Устройство для транспортировки и установки палубы морской платформы для нефтедобычи

1 В настоящем изобретении речь идет об устройстве для транспортировки и установки палубы морской платформы для нефтедобычи. Как правило, морские платформы для нефтедобычи включают в себя палубу, на которой располагается эксплуатационное оборудование и жилые помещения для персонала. Палуба поддерживается на сваях в виде труб или опор, углубленных в морское дно или покоящихся на этом дне на башмаках. Установка такого типа платформ в районе месторождения может быть реализована различными способами. Первый способ заключается в транспортировке морем к месту установки всей сборки платформы целиком и выпуске на месте опор,которые опускаются до самого морского дна,затем платформа опирается на эти "ноги" и палуба устанавливается над уровнем моря на высоте, превышающей высоту самых значительных волн. Второй метод установки заключается в предварительной фиксации на морском дне опор и в транспортировке к опорам на место будущей установки платформы палубы, собранной на стапеле верфи, с помощью транспортной баржи с размерами, соответствующими габаритам палубы. Однако при переносе палубы с баржи на верхние торцы опор в этом варианте возникают трудности, так как палуба, установленная на плавающей конструкции, подвержена воздействию волнения моря и, как и поддерживающее ее устройство, непрерывно движется с амплитудой, определяемой интенсивностью качки. Кроме того, масса палубы может достигать нескольких тысяч тонн, и это также усложняет задачу ее перенесения на опоры. Баржа, несущая палубу, устанавливается между опорами платформы, и перенос палубы с баржи на опоры осуществляется либо за счет изменения плавучести баржи, либо с использованием подъемных устройств, установленных на барже. Изменение плавучести баржи является продолжительной операцией, требующей нескольких часов работы, и достигаемая при этом высота подъема палубы оказывается невелика,что не позволяет установить палубу в море при значительной качке из-за недостаточности высоты ее подъема по сравнению с наиболее высокими волнами. Подъем палубы с помощью домкратов также характеризуется рядом недостатков, которые определяются, главным образом, тем, что такие домкраты чувствительны к боковым нагрузкам и эта операция требует принятия специальных мер защиты и использования специальных направляющих, что делает применяемое на барже оборудование еще более тяжелым. Кроме того, амплитуда подачи домкратов также невелика. 2 Целью настоящего изобретения является устранение описанных недостатков в используемом оборудовании за счет создания устройства транспортировки и установки палубы на платформе для морской нефтедобычи, которое по своей конструкции таково, что позволяет осуществить перенос палубы на значительную высоту порядка от 10 до 20 м и одновременно оно позволяет заметно выиграть в продолжительности проведения операции. Таким образом, целью изобретения является создание устройства для транспортировки и установки палубы для платформы для морской нефтедобычи, включающего плавающую баржу,предназначенную для перевоза палубы и снабженную устройствами для подачи последней с самой баржи на верхние оконечности опор платформы, отличающееся тем, что оно включает несущий каркас для палубы, установленный на барже, и приспособления для подачи палубы, включающие в себя, по меньшей мере,одну кремальеру, способную двигаться вертикально под действием механизма привода. Другими характеристиками изобретения являются:- несущий каркас, по меньшей мере, с одной верхней балкой и, по меньшей мере, с одной нижней балкой, связанные между собой распорками и расположенные поперек по отношению к оси баржи, причем эти балки на своих концах оборудованы кремальерой и механизмом ее привода,- балки являются регулируемыми по длине с тем, чтобы была возможность изменять расстояние между кремальерами,- указанная кремальера состоит из пластины, имеющей с каждой боковой стороны ряд зубцов, а механизм привода включает в себя,как минимум, два расположенных друг против друга устройства, представляющих собой двигатель, связанный хотя бы с одним редуктором,приводящим в действие выходную шестерню,находящуюся в зацеплении с одним из рядов зубьев указанной кремальеры,- сборки каждого из механизмов привода устанавливаются на конструкции, связанной с балками