Устройство для монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы и способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы

 

Изобретения относятся к гидротехническому строительству на морском шельфе и предназначены для монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы. В устройстве для монтажа опорных колонн несущая металлоконструкция выполнена в виде треноги, имеющей верхнюю балку и смонтированной между штатными узлами крепления опорной колонны по-походному на крыше портала. Каждая из ног треноги выполнена с опорной поверхностью, контактирующей с крышей портала, и отверстием в нижней части ноги, взаимодействующим с винтом штатного узла крепления, и снабжена обухом. Подъемный канат с основной лебедки платформы через обводные блоки проведен на полиспастные блоки, смонтированные на верхней балке треноги и ориентированные посередине проема портала, и заведен на грузовую подвеску, несущую основные подъемные стропы, выполненные составными, причем их длина превышает расстояние от наиболее удаленного обуха ошвартованной у борта платформы опорной колонны до опущенной до днища платформы грузовой подвески. При монтаже опорную колонну снабжают основными и дополнительными обухами. Перед притапливанием колонны опускают до днища корпуса платформы грузовую подвеску устройства. Основные подъемные стропы выводят наверх и соединяют с основными обухами опорной колонны, пропускают в проем портала, затем выводят наверх и соединяют с оголовком опорной колонны канаты дополнительных лебедок. Притапливают опорную колонну до зависания ее на грузовой подвеске устройства и поднимают основной лебедкой платформы до днища последней. Ориентируют опорную колонну посредством канатов дополнительных лебедок для заведения ее в проем шахты портала. Отсоединяют от колонны канаты дополнительных лебедок. Посредством основной лебедки поднимают колонну до выхода ее оголовка из воды и подсоединяют дополнительные стропы устройства к дополнительным обухам на колонне. Вывешивают опорную колонну на дополнительных стропах и укорачивают основные стропы, убирая по одной части от каждого, соединяют их оставшиеся части с основными обухами колонны и приподнимают ее. Отсоединяют дополнительные стропы и поднимают опорную колонну до зацепления с шестернями редукторов механизма подъема. Техническим результатом данной группы изобретений является упрощение конструкции устройства, повышение его грузоподъемности и эксплуатационных возможностей и снижение эксплуатационных затрат при осуществлении монтажа опорной колонны. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, использующихся на морском шельфе, и могут быть применены для монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы (СПП).

Известно устройство для монтажа опорных колонн СПП, выполненное в виде грузоподъемного крана, устанавливаемого на верхней палубе платформы, и способ монтажа опорных колонн посредством упомянутого грузоподъемного крана (JP 55-36766 A, 24.09.80, кл. E 20 B 17/00).

Грузоподъемный кран берет части опорных колонн и опускает их в проем порталов СПП, где их сваривают с уже смонтированными ранее.

Недостаток известного устройства заключается в его сложности и в том, что оно занимает значительное место на палубе СПП, где кроме него должно быть размещено большое количество технологического оборудования.

Сложность конструкции известного устройства обусловлена тем, что это целый грузоподъемный кран - весьма значительное грузоподъемное средство.

Известно устройство для монтажа опорных колонн СПП, выполненное в виде вертикальной поворотной балки, смонтированной на портале СПП, сбоку него, и несущей на верхней части горизонтальную укосину с противовесом на одном конце и грузовой подвеской на другом. Грузовая подвеска связана канатом с подъемным механизмом устройства. Это известное устройство принято в качестве прототипа (журнал "Ocean lndustry", vol 15, 1980, April, p. 12, СПП Interoceanll).

Недостаток известного устройства по прототипу заключается в сложности его конструкции, так как по сути дела это тоже грузоподъемный кран, у которого нет только механизма изменения вылета, а остальные элементы грузоподъемной машины, такие как металлоконструкции, механизмы подъема и поворота, присутствуют.

Кроме того, это устройство обладает ограниченной грузоподъемностью, рассчитанной только на одну секцию опорной колонны, и не может быть использовано для подъема всей колонны, например, при подводном монтаже последней.

