EA002779B1 - Искусственный остров, опора искусственного острова и способ сооружения искусственного острова - Google Patents

Abstract

Предложенный искусственный остров выполнен в стиле ландшафта горных вулканических островов, покрытых растительностью для размещения в них нефте-, газодобывающих и перерабатывающих производств при одновременном восстановлении морских биоресурсов, предназначен для создания замкнутого производственно-добычного комплекса с социальной инфраструктурой и предусматривает полную переработку промышленных и бытовых отходов. В месте сооружении искусственного острова на морском шельфе осуществляют нивелировку дна моря, устанавливают опору в виде опорных свай (5) и оконтуривающей оболочки. Последнюю выполняют с образованием внутренней бухты путем установки основных понтонов, которые соединяют обваловочным кольцом. По внешнему периметру последнего напротив основных понтонов забивают плавающие сваи (6) и жестко крепят их к указанным понтонам. По внутреннему периметру обваловочного кольца за исключением мест, предназначенных для перекрываемых судоходных каналов, забивают опорные сваи до твердых несущих пород (13) дна моря. Затем осуществляют формирование, по меньшей мере, одного перекрываемого судоходного канала для связи внутренней бухты с открытым морем. А над внутренней бухтой на опорных сваях возводят купол для размещения нефте-, газодобывающих (21) и перерабатывающих (22) производств, а также энергоблока (23), производственных (24) и жилых (25) помещений.

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и предназначено для освоения и обустройства морского шельфа для добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, совмещенных с полной утилизацией промышленных и бытовых отходов, восстановления биоресурсов моря, включающего улучшение ландшафта, условий окружающей среды и обустройство социально-промышленной инфраструктуры.

Известен искусственный остров, содержащий опору, установленную на морском дне, которая возводится из отдельных блоков путем заполнения грунтом отдельных секций опалубки (патент США № 2043452, кл. 405-222, 09.06.1936). Этот искусственный остров имеет весьма ограниченное применение в качестве элемента волнолома.

Известен искусственный остров с опорой, которая возводится способом впрыскивания с движущегося судна в морскую воду гелеобразующего агента для формирования гелевой массы от поверхности моря до морского дна, при этом траектория движения судна выбирается так, чтобы гелевая масса образовала требуемую конфигурацию опоры (патент США № 4583882, М.кл. Е 02 Ό 21/00, 22.04.1986). Этот способ требует большого расхода гелеобразующего агента для возведения искусственного острова даже небольших размеров, причем получающаяся опора служит лишь для ограждения внутренней части искусственного острова от морских волн и льдов, т.к. прочность опоры из гелевой массы недостаточна для возведения на ней крупных сооружений.

Из патента России № 2107773 (М.кл. Е 02 В 17/00, 27.03.1998) известен искусственный остров, содержащий опору.

Из того же патента России № 2107773 известна опора искусственного острова, содержащая установленную на дно моря и возвышающуюся над его уровнем оконтуривающую оболочку и опорные сваи.

Из того же патента России № 2107773 известен способ сооружения искусственного острова на морском шельфе, включающий установку возвышающейся над уровнем моря оконтуривающей оболочки и забивку опорных свай.

Эти объекты выбраны в качестве прототипов к объектам данной заявки.

Недостатками всех трех указанных объектов является невозможность избежать загрязнения окружающей среды при аварийных выбросах углеводородного сырья, добываемого с помощью оборудования, установленного на таком острове. Это обусловлено малыми размерами искусственного острова, которые, в свою очередь, определяются габаритами его опоры, не позволяющими возвести на ней изолирующие сооружения, а тем более какое-либо оборудование помимо бурового или добывающего; вследствие этого добытое углеводородное сырье не обходимо транспортировать в танкерах, при загрузке которых также возможны выбросы углеводородного сырья в окружающую среду, например выбросы нефти в открытое море, особенно при волнении на море.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении экологической безопасности освоения и обустройства морского шельфа для добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, совмещенных с полной утилизацией промышленных и бытовых отходов, за счет сокращения выбросов вредных веществ, в улучшении экологической среды обитания населения в соответствии с международными нормами, в улучшении условий проживания населения в экологически неблагоприятных регионах, а также в реабилитации загрязненных территорий.

Поставленная задача решается тем, что искусственный остров, содержащий возвышающуюся над уровнем моря опору, согласно изобретению снабжен куполом, при этом опора выполнена в виде кольца с образованием внутренней бухты, последняя связана с открытым морем, по меньшей мере, одним судоходным каналом, выполненным с возможностью его перекрытия, а купол смонтирован на опоре над внутренней бухтой. При этом в частных случаях выполнения искусственного острова его купол образует над внутренней бухтой грот в виде башни, которая выполнена ступенчатой конической или цилиндрической, верхняя часть башни выполнена из стекла, внутреннее пространство грота в башне выполнено, по меньшей мере, с одним перекрытием, которое, в свою очередь, выполнено с центральным отверстием, и предназначено для размещения бурового оборудования и/или оборудования по добыче нефти и газа, и/или оборудования по переработке нефти и газа, и/или энергоблока; в башне вдоль ее боковой образующей размещены производственные и/или жилые помещения; для перекрытия судоходных каналов искусственный остров снабжен затворами шандорного типа; искусственный остров выполнен по типу ландшафта горного вулканического острова, покрытого растительностью; искусственный остров снабжен, по меньшей мере, одним периферийным искусственным островным образованием, которое выполнено либо в виде понтонов, установленных в виде отдельных расходящихся от центра искусственного острова лучей и плавающих свай, к которым жестко прикреплено в узловых его точках периферийное искусственное островное образование, либо в виде выполненных из основных понтонов перегородок с каналами, дополнительных понтонов, установленных по внешнему периметру обваловочного кольца, при этом перегородки установлены в виде расходящихся от дополнительных понтонов лучей и связаны каналами с внутренней бухтой для прохода из нее судов в открытое море, стороны перегородок, обращенные от дополнительных понтонов, перекрыты затворами шандорного типа и соединены ограничительным барьером, выполненным из цепочки дополнительных понтонов и обвалованным с внешней стороны грунтом, секторы, ограниченные внешним периметром обваловочного кольца, по бокам - перегородками, а с внешней стороны - ограничительным барьером, образуют акватории, а искусственные островки выполнены неправильной формы из дополнительных понтонов и намывного грунта и возведены в указанных акваториях; дополнительные понтоны выполнены шестигранной формы из железобетона; периферийные искусственные островные образования предназначены для сооружения морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны, спортивнотуристических и рекреационных комплексов.

