RU2493323C2 - Ice-resistant platform - Google Patents

Ice-resistant platform Download PDF

Info

Publication number
RU2493323C2
RU2493323C2 RU2011141141/13A RU2011141141A RU2493323C2 RU 2493323 C2 RU2493323 C2 RU 2493323C2 RU 2011141141/13 A RU2011141141/13 A RU 2011141141/13A RU 2011141141 A RU2011141141 A RU 2011141141A RU 2493323 C2 RU2493323 C2 RU 2493323C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platform
ice
mass
keel
cone
Prior art date
Application number
RU2011141141/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011141141A (en
Inventor
Наталья Юрьевна Клементьева
Кирилл Евгеньевич Сазонов
Олег Яковлевич Тимофеев
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2011141141/13A priority Critical patent/RU2493323C2/en
Publication of RU2011141141A publication Critical patent/RU2011141141A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2493323C2 publication Critical patent/RU2493323C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: ice-resistant platform 1 comprises a lower 4 and an upper 2 truncated conical parts with tops directed accordingly up and down, and a cylindrical part 3 arranged between them. The platform is made in the form of a gravity platform, in which the total height of the upper truncated conical part and the cylindrical part makes not more than
Figure 00000008
where
Figure 00000009
is average depth of ice keel in the place of platform location. The lower truncated cone with the top has height equal to the water reservoir depth in the place of platform installation and the average depth of the ice keel. The angle α between the generatrix of the lower cone of the platform to the vertical line makes at least the angle defined from the ratio α a r c t g ( g M n F lim i t ) ,
Figure 00000010
but not less than 45°, where n - margin, Flimit - limit load shifting the platform, g - free fall acceleration; M - platform mass, containing useful mass and mass of accepted ballast.
EFFECT: stability of platform position on soil under action of a global ice load due to its minimisation and increased force that presses a platform when affected by large ice hummocks.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и касается создания ледостойких гравитационных платформ, предназначенных для проведения бурильных работ и добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей.The invention relates to the field of shipbuilding and relates to the creation of ice-resistant gravity platforms designed for drilling and hydrocarbon production on the shelf of freezing seas.

Известен Варандейский нефтяной отгрузочный терминал, установленный в Баренцевом море. Терминал имеет усеченную коническую форму с вершиной, направленной вверх, и многогранной поверхностью.Famous Varandey oil shipping terminal installed in the Barents Sea. The terminal has a truncated conical shape with an apex pointing upward and a multifaceted surface.

Недостатком известного является повышенный уровень действующей на него ледовой нагрузки, обусловленный ориентацией конуса. Известно, что ледовая нагрузка на конуса, вершина которых направлена вверх, существенно больше, чем на конуса с вершиной, направленной вниз.A disadvantage of the known is the increased level of ice load acting on it, due to the orientation of the cone. It is known that the ice load on the cones, the apex of which is directed upward, is substantially greater than on the cone with the apex directed downward.

Известна также плавучая ледостойкая платформа с якорной системой удержания типа SPAR, принятая за прототип (Сазонов К.Е., Кайтанов Ю.С., Клементьева Н.Ю. Сравнительный анализ характеристик различных вариантов морской технологической платформы для ШГКМ на основе результатов модельных экспериментов / Труды 9 Межд. конф. и выставки по освоению ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ, СПб., 2009, т.1, с.160-164). Среди элементов формы корпуса платформы имеются два усеченных конуса примерно равных диаметров, вершина одного из которых направлена вверх, а другого - вниз, а также цилиндрическая вставка между ними. Особенностью такой платформы является большая осадка более 150 м.Also known is a floating ice-resistant platform with an SPAR-type anchor retention system adopted as a prototype (Sazonov K.E., Kaitanov Yu.S., Klementyeva N.Yu. Comparative analysis of the characteristics of various variants of an offshore technological platform for SHGKM based on the results of model experiments / Transactions 9 International Conference and Exhibition on the Development of Oil and Gas Resources of the Russian Arctic and the Continental Shelf of the CIS Countries, St. Petersburg, 2009, vol. 1, pp. 160-164). Among the elements of the platform body shape there are two truncated cones of approximately equal diameters, the top of one of which is directed upwards and the other downward, as well as a cylindrical insert between them. A feature of such a platform is a large draft of more than 150 m.