При попытке усиления устройства для обеспечения подъема всей колонны из-под воды размеры, металлоемкость устройства и нагрузки на портал СПП от него возрастают до величин, при которых становится невозможным разместить и закрепить устройство на портале СПП.

Известен способ монтажа опорных колонн СПП (RU 2085659 C1, 27.07.97, кл. E 02 B 17/00) прототип способа, заключающийся в том, что переведенную в вертикальное положение опорную колонну сначала притапливают до соприкосновения с дном моря, затем наводят на нее проем шахты механизма подъема, застрапливают опорную колонну на пропущенный внутри шахты гак плавучего крана, расположенного рядом с СПП, и с помощью гака плавкрана поднимают опорную колонну, заводят ее в проем шахты и доводят ее до зацепления с шестернями редукторов спуско-подъемного механизма.

Недостаток известного способа заключается в его сложности и больших эксплуатационных затратах.

Сложность известного способа монтажа опорной колонны заключается в том, что опорную колонну СПП при затоплении необходимо довести в вертикальном положении до дна моря и установить ее на нем, навести с помощью буксиров всю установку так, чтобы требуемая шахта портала со спуско-подъемным механизмом была расположена над колонной, и соединить под водой с помощью водолазов стропы плавучего крана с оголовком колонны. Последняя операция является очень трудоемкой, так как кроме того, что она должна производиться водолазами, при ее осуществлении необходимо вручную оперировать с тяжелыми стропами большого диаметра.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является упрощение конструкции устройства, повышение его грузоподъемности и эксплуатационных возможностей и снижение эксплуатационных затрат при осуществлении монтажа опорной колонны.

Это достигается в устройстве для монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы с основными и дополнительными лебедками с подъемными канатами, механизмами подъема и порталами, имеющими штатные узлы крепления опорных колонн по-походному, при этом опорные колонны снабжены обухами, содержащем несущую металлоконструкцию с полиспастными блоками, смонтированную на портале платформы, с грузовой подвеской, стропами и обводными блоками тем, что несущая металлоконструкция выполнена в виде треноги, имеющей верхнюю балку и смонтированной между штатными узлами крепления опорной колонны по-походному на крыше портала, причем каждая из ног треноги выполнена с опорной поверхностью, контактирующей с крышей портала, и отверстием в нижней части ноги, взаимодействующим с винтом упомянутого штатного узла крепления, и снабжена обухом, а подъемный канат с основной лебедки платформы через обводные блоки проведен на полиспастные блоки, смонтированные на верхней балке треноги и ориентированные посередине проема портала, и заведен на грузовую подвеску, несущую основные подъемные стропы, выполненные составными, причем их длина превышает расстояние от наиболее удаленного обуха ошвартованной у борта платформы опорной колонны до опущенной до днища платформы грузовой подвески, а устройство снабжено дополнительными обухами, смонтированными на опорной колонне, и дополнительными стропами, навешенными на обухи треноги.

При этом обводные блоки установлены на крыше портала и палубе платформы.