Поставленная задача также решается тем, что опора искусственного острова, содержащая установленную на дно моря и возвышающуюся над его уровнем оконтуривающую оболочку и опорные сваи, согласно изобретению снабжена плавающими сваями, оконтуривающая оболочка выполнена с возможностью образования внутренней бухты из расположенных по кольцу в виде расходящихся лучей основных понтонов, стороны которых, обращенные к внутренней бухте, соединены обваловочным кольцом, опорные сваи забиты по внутреннему периметру обваловочного кольца до твердых несущих пород дна моря, а плавающие сваи забиты по внешнему периметру обваловочного кольца и связаны с соответствующими им основными понтонами. При этом в частных случаях выполнения опоры ее оконтуривающая оболочка выполнена, по меньшей мере, с одним судоходным каналом с возможностью его перекрытия от открытого моря посредством затворов шандорного типа; основные понтоны выполнены прямоугольной формы из железобетона с внутренними отсеками для заполнения их вынутым при нивелировке дна моря грунтом; обваловочное кольцо выполнено из концентрически намытого от внутренней границы указанного кольца к внешней грунта высотой, превышающей верхний уровень основных понтонов, с внешней стороны, за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов, обваловочное кольцо укреплено крупнообломочными породами, доставляемыми с материковых месторождений, а с внутренней стороны - опорной стеной из железобетонных плит.

Поставленная задача также решается тем, что в способе сооружения искусственного острова на морском шельфе, включающем установку возвышающейся над уровнем моря оконтуривающей оболочки и забивку опорных свай, согласно изобретению в месте строительства искусственного острова осуществляют нивели ровку дна моря, оконтуривающую оболочку выполняют с образованием внутренней бухты путем установки основных понтонов в виде расходящихся лучей, обращенные к внутренней бухте стороны указанных понтонов соединяют обваловочным кольцом, по внешнему периметру которого напротив основных понтонов забивают плавающие сваи и жестко крепят их к указанным понтонам, по внутреннему периметру обваловочного кольца, за исключением мест, предназначенных для перекрываемых судоходных каналов, забивают опорные сваи до твердых несущих пород дна моря, затем осуществляют формирование посредством выемки грунта, по меньшей мере, одного перекрываемого судоходного канала для связи внутренней бухты с открытым морем, а затем над внутренней бухтой на опорных сваях возводят купол. При этом в частных случаях выполнения способа основные понтоны выполняют прямоугольной формы из железобетона и с внутренними отсеками, при этом к месту установки их транспортируют по воде, а затем утапливают посредством заполнения их внутренних отсеков грунтом, ранее выбранным при нивелировке дна моря; обваловочное кольцо выполняют посредством намывки грунта концентрически от внутренней границы указанного кольца к внешней высотой, превышающей верхний уровень основных понтонов; обваловочное кольцо, за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов, с внешней стороны укрепляют крупнообломочными породами, доставляемыми с материковых месторождений, а с внутренней стороны укрепляют опорной стеной из железобетонных плит; после установки оконтуривающей оболочки с внешней ее стороны выполняют, по меньшей мере, одно периферийное искусственное островное образование, предназначенное для сооружения морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны, спортивно-туристических и рекреационных комплексов, периферийное искусственное островное образование выполняют либо в виде дополнительных понтонов, которые устанавливают в виде отдельных расходящихся от центра искусственного острова лучей, при этом периферийное искусственное островное образование в узловых его точках жестко прикрепляют к дополнительным плавающим сваям, либо в виде дополнительных понтонов, перегородок с каналами, ограничительного барьера, затворов шандорного типа и искусственных островков, при этом дополнительные понтоны устанавливают по внешнему периметру обваловочного кольца, перегородки выполняют из основных понтонов, устанавливают в виде расходящихся от дополнительных понтонов лучей и связывают каналами с внутренней бухтой для прохода из нее судов в открытое море; стороны перегородок, обращенные от дополнительных понтонов, перекрывают затворами шандорного типа и соединяют ограничительным барьером, выполненным из цепочки дополнительных понтонов и обвалованным с внешней стороны грунтом, а в секторах, ограниченных внешним периметром обваловочного кольца, по бокам перегородками, а с внешней стороны - ограничительным барьером, образующих акватории, возводят искусственные островки неправильной формы из дополнительных понтонов и намывного грунта; дополнительные понтоны выполняют шестигранной формы из железобетона; купол над внутренней бухтой возводят для образования грота и выполняют его в виде ступенчатой конической или цилиндрической башни, которую возводят методом непрерывного литья бетона или методом компоновки крупногабаритных сборных элементов, крепящихся к остову сооружения, набранному из несущих колонн, верхнюю часть башни выполняют из стекла; после возведения купола в судоходном канале для его перекрытия устанавливают затвор шандорного типа, во внутренней бухте на плавучей опоре устанавливают буровое оборудование, перекрывают указанную бухту от открытого моря и осуществляют бурение, по меньшей мере, одной скважины, пробуренные скважины временно консервируют, буровое оборудование демонтируют и выводят из внутренней бухты по судоходному каналу, в башне во внутреннем пространстве грота выполняют перекрытия с образованием трех уровней для размещения оборудования и монтируют на первом уровне оборудование по добыче нефти и газа и резервуары, на втором уровне - оборудование по переработке нефти и газа, а на третьем уровне - энергоблок, при этом вдоль боковой образующей башни на втором и третьем уровнях монтируют жилые помещения, а на первом уровне - производственные помещения; после монтажа оборудования осуществляют разводку энергосети от энергоблока, разводку водопроводной и канализационной сетей; искусственный остров выполняют по типу ландшафта горного вулканического острова, покрытого растительностью, а добытое сырье и/или продукты его переработки отправляют с помощью соответствующих судов через судоходные каналы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено поэтапное выполнение сооружения искусственного острова, а именно: на фиг. 1 - I этап (гидротехнические работы по нивелировке дна моря на месте строительства искусственного острова); на фиг. 2 I этап (установка основных понтонов по кольцу в виде расходящихся лучей); на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 2; на фиг. 4 - III этап (выполнение обваловочного кольца); на фиг. 5 - разрез Б-Б фиг. 4; на фиг. 6 - IV этап (забивка опорных и плавающих свай); на фиг. 7 - разрез В-В фиг. 6; на фиг. 8 V этап (выполнение купола ); на фиг. 9 -VI этап (образование морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны); на фиг. 10 - VII этап (установка бурового оборудования на плавучей опоре в центре внутренней бухты); на фиг. 11 - также VII этап (перекрытие внутренней бухты от открытого моря затворами шандорного типа); на фиг. 12 - VIII этап (проведение буровых работ); на фиг. 13 - IX этап (демонтаж бурового оборудования); на фиг. 14 - Х этап (перекрытие внутренней полости грота - создание трех уровней); на фиг. 15 - XI этап (монтаж на первом уровне оборудования по добыче нефти и газа и резервуаров, на втором уровне - оборудования по переработке нефти и газа и на третьем уровне энергоблока, вдоль боковой образующей башни на втором и третьем уровнях - жилых помещений, а на первом уровне - производственных помещений); на фиг. 16 - схема функционального зонирования ступенчатой конической башни; на фиг. 17 - XII этап (разводка энергосети от энергоблока, разводка водопроводной и канализационной сетей); на фиг. 18 - XIII этап (изолирование внутренней бухты от открытого моря затворами шандорного типа); на фиг. 19 - XIV этап (сооружение производственных, административно-хозяйственных, коммунально-бытовых, спортивно-туристических и рекреационных комплексов).

