Способ сборки самоподъемной морской платформы Советский патент 1992 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве самоподъемных плавучих буровых установок для освоения континентального шельфа.

Известен способ сборки самоподъемной морской платформы, при котором корпус платформы собирают на плаву из отдельных понтонов, имеющих переборки, при этом монтажный стык выше ватерлинии корпуса временно укрепляют дополнительными жесткостями в виде подкрепляющих планок, соединяя ими переборки понтонов, заваривают этот участок стыка, поднимают корпус на опорных колоннах над водой, заваривают вышедший из воды монтажный стык, опускают корпус на воду и удаляют подкрепляющие планки (этот способ реализуется в устройстве по а.с. № 943081, кл. В 63 В 9/06, 1960).

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность способа при заварке сварных стыков ниже ватерлинии.

Целью изобретения является повышение эффективности способа при одновременном уменьшении материалоемкости оснастки при его выполнении.

Цель достигается в способе сборки самоподъемной морской платформы, при котором корпус платформы собирают на плаву из отдельных понтонов, имеющих переборки, при этом монтажный стык выше ватерлинии корпуса временно укрепляют дополнительными жесткостями в виде подкрепляющих планок, соединяя ими переборки понтонов, заваривают этот участок стыка, поднимают корпус на опорных колоннах над водой, заваривают вышедший из воды монтажный стык, опускают корпус на воду и удаляют подкрепляющие планки тем, что подъем корпуса на опорных колоннах производят дискретно и, соответственно, по мере подъема корпуса последовательно устанавливают подкрепляющие планки, при этом величину, на которую поднимают корпус до установки каждой последующей отдельной планки, определяют по формуле

(Л

с

VI о ел

ю ю

СА)

AT (2,7 + 3,3) (H-To)t 5+(H-T0)l, где Н - высота борта каждого из свариваемых понтонов, мм;

То - первоначальная осадка каждого из понтонов, м;

t- толщина соединяемых переборок, м.

Цель изобретения - повышение эффективности способа при одновременном уменьшении материалоемкости оснастки при его выполнении.

На фиг.1 изображена самоподьемная морская платформа, собираемая по предлагаемому способу из трех отдельных понтонов с заверенными по верхней палубе сварными швами и с частично заваренными сварными швами на поперечных переборках, вид сбоку; на фиг.2-4 изображен процесс дискретного подьема корпуса платформы на опорных колоннах; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.6 - изменение действующих нормальных напряжений в соединительном сечении при подъеме корпуса на опорных колоннах:

а)нормальные напряжения Oi в стыковом шве перед подъемом;

б)дополнительные нормальные напряжения на уровне первой планки Дапри подъеме корпуса на величину ДТ;

в)суммарные нормальные напряжения на уровне первой планки зг при подъеме на величину AT. Во второй планке напряжения GI ;

г), д) дополнительные нормальные напряжения при i-дискретном подъеме на величину AT;

е), ж) суммарные нормальные напряжения при i-n подъеме.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Корпус 1 самоподъемной морской платформы, имеющей опорные колонны 2, собирают на плаву из отдельных понтонов 3. При этом заваривают полностью стыковые сварные швы палуб понтонов 3 и частично сварные швы переборок 4 понтонов 3 до уровня ватерлинии W0L0. Для увеличения прочностных характеристик сечений в районах стыковых сварных швов перед подъемом корпуса 1 примерно на уровне ватерлинии W0L0 приваривают первую дополнительную жесткость в виде подкрепляющей планки 5. В этом положении корпус 1 имеет осадку Т0. При осадке Т0 производят опускание опорных колонн 2. Вес опорных колонн 2 передается на грунт, массе корпуса 1 без опорных колонн 2 соответствует осадка TI по ватерлинию WiLi.

В этом положении на корпус 1 действует изгибающий момент ML Момент сопротивления сечения в районе стыкового соединения Wi (с одной планкой). Производится подъем корпуса 1 на величину AT, которую определяют следующим образом.

Оптимальная величина конструкции

планок при работе на срез I 1,5-2 шпации

в каждую сторону ( в сторону каждой из

соединяемых переробок 4) - .5-2а, где

а - шпация.

Тогда площадь сечения каждой из подкрепляющих планок 5 должна быть:

S 2a I t 2alt,

где t - толщина соединяемых переборок 4 понтонов 3, м.