Указанный технический результат достигается также в способе монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы, имеющей основные и дополнительные лебедки с канатами, механизмы подъема и порталы, посредством устройства для монтажа опорных колонн с установленными на них обухами, содержащего несущую металлоконструкцию с полиспастными блоками, грузовой лебедкой, стропами и обводными блоками, включающем притапливание опорной колонны под воду посредством балластировки и заведение ее из-под воды в проем портала до зацепления с шестернями редукторов механизма подъема тем, что опорную колонну снабжают как основными, так и дополнительными обухами, на подвеску навешивают основные, а на несущую металлоконструкцию - дополнительные стропы, перед притапливанием колонны опускают до днища корпуса платформы грузовую подвеску устройства, основные подъемные стропы выводят наверх и соединяют с основными обухами опорной колонны, пропускают в проем портала, затем выводят наверх и соединяют с оголовком опорной колонны канаты дополнительных лебедок, притапливают опорную колонну до зависания ее на грузовой подвеске устройства и поднимают основной лебедкой платформы до днища последней, после чего ориентируют опорную колонну посредством канатов дополнительных лебедок для заведения ее в проем шахты портала, отсоединяют от колонны канаты дополнительных лебедок, посредством основной лебедки поднимают колонну до выхода ее оголовка из воды и подсоединяют дополнительные стропы устройства к дополнительным обухам на колонне, вывешивают опорную колонну на дополнительных стропах и укорачивают основные стропы, убирая по одной части от каждого, соединяют их оставшиеся части с основными обухами колонны, приподнимают ее, отсоединяют дополнительные стропы, после чего поднимают опорную колонну до зацепления с шестернями редукторов механизма подъема.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства на одном из порталов платформы в раскрепленном по-походному положении, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - узел Б фиг. 2 в большем масштабе; на фиг. 4 - исходное положение опорной колонны перед ее монтажом посредством приведенного на фиг. 1 и фиг. 2 устройства (колонна в вертикальном положении ошвартована у борта платформы, грузовая подвеска устройства опущена до днища платформы, основные составные стропы соединены с основными обухами колонны, канаты дополнительных лебедок через проем портала соединены с оголовком колонны); на фиг. 5 - опорная колонна притоплена и подвешена на грузовой подвеске устройства; на фиг. 6 - опорная колонна поднята до днища платформы; на фиг. 7 - разрез В-В фиг. 6; на фиг. 8 - опорная колонна вывешена на дополнительных стропах; на фиг. 9 - узел Г фиг. 8;
на фиг. 10 - вид Д фиг. 9;
на фиг. 11 - опорная колонна вывешена на укороченных основных стропах;
на фиг. 12 - опорная колонна поднята посредством устройства в положение зацепления с шестернями редукторов механизма подъема.

Самоподъемная плавучая платформа 1 имеет основные 2 и дополнительные 3 лебедки с подъемными канатами 4 и 5, механизмы подъема 6 с редукторами 7 и шестернями 8, порталы 9 с узлами 10 и винтами 11 крепления по-походному опорных колонн 12, снабженных основными 13 и дополнительными 14 обухами, направляющими 15 и зубчатыми рейками 16, с обводными блоками 17.

Устройство для монтажа опорных колонн 12 содержит треногу 18 с верхней балкой 19 с полиспастными блоками 20, с опорными поверхностями 21, отверстиями 22, с обухами 23, грузовую подвеску 24 с составными подъемными стропами, составленными из верхних 25 и нижних 26 стропов, дополнительные стропы 27, обухи 28 и направляющие 29.

Тренога 18 своими опорными поверхностями 21 оперта на крышу портала 9 и раскреплена на нем своими ногами между узлов 10 крепления опорных колонн 12 по-походному. Для более надежного крепления треноги 18 на портале 9 она зафиксирована винтами 11, входящими в отверстия 22.

Подъемный канат 4 с основной лебедки 2 через обводные блоки 17, установленные на крыше портала 9 и палубе платформы 1, заведен на полиспастные блоки 20 на верхней балке 10 треноги 18 и запасован в полиспаст между блоками 20 и блоками на грузовой подвеске 24. Последняя снабжена составными подъемными стропами, включающими верхние 25 и нижние стропы 26. Тренога 18 на каждой из ног снабжена обухами 23, на которые надеты дополнительные стропы 27. Обухи 28 смонтированы в проеме платформы и служат для соединения со стропами 26. Путем надраивания стропов обеспечивается раскрепление устройства перед перегоном к месту монтажа опорных колонн 12. Для облегчения заводки колонн 12 в проем платформы служат направляющие 29.

Дополнительные лебедки 3 с подъемными канатами 5 предназначаются для вспомогательных операций ориентирования опорной колонны 12 при ее монтаже.

Монтаж опорной колонны 12 осуществляется при взаимодействии перечисленных выше элементов следующим способом.

