RU167967U1

RU167967U1 - DESIGN OF THE SUPPORT OF THE MARINE STATIONARY PLATFORM ON THE SEA SHELF

Info

Publication number: RU167967U1
Application number: RU2016118806U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Кольцов
Original assignee: Евгений Михайлович Кольцов
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2017-01-13

Abstract

Полезная модель относится к строительству и касается конкретно сооружения опорной части морских стационарных платформ (МСП), предназначенных для освоения месторождений нефти и газа на континентальном шельфе морей, в том числе, арктических. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность и ускорить процесс возведения опорной части МСП путем использования в качестве фундамента полого цилиндра оригинальной конструкции с горизонтальной полкой в нижней части стен. Полый цилиндр устанавливается на морское дно, а все нагрузки от платформы передаются на его стены посредством вертикальных ребер, размещаемых между стенами цилиндра и опорной колонны платформы. Предлагаемая может использоваться при малых и значительных глубинах моря. 2 ил.The utility model relates to the construction and specifically relates to the construction of the supporting part of offshore stationary platforms (SMEs) intended for the development of oil and gas deposits on the continental shelf of the seas, including the Arctic. The proposed technical solution allows to increase reliability and speed up the process of erecting the supporting part of the SME by using the original design of a hollow cylinder with a horizontal shelf in the lower part of the walls as a foundation. The hollow cylinder is mounted on the seabed, and all the loads from the platform are transferred to its walls by means of vertical ribs placed between the walls of the cylinder and the supporting column of the platform. Offered can be used at shallow and significant depths of the sea. 2 ill.

Description

Изобретение относится к строительству морских стационарных платформ (МСП), предназначенных для освоения месторождений нефти и газа на континентальном шельфе морей, в том числе, арктических.The invention relates to the construction of offshore stationary platforms (SMEs) intended for the development of oil and gas deposits on the continental shelf of the seas, including the Arctic.

Одной из главных проблем, которые приходится решать при строительстве МСП, является задача по обеспечению безопасной эксплуатации платформ в условиях, когда на конструкции платформ действуют горизонтальные силы, возникающие в результате постоянно происходящих в море волновых и ветровых процессов и в результате навала ледовых полей. Для выполнения этой задачи должны быть обеспечены прочность и устойчивость всей системы опорных конструкций МСП.One of the main problems that have to be solved during the construction of SMEs is the task of ensuring the safe operation of the platforms in conditions where the horizontal forces acting on the platform structure arise as a result of wave and wind processes constantly occurring in the sea and as a result of ice flooding. To accomplish this task, the strength and stability of the entire system of supporting structures of SMEs must be ensured.

Известен и не редко применяется, так называемый, гравитационный тип конструкции МСП, в котором устойчивость сооружения достигается за счет создания необходимой достаточности массы всего сооружения. Такая конструкция требует больших затрат строительных материалов, чтобы обеспечить нужную массу сооружения и, тем самым, обезопасить его от опрокидывания при волновых, ветровых и ледовых воздействиях. Учитывая, что при этом прочностные возможности стройматериалов используются не в полной мере, гравитационный тип конструкции МСП нельзя признать экономически эффективным. Это наглядно подтверждается, например, при рассмотрении гравитационной модели опоры МСП, раскрытой в патенте SU 1806243 A3 от 26.06.91. Здесь априори заполнение грунтом центральной шахты не решает проблему устойчивости сооружения от опрокидывания. И решать эту проблему придется путем наращивания массы элементов конструкции на периферийных участках площади основания опоры.The so-called gravitational type of construction of SMEs is known and not rarely used, in which the stability of the structure is achieved by creating the necessary sufficient mass of the entire structure. This design requires large expenditures of building materials to provide the desired mass of the structure and, thus, protect it from tipping over during wave, wind and ice impacts. Given that at the same time, the strength capabilities of building materials are not fully used, the gravitational type of construction of SMEs cannot be recognized as cost-effective. This is clearly confirmed, for example, when considering the gravitational model of the support of SMEs, disclosed in the patent SU 1806243 A3 from 06/26/91. Here, a priori, filling the central shaft with soil does not solve the problem of the stability of the structure from overturning. And this problem will have to be solved by increasing the mass of structural elements in the peripheral sections of the footing base area.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является конструкция фундаментной опоры МСП, раскрытая в патенте на полезную модель №159247 от 22.04.2015. Согласно этому патенту конструкция опорной части МСП включает в себя опорную колонну платформы, вертикальные, радиально размещенные по периметру стен опорной колонны ребра и полый цилиндр с вертикальными стенами, на который ребра передают все виды нагрузок от платформы. Недостатком этой конструкции является необходимость ее заглубления в морское дно на глубину, гарантирующую устойчивость сооружения, что не всегда возможно по геологическим условиям в основании. Дело в том, что при наличии в грунте основания неразмываемых прослоек горных пород, успешность выполнения такого варианта практически сводится к нулю из-за трудностей разработки грунта при проходке упомянутых прослоек и невозможности в связи с этим заглубить конструкции в морское дно на заданную глубину.The closest analogue of the invention is the design of the foundation support of the SMEs, disclosed in the patent for utility model No. 159247 from 04/22/2015. According to this patent, the design of the support part of the ICP includes a support column of the platform, vertical ribs radially spaced along the perimeter of the walls of the support column, and a hollow cylinder with vertical walls, onto which the ribs transfer all kinds of loads from the platform. The disadvantage of this design is the need for its deepening into the seabed to a depth that guarantees the stability of the structure, which is not always possible according to the geological conditions at the base. The fact is that if there are foundations of indelible rock layers in the soil in the soil, the success of such an option is almost nullified due to difficulties in soil excavation during the said layers and the inability to deepen the structures into the seabed to a predetermined depth.

