RU2604888C1 - Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf - Google Patents

Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf Download PDF

Info

Publication number
RU2604888C1
RU2604888C1 RU2015126123/03A RU2015126123A RU2604888C1 RU 2604888 C1 RU2604888 C1 RU 2604888C1 RU 2015126123/03 A RU2015126123/03 A RU 2015126123/03A RU 2015126123 A RU2015126123 A RU 2015126123A RU 2604888 C1 RU2604888 C1 RU 2604888C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
piles
platform
water
ground
Prior art date
Application number
RU2015126123/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Валентинович Воробьев
Андрей Федорович Зеньков
Павел Григорьевич Бродский
Валерий Павлович Леньков
Юрий Николаевич Балесный
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (АО "ГНИНГИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (АО "ГНИНГИ") filed Critical Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (АО "ГНИНГИ")
Priority to RU2015126123/03A priority Critical patent/RU2604888C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2604888C1 publication Critical patent/RU2604888C1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/02Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/02Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor from ice otherwise than according to E02B1/003
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/06Barriers therefor construed for applying processing agents or for collecting pollutants, e.g. absorbent
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/40Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds in open water

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction of hydraulic structures and can be used for creation of an enclosure, designed to protect the production floating platform under ice conditions of Arctic Shelf. Method comprises fitting a protective enclosure along the platform perimeter. Prior to fitting the platform in a design position along the platform perimeter, at least, one row of supports from metal piles of round section, buried in unstable bottom sediments or bedrocks are installed with clearance. Coolers are mounted in the piles and artificial freezing of water and ground around piles is performed, monolithic cylinders formed around piles: ice-ground - in the base and icy - in water, should contact with adjacent cylinders, forming continuous ice and ground in the base and icy in water protective anti-chock and impervious wall. Prior to said wall there is another row of supports from metal piles of round section, which is equipped with rotary cutters along the outer diameter.
EFFECT: technical result is improved efficiency and reduction of labor input of the method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of Arctic Shelf.
1 cl

Description

Изобретение относится к технологии строительства гидротехнических сооружений, а более конкретно к способам создания ограждающей конструкции, предназначенной для защиты добывающей платформы плавучего типа при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений в ледовых условиях арктического шельфа.The invention relates to a technology for the construction of hydraulic structures, and more particularly to methods for creating a walling designed to protect a floating type production platform during the exploration and exploitation of oil and gas fields in ice conditions of the Arctic shelf.

Известна конструкция пояса ледовой защиты (RU №2382849 С1, 27.02.2010 [1]), выполненного U-образным, ветви которого установлены по всей длине буксируемого корпуса с зазором, величина которого превышает 2 м, и сопряжены у оконечности буксируемого корпуса с примыканием к ледостойкому корпусу блок-кондуктора.The known design of the ice protection belt (RU No. 2382849 C1, 02.27.2010 [1]), made U-shaped, the branches of which are installed along the entire length of the towed hull with a gap of more than 2 m, and are conjugated at the tip of the towed hull adjacent to ice-resistant casing of the block conductor.

Пояс ледовой защиты выполнен в виде свайной структуры, элементы которой установлены с образованием внутреннего и внешнего рядов равноудаленных свай и соединены распорами в шахматном порядке, причем высота внутреннего ряда свай превышает высоту внешнего ряда свай.The ice protection belt is made in the form of a pile structure, the elements of which are installed with the formation of the inner and outer rows of equally spaced piles and connected by stakes in a checkerboard pattern, with the height of the inner row of piles exceeding the height of the outer row of piles.