через приспособления, способные поглощать удары,- указанная кремальера на своем верхнем конце снабжена башмаком, поглощающем удары,- устройство включает в себя средства связи указанной кремальеры с палубой платформы,которые разделяются после изменения плавучести баржи,- устройства для связи включают в себя стержень, конец которого связан с кремальерой,а другой конец связан с палубой, при этом стержень имеет участок меньшего поперечного сечения, который должен разрушиться, если нагрузка превысит заданную величину, 3- средства связи включают в себя стержень, один конец которого связан с одним из элементов, входящих в состав кремальеры или палубы, а другой конец связан с другими указанными элементами через фиксирующее устройство, перемещаемое в поперечном направлении по отношению к оси стержня и приводимое в действие управляемым устройством,- указанное фиксирующее устройство образовано пальцем, предназначенным для закрепления в прорези, выполненной на стержне,- палец имеет форму клина, а прорезь в сечении по форме является комплиментарной к указанному пальцу,- в качестве органа управления используется домкрат. Суть изобретения станет более понятной при чтении нижеследующего описания, данного в качестве примера реализации и снабженного чертежами, на которых: на фиг. 1 показан схематический вид сбоку устройства транспортировки и установки палубы платформы для морской нефтедобычи согласно изобретению,на фиг. 2 - схематический вид сверху устройства для транспортировки и установки согласно изобретению,на фиг. 3 изображен схематический вид в перспективе устройства для вертикального перемещения палубы платформы для морской нефтедобычи,на фиг. 4 - схематический разрез устройства для вертикального перемещения палубы,на фиг. 5 - разрез по линии 5-5 фиг.4,на фиг.6 - схематический продольный разрез первого варианта реализации средств связи палубы платформы с устройствами для вертикального перемещения,на фиг.7 показано схематическое изображение в продольном разрезе второго варианта реализации устройств для связи палубы платформы со средствами ее перемещения,на фиг. 8 - схематический продольный разрез третьего варианта реализации средств связи палубы платформы со средствами для ее перемещения,на фиг.9-11 схематически показаны различные фазы установки палубы на опорах указанной платформы для морской нефтедобычи. На фиг. 1 и 2 схематически изображено устройство для транспортировки и установки палубы 1 платформы для морской нефтедобычи. Палуба представляет собой сборку из металлических балок, снабженную в своей нижней части "ногами" для установки 2 на верхних торцах опор 3 держателя палубы нефтедобывающей платформы. В представленном на фигурах варианте реализации палуба имеет форму параллелепипеда, а центрирующие ноги 2 в количестве четырех штук расположены в каждом из углов палубы 1. 4 Устройство для транспортировки и установки палубы 1 включает в себя плавающую баржу 10 и несущий палубу 1 каркас 11, предназначенный для установки на барже и снабженный устройствами для вертикального перемещения палубы 1. Этот несущий каркас 11 образован, по меньшей мере, одной верхней балкой 12 а и, как минимум, одной нижней балкой 12b, отделенными друг от друга и связанными между собой распорками 13. В примере реализации изобретения, изображенном на фиг. 1, несущий каркас 11 образован двумя верхними параллельными балками 12 а и двумя нижними параллельными балками 12b, причем указанные балки 12 а и 12b между собой связаны распорками 13. Кроме того, балки 12 а и 12b несут на себе на своих концах устройства для перемещения палубы 1, образованные из подвижной в вертикальном направлении кремальеры 21, приводимой в движение приводом 20. Вся сборка балок 12 а и 12b, кремальеры 21 и механизмов привода 20 образуют на барже 10 отдельный модуль. В зависимости от ширины транспортируемой палубы на барже 10, как это показано на фиг. 2, можно расположить параллельно целый ряд отдельных модулей. Кроме того, длина балок 12 а и 12b может быть регулируемой с тем, чтобы можно было изменять расстояние между кремальерами 21. Для этого каждая балка 12 а и 12b может быть выполнена из половин балки, расположенных одни в продолжение других и связанных между собой системой фланцев и болтов. Модули из балок 12 а и 12b могут быть объединены не показанными на чертеже продольно расположенными