Момент в соединительном сечении свариваемых понтонов 3 на плаву перед подъемом равен нулю. Осадка - Т0. Число поперечных переборок 4 в районе стыково- го соединения, воспринимающих нагрузку при подъеме, п. Приращение момента при подъеме на величину АТ(т.е приуменьшении осадки на AT) AM k- AT,

где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от нагрузки соединяемых понтонов 3 и количества и расположения опорных колонн 2.

От момента AM в подкрепляющей планке 5 возникает усилие

р AM

и т п I о

где Н - высота борта, м.

Площадь, воспринимающая данное уси- лие, это площадь планки S и площадь сваренных на плаву конструкций (верхней палубы и пеоепечных переборок)

(H-T0) , (H-To)-t

+ J

где/3 ,5 - коэффициент, учитывающий степень участия палубы в восприятии нагрузок.

9 a 11 + (Н - То) t

т

Напряжения в планке

Р AM-4.5

0 Т (H-To 9alt+(H-T0)t| k -AT -4,5

f 5пл +

(H-T0)L9alt + (H-T0)tJ

Откуда, приняв I 1,5a ( 1.5 a -t+(H-T0)t

Д,

приняв в качестве допускаемых напряжений в планке после первого цикла нагружения

Одоп 120,0-150,0 МПа,

получим

д Т 020-150KH-Tolt 13.532 + (H-To)M(y 45k

Обычно на проектируемых установках а 0,6

AT (2,7 - 3,3) (Н - То) t 5+(Н-Т0), где Н - высота борта каждого из свариваемых понтонов, м;

То первоначальная осадка каждого из понтонов, м;

t - толщина соединяемых переборок, м.

При подъеме корпуса 1 на величину AT удлиняется сварной шов на величину AT и приваривается вторая планка 5. Минимальный момент сопротивления сечения в районе стыкового соединения с двумя планками 5,

От избытка массы корпуса 1 в результате потери сил плавучести при уменьшении осадки с Ti до Т2 в соединительном сечении возникает дополнительный изгибающий момент ДМ и соответствующие ему дополнительные изгибающие напряжения Да . В этом положении в сечении на уровне первой планки 5 действуют суммарные напряжения

02. СП +Д01

0i а

во второй планке-лишь Дст .При дальнейшем подъеме на величину AT происходит уменьшение сил плавучести каждый раз на одну и ту же величину (в предположении прямостенности корпуса 1) и увеличение дополнительных изгибающих моментов. Однако величина дополнительных изгибающих напряжений в соединительном сечении от подъема к подъему уменьшается за счет увеличения прочностных характеристик сечения из-за приварных планок 5.

0

5

0

5

0

5

Таким образом, уровень напряжения как бы выравнивается по высоте. Это позволяет поперечному сечению воспринимать больший изгибающий момент, т.е. повышает надежность способа.

Формула изобретения Способ сборки самоподъемной морской платформы, при котором корпус платформы собирают наплаву из отдельных понтонов, имеющих переборки, при этом монтажный стык выше ватерлинии корпуса временно укрепляют дополнительными жесткостями в виде подкрепляющих планок, соединяя ими переборки понтонов, заваривают вышедший из воды монтажный стык, опускают корпус на воду и удаляют подкрепляющие планки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа при одновременном уменьшении материалоемкости оснастки при его выполнении, подъем корпуса на опорных колоннах производят дискретно и, соответственно по мере подъема корпуса последовательно устанавливают подкрепляющие планки, при этом величину, на которую поднимают корпус до установки каждой последующей отдельной планки, определяют по формуле

AT (2,7 + 3,3) (Н - То) t 5 + (Н - То), где Н - высота борта каждого из свариваемых понтонов, м;

То - первоначальная осадка каждого из понтонов, м;

t-толщина соединяемых переборок, м.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - повышение эффективности способа при одновременном уменьшении материалоемкости оснастки при его выполнении. Подъем корпуса на опорных колоннах производят дискретно. По мере подъема корпуса последовательно устанавливают подкрепляющие планки. При этом величину, на которую поднимают корпус до установки каждой последующей отдельной планки, определяют математически по формуле. 6 ил.

2

Фиг I

Ј Ыф

ч Ч ч Ч ЧУЧЧЧЧЧ,

2 гпф

Ј62992.1

4

х

Физ.г/

Фиг. 5

2

S

Ч.

I

И

и

i

S

.-к-J -

Составитель Е. Шибалкина Редактор Т. Орловская Техред М.МоргенталКорректор А. Ворович

Заказ 3359Тираж 341Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

1765293

N

o

об

:з

s

Nf f i-vj Ъ| I ,

i

S