RU157378U1

RU157378U1 - COMPOSITE SUPPORT FOR THE MARINE ICE-RESISTANT STATIONARY PLATFORM

Info

Publication number: RU157378U1
Application number: RU2015103782/03U
Authority: RU
Inventors: Владимир Андреевич Волков; Александр Александрович Молев; Михаил Васильевич Казаков; Сергей Владимирович Вербицкий; Лев Николаевич Подгорный
Original assignee: Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Монолит" (АО "ЦКБ "Монолит")
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2015-11-27

Abstract

1. Композитное опорное основание морской ледостойкой стационарной платформы, представляющее собой кессон многоугольной в плане формы, содержащий двойное дно, двойные стенки, стальную палубу и балластные отсеки в пространстве двойного дна и двойных стенок, отличающееся тем, что двойное дно и двойные стенки изготовлены из дисперсно-армированного бетона, а стальная палуба выполнена в виде двойной пространственной конструкции.2. Композитное опорное основание морской ледостойкой стационарной платформы по п. 1, отличающееся тем, что стальная палуба выполнена с опиранием на двойное дно кессона посредством стальных или железобетонных переборок.1. Composite support base of the sea ice-resistant stationary platform, which is a polygonal caisson in terms of shape, containing a double bottom, double walls, a steel deck and ballast compartments in the space of the double bottom and double walls, characterized in that the double bottom and double walls are made of dispersed -reinforced concrete, and the steel deck is made in the form of a double spatial structure. 2. Composite support base of the sea ice-resistant stationary platform according to claim 1, characterized in that the steel deck is supported by a double bottom of the caisson by means of steel or reinforced concrete bulkheads.

Description

Предложенное техническое решение относится к области добычи и разведки полезных ископаемых и касается вопроса создания оснований морских платформ гравитационного типа для бурения скважин и добычи нефти и газа на континентальном шельфе, работающих в замерзающих морях.The proposed technical solution relates to the field of mining and exploration of minerals and concerns the creation of foundations of gravity-type offshore platforms for drilling wells and oil and gas production on the continental shelf, operating in freezing seas.

Известно достаточно много стационарных платформ гравитационного типа, предназначенных для работы в замерзающих акваториях континентального шельфа. Как правило, платформы выполнены из одного конструкционного материала: стали или железобетона.A lot of stationary gravity-type platforms are known for working in the freezing waters of the continental shelf. As a rule, platforms are made of one structural material: steel or reinforced concrete.

Примером стальных гравитационных платформ может служить платформа кессонного типа с грунтовым ядром (см. платформа Моликпак, Сборник, докладов «Освоение нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа северных морей», Москва 11-12.10.1984 г.). Все платформы гравитационного типа со стальным опорным основанием имеют существенный недостаток. Они обладают большой излишней плавучестью, для компенсации которой в целях создания требуемой прижимной силы к морскому дну, обеспечивающей устойчивость сооружения на грунте, необходимо принимать твердый и жидкий балласт, вес которого может в несколько раз превышать вес платформы и достигать десятков и сотен тысяч тонн. Кроме того, у платформ с грунтовым «ядром» при переменном характере воздействия внешних нагрузок может иметь место опасное (предельное) состояние, обусловленное возможным разжижением грунта «ядра». Особенно данная ситуация может проявляться в сейсмически опасных районах.An example of steel gravity platforms is the caisson type platform with a soil core (see Molikpak platform, Collection of reports “Development of the oil and gas resources of the continental shelf of the northern seas”, Moscow, October 11-12, 1984). All gravity-type platforms with a steel support base have a significant drawback. They have a large excessive buoyancy, to compensate for which, in order to create the required downforce to the seabed, ensuring the stability of the structure on the ground, it is necessary to take solid and liquid ballast, whose weight can be several times the weight of the platform and reach tens and hundreds of thousands of tons. In addition, in platforms with a soil “core” with a variable nature of the impact of external loads, a dangerous (limiting) state may occur due to the possible thinning of the soil “core”. Especially this situation can occur in seismically hazardous areas.

Примерами железобетонных гравитационных платформ могут служить платформы кессонного типа (см., например патент RU №2030503, кл. E02B 17/00, опубл. 10.03.1995 г.). Гравитационные платформы с железобетонным опорным основанием для обеспечения устойчивости сооружения на грунте требуют принятия несколько меньшего количества твердого и жидкого балласта по сравнению со стальными платформами. Недостатком железобетонных конструкций является то, что по сравнению со сталью бетон является более шероховатым материалом. Это приводит к увеличению трения между конструкцией и льдом и, как следствие, к увеличению ледовой нагрузки на конструкцию.Examples of reinforced concrete gravitational platforms are the caisson type platforms (see, for example, patent RU No. 2030503, class E02B 17/00, publ. 03/10/1995). Gravity platforms with a reinforced concrete support base to ensure the stability of the structure on the ground require the adoption of a slightly smaller amount of solid and liquid ballast compared to steel platforms. The disadvantage of reinforced concrete structures is that, in comparison with steel, concrete is a rougher material. This leads to an increase in friction between the structure and ice and, as a consequence, to an increase in the ice load on the structure.

