FR2562112A1

FR2562112A1 - Ice-breaking platform for oil production or mining

Info

Publication number: FR2562112A1
Application number: FR8405213A
Authority: FR
Inventors: Jacques Edouard Jean Lamy
Original assignee: Compagnie Generale Pour Les Developpements Operationnels Des Richesses s Ous Marines C G Doris
Current assignee: Compagnie Generale Pour Les Developpements Operationnels Des Richesses s Ous Marines C G Doris
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1985-10-04

Abstract

Platform having a base 1 of polygonal shape which is extended towards the surface by a wall having at its lower part and at least over a height corresponding to the ice layer a polyhedral zone 3 of slight slope. This zone is extended at its upper part by a polyhedral zone 4, of steeper slope, the number of dihedrals of which is twice that of the dihedrals of the zone of slight slope. A dihedral of the zone of steeper slope is positioned in the middle of the angle formed between two dihedrals of the zone of slight slope and is connected to the face bounded by the two said dihedrals below the water level.

Description

L'invention concerne une plate-forme brise-glaces d'exploitation pétrolifère ou minière pour installation en mers polaires, ladite plate-forme étant du type à embase poids fût central,
Les plates-formes de prospection ou d'exploitation ptrolie're ou minière destinées à titre implantées dans les mers polaires doivent être capables de résister à la pousse de la banquise. Cette banquise peut présenter deux aspects : le "pack" qui est une couche de glace pouvant atteindre quatre à cinq mètres d'épaisseur avec des amoncellements ou ridages qui peuvent atteindre trois à quinze mètres audessus du niveau moyen de la banquise et les "humocksn qui forment des blocs isolés.Sous l'effet du vent et des courants, un élément de banquise plus ou moins vaste se déplace à des vitesses pouvant atteindre 1 mètre/ seconde.The invention relates to an icebreaker platform for petroleum or mining exploitation for installation in polar seas, said platform being of the central drum weight base type,
The petroleum or mining prospecting or exploitation platforms intended for use in the polar seas must be able to withstand the growth of ice floes. This pack ice can have two aspects: the "pack" which is a layer of ice up to four to five meters thick with heaps or ridges which can reach three to fifteen meters above the average level of the pack ice and the "humocksn which form isolated blocks. Under the effect of wind and currents, a more or less large pack ice element moves at speeds of up to 1 meter / second.

Afin de proteger les installations, on a cherché à arrenter et à briser la glace en amont par la méthode du glacis A cet effet on a construit pour des installations proches de terre et sur de faibles hauteurs d'eau, des tles constituées de sable ou de gravier présentant un rivage en pente douce0 La pente freine le mouvement de la glace et provoque sa rupture en amont du bord d'attaque.Les dimensions et ltévaeua- tion des blocs casses provenant du pack ne se posent pas ils s'entassent sur le glacis, les blocs plus importants correspondant aux ridages" ont leur base suffisamment profonde pour racler le fond de faible profondeur et se bloquer avant d'atteindre le glacis
La réalisation d'!les artificielles dans des fonds atteignant une ou plusieurs dizaines de mètres n'est plus possible, par suite des quantités gigantesques de matériaux qui seraient nécessairesO
On a donc adopté la méthode du glacis à des plates-formes du type à embase poids. L'embrase est prolongée vers la surface par une paroi de forme troncononique ou pyramidale faisant un angle plus ou moins important avec la surface de l'eau, cette paroi s'étendant du niveau inférieur des glaces jusquà une hauteur supérieure à celle du niveau supérieur des ridages. L'évacuation des blocs cassés n'a généralement pas été résolue de manière simple et les configurations des plates-formes ne présentant pas de moyens dynamiques d'évacuation n'évitent pas l'accumulation des blocs et par conséquent des poussées dangereuses pour la tenue de la plate-forme.Afin d'éviter la formation de blocs de dimensions trop importantes, on a proposé des parois à deux pentes : une pente faible sur laquelle le "pack" vienS se ralentir et se soulever et une pente plus forte contre laquelle le bloc cassé sur la pente faible est sensé se briser en blocs plus petits. les deux pentes étant dans le prolongement lune de l'autre, le bloc déà cassé continue Son ascension sous la poussée du pack et retombe sans avoir subi de fragmentation supplémentaire. Outre les ondes de choc que produisent les blocs en retombant et qui se répercutent en partie dans la structure, 11 accumulation des blocs et leur éventuelle soudure produisent des efforts importants qu'il est bon de prévoir lors de la construction de la plate-forme.In order to protect the installations, we tried to arrest and break up the ice upstream by the glacis method. For this purpose, we built for the sand or of gravel with a gently sloping shore 0 The slope slows down the movement of the ice and causes it to break upstream of the leading edge. The dimensions and the clearance of broken blocks from the pack do not arise, they pile up on the glacis, the larger blocks corresponding to the curtainages "have their base deep enough to scrape the shallow bottom and lock before reaching the glacis
The realization of artificial ones in bottoms reaching one or several tens of meters is no longer possible, owing to the gigantic quantities of materials which would be necessaryO
We therefore adopted the glacis method to platforms of the weight base type. The base is extended towards the surface by a frustoconical or pyramidal wall forming a more or less significant angle with the surface of the water, this wall extending from the lower level of the ice to a height greater than that of the upper level. curtains. The evacuation of broken blocks has generally not been solved in a simple manner and the configurations of the platforms which do not have dynamic means of evacuation do not avoid the accumulation of blocks and consequently of thrusts dangerous for the holding. In order to avoid the formation of too large blocks, we proposed walls with two slopes: a slight slope on which the "pack" comes to slow down and rise and a steeper slope against which the broken block on the weak slope is supposed to break into smaller blocks. the two slopes being in line with one another, the broken block continues its ascent under the thrust of the pack and falls back without having undergone additional fragmentation. In addition to the shock waves produced by the falling blocks, which are partly reflected in the structure, the accumulation of the blocks and their possible welding produce significant forces which it is advisable to provide during the construction of the platform.

