Ледорез для морских платформ и морская платформа

на одном ве в вертикаль3, Ледор щийся пятствия вь ных кессоно киях, распо краю, ближн жению, при лены с воэм е свидетельст 02 В 15/021 1 икобритании02 В 15/02 ф на ст ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ(46) 15.06.85. Бюл. Оф 22 (72) Жак Эдуард Лами и Франсиско де Азис Манюель Серрано (Франция) (71) Компани Женераль пур Ле Деве" лоппеман Операсьоннель де Ришесс Су-Марин "К.Ж.Дорис" (Франция) (53) 627.54 (088.8)(56) 1. Авторско во СССР В 844674, кл. Е 979.2, Заявка ВелВ 1490877, кл. Е 1977 (прототип).(54) ЛЕДОРЕЗ ДЛЯ МОРСКИХ ПЛАТФОРМ И МОРСКАЯ ПЛАТФОРМА.(57) 1. Ледорез для морских платформ, установленных в замерзающих морях, включающий расположенные на уровне ледовых полей два венца препятствий, один из которых размещен выше другого, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью повышения.эффективности дробления льда, препят-, ствия верхнего венца размещены между нижними по периметру защищаемого сооружения, причем препятствия.ниж" него венца имеют поверхность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, а нижний конец этой поверхности размещен ниже нижней 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 оля при максимальных рез по п.1, о т л и ч а ю тем, что по меньшей мере нце препятствия подвижны ной плоскости.ез по п.2, о т л и ч а ю тем, что подвюкные лреяолнены в виде герметичв на шарнирных креплеложенных на их верхнем ем к защищаемому соору" этом препятствия установ ожностью поворота на указанных креплениях и с бж едствами контроля плавуче и.4. Ледорез по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что по меньшей мере один венец препятствий установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении,5. Ледорез по п.4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что венецпрепятствий установлен на кольцевом поплавке, .окружающем защищаемое сооружение.6. Ледорез ло пп. 4 и 5, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кольцевой поплавок снабжен средствами контроля плавучести.7. Ледорез по пп, 1,4-6, о т л ич а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере один венец препятствий установлен с воэможностью вращения вокруг заввпцаемого сооружения.8. Ледорез по п.7, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, по меньшей мере один венец препятствий смонтирован на каркасе, свободно перемещающемся вдоль обода, укрепленного на защищаемом сооружении."Патент", г. Ужгород, ул . Проектная,4 Тираж 649 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушсхая1162374 9. Ледорез но п.7, о т л и ч а мщ и й с я 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, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что препятствия имеют форму усеченной пирамиды.11. Ледорез по и, 10, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что препятствия имеют асимметричную форму, при этом их боковые поверхности, расположенные по одну сторону, наклонень 1 в радиальной плоскости спереди наад.12. Ледорез по пп. 1 - 11, о т л ич а ю щ и й с я 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 й с я тем, что препятствия образованы трехгранниками из Изобретение относится к ледорезам для морских платформ и платформам, оборудованным таким устройством, в частности платформам с утяжеленным основанием или платформытипа "джекет" с несколькими опорами,закрепленными на дне при помощисвай.Известна морская опора, снабженная ледокольным средством плугооб-10разной формы, выполненным подпружиненным Щ ,Однако данное устройство эффективно в работе только в условияхледяных полей малой толщины. ИИзвестен также ледорез для морских платформ, установленных в замерзающих морях, включающий установ.ленные на уровне ледовых полей двавенца препятствий, один из которыхразмещен вьппе другого Я .Однако и данное устройство недостаточно эффективно при работе втяжелых ледовых условиях.Цель изобретения - повышение эф- дфективности дробления льда. труГ, причем одно из ребер трехгранников расположено в радиальной плоскости защищаемого сооружения.14. Ледорез по пп. 1-8 и 10-13, о т л и ч а ю щ и й с я 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, о т л ич а ю щ и й с я тем, что между пластинами с отверстиями и нижней частью кронштейнов нижнего венца установлены средства ориентации.16. Морская платформа, содержащая ледорез и установленная на опорах, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждая опора снабжена ледорезом.17. Морская платформа, содержащая ледорезо т л и ч а ю щ а я с я тем, что опоры окружены кронштейном, несущим венцы с препятствиями. Указанная цель достигается тем, что в ледорезе для морских платформ, установленных в замерзающих морях, включающий установленные на уровне ледовых полей два венца препятствий, один из которых размещен выше другого, препятствия верхнего венца размещены между нижними по периметру защищаемого сооружения, причем препятствия нижнего венца имеют поверх ность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, нижний конец этой поверхности размещен ниже нижней 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 максимальных приливах.