SU1162374A3 - Ледорез дл морских платформ и морска платформа - Google Patents

Abstract

1. Ледорез дл  морских платформ , установленных в замерзающих мор х, включающий расположенные на уровне ледовых полей два венца преп тствий , один из которых размещен выше.другого, отличающийс   тем; что, с целью повышени .эффективности дроблени  льда, преп тстви  верхнего венца размещены между нижними по периметру за1цищаемого сооружени , причем преп тстви  - нижнего венца имеют поверхность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, а нижний конец зтой поверхности размещен ниженижней границы лед ного пол  при максимальныхотливах , а преп тстви  верхнего венца имеют поверхность,наклоненную сверху вниз и спереди назад, причем передний конец этой наклонной поверхности находитс  выше верхней границы лед ного пол  при максимальных приливах . 2. Ледорез по п.1, о т л и ч а ющ и и с  тем, что по меньщей мере на одном венце преп тстви  подвижны в вертикальной плоскости. 5. Ледорез по п.2, отличающийс  тем, что подвижные лреп тстви  выполнены в виде герметичных кессонов на шарнирных креплени х , расположенных на их верхнем краю, ближнем к защ|{щаемому сооружению , при этом преп тстви  установлены с возможностью поворота на указанных креплени х и снабжены сред ствами контрол  плавучести. 4.Ледорез по р.1, о т л и ч а ю (Л щ и и с   тем, что по меньшей мере один венец преп тствий установлен с возможностью перемещени  в вертикальном направлении. 5.Ледорез по п.4, отличающийс  тем, что венец преп тствий установлен на кольцевом поплавке , окружающем защищаемое сооружение. у 6.Ледорез по пп. 4 и 5, отличающийс  тем, что кольцевой :о поплавок снабжен средствами контрол  плавучести. Спь 7.Ледорез по im. 1,4-6, отличающийс  тем, что по меньшей мере один венец преп тствий установлен с возможностью вращени  вокруг защищаемого сооружени . 8.Ледорез по п.7, отличающий с   тем, что, по меньшей мере один векец преп тствий смонтирован на каркасе, свободно перемещакщемс  вдоль обода, укрепленного на защищаемом сооружении.

Description

9.Ледорез no п.7, отличающийс  тем, что, по меньшей мере один венец преп тствий,смонтирован на зубчатом колесе, приводимом во вращение посредством неподвижных приводных средств.

10.Ледорез по пп. 1-9, отличающийс  тем, что преп тстви  имеют форму усеченной пирамиды.

11.Ледорез по п. 10, отличают и и с   тем, что преп тстви  имеют асимметричную форму, при этом их боковые поверхности, расположенные по одну сторону, наклоненй в радиальной плоскости спереди .

12.Ледорез по пп. 1-11, отличающийс  тем, что преп тстви  по меньшей мере одного венца имеют ребро на своей наклонной поверхности .

13.Ледорез по пп. 1,2,4-9, о тл и ч а ю щ и и с   тем, что преп тстви  образованы трехгранниками из

труб, причем одно из ребер трехгранников расположено в радиальной плоскости защищаемого сооружени .

14. едорез по пп. 1-8 и 10-13, отличающийс  тем, что дл  обеспечени  вращени  венца (венцов), по меньшей мере нижний венец преп тствий имеет в своей нижней части пластины с коническими отверсти ми , ориентированными в направлении потока.

15.Ледорез по п.14, отличающийс  тем, что между пластинами с отверсти ми и нижней частью кронштейнов нижнего венца установлены средства ориентации.

16.Морска  платформа, содержаща  ледорез и установленна  на опорах , отличающа с  тем, что кажда  опора снабжена ледорезом.

17.Морска  платформа, содержаща  ледорез .,0 тличающа с  тем, что опоры окружены кронштейном,

I несущим венцы с преп тстви ми.