Недостатком прототипа является невозможность ее использования на мелководных участках шельфа замерзающих морей из-за наличия якорной системы удержания и большой осадки.The disadvantage of the prototype is the impossibility of its use in shallow areas of the shelf of the freezing seas due to the presence of an anchor retention system and high draft.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания ледостойкой платформы гравитационного типа для эксплуатации на мелководных участках замерзающего шельфа с глубинами от 10 до 40 м, которая имеет пониженный уровень ледовой нагрузки, что, как следствие, позволяет снизить вес балласта, принимаемого для обеспечения устойчивости платформы на грунте.The present invention solves the problem of creating an ice-resistant platform of gravity type for operation in shallow areas of the freezing shelf with depths from 10 to 40 m, which has a reduced level of ice load, which, as a result, allows to reduce the weight of the ballast taken to ensure the stability of the platform on the ground.

Для этого ледостойкая платформа выполнена в виде гравитационной платформы, у которой суммарная высота верхней усеченной конической части и цилиндрической части составляет не более

Figure 00000001
где
Figure 00000002
- средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы, при этом нижний усеченный конус с вершиной имеет высоту, равную разности между глубиной водоема в месте установки платформы и средней глубиной киля тороса, кроме этого, угол α между образующей нижнего конуса платформы к вертикали составляет не менее, чем определяемый из соотношения:For this, the ice-resistant platform is made in the form of a gravity platform, in which the total height of the upper truncated conical part and the cylindrical part is not more than
Figure 00000001
Where
Figure 00000002
- the average depth of the keel of the hummock at the location of the platform, while the lower truncated cone with the apex has a height equal to the difference between the depth of the reservoir at the installation site of the platform and the average depth of the keel of the hummock, in addition, the angle α between the generatrix of the lower cone of the platform to the vertical is at least than determined from the relation:

α a r c t g ( g M n F п р е д )

Figure 00000003
, но не менее 45°, α a r c t g ( g M n F P R e d )
Figure 00000003
but not less than 45 °

где n - коэффициент запаса, Fпред - предельная сдвигающая платформу нагрузка, g - ускорение свободного падения; M - масса платформы, состоящая из полезной массы и массы принятого балласта.where n - the safety factor, F before - limit shear loading platform, g - free fall acceleration; M is the mass of the platform, consisting of the net mass and the mass of the received ballast.

Суммарная длина верхней усеченной конической части с вершиной, направленной вниз, и цилиндрической части выбирают не более

Figure 00000004
где
Figure 00000002
- средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы для того, чтобы наиболее часто встречающиеся ледяные образования гарантированно взаимодействовали только с конусом, вершина которого направлена вниз, и цилиндрической частью платформы. Использование такого конуса позволит существенно снизить уровень ледовой нагрузки из-за различия в процессах поворота обломков льда. В случае конуса, сужающегося вверх, на него воздействуют силы тяжести обломков. В случае конуса, сужающегося вниз, на него воздействуют силы плавучести обломков, которые в 8-9 раз меньше (Лосет С., Шхинек К.Н., Гудместад О., Хойланд К. Воздействие льда на морские и береговые сооружения. СПб.: «Лань», 2010, 272 с.).The total length of the upper truncated conical part with the vertex pointing down and the cylindrical part is selected no more than
Figure 00000004
Where
Figure 00000002
- the average depth of the keel of the hummock at the location of the platform so that the most frequent ice formations are guaranteed to interact only with the cone, the top of which is directed downward, and the cylindrical part of the platform. The use of such a cone will significantly reduce the level of ice load due to differences in the processes of rotation of ice fragments. In the case of a cone tapering upward, it is affected by the gravity of the debris. In the case of a cone tapering downward, it is affected by the buoyancy forces of fragments, which are 8–9 times smaller (Losset S., Shkhinek K.N., Gudmestad O., Khoiland K. Effect of ice on sea and coastal structures. St. Petersburg: "Doe", 2010, 272 p.).

