RU2475407C1 - Marine semisubmersible helideck - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly, to production of buoyant structures equipped with landing strips for helicopters to be used as buoyant helidecks. Proposed helideck comprises top deck with helicopter complex jointed with bottom pontoons by stabilising columns. Said helideck is equipped with anchoring system including buoy integrated with turret whereto connected are anchoring system links, located to interact with shaft of one of aforesaid stabilising columns.

EFFECT: higher safety and optimum conditions for helicopter takeoff and landing.

3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к созданию плавучих объектов, оснащаемых взлетно-посадочными площадками для вертолетов и предусматривающих возможность их использования в качестве плавучих вертодромов.The invention relates to the field of shipbuilding, and more specifically to the creation of floating objects equipped with take-off and landing areas for helicopters and providing for the possibility of their use as floating heliports.

Широкое использование вертолетов для перевозки людей и грузов является характерной чертой морского сектора нефтегазодобывающей промышленности. Увеличивающийся объем перевозок вызывает не только совершенствование технических средств, непосредственно обеспечивающих возможность и безопасность полетов вертолетов на морские сооружения, но и стимулирует появление принципиально новых типов морских плавучих объектов.The widespread use of helicopters for the transport of people and goods is a characteristic feature of the offshore sector of the oil and gas industry. The increasing volume of traffic causes not only the improvement of technical means that directly provide the possibility and safety of helicopter flights to offshore structures, but also stimulates the emergence of fundamentally new types of marine floating objects.

Известен проект вертолетной базы для оффшорных работ (Offshore Accommodation Helicopter Base) под названием «Camelot», представленный компанией Intership Ltd., (http://www.barges.com). В конструктивном плане данный объект представляет собой прямоугольную в плане баржу, на верхней палубе которой размещаются жилой блок вместимостью до 1000 человек, большая рабочая площадка с перемещающимся по ней гусеничным краном и шесть взлетно-посадочных площадок (ВПП) для вертолетов - три в носу и три в корме баржи.The famous Offshore Accommodation Helicopter Base project called “Camelot”, presented by Intership Ltd., (http://www.barges.com) is known. In constructive terms, this object is a rectangular barge in plan, on the upper deck of which there is a residential block with a capacity of up to 1000 people, a large working platform with a caterpillar crane moving along it, and six take-off and landing areas (runways) for helicopters - three in the bow and three in the stern of the barge.

Несмотря на заявленные широкие возможности по использованию баржи в качестве базы для обеспечения разнообразных морских работ, эксплуатационные характеристики баржи существенно ограничиваются морским волнением. В условиях сильного волнения или зыби баржа и, соответственно, ВПП имеют значительные угловые и линейные перемещения, что становится препятствием для посадки и взлета вертолетов. Возможность разворота баржи носом или кормой навстречу ветру и волнам, что позволило бы в определенной мере уменьшить эти перемещения, отсутствует или крайне ограничена, поскольку для удержания баржи в ее носовой и кормовой оконечностях предусмотрены традиционные якорные устройства. Надежность удержания баржи не должна зависеть от направлений ветра и бега волн, поэтому якорные линии данных устройств раскладываются более-менее равномерно вокруг баржи. При этом якорные линии, будучи зафиксированы на якорных лебедках по углам баржи, препятствуют ее развороту.Despite the declared wide possibilities for using the barge as a base for providing a variety of offshore operations, the operational characteristics of the barge are significantly limited by sea waves. In conditions of severe unrest or swell, the barge and, accordingly, the runways have significant angular and linear movements, which becomes an obstacle to landing and take-off of helicopters. The ability to turn the barge with bow or stern towards the wind and waves, which would allow to reduce these movements to a certain extent, is absent or extremely limited, since traditional anchor devices are provided to hold the barge in its bow and stern ends. The reliability of holding the barge should not depend on the directions of the wind and the running of the waves, therefore the anchor lines of these devices are laid out more or less evenly around the barge. At the same time, the anchor lines, being fixed on the anchor winches in the corners of the barge, impede its turn.

