Морская стационарная платформа

Полезная модель относится к области гидротехнических сооружений, а именно к морским стационарным платформам (МСП) для освоения континентального шельфа. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение технологичности морской стационарной платформы путем увеличения уровня унификации элементов опорного основания для упрощения его строительства и обеспечения возможности последующего монтажа методом модульной сборки. Новым в заявляемой морской стационарной платформе является то, что опорное основание включает в себя не менее двух модулей опорных колонн, модули соизмеримых с опорными колоннами свайных барабанов, соответственно смонтированных в нижней части модулей опорных колонн, а также модули горизонтальных соединительных элементов.

Полезная модель относится к области гидротехнических сооружений, а именно к морским стационарным платформам (МСП) для освоения континентального шельфа.

Известна морская стационарная платформа, содержащая опорное основание с вертикальной опорной колонной, на которой смонтировано верхнее строение платформы (см. международную заявку W09839550, МПК 7 Е 02 В 43/01, 1997).

Известна также морская стационарная платформа, содержащая опорное основание с вертикальными опорными колоннами, на которых смонтировано верхнее строение платформы (см. платформа «Лун-А», «Hardworking Sakhalin waits on next wave», журнал «Offshore Engineer», Vol.30 №2, 2005, p.p.31-38, photos p.p.35, 37 and 38 - прототип). Эта платформа имеет опорное основание в виде плиты из монолитного железобетона с опорными колоннами также из монолитного железобетона, сформированными непосредственно на плите.

Недостатком платформы по прототипу является то, что она представляет собой массивное монолитное сооружение единичной постройки с длительным циклом изготовления. Строительство такой платформы требует использования уникальных построечных мест в течение всего периода строительства от закладки элементов опорной плиты до завершения формирования опорных колонн.

Так, для постройки опорных оснований МСП «Лун-А» и «ПА-Б» в г.Находка, порт «Восточный», Приморский Край, Россия создан уникальный строительный бассейн с размерами по подошве 267×142 м и глубиной 13,25 м.

Указанные обстоятельства обуславливают высокую стоимость и продолжительность строительства такой платформы.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение технологичности морской стационарной платформы путем увеличения уровня

унификации элементов опорного основания для упрощения его строительства и обеспечения возможности последующего монтажа методом модульной сборки.

Это достигается в морской стационарной платформе, содержащей опорное основание с вертикальными опорными колоннами, на которых смонтировано верхнее строение платформы, тем, что опорное основание включает в себя не менее двух модулей опорных колонн, модули соизмеримых с опорными колоннами свайных барабанов, соответственно смонтированных в нижней части модулей опорных колонн, а также модули горизонтальных соединительных элементов, жестко закрепленные к модулям свайных барабанов для соединения модулей опорных колонн.

Указанный технический результат достигается также тем, что расстояние между осями модулей опорных колонн может составлять:

0,8·l{a+b)1,0·l

при равномерно распределенной нагрузке от верхнего строения на опорное основание и:

при дискретной нагрузке от верхнего строения на опорное основание, где:

l - расстояние между осями модулей опорных колонн;

а и b - длины свесов верхнего строения.

G₁, G₂, и G ₃ - величины дискретной нагрузки от верхнего строения на опорное основание.

Кроме того, указанный технический результат достигается также тем, что модули опорных колонн могут быть выполнены водонепроницаемыми, модули горизонтальных соединительных элементов могут быть выполнены водонепроницаемыми, а также модули свайных барабанов могут быть выполнены водонепроницаемыми.

На фигуре 1 изображен пример конструктивного выполнения заявляемой морской стационарной платформы;

на фиг.2 - модуль опорной колонны упомянутой платформы;

на фиг.3 - модуль свайного барабана;

на фиг.4 - изображен модуль опорной колонны в соединении с модулем свайного барабана;

на фиг.5 - изображен пример конструктивного выполнения опорного основания, включающего 4 модуля опорных колонн и 4 модуля соизмеримых с опорными колоннами свайных барабанов, а также 4 модуля горизонтальных соединительных элементов, жестко закрепленные к модулям свайных барабанов, и выполненные водонепроницаемыми

на фиг.6 - то же, с модулями свайных барабанов и горизонтальных соединительных элементов выполненными проницаемыми;

на фиг.7 - изображен пример конструктивного выполнения опорного основания, состоящего из 3 модулей опорных колонн, 3 модулей свайных барабанов, а также 3 модулей горизонтальных соединительных элементов

на фиг.8 - схема равномерно распределенной нагрузки от верхнего строения платформы на опорное основание

на фиг.9 - схема дискретной нагрузки от верхнего строения платформы на опорное основание.