Известен противоледовый защитный барьер (RU №67590 U1, 27.10.2007 [2]), включающий два ряда свай, расположенных в шахматном порядке, и наклонную балку, опертую на оголовки свай, заглубленных в дно акватории. Отметка оголовка свай второго ряда находится на максимальной отметке уровня воды УВ в период ледохода, а отметка оголовка свай первого ряда - на отметке нижней поверхности льда в период ледохода, образуя угол наклона В наклонной балки. На каждую сваю защитного барьера установлено, по меньшей мере, две наклонные балки. Лед, приносимый течением, наползает на наклонные балки, ломается изгибом и под действием силы тяжести проваливается между сваями первого ряда, образуя ледяной барьер.Known anti-ice protective barrier (RU No. 67590 U1, 10.27.2007 [2]), including two rows of piles arranged in a checkerboard pattern, and an inclined beam resting on the tips of piles buried in the bottom of the water area. The mark of the top of the pile of the second row is at the maximum mark of the water level of the hydrocarbon during the ice drift, and the mark of the tip of the pile of the first row is at the mark of the lower surface of the ice during the ice drift, forming the angle of inclination B of the inclined beam. At least two inclined beams are installed on each pile of the protective barrier. The ice brought by the current creeps onto the inclined beams, breaks by bending, and falls under the influence of gravity between the piles of the first row, forming an ice barrier.

Аналогичную конструкцию имеют также известные технические решения (SU №1411367 А1, 23.07.1988 [3], RU №2029011 C1, 20.02.1995 [4], RU №2039861 C1, 20.07.1995 [5], RU №94023979 A1, 20.07.1996 [6], US №2009035069 A1, 05.02.2009 [7]).The well-known technical solutions also have a similar design (SU No. 1411367 A1, 07.23.1988 [3], RU No. 2029011 C1, 02.20.1995 [4], RU No. 2039861 C1, 07.20.1995 [5], RU No. 94023979 A1, 20.07 .1996 [6], US No.2009035069 A1, 02/05/2009 [7]).

Применение известных ограждающих конструкций возможно в условиях мелководного арктического шельфа с устойчивыми грунтами в основании. Кроме того, в случае утечки нефти известные ограждающие конструкции не обеспечивают локализацию нефтяного загрязнения.The use of known enclosing structures is possible in a shallow Arctic shelf with stable soils at the base. In addition, in the event of an oil leak, the known enclosing structures do not provide localization of oil pollution.

Надежность эксплуатации нефтяных платформ, установленных на арктическом шельфе, зависит от соотношения между параметрами ледовых структур и формой преграды для их движения. Образование торосов, увеличение толщины и размеров ледовых полей как со стороны наплыва льдин, так и в результате ветрового нагона ледовых полей увеличивает в несколько раз горизонтальные ледовые нагрузки, что, в свою очередь, требует усиления ледовой защиты.The reliability of the operation of oil platforms installed on the Arctic shelf depends on the relationship between the parameters of the ice structures and the shape of the obstacle for their movement. The formation of hummocks, an increase in the thickness and size of ice fields both from the side of the influx of ice, and as a result of the wind surge of ice fields increases several times the horizontal ice loads, which, in turn, requires enhanced ice protection.

Известное техническое решение (патент RU №2532941 С1, 20.11.2014 [8]), позволяет решить задачи, связанные с эксплуатацией добывающих платформ плавучего типа на арктическом шельфе путем обеспечения круглогодичной инженерной защиты разведочных и добывающих платформ плавучего типа от неблагоприятных природно-климатических воздействий в условиях арктического шельфа, в том числе при наличии слабых и вечномерзлых грунтов в основании.The well-known technical solution (patent RU No. 2532941 C1, 11/20/2014 [8]), allows us to solve the problems associated with the operation of production platforms of a floating type on the Arctic shelf by providing year-round engineering protection of exploration and production platforms of a floating type from adverse environmental and climatic effects in conditions of the Arctic shelf, including in the presence of weak and permafrost soils at the base.

