SU1330261A1 - Глубоководна опора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области гидротехнического строительства. Цель изобретени  - снижение металлоемкости и повышение надежности.сооружени . Опора состоит из решетчатого ствола 1 и встроенного поплавка 2 (ВП), кото- рьш размещен ниже минимального уров н  взволнованной поверхности мор . ВП выполнен в виде открытого снизу колокола, и в верхней части его устроено отверстие 4 дл  предотвращени  образовани  воздушной подушки и полного заполнени  водой. Форма поплавка в виде колокола, открытого снизу, позволит использовать дополнительную массу воды 3, заключенной под коло- колообразным ВП, в общем колебании конструкции, что приводит к -повышению инерционности всего сооружени  без изменени  массы за счет снижени  усилий в элементах конструкции и уменьшени  перемещени  опоры. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. i /

Description

1

Изобретение относитс  к строительству морских сооружений и может быть использовано дл  глубоководных нефтепромысловых платформ.

Цель изобретени  - снижение металлоемкости и повышение надежности сооружени .

На фиг. 1 показана глубоководна  опора с жестким соединением ствола с .дном, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расчетна  схема опоры с жестким соединением ствола с дном; на фиг. 4 - опора с шарнирным соединением ствола с дном, общий вид; на фиг. 5 - разрез Б-З на фиг. 4; на фиг. 6 - график зависимости коэффициентов Kg и К от относительной высоты расположени  сосре-- доточенной массы т дл  опоры с жёстким соединением ствола с дном; на фиг. 7 - график зависимости отношени  коэффициентов Kg /К от относительной высоты расположени  сосредоточенной массы ш дл  опоры с жестким соединением ствола с дном; на фиг. 8 - график зависимости амплитуды колебаний от момента инерции массы опоры относительно точки шарнирного соединени  ствола с дном.

Глубоководна  опора состоиу из решетчатого ствола 1, встроенного поплавка 2, ограничивающего массу воды 3. Встроенный поплавок 2 может быть, выполнен в виде одиночного поплавка в виде колокола (фиг. 1) или группы соединенных между собой листовой обшивкой поплавкой (фиг. 5). .Дл  предотвращени  образовани  в верхней части колокола воздушной подушки и полного заполнени  колокола водой в. его верхней части выполнено отверстие 4.

Работа предлагаемого сооружени  характеризуетс  тем, что форма поплавка в виде колокола, открытого снизу, позвол ет использовать допол нительную массу воды 3, заключенную под колоколом - поплавком, в общем колебании конструкции, что приводит к повышению инерционности всего сооружени  без изменени  массы, благодар  чему достигаетс  положительньм эффект, а именно снижение металлоемкости и повьшение надежности сооружени  за счет снижени  усилий в элементах конструкций и уменьшени  перемещений опоры.

30261. 2

В случае жесткого соединени  ствола глубоководной опоры с дном важно, чтобы сооружение не попадало в резо- g нанс с волновой нагрузкой, так как это приводит к недопустимым перемещени м и усили м. Дл  вывода частот собственных колебаний опоры из резонансной зоны необходимо выполнить

10 усилие, чтобы частота первой формы колебаний (со,) бьша меньше частоты максимума спектра волнени , а частота второй формы (cOj) больше частоты максимума спектра волнени .

15 Перва  и втора  частоты собственных колебаний глубоководной опоры с жестким соединением ствола с Дном (фиг. 3) определ етс  по формуле

5

0

где ed,, - табличные коэффициенты формы колебаний;

1 - расчетна  длина ствола, м;

Е - модуль упругости Юнга,

I - момент инерции сечени 

ствола, м ;

- эквивалентна  распределительна  по стволу масса , т/м, определ ема  по формуле

т.

1,-г

35

m

ч.-г

т„ -ь + ,,

0

5

0

где га.

М

тК

-распределительна  масса, ствола, т/м;

-масса верхнего строени , т;

-суммарна  масса встроенного поплавка 2 с ограниченным объемом воды 3 т;

-коэффициент приведени  массы m к распределительной , завис щей от

г.- и от формы колебаний .

Отношение первой и второй частот собственных колебаний определ етс  по формуле

51,1

СО,

со.

|)

Шк.

со,

Снижение отношени  -:; достига г етс  размещением встроенного поплав-

ка на рассто нии х 0,7-0,9 от дна При этом отношение

9|

 вл етс 

минимальным (меньше 1), что обуславливает минимум отно шени  т„ /т„ и, соответственно, минимум отношени  Q, г;- , а это позвол ет развести частоты

первой и второй форм колебаний на максимальное рассто ние от частоты максимума спектра волнени  (фиг. 6 и 7).

Повышение инерционного опоры при жестком соединении ствола с дном и вывод частот собственных колебаний из резонансной зоны позвол ет уменьшить перемещение конструкции и сни- зить усилие в элементах ствола.

В случае глубоководной опоры с шарнирным соединением решетчатого ствола с дном (фиг. 4) колоколообраз на  вставка может быть выполнена, например, из дес ти поплавков, соединенных между собой по периметру металлическими листами, что позвол ет увеличить присоединенную массу воды в 2,6 раз по сравнению с конструкцией , оборудованной тем же числом не объединенных между собой навесных поплавков. Это приводит к увеличению момента инерции системы

в 2,2 раза и к снижению амплитудъг колебаний в 4,5 раз.

Применение колоколообразного встроенного поплавка позвол ет повысить надежность глубоководной опоры за счет снижени  амплитуд перемещений и усилий в элементах конструкции при многократно повтор ющихс  волновых воздействи х, а та1сже уменьшить металлоемкость конструкции.

Claims (2)

1. Глубоководна  опора, включающа  решетчатый ствол, жесткое соединение ствола с дном, встроенный поплавок , отличающа с  тем, что, с целью снижени  металлоемкости

и повышени  надежности сооружени , встроенный поплавок выполнен в виде расположенного ниже минимального уровн  взволнованной поверхности мор  открытого снизу колокола, снабженного отверстием в верхней части.

2. Опора по п. 1, отличаю- щ а   с   тем, что, с целью улучше- ни  динамических характеристик Со- оружени , встроенньй поплавок расположен на рассто нии от дна, равном 0,8 глубины акватории.

Х

- /Ttff

риг.2

7///7//////

(рие.З

z -

T7V///X

/ / 7 7 /////// CjjTi/S-i

CfJU8.S

0,1 0,2 О.Ъ ОЛ 0.5 0.6 0,7 0.8 О,9 f,O

фиг. б

0,1 0,2 0,Ъ 0,Ц- 0,5 0,6 0.7 0.8 0,9 Г.О

Фиг.7

Of n/ftjmt/O

ffo/fe5offtff

Составитель P. Бесчастнова Редактор М, Петрова Техред В.КадарКорректор Г. Решетник

3548/32

Тираж 606 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, «г. Ужгород, ул. Проектна , 4

J MOMfH/rt Ufffpt uu Mcrcc /

Фи9.8