Стропы 26 снимаются с обухов 28, опускаются в проем платформы 1 с помощью грузовой подвески 24, которая травится основной штатной якорной лебедкой 2, и заводятся наверх на оголовок переведенной в вертикальное положение и ошвартованной у борта платформы 1 опорной колонны 12, где соединяются с основными обухами 13. При этом длина основных составных стропов 25 и 26 выбрана такой, чтобы соединение их с обухами 13 было обеспечено при опущенной до днища платформы 1 грузовой подвеске 24. Если выбрать стропы 25 и 26 короче, то необходимо будет ниже допускать грузовую подвеску 24, и ветви полиспаста подъемного каната 4 будут тереться и повреждаться о края проема в платформе 1.

Затем аналогичным образом к оголовку опорной колонны 12 подсоединяют канаты 5 дополнительных (штатных) лебедок 3, после чего опорную колонну 12 балластируют и притапливают до положения, при котором она повиснет вертикально на стропах 25 и 26 на полиспасте подъемного каната 4 на грузовой подвеске 24. Включают штатную якорную лебедку 2 и поднимают опорную колонну 12 до днища платформы 1, где ее при необходимости разворачивают, ориентируя направляющие 15 на опорной колонне 12 по направляющим 29 в проеме платформы 1. Разворот производится с помощью канатов штатных дополнительных лебедок 3.

Сориентировав опорную колонну 12, ее поднимают и заводят направляющими 15 в направляющие 29 платформы 1, после чего подъем прекращают, отсоединяют и выводят наверх, чтобы не мешали, канаты 5 дополнительных лебедок 3. Продолжают подъем до выхода оголовка опорной колонны 12 из воды. Подъем прекращают и производят перестропку опорной колонны 12. Для этого дополнительные стропы 27, навешенные на обухи 23 на треноге 18, соединяют с дополнительными обухами 14 на оголовке опорной колонны 12 и при травлении подъемного каната 4 вывешивают опорную колонну 12 на дополнительных стропах 27, после чего от основных стропов отсоединяют и выводят из проема портала 9 нижние стропы 26, а верхние стропы 25 соединяют с основными обухами 13 на оголовке опорной колонны 12. Манипулированием штатной якорной лебедкой 2 снимают нагрузку с дополнительных стропов 27, снимают их с обухов 14 и 23 и выводят из проема портала 9, чтобы они не мешали дальнейшему подъему опорной колонны 12.

Работой штатной якорной лебедки 2 на подъем поднимают опорную колонну 12 до положения, пока верхние зубья ее реек 16 не подойдут к выходным шестерням 8 редукторов 7 механизма подъема 6, после чего дальнейшей работой якорной лебедки 2 вводят в зацепление шестерни 8 и рейки 16. Подъем прекращают и демонтируют устройство, например, с помощью штатных стреловых грузоподъемных кранов, устанавливаемых на платформе для производства грузовых операций при эксплуатации платформы 1 (не показаны).

Для демонтажа устройства при опущенной на оголовок опорной колонны 12 грузовой подвеске 24 распасовывают подъемный канат 4, после чего, расстопорив треногу 18, выведя винты 11 из отверстий 22, демонтируют треногу 18 и убирают подвеску 24.

Дальнейший подъем опорной колонны 12 производят на шестернях 8 механизма подъема 6.

Преимущество рассматриваемого устройства перед прототипом заключается в простоте его конструкции, которая обусловлена следующими факторами:
- в устройстве нет механизма поворота и механизма изменения вылета,
- металлоконструкция устройства, тренога 18, имеет оптимальную схему нагружения - наибольшая нагрузка приложена вертикально посередине проема портала 9 и треноги 18.

Именно так ориентированы полиспастные блоки 20. В прототипе металлоконструкция устройства и портал нагружены изгибающими моментами, в т.ч. и за счет того, что устройство смонтировано сбоку портала.

Упрощен и монтаж устройства: треногу 18 устанавливают на крыше портала 9, вводя в отверстия 22 винты 11 штатных узлов 10.

В то время, как в прототипе на портале необходимо выварить специальные кронштейны, чтобы в них обеспечить поворотное раскрепление, как было сказано выше, целого грузоподъемного устройства.

В качестве подъемной лебедки в устройстве использована штатная якорная лебедка 2, установленная на платформе 1.