L'invention propose une plate-forme du type à embase poids dont la paroi- reliant l'embase au Àt central au-dessus du niveau de la glace est conformée de manière à provoquer une première cassure de la couche de glace sur les dièdres d'une zone de pente faible pour former un bloc qui est divisé et/ou dévié par un dièdre dont I'ar8te émerge des surfaces situées à l'étage inférieur. Les morceaux de glace sont évacués latéralement par glissement contre les faces du dièdre supérieur. The invention provides a platform of the weight base type, the wall connecting the base to the central At above the level of the ice is shaped so as to cause a first break of the layer of ice on the dihedrons. 'an area of low slope to form a block which is divided and / or deflected by a dihedral whose ar8te emerges from the surfaces located on the lower floor. The pieces of ice are removed laterally by sliding against the faces of the upper dihedral.

Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut entre réalisé
La figure 1 montre, vu en élévation, un exemple de réalisation d'une plate-forme selon l'invention.The explanations and figures given below by way of example will make it possible to understand how the invention can be realized
Figure 1 shows, seen in elevation, an embodiment of a platform according to the invention.

La figure 2 est une vue en coupe selon II II de la figure 1. FIG. 2 is a sectional view along II II of FIG. 1.

La figure 1 représente une plate-forme brise-glaces selon linvention. Cette plate-forme, du type à embase poids 1, repose sur le fond marin 2 où elle est ancrée par son propre poids et éventuellement par des pieux d'ancrage (non représentés). 'embase est prolongée vers la surface par une paroi 3 présentant à sa partie inférieure une zone de pente relativement faible 3 par rapport à la surface de liteau et une partie supérieure. La zone de pente faible 3 s'étend approximativement depuis le fond jusqutau niveau de l'eau et au moins depuis la profondeur maximale à laquelle descend la quille des ridges.La sone supérieure s'étend d'un niveau inférieur à celui de l'eau à une hauteur, au-dessus du niveau de liteau, correspondant au moins à celui atteint par les ridges. La partie supérieure de cette zone se raccorde au Àt central 5, plus ou moins haut, sur lequel est posé le pont 6 portant les installations de forage et les quartiers d'habitation. Figure 1 shows an icebreaker platform according to the invention. This platform, of the type with weight base 1, rests on the seabed 2 where it is anchored by its own weight and possibly by anchor piles (not shown). the base is extended towards the surface by a wall 3 having at its lower part a zone of relatively slight slope 3 relative to the battens surface and an upper part. The zone of slight slope 3 extends approximately from the bottom to the water level and at least from the maximum depth to which the keel of the ridges descends.The upper area extends from a level lower than that of the water at a height, above the level of battens, corresponding at least to that reached by the ridges. The upper part of this zone is connected to central Àt 5, more or less high, on which is laid bridge 6 carrying the drilling installations and the living quarters.