Разворот плавучего средства в наиболее выгодное положение по отношению к направлению ветра и волн может быть реализован за счет применения специального швартовного устройства, включающего в свой состав якорную систему, якорные связи которой прикреплены к швартовному бую, размещаемому внутри корпуса плавсредства с возможностью вращения относительно него. Наиболее широкое применение данные устройства получили на судах для добычи, хранения и отгрузки углеводородов, обозначаемых аббревиатурой FPSO (Floating production, storage and offloading). Особенностью швартовного устройства этих судов является то, что через вращающийся в их корпусе буй проходят трубопроводы, по которым на судно поступает добываемый из скважин продукт. Буй швартовного устройства размещается, как правило, в носовой половине корпуса судна и это обеспечивает судну, подобно флюгеру, автоматический разворот носом навстречу ветру и волнению. Применение данных швартовных устройств на судах FPSO в первую очередь обусловлено тем, что позволяет минимизировать действующие на них внешние нагрузки и, соответственно, упростить их якорные системы.The turning of a floating vessel in the most favorable position with respect to the direction of wind and waves can be realized through the use of a special mooring device, which includes an anchor system, whose anchor ties are attached to a mooring buoy placed inside the body of the vehicle with the possibility of rotation relative to it. These devices were most widely used on ships for the production, storage and offloading of hydrocarbons, denoted by the acronym FPSO (Floating production, storage and offloading). The peculiarity of the mooring device of these vessels is that pipelines pass through the buoy rotating in their hull, through which the product extracted from the wells enters the vessel. The buoy of the mooring device is usually located in the bow of the ship’s hull and this provides the ship, like a weather vane, with an automatic nose turn to meet the wind and waves. The use of these mooring devices on FPSO ships is primarily due to the fact that they minimize the external loads acting on them and, accordingly, simplify their anchor systems.

Подобные швартовные устройства запатентованы во всех ведущих странах, в частности имеется патент Российской Федерации №2167781, МПК 8 В63В 22/02 от 1991 г., заявитель "DEN NORSKE STATS OL'ESEL'SKAP AS", Норвегия.Such mooring devices are patented in all leading countries, in particular, there is a patent of the Russian Federation No. 2167781, IPC 8 ВВВ 22/02 dated 1991, applicant "DEN NORSKE STATS OL'ESEL'SKAP AS", Norway.

Что касается характеристик качки плавсредств с указанными швартовными устройствами, то степень их улучшения в значительной мере зависит от конструктивного типа плавсредств. Из опыта судостроения известно, что наименьшую качку на морском волнении имеют полупогружные конструкции.As for the characteristics of the pitching of watercraft with the indicated mooring devices, the degree of their improvement largely depends on the design type of watercraft. From the experience of shipbuilding, it is known that the smallest pitching on sea waves has semi-submersible structures.

Известна морская полупогружная вертолетная платформа, содержащая верхний корпус с вертолетным комплексом, соединенный с нижними понтонами посредством стабилизирующих колонн и снабженный якорной системой удержания (см. патент Российской Федерации №2406643, МПК⁸ В63В 35/44 от 2009 г. - Прототип). Принятый в прототипе полупогружной тип корпуса, сутью которого является максимальная стабилизация на морском волнении за счет погружения глубоко под воду основных водоизмещающих объемов корпуса, обеспечивающих плавучесть сооружения, и минимизация поперечных размеров конструкций, пересекающих ватерлинию, обеспечивает морской полупогружной вертолетной платформе наименьшие параметры колебаний и позволяет производить посадку и взлет вертолетов при существенно более сильном волнении моря, чем при применении корпусов баржеобразного или судового типа. Удержание морской полупогружной вертолетной платформы в заданной точке моря обеспечивается якорной системой удержания, аналогичной применяемым на плавучих буровых платформах и других плавучих объектах, в том числе вертолетной базе «Camelot».Known marine semi-submersible helicopter platform containing the upper hull with a helicopter complex, connected to the lower pontoons by means of stabilizing columns and equipped with an anchor retention system (see the patent of the Russian Federation No. 2406643, IPC ⁸ V63V 35/44 from 2009 - Prototype). The semi-submersible type of the hull adopted in the prototype, the essence of which is maximum stabilization on sea waves due to submersion of the main displacement volumes of the hull deeply under water, ensuring buoyancy of the structure, and minimization of the transverse dimensions of structures crossing the waterline, provides the smallest semi-submersible helicopter platform with the smallest vibration parameters and allows producing landing and take-off of helicopters with significantly greater sea waves than with barge-like and whether ship type. Holding a marine semi-submersible helicopter platform at a given point in the sea is ensured by an anchor retention system similar to that used on floating drilling platforms and other floating facilities, including the Camelot helicopter base.