Практически для рассматриваемого устройства необходимо изготовить лишь треногу 18, грузовую подвеску 24 и стропы 25, 26 и 27. При этом введение дополнительных стропов 27, в свою очередь, уменьшает металлоемкость треноги 18, так как они предназначаются для перестропки колонны 12 в процессе ее монтажа.

Повышены эксплуатационные возможности устройства: оно монтирует сразу всю опорную колонну 12, в прототипе колонна монтируется по частям.

Упрощен способ монтажа опорной колонны 12 и снижены его эксплуатационные затраты в сравнении с прототипом способа за счет того, что трудоемкие операции по строповке опорной колонны 12 производятся не под водой водолазами, а наверху над водой обычными стропальщиками. Исключаются операции по установке опорной колонны 12 на дно и наведению на нее проема шахты портала 9. Последние операции также довольно трудоемки, так как необходимо с помощью буксиров манипулировать всей платформой. И самое главное, исключается плавучий кран, присутствующий в прототипе, то есть намного снижаются эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

1. Устройство для монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы с основными и дополнительными лебедками с подъемными канатами, механизмами подъема и порталами, имеющими штатные узлы крепления опорных колонн по-походному, при этом опорные колонны снабжены обухами, содержащее смонтированную на портале платформы несущую металлоконструкцию с полиспастными блоками, грузовой подвеской, стропами и обводными блоками, отличающееся тем, что несущая металлоконструкция выполнена в виде треноги, имеющей верхнюю балку, и смонтированной между штатными узлами крепления опорной колонны по-походному на крыше портала, причем каждая из ног треноги выполнена с опорной поверхностью, контактирующей с крышей портала, и отверстием в нижней части ноги, взаимодействующим с винтом упомянутого штатного узла крепления, и снабжена обухом, а подъемный канат с основной лебедки платформы через обводные блоки проведен на полиспастные блоки, смонтированные на верхней балке треноги и ориентированные посередине проема портала, и заведен на грузовую подвеску, несущую основные подъемные стропы, выполненные составными, причем их длина превышает расстояние от наиболее удаленного обуха ошвартованной у борта платформы опорной колонны до опущенной до днища платформы грузовой подвески, а устройство снабжено дополнительными обухами, смонтированными на опорной колонне, и дополнительными стропами, навешенными на обухи треноги.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обводные блоки установлены на крыше портала и палубе платформы.

3. Способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей платформы, имеющей основные и дополнительные лебедки с канатами, механизмы подъема и порталы, посредством устройства для монтажа опорных колонн с установленными на них обухами, содержащего несущую металлоконструкцию с полиспастными блоками, грузовой подвеской, стропами и обводными блоками, включающий притапливание опорной колонны под воду посредством балластировки и заведение ее из-под воды в проем портала до зацепления с шестернями редукторов механизма подъема, отличающийся тем, что опорную колонну снабжают как основными, так и дополнительными обухами, на подвеску навешивают основные, а на несущую металлоконструкцию - дополнительные стропы, перед притапливанием колонны опускают грузовую подвеску устройства до днища корпуса платформы, основные подъемные стропы выводят наверх и соединяют с основными обухами опорной колонны, пропускают в проем портала, затем выводят наверх и соединяют с оголовком опорной колонны канаты дополнительных лебедок, притапливают опорную колонну до зависания ее на грузовой подвеске устройства и поднимают основной лебедкой платформы до днища последней, после чего ориентируют опорную колонну посредством канатов дополнительных лебедок для заведения ее в проем шахты портала, отсоединяют от колонны канаты дополнительных лебедок, посредством основной лебедки поднимают колонну до выхода ее оголовка из воды и подсоединяют дополнительные стропы устройства к дополнительным обухам на колонне, вывешивают опорную колонну на дополнительных стропах и укорачивают основные стропы, убирая по одной части от каждого, соединяют их оставшиеся части с основными обухами колонны, после чего поднимают опорную колонну до зацепления с шестернями редукторов механизма подъема.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12