Искусственный остров содержит опору 1, которая выполнена в виде возвышающегося над уровнем моря 2 кольца с образованием внутренней бухты 3. На опоре 1 смонтирован купол 4, который образует над внутренней бухтой 3 грот высотой более 30 м. Кольцо опоры 1 выполнено в виде опорных свай 5, плавающих свай 6 и установленной на дно 7 моря и возвышающейся над его уровнем 2 оконтуривающей оболочки 8. При этом последняя образует внутреннюю бухту 3 и выполнена из расположенных по кольцу в виде расходящихся лучей основных понтонов 9, стороны которых, обращенные к внутренней бухте 3, соединены обваловочным кольцом 10. Основные понтоны 9 выполнены железобетонными (ж/б) прямоугольной формы размерами 30х12х3 м и более с внутренними отсеками для заполнения их вынутым при нивелировке дна моря грунтом. Обваловочное кольцо 10 выполнено из концентрически намытого от внутренней границы указанного кольца к внешней грунта высотой, превышающей верхний уровень основных понтонов 9, и укреплено с внешней стороны крупнообломочными 11 породами, доставляемыми с материковых месторождений, а с внутренней стороны - опорной стеной из железобетонных плит. Опорные сваи 5 забиты по внутреннему периметру обваловочного кольца 10, за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов 12, до твердых несущих пород 13 дна моря. Плавающие сваи 6 забиты по внешнему периметру обваловочного кольца 10, за исключением мест, пред назначенных для судоходных каналов 12, в мягкое основание 14 дна моря, и связаны с соответствующими им основными понтонами 9. В оконтуривающей оболочке 8 выполнены четыре судоходных канала 12 с возможностью их перекрытия от открытого моря посредством затворов 15 шандорного типа. Купол 4 выполнен в виде ступенчатой конической 16 или цилиндрической башни, которая связана с плавающими сваями 6. Верхняя часть 17 башни выполнена из стекла. Внутреннее пространство 18 грота в башне выполнено с перекрытиями 19, которые образуют три уровня и предназначены для размещения как бурового оборудования 20, оборудования 21 для добычи нефти и газа, оборудования 22 по переработке нефти и газа, так и энергоблока 23. Указанные перекрытия 19 выполнены с центральным отверстием для перемещения грузов при монтаже и демонтаже оборудования с помощью грузоподъемных устройств. В башне вдоль ее боковой образующей размещены другие производственные 24 и жилые 25 помещения. Искусственный остров выполнен по типу ландшафта горного вулканического острова, покрытого растительностью. С внешней стороны оконтуривающей оболочки 10 выполнены периферийные искусственные островные образования 26, которые могут быть сооружены, например, в виде отдельных расходящихся от центра искусственного острова лучей 27, образованных из дополнительных шестигранных ж/б понтонов 28 габаритами порядка 9,5х11х3 м, которые жестко прикреплены в узловых точках периферийного искусственного островного образования 26 к дополнительным плавающим сваям 29, забитым в мягкое основание 14 дна моря. Другой вариант выполнения периферийного искусственного островного образования 26: по внешнему периметру обваловочного кольца 10 установлены дополнительные понтоны 28, выполненные с обваловкой; от них отходят в разные стороны в виде радиальных лучей длиной до 5000 м перегородки 30 с каналами 31, связанные с внутренней бухтой 3 для прохода из нее судов в открытое море и выполненные из основных ж/б понтонов 9; внешние торцы перегородок 30 соединены ограничительным барьером 32 из цепочки дополнительных понтонов 28, обвалованной с внешней стороны грунтом 33; четыре сектора 34, ограниченные внешним периметром кольца из дополнительных понтонов 28, по бокам - перегородками 30, а с внешней стороны - ограничительным барьером 32, образуют акватории, в которых возведены из дополнительных понтонов 28 и намывного грунта искусственные островки 35 неправильной формы; торцы перегородок с внешней стороны расходящихся лучей перекрыты затворами 15 шандорного типа. При этом используемые при сооружении указанных периферийных искусственных островных образований дополнительные понтоны 28 выполнены шестигранной формы из железобетона. Возможны и другие варианты выполнения периферийного искусственного островного образования 26. Эти периферийные искусственные островные образования 26 предназначены для сооружения морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны (плантации лотосов 36, рыборазводная станция-питомник 37, садки 38 для разведения мальков, места 39 спортивной ловли рыбы и т.п.), спортивно-туристических 40, производственных комплексов (таких как транспортный комплекс 41, икорный завод 42, рыбоконсервный комбинат 43, трикотажная фабрика 44, заводы 45 по производству полиэтилена и изделий из полиэтилена и т.п.), жилищного 46, коммунально-бытового 47, административнохозяйственного 48 блоков, а также телекоммуникационного 49, природоохранных, банковских, здравоохранительных, садово-парковых комплексов и т. п.

