Морская бетонная конструкция - Offshore concrete structure
Морские бетонные конструкции успешно эксплуатируются около 30 лет. Они служат той же цели, что и их стальные аналоги при добыче и хранении нефти и газа. Первый бетон нефтяная платформа был установлен в Северном море на месторождении Экофиск в 1973 г. Филипс Петролеум. С тех пор было построено 47 крупных бетонных морских сооружений, из которых 21 из 47 бетонных оснований были спроектированы (концептуальный и рабочий проект) компанией Dr. Олав Ольсен.[не проверено в теле ]
Вступление
Бетонные морские конструкции в основном используются в нефтяной промышленности в качестве установок для бурения, добычи или хранения сырой нефти или природного газа. В этих крупных сооружениях размещаются машины и оборудование, необходимые для бурения и / или добычи нефти и газа. Но бетонные конструкции не ограничиваются только применением в нефтегазовой отрасли. Несколько концептуальных исследований недавно показали, что бетонные опорные конструкции для морских ветряных турбин очень конкурентоспособны по сравнению с обычными стальными конструкциями, особенно для больших глубин воды.
В зависимости от обстоятельств платформы могут быть прикреплены к дну океана, состоять из искусственного острова или плавучими. Как правило, морские бетонные конструкции делятся на фиксированные и плавучие. Стационарные конструкции в основном строятся как бетонные конструкции на основе силы тяжести (CGS, также называемые кессонным типом), где нагрузки воздействуют непосредственно на самые верхние слои как давление грунта. Кессон обеспечивает плавучесть во время строительства и буксировки, а также выступает в качестве фундаментной конструкции на этапе эксплуатации. Кроме того, кессон можно использовать как емкость для хранения нефти или других жидкостей.
Плавучие агрегаты могут удерживаться на месте закрепленными тросами или цепями в разбросанной схеме швартовки. Из-за низкой жесткости этих систем собственная частота мала, и конструкция может перемещаться во всех шести степенях свободы. Плавучие установки служат в качестве производственных единиц, единиц хранения и отгрузки (FSO) или для сырой нефти или в качестве терминалов для сжиженного природного газа (LNG). Более поздняя разработка - бетонные подводные конструкции.[нужна цитата ]
Бетонные морские конструкции показывают отличные характеристики.[требуется разъяснение ] Они очень долговечны, изготовлены из практически не требующего обслуживания материала, подходят для суровых и / или арктических условий (например, ледяные и сейсмические регионы), могут нести тяжелые верхние строения, часто предлагают емкости для хранения, подходят для мягких грунтов и очень экономичны для воды. глубины более 150м. Большинство платформ гравитационного типа не нуждаются в дополнительном креплении из-за их больших размеров основания и чрезвычайно большого веса.[нужна цитата ]
Фиксированные конструкции
С 1970-х годов было разработано несколько конструкций стационарных бетонных платформ. Большинство конструкций имеют общий кессон основания (обычно для хранения нефти) и шахты, проходящие через поверхность воды, чтобы нести верхнюю часть. В стволах обычно устанавливаются инженерные сети для разгрузки, бурения, опускания и балласта.[нужна цитата ]
Бетонные морские платформы гравитационного типа почти всегда строятся в вертикальном положении. Это позволяет устанавливать палубные балки и оборудование на берегу, а затем транспортировать всю конструкцию к месту установки.
