SU1220572A3 - Способ получени тел из льда и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ получени  тел из льда, включающий образование зоны под лед ное тело, подачу переохлажденной пресной воды и кусочков льда из льдо- морозильной установки в зону формировани  лед ного тела, отличающийс  тем, что, с целью снижени  сроков возведени  больших лед ных тел преимущественно дл  установки сооружени  типа буровых платформ, смешивание кусочков льда с водой до образовани  лед ного тела осуществл ют . в прибрежной зоне в теплоизолирующей плавающей форме, соответствующей габаритным размерам возводимого сооружени , при этом в лед ном теле образуют балластные емкости, после этого транспортируют лед ное тело на место установки, причем установку лед ного тела в проектное положение осуществл ют путем заполнени  балластных емкостей. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что сооружени  типа буровых платформ закрепл ют в лед ном теле ниже ватерлинии. 3.Способ по п. 1, отличающий с   тем, что температуру нижней части лед ного тела поддерживают равной температуре образовани  мерзлоты в грунте под лед ным телом на месте его установки. 4.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в лед ное тело вмораживают гранулированный материал в виде песка или опилок. 5.Устройство дл  получени  тел из льда, выполненное в виде открытой сверху емкости, отличающее- с   тем, что в плане емкость выполнена в виде двух концентрично расположенных колец, образук дих полость, заполненную сжатым воздухом, причем внутреннее кольцо выполнено эластичным , а наружное - жестким. (Л to to о ел to :4

Description

Изобретение относитс  к гидротехническим сооружени м и касаетс  способа и устройства дл  получени  больших тел из льда, предназначенных дл  использовани , например, в качестве оснований сооружений дл  бурового или эксплуатационного оборудовани  при прибрежной добыче нефти таких, как волнорезы, причалы, дл  больших насыпных работ и т.п.

Целью изобретени   вл етс  снижение сроков возведени  больших лед ных тел.

На фиг. 1 показано лед ное тело в первоначальной стадии его получени , пррдольный разрез; на фиг. 2 - лед ное тело, полученное предлагаемым способом и предназначенное дл  использовани  в качестве буровой или добьшающей платформы, продольный разрез; вариант; на фиг. 3 - лед ное тело, полученное предлагаемым способом при размещении буровой вышки между двум  лед ными телами, продольный разрез, второй вариантJ на фиг. 4 - устройство дл  получени  лед ного тела, вид сверху. . Плавучую водонепроницаемую опалубку 1, состо щую из дна 2 и окружающих боковых стенок 3, устанавли;ва- ют в тихом морском заливе фиорда. Каркас опалубки изготовлен из дерева или металла,в качестве изолирующего материала использованы изопоры По мере получени  лед ного тела 4 можно удлин ть стенки с помощью соединительных элементов 5.

Замораживание воды производ т несколькими способами. Свежую воду из реки или большого озера в окрестности подают к одному или нескольким заводам по производству льда, получающим лед ные хлопь , лед ные кубики т.п., которые подают ровным потоком через сопла 6 в форму. Вместе с лед ными хлопь ми, подаваемыми из сопел 6, воду с самой низкой возможной температурой разбрызгивают через сопла 7. Лед ные хлопь  из морозильной машины имеют столь низкую температуру, что вода между ними И.ПИ лед ными кубиками замерзает в твердьш лед. Вместо лед нык хлопьев или кусков морозильна  машина может производить лед ные плети, которые можно скручивать в тугие спирали одну поверх другой. Дл  со- фанени  айсберга наружные поверхности нужно изолировать изолирую

0

5

0

5

0

5

щим материалом 8. Над поверхностью ВОДЬ изол ци  может состо ть из зашитого стекловолокна или из шпаковат- ных матов с защитной или отражательной поверхностью, но может также состо ть из плетей указанных материалов,которые наматывают как часть указанной спирали. На большей глубине в море из-за повышенного давлени  изол ци  должна быть расположена несколько другим образом, чем над поверхностью воды, например, с помощью одной или нескольких юбок из сильно упрочненной фольги. Вода в юбках обладает изолирующим эффектом, и непосредственный контакт между поверхностью льда и стру ми воды устранен. Этот способ можно использовать в сочетании с способом наматывани , причем юбки разматывают постепенно, по мере того, как заканчиваемое лед ное тело погружаетс  в море. Юбки снабжают грузами.