Искусственный остров сооружают следующим способом в несколько этапов.

I этап. Гидротехнические работы по нивелировке дна моря на месте строительства искусственного острова.

Непосредственно после завершения инженерно-геологических изысканий под строительство промышленных площадок и разработки на основе этих изысканий генерального плана и плана фундаментов осуществляют гидротехнические работы по нивелировке дна моря 7 на месте строительства искусственного острова. Первый этап включает в себя

а) нивелировку дна моря 7 на глубину 1,5 м под посадку на него основных понтонов 9, а также дополнительных понтонов 28, представляющих собой основные несущие элементы фундамента искусственного острова;

б) нивелировку дна моря 7 под судоходные каналы 12, ведущие к внутренней бухте 3 искусственного острова, с четырех сторон, при этом глубина нивелировки определяется осадкой металлических плавучих понтонов, транспортирующих во внутреннюю бухту буровое оборудование 20;

в) нивелировку дна моря 7 под акваторию внутренней бухты 3, при этом глубина нивелировки определяется осадкой плавучих объектов, завозимых во внутреннюю бухту 3.

Нивелировку производят посредством применения землечерпалок 45 и грузовых барж 46, используемых под транспортировку вынимаемого грунта. В дальнейшем вынимаемый грунт используют для обваловки элементов опоры сооружаемого искусственного острова.

II этап. Установка основных понтонов по кольцу в виде расходящихся лучей.

В рамках второго этапа осуществляют буксировку водным путем основных 9 и дополнительных понтонов 28 к месту установки. Букси ровку осуществляют в погодных условиях, соответствующих эксплуатационным параметрам каждого типа понтона. В зависимости от мощности буксирующего судна буксирование понтонов производят поштучно или по типу караванного ордера. На место непосредственной установки каждый понтон загоняют буксиромтолкачом. Основные понтоны 9 расставляют в виде расходящихся от единого центра лучей. Единым центром в данном случае является акватория внутренней бухты 3. После выстраивания основных понтонов 9 по заданной конфигурации производят их окончательную установку на грунт посредством заполнения внутренних отсеков грунтом, ранее выбранным на I этапе в процессе нивелировки дна моря 7.

III этап. Выполнение обваловочного кольца.

Стороны основных понтонов 9, обращенные к внутренней бухте 3, соединяют обваловочным кольцом 10, которое выполняют путем намывки грунта концентрически от внутренней границы указанного кольца к внешней, периферийной. Высота обваловочного кольца 10 превышает верхний уровень основных понтонов 9. По завершении намывки внешней стороны обваловочного кольца 10 производят ее укрепление крупнообломочными породами 11, доставляемыми с материковых месторождений баржами 46, разгружающимися с помощью ковша. Крупнообломочными породами 11 не укрепляют участки внешней границы обваловочного кольца 10, предназначенные в дальнейшем для удаления и открытия проходов судоходных каналов 12, ведущих к внутренней бухте 3. Внутреннюю границу обваловочного кольца 10 укрепляют подпорной стеной, образованной из ж/б плит. В подпорной стене также оставляют разрывы под проходы судоходных каналов 12.

IV этап. Забивка опорных и плавающих свай.