Помимо чисто стальных и чисто железобетонных гравитационных платформ существуют композитные конструкции. Как правило, композитное опорное основание состоит из нижней железобетонной или сталебетонной части и верхней-стальной. Примерами композитных гравитационных платформ могут служить платформы кессонного типа (см. патент RU №2 153043 кл. Е02В 17/00, опубл. 20.07.2000 г. и патент RU №2151842, кл. Е02В 17/00, Е02В 15/02 опубл. 27.06.2000 г. ). В них опорное основание ниже ватерлинии железобетонное или сталебетонное, а выше ватерлинии стальное, усиленное в районе ледового пояса, или сталебетонное. В таких платформах отсутствуют многие недостатки, присущие стальным и железобетонным гравитационным платформам. Однако конструктивно данные платформы металлоемки и достаточно сложны при постройке.In addition to purely steel and purely reinforced concrete gravity platforms, composite structures exist. As a rule, a composite support base consists of a lower reinforced concrete or steel-concrete part and an upper steel part. Examples of composite gravity platforms can be platforms of the caisson type (see patent RU No. 2 153043 class. EVB 17/00, publ. 07/20/2000 and patent RU No. 2151842, class ECB 17/00, EVB 15/02 publ. June 27, 2000). In them, the support base below the waterline is reinforced concrete or steel concrete, and above the water line steel, reinforced in the region of the ice belt, or steel concrete. Such platforms lack many of the disadvantages inherent in steel and reinforced concrete gravity platforms. However, structurally, these platforms are metal-intensive and quite complicated during construction.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание композитного опорного основания морской ледостойкой стационарной платформы, позволяющего производить бурение и добычу углеводородов в сложных природно-климатических условиях на акваториях с относительно небольшими глубинами, обеспечить устойчивость нефтегазопромыслового сооружения на грунте путем приема балласта, упростить монтаж элементов верхнего строения и обладающего высокой долговечностью.The task to which the proposed technical solution is directed is to create a composite support base for an offshore ice-resistant stationary platform that allows drilling and hydrocarbon production in difficult climatic conditions in waters with relatively shallow depths, to ensure the stability of the oil and gas field structure on the ground by receiving ballast, to simplify installation of elements of the upper structure and having high durability.

Для решения данной задачи композитное опорное основание морской ледостойкой стационарной платформы выполнено в виде кессона многоугольной в плане формы. Кессон состоит из двойного дна, двойных стенок и стальной палубы. При этом двойное дно и двойные стенки изготовлены из дисперсно-армированного бетона, а стальная палуба выполнена в виде двойной пространственной конструкции (стальной двойной палубы). В пространстве двойного дна и двойных стенок расположены балластные отсеки.To solve this problem, the composite support base of the marine ice-resistant stationary platform is made in the form of a polygonal caisson in terms of shape. The caisson consists of a double bottom, double walls and a steel deck. Moreover, the double bottom and double walls are made of dispersed reinforced concrete, and the steel deck is made in the form of a double spatial structure (steel double deck). In the space of the double bottom and double walls are ballast compartments.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано опорное основание морской ледостойкой стационарной платформы, вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the support base of an offshore ice-resistant stationary platform, top view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Композитное опорное основание морской ледостойкой стационарной платформы (фиг. 1, фиг. 2) представляет собой кессон многоугольной в плане формы, с днищем 1 и вторым дном 2 (вместе образуют двойное дно 3), наружными 4 и внутренними 5 стенками (вместе образуют двойную стенку 6), и стальной двойной палубой 7. Стальная двойная палуба 7 представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из наружного 8 и внутреннего 9 настилов, соединенных между собой жесткими связями (например стальными диафрагмами, сплошными карлингсами, шпангоутами и т.п.). В пространстве двойного дна 3 и двойной стенки 6 расположены балластные отсеки 10. Между вторым дном 2 и внутренними стенками 5 расположены отсеки 11 для принятия прижимного балласта. Двойное дно 3 и двойная стенка 6 изготовлены из дисперсно-армированного бетона.The composite support base of the sea ice-resistant stationary platform (Fig. 1, Fig. 2) is a polygonal caisson in shape, with a bottom 1 and a second bottom 2 (together form a double bottom 3), the outer 4 and inner 5 walls (together form a double wall 6), and steel double deck 7. Steel double deck 7 is a spatial structure consisting of external 8 and internal 9 floorings, interconnected by rigid bonds (for example, steel diaphragms, continuous carlings, frames, etc.). In the space of the double bottom 3 and the double wall 6, there are ballast compartments 10. Between the second bottom 2 and the inner walls 5 are compartments 11 for receiving pressure ballast. Double bottom 3 and double wall 6 are made of dispersed reinforced concrete.

