Способ получения тел из льда и устройство для его осуществления

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО (57) 1. Способ получе включающий образовани ное тело, подачу пере пресной воды и кусочк морозильной установки рования ледяного тела щ и й с я тем, что, с сроков возведения бол ТЕЛ ИЗ ЛЬДА СУЩЕСТВЛЕНИЯ ия тел из льда эоны под ледя- хлажденной ов льда из льдов зону форми- отличаюелью снижения ших ледяных я установки со платформ, смеши водой до обраосуществляют плоизолируютел преимущественно д оружения типа буровых ванне кусочков льда с зования ле в прибрежн ого тела зоне в т ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Патент США У 4187039кл. Е 02 В 17/00, 1980.Авторское свидетельствоУ 132244, кл. Р 25 С 1/00,Авторское свидетельствоФ 110659, кл. Р 25 С 1/00Авторское свидетельствоВ 351045, кл. Р 25 С 1/12,ЯО 22057 щей плавающей форме, соответствующей габаритным размерам возводимого сооружения, при этом в ледяном теле образуют балластные емкости, после этого транспортируют ледяное тело на место установки, причем установку ледяного тела в проектное положение осуществляют путем заполнения балластных емкостей2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сооружения типа буровых платформ закрепляют в ледяном теле ниже ватерлинии.3, Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что температуру нижнейО части ледяного тела поддерживают рав- Е ной температуре образования мерзлоты в грунте под ледяным телом на месте его установки.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в ледяное тело вмораживают гранулированный материал в9 еай виде песка или опилок.5. Устройство для получения телЮ из льда, выполненное в виде открытой Ю сверху емкости, о т л и ч а ю щ е е- ею с я тем, что в плане емкость выполне- СД на в виде двух концентрично располо- ф женных колец, образующих полость, заполненную сжатым воздухом, причем внутреннее кольцо выполнено эластичным, а наружное - жестким.12Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и касается способа и устройства для получения бопь.ших тел из льда, предназначенных дляиспользования, например, в качествеоснований сооружений для буровогоили эксплуатационного оборудованияпри прибрежной добыче нефти таких,как волнорезы, причалы, для большихнасыпных работ и т.п,Целью изобретения является снижение сроков возведения больших ледяных тел.На фиг. 1 показано ледяное телов первоначальной стадии его получения, продольный разрез; на фиг. 2ледяное тело, полученное предлагаемым способом и предназначенное дляиспользования в качестве буровойили добывающей платформы, продольный разрез; вариант, на фиг. 3ледяное тело, полученное предлагаемым способом при размещении буровойвышки между двумя ледяными телами,продольный разрез, второй вариант,на фиг. 4 - устройство для получения ледяного тела, вид сверху.Плавучую водонепроницаемую опалубку 1, состоящую из дна 2 и окружающих боковых стенок 3, устанавливают в тихом морском заливе фиорда.Каркас опалубки изготовлен из дерева или металла,в качестве изолирующего материала использованы иэопорыПо мере получения ледяного тела 4можно удлинять стенки с помощью соединительных элементов 5.Замораживание воды производят несколькими способами. Свежую воду изреки или большого озера в окрестности подают к одному или несколькимзаводам по производству льда, получающим ледяные хлопья, ледяные кубики т,п., которые подают ровным потоком через сопла 6 в форму. Вместес ледяными хлопьями, подаваемымииз сопел 6, воду с самой низкой возможной температурой разбрызгиваютчерез сопла 7. Ледяные хлопья изморозильной машиныимеют столь низкую температуру, что вода между ними или ледяными кубиками замерзаетв твердый лед, Вместо ледяных хлопьев или кусков морозильная машинаможет производить ледяные плети,которые можно скручивать в тугиеспирали одну поверх другой. Для сохранения айсберга наружные поверхности нужно изолировать изолирую 205;72 2 щим мятррпялом Я, Няд поверхностьк 30 35 40 45 5 10 5 20 25 воды иоляця может состоять нэ эяшитого стекловолокна или из шляковатных матов с защитной или отражательной поверхностью,но может также состоять изплетей указанныхматериалов,которые наматывают как часть указанной спирали, На большей глубине в море нз-зя повьпненного давления изоляция должна быть расположена несколько другим образом, чем над поверхностью воды, например, с помощью одной или нескольких юбок из сильно упрочненной фольги. Вода в юбках обладает изолирующим эффектом, и непосредственный контакт между поверхностью льда и струями воды устранен. Этот способ можно использовать в сочетании с способом наматывания, причем юбки разматывают постепенно, по мере того, как заканчиваемое ледяное тело погружается в море. Юбки снабжают грузами.Чтобы удалить тепло, которое проникает через изоляцию, нужно поместить охлаждающие элементы 9 на некотором расстоянии внутри изоляции вдоль наружных поверхностей тела.Это могут быть охлаждающие трубки, которые являются частью указанных спиральных витков. Охлаждающий эффект можно контролировать автоматически согласно показаниям температуры, непрерывно получаемым с помощью температурных датчиков, вмороженных в лед и распределенных по нему.При получении льда образуется боль. шое количество тепла. Это тепло можно использовать в качестве отдаваемого тепла для расположенных поблизости зданий либо для интенсивного выращивания рыбы или мидий (устриц), Тепло может служить основой для электрических станций, работающих на разности температур (холодная вода фиорда по отношению к полученному избытку тепла). Для удобства перевозки по морю ледяного тела от места получения до места назначения, его вертикальная высота и, таким образом, осадка не должны быть слишком большими, чтобы тело, вытесняющее так много воды, могло проходить над самыми мелкими местами по пути буксировки. В месте назначения вертикальную высоту можно увеличить настолько, чтобы тело находилось на морском дне в покоеи могло противостоять всем силам течений, волн, ветра и т.