Решение поставленной задачи в известном техническом решении ([8]) достигается тем, что в способе инженерной защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа, включающем устройство по периметру платформы защитной ограждающей конструкции, до установки добывающей платформы в проектное положение (над скважиной) и ее монтажа по периметру платформы с зазором устанавливают, по меньшей мере, один ряд опор из металлических свай круглого сечения, заглубленных в неустойчивые донные отложения или в коренные породы. В сваи монтируют замораживающие устройства. После окончания монтажа замораживающие устройства включают в работу, и они намораживают вокруг свай монолитные цилиндры - опоры большого диаметра - льдогрунтовые - в основании и ледовые - в воде. Шаг установки свай рассчитывают так, чтобы цилиндры замораживаемого грунта и воды, образующиеся вокруг свай, смыкались с соседними цилиндрами, образуя сплошную ледогрунтовую в основании и ледовую в воде защитную противоударную и противофильтрационную стену.The solution of the problem in the well-known technical solution ([8]) is achieved by the fact that in the method of engineering protection of a production platform of a floating type from ice impacts in the Arctic shelf, including a device along the perimeter of the platform of the protective enclosing structure, before the production platform is installed in the design position (above well) and its installation along the perimeter of the platform with a gap set at least one row of supports from metal piles of circular cross section buried in unstable bottom sediments or in rennye breed. Freeze devices are mounted in piles. After the installation is completed, freezing devices are turned on and they freeze monolithic cylinders around the piles - large diameter supports - ice-ground - at the base and ice - in the water. The installation pitch of piles is calculated so that the cylinders of the frozen soil and water that form around the piles meet with the adjacent cylinders, forming a solid ice ground at the base and a protective shockproof and antifiltration wall in the ice in water.

Горизонтальные усилия, действующие на защитную противоударную и противофильтрационную стену, передаются на вертикальные несущие опоры из металлических свай через массивы намороженного льда, и поэтому количество рядов свай, сечение свай, глубина погружения в грунты основания и величина диаметра намораживания должны быть рассчитаны на эту нагрузку.The horizontal forces acting on the protective shockproof and antifiltration wall are transferred to the vertical bearing supports made of metal piles through the ice masses, and therefore the number of rows of piles, the cross section of the piles, the depth of immersion in the soil of the base and the value of the freezing diameter should be designed for this load.

Искусственное замораживание воды и грунта вокруг опор осуществляют замораживающими устройствами двух типов: сезоннодействующими, работающими в холодный период года с использованием естественного холода, и действующими с помощью системы принудительного замораживания, представляющими собой замкнутый контур из полиэтиленовых трубок, соединенный с компрессорными установками. Полиэтиленовые трубки вмонтированы в металлические трубы, которые устанавливают в металлические сваи. Внутрисвайное пространство цементируют. Под действием компрессорных установок по полиэтиленовым трубкам движется жидкий хладагент с низкой (до минус 15-20 С°) температурой. В результате теплообмена с окружающими водной и грунтовой средами происходит намораживание вокруг свай монолитных цилиндров - опор большого диаметра, ледогрунтовых в основании и ледовых в воде, которые, смыкаясь в межсвайном пространстве, формируют сплошную защитную противоударную и противофильтрационную стену. Температура хладагента задается в соответствии с требуемыми параметрами защитной стены.Artificial freezing of water and soil around the supports is carried out by two types of freezing devices: seasonally active, working in the cold season using natural cold, and operating using a forced freezing system, which is a closed loop of polyethylene pipes connected to compressor units. Polyethylene tubes are mounted in metal pipes, which are installed in metal piles. Intra pile space is cemented. Under the influence of compressor units, liquid refrigerant with a low (up to minus 15-20 ° C) temperature moves through polyethylene pipes. As a result of heat exchange with the surrounding water and ground media, monolithic cylinders freeze around piles - large diameter supports, ice-ground supports in the base and ice-water in the water, which, closing in the inter-pile space, form a continuous protective shockproof and antifiltration wall. The refrigerant temperature is set in accordance with the required parameters of the protective wall.

В надводной части между сваями устраивают горизонтальные и вертикальные связи, исключающие их горизонтальные смещения при ледовых и ветровых нагрузках.In the surface part between the piles, horizontal and vertical connections are made, excluding their horizontal displacements under ice and wind loads.

