Способ предотвращения смещения и разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин

Авторы патента:

E02B17/00 - Искусственные острова на сваях и подобных опорах, например платформы на подъемных опорах; способы их сооружения (отбойные брусья E02B 3/26; постановка на якорь B63B 21/00; плавучие платформы, например на якорях B63B 35/44; подводные сооружения E02D 29/00)

E02B15/02 - очистка от льда

B63B35/44 - плавучие сооружения, склады, буровые платформы, мастерские, например снабженные устройствами для отделения воды от нефти или масла

B63B35/08 - ледоколы

Владельцы патента RU 2780871:

Чернявец Владимир Васильевич (RU)

Изобретение относится к области морской техники и добычи полезных ископаемых на морском шельфе в арктических условиях. Предложен способ предотвращения смещения или разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин, заключающийся в том, что перед морским сооружением устанавливают судно ледового класса, оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винторулевой колонкой. При этом с работающими в корме основным движителем или движителями и с включенными носовыми винторулевыми колонками осуществляют возвратно-поступательные движения судна вдоль его диаметральной плоскости (ДП), смещая в оба конца от него набегающие на судно дрейфующие льдины и направляя их в обход корпуса морского сооружения. При этом используют судно, имеющее длину по ДП не менее ширины В морского сооружения, и располагают его, ориентируя ДП судна под углом α 45-75° к направлению дрейфа льдин. Размещают упомянутое судно от морского сооружения на расстоянии S, равном 0,7-0,9 длины судна. Дополнительно создают регулируемые по направлению и скорости движения гидродинамические струи в направлении движения поля дрейфующих льдин посредством судовой системы пневмообмыва, перед размещением судна ледового класса определяют скорость и направление движения дрейфующих льдин и их массогабаритные характеристики. Изобретение позволяет повысить надежность и эффективность защиты морского сооружения от силового воздействия на него поля дрейфующих льдин и предотвратить его смещение или разрушение.

Изобретение относится к области морской техники и добычи полезных ископаемых на морском шельфе в арктических условиях и касается вопроса защиты нефтегазовых платформ от ледового воздействия дрейфующих льдин.

Известны способы защиты плавающей платформы для бурения в арктических условиях от разрушения и смещения относительно устья скважины вследствие действия поля дрейфующего льда (патенты RU №2449915 С2, 10.05.2012 [1], RU №2656750 С2, 06.06.2018 [2]. KR №20130081643 А. 17.07.2013 [3], KR №20110128195 А, 28.11.2011 [4], KR №20180017820 А, 21.02.2018 [5], WO №2016089473 А1, 09.06.2016 [6]). Например, согласно известному способу по патенту [1], платформу снабжают ледоколом, который устанавливают перед платформой и благодаря которому осуществляется защита платформы от действия на нее набегающего поля дрейфующих льдин за счет смещения этих льдин корпусом ледокола и направления их в обход корпуса платформы - прототип.

Однако, для известного способа характерны следующие недостатки:

- не обеспечивается достаточная зона чистой воды перед защищаемым объектом;

- неопределенность соотношения размеров ледокольного судна и защищаемого объекта и их отстояния друг от друга приводит к неэффективному использованию судна для защиты объекта от действия на него дрейфующих льдин;

- неопределенность ориентации диаметральной плоскости ледокольного судна к направлению движения дрейфующих льдин может привести к негативным последствиям, в частности, при размещении судна поперек направления дрейфа льдин оно может быть снесено возросшим усилием дрейфующего льда и может даже привести к аварии из-за навала судна на защищаемый объект.

Задачей также известного изобретения (патент RU №2718464 С1, 08.04.2020 [7]), является повышение эффективности защиты морского сооружения от силового воздействия на него ноля дрейфующих льдин и предотвращения его смещения или разрушения.

Это достигается тем, что по способу предотвращения смещения или разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин, по изобретению для этого перед морским сооружением устанавливают судно ледового класса, оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винто-рулевой колонкой. При этом с работающим в корме основным движителем или движителями и с включенными носовыми винто-рулевыми колонками осуществляют возвратно-поступательные движения судна вдоль его диаметральной плоскости, смещая в оба конца от него набегающие на судно дрейфующие льдины и направляя их в обход корпуса морского сооружения. Причем используют при этом судно, имеющее длину L по диаметральной плоскости не менее ширины морского сооружения В, и располагают его, ориентируя диаметральную плоскость судна под углом α=45-75° к направлению дрейфа льдин. Размещают упомянутое судно от морского сооружения на расстоянии S, равном 0,7-0,9 длины судна.