Selon l'exemple représenté, L'embase est carrée et constitue la base dtun tronc de pyramide dont les faces 7 à 10 font un angle relativement faible par rapport au sol marin (ou à la surface de l'eau) et constituent une zone à faible pente. Cette partie est surmontée par une zone constituée par un tronc de pyramide à base octogonale disposé de manière que les arêtes de deux en deux soient dans le prolongement des arêtes du tronc de pyramide à base carrée. Les quatre autres arêtes (11 à 14) disposées entre les précédentes, se trouvent par conséquent au milieu des faces de la pyramide de base constituant la zone de faible pente. According to the example shown, the base is square and forms the base of a trunk of a pyramid whose faces 7 to 10 make a relatively small angle relative to the sea floor (or to the surface of the water) and constitute an area to slight slope. This part is surmounted by an area consisting of a pyramid trunk with an octagonal base arranged so that the edges of two in two are in line with the edges of the pyramid trunk with square base. The other four edges (11 to 14) arranged between the previous ones, are therefore located in the middle of the faces of the base pyramid constituting the zone of slight slope.

Afin de mieux faire ressortir le mode de fragmentation de la couche de glace, la plateforme à été représentée de manière qu'un des cotés de embase carrée soit perpendiculaire à la direction d'avancée du pack 15. In order to better highlight the mode of fragmentation of the ice layer, the platform has been shown so that one of the sides of the square base is perpendicular to the direction of advance of the pack 15.

le pack est poussé sur la pente formée par la face 8 et le mouvement d'ascension auquel il est soumis provoque des tensions qui peuvent déterminer la séparation d'un bloc important. Le bloc séparé de la couche de glace, ou la partie supérieure du pack engagé sur la pente de la face 8 et non encore cassée est poussé contre 1'arête 12 de la zone supérieure 4 qui le soumet à des efforts qui ont une direction nouvelle.Il y a, durant la progression sous l'effet de l'avancée du pack, des efforts verticaux et des efforts de déviation latérale qui créent au sein du bloc intéressés des efforts combinés aboutissant à la formation de fissures dans le gens radial suivant la figure. le bloc se fracture et les morceaux sont rejetés, sous la poussée du bloc suivant et de la partie supérieure du pack, sur les cotés où ils sont entraînés parallblement aux faces 7 et 9 dans la direction de déplacement du pack. the pack is pushed on the slope formed by the face 8 and the upward movement to which it is subjected causes tensions which can determine the separation of a large block. The block separated from the layer of ice, or the upper part of the pack engaged on the slope of the face 8 and not yet broken is pushed against the edge 12 of the upper zone 4 which subjects it to forces which have a new direction There are, during the progression under the effect of the advancement of the pack, vertical forces and lateral deflection forces which create within the block concerned combined forces leading to the formation of cracks in the radial people according to the figure. the block fractures and the pieces are rejected, under the pressure of the next block and the upper part of the pack, on the sides where they are driven parallel to the faces 7 and 9 in the direction of movement of the pack.

Selon une forme de réalisation plus générale, la plate-forme présente une embase de forme polygonale prolongée vers la surface par une paroi présentant à sa partie inférieure et au moins sur une hauteur correspondant à la couche de glace, une zone inférieure polyédrique à faible pente, cette zone étant prolongée à sa partie supérieure par une zone supérieure polyédrique, dont le nombre de dièdres est le double de celui des dièdres de la zone à faible pente, un dièdre de la zone supérieure étant positionné au milieu de l'angle formé entre deux dièdres de la zone inférieure et étant raccordé à la face comprise entre lesdits deux dièdres au-dessous du niveau de leaue
La paroi polyédrique de la zone supérieure se raccorde au fflt central de la plate-forme à un niveau supérieur au niveau des plus hautes glaces prévu.According to a more general embodiment, the platform has a base of polygonal shape extended towards the surface by a wall having at its lower part and at least over a height corresponding to the layer of ice, a lower polyhedral zone with a slight slope , this zone being extended at its upper part by a polyhedral upper zone, the number of dihedrons being twice that of the dihedrons of the zone with a slight slope, a dihedron of the upper zone being positioned in the middle of the angle formed between two dihedrons of the lower zone and being connected to the face comprised between the said two dihedrons below the level of the leaue
The polyhedral wall of the upper zone connects to the central beam of the platform at a level higher than the level of the tallest windows provided.