Увеличение средней глубины киля на множитель 1,1 учитывает возможность увеличения глубины киля тороса во время взаимодействия с платформой (Алексеев Ю.Н. и др. Ледотехнические аспекты освоения морских месторождений нефти и газа. СПб., Гидрометеоиздат, 2001, 360 с.).An increase in the average keel depth by a factor of 1.1 takes into account the possibility of increasing the depth of the keel of the hummock during interaction with the platform (Alekseev Yu.N. et al. Ice-technical aspects of developing offshore oil and gas fields. St. Petersburg, Gidrometeoizdat, 2001, 360 pp.).

Выбор угла α между образующей и осью нижнего конуса с помощью неравенства: α a r c t g ( g M n F п р е д )

Figure 00000003
, обусловлен тем, чтобы обеспечить как минимум одинаковое приращение сдвигающей платформу силы и удерживающей ее на месте в случае, когда на платформу подействует торос, киль которого превышает средние размеры. Такой торос будет обязательно взаимодействовать с нижним конусом. Пусть глобальная ледовая нагрузка на нижний конус будет равна F, тогда равновесие платформы будет обеспечено, когда возникающая при этом взаимодействии прижимающая платформу сила P будет равна:The choice of the angle α between the generatrix and the axis of the lower cone using the inequality: α a r c t g ( g M n F P R e d )
Figure 00000003
, is due to ensuring at least the same increment of the shear force of the platform and holding it in place when a hummock whose keel exceeds average dimensions acts on the platform. Such a hummock will necessarily interact with the lower cone. Let the global ice load on the lower cone be equal to F, then the equilibrium of the platform will be ensured when the force P arising from this interaction, which is pressing the platform, is equal to:

P=Fпредtgα,P = F before tgα,

где α - угол между образующей нижнего конуса к вертикали.where α is the angle between the generatrix of the lower cone to the vertical.

Подставляя одну формулу в другую, получим сформулированное выше требование к величине угла α. Очевидно, что при любых результатах расчетов этот угол не может быть меньше 45°, т.к. в этом случае горизонтальная нагрузка будет превышать вертикальную.Substituting one formula into another, we obtain the above requirement for the angle α. Obviously, for any calculation results, this angle cannot be less than 45 °, because in this case, the horizontal load will exceed the vertical one.

Тогда при выполнении указанных требований при взаимодействии платформы с более крупным и редким торосом, глубина киля которого превышает среднее для выбранной акватории значение, устойчивость платформы на грунте будет выполняться самопроизвольно. Поэтому расчет устойчивости на грунте такой платформы необходимо вести только на действие тороса, имеющего среднюю глубину киля. Это обстоятельство обеспечивает минимизацию балласта, необходимого для обеспечения устойчивости платформы.Then, when these requirements are met when the platform interacts with a larger and rarer hummock, the keel depth of which exceeds the average value for the selected water area, the platform stability on the ground will be performed spontaneously. Therefore, the calculation of the stability on the ground of such a platform should be carried out only on the action of hummocks, which has an average keel depth. This circumstance ensures minimization of the ballast necessary to ensure the stability of the platform.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана ледостойкая платформа, на фиг.2 - процесс взаимодействия платформы с небольшим торосом, а на фиг.3 - процесс взаимодействия платформы с крупным торосом.The essence of the invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows an ice-resistant platform, in Fig. 2 - the process of interaction of the platform with a small hummock, and in Fig. 3 - the process of interaction of the platform with a large hummock.

Ледостойкая платформа 1 содержит верхнюю усеченную коническую часть, сужающуюся вниз 2, цилиндрическую часть 3 и нижнюю усеченную коническую часть, сужающуюся вверх 4. Поверхность верхнего конуса 2 пересекает поверхность воды 5 и взаимодействует с ледяным покровом 6 и торосами 7. Нижний конус 4 установлен на дне водоема 8.The ice-resistant platform 1 contains an upper truncated conical part, tapering down 2, a cylindrical part 3 and a lower truncated conical part, tapering up 4. The surface of the upper cone 2 intersects the surface of the water 5 and interacts with the ice cover 6 and hummocks 7. The lower cone 4 is installed at the bottom pond 8.

Предлагаемая ледостойкая платформа работает следующим образом.The proposed ice-resistant platform works as follows.

