Ледяное основание буровой платформы для замерзающих морей полярных районов

(19) (11) 3(51) Е 02 В 15/02, 17/00 ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ордена Ленина Арктический иАнтарктический научно-исследовательский институт Госкомгидромета(54)(57) ЛЕДЯНОЕ ОСНОВАНИЕ БУРОВОЙПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ЗАМЕРЗАЮЩИХ МОРЕЙ ПОЛЯРНЫХ РАЙОНОВу включающее корпус,снабженный центральной колонной сосмонтированными в ней направляющими трубами для кустового бурения скважинбалластными емкостями, ограниченными наружной стеной, дном и перегородками, ледозащитным поясом, буксировочными и причальными устройствамии системой холодильных труб, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат на созружение основания,центральная колонна, наружная стена,дно и перегородки выполнены из армированного пресноводного льда с наполнителем из древесных отходов и снабжены теплоизоляцией и деревянной обшивкой, при этом наружная стена оборудована направляющими трубами дляанкерных свай, примораживаеьых кморскому дну и основанию.Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может бытьиспользовано При разведочном буре-.нии и добыче нефти и газа на шельфезамерзающих морей, например арктических морей СССР, 5Известен способ изготовления ледяного основания путем последовательной загрузки грунтом участка морского льда до посадки его на дно ( 1 .Недостатками способа являются ограниченная допустимая глубина моря,на которой может использоваться намороженное оснонание, а также малыйсрок службы.Известно ледяное основание буровой платформы для замерзающих морей,включающее корпус, снабженный центральной колонной .со смонтированнымив ней направляющими трубами для кустового бурения скважин, балластнымиемкостями, ограниченными наружнойстеной, дном и перегородками,ледозащитным поясом, буксировочными и причальными устройствами и системой холодильных труб (.23Недостаткаьщ укаэанного ледяногоосн он ани я явл яют ся большая мет аллоемкость, которая существенно увеличивается с увеличением глубины моря,ненадежное крепление основания кодну моря, поскольку его устойчивость 30Обеспечивается только избыточным весом стальных конструкций и льда в надводной части основания, а также большая стоимость,Цель изобретения - снижение затрат З 5на сооружение основания.Указанная цель достигается тем,что в ледяном основании буровой платФормы,цля замерзающих морей полярныхрайонов центральная колонна, наружная 40стена, дно и перегородки ныполнены иэармированного пресноводного льда снаполнителем иэ дренесных отходов иснабжены теплоизоляцией и деревяннойобшивкой, при этом наружная стенаоборудована направляющими трубами дляанкерных снай примораживаемых к морскому дну и основанию,На фиг. 1 показана конструкция ледяного основания, с открытыми балластными емкостями; на Фиг. 2 - то же, с 50закрытыми балластными емкостями .Конструкция ледяного основания содержит центральную колонну 1 со смонтированными в ней направляющими трубами 2 для кустового бурения скважин,55радиальные перегородки 3, дно 4, наружную стену 5, Центральная колонна,дно, радиальные перегородки и наружная стена образуют внутри конуса открытые сверху (фиг. 1) или закрытые 60(фиг. 2) балластные емкости б. Оснонным материалом, из которого ныпол -няется центральная колонна, дно, перегородки и наружная стена, являетсяармированный пресноводный лед с на голнителем иэ древесных отходов, покрытый теплоизоляцией 7 (н виде плит иэ пенопласта и пенобетона).и деревянной обшивкой 8. В центральной колонне, перегородках и наружной стене размещена система холодильных труб. В наружной стене смонтированы напранляющие трубы 9 для анкерных свай 10,Снаружи в месте контакта со льдомоснование покрывается защитным броневым поясом 11 (Фиг, 1) эакрепленным на бревнах наружной решетки арматуры стены, Арматура 12 представляет собой набор бревен н виде наружной и внут - ренней решеток, соединенных в узловых точках металлическими прутками, Арматура 12 соединена с деревяннойобшивкой 8 и они образуют вместе пространственную ферму. Такая конструкция арматуры, а также расположение перегородок внутри конуса по радиусам дополнительно повышает прочность основания при ледяном сжатии, изгибе и ударных нагруз - ках,Для увеличения ледостойкости оснонация, предназначенного для работы нособо тяжелых ледовых условиях ( сзакрытыми