Высоту металлических свай над уровнем моря выбирают из условия максимально возможных перемещений ледовых образований и волн относительно участка строительства, и она составляет не менее суммы толщины ледовых образований и, по крайней мере, равна удвоенной высоте расчетной волны акватории.The height of metal piles above sea level is selected from the condition of the maximum possible displacements of ice formations and waves relative to the construction site, and it is not less than the sum of the thickness of ice formations and is at least equal to twice the height of the calculated wave of the water area.

Кроме того, с целью сокращения объема металлоконструкций в надводной части ледовую стену, при необходимости, достраивают над поверхностью воды на расчетную высоту, подавая воду набрызгом.In addition, in order to reduce the volume of metal structures in the above-water part, the ice wall, if necessary, is built above the water surface to the calculated height, supplying water by spray.

Сплошную защитную противоударную и противофильтрационную стену выполняют со свободным проемом, который после установки добывающей платформы плавучего типа в проектное положение замыкают частично или полностью.A continuous protective shockproof and antifiltration wall is performed with a free opening, which, after installing a floating type production platform in the design position, is partially or completely closed.

После завершения эксплуатации скважины добывающую платформу транспортируют на новую точку.After completion of the well operation, the production platform is transported to a new point.

Достигаемый технический результат предложенного решения позволяет: создать устойчивую защитную противоударную и противофильтрационную стену, регулируемую по размеру, эксплуатационной температуре и прочности в зависимости от ледовых и грунтовых условий; уменьшить силу воздействия на стену волн и движущегося льда в связи с образованием прочного припайного льда в результате применения искусственного замораживания; учитывая эффективность замораживания заглублять опоры из металлических свай только в слабые рыхлые донные отложения, если это подтверждено соответствующими прогнозными теплотехническими, прочностными и деформационными расчетами.The technical result of the proposed solution allows you to: create a stable protective shockproof and anti-filter wall, adjustable in size, operating temperature and strength depending on ice and ground conditions; to reduce the force of action on the wall of waves and moving ice in connection with the formation of durable fast ice due to the use of artificial freezing; taking into account the effectiveness of freezing, deepen supports from metal piles only into weak loose bottom sediments, if this is confirmed by the corresponding forecasted heat engineering, strength and deformation calculations.

Однако, несмотря на достоинства известного способа инженерной защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа [8], он обладает и существенным недостатком, заключающимся в том, что в надводной части ледовую стену, при необходимости, достраивают над поверхностью воды на расчетную высоту, подавая воду набрызгом, что в условиях наличия поверхностных и подводных течений и волнения потребует длительного периода времени для создания в надводной части ледовой стены, т.е. известный способ инженерной защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа может оказаться трудоемким и малоэффективным.However, despite the advantages of the known method of engineering protection of a floating type production platform from ice impacts in the conditions of the Arctic shelf [8], it also has a significant disadvantage in that, in the surface part, the ice wall, if necessary, is built above the surface of the water to the calculated height, supplying water by spray, which in the presence of surface and underwater currents and waves will require a long period of time to create in the surface of the ice wall, i.e. A well-known method of engineering protection of a floating type production platform from ice impacts in the Arctic shelf can be time-consuming and inefficient.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение трудоемкости способа защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа.The objective of the proposed technical solution is to reduce the complexity of the method of protecting a mining platform of a floating type from ice impacts in the conditions of the Arctic shelf.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе инженерной защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа, включающем устройство по периметру платформы защитной ограждающей конструкции, до установки платформы в проектное положение по периметру платформы с зазором устанавливают, по меньшей мере, один ряд опор из металлических свай круглого сечения, заглубленных, при необходимости, в коренные породы; в сваи монтируют охлаждающие устройства и производят искусственное замораживание грунта и воды вокруг свай, причем образующиеся вокруг свай монолитные цилиндры - льдогрунтовые в основании и ледовые в воде, должны смыкаться в межсвайном пространстве со смежными цилиндрами, образуя сплошную ледогрунтовую в основании и ледовую в воде защитную противоударную и противофильтрационную стену, размещают еще один ряд опор из металлических свай круглого сечения, которые снабжают по внешнему диаметру роторными фрезами.The problem is solved due to the fact that at least, at least, the platform is installed in the design position along the platform perimeter with a gap in the method of engineering protection of a floating floating type platform from ice impacts in the Arctic shelf, including a device around the platform perimeter of the protective enclosing structure one row of supports made of metal piles of circular cross section, buried, if necessary, in bedrock; Cooling devices are mounted in piles and the soil and water are artificially frozen around the piles, and the monolithic cylinders formed around the piles - ice soils in the base and ice in the water should close in the inter-pile space with adjacent cylinders, forming a solid ice-ground in the base and ice in the water protective shockproof and an antifiltration wall, place another row of supports from metal piles of circular cross section, which are equipped with rotary cutters in outer diameter.