Изобретение относитс  к ледорезам дл  морских платформ и платформам , оборудованным таким устройством , в частности платформам с ут желенным основанием или платформы типа джекет с несколькими опорами закрепленньми на дне при помощи свай.

Известна морска  опора, снабженна  ледокольным средством плугообразной формы, выполненным подпружиненным 0 .

Однако данное устройство эффективно в работе .только в услови х лед ных полей малой толщины.

Известен также ледорез дл  морских платформ, установленных в замерзающих мор х, включающий установленные на уровне ледовых полей два венца преп тствий, один из которых размещен вьпие другого Н

Однако и данное устройство недостаточно эффективно при работе в т желых ледовых услови х.

Цель изобретени  - повышение эффективности дроблени  льда.

Указанна  цель достигаетс  тем, чго в ледорезе дл  морских платформ, установленных в замерзакнцих мор х, включающий установленные на уровне ледовых полей два венца преп тствий, один из которых размещен выше другого , преп тстви  верхнего венца размещены между нижними по периметру запщ|цаемого сооружени , причем преп тстви  нижнего венца имеют поверх ность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, нижний конец этой поверхности размещен ниже иижней границы лед ного пол  при максимальных отливах, а преп тстви  верхнего венца имеют поверхность, наклоненную сверху вниз и спереди назад, причем передний конец наклонной поверхности находитс  вьппе верхней границы лед ного пол  при максималь ньос приливах.

Кроме того, по меньшей мере на одном венце преп тстви  могут быть подвижны в вертикальной плоскости .

Подвижные преп тстви  могут быть вьтолнеиы в виде герметичных кессонов на шарнирных креплени х, расположенных на их верхнем краю, бг цжнем к защищаемому сооружению, при этом преп тстви  установлены с возможностью поворота на указанных креплени х и снабжены средствами контрол  плавучести.

Дополнительно по меньшей мере один венец преп тствий может быть установлен с возможностью перемещени  в вертикальном направлении. . I

Венец преп тствий установлен на

кольцевом поплавке, окружающем защищаемое сооружение.

Кольцевой поплавок может быть снабжен средствами контрол  плавучести .

По меньшей мере один венец преп тствий установлен с возможностью вращени  вокруг защищаемого сооружени .

По меньшей мере один венец преп тствий может быть смонтирован на каркасе, свободно перемещающемс  вдоль обода, укрепленного на защищаемом сооружении, или на зубчатом колесе, приводимом во вращение посредством неподвижных приводных средств.

Преп тстви  ледореза могут иметь форму усеченной пирамиды.

Кроме того, преп тстви  могут иметь асимметричную форму, при этом их боковые поверхности, расположенные по одну сторону, наклонены в радиальной плоскости спереди назад.

Преп тстви  по меньшей мере одного венца могут иметь ребро на своей наклонной поверхности.

Кроме того, преп тстви  могут быть образованы трехгранниками из труб, причем одно из ребер трехгранников расположено в радиальной плоскости защищаемого сооружени .

Дл  обеспечени  вращени  венца (венцов) по меньшей мере нижний венец преп тствий может иметь в своей нижней части пластины с коническими отверсти ми, ориентированными в направлении потока.

Дополнительно между пластинами с oтвepcти  и и нижней частью кронштенов нижнего венца могут быть установлены средства ориентагщи.

Кроме того, морска  платформа, содержаща  ледорез и установленна 

на опорах, может быть снабжена ледорезом на каждой из опор.

Дополнительно в морской платформе , содержащей ледорез, опоры 5 могут быть окружены кронштейном, несущим венцы с преп тстви ми.