п.Запланированную установку оборудования на ледяном теле, которую нельзя сделать на берегу, можно произ вести в месте назначения, На верхней поверхности ледяного тела можно возвести здания 10 и другие сооружения, такие, как буровая вышка 11. Если ледяное тело нужно использовать в качестве нефтедобывающей платформы, можно установить на его поверхности вентили, перекачивающее оборудование для погрузки танкеров и т.п., можно соорудить вертолетную площадку 12 или короткую взлетно-посадочную полосу, поскольку по сравнению с морскими платформами ледяное тело может иметь очень большие размеры в горизонтальном направлении. Если ледяная конструкция находится на глубине около 100 м то она может иметь диаметр примерно 250 м. Комнаты для обслуживания персонала, производственные помещения 13, а так. же склады 14 можно расположить внутри толщи льда так, как в антарктических станциях. В таком случае они защищены от непогоды и ветра. Большие балластные резервуары, такие как склады 14, также можно использовать для увеличения осадки тела в месте назначения. Если большое хранилище склада 14 вырезано во льду в месте его получения, например на берегу, то это придает ледяному телу меньшую осадку по сравнению с твердым ледяным телом такого же размера. Помещения для складов 14 можно сделать настолько большими, чтобы ледяное тело проплывало над самыми мелкими местами по его маршруту буксировки. В месте назначения помещения под склады 14 можно заполнить пере- охлажденной водой, например морской, имеющей более высокое содержание соли, так, чтобы жидкость оставалась в жидком состоянии при температурахаот примерно -5 до -8 С. Осадка тела возрастает, тело оказывает несколько большее давление на морское . дно и приобретет достаточную стабильность. В накопительных складах 14 можно также хранить нефть или сжиженный газ, Если накопительныепомещения складов не заполнены нефтью, их можно заполнить морской водой, если это необходимо для придания ледяному телу достаточного веса, 51015 Прямой доступ к морскому дну можно обеспечить путем устройства внутренней полости 15, проходящей от верхней части ледяного тела вниз до дна. Если уплотнить тело по отношению к внешнему давлению воды посредством создания окружающей юбки 16, которая вдавпена в морское дно под действием большого веса ледяного тела, то в полости 15 можно установить буровую вышку 17 или обеспечить непосредственный доступ к верхней части скважины, Таким образом, можно обеспечить такие же условия, как и на земле, для бурения и добычи нефти.Тяжелые конструкции, например здания 10 или буровая вьппка 11, могут вызвать нежелательное оползание льда. Оползание может быть наибольшим в зо 20 не около поверхности воды, посколькуздесь отсутствует противоположное давление снаружи, либо оно слишком мало.Поэтому устанавливают опоры 18 длятаких конструкций зданий до некоторойглубины ниже поверхности воды, доуровня, где тенденция к оползаниюльда минимальна. На этом уровне основания располагаются на плитах 19,распределяющих нагрузку.Для предотвращения протечки водыпод юбкой 16 и еепроникновения в полость 15 в ледяном теле, по крайнеймере в его нижней части поддерживают настолько низкую температуру, чтоморское дно промерзает на достаточнуюглубину.Когда лед подвергают воздействиюбольшого давления, он становится полужидким и в нем происходят оползания. Чтобы предотвратить это, ледяное тело по крайней мере в зоневокруг поверхности воды получают внутри формы 20 (фиг. 4). Эта форма может состоять из двух концентрическихколец 21 и 22, причем внутреннее кольцо 21 является настолько эластичным,что оно оказывает сопротивление, ноперемещается вместе с оползнем.Это кольцо также снабжено крепежными элементами в виде радиально на правленных затяжек 23, которые жестковморожены в лед. Наружное кольцо 22является твердым, жестким кольцом,и в пространство 24 между двумя кольцами подают сжатый газ, с помощью 55 которого можно контролировать оползание льда. Внешнее кольцо настолькотяжело, что оно может соскользнутьпо телу, Для предотравщения этого на1220572 ВНИИПИ Заказ 1336162 Тираж 641 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна я, 4 нем устанавливают баки плавучести либо делают кольцо слегка коническим по форме так, что возникает направленная вверх сила как реакция на ополэание льда.Поскольку оползание льда происходит главным образом на поверхности воды, в зоне,где значительна эрозия под действием волн, можно испольэовать изолированные бетонные кассеты, которые прижаты к поверхности льда стальными тросами, проходящими от кассеты к кассете вокруг всего телаТаким образом, получают волноломный эффект, и в то же время обеспечиваются техническая изоляция и противодействие оползанию. Кроме того, чтобы уменьшить оползание, можно вморозить в лед гранулированный материал, такой как песок, опилки или т.п.Гранулированный материал этого типа в сочетании с температурным контролем снижает тенденцию оползания и в зависимости от обстоятельств может работать как балластили как дополнительное средство плавучести согласно тому, какую плотность имеет выбранный материал большую или меньшую по отношению кльдуИзобретение дает возможность получать ледяные тела различной плотно сти, например, в вертикальной плоскости, причем нижней части придаютсравнительно большую плотность, чемверхней, что благоприятно влияетна стабильность и дает возможность 15 увеличивать высоту по отношению кширине, что было бы трудно осуществить другим образом. Кроме того,можно получать ледяные тела, которые целиком погружены в моря, и мо гут служить, например, постояннымиоснованиями для буровых и эксплуата.ционных платформ на больших океанских глубинах вблизи полярных районов. Способ также можно испольэо 2, вать для создания искусственных порогов в фиордах или в узких заливах. 3