Использование судна ледового класса, оснащенного расположенной в носу винто-рулевой колонкой, и осуществление им возвратно-поступательных движений вдоль его диаметральной плоскости с включенными носовыми винто-рулевыми колонками и с работающими основными движителями в корме позволяет осуществлять смещение в оба конца от судна набегающие на него дрейфующие льдины и направление их в обход корпуса морского сооружения, образуя при этом достаточной зоны чистой воды перед защищаемым объектом, предотвращая в результате его смещение или разрушение за счет обеспечения повышения эффективности защиты морского сооружения от силового воздействия.

Использование при этом судна ледового класса, имеющего длину по диаметральной плоскости не менее ширины морского сооружения, и расположение его перед защищаемым морским сооружением с ориентацией диаметральной плоскости судна под углом α=45-75° к направлению дрейфа льдин, позволяет исключить возможность снесения судна возросшим усилием дрейфующего льда и предотвратить возможность аварии из-за возможного навала судна на защищаемый объект, (которое может иметь место при размещении судна поперек направления дрейфа льдин), что также повышает эффективность упомянутой защиты морского сооружения.

Размещением судна ледового класса от морского сооружения на расстоянии S, равном 0,7-0,9 длины судна L. достигается эффективность использования судна для защиты объекта от действия на него дрейфующих льдин, и кроме того, необходимостью размещения судна перед морским сооружением на расстоянии 0,7 и более длины судна исключается возможность навала судна на защищаемое морское сооружение.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Однако, при использовании известного способа ([7]). не обеспечивается достаточная зона чистой воды перед защищаемым объектом, а также при размещении судна ледового класса не учитываются скорость и направление дрейфующих льдин, и их площадь и глубина погружения, что снижает надежность и эффективность защиты морского сооружения. Также не исключаются полностью негативные последствия, заключающиеся в том, что судно может быть снесено возросшим усилием дрейфующего льда и может даже привести к аварии из-за навала судна на защищаемый объект.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности и эффективности защиты морского сооружения.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе предотвращения смещения и разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин [7], характеризующийся тем, что для этого перед морским сооружением устанавливают судно ледового класса, оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винто-рулевой колонкой, при этом с работающими в корме основным движителем или движителями и с включенными носовыми винто-рулевыми колонками осуществляют возвратно-поступательные движения судна вдоль его диаметральной плоскости, смещая в оба конца от него набегающие на судно дрейфующие льдины и направляя их в обход корпуса морского сооружения, причем используют при этом судно, имеющее длину по диаметральной плоскости L не менее ширины В морского сооружения, и располагают его, ориентируя диаметральную плоскость судна под углом α в 45-75° к направлению дрейфа льдин, причем размещают упомянутое судно от морского сооружения на расстоянии S, равном 0,7-0,9 длины судна, дополнительно создают регулируемые по направлению и скорости движения гидродинамические струи в направлении движения поля дрейфующих льдин, посредством судовой системы пневмообмыва, перед размещением судна ледового класса определяют скорость и направление движения дрейфующих льдин и их массогабаритные характеристики.

В отличие от прототипа, в предлагаемом техническом решении создают регулируемые по направлению и скорости движения гидродинамические струи в направлении движения поля дрейфующих льдин, посредством судовой системы пневмообмыва, перед размещением судна ледового класса определяют скорость и направление движения дрейфующих льдин и их массогабаритные характеристики. Система пневмообмыва выполнена на сжатом пневмопотоке с дистанционном управлением. Нагнетательные устройства для выпуска сжатого воздуха из сопел снабжены поворотными клапанами. В качестве вариантов практической реализации системы пневмообмыва могут быть использованы система пневмообмыва установленная на ледоколе «Капитан Сорокин» или система пневмообмыва, приведенная в описании к патенту RU №2718826 С1. 14.04.2020.

Скорость и направление движения дрейфующих льдин, а также их площади могут быть определены посредством штатной судовой РЛС, а их массогабаритные характеристики могут быть определены посредством штатных судовых гидролокационных средств.

Способ предотвращения смещения или разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин осуществляется следующим образом. Перед морским сооружением 1 (см. рисунок прототипа), со стороны дрейфа льдин 2 устанавливают судно ледового класса 3, имеющее длину по диаметральной плоскости (ДП) не менее ширины В морского сооружения 1. и оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винто-рулевой колонкой 4. Судно 3 размещают от морского сооружения 1 на расстоянии S, равном 0,7-0,9 длины судна L, и располагают, ориентируя его диаметральную плоскость под углом α в 45-75° к направлению дрейфа льдин 2.