На фиг,1 представлена схематически платформа, оборудованна  ледорезом по одному из вариантов изобрете10 ни ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1-, на фиг.З и 4 - разрушение льдины при помощи неподвижных преп тствий, вид сбоку в рйзрезе и спереди в частичном разрезе; на фиг.З - вариант конструкf5 ции преп тствий, позвол ющих отводить расколотый лед1 на фиг. 6 и 7 разрушение льдины при помощи двух верхних неподвижных преп тствий и од|ного нижнего подвижного преп тстви , Q вид сбоку,в разрезе и спереди в

частичном разрезе; на фиг.8 - частичный вид в перспективе другого варианта осуществлени  изобретени -, на фиг.9 - частичный разрез опоры платформы, на которой смонтирован ледорез, два венца преп тствий которого смонтированы на кольцевой концентрической вравцающейс  клетке; на фиг. 10 частичный разрез опоры платформы, Q на которой смонтирован ледорез,два венца преп тствий которого закреплены на кольцевом концентрическом поплавке-,. на фиг. 11 - частичный разрез опоры платформы с ледорезом, один из венцов которого установлен неподвижно, а другой смонтирован на кольцевом концентрическом поплавке; на фиг.12 - приведение ледореза во вращение при помощи домкратов-заще0 ГНа фиг.1 представлена морска  бурова  платформа с ут желенным основанием и одной центральной опорой. Донна  плита 1, уложенна  на дно, несет на периферийной поверхности противоразмывную сетку с отверсти ми 2, а в центре ее находитс  колонна или опора 3, в нижней части которой расположены резервуары дл  хранени  нефти 4. На палубе 5, центрированной и установленной на опоре, смонтировано поисковое и/или эксплуатационное оборудование 6. На опоре 3 смонтированы преп тстви  в виде

5 двух венцов 7 и 8: нижкий венец 7 пг меньшей мере частично погружен в воду, верхний венец 8 расположен выnje уровн  воды. Преп тстви  чередуютс , т.е. преп тстви  одного ве))ца располагаютс  в промежутках между прсп тстни ми другого ненца.В соответствии с примером осуществлени , предсташтенном на фиг.1, преп тстни  имеют форму усеченной пирамиды , У преп тствий нижнего венца 7 плоска  поверхность 9 наклонена снизу вверх и спереди назад. У преп тствий верхнего венца 8 плоска поверхность 10 наклонена сверху вниз и спереди назад (фиг.З). Угол между двум  этими поверхност ми пор дка 50-60 . Положение венцов на опоре определ етс  п зависимости от верхней и нижней границ льда и от высоты приливов таким образом, чтобы лед ное поле разрушалось группой по меньшей мере из трех преп тствий . На фиг.4 в разрезе по лиПИИ IV на фиг.3 показан принцип работы преп тствий: льдина 11 вначале поднимаетс  нижним преп тствием и раскалываетс  в направлении, перпендикул рном направлению ее движени  12 (стрелка 12) в то врем , как преп тстви  верхнего венца 8 вместе с преп тстви ми нижнего венца 7 дроб т ее на куски в направлении ее движени  12. Куски льда отвод тс . при помощи средств, представл ющих собой, например, геликоидальные канавки (не показаны), вьтолненные на поверхности опоры. Отвод кусков льда может также осуществл тьс  за счет асимметричной формы преп тст ВИЙ (фиг.З), у которых поверхности наход щиес  в контакте со льдинами, округлены,а куски льда привод тс  в двжение напором пол  пакового льда.

В соответствии с вариантом, представленном на фиг.З, преп тст-, ВИЯ образованы готовыми бетонными блоками, которые креп тс  на опоре известными средствами с использованием технологии креплени  с предварительным напр жением. В соответствии с другими вариантами преп тстви  могут быть изготовлены в форме двух бетонных пластин, подвергну тых операции предварительного напр жени , с усилительными перегородками между ними или представл ть собой стальные раковины с ребрами жесткости, изготовленные по технологии , используемой обычно дл  изготовлени  корпусов ледокольных судов .

Чтобы концентрировать усили  резани , из плоских или относительно плоских поверхностей 9, 10, представленных на фиг. 3 и 4, выполнены выступы призматической формы (фиг.7), ребра 13 которых вход т в контакт с разрушаемой льдиной.

