Морское основание Советский патент 1979 года по МПК E02B17/02 

(54). МОРСКОЕ ОСНОВАНИЕ

Изобреа-ение относится к морским основаниям, преимуществе}шо для буровых установок, и может быть использовано в глубоководных районах.

Известны морские основания для буровых установок, включающие понтон и платформу, прикрепленные с помощью несущей конструкции из гибких стержней к дну водоема l j,

Недостатком известных конструкций 5тляется то, что в них не обеспечена необходимая жесткость.

Целыо изобретения является повышение жесткости морского основания.

Поставлешая цель достигается тем, что гибкие стержни расположены по поверхности тела вращения -i объединены в несколько групп, в каждой из которых они расположены встречно-наклонно по отношению к аналогичным стержням других групп, и пересекаются с ними на разных, уровнях, причем в точках пересечения они соединены жесткими кольцами.

В качестве гибких стержней используэтся канаты и анкеры.

На фиг. 1 изображено морское основание, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - типичный узел несущей конструкции; на фиг. 4 - вид по стрелке Б фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В фиг. 4; на фиг. 6 и 7 - схемы, поясняющие натяжение несущих канатов.

Морское основание включает пространственную несущую конструкцию 1,закрепленную снизу к анкерам 2, платформу 3 для технологическогю оборудования, которая при помощи стоек 4 установлена на плчвучсм сооружении - понтоне 5. Неизменяемость надводного каркаса платформы- 3 обеспечивается связями 6.

Несущие канаты 7 и 8 образуют несколько групп (на чертеже показано две),.в каждой из которых они наклонены в одну сторону от перпендикулярюв, восстановленнь1х из точек 9 их закрепления к анкерам. Эти точки 9 для каждой группы канатов 7 и 8 распределены равкомерно по замкнутому контуру. Углы наклона канатов с к oi к вертикали могут колебаться в широких пределах

ОО

5 - ЗО . Несущие канаты разных групп 7 и 8 наклонены в разные стороны. На поверхности, образованной канатами 7 и 8, канат 7 одной группы пересекается с несколькими канатами 8 другой группы в нескольких точках (количество их определяется глубиной водоема и другими параметрами )„

Все канаты 7 и 8 , пересекаясь один с другим, образуют пространственную сетку.

Возможна группировка несущих ка. натра не в две, а, например, в шесть групп. Тогда в трех группах канаты наклонены в одну сторону от вертикали (но под разными углами для каждой группы), а в трех других группах канаты наклонены в другую сторону Возможно также размещение несущих канатов ,как описано выше, но точки их пересечения (или часть точек пересечения) при этом располагаются не на поверхности пространственнй несущей конструкции, а внутри нее (например, когда точки 9 прикрюпления канатов одной группы рассредоточены вдоль одной КЗ сторон замкнутого анкерного многоугольника, точки прикрепления канатов другой.группы вдоль другой стороны и т.д.)

Узлы 1 о пересечения несущих канатов 7 и 8 соединены между собой жесткими поперечными распорными кольцами Некоторые выполнены из труб, размеры поперечного сечения этих колец подобраны так, что они обладают плавучестью. Канаты 7 и 8 пропущены в отверстия 12 для их дополнительной фиксаади служат клинья 13, ориентированные острием вниз Бпагоцаря своей плавучести распорные кольца 11 постоянно поджимают канаты 7 и 8 к клиньям 13.

Несущие канаты 7 и 8, пересеченные друг с другом и соединенные в узлах 10 пересечения распорными кольцами 11, образуют пространственную геометрическ неизменяемую предварительно напряженну конструкцию 1, имеющую очень малую деформативность. Будучи прикрепленными нижними концами к анкерам 2, верхними концами - к понтону 5 и по всей длинек плавучим распорным кольцам 11, канаты 7 и 8 находятся в натянутом состоянии (при расчете натяжения несущих канатов учиаъшается вес технологического оборудования). В соотвегствии с иэвестнык Зсшоном Гука удлинение их будет незначительно.