Размещение еще одного ряда опор из металлических свай круглого сечения, которые снабжают по внешнему диаметру роторными фрезами, позволяет разделить ледовое поле, представляющее угрозу для платформы, на несколько ледовых полей и тем самым снизить последующую ледовую нагрузку на платформу и сократить энергозатраты на искусственное замораживание грунта и воды вокруг основных свай защитной ограждающей конструкции.The placement of another row of supports made of metal piles of circular cross section, which are equipped with rotary cutters in the outer diameter, allows you to divide the ice field that poses a threat to the platform into several ice fields and thereby reduce the subsequent ice load on the platform and reduce energy costs for artificial freezing of the soil and water around the main piles of the protective enclosing structure.

Заявляемый способ инженерной защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа может быть осуществлен в части ограничительной части формулы изобретения аналогично прототипу [8].The inventive method of engineering protection of a production platform of a floating type from ice impacts in the conditions of the Arctic shelf can be implemented in part of the restrictive part of the claims similarly to the prototype [8].

До установки добывающей платформы в проектное положение (над скважиной) и ее монтажа с плавучей платформы меньших размеров, оснащенной оборудованием для забивки свай и компрессорной установкой для системы охлаждения, по периметру платформы с зазором устанавливают, по меньшей мере, один ряд опор из металлических свай круглого сечения, ограждающих водное пространство. Металлические сваи заглубляют в неустойчивые донные отложения или в коренные породы. В сваи устанавливают замораживающие устройства. Внутрисвайное пространство цементируют. После окончания монтажа замораживающие устройства включают в работу и они намораживают вокруг свай монолитные цилиндры - опоры большого диаметра, льдогрунтовые - в основании и ледяные - в воде, которые, смыкаясь с соседними цилиндрами, формируют по периметру платформы сплошную ледогрунтовую в основании и ледовую в воде защитную противоударную и противофильтрационную стену.Before installing the production platform in the design position (above the well) and installing it from a smaller floating platform equipped with equipment for driving piles and a compressor unit for the cooling system, at least one row of supports made of round metal piles is installed along the perimeter of the platform with a gap sections enclosing a body of water. Metal piles are buried in unstable bottom sediments or in bedrock. Freezing devices are installed in piles. Intra pile space is cemented. After the installation is completed, freezing devices are put into operation and they freeze monolithic cylinders around the piles - large diameter supports, ice soils - at the base and ice - in the water, which, closing with adjacent cylinders, form a solid ice-ground at the base and a protective ice in the water along the perimeter of the platform shockproof and antifiltration wall.