При надвигания ледяного покрова 6, содержащего небольшой торос 7, глубина киля 9 которого не превышает

Figure 00000002
(фиг.2), на ледостойкую платформу 1, киль тороса по всей его глубине, определенной с учетом его увеличения 10 в момент взаимодействия с платформой, оказывает ледовое давление только на верхнюю коническую 2 и цилиндрическую части 3 платформы.When pushing the ice cover 6 containing a small hummock 7, the depth of the keel 9 which does not exceed
Figure 00000002
(figure 2), on the ice-resistant platform 1, the keel of the hummock over its entire depth, determined taking into account its increase of 10 at the time of interaction with the platform, exerts ice pressure only on the upper conical 2 and cylindrical parts 3 of the platform.

При надвигания ледяного покрова 6, содержащего большой торос 7, глубина киля 9 которого превышает

Figure 00000002
(фиг.3), на ледостойкую платформу 1, киль тороса начинает оказывать ледовое давление не только на верхнюю коническую 2 и цилиндрическую 3 части платформы 1, но и на нижнюю коническую часть 4. При этом угол α между образующей и осью нижнего конуса выбран таким образом, чтобы возникающее при этом прижимающее усилие P с гарантией компенсировало бы возникающее горизонтальное усилие F, обеспечивая устойчивость сооружения на дне водоема 8.When pushing the ice cover 6 containing a large hummock 7, the depth of the keel 9 which exceeds
Figure 00000002
(FIG. 3), on the ice-resistant platform 1, the keel of the hummock begins to exert ice pressure not only on the upper conical 2 and cylindrical 3 parts of the platform 1, but also on the lower conical part 4. The angle α between the generatrix and the axis of the lower cone is chosen as so that the resulting pressing force P with a guarantee would compensate for the emerging horizontal force F, ensuring the stability of the structure at the bottom of the reservoir 8.

Предлагаемая ледостойкая платформа обеспечивает устойчивость ее положения на грунте при действии глобальной ледовой нагрузки за счет ее минимизации и увеличения прижимающего платформу усилия при воздействии на ней крупных торосов.The proposed ice-resistant platform ensures the stability of its position on the ground under the action of the global ice load due to its minimization and increase in the force pressing the platform when exposed to large hummocks.

Claims (1)

Ледостойкая платформа, содержащая нижнюю и верхнюю усеченные конические части с вершинами, направленными соответственно вверх и вниз, и расположенную между ними цилиндрическую часть, отличающаяся тем, что она выполнена в виде гравитационной платформы, у которой суммарная высота верхней усеченной конической части и цилиндрической части составляет не более
Figure 00000005
, где
Figure 00000002
средняя глубина киля тороса в месте расположения платформы, при этом нижний усеченный конус с вершиной имеет высоту, равную разности между глубиной водоема в месте установки платформы и средней глубиной киля тороса, кроме того, угол α между образующей нижнего конуса платформы к вертикали составляет не менее, чем определяемый из соотношения
α a r c t g ( g M n F п р е д )
Figure 00000003
, но не менее 45°,
где n - коэффициент запаса, Fпред - предельная сдвигающая платформу нагрузка, g - ускорение свободного падения; M - масса платформы, состоящая из полезной массы и массы принятого балласта.
An ice-resistant platform containing the lower and upper truncated conical parts with vertices directed up and down, respectively, and a cylindrical part located between them, characterized in that it is made in the form of a gravity platform, in which the total height of the upper truncated conical part and the cylindrical part is not more
Figure 00000005
where
Figure 00000002
the average depth of the keel of the hummock at the location of the platform, while the lower truncated cone with the apex has a height equal to the difference between the depth of the pond at the installation site of the platform and the average depth of the keel of the hummock, in addition, the angle α between the generatrix of the lower cone of the platform to the vertical is at least than determined from the relation
α a r c t g ( g M n F P R e d )
Figure 00000003
but not less than 45 °
where n - the safety factor, F before - limit shear loading platform, g - free fall acceleration; M is the mass of the platform, consisting of the net mass and the mass of the received ballast.
RU2011141141/13A 2011-10-11 2011-10-11 Ice-resistant platform RU2493323C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141141/13A RU2493323C2 (en) 2011-10-11 2011-10-11 Ice-resistant platform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011141141/13A RU2493323C2 (en) 2011-10-11 2011-10-11 Ice-resistant platform

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011141141A RU2011141141A (en) 2013-04-20
RU2493323C2 true RU2493323C2 (en) 2013-09-20