Кроме того, по меньшей мере на одном венце препятствия могут быть подвижны в вертикальной плоскости.162374 4 1 О 15 20 И 35 лок,1 50 з 1Подвижные препятствия могут быть выполнены в виде герметичных кессонов на шарнирных креплениях, расположенных на их верхнем краю, ближнем 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 перемеще" ния в вертикальном направлении1Венец препятствий установлен на кольцевом поплавке, окружающем защищаемое сооружение.Кольцевой поплавок может быть снабжен средствами контроля плавучести.По меньшей мере один венец препятствий установлен с воэможностью 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 плос-. кости 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 отверстиями и нижней частью кронштей нов нижнего венца могут быть уста новлены средства ориентации.Кроме того, морская платформа, содержащая ледорез и установленная"на опорах, может быть снабж на ледо. резом на каждой иэ опор.Дополнительно в морской платформе, содержащей ледорез, опоры могут быть окружены кронштейном, несущим венцы с препятствиями.На фиг.1 представлена схематически платформа, оборудованная ледорезом по одному иэ вариантов изобретения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 - разрушение льдины при помощи неподвижных препятстний, вид сбоку в разрезе и спереди в частичном разрезе; на Фиг.5 - вариант конструк ции препятствий, позволяющих отводить расколотый лед 1 на фиг. 6 и 7 - разрушение льдины при помощи двух верхних неподвижных препятствий и одного нижнего подвижного препятствия, нид сбоку, в разрезе и спереди в частичном разрезе; на фиг.8 - частичный нид 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 вращающейся клетке; на фиг,10- частичный разрез опоры платформы, 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 фиг12 - приведение ледореза во вращение при помощи домкратов-эащеНа 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 поисконое и/или эксплуатационное оборудование 6. На опоре 3 смонтированы препятствия в ниде двух венцов 7 и 8: нижний венец 7 пс меньшей мере частично погружен в воду, верхний венец 8 расположен выЧе уровня воды. Препятствия чере 1162374дуются, т.е, ирспятствия одного венц расиолагаются в промежутках между препятствиями другого венца.В соответствии с примером осуществления, представлекком на Фиг,1, пре иятстнйя имеют Форму усеченной пирамиды. У препятствий нижнего венцаплоская поверхность 9 наклонена снизу вверх и спереди назад. У иренятствий верхнего венца 8 плоская 10 поверхность 10 наклонена сверху вккз и спереди назад (Фиг.З). Угол между двумя этими поверхностями порядка 50-60 . Положение венцов на опоре определяется в зависимости15 от верхней и нижней границ льда н от высоты приливов таким образом, чтобы ледяное поле разрушалось группой по меньшей мере из трех препятствий. На Фиг.4 в разрезе по ликии 1 Ч ка Фиг,З показан принцип работы препятствий: льдина 11 вначале поднимается нижним препятствием и раскалывается в направлении, перпендикулярном направлению ее движе- ф 5 ния 12 (стрелка 12) в то время, как препятствия верхнего венца 8 вместе с препятствиями нижнего венца 7 дробят ее на куски в направлений ее движения 12, Куски льда отводятся. 39 при помощи средств, представляющих собой, например, геликоидальные канавки (не показаны), выполненные ка поверхности опоры. Отвод кусков льда может также осуществляться за счет асимметричной формы препятствий (фиг,5), у которых поверхности, находящиеся в контакте со льдинами, округлены,а куски льда приводятся в движение напором поля пакового льда. 49В соответствии с вариантом, представленном на Фиг.З, препятствия образованы готовыми бетонными блоками, которые крепятся на опоре известными средствами с использова- ф 5 кием технологии крепления с предва" рительным напряжением. В соответствии с другими вариантами препягствия могут быть изготовлены в форме двух бетонных пластин, подвергну- ЗФ тых операции предварительного напряжения, с усилительными перегородками между ними или представлять собой стальные раковины с ребрами жесткости, изготовленные по техно лосии, используемой обычно для изготовления корпусов ледокольных судов. Чтобы концентрировать усилия ре. зания, из плоских или относительно плоских поверхностей 9, 10, представленных ка 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 скобах (не показаны на фиг,6), которые крепятся на стенке опоры. Сторона 16 обычно параллельна стенке 17 опоры или упи. рается в нее; В этом примере препятствие выполнено из металла по технологии, используемой при изготовлении корпусов ледокольных судов, На его наклонной поверхности 8 имеется выступ в форме призмы с центральным ребром 13 (фиг.7).Средства контроля плавучести, представленные схематически, позволяют балластировать препятствия морской водой. Эти средства включают отводную трубу 19 и клапан балластировки 20 с дистанционным управлением посредством трубки 21. Средства балластировки, в частности трубки 19 и 21, могут быть расположены по-другому, например подсоединяться поблизости или к самой оси крепления 14. Принцип действия подвижных препятствий следующий: 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 препятствие нижнего венца 7 идет вверх (стрелка 22), действуя на льдину 11, зажатую между верхними венцами 8 препятствий (фиг.7) с силой реза ния, достаточной для того, чтобы расколоть льдину. Величина этой силы легко контролируется объемом препятствия, которой определяется ледо. выми условиями в районе эксплуата- О ции платформы.