Установка, мало подверженная повреждениям, вызванными льдом, в море, содержащая вал, простирающийся в вертикальном направлении от уровня палубы до подводного уровня, содержащий ледокольную секцию, которая в вертикальном направлении вниз имеет увеличивающийся размер поперечного сечения, и простирается от надводного уровня до подводного уровня, при этом ледокольная секция имеет угол наклона вверх от горизонтали такой, что лед отклоняется, по существу, вверх по секции, отличающаяся тем, что сразу над ледокольной секцией вал содержит уступ, имеющий меньший угол наклона вверх от горизонтали, чем ледокольная секция.

 

(57) Реферат / Формула:
мало подверженная повреждениям, вызванными льдом, в море, содержащая вал, простирающийся в вертикальном направлении от уровня палубы до подводного уровня, содержащий ледокольную секцию, которая в вертикальном направлении вниз имеет увеличивающийся размер поперечного сечения, и простирается от надводного уровня до подводного уровня, при этом ледокольная секция имеет угол наклона вверх от горизонтали такой, что лед отклоняется, по существу, вверх по секции, отличающаяся тем, что сразу над ледокольной секцией вал содержит уступ, имеющий меньший угол наклона вверх от горизонтали, чем ледокольная секция.

 

---

2420-148831ЕА/032
УСТАНОВКА ДЛЯ ЛЕДОВИТЫХ ВОД
Область техники
Настоящее изобретение относится к установкам для использования в морях в областях, заполненных льдом. Более точно, настоящее изобретение относится к установке, которая мало подвержена повреждению, вызванному льдом, в море.
Предшествующий уровень техники и предпосылки изобретения При использовании установок в ледовитых водах, например, в арктических водах, возникает серьезная проблема, заключающаяся в том, что такие установки подвергаются агрессивным воздействиям, оказываемым льдом и дрейфом ледяных обломков на поверхности моря. Даже в областях, где не возникает крупных айсбергов, подвижный лед представляет потенциальную угрозу целостности установки, и потенциально может повредить установку, вероятно, делая ее неустойчивой или смещая ее по горизонтали.
Существует два основных способа снижения ударного воздействия льда в таких водах.
Первый способ заключается в изготовлении защитного барьера вокруг установки, например, в форме защитного волнореза вокруг установки, как описано в Патентной Публикации US 4828431.
Второй способ заключается во включении особенностей в установку для снижения ударного воздействия льда.
При втором способе, например, в установку включается ледокольная секция, на уровне ватерлинии, вышеуказанная секция может иметь наклон вверх от горизонтали для того, чтобы лед отклонялся по существу вверх по секции. В наиболее современных конструкциях вышеуказанная секция выполнена так, что нав:лон к горизонтали является равномерным или возрастает вверх вдоль установки, относительно морского дна. Ссылка сделана на патентные публикации US4846125, US4639167, US4808036 и US5269632, все они описывают ледокольные секции, имеющие возрастающий наклон от горизонтали с увеличением расстояния от уровня моря. Типичная ледокольная секция в соответствии с вышеуказанными публикациями имеет форму песочных часов, так что
лед, дрейфующий к установке, разламывается вверх к более узкой части секции, в то время как секция, расположенная выше, имеет наклон наружу от центральной линии установки, так что разломанный лед отклоняется назад в направлении дрейфа льда и падает вниз на поверхность моря. Также существуют конструкции, имеющие наклон на ватерлинии вниз от горизонтали, в результате чего лед изламывается по существу в направлении вниз.
Несмотря на вышеупомянутые установки, все еще существует необходимость в альтернативных воплощениях установок для использования в ледовитых водах. Существует особая потребность в ледокольной конструкции, которая является более эффективной с точки зрения быстрого раскалывания льда на более мелкие куски, так, чтобы куски льда не прибивались к платформе, накапливаясь вблизи палубы платформы.
Краткое описание изобретения