Чтобы удалить тепло, которое проникает через изол цию, нужно поместить охлаждающие элементы 9 на некотором рассто нии внутри изол ции вдоль наружных поверхностей тела. Это могут быть охлаждающие трубки, которые  вл ютс  частью указанных спиральных витков. Охлаждающий эффект можно контролировать автоматически согласно показани м температуры , кепрерывно получаемым с помощью температурных датчиков, вмороженных в лед и распределенных по нему.

При получении льда образуетс  большое количество тепла. Это тепло можно использовать в качестве отдаваемого тепла дл  расположенных поблизости зданий либо дл  интенсивного выращивани  рыбы или мидий (устриц). Тепло может служить основой дл  электрических станций, работающих на разности температур (холодна  вода фиорда по отношению к полученному из- 6bfTKy тепла) .

Дл  удобства перевозки по морю лед ного тела от места получени  до места назначени , его вертикальна  высота и, таким образом, осадка не олжны быть слишком больщими, чтобы тело, вытесн ющее так много воды, могло проходить над самыми мелкими местами по пути буксировки. В месте назначени  вертикальную высоту можно увеличить настолько5 чтобы тело находилось на морском дне в покое

и могло противосто ть всем силам течений , волн, ветра и т.п.

Запланированную установку оборудовани  на лед ном теле, которую нельз  сделать на берегу, можно проивести в месте назначени . На верхней поверхности лед ного тела можно возвести здани  10 и другие сооружени  такие, как бурова  вышка 11. Если лед ное тело нужно использовать в качестве нефтедобывающей платформы, можно установить на его поверхности вентили, перекачивающее оборудование дл  погрузки танкеров и т.п., можно соорудить вертолетную площадку 12 или короткую взлетно-посадочную полосу, поскольку по сравнению с морскими платформами лед ное тело может иметь очень большие размеры в горизонтальном направлении. Если лед на  конструкци  находитс  на глубине около 100 м то она может иметь диаметр примерно 250 м. Комнаты дл  обслуживани  персонала, производственные помещени  13, а также склады 14 можно расположить внутри толщи льда так, как в антарктических станци х. В таком случае они защищены от непогоды и ветра. Большие балластные резервуары, такие как склады 14, также можно использовать дл  увеличени  осадки тела в месте назначени . Если большое хранилище склада 14 вырезано во льду в месте его получени , например на берегу, то это придает лед ному телу меньшую осадку по сравнению с твердым лед ным телом такого же размера. Помещени  дл  складов 14 можно сделать настолько большими, чтобы лед ное тело пропльшало над самыми мелкими местами по его маршруту буксировки . В месте назначени  помещени  под склады 14 можно заполнить переохлажденной водой, например морской, имеющей более высокое содержание соли , так, чтобы жидкость оставалась в жидком состо нии при температурах от примерно -5 до -8°С. Осадка тела возрастает, тело оказывает несколько большее давление на морское дно и приобретет достаточную стабильность . В накопительных складах 14 можно также хранить нефть или сжиженный газ. Если накопительные помещени  складов не заполнены нефтью , их можно заполнить морской водой,если это необходимо дл  придани  лед ному телу достаточного веса

Пр мой доступ к морскому дну можно обеспечить путем устройства внутренней полости 15, проход щей от верхней части лед ного тела вниз до дна. Если уплотнить тело по отношению к внешнему давлению воды посредством создани  окружающей юбки 16, котора  вдавлена в морское дно под действием большого веса лед ного тела, то в полости 15 можно установить буровую вьш1ку 17 или обеспечить непосредственный доступ к верхней части скважины. Таким образом, можно обеспечить такие же услови , как и на земле, дл  бурени  и добычи нефти. Т желые конструкции, например здани  10 или бурова  вьшпса 11, могут вызвать нежелательное оползание льда. Оползание может быть наибольшим в зо- не около поверхности воды, поскольку здесь отсутствует противоположное давление снаружи, либо оно слишком мало. Поэтому устанавливают опоры 18 дл  таких конструкций зданий до некоторой глубины ниже поверхности воды, до уровн , где тенденци  к оползанию льда минимальна. На этом уровне основани  располагаютс  на плитах 19, распредел ющих нагрузку.