Искусственное замораживание воды и грунта вокруг свай осуществляют вмонтированными в сваи охлаждающими устройствами двух типов: сезоннодействующими, работающими в холодный период года с использованием естественного холода, и действующими с помощью системы принудительного замораживания, представляющей собой замкнутый контур из полиэтиленовых трубок, соединенный с компрессорными установками. Полиэтиленовые трубки вмонтированы в металлические трубы, которые устанавливают в металлические сваи. Под действием компрессорных установок по полиэтиленовым трубкам движется жидкий хладагент с низкой (до минус 15-20 °С) температурой. В результате теплообмена с окружающей водной и грунтовой средами происходит намораживание вокруг свай монолитных цилиндров - опор большого диаметра, льдогрунтовых в основании и ледовых в воде, которые, смыкаясь в межсвайном пространстве, формируют сплошную защитную противоударную и противофильтрационную стену. Температура хладагента задается в соответствии с требуемыми параметрами защитной стены.Artificial freezing of water and soil around piles is carried out by two types of cooling devices mounted in piles: seasonally active, working in the cold season using natural cold, and operating using a forced freezing system, which is a closed loop of polyethylene pipes connected to compressor units. Polyethylene tubes are mounted in metal pipes, which are installed in metal piles. Under the influence of compressor units, liquid refrigerant with a low (up to minus 15-20 ° С) temperature moves through polyethylene pipes. As a result of heat exchange with the surrounding water and ground environments, monolithic cylinders freeze around piles - large diameter supports, ice-ground in the base and ice in the water, which, closing in the inter-pile space, form a continuous protective shockproof and antifiltration wall. The refrigerant temperature is set in accordance with the required parameters of the protective wall.

В надводной части между сваями устраивают горизонтальные и вертикальные связи, исключающие горизонтальные смещения свай при ледовых и ветровых нагрузках.In the surface part between the piles, horizontal and vertical connections are made, excluding horizontal displacements of the piles during ice and wind loads.

Высоту металлических свай над уровнем моря выбирают из условия максимально возможных перемещений ледовых образований и волн относительно участка строительства, и она составляет не менее суммы толщины ледовых образований и, по крайней мере, равна удвоенной высоте расчетной волны акватории.The height of metal piles above sea level is selected from the condition of the maximum possible displacements of ice formations and waves relative to the construction site, and it is not less than the sum of the thickness of ice formations and is at least equal to twice the height of the calculated wave of the water area.

Кроме того, с целью сокращения объема металлоконструкций в надводной части ледовую стену, при необходимости, достраивают над поверхностью воды на расчетную высоту, подавая воду набрызгом.In addition, in order to reduce the volume of metal structures in the above-water part, the ice wall, if necessary, is built above the water surface to the calculated height, supplying water by spray.

Сплошную защитную противоударную и противофильтрационную стену выполняют со свободным проемом, который после установки добывающей платформы плавучего типа 3 в проектное положение замыкают частично или полностью.The continuous protective shockproof and antifiltration wall is made with a free opening, which, after installing the floating platform of the floating type 3 in the design position, is partially or completely closed.

В отличие от прототипа [8] размещают еще один ряд опор из металлических свай круглого сечения, которые снабжают по внешнему диаметру роторными фрезами. Этот ряд опор из металлических свай круглого сечения, которые снабжают по внешнему диаметру роторными фрезами, устанавливают по периметру платформы защитной ограждающей конструкции, перед рядом опор из металлических свай круглого сечения, заглубленных, при необходимости, в коренные породы.In contrast to the prototype [8] place another row of supports made of metal piles of circular cross section, which are equipped with rotary cutters in outer diameter. This row of supports made of metal piles of circular cross section, which are equipped with rotary cutters along the outer diameter, is installed along the perimeter of the platform of the protective enclosing structure, in front of a number of supports of metal piles of circular cross section, buried, if necessary, in bedrock.

При навале ледяного поля на ряд опор из металлических свай круглого сечения, которые снабжают по внешнему диаметру роторными фрезами, приводят в рабочий режим роторные фрезы, управляемые с диспетчерского пульта добывающей платформы.When the ice field is piled onto a series of supports made of round metal piles, which are equipped with rotary cutters in outer diameter, rotary cutters are brought into operation, controlled from the control panel of the mining platform.

