Результат интеллектуальной деятельности: МОРСКАЯ ПЛАВУЧАЯ ПЛАТФОРМА

Изобретение относится к средствам освоения континентального шельфа и может быть применено для глубоководных платформ с натяжными опорами.

Известна морская плавучая добычная платформа (патент US №5439321, 1993 г. [1]), содержащая плавучий полупогружной модуль с оборудованием для добычи углеводородов, в рабочем режиме пришвартованный к небольшой платформе с устьями скважин, которая имеет натяжные связи, закрепленные на донных якорях, при этом верхняя палуба упомянутой добычной платформы постоянно находится над поверхностью воды.

Недостатком конструкции указанной добычной платформы является то, что она не может использоваться в ледовых условиях, так как не защищена от воздействия движущегося ледового поля.

Известна также морская плавучая эксплуатационная платформа (патент RU №2124455, 1995 г. [2]), содержащая подводный водоизмещающий модуль, поддерживающий надводный модуль посредством жестких опорных колонн со связующими элементами, и натяжные связи, закрепленные на донных якорях, причем опорные колонны со связующими элементами выполнены отъемными от подводного модуля для возможности быстрого ухода платформы из опасного в ледовом отношении района и обеспечения возврата на покинутое место.

Недостатком указанной известной морской плавучей платформы является значительная металлоемкость и большое водоизмещение подводного модуля, а также сложность конструкции и процесса постановки платформы на точку и снятия ее с точки вследствие необходимости балластировки подводного модуля для поддержания натяжения в связях и удержания надводного модуля над поверхностью воды.

Техническим результатом также известного технического решения (патент RU №2519580 С2, 20.06.2014 [3]) является уменьшение металлоемкости при повышении надежности стыковки и расстыковки модулей и упрощение процесса балластировки платформы, который достигается в морской плавучей платформе, содержащей подводный водоизмещающий модуль, поддерживающий надводный модуль посредством жестких опорных колонн со связующими элементами, и натяжные связи, закрепленные на донных якорях, причем опорные колонны со связующими элементами выполнены отъемными от подводного модуля для возможности быстрого ухода платформы из опасного в ледовом отношении района и обеспечения возврата на покинутое место, отличающегося тем, что подводный модуль выполнен из отдельных герметичных понтонов, соединенных между собой жесткими связями с возможностью ограниченных взаимных перемещений, при этом упомянутые опорные колонны надводного модуля снабжены механизмами соединения с понтонами подводного модуля для фиксации упомянутых модулей между собой.

Указанный технический результат в известном техническом решении [3] достигается также тем, что упомянутые жесткие связи соединены между собой посредством промежуточного компенсатора, а также тем, что упомянутый промежуточный компенсатор выполнен круглой формы и из эластичного материала, упомянутые жесткие связи выполнены изогнутыми для увеличения их податливости и облегчения взаимных перемещений понтонов, на верхних палубах понтонов подводного модуля смонтированы ловители, а в днище надводного модуля выполнены углубления, адекватные по размерам и форме упомянутым ловителям; а также тем, что упомянутые механизмы соединения водоизмещающих модулей выполнены байонетными.

Однако существенным недостатком известной морской плавучей платформы, как и аналогов, является то, что для ухода платформы из опасного в ледовом отношении района и обеспечения возврата на покинутое место, необходимы средства обеспечения (суда или гусеничные тягачи) с соответствующим буксирным оборудованием, которые должны базироваться в непосредственной близости от морской плавучей платформы, что практически не может быть обеспеченно при наличии, например, плавающего льда вокруг морской плавучей платформы (гусеничные тягачи) или при неблагоприятных погодных условиях (суда).

Задачей заявляемого технического решения является повышение оперативности при уходе платформы из опасного в ледовом отношении района и обеспечения возврата на покинутое место.

Поставленная задача решается за счет того, что на морской плавучей платформе, содержащей подводный водоизмещающий модуль, поддерживающий надводный модуль посредством жестких опорных колонн со связующими элементами, и натяжные связи, закрепленные на донных якорях, причем опорные колонны со связующими элементами выполнены отъемными от подводного модуля для возможности быстрого ухода платформы из опасного в ледовом отношении района и обеспечения возврата на покинутое место, подводный модуль выполнен из отдельных герметичных понтонов, соединенных между собой жесткими связями с возможностью ограниченных взаимных перемещений, при этом упомянутые опорные колонны надводного модуля снабжены механизмами соединения с понтонами подводного модуля для фиксации упомянутых модулей между собой, на несущем корпусе надводного модуля по его периметру размещено гибкое ограждение для создания воздушной подушки, имеющее ресивер, установленное на бортовых кринолинах, прикрепленных к корпусу, надводный модуль содержит нагнетательный и движительный комплексы, имеющие главные двигатели с приводами и авиационные воздушные винты изменяемого шага в насадках.