В соответствии с вариантом осуществлени  изобретени , представленном в разрезе на фиг.6, преп тстви  нижнего венца представл ют собой герметичные кессоны, которые могут двигатьс  в радиальной плоскости защищаемого сооружени . В радиальном сечении преп тствие имеет форму примерно пр моугольного треугольника, который крепитс  при помощи шарнирных соединений в виде оси 14, проход щей через верхний край 15, расположенный вблизи стенки опоры. Это преп тствие может поворачиватьс  в скоЗах (не показан на фиг.6), которые креп тс  на стенке опоры. Сторона 16 обычно параллельна стенке 17 опоры или упираетс  в нее. В этом примере преп тствие выполнено из металла по технологии, используемой при изготовлении корпусов ледокольных судов . На его наклонной поверхности

18имеетс  выступ в форме призмы

с центральным ребром 13 (фиг.7). I

Средства контрол  плавучести,преставленные схематически, позвол ют балластировать преп тстви  морской водой. Эти средства включают отводную трубу 19 и клапан балластировки 20 с дистанционньм управлением посредством трубки 21. Средства балластировки , в частности трубки

19и 21, могут быть расположены по-дрзгому, например подсоедин тьс  поблизости или к самой оси креплени  14. Принцип действи  подвижных преп тствий следуюощй: в положении, представленном на фиг.6, преп тствие нижнего венца 7 наполнено водой таким образом, что его поверхность (стенка 16) упираетс  в стенку 17 опоры, а его наклонна  поверхность 18 направлена навстречу надвигающейс  льдине. Когда льдина находит на наклонную поверхность или ребро и вступает в контакт с наклонной поверхностью 10 или ребром преп тствий верхнего венца 8, вода выгон етс  из внутреннего объема преп т стви  нижнего венца 7 и в соответствии с законом Архимеда преп тствне нижнего венца 7 идет вверх (стрелка 22), действу  на льдину 1 зажатую между верхними венцами 8 преп тствий (фиг.7) с силой резани , достаточной дл  того, чтобы расколоть льдину. Величина этой сил легко контролируетс  объемом преп тстви , которой определ етс  ледо выми услови ми в районе эксплуатации платформы. В соответствии с еще одним вариантом осуществлени  изобретени  преп тстви  могут быть выполнены в форме трехгранников (фиг.8),изготовленных из стальных труб,расположенных в два р да, причем одно из ребер каждого трехгранника расположено в радиальнрй плоскости и направлено к середине венца. Расположение трехгранников аналогично расположению преп тствий в других вариантах осуществлени  изобретени  причем одно из ребер -трехгранника выполн ет те же функции, что и ребра 13 преп тствий венцов 7 и 8 в варианте, представленном на фиг.7. Отвод кусков льда происходит пассивно под действием силы напора пакового пол . Куски.льда отклон ютс  канавками, выполненными на стенке опоры. Они могут также откло н тьс  за счет асимметричной формы преп тствий, боковые поверхности 23, 24 которых, расположенные с одной стороны, наклонены в радиальной плоскости и спереди назад.Однак в некоторых случа х, в частности пр т желом льде, этот метод может порождать проблемы в св зи с медленны отводом расколотого льда. Дл  быстр го и контролированного отвода битого льда привод т во вращение венцы преп тствий вокруг защищаемого сооружени  с тем, чтобы относительн быстро отвести лед за сооружение в направлении перемещени  пол  паково го льда. В соответствии с вариантом осуществлени  изобретени  (фиг.9) оба ненца преп тствий смонтированы на каркасе 25, который вращаетс  на ободе 26, надетом на опору защищаемого сооружени  или, например, на стенку 27 этой опоры. Каркас монтир етс  на роликах 28, кото1)ые ход т по боковой части обода 26 и передаю на опору усили  давлени , обусловле ные подвижкой льда. Ролики 29, взаимодействующие с торцами обода, npt дотзращают продольные перемещени  каркаса 25 и удерживают вес льдины, зашедшей на наклонные поверхности или ребра преп тствий нижнего венца 7. Согласно другому варианту осуществлени  изобретени  (фиг.10) два венца преп тствий смонтированы на кольцевом поплавке 30, соосном с опорой защищаемого сооружени  и оборудованном роликами 31, которые катаютс  по поверхности опоры 32.Предпочтительно предусмотреть на поверхности опоры, на высоте веро тного перемещени  поплавка дорожки качени  33. Устройство может работать следующим образом. Плавучесть поплавка с двум  венцами преп тствий регулируетс  таким образом, чтобы концы расположенных ниже преп тствий находились несколько ниже уровн  льда, а концы расположенных выше преп тствий несколько выше этого уровн , наход  на нижние преп тстви , льдина притапливает поплавок. Разрушение льдины на первой фазе происходит исключительно за счет напора ее на преп тстви , расположенные относительно друг друга , как это показано на фиг.4 и 7. Льдина, лежаща  на нижних преп тстви х , становитс  легче, и поплавок возвращаетс  в свое положение равновеси , раскалыва  льдину в направлении снизу вверх. Устройство может работать также следующим образом. Используетс  поплавок, оборудованный средствами контрол  плавучести . Поплавок, несущий венщ, заполн етс  балластом с тем, чтобы нижние преп тстви  находились ниже уровн  льда, после чего его облегчают и, поднима сь, он раскалывает лед в направлении снизу вверх. После этого его ут жел ют таким образом,чтобы верхние преп тстви  раскалывали лед в направлении сверху вниз.Заставл   поплавок то подниматьс , то опускатьс , можно создать вокруг защищаемого сооружени  зону, свободную от льда. Согласно варианту осуществлени  изобретени , в котором имеетс  комбинаци  неподвижного венца преп тствий и поплавка с другим венцом преп тствий, получают устройство,прставленное на фиг.11. Верхний венец 8 преп тствий неподвижно закреплен на опоре защищаемого сооружени ,а нижний венец 7 преп тствий смонтирован на концентричном круговом поплавке 34 с отсеками. Поплавок оборудован средствами, позвол ющими измен ть его плавучесть. При облегчении кессона происходит его всплытие и раскалывание льда, наход щегос  между подвижными и неподвижными преп тстви ми аналогично тому, как дл  варианта на фиг.6.