балками, уложенными параллельно оси баржи 10. Установка палубы 1 на баржу 10 может происходить двумя способами. В первом способе палуба 1 собирается непосредственно на несущем каркасе 11 на стапеле морской верфи. Когда палуба 1 собрана, конструкция из несущего каркаса 11 и собственно палубы 1 перемещается на баржу 10 с помощью соответствующего механизма или каким-либо другим способом. Затем на несущем каркасе 11 монтируются кремальеры 21. Во втором способе на барже 10 непосредственно устанавливается несущий каркас 11 и палуба 1 со стапелей, где она собиралась, путем скольжения перемещается на указанный несущий каркас 11. В примерах реализации изобретения, изображенных на чертежах, в качестве устройств для перемещения палубы 1 с позиции опоры на несущем каркасе 11 в позицию опоры на края ног 3 платформы использованы четыре кре 5 мальеры 21, обеспечивающие вертикальное перемещение с использованием механизмов привода 20. Далее описывается устройство для перемещения палубы 1 со ссылкой на фиг. 3-5 с учетом того, что другие устройства перемещения идентичны описываемому. Каждое устройство для перемещения палубы 1 состоит из кремальеры 21, включающей в себя пластину 21 а (фиг. 5) с выполненными с каждой ее стороны рядами зубцов 21b. Пластина 21 а фиксируется на вертикально расположенной балке 22. Сборка из пластины 21 и вертикально расположенной балки 22 удерживается двумя распорками 23, зафиксированными на краях соответствующих балок 12 а и 12b и между которыми сборка может перемещаться в вертикальном направлении. Как изображено на фиг. 1, каждая кремальера 21 имеет достаточную длину для того,чтобы обеспечить подъем палубы 1 и расположиться сбоку по отношению к корпусу баржи 10. Каждая кремальера 21 перемещается вертикально с помощью механизма привода 20,удерживаемого балками 12 а и 12b и включающего в себя, по меньшей мере, сборку, обозначенную в общем случае цифрой 25, с выходной шестерней 26, связанной с одной из последовательностей зубьев 21b кремальеры 21. Как правило, выходная шестерня 26 приводится во вращение двигателем 27 через редуктор 28. В примере реализации изобретения, изображенном на чертежах, механизм привода каждой кремальеры 21 образован четверкой расположенных попарно друг против друга сборок 25, каждая из которых включает в себя двигатель 27, связанный, по меньшей мере, с редуктором 28, приводящим во вращение выходную шестерню 26, сцепленную с рядом зубьев 21b кремальеры 21. В качестве двигателей 27 привода выходных шестерен 26 можно использовать, например, гидравлический двигатель. Как это, в частности, изображено на фиг. 3 и 4, кремальера 21 на своем верхнем конце имеет башмак 29, служащий для поглощения ударов, а сборки 25 каждого механизма привода монтируются на конструкции 30, которая связана с балками 12 а и 12b несущего каркаса 11 через устройства для поглощения ударов 31. Башмаки 29 и устройства 31 для поглощения ударов представляют собой, например, блоки эластомеров. Согласно конкретному варианту реализации, устройство для установки палубы 1 включает в себя приспособления связи 35 каждой кремальеры 21 с палубой платформы. Эти приспособления связи 35 после изменения плавучести баржи 10 отделяются от нее с 6 тем, чтобы избежать возможности удара верхних концов кремальеры 21 о палубу 1 после отделения баржи 10 от палубы 1. Согласно первому варианту реализации изобретения, показанному на фиг. 6, приспособления связи 35 представляют собой стержень 36 с резьбой на каждом конце. Первый конец 36 а стержня 36 связан с соответствующей кремальерой резьбовым соединением 37. Другой конец 36b стержня 36 связан с палубой 1 с помощью резьбового соединения 38. Между резьбовым соединением 38 и палубой 1 вставляется упругое кольцо 38 а, например, из эластомера,Стержень 36, как правило, из металла включает в себя участок уменьшенного поперечного сечения 39, обеспечивающий разрыв связи при превышении нагрузки порогового значения. Во втором варианте реализации изобретения, представленном на фиг.7, средства связи между кремальерой 21 и палубой 1 платформы представляют собой стержень 40, выполненный,как правило, из металла и имеющий первый конец 40 а с резьбой и второй конец 40b с прорезью 41. В варианте реализации изобретения, показанном на фиг. 7, конец 40 а стержня 40 связан с палубой 1 с помощью резьбового соединения 42 и кольца 43 из