Технический результат, на который направлено предлагаемое техническое решение по известной конструкции опорной части МСП заключается в преобразовании опорной конструкции в гравитационную модель опоры МСП с полным отказом от выполнения сложного и рискового процесса погружения фундаментной конструкции МСП в грунт морского дна.The technical result to which the proposed technical solution for the known design of the support part of the SME is directed is to transform the support structure into a gravity model of the support of the SME with a complete refusal to perform the complex and risky process of immersing the foundation structure of the SME in the seabed.

Такой технический результат достигается тем, что в известной конструкции опорной системы МСП по патенту на полезную модель №159247 от 22.04.2015, включающей опорную колонну, вертикальные, радиально размещенные по периметру стен опорной колонны ребра и полый цилиндр с вертикальными стенами, на который ребра передают все виды нагрузок от платформы, согласно настоящему предложению в полости цилиндра, в нижней его части устроена по всему периметру стен горизонтальная полка, консольно соединенная с конструкцией стен цилиндра, а вся полость цилиндра заполнена песчано-гравелистым грунтом, являющемся в данном случае действующим элементом конструкции. Горизонтальная полка внутри цилиндра выполняет роль подошвы фундамента по передаче на грунт морского дна вертикальных и горизонтальных нагрузок от платформы, а также выполняет функцию анкерования цилиндра при восприятии им опрокидывающего момента от действия горизонтальных сил на уровне платформы и поверхности моря. Объем грунтового заполнения полости цилиндра должен обеспечивать устойчивость всего сооружения. Основные параметры конструкции (диаметр и высота цилиндра, ширина горизонтальной полки) определяются расчетом. При этом, в случае необходимости, часть горизонтальной полки может быть расположена снаружи цилиндра.This technical result is achieved by the fact that in the known design of the support system of the ICP according to the patent for utility model No. 159247 of 04/22/2015, including the support column, vertical ribs radially spaced along the perimeter of the walls of the support column and a hollow cylinder with vertical walls to which the ribs pass all types of loads from the platform, according to the present proposal, in the cylinder cavity, in its lower part, a horizontal shelf is arranged around the entire perimeter of the walls, cantilever connected to the cylinder wall structure, and the entire cylinder cavity It is filled with sand and gravelly ground, which is in this case the current design element. The horizontal shelf inside the cylinder acts as the base of the foundation for transferring vertical and horizontal loads from the platform to the seabed soil, and also performs the function of anchoring the cylinder when it receives a tipping moment from the action of horizontal forces at the level of the platform and the sea surface. The volume of soil filling of the cylinder cavity should ensure the stability of the entire structure. The main design parameters (diameter and height of the cylinder, width of the horizontal shelf) are determined by calculation. In this case, if necessary, part of the horizontal shelf can be located outside the cylinder.