По внешнему периметру обваловочного кольца 10 в местах напротив основных понтонов 9 забивают до мягкого основания 14 дна моря 7 плавающие сваи 6 и жестко крепят их к соответствующим им основным понтонам 9 для обеспечения четкой фиксации заданной конфигурации расположения основных понтонов 9. Затем сооружают периферийное искусственное островное образование 26, которое выполняют из дополнительных понтонов 28, установленных в виде отдельных расходящихся от центра искусственного острова лучей 27, при этом периферийное искусственное островное образование в узловых его точках жестко прикрепляют к дополнительным плавающим сваям 29, которые забивают до мягкого основания 14 дна моря с целью обеспечения четкой фиксации конфигурации периферийного искусственного островного образования 26. Периферийное искусственное островное образование 26 также может быть выполнено в виде дополнительных понтонов 28, перегородок 30 с каналами 31, ограничительного барьера 32, затворов 15 шандорного типа и искусственных островков 35, при этом дополнительные понтоны 28 устанавливают по внешнему периметру обваловочного кольца 10, перегородки выполняют из основных понтонов 9, которые устанавливают в виде расходящихся от дополнительных понтонов лучей и связывают каналами 31 с внутренней бухтой 3 для прохода из нее судов в открытое море; стороны перегородок 30, обращенные от дополнительных понтонов 28, перекрывают затворами 15 шандорного типа и соединяют ограничительным барьером 32, выполненным из цепочки дополнительных понтонов 28 и обвалованным с внешней стороны грунтом 33, при этом секторы 34, ограниченные внешним периметром обваловочного кольца 10, по бокам - перегородками 30, а с внешней стороны - ограничительным барьером 32, образуют акватории, в которых возводят из дополнительных понтонов 28 и намывного грунта искусственные островки 35 неправильной формы. По внутреннему периметру обваловочного кольца 10 за исключением участков под судоходные каналы забивают опорные сваи 5, которые в отличие от плавающих свай 6 забивают до момента соприкосновения с твердыми несущими породами 13 дна моря и которые служат в качестве опорных элементов купола 4. Затем производят выемку грунта участков обваловочного кольца 10 для формирования судоходных каналов 12, ведущих к внутренней бухте

3. В результате судоходные каналы 12 становятся доступными для проводки плавсредств.

V этап. Выполнение купола.

В зону акватории внутренней бухты 3 перемещают плавстройтехнику, а также стройтехнику, строительные элементы, конструкции и материалы, временно располагаемые и складируемые на поверхности основных 10 и дополнительных 28 понтонов, установленных стационарно на предыдущих этапах. Затем посредством плавающей подвижной опалубки методом непрерывного литья бетона с закладкой арматуры и закладных производят омоноличивание и возведение купола 4. Возведение купола 4 возможно также способом компоновки крупногабаритных сборных элементов, крепящихся к несущему остову сооружения, набранному из несущих колонн. В этом случае сборку производят с помощью грузовой тяжелой вертолетной авиации, и в результате резко сокращается время сборки, но данный способ приводит к неизбежному значительному росту затрат. Возводимый купол 4, в общем, представляет собой ступенчатую полую коническую башню 16 с гротом высотой более 30 м и с центральным отверстием в верхней ее части, которое в последствии перекрывают стеклом. Прочность ж/б конструкций, образующих купол 4, достаточен для долговременного сопротивления точечным внешним и внутренним ударным нагрузкам.

VI этап. Образование морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны.

В центре сооружаемого морского дендропарка на фундаменте из дополнительных понтонов 28 возводят рыборазводную станциюпитомник 37, по форме представляющую собой полусферическую конструкцию, окруженную пристыкованными вплотную по внешней образующей пластиковыми садками для выращивания мальков, в плане круглыми по форме. Затем монтируют и наращивают по длине (до 5000 м) перегородки 30 с каналами 31 в виде радиальных лучей, берущих начало от внутренней обваловки рыборазводной станции-питомника 37. Перегородки монтируют из основных понтонов 9. На внешних торцах перегородок 30 со стороны, противоположной рыборазводней станциипитомнику 28, устанавливают затворы 15 шандорного типа для изоляции от открытого моря. На донном подложье перегородок 30 размещают систему неводов с автоматическим приводом. Акватория перегородок 30 предназначена для рыбной молоди и является основным элементом технологической цепочки рыбовосстановительного комплекса, обеспечивающего как производство рыбопродукции, так и пополнение морских биоресурсов путем выпуска рыбной молоди в открытое море. Затем внешние торцы перегородок 30 соединяют ограничительным барьером 32, который выполняют из цепочки дополнительных понтонов 28 и с внешней стороны обваловывают грунтом 33. В акваториях четырех сформированных секторах 34 возводят хаотично разбросанные искусственные островки 35, предназначенные для посадки лотоса и создания условий для спортивной рыбной ловли. Таким образом, в рамках IV этапа ведут работы по образованию морского дендропарка, отличительной особенностью которого является совмещение в единый блок

а) бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству осетровых и частиковых пород рыб;

б) рыборазводной станции-питомника;

в) садков для выращивания мальков;

г) места спортивной рыбной ловли мелкоостровного базирования и т.п.

VII этап. Установка бурового оборудования на плавучей опоре в центре внутренней бухты и перекрытие внутренней бухты от открытого моря шандорными затворами.

VII этап начинают параллельно с VI этапом. Судоходные каналы 12 в местах их пересечения с обваловочным кольцом 10 оборудуют затворами 15 шандорного типа, выполненными из стальных конструкций, обладающими автономными приводами и обеспечивающими полную герметичность внутренней бухты 3 в случае их закрытия. Осуществляют проводку по судоходному каналу 12 бурового оборудования

20, размещенного на плавучих стальных понтонах в вертикальном или в горизонтальном положении, а затем проводят его позиционирование во внутренней бухте 3. Затем производят герметизацию внутренней бухты 3 посредством закрытия затворов 15 шандорного типа.

VIII этап. Проведение буровых работ.

Буровые работы производят выбранным типом бурового оборудования 20 до момента прохождения подземных пластов и выхода на линзу нефтяного месторождения.

IX этап. Демонтаж бурового оборудования.