упругого материала, например из эластомера, расположенного между резьбовым соединением 42 и палубой 1. Конец 40b стержня 40 связан с кремальерой 21, по меньшей мере, фиксирующим устройством 44. В этом примере реализации фиксирующее устройство 44 представляет собой два расположенных друг против друга пальца 45, способных перемещаться в поперечном направлении по отношению к оси стержня 40 и приводимых в действие органом управления в виде домкрата 46. Каждый палец 45 связан с прорезью 41,выполненной в стержне 40. В одном из вариантов конец 40 а стержня 40 связан с палубой 1 с помощью пальцев 45, а конец 40b указанного стержня 40 может быть связан с кремальерой 21 резьбовым соединением 42. В третьем варианте реализации, изображенном на фиг. 8, средства связи 35 кремальеры 21 с палубой 1 платформы включают в себя стержень 50, выполненный, как правило, из металла с концом 50 а, связанным с указанной кремальерой 21 с помощью выступа 51, выполненного на конце 50 а, или с помощью кольца, укрепленного на этом конце 50 а. Другой конец 50b стержня 50 связан с палубой 1, по крайней мере, через одно фиксирующее соединение 42, которое в изображенном на фиг. 8 варианте представляет собой два рас 7 положенных друг против друга пальца 53, способных перемещаться в поперечном по отношению к оси стержня 50 направлении. Каждый палец 53 представляет собой клин и приводится в действие приспособлением,включающим в себя домкрат 54. Пальцы 53 в виде клиньев входят в прорезь 55, выполненную на конце 50b стержня 50 и имеющую в своем сечении форму, комплиментарную форме пальцев 53. Домкраты 54 запитываются от аккумуляторов 56, обеспечивающих калиброванную подачу пальцев под воздействием тянущего усилия со стороны кремальер 21. Теперь с помощью фиг. 1 и 9-11 рассмотрим различные этапы транспортировки и установки палубы 1 платформы с помощью устройства согласно изобретению. Прежде всего палуба 1 и опорный каркас 11, собранные на стапелях морской верфи, переносятся на баржу 10, также изображенную на фиг. 1. Палуба 1 может быть просто уложена на несущий каркас 11 или связана с этим каркасом с помощью подходящих креплений, таких же как и приспособления для связи 35 кремальер 21 с палубой 1. Баржа 10 перевозит палубу 1 к морскому месторождению, где на морском дне уже укреплены ноги 3 морской платформы, что также изображено на фиг. 9. Затем включаются в работу двигатели 27 механизмов привода 25, что вызывает вращение шестерен 26 с участием редукторов 28, и в результате кремальеры 21 перемещаются вверх,поднимают палубу на достаточную высоту, чтобы можно было расположить ноги палубы 2 над верхними краями опор 3, как это изображено на фиг. 9. Баржа 10 перемещается между ногами 3 платформы и подводит ноги установки 2 так,что они оказываются по оси опор 3. Двигатели 27 механизма привода 25 включаются в обратном направлении, кремальеры 21 опускают палубу 1 и ее опоры 2 попадают в отверстия на краях опор 3; все это показано на фиг. 10. Вес палубы 1, первоначально выдерживаемый баржой 10, постепенно передается на опоры 3, хотя при этом баржа 10 стремится всплыть, а края кремальер 21 способны ударяться о палубу 1, если условия для установки конструкции неблагоприятны. Чтобы облегчить условия работы, кремальеры 21 могут быть связаны с палубой платформы приспособлениями 35, которые срабатывают после изменения плавучести баржи 10. Изменение плавучести баржи возможно осуществить двумя способами. 8 Первый способ заключается в постепенном заполнении баржи 10 водой, что увеличивает ее массу. Как только нагрузка со стороны баржи 10 на стержни 36, 40 и 50, в зависимости от вида используемых связей, превосходит порог, воздействие на палубу 1 прекращается либо за счет разрыва стержней 36, либо за счет перемещения пальцев 46 или 53 с освобождением стержней 40 или 50. За счет изменения плавучести баржа 10 погружается в воду и между ней и верхним концом каждой кремальеры 21 образуется зазор,что исключает возможность их удара о палубу после разделения. Второй способ изменения плавучести баржи 10 заключается в ее прогрессивном подъеме. Для этого шестерни 26 с помощью двигателей 27 и редукторов 28 приводятся во вращение. Так как палуба 1 опирается на опоры 3, а кремальеры 21 связаны с палубой 1 с помощью стержней 36, 40 или 50, в зависимости от типа используемой связи, вращение шестерен 26 