Преимущество предлагаемого технического решения заключается в том, что:The advantage of the proposed technical solution is that:

- отпадает необходимость в проведении сложных и рисковых с точки зрения возможности достижения заданной глубины, робот по заглублению фундаментных конструкций в грунт морского дна в сложных геологических условиях;- there is no need to carry out complex and risky from the point of view of the possibility of achieving a given depth, a robot for deepening the foundation structures into the seabed soil in difficult geological conditions;

- в полученной после реализации данного технического решения конструкции опоры основную часть требуемой величины гравитации создает масса грунта, помещенного в полость цилиндра, а все остальные элементы конструкции подбираются в соответствии с фактическими усилиями в их сечениях и со своими прочностными характеристиками;- in the support structure obtained after the implementation of this technical solution, the bulk of the required gravity is created by the mass of soil placed in the cylinder cavity, and all other structural elements are selected in accordance with the actual efforts in their sections and with their strength characteristics;

- при небольших глубинах моря, например, порядка 19…20 метров, как в ю-в части Баренцева моря или в Печорском море, можно отказаться от устройства опорной колонны, выведя верх цилиндра выше уровня моря и разместив всю инфраструктуру платформы на образовавшемся островке;- at shallow depths of the sea, for example, of the order of 19 ... 20 meters, as in the southeastern part of the Barents Sea or in the Pechora Sea, it is possible to abandon the installation of a support column by lifting the top of the cylinder above sea level and placing the entire platform infrastructure on the formed island;

- в принципе, конструкция может стать универсальной, так как она во многих случаях ставит под вопрос необходимость применения сложных и дорогих работ по забивке свай, которые довольно часто применяются в мировой практике строительства МСП.- in principle, the design can become universal, since in many cases it calls into question the need for complex and expensive work on driving piles, which are often used in the global practice of building SMEs.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез конструкции опорной части МСП, на фиг. 2 - план опорной части платформы.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through the structure of the supporting part of the ICP; in FIG. 2 is a plan of the supporting part of the platform.

В конструкции опорной части морской стационарной платформы на шельфе морей, включающей опорную колонну 2, вертикальные, радиально размещенные по периметру стен опорной колонны 2 ребра 3 и полый цилиндр 1 с вертикальными стенами, на который ребра 3 передают все виды нагрузок от платформы, согласно настоящему предложению в полости цилиндра 1, в нижней его части по всему периметру стен цилиндра устроена горизонтальная полка 4, консольно соединенная с конструкцией стен цилиндра 1, а полость 5 цилиндра 1 заполнена песчано-гравелистым грунтом.In the construction of the supporting part of the stationary marine platform on the shelf of the seas, including supporting column 2, vertical ribs 3 and radially arranged around the perimeter of the walls of the supporting column 2, the hollow cylinder 1 with vertical walls, to which the ribs 3 transfer all kinds of loads from the platform, according to this proposal in the cavity of the cylinder 1, in its lower part along the entire perimeter of the walls of the cylinder, a horizontal shelf 4 is arranged, cantilever connected to the wall structure of the cylinder 1, and the cavity 5 of the cylinder 1 is filled with sand and gravel soil.

Опорная конструкция МСП по предлагаемому техническому решению, включающая опорную колонну 2, вертикальные, радиально размещенные по периметру стен опорной колонны 2 ребра 3 и полый цилиндр 1, в нижней части которого устроена по всему периметру стен цилиндра 1 горизонтальная полка 4, консольно соединенная с конструкцией стен цилиндра 1, может быть изготовлена на стапеле или в доке какого-либо судостроительного или судоремонтного завода. Затем конструкция спускается на воду, буксируется к месту монтажа МСП и в нужной точке устанавливается на морское дно в вертикальном положении. После этого производится загрузка полости 5 цилиндра 1 песчано-гравелистым грунтом и работы по монтажу платформы.The support structure of the ICP according to the proposed technical solution, including the support column 2, vertical, radially arranged along the perimeter of the walls of the support column 2 ribs 3 and a hollow cylinder 1, in the lower part of which is arranged around the perimeter of the walls of the cylinder 1 horizontal shelf 4, cantilever connected to the wall structure cylinder 1, can be made on the slipway or in the dock of any shipbuilding or ship repair plant. Then the structure is launched, towed to the installation site of the MRP and at the right point it is installed on the seabed in a vertical position. After that, the cavity 5 of the cylinder 1 is loaded with sand and gravel soil and the installation work of the platform.

Claims

The design of the supporting part of the stationary marine platform on the shelf of the seas, including the support column and vertical ribs radially arranged around the perimeter of the walls of the support column of the rib, designed to transfer all types of loads from the platform, a hollow cylinder with vertical walls, characterized in that in the cylinder cavity, in the lower its parts along the entire perimeter of the walls arranged horizontal shelf, cantilever connected to the cylinder wall structure, and the entire cavity of the cylinder is filled with sand and gravel soil.