Посредством роторных фрез ледовое поле разделяют на несколько ледяных полей меньшей площади, чем основное ледовое поле, тем самым уменьшая ледовую нагрузку на последующий ряд опор из металлических свай круглого сечения, заглубленных, при необходимости, в коренные породы и непосредственно на конструкцию добывающей платформы плавучего типа. После завершения эксплуатации скважины добывающую платформу плавучего типа транспортируют на новую точку.By means of rotary cutters, the ice field is divided into several ice fields of a smaller area than the main ice field, thereby reducing the ice load on the next row of supports from round metal piles, buried, if necessary, in bedrock and directly on the design of a floating floating type platform. After completion of the operation of the well, a floating type production platform is transported to a new point.

В предлагаемом техническом решении использованы природно-климатические условия Арктического Севера - низкие температуры воды и наружного воздуха, а также достаточно высокие значения прочностных характеристик массивов искусственно намороженного льда и ледового грунта.In the proposed technical solution, the climatic conditions of the Arctic North were used - low temperatures of water and outside air, as well as rather high values of strength characteristics of the massifs of artificially frozen ice and ice ground.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2382849 С1, 27.02.2010.1. Patent RU No. 2382849 C1, 02.27.2010.

2. Патент RU№67590 U1, 27.10.2007.2. Patent RU№67590 U1, 10.27.2007.

3. Авторское свидетельство SU №1411367 А1, 23.07.1988.3. Copyright certificate SU No. 1411367 A1, 07/23/1988.

4. Патент RU №2029011 С1, 20.02.1995.4. Patent RU No. 2029011 C1, 02.20.1995.

5. Патент RU №2039861 С1, 20.07.1995.5. Patent RU No. 2039861 C1, 07/20/1995.

6. Патент RU №94023979 А1, 20.07.1996.6. Patent RU No. 94023979 A1, 07.20.1996.

7. Заявка US №2009035069 A1, 05.02.2009.7. Application US No. 20090505069 A1, 02/05/2009.

8. Патент RU №2532941 С1, 20.11.2014.8. Patent RU No. 2532941 C1, 11/20/2014.

Claims (1)

Способ инженерной защиты добывающей платформы плавучего типа от ледовых воздействий в условиях арктического шельфа, включающий устройство по периметру платформы защитной ограждающей конструкции, при этом до установки платформы в проектное положение по периметру платформы с зазором устанавливают, по меньшей мере, один ряд опор из металлических свай круглого сечения, заглубленных, при необходимости, в коренные породы; в сваи монтируют охлаждающие устройства и производят искусственное замораживание грунта и воды вокруг свай, причем образующиеся вокруг свай монолитные цилиндры - льдогрунтовые в основании и ледовые в воде, должны смыкаться в межсвайном пространстве со смежными цилиндрами, образуя сплошную ледогрунтовую в основании и ледовую в воде защитную противоударную и противофильтрационную стену, отличающийся тем, что размещают еще один ряд опор из металлических свай круглого сечения, которые снабжают по внешнему диаметру роторными фрезами. A method for the engineering protection of a floating type production platform from ice impacts in the conditions of the Arctic shelf, comprising a device around the platform perimeter of the protective enclosing structure, at least one row of supports made of round metal piles being installed around the platform perimeter with a gap prior to installing the platform in the design position sections buried, if necessary, in bedrock; Cooling devices are mounted in piles and the soil and water are artificially frozen around the piles, and the monolithic cylinders formed around the piles - ice soils in the base and ice in the water should close in the inter-pile space with adjacent cylinders, forming a solid ice-ground in the base and ice in the water protective shockproof and an antifiltration wall, characterized in that they place another row of supports made of metal piles of circular cross section, which are equipped with rotary cutters in outer diameter.
RU2015126123/03A 2015-06-30 2015-06-30 Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf RU2604888C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126123/03A RU2604888C1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015126123/03A RU2604888C1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604888C1 true RU2604888C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126123/03A RU2604888C1 (en) 2015-06-30 2015-06-30 Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604888C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737319C1 (en) * 2020-07-14 2020-11-27 Владимир Стефанович Литвиненко Method of constructing an ice-resistant drilling platform on the shallow shelf of the arctic seas

