RU161714U1

RU161714U1 - MARINE SUBMERSIBLE ICE-RESISTANT OIL AND GAS PLATFORM

Info

Publication number: RU161714U1
Application number: RU2015131668/03U
Authority: RU
Inventors: Юрий Георгиевич Безродный
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг")
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2016-04-27

Abstract

Морская погружная платформа, имеющая верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, на которых вдоль внешних бортов понтонов жестко и равномерно по их длине в районах расположения переборок и рамных шпангоутов закреплены к прямостенным участкам понтонов кронштейны с направляющими для свайного крепления платформы на дне моря, отличающаяся тем, что периферийные кронштейны жестко закреплены на внутреннем торце понтонов, при этом кронштейны, сопряженные с вертикальными опорными колоннами снабжены ребрами жесткости-ледоломами.A submersible platform with a upper structure installed by means of supporting columns on the base in the form of pontoons, on which along the outer sides of the pontoons rigidly and uniformly along their length in the areas of the bulkheads and frame frames are fixed to straight sections of the pontoons, brackets with rails for mounting the platform on piles bottom of the sea, characterized in that the peripheral brackets are rigidly fixed to the inner end of the pontoons, while the brackets associated with the vertical support columns supply s ribs, ledolomami.

Description

Заявляемая полезная модель относится к гидротехническим устройствам, в частности к стационарным морским многофункциональным платформам для бурения скважин и добычи углеводородного сырья на мелководных акваториях с сезонным ледяным покровом и может быть использована в конструкциях морских ледостойких платформ, непосредственно устанавливаемых на морском дне и закрепляемых к нему по средством якорных связей.The inventive utility model relates to hydraulic devices, in particular to stationary offshore multifunctional platforms for drilling wells and hydrocarbon production in shallow water areas with seasonal ice cover and can be used in the construction of offshore ice-resistant platforms directly installed on the seabed and secured to it by anchor ties.

Известна морская платформа для освоения мелководного континентального шельфа, содержащая устанавливаемое на дне основание, закрепляемое сваями для увеличения устойчивости на сдвиг (см. патент США №3754403, МПК⁷ Е02В 17/00 от 1978 г.).A well-known offshore platform for the development of a shallow continental shelf, containing a base installed at the bottom, fixed by piles to increase shear stability (see US patent No. 3754403, IPC ⁷ EV 17/00 from 1978).

Недостатком известной морской платформы является сложность ее конструкции, значительная металлоемкость, а также необходимость размещения на верхнем строении платформы оборудования для забивки свай.A disadvantage of the known offshore platform is the complexity of its design, significant metal consumption, as well as the need to place equipment for driving piles on the upper structure of the platform.

Известна морская погружная платформа, имеющая верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, в оконечностях которых по их внешним бортам в районе примыкания опорных колонн выполнены стальные опорные конструкции пирамидальной формы, (имеющие функции кронштейнов) с направляющими для свайного закрепления платформы на дне (см. патент США №6203248, МПК⁷ E02D 11/00 от 2000 г.). Сваи с помощью подъемников закладываются на расчетную глубину через направляющие в опорных конструкциях. Погружение свай обеспечивается размывом грунта под ними, для чего на платформе предусматривается специальное оборудование. Морская погружная платформа отличается сложностью изготовления и обслуживания механизмов подъема и опускания свай и системы размыва грунта под сваями. Не защищенные от внешних воздействий механизмы и трубопроводы имеют низкую эксплуатационную надежность. Единичное количество свай, соответствующее числу опорных колонн, должно обеспечить удержание платформы на грунте при значительных нагрузках внешней среды и требует особой прочности не только всех элементов опорных конструкций, но и сопряженных с ними элементов корпуса платформы, что неизбежно приводит к повышенной металлоемкости и тех, и других.A marine submersible platform is known having a upper structure installed by means of support columns on the base in the form of pontoons, at the ends of which, on their outer sides, in the adjoining area of the support columns are made steel support structures of a pyramidal shape (having the functions of brackets) with guides for piling the platform onto bottom (see US patent No. 6203248, IPC ⁷ E02D 11/00 of 2000). Piles with the help of elevators are laid at the calculated depth through the guides in the supporting structures. The immersion of the piles is ensured by erosion of the soil under them, for which special equipment is provided on the platform. The offshore submersible platform is notable for the complexity of manufacturing and servicing the mechanisms for raising and lowering piles and the erosion system under piles. Mechanisms and pipelines not protected from external influences have low operational reliability. A single number of piles corresponding to the number of support columns should ensure that the platform is kept on the ground at significant environmental loads and requires special strength not only of all elements of the supporting structures, but also of the platform body elements associated with them, which inevitably leads to increased metal consumption and those others.