Вышеуказанным требованиям удовлетворяет настоящее изобретение, которое обеспечивает установку, мало подверженную повреждениям, вызванным льдом в море, при этом установка содержит:
вал, простирающийся в вертикальном направлении от уровня палубы до уровня под водой, содержащий
ледокольную секцию, которая в вертикальном направлении вниз имеет возрастающий размер поперечного сечения и простирается от надводного уровня до подводного уровня, ледокольная секция имеет угол наклона вверх от горизонтали такой, что лед отклоняется вверх по секции, отличающуюся тем, что сразу над ледокольной секцией вал содержит уступ, имеющий меньший угол наклона вверх от горизонтали, чем ледокольная секция.
При помощи установки в соответствии с изобретением, лед сперва изламывается вверх от уровня воды. Затем, когда лед достигает уступа, он отклоняется вниз к уровню воды. Таким образом, лед отклоняется и разламывается в двух направлениях изгиба, сперва вверх, затем вниз, в результате чего лед быстрее разламывается на более мелкие кусочки. При помощи более быстрого раскалывания льда на более мелкие кусочки, в
большинстве случаев силы, оказываемые на установку льдом, снижаются, в частности, когда лед пристал к морскому дну. При помощи конструкций предшествующего уровня техники, лед отгибался лишь вверх (необязательно только вниз) от уровня воды, в результате чего лед не раскалывался или слипался на большем протяжении.
Ледокольная секция может предпочтительно иметь равномерный наклон к горизонтали, что предпочтительно с точки зрения простоты проектирования и строительства. Альтернативно, ледокольная секция может иметь возрастающий наклон к горизонтали в верхней части секции, что может быть предпочтительно для обеспечения увеличенного угла излома, и уменьшает контактную поверхность, по которой лед контактирует с ледокольной секцией. Уменьшенная контактная поверхность может снизить трение и облегчить отклонение. Более того, малый угол отклонения нижней части ледокольной секции может обеспечить то, что весь лед отклоняется вверх по секции. Ледокольная секция имеет подходящий наклон, составляющий примерно 4 5° к горизонтали.
Уступ предпочтительно имеет наклон около 10° к горизонтали, но может иметь изменяющийся наклон или быть горизонтальным. Некоторый наклон является наиболее предпочтительным, поскольку лед может легче сползать с уступа в направлении ледокольной секции.
Разница в угле наклона между ледокольной секцией и уступом предпочтительно составляет по меньшей мере 20°, что подходит для удовлетворительного раскалывания льда на переходе.
Установка предпочтительно представляет собой установку с гравитационным фундаментом, опирающуюся на морское дно, более предпочтительно - конструкцию с гравитационным фундаментом, изготовленную из бетона или стали, или из их комбинации, с одним или несколькими валами, при этом каждый вал сформирован в соответствии с изобретением. Тяжелую, вертикальную нагрузку, оказываемую льдом на уступ, лучше выдерживают установки, опирающиеся на морское дно, чем плавучие установки, но изобретение может также быть применено для плавучих установок в
областях с умеренным возникновением льда, при достаточной плавучести установки. Для установки, опирающейся на морское дно, тяжелые нагрузки, оказываемые льдом, могут стабилизировать установку.
Чертежи
Настоящее изобретение проиллюстрировано на трех чертежах, на которых:
Фиг. 1 изображает установку с многоугольным поперечным сечением в соответствии с изобретением,
Фиг. 2 изображает установку с круглым поперечным сечением в соответствии с изобретением,
Фиг. 3 обеспечивает дополнительную иллюстрацию установки в соответствии с изобретением.
Подробное описание