Скважину временно консервируют, производят демонтаж бурового оборудования 20, после чего открывают затвор 15 шандорного типа судоходного канала 12 и буровое оборудование 20, размещенное на плавучих стальных понтонах, выводят в открытое море.

X этап. Перекрытие внутренней полости грота - создание трех уровней.

Во внутренней бухте 3 и по краям центрального отверстия в верхней части 17 башни размещают грузоподъемные механизмы, с помощью которых производят в дальнейшем перекрытие внутреннего пространства 18 грота посредством ж/б перекрытий 19 с образованием трех уровней. В центральной части ж/б перекрытий 19 грота предусмотрены сквозные отверстия для перемещения грузов при монтаже и демонтаже оборудования с помощью грузоподъемных устройств, располагаемых у этих отверстий.

XI этап. Монтаж оборудования по добыче и переработке нефти и газа, резервуаров, энергоблока, а также жилых и производственных помещений.

Сначала застекляют верхнюю часть 17 башни, закрывающую сверху грот. Затем на третьем уровне размещают энергоблок 23, на втором уровне - оборудование 22 по переработке нефти и газа, на первом уровне - оборудование 21 для добычи нефти и газа и резервуары, а вдоль боковой образующей башни на втором и третьем уровнях - жилые помещения 25 и на первом уровне - производственные помещения 24. Оборудование 21 для добычи нефти и газа располагают на стальной плавающей платформе с выдвижными домкратами, вводимой во внутреннюю бухту 3 через судоходный канал 12 при открытом затворе 15 шандорного типа, после чего платформу позиционируют и выдвигают домкраты - опираясь на них, платформа находится над уровнем воды. Возможны и иные варианты исполнения платформы под оборудование для добычи нефти и газа.

XII этап. Разводка коммуникаций.

Этот этап начинают во время выполнения работ XI этапа - после завершения монтажа энергоблока 23 на третьем уровне. На данном этапе осуществляют параллельное проведение работ по разводке коммуникаций энергосети от энергоблока, водопроводной сети, канализаци онной сети с установкой трансформаторных подстанций, главного распределительного щита, щитов распределительных, канализационных и водяных насосных станций, задвижек и т.д. Следует отметить, что питьевую воду забирают из артезианских скважин из водяных пластов, расположенных в районе производственнодобывающего комплекса, а жидкие фракции отходов закачивают в подземные нефтеносные слои для поддержания внутрипластового давления, чем обеспечивается 100% автономия и замкнутость кругооборота воды, жидких фракций отходов производства и жилых структур. Энергосети, канализационные сети связывают как структуры, расположенные в гротовой части острова, так и структуры, расположенные на периферийных искусственных островных образованиях, в единый замкнутый самодостаточный автономный комплекс.

XIII этап. Изолирование внутренней бухты от открытого моря затворами шандорного типа.

XIII этап частично по времени накладывается на XII этап. После прекращения подвоза громоздких комплектующих для укомплектования энергетических, водопроводных, канализационных сетей в районе грота искусственного острова затворы 15 шандорного типа перекрывают, тем самым изолируя внутреннюю бухту 3 от внешней среды.

XIV этап. Сооружение и введение в эксплуатацию вспомогательных комплексов.

На этом этапе вводят в эксплуатацию размещенные на периферийных искусственных островных образованиях 26 и в башне жилищные, гостинично-туристические, производственные, административные, банковские и т. п. комплексы.

Такое выполнение искусственного острова, его опоры и способа его сооружения при освоении и обустройстве мелководного морского шельфа позволит совместить добычу и глубокую переработку углеводородного сырья с полной утилизацией промышленных и бытовых отходов, восстановить биоресурсы моря, включая улучшение ландшафта, условий окружающей среды, психологической и медикобиологической реабилитации персонала и обустройство социально-промышленной инфраструктуры. Изобретение имеет важное социально-экономическое значение для оздоровления окружающей среды в зонах экологического кризиса, особо охраняемых природных территорий и акваторий морей, в том числе нефтегазовых месторождений на мелководном шельфе Каспийского моря. Предложенный искусственный остров может быть использован для создания цепи искусственных сооружений островного типа, выполненных в стиле ландшафта горных вулканических островов, покрытых растительностью, для размещения на них нефте-, газодобывающих и перерабатывающих производств при одновременном восстановлении морских биоресурсов, для создания замкнутого производственно-добычного комплекса с социальной инфраструктурой, предусматривающего полную переработку промышленных и бытовых отходов со 100% их утилизацией, посредством закачки жидких фракций отходов под землю для поддержания внутрипластового давления, а твердые фракции отходов использовать в качестве наполнителя в производстве железобетонных изделий для дальнейшего расширения территории возводимого искусственного сооружения.

Claims (59)

1. Искусственный остров, содержащий возвышающуюся над уровнем моря опору, отличающийся тем, что он снабжен куполом, при этом опора выполнена в виде кольца с образованием внутренней бухты, последняя связана с открытым морем, по меньшей мере, одним судоходным каналом, выполненным с возможностью его перекрытия, а купол смонтирован на опоре над внутренней бухтой.

2. Искусственный остров по п.1, отличающийся тем, что купол образует над внутренней бухтой грот.

3. Искусственный остров по п. 1 или 2, отличающийся тем, что купол выполнен в виде башни.

4. Искусственный остров по п.3 отличающийся тем, что башня выполнена ступенчатой конической.

5. Искусственный остров по п.3 отличающийся тем, что башня выполнена цилиндрической.

6. Искусственный остров по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что верхняя часть башни выполнена из стекла.

7. Искусственный остров по любому из пп.3-6, отличающийся тем, что башня выполнена с перекрытиями внутреннего пространства грота с образованием трех уровней для размещения оборудования.