Дл  предотвращени  протечки воды под юбкой 16 и ее проникновени  в полость 15 в лед ном теле, по крайней мере в его нижней части поддерживают настолько низкую температуру, что морское дно промерзает на достаточную глубину.

Когда лед подвергают воздействию большого давлени , он становитс  полужидким и в нем происход т оползани . Чтобы предотвратить это, лед ное тело по крайней мере в зоне вокруг поверхности воды получают внутри формь: 20 (фиг. 4). Эта форма может состо ть из двух концентрических колец 21 и 22, причем внутреннее кольцо 21  вл етс  настолько эластичным, что оно оказывает сопротивление, но перемещаетс  вместе с оползнем. Это кольцо также снабжено крепежными элементами в виде радиально на- правленных зат жек 23, которые жестко вморожены в лед. Наружное кольцо 22  вл етс  твердым, жестким кольцом, и в пространство 24 между двум  кольцами подают сжатый газ, с помощью которого можно контролировать оползание льда . Внешнее кольцо настолько т жело, что оно может соскользнуть по телу. Дл  предотравщени  этого на

нем устанавливают баки плавучести либо делают кольцо слегка коническим по форме так, что возникает направленна  вверх сила как реакци  на оползание льда.

Поскольку оползание льда происходит главным образом на поверхности воды, в зоне, где значительна эрози  под действием волн, можно использовать изолированные бетонные кассеты, которые прижаты к поверхности льда стальными тросами, проход щими от кассеты к кассете вокруг всего тела. Таким образом .получают волноломный эффект, и в то же врем  обеспечиваютс  техническа  изол ци  и противодействие оползанию. Кроме того, чтобы уменьшить оползание, можно вморозить в лед гранулированный материал , такой как песок, опилки или т.п.

Гранулированный материал этого типа в сочетании с температурным контролем снижает тенденцию оползани  и в зависимости от обсто 

тельств может работать как балласт, или как дополнительное средство плавучести согласно тому, какую плотность имеет выбранный материал, большую или меньшую по отношению к льду.

Изобретение дает возможность получать лед ные тела различной плотности , например, в вертикальной плоскости , причем нижней части придают сравнительно большую плотность, чем верхней, что благопри тно вли ет на стабильность и дает возможность

увеличивать высоту по отношению к ширине, что было бы трудно осуш;ест- вить другим образом. Кроме того, можно получать лед ные тела, которые целиком погружены в мор , и могут служить, например, посто нными основани ми дл  буровых и Эксплуатационных платформ на больших океанских глубинах вблизи пол рных районов . Способ также можно использовать дл  создани  искусственных по

рогов в фиордах или в узких заливах.

п

t/a.J

Фиг.

ВНИИПИ Заказ 1336/62 Тираж 641 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims (5)

1. Способ получения тел из льда, включающий образование зоны под ледяное тело, подачу переохлажденной пресной воды и кусочков льда из льдоморозильной установки в зону формирования ледяного тела, отличающийся тем, что, с целью снижения сроков возведения больших ледяных тел преимущественно для установки сооружения типа буровых платформ, смешивание кусочков льда с водой до образования ледяного тела осуществляют .

в прибрежной зоне в теплоизолирую щей плавающей форме, соответствующей габаритным размерам возводимого сооружения, при этом в ледяном теле образуют балластные емкости, после этого транспортируют ледяное тело на место установки, причем установку ледяного тела в проектное положение осуществляют путем заполнения балластных емкостей.

2. Способ по п. ^отличающийся тем, что сооружения типа буровых платформ закрепляют в ледяном теле ниже ватерлинии.

3. Способ поп. ^отличающийся тем, что температуру нижней части ледяного тела поддерживают рав- <9 ной температуре образования мерзлоты в грунте под ледяным телом на месте его установки.

4. Способ поп. 1, отличающийся тем, что в ледяное тело вмораживают гранулированный материал в виде песка или опилок.

5. Устройство для получения тел из льда, выполненное в виде открытой сверху емкости, отличающеес я тем, что в плане емкость выполнена в виде двух концентрично расположенных колец, образующих полость, заполненную сжатым воздухом, причем внутреннее кольцо выполнено' эластичным, а наружное - жестким.