Заявляемая морская стационарная платформа, состоит из верхнего строения 1, установленного на опорном основании 2, которое включает в себя не менее двух модулей опорных колонн 3, соизмеримых с модулями свайных барабанов 4, соответственно смонтированных в нижней части модулей 3 опорных колонн, а также модули 5 горизонтальных соединительных элементов, жестко закрепленные к модулям 4 свайных барабанов для соединения модулей 3 опорных колонн. Модули 4 свайных барабанов включают в себя направляющие 6 для свай (не показаны). Направляющие 6 могут быть выполнены как в теле модуля 4 свайного барабана, так и присоединены к нему. При этом расстояние между осями модулей 3 опорных колонн может составлять:

0,8·l{a+b)1,0·l

при равномерно распределенной нагрузке от верхнего строения 1 на опорное основание 2 и:

при дискретной нагрузке от верхнего строения 1на опорное основание 2,

где:

l - расстояние между осями модулей 3 опорных колонн;

а и b - длины свесов верхнего строения 1,

G₁, G ₂, и G₃ - величины дискретной нагрузки от верхнего строения 1 на опорное основание 2.

Указанные соотношения получены из условия недопущения значительной разницы изгибающих моментов в опорных сечениях и в пролете между опорными колоннами основных конструкций несущей палубы верхнего строения 1 морской стационарной платформы. При нагрузке от верхнего строения 1 на опорное основание 2, близкой к равномерно распределенной q, (фиг.8) изгибающий момент на опоре равен:

,а в пролете откуда при М_оп=М _пр

a²+b² =a·l,

а при ab-а=l/2.

Принимая номинальное отклонение величин М_оп и М_пр-М=0,1 М

0,4·l<а<0,6·l

Тогда приемлемый диапазон соотношения суммы длин свесов основных балок несущей палубы верхнего строения и расстояния между опорными колоннами принимается в виде:

0,8·l<(а+b)<1,0·l

При нагрузке от верхнего строения 1 на опорное основание 2, близкой к дискретной G₁, G ₂, G₃, (фиг.9) изгибающий момент на опоре равен:

,а в пролете откуда при М_оп=М _пр

G₃·b-G ₁·а=G₂·l,

а при ,

Принимая номинальное отклонение величин М _оп и М_пр-М=0,1 М

Тогда приемлемый диапазон соотношения суммы длин свесов основных балок несущей палубы верхнего строения 1 и расстояния между опорными колоннами принимается в виде:

Модули 3 опорных колонн, модули 4 свайных барабанов, модули 5 горизонтальных соединительных элементов могут выполняться водонепроницаемыми, обеспечивающими плавучесть опорного основания 2 или платформы в целом (см. фиг.5, 7), так и проницаемыми (см. фиг.6). Платформа может иметь как двухопорную или трехопорную, так и любую другую многоопорную конфигурацию с любым количеством модулей 3 опорных колон не менее двух.

Монтаж заявляемой морской стационарной платформы осуществляют следующим образом.

На специализированных предприятиях изготавливают модули 3 опорных колонн и модули 4 соизмеримых с опорными колоннами свайных барабанов.

Затем на специализированных участках предварительной модульной сборки в нижней части модулей 3 опорных колонн соответственно монтируют модули 4 соизмеримых с опорными колоннами свайных барабанов.

Далее, на специализированном построечном месте модули 3 опорных колонн, соединенные с соизмеримыми с опорными колоннами модулями 4 свайных барабанов, соединяют в опорное основание 2 посредством модулей 5 горизонтальных соединительных элементов, жестко закрепляемых к модулям 4 свайных барабанов.

Сформированное таким образом опорное основание 2 морской стационарной платформы доставляют к месту установки на плаву или с помощью транспортного средства (не показано).

Верхнее строение 1 платформы может быть установлено на опорное основание 2 либо на построечном месте либо на точке постановки основания в море посредством, например, специализированного транспортно-монтажного судна или плавучего крана (не показано).

Заявляемая полезная модель позволяет повысить экономические показатели, надежность и ремонтопригодность опорного основания и МОП в целом за счет снижения трудоемкости постройки, уменьшения затрат на использование построечных мест, а также снижения материалоемкости и повышения технологичности конструкций и уровня их унификации позволяет обеспечить широкую кооперацию и использовать возможности высокоэффективных специализированных производств разных предприятий.

1. Морская стационарная платформа, содержащая опорное основание с вертикальными опорными колоннами, на которых смонтировано верхнее строение платформы, отличающаяся тем, что опорное основание включает в себя не менее двух модулей опорных колонн, модули соизмеримых с опорными колоннами свайных барабанов, соответственно смонтированных в нижней части модулей опорных колонн, а также модули горизонтальных соединительных элементов, жестко закрепленные к модулям свайных барабанов для соединения модулей опорных колонн.

2. Морская стационарная платформа по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между осями модулей опорных колонн может составлять

0,8·1(a+b)1,0·l

при равномерно распределенной нагрузке от верхнего строения на опорное основание, и

при дискретной нагрузке от верхнего строения на опорное основание, где:

l - расстояние между осями модулей опорных колонн;

а и b - длины свесов верхнего строения;

G₁, G₂, и G ₃ - величины дискретной нагрузки от верхнего строения на опорное основание.

3. Морская стационарная платформа по п.1, отличающаяся тем, что модули опорных колонн могут быть выполнены водонепроницаемыми.

4. Морская стационарная платформа по п.1, отличающаяся тем, что модули горизонтальных соединительных элементов могут быть выполнены водонепроницаемыми.

5. Морская стационарная платформа по п.1, отличающаяся тем, что модули свайных барабанов могут быть выполнены водонепроницаемыми.