8. Искусственный остров по п.7, отличающийся тем, что перекрытия внутреннего пространства грота выполнены с центральным отверстием.

9. Искусственный остров по любому из пп.2-8, отличающийся тем, что внутреннее пространство грота предназначено для размещения бурового оборудования и/или оборудования для добычи нефти и газа, и/или оборудования по переработке нефти и газа, и/или энергоблока.

10. Искусственный остров по любому из пп.3-9, отличающийся тем, что в башне вдоль ее боковой образующей размещены производственные и/или жилые помещения.

11. Искусственный остров по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что он снабжен затворами для перекрытия судоходных каналов.

12. Искусственный остров по п.11, отличающийся тем, что затворы судоходных каналов выполнены шандорного типа.

13. Искусственный остров по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он выполнен по типу ландшафта горного вулканического острова, покрытого растительностью.

14. Искусственный остров по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что он снабжен, по меньшей мере, одним периферийным искусственным островным образованием.

15. Искусственный остров по п.14, отличающийся тем, что периферийное искусственное островное образование выполнено в виде понтонов, последние установлены в виде отдельных расходящихся от центра искусственно го острова лучей.

16. Искусственный остров по п. 15, отличающийся тем, что он снабжен плавающими сваями, к которым жестко прикреплено в узловых его точках периферийное искусственное островное образование.

17. Искусственный остров по п. 14, отличающийся тем, что периферийное искусственное островное образование выполнено в виде перегородок из основных понтонов с каналами, дополнительных понтонов, ограничительного барьера, затворов шандорного типа и искусственных островков, дополнительные понтоны установлены по внешнему периметру обваловочного кольца, перегородки установлены в виде расходящихся от дополнительных понтонов лучей и связаны каналами с внутренней бухтой для прохода из нее судов в открытое море; стороны перегородок, обращенные от указанных понтонов, перекрыты затворами шандорного типа и соединены ограничительным барьером, выполненным из цепочки дополнительных понтонов и обвалованным с внешней стороны грунтом, при этом секторы, ограниченные внешним периметром обваловочного кольца, по бокам - перегородками, а с внешней стороны - ограничительным барьером, образуют акватории, а искусственные островки выполнены неправильной формы из дополнительных понтонов и намывного грунта и возведены в указанных акваториях.

18. Искусственный остров по любому из пп. 14-17, отличающийся тем, что дополнительные понтоны выполнены шестигранной формы.

19. Искусственный остров по любому из пп. 14-18, отличающийся тем, что дополнительные понтоны выполнены из железобетона.

20. Искусственный остров по любому из пп. 14-19, отличающийся тем, что периферийные искусственные островные образования предназначены для сооружения морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны, спортивнотуристических и рекреационных комплексов.

21. Опора искусственного острова, содержащая установленную на дно моря и возвышающуюся над его уровнем оконтуривающую оболочку и опорные сваи, отличающаяся тем, что она снабжена плавающими сваями, оконтуривающая оболочка выполнена с возможностью образования внутренней бухты из расположенных по кольцу в виде расходящихся лучей основных понтонов, стороны которых, обращенные к внутренней бухте, соединены обваловочным кольцом, опорные сваи забиты по внутреннему периметру обваловочного кольца до твердых несущих пород дна моря, а плавающие сваи забиты по внешнему периметру обваловочного кольца и связаны с соответствующими им основными понтонами.

22. Опора по п.21, отличающаяся тем, что оконтуривающая оболочка выполнена, по меньшей мере, с одним судоходным каналом с возможностью его перекрытия от открытого моря.

23. Опора по п.22, отличающаяся тем, что она снабжена затворами для перекрытия судоходных каналов.

24. Опора по п.23, отличающаяся тем, что затворы для перекрытия судоходных каналов выполнены шандорного типа.

25. Опора по любому из пп.21-24, отличающаяся тем, что основные понтоны выполнены прямоугольной формы.

26. Опора по любому из пп.21-25, отличающаяся тем, что основные понтоны выполнены из железобетона.

27. Опора по любому из пп.21 -26, отличающаяся тем, что основные понтоны выполнены с внутренними отсеками для заполнения их вынутым при нивелировке дна моря грунтом.

28. Опора по любому из пп.21-27, отличающаяся тем, что обваловочное кольцо выполнено из грунта, концентрически намытого от внутренней границы указанного кольца к внешней, высотой, превышающей верхний уровень основных понтонов.

29. Опора по пп.21-28, отличающаяся тем, что обваловочное кольцо с внешней стороны, за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов, укреплено крупнообломочными породами, доставляемыми с материковых месторождений.

30. Опора по любому из пп.21-29, отличающаяся тем, что обваловочное кольцо укреплено с внутренней стороны опорной стеной из железобетонных плит, за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов.

31. Способ сооружения искусственного острова на морском шельфе, включающий установку возвышающейся над уровнем моря оконтуривающей оболочки и забивку опорных свай, отличающийся тем, что в месте строительства искусственного острова осуществляют нивелировку дна моря, оконтуривающую оболочку выполняют с образованием внутренней бухты путем установки основных понтонов по кольцу в виде расходящихся лучей, обращенные к внутренней бухте стороны указанных понтонов соединяют обваловочным кольцом, по внешнему периметру которого напротив основных понтонов забивают плавающие сваи и жестко крепят их к указанным понтонам, по внутреннему периметру обваловочного кольца за исключением мест, предназначенных для перекрываемых судоходных каналов, забивают опорные сваи до твердых несущих пород дна моря, затем осуществляют формирование посредством выемки грунта, по меньшей мере, одного перекрываемого судоходного канала для связи внутренней бухты с открытым морем, а затем над внутренней бухтой на опорных сваях возводят купол.