Посредством штатных судовых средств (РЛС, гидролокационные устройства) с использованием судовых вычислительных средств определяют по известным методикам скорость и направление движения дрейфующих льдин, а также их площади и массогабаритные характеристики. В зависимости от характеристик дрейфующих льдин устанавливают необходимый режим работы системы пневмообмыва. В процессе защиты морского сооружения 1 от силового воздействия на него со стороны дрейфующего ледового поля осуществляют с работающими в корме основным движителем или движителями возвратно-поступательные движения судна 3 вдоль его диаметральной плоскости, а также с включенными носовыми винто-рулевыми колонками 4 и системой пневмообмыва, создающей регулируемые по направлению и скорости движения гидродинамические струи в направлении движения поля дрейфующих льдин обеспечивают смещение и отбрасывание при этом в оба конца от судна 3 набегающих льдин 2 и направление в обход ими корпуса морского сооружения 1. В результате обеспечивается предотвращение смещения или разрушения морского сооружения 1 вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин 2.

Предлагаемый способ защиты морского сооружения от воздействия на него поля дрейфующих льдин позволяет повысить надежность и эффективность защиты морского сооружения от силового воздействия на него поля дрейфующих льдин и предотвратить его смещение или разрушение.

Источники информации.

1. Патент RU №2449915 С2, 10.05.2012.

2. Патент RU №2656750 С2, 06.06.2018.

3. Заявка KR №20130081643 А, 17.07.2013.

4. Заявка KR №20110128195 А, 28.11.2011.

5. Заявка KR №20180017820 А, 21.02.2018.

6. Заявка WO №2016089473 А1, 09.06.2016.

7. Патент RU №2718464 C1, 08.04.2020.

Способ предотвращения смещения и разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин, характеризующийся тем, что для этого перед морским сооружением устанавливают судно ледового класса, оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винторулевой колонкой, при этом с работающими в корме основным движителем или движителями и с включенными носовыми винторулевыми колонками осуществляют возвратно-поступательные движения судна вдоль его диаметральной плоскости, смещая в оба конца от него набегающие на судно дрейфующие льдины и направляя их в обход корпуса морского сооружения, причем используют при этом судно, имеющее длину по диаметральной плоскости L не менее ширины В морского сооружения, и располагают его, ориентируя диаметральную плоскость судна под углом α 45-75° к направлению дрейфа льдин, причем размещают упомянутое судно от морского сооружения на расстоянии S, равном 0,7-0,9 длины судна, отличающийся тем, что дополнительно создают регулируемые по направлению и скорости движения гидродинамические струи в направлении движения поля дрейфующих льдин посредством судовой системы пневмообмыва, перед размещением судна ледового класса определяют скорость и направление движения дрейфующих льдин и их массогабаритные характеристики.

Изобретение относится к строительству стационарных морских буровых платформ, устанавливаемых на мелководном с большой глубиной илистых отложений дне континентального шельфа. Блок содержит подводный ростверк, выполненный в виде двухъярусной фермы, образованной вертикальными свайными обоймами и горизонтальными связями, а также соединенные с ростверком опорные колонны.

Ледовый причал // 2764806

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к причальным сооружениям, возводимым преимущественно в районах Крайнего Севера. Сооружение предназначено для швартовки судов, курсирующих по трассе Северного морского пути, в побережье которого расположены грунты с вечной мерзлотой.

Устройство ограждающей модульной конструкции гидротехнического сооружения // 2764552

Изобретение относится к области строительства морских гидротехнических сооружений, а именно к строительству искусственных островов в различных климатических условиях, размещенных как на удалении от берега, так и в прибрежной зоне. Устройство ограждающей модульной конструкции гидротехнического сооружения содержит опорные модули 1 в виде треугольных пространственных металлических ферм, установленных на опорных сваях 7, 8.

Способ крепления трубных элементов узла крепления сваи и устройства для реализации способа // 2762851

Изобретение относится к строительству искусственных сооружений, например морских платформ, а именно к конструкции крепления свайной трубной опоры в предварительно изготовленном и расположенном основании морской стационарной платформы, и может применяться, например, в условиях Севера. Способ крепления трубных элементов узла крепления сваи, при котором перед приложением разжимающего давления стенку внутреннего элемента нагревают в зоне разжима.