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3913511A (en) * 1974-08-09 1975-10-21 Carl W Weiland Navigational ice breaking means and vessel therefor
SU1341336A1 (en) * 1985-06-12 1987-09-30 Государственный проектный институт "Ленпроектстальконструкция" Stationary offshore structure
SU1663118A1 (en) * 1988-12-27 1991-07-15 Симферопольский филиал Днепропетровского инженерно-строительного института Device for protecting hydraulic structure from ice action
RU2250856C1 (en) * 2004-05-07 2005-04-27 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Device for breaking ice cover
RU2353729C2 (en) * 2007-03-01 2009-04-27 Закрытое Акционерное Общество "Статика Инжиниринг" Lost cap for erection of bored pile
RU131011U1 (en) * 2013-03-26 2013-08-10 Виктор Александрович Богатырев SCREW PILES

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3913511A (en) * 1974-08-09 1975-10-21 Carl W Weiland Navigational ice breaking means and vessel therefor
SU1341336A1 (en) * 1985-06-12 1987-09-30 Государственный проектный институт "Ленпроектстальконструкция" Stationary offshore structure
SU1663118A1 (en) * 1988-12-27 1991-07-15 Симферопольский филиал Днепропетровского инженерно-строительного института Device for protecting hydraulic structure from ice action
RU2250856C1 (en) * 2004-05-07 2005-04-27 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Device for breaking ice cover
RU2353729C2 (en) * 2007-03-01 2009-04-27 Закрытое Акционерное Общество "Статика Инжиниринг" Lost cap for erection of bored pile
RU131011U1 (en) * 2013-03-26 2013-08-10 Виктор Александрович Богатырев SCREW PILES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737319C1 (en) * 2020-07-14 2020-11-27 Владимир Стефанович Литвиненко Method of constructing an ice-resistant drilling platform on the shallow shelf of the arctic seas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3750412A (en) Method of forming and maintaining offshore ice structures
CN108978682A (en) A kind of construction method of road slope active protecting net system
US4055052A (en) Arctic island
CN106759245A (en) Opencut coal mine mining freezes the water-retaining method in water-bearing layer
RU2602538C1 (en) Method for reduction of action of forces of frost boil and increasing stability of pile foundations in permafrost zone
Lockley et al. Glacier geoengineering to address sea-level rise: a geotechnical approach
Sharapov et al. Artificial ice island
RU2604888C1 (en) Method of engineering protection of floating production platform from ice effects under conditions of arctic shelf
RU2532941C1 (en) Method of engineering protection of fpu platform from ice events in conditions of arctic shelf
Turcotte et al. Icing and aufeis in cold regions II: consequences and mitigation
Glass et al. Permafrost ice caves
US4080797A (en) Artificial ice pad for operating in a frigid environment
US3881318A (en) Arctic barrier formation
RU2386033C1 (en) Protection method of mine openings against water inrush from side of water course in conditions of permafrost
RU2503771C1 (en) Method to protect area against flooding during spring flood and temporary water-barrier structure for its realisation (versions)
RU123018U1 (en) TEMPORARY WATERFILLING STRUCTURE (OPTIONS)
CN106351677A (en) Underground water step-freezing method for deeply-buried tunnel station construction in water rich sand cobble stratum
JP2021179113A (en) Foundation reinforcement method, and structure
RU2452812C1 (en) Method to destroy ice cover
Mathieson et al. Permafrost degradation impacts on the trans-Alaska pipeline
Grebenets Geocryological-geoecological problems occurring in urbanized territories in Northern Russia and methods for improvement and restoration of foundations
Khrenov Some Recommendations for Ensuring the Stability of Pile Substructures for Above-Ground Routing of the Zapolyarnoe-Purpe Petroleum Pipeline.
Péwé Permafrost—and its affects on human activities in arctic and subarctic regions
CN204959773U (en) Bilge well construction strut structure
Czudek et al. Present-day cryogenic processes in the mountains of eastern Siberia

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180701