В устройствах, представленных на фиг. 9 и 10, отвод колотого льда происходит благодар  приведению венцов преп тствий во вращение. Вращаетс  карКас 25 либо поплавок 30. Это вращение осуществл етс , как показано на фиг.12 при помощи зубчатого колеса 35, смонтированного на подвижной части и приводимого во вращение средствами управлени ,вклю чающими в себ  защелки 36, приводимые в действие домкратами 37, укреп ленными на стенке оПоры. Венцы вращаютс  в том ИЛИ ином направпении в зависимости от асимметричного распределени  расколотого льда.

Похожее устройство может использоватьс  дл  перемещени  венца, смонтированного на поплавке 34 (фиг, 11) после того, как тшние преп тстви  выход т из зацеплени  с верхними после балластировки попгавка.

Устройства, представленные на фиг. 9-11, могут приводитьс  во вра щение и пассивным образом: в нижней части нижнего венца под каркасом 25 или поплавками 30 и 34 монтируютс  плиты 38, в которых выполнено множество отверстий 39 в форме усеченного конуса, большее основание которогб ориентировано в направлении движени  потока. Поток создает силу, достаточную дл  того, чтобы вращать венец в нужном направлении . Дл  изменени  направлени  вращени  достаточно повернуть на 180 плиты, смонтированные на устройствах ориентации 40, жестко св занных с нижней частью каркаса верхнего венца .

В случае платформ с ут желенным основанием, установленных на нескопь ких опорах, на каждой опоре можно установить ледокольное устройство с неподвижными или подвижными венцами и неподвижньп 1И или подвижными преп тстви ми. Можно также предусмотреть обод вокруг двух или нескольких ottop сооружени , упираюощйс  в эти опоры и служащий кронштейном дл  ледокольного устройства.