На Фиг. 1 в упрощенной форме изображена установка 1 с гравитационным фундаментом в соответствии с изобретением, содержащая вал 2, простирающийся от уровня палубы 3 до подводного уровня. Вал 2 включает в себя ледокольную секцию (скат) 4, который простирается от надводного уровня до подводного уровня и имеет угол наклона вверх от горизонтали, так что лед отклоняется в направлении вверх по секции. Сразу над ледокольной секцией расположен уступ 5, имеющий меньший угол наклона к горизонтали. Показанная установка имеет многоугольное (возможно квадратное или прямоугольное) поперечное сечение, перпендикулярное вертикали вала, и ледокольная секция имеет угол наклона около 45° вверх от горизонтали, и уступ имеет угол наклона около 10° вверх от горизонтали. Уступ имеет типичную ширину в горизонтальном направлении около 10 м от внешней кромки до внутренней кромки по направлению к валу. Ледокольная секция как правило больше, чем уступ, и в вертикальном направлении как правило простирается от уровня, слегка ниже самого низкого уровня воды, до уровня, слегка выше самого высокого уровня воды, с достаточным запасом для того, чтобы нижняя грань дрейфующего льда всегда ударяла именно по ледокольной секции. Угол наклона ледокольного отделения вверх от горизонтали, составляющий
примерно 45°, считается оптимальным с точки зрения сил, оказываемых льдом в большинстве случаев.
Поперечное сечение установки, перпендикулярное вертикали вала, может иметь разные формы. На Фиг. 2 и Фиг. 3 показано воплощение установки с гравитационным фундаментом в соответствии с изобретением, имеющее круглое поперечное сечение, с соответствующими формами ледокольной секции и уступа. На Фиг. 3 показано, как лед 6 будет раскалываться об ледокольную секцию и уступ. Раскалывание льда начинается, когда лед ударяется о ледокольную секцию 4, дальнейшее раскалывание осуществляется на переходе 7 между ледокольной секцией и уступом, допуская, что лед сначала будет накапливаться. Накопленный лед способствует, благодаря увеличенному весу, стабилизации установки, как относительно опрокидывающего момента, прилагаемого льдом, так и относительно сопротивления скольжению по морскому дну. Накопленный лед будет защищать установку от ударов при больших объемах дрейфующего льда позже в ледовый: сезон. Таким образом, не требуется распыления воды для создания накопления льда позже в ледовый сезон. Таким образом, установка в соответствии с изобретением обеспечивает повышенную пассивную ледяную защиту, в результате чего активные мероприятия для ледяной защиты могут быть снижены.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Установка, мало подверженная повреждениям, вызванным льдом, в море, содержащая:
вал, простирающийся в вертикальном направлении от уровня палубы до подводного уровня, содержащий
ледокольную секцию, которая в вертикальном направлении вниз имеет увеличивающийся размер поперечного сечения и простирается от надводного уровня до подводного уровня, при этом ледокольная секция имеет угол наклона вверх от горизонтали такой, что лед отклоняется по существу вверх по секции,
отличающаяся тем, что сразу над ледокольной секцией вал содержит уступ, имеющий меньший угол наклона вверх от горизонтали, чем ледокольная секция.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ледокольная секция имеет равномерный наклон вверх от горизонтали.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ледокольная секция имеет возрастающий наклон вверх от горизонтали в верхней части вышеуказанной секции.
4. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ледокольная секция имеет угол наклона, составляющий примерно 45° вверх от горизонтали.
5. Установка по п.1 или 2, отличающая тем, что ледокольная секция имеет многоугольное поперечное сечение и средний угол наклона около 45° вверх от горизонтали.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что уступ имеет угол наклона примерно 10° вверх от горизонтали.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что уступ имеет изменяющийся наклон.
8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что разница в угле наклона между ледокольной секцией и уступом составляет по меньшей мере 20°.
9. Установка по п.1, отличающаяся тем, чтс она представляет собой установку с гравитационным фундаментом, опирающуюся на морское дно.
10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она представляет собой конструкцию с гравитационным фундаментом,
изготовленную из бетона или стали, или из их комбинации, с одним или несколькими валами.
По доверенности
1/2
148831ЕА
ФИГ. 2
2/2
ФИГ. 3