L'angle que fait la paroi polyédrique prolongeant embase avec le sol marin dépendra de la charge que peut supporter le terrain donc de la surface de l'embase et devra tenir compte de l'effort vertical direct du au poids de la plate-forme elle-mtme et aux efforts verticaux dfls aux poussées horizontales des vagues, des glaces etc... The angle made by the polyhedral wall extending the base with the sea floor will depend on the load that the ground can bear, therefore on the surface of the base and must take into account the direct vertical force due to the weight of the platform. -mtme and vertical forces dfls to the horizontal thrusts of waves, ice etc ...

Le volume des parties basses 1 est déterminé aussi par le besoin de flottabilité pendant le remorquage vers le site d'exploitation. The volume of the lower parts 1 is also determined by the need for buoyancy during towing to the operating site.

Le nombre de cotés du polygone ainsi que leur orientation dépendront des conditions de déplacement des glaces. Lorsque celles-ci ont une direction déterminée ne variant pas ou peu dans le temps, une forme polyédrique simple tel que le carré peut convenir. Par contre quand la direction est variable une forme plus complexe telle que le pentagone ou l'hexagone procure par une disposition Judicieuse des faces de la paroi, une efficacité égale pour plusieurs direction. The number of sides of the polygon and their orientation will depend on the conditions of displacement of the windows. When these have a determined direction which does not vary or little in time, a simple polyhedral form such as the square may be suitable. On the other hand when the direction is variable a more complex shape such as the pentagon or the hexagon provides by a judicious arrangement of the faces of the wall, an equal efficiency for several directions.

Selon un exemple de réalisation non représenté, la partie inférieure de la plate-forme à une forme conique sur laquelle le pack vient se déséquilibrer et se fracturer. La partie supérieure est constituée par un tronc de pyramide dont les arêtes émergeant de la surface du cône inférieur. According to an exemplary embodiment not shown, the lower part of the platform has a conical shape on which the pack comes to unbalance and fracture. The upper part consists of a pyramid trunk, the edges of which emerge from the surface of the lower cone.

Le nombre de faces est déterminé par la dimension des plans opposés à la glace dans la partie supérieure et dépendra des dimensions de la plateforme. Pour de grandes dimensions, le nombre de faces devra tsre tel que leur largeur nt excède pas 20 à 25 m (cinq à six faces par exemple). Une très petite structure peut descendre à trois faces. The number of faces is determined by the size of the planes opposite the glass in the upper part and will depend on the dimensions of the platform. For large dimensions, the number of faces must be such that their width does not exceed 20 to 25 m (five to six faces for example). A very small structure can descend to three faces.

Claims

the Icebreaker platform for petroleum or mining exploitation for installation in polar seas, said platform being of the weight base plate with central fAt, characterized in that it has a base (1) of polygonal shape extended towards the surface by a wall having at its lower part and at least over a height corresponding to the layer of ice, a lower polyhedral zone with a slight slope (3), this zone being extended at its upper part by an upper polyhedral zone (4) of which the number of dihedrons is double that of the dihedrons of the zone with a slight slope, one dihedron of the upper zone being positioned in the middle of the angle formed between two dihedrons of the lower zone and being connected to the face comprised between said two dihedrons below the water level.

2. Platform according to claim 1, characterized in that the polyhedral wall of the upper zone (4) is connected to the central fdt! 5) at a level higher than the level of the tallest windows.

3. Platform according to claim 1, characterized in that the base is a square, the lower zone with a slight slope (3) constituting a trunk of the pyramid extended by an upper zone (4) formed by a trunk of the pyramid with an octagonal base, a dihedral of the upper zone being arranged in the middle of the angle formed between two dihedrons of the lower zone.

4. Platform according to claim 9, characterized in that the base is circular, the lower zone with a slight slope (3) constituting a cane trunk, surmounted by an upper zone formed by a pyramid trunk with a polygonal base, the edges of this pyramid trunk emerging from the surface of the cone and the number of faces being determined by the size of the structure, the width of the faces being limited by the characteristics of the ice.