Известна морская погружная платформа, выбранная в качестве прототипа, имеющая верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, на которых вдоль внешних бортов понтонов жестко и равномерно по их длине в районах расположения переборок и рамных шпангоутов закреплены к прямостенным участкам понтонов кронштейны с направляющими для свайного крепления платформы на дне моря (см. патент на полезную модель РФ №53308, МПК Е02В 17/02 от 27.07.2005 г.).Known marine submersible platform, selected as a prototype, having a top structure installed by supporting columns on the base in the form of pontoons, on which along the outer sides of the pontoons rigidly and uniformly along their length in the areas where bulkheads and frame frames are mounted, brackets with guides for pile mounting of the platform at the bottom of the sea (see patent for utility model of the Russian Federation No. 53308, IPC EV 02/17 of July 27, 2005).

Недостатком прототипа является неравномерное закрепление сваями понтонов, обусловливающее недостаточную устойчивость на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы в результате воздействия ледовой нагрузки.The disadvantage of the prototype is the uneven fastening by piles of pontoons, causing insufficient resistance to shear offshore submersible oil and gas platform as a result of exposure to ice load.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение устойчивости на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы с одновременным повышением безопасности эксплуатации платформы в ледовых условиях.The technical result of the claimed utility model is to increase the shear stability of a submersible oil and gas platform while increasing the safety of the platform in ice conditions.

Это достигается в морской погружной нефтегазовой платформе, имеющей верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании в виде понтонов, на которых вдоль внешних бортов понтонов жестко и равномерно по их длине в районах расположения переборок и рамных шпангоутов закреплены к прямостенным участкам понтонов кронштейны с направляющими для свайного крепления платформы на дне моря, тем, что периферийные кронштейны жестко закреплены на внутреннем торце понтонов, при этом кронштейны, сопряженные с вертикальными опорными колоннами снабжены ребрами жесткости-ледоломами.This is achieved in an offshore oil and gas platform with a upper structure installed by supporting columns on the base in the form of pontoons, on which along the outer sides of the pontoons rigidly and uniformly along their length in the areas where bulkheads and frame frames are located, brackets with guides for pile fastening of the platform at the bottom of the sea, in that the peripheral brackets are rigidly fixed to the inner end of the pontoons, while the brackets are paired with vertical supporting columns equipped with stiffeners-icebreakers.

Жесткое закрепление периферийных кронштейнов на внутреннем торце понтонов обеспечивает на дне моря более равномерное закрепление и фиксацию сваями по периметру понтонов морской погружной нефтегазовой платформы и увеличение устойчивости на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы с одновременным повышением безопасности эксплуатации платформы в ледовых условиях.Rigid fastening of the peripheral brackets on the inner end of the pontoons provides a more uniform fastening and fixing by piles around the pontoons of the submersible oil and gas platform at the bottom of the sea and an increase in the shear stability of the submersible oil and gas platform with a simultaneous increase in the operational safety of the platform in ice conditions.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана заявляемая морская погружная ледостойкая нефтегазовая платформа (вид сверху);The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the claimed marine submersible ice-resistant oil and gas platform (top view);

на фиг. 2 - вид А фиг. 1;in FIG. 2 is a view A of FIG. one;

на фиг. 3 - вид Б фиг. 1;in FIG. 3 is a view B of FIG. one;

на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 3.in FIG. 4 is a section BB of FIG. 3.

Заявляемая морская погружная ледостойкая нефтегазовая платформа имеет верхнее строение 1, установленное посредством опорных колонн 2 на основании в виде понтонов 3, на которых смонтированы кронштейны 4 с направляющими 5 для свайного крепления платформы на дне моря.The inventive submersible sea ice-resistant oil and gas platform has a top structure 1, mounted by supporting columns 2 on the base in the form of pontoons 3, on which brackets 4 are mounted with guides 5 for pile mounting of the platform on the bottom of the sea.