Недостатком морской полупогружной вертолетной платформы-прототипа является невозможность свободного управления ее положением относительно сторон света с целью создания наилучших условий для взлета и посадки вертолета с учетом существующего при этом направлении ветра (известно, что наилучшие условия для взлета и посадки соответствуют ситуации, при которой вертолет обращен носом к ветру). Кроме того, недостатком платформы-прототипа является высокая трудоемкость операций по повторной постановке на точку эксплуатации, если в силу форс-мажорных обстоятельств платформа должна была уйти с нее, полностью отдав, то есть вытравив за борт якорные связи. Данный недостаток может стать серьезным препятствием для использования платформы в тех районах северных морей, где высока вероятность воздействия на нее тяжелых плавучих льдов и айсбергов. Традиционная якорная система не сможет удержать платформу при таком воздействии. Чтобы предотвратить повреждение якорной системы и, что также не может быть исключено, самой платформы, контакт платформы с такими ледовыми образованиями должен быть предотвращен. Для таких условий эксплуатации необходим экстренный уход платформы с точки и возвращение на нее.A disadvantage of the prototype marine semi-submersible helicopter platform is the inability to freely control its position relative to the cardinal points in order to create the best conditions for take-off and landing of the helicopter, taking into account the existing wind direction (it is known that the best conditions for take-off and landing correspond to the situation in which the helicopter is turned nose to the wind). In addition, the disadvantage of the prototype platform is the high complexity of operations for re-setting to the point of operation, if, due to force majeure circumstances, the platform had to leave it, completely giving up, that is, etching anchor links overboard. This drawback can become a serious obstacle to using the platform in those areas of the northern seas where there is a high probability of exposure to heavy floating ice and icebergs. The traditional anchor system will not be able to hold the platform under such an impact. To prevent damage to the anchor system and, which also cannot be excluded, the platform itself, the platform’s contact with such ice formations should be prevented. For such operating conditions, an emergency departure of the platform from the point and return to it is necessary.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей морской полупогружной вертолетной платформы при повышении безопасности ее работы путем обеспечения оптимальных условий для посадки и взлета вертолетов.The technical result of the claimed invention is to expand the operational capabilities of a marine semi-submersible helicopter platform while increasing the safety of its work by providing optimal conditions for landing and take-off of helicopters.

Это достигается в морской полупогружной вертолетной платформе, содержащей верхний корпус с вертолетным комплексом, соединенный с нижними понтонами посредством стабилизирующих колонн и снабженный якорной системой удержания, отличающейся тем, что якорная система удержания включает в себя швартовный буй, интегрированный с турелью, к которой подсоединены якорные связи якорной системы удержания, смонтированной с возможностью взаимодействия с шахтой одной из стабилизирующих колонн платформы.This is achieved in a marine semi-submersible helicopter platform comprising an upper hull with a helicopter complex, connected to the lower pontoons by means of stabilizing columns and equipped with an anchor retention system, characterized in that the anchor retention system includes a mooring buoy integrated with a turret to which anchor links are connected An anchor retention system mounted with the possibility of interaction with the shaft of one of the stabilizing columns of the platform.

Это также достигается тем, что морская полупогружная вертолетная платформа снабжена движительными средствами с системой управления, корректирующей положение платформы относительно направления ветра в текущий момент, в частности при взлете и посадке вертолетов.This is also achieved by the fact that the marine semi-submersible helicopter platform is equipped with propulsion systems with a control system that corrects the position of the platform relative to the direction of the wind at the current moment, in particular when taking off and landing helicopters.

На фигуре 1 изображена заявляемая морская полупогружная вертолетная платформа, вид сбоку;The figure 1 shows the inventive marine semi-submersible helicopter platform, side view;

на фиг.2 - то же, вид в плане;figure 2 is the same, plan view;

на фиг.3 - структурная схема системы управления движительными средствами заявляемой морской полупогружной вертолетной платформы.figure 3 is a structural diagram of a propulsion system of the inventive marine semi-submersible helicopter platform.