Как и в прототипе [3], заявляемая морская плавучая платформа содержит надводный модуль на жестких опорных колоннах со связующими элементами (понтонами) и подводный модуль, состоящий из понтонов с ловителями, соединенных жесткими связями через компенсатор. Подводный модуль снабжен натяжными связями, закрепленными на донных якорях. Днище надводного модуля имеет углубления для сопряжения с ловителями.

В каждой из жестких опорных колонн надводного модуля установлен байонетный механизм соединения с понтонами подводного модуля, состоящий из гидроцилиндра, соединительной тяги, механизма поворота, механизма фиксации и крестовины. Соединительная тяга расположена в направляющей трубе, пространство между тягой и направляющей трубой заполнено резиновым уплотнителем.

В понтонах подводного модуля предусмотрены крестообразные полости для прохода крестовины в нишу, а также крестообразные пазы для фиксации крестовины. Первоначально на точке базирования морской плавучей платформы устанавливаются на заданной глубине понтоны, закрепляемые к донным якорям при помощи вертикальных натяжных связей.

Надводный модуль с помощью системы позиционирования наводится на понтоны и, принимая балласт, начинает погружаться таким образом, чтобы ловители зашли в углубления, выполненные в понтонах надводного модуля. Точность посадки обеспечивается компенсатором, деформация которого компенсирует разность допусков размеров между ловителями, установленными на понтонах подводного модуля, и ответными углублениями надводного модуля.

После полного погружения надводного модуля на понтоны требуется выполнить соединение модулей. Эта операция производится с помощью байонетного механизма соединения, установленного в каждой из опорных колонн надводного модуля.

За счет выдвижения штока гидроцилиндра соединительная тяга с крестовиной опускаются вниз, крестовина заходит в крестообразную полость понтона и, пройдя через эту полость, располагается в нише. Далее за счет вращения механизма поворота крестовина разворачивается на угол 45°. Втягиванием штока гидроцилиндра обратным движением поднимается крестовина, которая входит в крестообразный паз, выполненный во внутренней части понтона. После этого с помощью клинового механизма фиксации фиксируют соединительную тягу, тем самым жестко соединяясь с корпусом надводного модуля. Затем за счет продувки балластных цистерн надводный модуль, пытаясь всплыть, при помощи соединительной тяги и крестовины приподнимает понтон, и за счет этого создается требуемое натяжение в вертикальных натяжных связях. За счет натянутого состояния ограничиваются вертикальные и горизонтальные перемещения платформы при действии волнения и ветра.

Работа устройствами закрепления надводного модуля к понтонам подводного модуля производится синхронно. Для обеспечения выполнения операции по закреплению применяется система подводного видеонаблюдения.

В отличие от прототипа [3], в предлагаемом техническом решении, на несущем корпусе надводного модуля по его периметру размещено гибкое ограждение для создания воздушной подушки, имеющее ресивер, установленное на бортовых кринолинах, прикрепленных к корпусу, надводный модуль содержит нагнетательный и движительный комплексы, имеющие главные двигатели с приводами и авиационные воздушные винты изменяемого шага в насадках.

Гибкое ограждение для создания воздушной подушки может быть выполнено из резины или эластичной пластмассы и в не рабочем состоянии находится в виде рулона. Движительные комплексы расположены на грузовой палубе надводного модуля в кормовой части побортно и представляют собой систему центробежных нагнетателей воздуха, расположенных на одной оси, и имеют тот же привод, что и движительные комплексы. Рулевой комплекс состоит из вертикально расположенных за воздушными винтовыми движителями аэродинамических рулей и установленных побортно в носовой части воздушных подруливающих устройств, сообщенных с ресивером гибкого ограждения. В приводах движительных и нагнетательных комплексов могут быть использованы авиационные газотурбинные двигатели типа ТВ3.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Для экстренного ухода платформы с точки и ее последующего возвращения и установки на точку гибкое ограждение приводится в рабочее состояние, т.е. разматывается из рулона. Запускается нагнетательный комплекс, обеспечивающий поступление воздуха в гибкое ограждение. При этом осуществляется отстыковка надводного модуля от подводного модуля. Далее запускаются движительные комплексы и надводный комплекс своим ходом следует в безопасный район и в последующем возвращается на штатное место.

Заявляемое изобретение позволяет упростить процессы экстренного ухода платформы с точки ее штатного базирования и последующего возвращения и установки на точку.

Источники информации

1. Патент US №5439321, 1993 г.

2. Патент RU №2124455, 1995 г.

3. Патент RU №2519580 С2, 20.06.2014.