспринимается поясом несущих тросовых оттяжек 4 и через него на опорную конструкцию 2.

При воздействии нагрузок на ствол 1

5 опоры на уровне поверхности воды, например, при горизонтальных и вертикальных нагрузках от дрейфующего льда, сейсмической активности, ветра, волн, течения и т.п., опрокидывающий момент компенсируется

0 парой сил, равнодействующих дополнительных усилий в поясах стабилизирующих тросовых оттяжек 3 и несущих тросовых оттяжек 4.

Усилия в стволе 1 опоры, опорной кон5 струкции 2 и опорном строении 8, установленном на дне 7, снижаются за счет упругого поглощения и перераспределения между поясами тросовых оттяжек 3 и 4 динамической составляющей действующих

0 нагрузок. Причем, поскольку расстояние между поясами оттяжек достаточно велико, приращение усилия в растянутых тросах не оказывает неблагоприятного влияния на их несущую способность.

5 Использование растянутых тросовых оттяжек 3 и 4 в качестве связей, удерживающих ствол 1 опоры в проектном положении при вертикальных и горизонтальных нагрузках, позволяет снизить уровень влия0 ния амических составляющих действующих си . на величины усилий в элементах конструкции за счет более низкого модуля упругости тросов.

Предварительное натяжение тросовой

5 системы позволяет также повысить частоту собственных колебгний сооружения при горизонтальных и вертикальных нагрузках, что снижает влияние внешних периодических нагрузок, обладающих, как правило,

0 незначительной частотой.

Полная нагрузка от собственного веса опоры и всех приложенных сил передается с опорной конструкции 2 через соединительные элементы 9 на опорное строение 8,

5 установленное на дне 7.

К месту установки опора доставляется с использованием плавсредств. Сборка опоры может осуществляться как непосредственно перед установкой на плавсредстве, так и на берегу с последующим использованием собственной плавучести опоры в сборе для транспортировки. Причем ствол 1 опоры и опорная конструкция 2 могут иметь плавучесть как одного знака, так и противоположных.

Установка морской опоры в море производится с помощью кранового судна или путем изменения собственной плавучести опоры. Опора в виде монопода или в составе многоопорной платформы крепится на опорном строении 8 с помощью соединительных элементов 9.

Опорное строение 8 заранее установлено на морском дне 7. Высота опорного строения 8 зависит от глубины моря в месте установки. С увеличением глубины моря увеличивается и высота опорного строения 8 с тем, чтобы максимально приблизить опорную конструкцию 2 к поверхности моря за счет уменьшения свободной длины ствола 1 с учетом того, что тросовая система не должна попадать в зону действия таких внешних нагрузок, как дрейфующий лед или прочие двигающиеся предметы, которые могут вызвать разрушение тросов. Верхняя часть опорного строения 8 повторяет по форме контур опорной конструкции 2. Натяжение пояса стабилизирующих тросов оттяжек 3 регулируется любым натяжным устройством, например домкратом (не показано) путем перемещения верхнего фланца 5 по направлению к поверхности воды.

Ствол 1 опоры, подвешенный в контуре опорной конструкции 2, при регулировке натяжения способен перемещаться вертикально вниз в допустимых пределах, которые необходимы для натяжения несущих тросовых оттяжек 4.

В вариантах использования для контура опорной конструкции 2 предпочтительна форма круга или вписанного многоугольника. При работе сооружения тросовые оттяжки всегда растянуты, а опорная конструкция, в целом, испытывает усилие сжатия, поэтому для этих элементов конструкции используются материалы, имеющие четко выраженные необходимые свойства,

например стальные тросы (ванты) и контур опорной конструкции из Сетона или железобетона.

Использование в коне рукции морской

опоры рациональной схемы восприятия внешних нагрузок с включением предварительно напряженных тросовых оттяжек, снижение усилий при действии динамических нагрузок за счет поглощения динамической составляющей нагрузки упругими деформациями тросов, а также уменьшение свободной длины ствола за счет регулировки высоты опорного строения дает возможность повысить несущую способность

сооружения.

Формула изобретения Морская опора, включающая частично затопленный ствол с поясами тросовых оттяжек, закрепленных ня стволе, опорную

конструкцию, выполненную в виде контура, установленного вокруг стгола, на котором закреплены свободные концы тросовых ог- тлжек, а пояса тросовых оттгжск размещены по обе стороны от горизонтальной

плоскости, проходящей через верхнюю поверхность опорной конструкции, отлича- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности и надежности сооружения при воздействии на него динамических нагрузок за счет уменьшения и перераспределения усилий в элементах, а также за счет обеспечения возможности регулирования усилий в оттяжках в процессе работы сооружения, места закрепления тросовых оттяжек на стволе выполнены в виде секционных фланцев, при этом секции закреплены на стволе с возможностью совместного или раздельного перемещения вдоль ствола, каждая тросовая оттяжка пояса закреплена на секции фланца, а рядом лежащие в плане тросовые оттяжки попарно расположены одна относительно другой в наклонно-пересекающемся направлении, при этом опорная конструкция и пояса тросовых оттяжек выполнены затопленными, а опорная конструкция размещена на дне акватории.

в

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности сооружения при воздействии на него динамических нагрузок за счет Ю уменьшения и перераспределения усилий в элементах конструкции, 8 также за счет обеспечения возможности регулирования усилий в оттяжках в процессе работы сооружения. Морская опора содержит ствол 1 с фланцами Б, соединенный с опорным строением системой тросовых оттяжек 3 и 4, Тросовые оттяжки расположены в виде двух п оясов;закрепленных на фланцах зеркально относительно верхней поверхности опорной конструкции. Тросовые оттяжки каждого пояса имеют наклонно пересекающееся направление в пределах опорной конструкции. Фланцы выполнены в виде групп секторов с возможностью как совместного, так и раздельного перемещения. 4 ил. s 8 IS О гл 4ь 00 о

Г

////// /// /// /// /// /// /SS /// //

Фиг, 5

Фиг.2

Г

10

/

8