Family

ID=49151846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011141141/13A RU2493323C2 (en) 2011-10-11 2011-10-11 Ice-resistant platform

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2493323C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260292A (en) * 1979-10-25 1981-04-07 The Offshore Company Arctic offshore platform
FR2559808A1 (en) * 1984-02-16 1985-08-23 Fluor Doris Inc COMPOSITE PLATFORM FOR OIL OPERATIONS IN POLAR SEAS
SU1691469A1 (en) * 1989-03-17 1991-11-15 Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им.Н.П.Мельникова Supporting block of off-shore ice-resistant stationary platform
SU1700139A1 (en) * 1990-01-19 1991-12-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт Нефтегазопромысловых Сооружений На Континентальном Шельфе Support of ice-resisting platform
RU2180029C2 (en) * 2000-04-25 2002-02-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Коралл" Ice-resistant complex for exploitation of shallow-water continental shelf and method of forming such complex
US6371695B1 (en) * 1998-11-06 2002-04-16 Exxonmobil Upstream Research Company Offshore caisson having upper and lower sections separated by a structural diaphragm and method of installing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260292A (en) * 1979-10-25 1981-04-07 The Offshore Company Arctic offshore platform
FR2559808A1 (en) * 1984-02-16 1985-08-23 Fluor Doris Inc COMPOSITE PLATFORM FOR OIL OPERATIONS IN POLAR SEAS
SU1691469A1 (en) * 1989-03-17 1991-11-15 Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им.Н.П.Мельникова Supporting block of off-shore ice-resistant stationary platform
SU1700139A1 (en) * 1990-01-19 1991-12-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Изыскательский Институт Нефтегазопромысловых Сооружений На Континентальном Шельфе Support of ice-resisting platform
US6371695B1 (en) * 1998-11-06 2002-04-16 Exxonmobil Upstream Research Company Offshore caisson having upper and lower sections separated by a structural diaphragm and method of installing the same
RU2180029C2 (en) * 2000-04-25 2002-02-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Коралл" Ice-resistant complex for exploitation of shallow-water continental shelf and method of forming such complex

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011141141A (en) 2013-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2532447C2 (en) Offshore floating platform
NO334535B1 (en) Liquid, semi-submersible hull for storage of preferably one or more wind turbines
CN101304916B (en) Pontoon type floating structure
EP0350490A1 (en) Mooring/support system for marine structures.
EP3322635B1 (en) Floating production unit and method of installing a floating production unit
Dawson et al. A Pliocene age and origin for the strandflat of the Western Isles of Scotland: a speculative hypothesis
RU2493323C2 (en) Ice-resistant platform
Sakellariou et al. Late Pleistocene environmental factors of the Aegean Region (Aegean Sea including the Hellenic Arc) and the identification of potential areas for seabed prehistoric sites and landscapes
NO162032B (en) PROCEDURE FOR FOUNDING AND STABILIZING A DEVELOPMENT CONSTRUCTION.
CN203921137U (en) Buoyancy aid work pile
Kızıldağ Late Holocene sea level change along the coast of Fethiye Gulf in southwestern Turkey
CN101798795A (en) Underwater suspended pier
SU882421A3 (en) Method of installing marine stationary platform on sea bottom
JP6570067B2 (en) Caisson bottoming method
Kirca et al. Sinking of anchors and other subsea structures due to wave-induced seabed liquefaction
Pararas-Carayannis et al. The earthquake and tsunami of 365 AD in the eastern Mediterranean Sea
KR101687988B1 (en) Improved pontoon
KR101370525B1 (en) Gravity Based Offshore Structure Using Neutral Buoyancy and Construction Method of the Same
RU2606484C1 (en) Gravity-pile platform and method of its placement on sea bed
NO136652B (en)
CN103168136B (en) With the iceproof jack-up rigs unit of taper piling prop stand
NO132753B (en)
CN107585269A (en) A kind of seawater solid oil tank platform, system and its method of construction
NO329902B1 (en) Stabilizing buoyancy device
Elobaid et al. Tectonic and geologic settings of Halul and Al-Alyia offshore islands, examples of different evolution models, within the emergence of the Arabian Gulf geosyncline: A review

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160630

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161012

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170724