В случае платформ типа джекет, у которых опоры удерживаютс  на дне при помощи свай, вокруг опор идет обод, на котором монтируетс  ледоколное устройство. Этот обод опираетс  на опоры, которые св заны мезвду собой поперечинами с тем, чтобы выдерживать и распредел ть нагрузки.

.-T4.... « т.. -f .«.

ь

А/с./

irt

Фие5

15 114

Фиг.6

ФигЗ

30

Фиг. Ю

Claims (17)

1. Ледорез для морских платформ, установленных в замерзающих морях, включающий расположенные на уровне ледовых полей два венца препятствий, один из которых размещен выше другого, отличающий- с я тем', что, с целью повышения.эффективности дробления льда, препят-_% ствия верхнего венца размещены между нижними по периметру защищаемого сооружения, причем препятствия - нижнего венца имеют поверхность, наклоненную снизу вверх и спереди назад, а нижний конец этой поверхности размещен ниже нижней границы ледяного поля при максимальныхотливах, а препятствия верхнего венца имеют поверхность,наклоненную сверху вниз и спереди назад, причем передний конец этой наклонной поверхности находится выше верхней границы ледяного поля при максимальных приливах.

2. Ледорез по п.1, отличающий с'я тем, что по меньшей мере на одном венце препятствия подвижны в вертикальной плоскости.

3. Ледорез по п.2, отличающийся тем, что подвижные препятствия выполнены в виде герметичных кессонов на шарнирных креплениях, расположенных на их верхнем краю, ближнем к защищаемому сооружению, при этом препятствия установлены с возможностью поворота на указанных креплениях и снабжены сред- с ствами контроля плавучести.

4. Ледорез по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один венец препятствий установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

5. Ледорез по п.4, отличающийся тем, что венец препятствий установлен на кольцевом поплавке, окружающем защищаемое сооружение.

6. Ледорез по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что кольцевой поплавок снабжен средствами контроля плавучести.

7. Ледорез по пп. 1,4-6, отличающийся тем, что по меньшей мере один венец препятствий установлен с возможностью вращения вокруг защищаемого сооружения.

8. Ледорез по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере один венец препятствий смонтирован на каркасе, свободно перемещающемся вдоль обода, укрепленного на защищаемом сооружении.

1 162374

9. Ледорез по π.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере один венец препятствий.смонтирован на зубчатом колесе, приводимом во вращение посредством неподвижных приводных средств.

10. Ледорез по пп. 1-9, отличающийся тем, что препятствия имеют форму усеченной пирамиды.

11. Ледорез по п. 10, отличают и й с я тем, что препятствия имеют асимметричную форму, при этом их боковые поверхности, расположенные по одну сторону, наклоненй в радиальной плоскости спереди на^ад.

12. Ледорез по пп. 1-11, отличающийся тем, что препятствия по меньшей мере одного венца имеют ребро на своей наклонной поверхности .

13. Ледорез по пп. 1,2,4-9, о тличающийся тем, что препятствия образованы трехгранниками из труб, причем одно из ребер трехгранников расположено в радиальной плоскости защищаемого сооружения.

14. Дедорез по пп. 1-8 и 10-13, отличающийся тем, что для обеспечения вращения венца (венцов), по меньшей мере нижний венец препятствий имеет в своей нижней части пластины с коническими отверстиями, ориентированными в направлении потока.

15. Ледорез по п.14, отличающийся тем, что между пластинами с отверстиями и нижней частью кронштейнов нижнего венца установлены средства ориентации.

16. Морская платформа, содержащая ледорез и установленная на опорах, отличающаяся тем, что каждая опора снабжена ледорезом.

17. Морская платформа, содержащая ледорез_чо тличающаяся тем, что опоры окружены кронштейном, 'несущим венцы с препятствиями.