приводит к постепенному подъему баржи 10 из воды за счет конструкций 30, несущих на себе механизмы привода, и за счет несущего каркаса 11, связанного с баржей 10. Как только вес баржи 10, воздействующий на стержни 36, 40 и 50, достигнет заданной величины, баржа 10 отделится от палубы 1 либо за счет разрыва стержней 36, либо за счет перемещения пальцев 46 или 53 для освобождения стержней 40 или 50. Баржа быстро погружается в воду, а шестерни 26 продолжают вращаться и вызывают движение кремальер 21 вниз. Расстояние между верхними концами кремальер 21 и палубой 20 оказывается достаточным для того, чтобы кремальеры 21 после разделения конструкции не ударялись о палубу 1. Устройство согласно изобретению позволяет быстро установить палубу на опоры платформы для добычи нефти и переместить эту палубу на высоту порядка 10 - 20 метров за счет достаточной величины хода используемых механизмов. Кроме того, кремальеры обладают достаточной жесткостью, особенно в боковом направлении, что позволяет обойтись без специальных направляющих большого объема. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для транспортировки и установки палубы (1) на платформу для морской нефтедобычи, включающее плавучую баржу(10), предназначенную для поддержания палубы(1) и оборудованную механизмами для переноса этой палубы (1) из ее положения опоры на барже (10) в положение на опорах (3) платформы,отличающееся тем, что оно дополнительно включает несущий каркас (11) для палубы (1),служащий для расположения ее на барже (10), и устройство для перемещения палубы (1), использующее, как минимум, кремальеру (21),способную двигаться в вертикальном направлении за счет работы механизма привода (20). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что несущий каркас (11) включает, по меньшей мере, одну расположенную сверху балку (12 а) и одну нижнюю балку (12b), связанные между собой распорками (13), конструкция располагается поперек оси баржи (10), а указанные балки на концах оборудованы кремальерами (21) и механизмами привода (20). 3. Устройство по п.2, отличающееся тем,что балки (12 а, 12b) регулируются по длине для изменения расстояния между кремальерами(21). 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная кремальера (21) состоит из пластины (21 а) с выполненными на ее сторонах рядами зубьев (21b) и из механизма привода(20), включающего в себя, по меньшей мере, две расположенные друг против друга сборки (25),оборудованные двигателем (27), связанным, по меньшей мере, с одним редуктором (28), приводящим в движение выходную шестерню (26),находящуюся в зацеплении с одним из рядов зубьев (21b) данной кремальеры (21). 5. Устройство по п.4, отличающееся тем,что сборки (25) каждого механизма привода (20) смонтированы на конструкции (30), связанной с балками (12 а, 12b) через устройства (31) для поглощения ударов. 6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная кремальера (21) на своем 10 верхнем конце оборудована противоударным башмаком (29). 7. Устройство по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что в его состав входят приспособления для связи (35) кремальеры (21) с палубой (1) платформы, разделяемые после изменения плавучести баржи (10). 8. Устройство по п.7, отличающееся тем,что приспособления для связи (35) включают стержень (36), конец которого (36b) связан с палубой (1), причем в этом стержне имеется участок (39) уменьшенного поперечного сечения, который должен разрушиться под воздействием заданной нагрузки. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем,что приспособления для связи (35) включают стержень (40, 50), концы которого связаны с одним из элементов кремальеры (21) или палубы (1), а другой конец связан с указанными элементами, по меньшей мере, одним фиксирующим устройством (45, 53), перемещаемым в поперечном направлении по отношению к оси стержня (40, 50) и приводимым в действие органом управления (44, 52). 10. Устройство по п.7, отличающееся тем,что указанное фиксирующее устройство образовано пальцем (45, 53), входящим в прорезь (41,55), выполненную в стержне (40, 50). 11. Устройство по п.8, отличающееся тем,что палец (53) имеет форму клина, а прорезь(55) в сечении представляет собой форму, комплиментарную форме пальца (53). 12. Устройство по п.7, отличающееся тем,что в состав устройства управления входит домкрат (46, 54).