В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения препятствия могут быть выполнены в форме трехгранников (фиг.8),изго товленных из стальных труб,расположенных в два ряда, причем одно из ребер каждого трехгранника расположено в радиальной плоскости и направлено к середине венца. Рас положение трехгранников аналогично расположению препятствий в других вариантах осуществления изобретения, причем одно из ребер трехгранника выполняет те же функции, что и реб- Й 5 ра 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 откло- щ няются канавками, выполненными на стенке опоры. Они могут также отклоняться за счет асимметричной формы препятствий, боковые поверхности 23, 24 которых, расположенные с одной стороны, наклонены в радиальной плоскости и спереди назад. Однако в некоторых случаях, в частности при тяжелом льде, этот метод может порождать проблемы в связи с медленным отводом расколотого льда. Для быстро" го и контролированного отвода битого льда приводят во вращение венцы препятс 1 гвий вокруг защищаемого сооружения с тем, чтобы относительно быстро отвести лед за сооружение в направлении перемещения голя пакового льда.В соответствии с вариантом осуществления изобретения (фиг.9) оба 5 ф венца препятствий смонтированы на каркасе 25, который вращается на ободе 26, надетом на опору защищаемого сооружения или, например, на стенку 27 этой опоры. Каркас монтируется на роликах 28, которые ходят по боковой части обода 26 и передают на опору усилия давления, обусловлен ные подвижкой льда. Ролики 29, взаимодействующие с торцами обода, прдотвращают продольные перемещениякаркаса 25 и удерживают вес льдины,зашедшей на наклонные поверхностиили ребра препятствий нижнего венца 7.Согласно другому варианту осуществления изобретения (фиг.10) двавенца препятствий смонтированы накольцевом 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 дорожкикачения 33.Устройство может работать следующим образом.Плавучесть поплавка с двумя венцами препятствий регулируется такимобразом, чтобы концы расположенныхниже препятствий находились несколько ниже уровня льда, а концы расположенных выше препятствий несколько выше этого уровня, находя нанижние препятствия, льдина притапливает поплавок. Разрушение льдины напервой 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 поплавоквозвращается в свое положение равновесия, раскалывая льдину в направлении снизу вверх.Устройство может работать такжеследующим образом,Используется поплавок, оборудованный средствами контроля плавучести. Поплавок, несущий венцы,заполняется балластом с тем, чтобынижние препятствия находились нижеуровня льда, после чего его облегчают и, поднимаясь, он раскалывает ледв направлении снизу вверх. После это.го его утяжеляют таким образом,чтобы верхние препятствия раскалывалилед в направлении сверху вниз.Заставляя поплавок те подниматься, тоопускаться, можно создать вокругзащищаемого сооружения зону, свободную от льда. Согласно варианту осуществления изобретения, в котором имеется комбинация неподвижного венца препят 1162374 10ствий и поплавка с другим венцомпрепятствий, получают устройство, представленное на фиг.11. Верхний венец8 препятствий неподвижно закрепленна опоре защищаемого сооружения,а 5нижний венец 7 препятствий смонтирован на концентричном круговомпоплавке 34 с отсеками, Поплавокоборудован средствами, позволяющимиизменять его плавучесть. При облег Очении кессона происходит его всплытие и раскалывание льда, находящегося между подвижными и неподвижными препятствиями аналогично тому,как для варианта на фиг.б. 13В устройствах, представленныкна фиг. 9 и 1.0, отвод колотого льдапроисходит благодаря приведению венцов препятствйй во вращение. Вращается карКас 25 либо поплавок 30. 36Это вращение осуществляется, как показано на фиг.12 при помощи зубчатого колеса 35, смонтированного наподвижной части и приводимого вовращение средствами управления,вклю- фчающими в себя защелки 36, приводимые в действие домкратами 37, укрепленными на стенке опоры. Венцы вращаются в том или инок направлении взависимости от асимметричного рас" ЭОпределения расколотого льца.Похожее устройство может использоваться для перемещения венца,смонтированного на поплавке 34(Фиг. 11) после того, как нижниепрепятствия выходят из зацепленияс верхними после балластировкипоплавка,Устройства, представленные на фиг. 9- 11, могут приводиться во вра щение и пассивным образом: в нижней части нижнего венца под каркасом 25 нли поплавками 30 и 34 монтируются плиты 38, в которых выполнено множество отверстий 39 в форме усеченного конуса, большее основание которого 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 нескольких опорах, на каждой опоре можно установить ледокольное устройство с неподвижными или подвижными венцами и неподвижными или подвижными препятствиями. Можно также предусмотреть обод вокруг двух или нескольких ойор сооружения, упирающийся в эти опоры и служащий кронштейном дпя ледокольного устройства. В случае платформ типа "джекет", у которых опоры удерживаются на дне при помощи свай, вокруг опор идет обод, на котором монтируется ледоколь ное устройство. Этот обод опирается на опоры, которые связаны. между собой поперечинами с тем, чтобы выдерживать и распределять нагрузки.