Платформа // 2757492

Изобретение относится к плавучим платформам, предназначенным для специальных целей, а именно к понтонам, плавучим докам, плотам и другим плавучим сооружениям, и состоящим из модулей, корпуса которых выполнены из пластикового материала. Платформа содержит соединенные, по крайней мере, одним элементом крепления модули плавучести, состоящие каждый из пустотелого пластикового корпуса с проушинами для элементов крепления, выполненными на четырех уровнях, образованного, по крайней мере, двумя боковыми гранями с, по крайней мере, одним вертикальным выступом на одной из них и с, по крайней мере, одним вертикальным выступом на другой, по крайней мере, двумя боковыми гранями с, по крайней мере, одной вертикальной впадиной на одной из них и с, по крайней мере, одной вертикальной впадиной на другой, соответствующей вертикальному выступу, верхней гранью и днищем.

Морское гравитационное сооружение для арктических условий // 2745457

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а более конкретно к конструкциям морских гравитационных сооружений для освоения континентального шельфа в арктических условиях. Новым в заявляемом морском гравитационном сооружении для арктических условий, содержащем кольцевое железобетонное водоизмещающее опорное основание 1 и установленное на нем верхнее строение в виде ледостойкой металлической буровой платформы 2, имеющей коническую наклонную поверхность 3 для противодействия ледовым нагрузкам, буровую вышку 4 и буровую шахту 5 с трубопроводами и оборудованием, проходящую через платформу 2 и упомянутое опорное основание 1, является то, что ледостойкая металлическая платформа 2 снабжена металлическим конусным ловителем 9, смонтированным с возможностью взаимодействия с установленным в центральной части опорного основания 1 направляющим конусом 10, адекватным конусному ловителю 9 для обеспечения соосности с железобетонным опорным основанием 1.

Ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа // 2739616

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений и может быть использовано для строительства морских ледостойких платформ, предназначенных для разведки и добычи углеводородов на мелководном континентальном шельфе и эксплуатируемых в суровых зимних условиях при наличии ледовых полей различной структуры и интенсивности.

Способ закрепления опорных оснований морских сооружений на свайном поле и трубная составная стальная свая // 2739595

Изобретение относится к способам закрепления на свайном поле опорных оснований морских стационарных сооружений, таких, как морские платформы, а также к конструкциям используемых для этого свай. Способ включает размещение на морском дне опорного основания с выполненными в нём направляющими отверстиями, предназначенными для установки свай, в которых на определённой высоте выполнены цилиндрические канавки, установку через направляющие отверстия опорного основания морского сооружения трубных стальных свай, состоящих из отдельных секций, которые последовательно присоединяют друг к другу во время забивки свай в морское дно, при этом последнюю секцию каждой сваи, в которой заранее выполнена герметичная полость, устанавливают напротив цилиндрических канавок, выполненных в соответствующем направляющем отверстии опорного основания, после чего внутрь герметичной полости под высоким давлением подают рабочую жидкость, например гидравлическое масло, в результате чего при достижении предела текучести металла стенка фиксирующей секции деформируется и вдавливается в кольцевые канавки, выполненные в направляющем отверстии опорного основания, за счёт чего опорное основание жёстко фиксируется на свае, исключая возможность вертикальных перемещений вдоль её оси.

Способ сооружения ледостойкой буровой платформы на мелководном шельфе арктических морей // 2737319

Изобретение относится к морским ледостойким платформам для поисково-оценочного и разведочного бурения скважин на мелководном шельфе арктических морей, а именно к сооружению с ледяного покрова армированных ледовых морских буровых платформ, выполненных в виде сплошной ледовой армированной конструкции, опирающейся на морское дно, и выступающих несущих опор, на которые устанавливается верхняя часть платформы для размещения технологического оборудования.

Способ и устройство для крепления стальных трубных свай в стационарных гидротехнических сооружениях с использованием эластомера // 2736643

Изобретение относится к строительству морских сооружений, а именно к технологии крепления трубных стальных свай в опорном основании морских стационарных сооружений (платформ). Предложен способ крепления трубных стальных свай в опорном основании (ОО) морских стационарных сооружений путем разжима стенок сваи во внутренние проточки гильз ОО при помощи устройства, оборудованного гидравлическими домкратами, накладки штоков которых, перемещаемые в радиальном направлении по отношению к оси сваи, оснащены (приклеены или закреплены путем напыления) пластинами эластомера (полиуретана).

Водяной ледорез с автоматическими форсунками для приготовления прорезей в ледяных образованиях // 2778256

Изобретение относится к устройствам ледотехники и предназначено для резания льда при работах по изготовлению майн во льду, исследования ледников и нагромождений морского льда - торосов и стамух, извлечения вмороженных в лед материалов и оборудования и других подобных работах, связанных с разрушением льда.