Необходимое для надежного закрепления морской платформы количество свай 6 и их параметры (длина, диаметр) в определяющей степени зависит от свойств грунтового основания, (не показано), на которое устанавливается платформа, и определяется на основании результатов морских инженерно-геологических изысканий, выполненных на площадке постановки стационарной морской погружной ледостойкой нефтегазовой платформы, локально-технических условий, специальных расчетов на стадии проектирования. Кронштейны 4 расположены вдоль внешних бортов 7 понтонов 3 и жестко закреплены к их прямостенным участкам 8 понтонов 3, причем кронштейны 4 смонтированы равномерно по длине понтонов 3 в районах расположения прочных конструктивных элементов 9 (переборок и рамных шпангоутов) корпусов понтонов 3. Периферийные кронштейны 10 жестко закреплены на внутреннем торце понтонов 3. Кронштейны 4, сопряженные с вертикальными опорными колоннами 2 снабжены ребрами жесткости-ледоломами 11. Для уменьшения осадки морской погружной ледостойкой нефтегазовой платформы кронштейны 4 выполнены в виде водоизмещающей конструкции, то есть имеющих водонепроницаемую обшивку 10, которая герметизирует внутреннее пространство кронштейна 4. Благодаря такому решению внутренний объем кронштейнов увеличивает водоизмещающий объем корпуса платформы и, тем самым, уменьшает ее осадку. Для облегчения ввода и обеспечения заданного положения сваи 6 внутри кронштейна 4, последний снабжен конической воронкой 10 и направляющей 5 (фиг. 4).The number of piles 6 necessary for reliable fixing of the offshore platform and their parameters (length, diameter) to a certain extent depend on the properties of the soil base (not shown) on which the platform is installed, and is determined on the basis of the results of offshore engineering and geological surveys performed on the site staging of a stationary marine submersible ice-resistant oil and gas platform, local technical conditions, special calculations at the design stage. The brackets 4 are located along the outer sides of the 7 pontoons 3 and are rigidly fixed to their straight-walled sections 8 of the pontoons 3, and the brackets 4 are mounted uniformly along the length of the pontoons 3 in the areas where the strong structural elements 9 (bulkheads and frame frames) of the pontoon bodies are located 3. The peripheral brackets 10 are rigidly mounted on the inner end of the pontoons 3. The brackets 4, coupled with the vertical support columns 2 are provided with stiffeners-ice breakers 11. To reduce the precipitation of the sea submersible ice-resistant oil and gas platform rmy brackets 4 are designed as a displacement structure, i.e. having a waterproof liner 10, which seals the inner space of the bracket 4. With this solution the inner volume displacement volume increases brackets platform body and thus, reduces its draft. To facilitate entry and ensure the desired position of the pile 6 inside the bracket 4, the latter is equipped with a conical funnel 10 and a guide 5 (Fig. 4).

Кронштейны 4 для свай 6 в соответствующем количестве крепят к внешним бортам 7 понтонов 3 основания морской погружной ледостойкой нефтегазовой платформы примерно на равном расстоянии друг от друга в районах расположения прочных конструктивных элементов 9 понтонов 3 - переборок и рамных шпангоутов (фиг. 2). Периферийные кронштейны 10 жестко закреплены на внутреннем торце понтонов 3. Такое расположение кронштейнов 4 и 11 наилучшим образом обеспечивает распределение и передачу испытываемых платформой внешних ледовых нагрузок на ее свайный фундамент, расположенный по периметру морской ледостойкой нефтегазовой платформы и позволяет путем максимального использования резервов прочности корпусных конструкций понтонов в районах примыкания к ним кронштейнов оптимизировать характеристики свайного крепления, включая количество свай, таким образом, чтобы минимизировать как металлоемкость конструкций свайного крепления, так и трудоемкость их изготовления. Кронштейны 4, сопряженные с вертикальными опорными колоннами 2 снабжены ребрами жесткости 11, которые повышают жесткость конструкции и выполняют роль ледолома при надвиге ледового покрова на морскую погружную ледостойкую нефтегазовую платформу.The brackets 4 for piles 6 in an appropriate amount are attached to the outer sides of 7 pontoons 3 of the base of the sea submersible ice-resistant oil and gas platform at approximately equal distance from each other in the areas where the strong structural elements 9 of the pontoons 3 are located - bulkheads and frame frames (Fig. 2). The peripheral brackets 10 are rigidly fixed to the inner end of the pontoons 3. Such an arrangement of the brackets 4 and 11 best ensures the distribution and transfer of the external ice loads tested by the platform to its pile foundation, located along the perimeter of the sea ice-resistant oil and gas platform and allows maximum utilization of the strength reserves of the body structures of the pontoons in the areas where the brackets adjoin them, optimize the characteristics of the pile fastening, including the number of piles, so ohm in order to minimize both the metal consumption of the pile fastening structures and the complexity of their manufacture. The brackets 4, coupled with the vertical support columns 2 are equipped with stiffeners 11, which increase the rigidity of the structure and act as an icebreaker when the ice cover is thrust onto the sea submersible ice-resistant oil and gas platform.

Морскую погружную ледостойкую нефтегазовую платформу на плаву при помощи буксиров доставляют к месту ее постановки и последующей эксплуатации.The sea submersible ice-resistant oil and gas platform afloat with the help of tugboats is delivered to the place of its setting and subsequent operation.

Непосредственно перед началом установки погружной ледостойкой нефтегазовой платформы на морское дно строительная площадка (дно моря) обследуется водолазами на предмет отсутствия инородных предметов, эрозионных ложбин, гребней. Устанавливаются сигнальные навигационные знаки и буи.Immediately before installing the submersible ice-resistant oil and gas platform on the seabed, the construction site (sea bottom) is examined by divers for the absence of foreign objects, erosion hollows, ridges. Signal navigation signs and buoys are installed.