При больших размерах опорного основания, стальная двойная палуба 7 между внутренними стенками 5 кессона может опираться на железобетонные или стальные продольные и поперечные переборки 12, установленные между вторым дном 2 и внутренним настилом 9 стальной двойной палубы 7.With large sizes of the support base, the steel double deck 7 between the inner walls of the caisson 5 can be supported by reinforced concrete or steel longitudinal and transverse bulkheads 12 installed between the second bottom 2 and the inner deck 9 of the steel double deck 7.

Стальная двойная палуба 7 позволяет разместить буровой комплекс, а также жилые и технологические блок-модули, палубное оборудование, дефлектор 13. Пространство между внутренним 9 и наружным 8 настилами может использоваться для размещения кладовых и служебных помещений, а также для технологических нужд.Steel double deck 7 allows you to place the drilling complex, as well as residential and technological block modules, deck equipment, deflector 13. The space between the inner 9 and outer 8 flooring can be used to store pantries and office rooms, as well as for technological needs.

Композитное опорное основание морской ледостойкой стационарной платформы устанавливают на точку эксплуатации следующим образом.The composite support base of the offshore ice-resistant stationary platform is installed on the operating point as follows.

После постройки композитное опорное основание с установленным верхним строением или, как вариант, без верхнего строения, в случае его монтажа непосредственно на месторождении, транспортируется на точку эксплуатации, где производится его посадка на морское дно путем принятия жидкого балласта в балластные отсеки 10. Для создания необходимой гравитационной нагрузки принимается прижимной балласт в отсеки 11.After construction, the composite support base with the upper structure installed or, optionally, without the upper structure, if installed directly at the field, is transported to the operating point where it is planted on the seabed by accepting liquid ballast in the ballast compartments 10. To create the necessary the gravitational load is taken clamping ballast in the compartments 11.

В процессе эксплуатации внешние нагрузки (ледовые и волновые) воспринимаются наружными стенками 4. Дефлектор 13, установленный по периметру стальной двойной палубы 7, предотвращает наползание на опорное основание льда и его заливание водой.During operation, external loads (ice and wave) are perceived by the outer walls 4. The deflector 13, mounted around the perimeter of the steel double deck 7, prevents the ice from creeping onto the support base and flooding it with water.

Применение стальной двойной палубы в конструкции кессона снижает трудоемкость постройки опорного основания морской ледостойкой стационарной платформы, упрощает монтаж блок-модулей и оборудования верхнего строения, способствует снижению массы и соответственно осадки платформы, что позволяет производить ее установку на меньших глубинах. Стальная двойная палуба обеспечивает восприятие значительных палубных нагрузок, а также нагрузок со стороны двойных стенок от воздействия волн или льда, за счет чего могут быть снижены толщины несущих конструкций двойных стенок. Установка переборок под стальной двойной палубой позволяет оптимизировать ее несущие элементы.The use of a steel double deck in the design of the caisson reduces the complexity of building the support base of the sea ice-resistant stationary platform, simplifies the installation of block modules and equipment of the upper structure, helps to reduce the weight and, accordingly, the draft of the platform, which allows it to be installed at shallow depths. Steel double deck provides the perception of significant deck loads, as well as loads from the double walls from the effects of waves or ice, due to which the thickness of the supporting structures of the double walls can be reduced. Installing bulkheads under a steel double deck allows you to optimize its load-bearing elements.

Изготовление двойных стенок и двойного дна опорного основания из дисперсно-армированного бетона, обладающего более высокими физико-механическими характеристики по сравнению с обычным бетоном, позволяет улучшить стойкость к ледовой абразии, уменьшить массу кессона, снизить расход дорогостоящей стержневой арматуры и повысить долговечность конструкции.The manufacture of double walls and a double bottom of the support base from disperse-reinforced concrete, which has higher physical and mechanical characteristics compared to conventional concrete, improves ice abrasion resistance, reduces the weight of the caisson, reduces the cost of expensive bar reinforcement and increases the durability of the structure.

Claims

1. Composite support base of the sea ice-resistant stationary platform, which is a polygonal caisson in terms of shape, containing a double bottom, double walls, a steel deck and ballast compartments in the space of the double bottom and double walls, characterized in that the double bottom and double walls are made of dispersed -reinforced concrete, and the steel deck is made in the form of a double spatial structure.

2. Composite support base of the sea ice-resistant stationary platform according to claim 1, characterized in that the steel deck is made with the support on the double bottom of the caisson by means of steel or reinforced concrete bulkheads.