Заявляемая морская полупогружная вертолетная платформа содержит верхний корпус 1 с вертолетным комплексом 2, опирающийся на стабилизирующие колонны 3 и 4, в нижней части соединенные понтонами 5. Заявляемая морская полупогружная платформа также снабжена якорной системой удержания в составе швартовного буя 6, интегрированного с турелью 7, подсоединенных к турели 7 якорных связей 8, а также якорей 9. Внутри одной из стабилизирующих колонн 4 предусмотрена шахта 10 для фиксирования швартовного буя 6.The inventive marine semi-submersible helicopter platform comprises an upper hull 1 with a helicopter complex 2, supported by stabilizing columns 3 and 4, connected in the lower part by pontoons 5. The inventive marine semi-submersible helicopter platform is also equipped with an anchor retention system as part of a mooring buoy 6, integrated with a turret 7, connected to the turret 7 anchor links 8, as well as anchors 9. Inside one of the stabilizing columns 4, a shaft 10 is provided for fixing the mooring buoy 6.

Заявляемая морская полупогружная вертолетная платформа оснащена движительными средствами 11 с системой управления в составе блоков формирования алгоритма движения 12; датчиков внешних воздействий 13, систем определения местоположения 14 и курсового угла 15 платформы, джойстиковой системы управления 16, локальных систем управления 17 соответствующими движителями (не показаны) движительных средств 11, размещенных на днище стабилизирующих колонн 3. Швартовный буй 6 с турелью 7 и якорными связями 8 может быть размещен в шахте любой из стабилизирующих колонн платформы, под которой не смонтированы движительные средства 11. Оборудование блоков 12, систем определения местоположения 14 и курсового угла 15, джойстиковой системы управления 16 размещено в помещениях (не показаны) верхнего корпуса 1 платформы. Датчики внешних воздействий 13 размещены на открытых пространствах верхнего корпуса 1 и под водой (не показаны) вне понтонов 5 платформы. Локальные системы управления 17 размещены в помещениях (не показаны) соответствующих стабилизирующих колонн 3.The inventive marine semi-submersible helicopter platform is equipped with propulsion means 11 with a control system as part of the blocks of the formation of the motion algorithm 12; sensors of external influences 13, positioning systems 14 and heading angle 15 of the platform, joystick control system 16, local control systems 17 corresponding propulsion devices (not shown) of propulsion means 11 located on the bottom of stabilizing columns 3. Mooring buoy 6 with turret 7 and anchor links 8 can be placed in the shaft of any of the stabilizing columns of the platform, under which the propulsion means 11 are not mounted. Equipment for blocks 12, positioning systems 14 and heading angle 15, with a joystick control systems 16 are located in rooms (not shown) of the upper case 1 of the platform. Sensors of external influences 13 are placed in the open spaces of the upper housing 1 and under water (not shown) outside the platform pontoons 5. Local control systems 17 are located in rooms (not shown) of the corresponding stabilizing columns 3.

Эксплуатация заявляемой морской полупогружной вертолетной платформы осуществляется следующим образом. Вначале в заданной точке на дне моря устанавливается якорная система удержания платформы: якоря 9 с якорными связями 8 и швартовным буем 6, интегрированным с турелью 7. На данном этапе, до соединения с морской полупогружной вертолетной платформой, буй 6 находится под поверхностью воды на глубине, большей, чем осадка самой платформы, и большей, чем осадка ледовых образований, появление которых возможно в этом районе. Затем осуществляется соединение заявляемой платформы с якорной системой удержания: платформа ориентируется таким образом, чтобы шахта 10 оказалась над швартовным буем 6. С помощью вспомогательных средств (не показаны) швартовный буй 6 втягивается в шахту 10 и затем фиксируется внутри шахты 10. С данного момента удержание платформы в заданной точке обеспечивается в штатном режиме. Под действием внешних нагрузок и благодаря наличию турели 7 морская полупогружная вертолетная платформа поворачивается в такое положение, при котором действующие на нее нагрузки будут минимальны. Если данное положение не соответствует наилучшим условиям для взлета или посадки вертолета, задействуются движительные средства 11, система управления (фиг.3) которыми обеспечивает приведение платформы к требуемому курсовому углу и его поддержание в течение необходимого периода времени. Система управления непрерывно контролирует смещение платформы и при необходимости формирует управляющие воздействия в локальные системы управления 17 движительными средствами 11 для приведения платформы к требуемому курсовому углу и/или ее перемещения с целью исключения предельных смещений, при которых возникают недопустимые усилия в якорных связях 8. Контроль смещения платформы и формирование управляющих воздействий производится в блоках формирования алгоритма движения 12 на основании данных, получаемых от приборных средств (не показаны) систем определения местоположения 14 и курсового угла 15, а также расчетным путем на основании математической модели платформы, по данным, получаемым от датчиков внешних воздействий 13. Управление движительными средствами 11 осуществляется:The operation of the claimed marine semi-submersible helicopter platform is as follows. First, at a given point on the bottom of the sea, an anchor system is installed to hold the platform: anchors 9 with anchor links 8 and a mooring buoy 6 integrated with the turret 7. At this stage, before connecting to the marine semi-submersible helicopter platform, buoy 6 is located below the surface of the water at a depth of greater than the sediment of the platform itself, and larger than the sediment of ice formations, the appearance of which is possible in this area. Then, the claimed platform is connected to the anchor retention system: the platform is oriented so that the shaft 10 is above the mooring buoy 6. Using auxiliary means (not shown), the mooring buoy 6 is pulled into the shaft 10 and then fixed inside the shaft 10. From now on, the holding platform at a given point is provided in normal mode. Under the influence of external loads and due to the presence of the turret 7, the marine semi-submersible helicopter platform rotates in such a position that the loads acting on it will be minimal. If this position does not meet the best conditions for take-off or landing of a helicopter, propulsion means 11 are used, the control system (Fig. 3) of which ensures the platform is brought to the desired heading angle and maintained for a required period of time. The control system continuously monitors the platform displacement and, if necessary, generates control actions in the local control systems 17 of the propulsion means 11 to bring the platform to the desired heading angle and / or its movement in order to eliminate maximum displacements at which unacceptable forces arise in the anchor connections 8. Displacement control platforms and the formation of control actions is carried out in the blocks of the formation of the motion algorithm 12 based on data received from instrumentation (not yet zany) of positioning systems 14 and heading angle 15, as well as by calculation based on a mathematical model of the platform, according to data received from sensors of external influences 13. Driving means 11 are controlled by:

- в автоматическом режиме;- in automatic mode;

- в ручном режиме под управлением оператора с оборудования джойстиковой системы управления 16.- in manual mode under the control of the operator from the joystick control system equipment 16.

В форс-мажорных обстоятельствах, требующих осуществить экстренный уход морской полупогружной вертолетной платформы с точки удержания, например при приближении айсберга, производится освобождение и опускание швартовного буя 6 из шахты 10. После этого за счет использования собственных движительных средств 11 и, при необходимости, буксирного судна (не показано) платформа уходит в безопасный район. После нормализации ситуации платформа возвращается, вновь соединяется с системой удержания и продолжает работу по своему назначению.In force majeure circumstances requiring emergency departure of the marine semi-submersible helicopter platform from the holding point, for example, when an iceberg approaches, the mooring buoy 6 is released and lowered from the mine 10. After that, using its own propulsion means 11 and, if necessary, a towing vessel (not shown) the platform leaves for a safe area. After normalizing the situation, the platform returns, reconnects to the containment system and continues to work as intended.

Технико-экономическим преимуществом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей морской полупогружной вертолетной платформы при повышении безопасности ее работы путем обеспечения оптимальных условий для посадки и взлета вертолетов.The technical and economic advantage of the claimed invention is the expansion of the operational capabilities of a marine semi-submersible helicopter platform while increasing the safety of its work by providing optimal conditions for landing and take-off of helicopters.

Claims (2)

1. Морская полупогружная вертолетная платформа, содержащая верхний корпус с вертолетным комплексом, соединенный с нижними понтонами посредством стабилизирующих колонн, и снабженная якорной системой удержания, отличающаяся тем, что якорная система удержания включает в себя буй, интегрированный с турелью, к которой подсоединены якорные связи упомянутой якорной системы удержания, смонтированной с возможностью взаимодействия с шахтой одной из стабилизирующих колонн платформы.1. Marine semi-submersible helicopter platform comprising an upper hull with a helicopter complex, connected to the lower pontoons by means of stabilizing columns, and equipped with an anchor retention system, characterized in that the anchor retention system includes a buoy integrated with a turret to which anchor links of the aforementioned are connected An anchor retention system mounted with the possibility of interaction with the shaft of one of the stabilizing columns of the platform. 2. Морская полупогружная вертолетная платформа по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена движительными средствами с системой управления, корректирующей положение платформы относительно направления ветра в текущий момент, в частности, при взлете и посадке вертолетов. 2. Marine semi-submersible helicopter platform according to claim 1, characterized in that it is equipped with propulsion systems with a control system that corrects the position of the platform relative to the direction of the wind at the current moment, in particular when taking off and landing helicopters.

Images