сверху балластными емкостями), взамен стального защитного броневого пояса устанавливается ледозащитный стальной или железобетонный полый конус 13 (Фиг, 2),нижняя кромка которого находится ниже уровня надвигающегося льда, а верхняя, прилегающая к основанию - выше. Надвигающийся лед разрушается от изгибаи уносится с массой движущегося льда,В этих основаниях (Фиг. 2) балластныеемкости снабжены трубами 14 для загрузки и выгрузки жидкого и сыпучего балласта 15, Балластные емкости (фиг, 1) загружены морским льдом 1 б, который проморажинается с помощью съемныххолодильных труб, Сооружение ледового основания для5 уровых платформ производится следуюцим образом, В качестве основного строительногоматериала для строительства основаниявыбран преснонодный лед, так как он обладает большей (примерно н 3 раза)по сравнению с морским льдом прочностью на изгиб и примерно одинаковойпрочностью на сжатие, При колебанияхтемпературы прочность пресноводногольда более стабильна, чем у морского.Намораживание оснований можно делать н устьеных участках рек, где глубина Форнатера до выхода в море обеспечивает буксировку готового основания, Намораживание производится с нача,.ом ледостава, причем начинается с изготовления нижней обшивки 8 дна 4, с устанонкой арматуры 12 и труб 2 и 9, Для использования ес 1.09 22 39тественных низких температур намораживание можно, например, проводить методом факельного набрыэгивания с одновременным введением в состав льданаполнителей. По мере изготовления основания арматура 12, обшивка 8, тепло изоляция 7, анкерные направляющие 9и холодильные трубы наращиваются,при этом обшивка выполняет роль опалубки, а холодильные трубы могут бытьзадействованы по временной схеме и 1 Оиспользованы для выхолаживания льдав готовых конструкциях основания, Таким способом, например, в Енисейской губе можно эа 4 зимних месяца изготовить основание высотой до 60 м 5для глубины моря 50 м. С началом летней навигации основания могут бытьотбуксированы и установлены на местоработы,Для крепления основания на дне мо ря основание снабжено рядом наклонныханкерных труб 9. При установке основания на дне моря для обеспечения теплоизоляции от морской воды и приданияоснованию горизонтального положениячерез трубы производится отсыпкагрунта и теплоизоляции (песка, шлакаи т,п.). После чего через эти же трубы в дно моря забиваются или забуририваются полые металлические анкерныесваи 10 далее в них подается хладоноситель, что обеспечивает примораживание свай к дну и трубам 9 основания.При перебазировании основания производится оттаивание свай подогревомциркулирующей в них жидкости и выемка их иэ грунта. Использование холодильной установки необходимо тольков летнее время, так как зимой можноиспольэовать низкую температуру наружного воздуха, 40Основанию придается форма усеченного конуса для обеспечения его устойчивости при воздействии на него льда. На малом верхнем основании размещает 1:я рабочая площадка. Основание снаб=жено буксировочными и причальными устройствами. Конус выполняется иэ армированного пресноводного льда путем намораживания из речной воды с применением наполнителя из отходов доевесины,При необходимости для обеспеченияустойчивости основания в нижнюю частьцентральной колонны и в дно можно вводить твердый балласт (песок, грунти т.п.),Размеры основания, количество древесных наполнителей и твердого балласта должны обеспечивать устойчивость основания при минимальной осадке во время буксировки по реке, атакже устойчивость от ветровых и других нагрузок при буксировке в море,когда осадка может быть увеличеназа счет заполнения водоЯ балластныхемкостей и добавки в отсеки твердогобалласта.Ориентировочная стоимость основания высотой 60 м для глубины моря50 м при изготовлении в Енисейскойгубе с учетом разработки составляетне более 12 млн, руб, При серийномизготовлении предлагаемой конструкции оснований ожидается экономическийэффект в сотни миллионов рублей.Применение предлагаемых передвижных ледяных оснований буровых платформ дает минимальный расход металла,железобетона и других дефицитных материалов на изготовление оснований 1использование древесины и ее отходовполучаемых при лесозаготовках и переработке леса, Кроме того, обеспечивается устойчивость основания при подвижках и напорах льда и возможностьперестановки оснований с минимальными затратами без разрушения сваЯ.