Что же касается провисания несущих канатов 7 и 8,то, как известно, оно

зависит обратно пропорционально от усилий в канатах и прямо пропорционально от длины проекции стержня на горизонтальную плоскость в квадрате и погонной нагрузки:

«2

где f- стрелка провисания;

CJ, - погонная нагрузка (от веса и течения);

6/- проекция каната на горизонтальную плоскость;

N - усилие в канате.

Поскольку канаты 7 и 8 разбиты в узлах 10 их пересечеш1я на отдельные короткие стержни (наклоненные к вертикали под незначительным углом), стрела провисания этих отрезков будет мала: разбив длину всего несущего каната, например, на три отрезка между узлами, уменьшаем стрелу провисания в 9 раз.

Погонная нагрузка на несущие кана ТЬ1 7 и 8 при всех прочих равных условиях также значительно меньше, чем в известных конструкциях (цепи из полых колец, канаты с надувными камерами), так как теневая поверхность канатов 7 и 8 и распорных колеи 11 невелика: давление воспринимается, главным образом, той стороной замкнутого колыш, Koixipoe обращено в сторону течения. Существенное значение имеет то обстоятельство, что в предложенной конструкции погонная нагрузка не распределяется равномерно по всей длине несущих канатов,, а через распорные кольца 1Г, обладающие поверхностью несоизмеримо большей, чем канаты, она передается на узлы. Поскольку несущие канаты 7 и 8 расположены в узлах встречно-наклонно и соединены распорными кольцами t 11, то нагрузки на канаты перераспределяю1х;я, как в пространственной стержневой системе.

Таким образом, в изобретении все факторы, вызьшающие удлинение и смещение (провисание) элементов, сведены к минимуму.

Чувствительность основания к закручиванию от ветровой нагрузки также мала, поскольку жесткие распорные кольца 11 препятствуют сближению и расхождению несущих н канатов иэ-за того.

что несушие канаты расположены встречно-наклошю. Крутящий момент полностью уравновешивается теми несущими канатами, которые наклонены в сторону дейс-пвия момента.

Несущие канаты 7 и 8 расположены снаружи, на некотором расстоянии от надводной час1Я морского основания.

Для регулирования натяжения несущих канатов 7 и 8 при монтаже к каркасу платформы 3 с помощью подвесок 14 и роликов 15 подвешены уравнительные канаты 16 и 17. Верхние концы несущих канатов 7 соединены с уравнительным канатом 17, а несущие канатов 8 - с уравнительным канатом 16 через подвижньш блоки 18. Дпя натяжения уравнительных канатов 16и 17 служат лебедки 20 по одной на каждый канат. Фикса: гия уравнительных канатов 16 и 17 и блоков 18 после монтаиса осуществляется зажимами 19.

Монтаж морского основания может осуществляться следующим образом. На поверхности воды или на берегу устангш-. ливают понтон 5 с каркасом платформы 3, к которому подвещены уравнительные канаты 1.6 и 17. Верхние концы несущих канатов 7 и 8 соединяют с соответствующими канатами, а нижние концьг - с анкерами. Уэлы пересечения несущих канатов соединяют распорными кольцами 11.

После буксировки собранного осиовсчння на место затопляют анкера, и с помощью уравнительных канатоо 16 и 17 устанавливают понтон 5 на заданной глубине и регулируют натяжение несущих канатов 7 и 8. Затем уравнительные канаты заглушают зажимами 19, носле чего основание готово для установки технологического оборудования (на Черггеже не показано).

Формула изобретения

Морское основание, -преимущественно для буровых установок, включающее понтон и платформу, прикрепленные с помощью несущей конструкции из гибких стержней к дну водоема, отличающеес я тем, что, с целью повышения его жесткости, гибкие стержни расположены по поверхности тела вращения и объедине-ны в несколько групп, в каждой из которых они расположены встречно-наклонно по отношению к аналогичным стержням других групп и пересекаются с ними на разных уровнях , причем в точках пересегчения они соединены жесткими кольцами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4 6 17 ГХХ 17 IS /л

Ш4// /

f

11

Т игЛ

8

17

в

Фиг. 6

/