Установка погружной ледостойкой нефтегазовой платформы на морское дно осуществляется при последовательно-параллельном выполнении двух технически независимых, но функционально взаимосвязанных операций: позиционирования платформы на точке установки с помощью привлекаемых плавучих технических средств, и погружению платформы в воду с помощью собственной балластной системы (не показана).Installation of a submersible ice-resistant oil and gas platform on the seabed is carried out in series-parallel execution of two technically independent, but functionally interconnected operations: positioning the platform at the installation point using attracted floating technical means, and immersing the platform in water using its own ballast system (not shown).

После выведения и стабилизации погружной ледостойкой нефтегазовой платформы на точке установки включаются штатные балластные насосы платформы (не показаны) и начинают заполняться балластные цистерны (не показаны), находящиеся в понтонах опорной части. Начинается контролируемое погружение платформы без крена и дифферента. После погружения платформы до зазора между днищем понтонов и грунтом 600 мм балластировка прекращается и производится контрольное позиционирование в уже более жестких допусках. После фиксации платформы в нужном положении балластировка продолжается до полной установки платформы на грунт всей поверхностью днища понтонов.After the removal and stabilization of the submersible ice-resistant oil and gas platform at the installation point, standard ballast pumps of the platform (not shown) are turned on and ballast tanks (not shown) located in the pontoons of the support part begin to fill. A controlled platform dive begins without roll and trim. After the platform is submerged to a gap between the bottom of the pontoons and the soil of 600 mm, the ballasting is stopped and control positioning is made in more tight tolerances. After fixing the platform in the right position, the ballasting continues until the platform is completely installed on the ground with the entire surface of the bottom of the pontoons.

После проверки положения погружной ледостойкой нефтегазовой платформы продолжается балластировка до достижения проектного прижимного усилия.After checking the position of the submersible ice-resistant oil and gas platform, ballasting continues until the design clamping force is reached.

После постановки платформы на грунт, производится ее закрепление к морскому дну: забивка свай и цементирование раствором межтрубного пространства между направляющими стойками кронштейнов и сваями. Забивка и цементирование осуществляются при помощи плавучего крана со сваеобойным и цементировочным оборудованием на борту. Забивка свай в грунт предусмотрена с использованием гидравлического молота. Сваи 6 вставляются в отверстия 5 водоизмещающих кронштейнов 4 и 10. Для беспрепятственного прохода сваи по направляющей 5 между ними предусмотрен зазор. После забивки для четкой фиксации сваи 6 в кронштейнах 4 и 10 зазор между сваей 6 и направляющей 5 заполняют цементным раствором.After setting the platform on the ground, it is fixed to the seabed: driving piles and cementing with a solution of annular space between the guide racks of the brackets and piles. Driving and cementing is carried out using a floating crane with piling and cementing equipment on board. Piling into the ground is provided using a hydraulic hammer. Piles 6 are inserted into the holes 5 of the displacement brackets 4 and 10. For a smooth passage of the piles along the guide 5, a gap is provided between them. After driving to clearly fix the pile 6 in the brackets 4 and 10, the gap between the pile 6 and the guide 5 is filled with cement mortar.

Жесткое закрепление периферийных кронштейнов на внутреннем торце понтонов обеспечивает более равномерное закрепление и фиксацию на морском дне сваями по периметру понтонов морской погружной нефтегазовой платформы и увеличение устойчивости на сдвиг морской погружной нефтегазовой платформы с одновременным повышением безопасности эксплуатации платформы в ледовых условиях. Оснащение кронштейнов, сопряженных с вертикальными опорными колоннами ребрами жесткости повышает жесткость конструкции и выполняет роль ледолома при надвиге ледового покрова на морскую погружную ледостойкую нефтегазовую платформу.Rigid fastening of the peripheral brackets on the inner end of the pontoons provides more uniform fastening and fixing on the seabed with piles along the perimeter of the pontoons of the submersible oil and gas platform and an increase in the shear stability of the submersible oil and gas platform, while increasing the operational safety of the platform in ice conditions. Equipping the brackets coupled with vertical support columns with stiffening ribs increases the rigidity of the structure and acts as an icebreaker when the ice cover is thrust onto the sea submersible ice-resistant oil and gas platform.

Claims

A submersible platform with a upper structure installed by means of supporting columns on the base in the form of pontoons, on which along the outer sides of the pontoons rigidly and uniformly along their length in the areas of the bulkheads and frame frames are fixed to straight sections of the pontoons, brackets with rails for mounting the platform on piles bottom of the sea, characterized in that the peripheral brackets are rigidly fixed to the inner end of the pontoons, while the brackets associated with the vertical support columns supply s ribs, ledolomami.