32. Способ по п.31, отличающийся тем, что основные понтоны выполняют прямоугольной формы.

33. Способ по п.31 или 32, отличающийся тем, что основные понтоны выполняют из железобетона.

34. Способ по любому из пп.31-33, отличающийся тем, что основные понтоны выполняют с внутренними отсеками, при этом к месту установки их транспортируют по воде, а затем утапливают посредством заполнения их внутренних отсеков грунтом, ранее выбранным при нивелировке дна моря.

35. Способ по любому из пп.31-34, отличающийся тем, что обваловочное кольцо выполняют посредством намывки грунта концентрически от внутренней границы указанного кольца к внешней высотой, превышающей верхний уровень основных понтонов.

36. Способ по любому из пп.31-35, отличающийся тем, что обваловочное кольцо с внешней стороны за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов, укрепляют крупнообломочными породами, доставляемыми с материковых месторождений.

37. Способ по любому из пп.31-36, отличающийся тем, что обваловочное кольцо с внутренней стороны укрепляют опорной стеной из железобетонных плит за исключением мест, предназначенных для судоходных каналов.

38. Способ по любому из пп.31-37, отличающийся тем, что после установки оконтуривающей оболочки с внешней ее стороны выполняют, по меньшей мере, одно периферийное искусственное островное образование.

39. Способ п.38, отличающийся тем, что периферийное искусственное островное образование выполняют в виде дополнительных понтонов, которые устанавливают в виде отдельных расходящихся от центра искусственного острова лучей, при этом периферийное искусственное островное образование в узловых его точках жестко прикрепляют к дополнительным плавающим сваям.

40. Способ п.38, отличающийся тем, что периферийное искусственное островное образо вание выполняют в виде дополнительных понтонов, перегородок с каналами, ограничительного барьера, затворов шандорного типа и искусственных островков, дополнительные понтоны устанавливают по внешнему периметру обваловочного кольца, перегородки выполняют из основных понтонов, устанавливают в виде расходящихся от дополнительных понтонов лучей и связывают каналами с внутренней бухтой для прохода из нее судов в открытое море; стороны перегородок, обращенные от дополнительных понтонов, перекрывают затворами шандорного типа и соединяют ограничительным барьером, выполненным из цепочки дополнительных понтонов и обвалованным с внешней стороны грунтом, при этом секторы, ограниченные внешним периметром обваловочного кольца, по бокам - перегородками, а с внешней стороны - ограничительным барьером, образуют акватории, в которых возводят из дополнительных понтонов и намывного грунта искусственные островки неправильной формы.

41. Способ по любому из пп.38-40, отличающийся тем, что дополнительные понтоны выполняют шестигранной формы.

42. Способ по любому из пп.38-41, отличающийся тем, что дополнительные понтоны выполняют из железобетона.

43. Способ по любому из пп.38-42, отличающийся тем, что периферийное искусственное островное образование предназначено для сооружения морского дендропарка, состоящего из бассейновых технологических комплексов по промышленному воспроизводству морской флоры и фауны, спортивно-туристических и рекреационных комплексов.

44. Способ по любому из пп.31-43, отличающийся тем, что купол над внутренней бухтой возводят для образования грота.

45. Способ по любому из пп.31-44, отличающийся тем, что купол выполняют в виде башни.

46. Способ по п.45, отличающийся тем, что башню выполняют ступенчатой конической.

47. Способ по п.45, отличающийся тем, что башню выполняют цилиндрической.

48. Способ по любому из пп.45-47, отличающийся тем, что башню возводят методом непрерывного литья бетона.

49. Способ по любому из пп.45-47, отличающийся тем, что башню возводят методом компоновки крупногабаритных сборных элементов, крепящихся к несущему остову сооружения, набранному из несущих колонн.

50. Способ по любому из пп.45-49, отличающийся тем, что верхнюю часть башни выполняют из стекла.

51. Способ по любому из пп.31-50, отличающийся тем, что после возведения купола в судоходном канале для его перекрытия устанавливают затвор.

52. Способ по п.51, отличающийся тем, что для перекрытия судоходного канала используют затвор шандорного типа.

53. Способ по любому из пп.31-52, отличающийся тем, что после возведения купола во внутренней бухте на плавучей опоре устанавливают буровое оборудование, перекрывают указанную бухту от открытого моря и осуществляют бурение, по меньшей мере, одной скважины.

54. Способ по п.53, отличающийся тем, что пробуренные скважины временно консервируют, буровое оборудование демонтируют и выводят из внутренней бухты по судоходному каналу.

55. Способ по любому из пп.31-52, 54, отличающийся тем, что в башне во внутреннем пространстве грота выполняют перекрытия с образованием трех уровней для размещения оборудования.

56. Способ по п.55, отличающийся тем, что в башне монтируют на первом уровне оборудо вание для добычи нефти и газа и резервуары, на втором уровне - оборудование по переработке нефти и газа и на третьем уровне - энергоблок, при этом вдоль боковой образующей башни на втором и третьем уровнях монтируют жилые помещения, а на первом уровне - производственные помещения.

57. Способ по п.55 или 56, отличающийся тем, что после монтажа оборудования осуществляют разводку энергосети от энергоблока, разводку водопроводной и канализационной сетей.

58. Способ по любому из пп.31-57, отличающийся тем, что добытое сырье и/или продукты его переработки отправляют с помощью соответствующих судов через судоходные каналы.

59. Способ по любому из пп.31-58, отличающийся тем, что искусственный остров выполняют по типу ландшафта горного вулканического острова, покрытого растительностью.