Наиболее распространены бетонные конструкции:[нужна цитата ]
- Condeep (с одной, двумя, тремя или четырьмя колоннами)
- ANDOC (с четырьмя столбцами)
- Морской резервуар (с двумя или четырьмя колоннами)
- C G Дорис
- Arup Бетонное гравитационное основание (ББК)
Тип Кондипа
Кондип относится к конструкции гравитационного основания для нефтяных платформ, разработанной и изготовленной Норвежские подрядчики в Норвегии. Condeep обычно состоит из основания из бетонных резервуаров для хранения нефти, из которых поднимаются одна, три или четыре бетонных шахты. Оригинальный Condeep всегда стоит на морском дне, а шахты возвышаются примерно на 30 м над уровнем моря. Сама площадка платформы не является частью конструкции. Кондип Платформы Brent B (1975) и Brent D (1976) были спроектированы для глубины воды 142 м в районе Месторождение Brent управляется Ракушка. Их основная масса представлена резервуаром (диаметром около 100 м и высотой 56 м, состоящим из 19 цилиндрических отсеков диаметром 20 м). Три ячейки расширены в шахты, сужающиеся к поверхности и несущие стальную платформу. Резервуары служат для хранения сырой нефти на этапе эксплуатации. При установке эти цистерны использовались как балластные отсеки. Кондип платформа типа Платформа Troll A и Gullfaks C. Тролль А был построен за четыре года и введен в эксплуатацию в 1995 году для добычи газа из Нефтяное месторождение Тролль который был разработан Норске Шелл, с 1996 г. эксплуатируется Статойл.[1]Подробный обзор о Кондип платформ приведена в отдельной статье.
Бетонные гравитационные фундаментные конструкции (CGBS) является дальнейшим развитием первого поколения Кондип буровые / добывающие платформы, установленные в Северном море с конца 1970-х до середины 90-х годов. У КГТ нет нефтехранилищ, и установка верхнего строения будет осуществляться на месторождении методом плавучей стыковки. Текущий[когда? ] или самые последние проекты:[нужна цитата ]
- Сахалин-2 платформы (платформа Моликпак (Пильтун-Астохское А; ПА-А), платформа Пильтун-Астохское Б (ПА-Б) и платформа Лунское (ЛУН-А))
- Малампайя
- Wandoo
- Бенджамин Натанаэль
C G DORIS Тип
Первой бетонной гравитационной платформой в Северном море была платформа CG Doris, Ekofisk Tank, в норвежских водах. Структура имеет форму, напоминающую морской морской остров, и окружена перфорированной стеной волнолома (патент Jarlan). французской группы CG DORIS (Compagnie General pour les Developments Operationelles des Richesses Sous-Marines) для предварительно напряженной бетонной "островной" конструкции после напряжения была принята по соображениям стоимости и эксплуатации. DORIS была генеральным подрядчиком, ответственным за проектирование конструкций: бетонный проект был подготовлен и контролировался от имени DORIS компанией Europe-Etudes. Другим примером конструкций C G DORIS являются платформы Frigg, Центральная платформа Ниниана и платформы Schwedeneck.[нужна цитата ]Конструкция обычно состоит из кессона большого объема, основанного на морском дне, сливающегося в монолитную конструкцию, которая служит основой для палубы. Единственная основная опора окружена внешней стенкой прерывателя, перфорированной так называемыми отверстиями Джарлана. Эта стена предназначена для разбивания волн, уменьшая их силу.
McAlpine / Sea Tank
Этот дизайн очень похож на Кондип тип.[нужна цитата ]
Тип ANDOC
Достичь поставленной цели и добыть нефть в течение пяти лет после открытия пласта Brent. Ракушка разделила строительство четырех морских платформ. Redpath Dorman Long в Methil в Файфе, Шотландия, получает Brent A, два конкретных Кондипс B и D должны были быть построены в Норвегии норвежскими подрядчиками (NC) из Ставангера, а C (также бетонный) должен был быть построен McAlpine в Ardyne Point на Клайде (который известен как проект ANDOC (англо-голландский оффшорный бетон) ). Дизайн ANDOC можно рассматривать как попытку британской строительной индустрии конкурировать с Норвегией в этом секторе. McAlpine построил три бетонные платформы для Нефть Северного моря промышленность в Ардайн-Пойнт. Тип ANDOC очень похож на конструкцию Sea Tank, но четыре бетонные опоры оканчиваются, а стальные опоры служат для поддержки палубы.
Бетонное гравитационное основание Arup (CGS)
В Arup Концепция сухой бетонной конструкции с гравитационным основанием (CGS) была первоначально разработана Arup в 1989 году для компании Hamilton Brothers Ravenspurn North. CGS Arup просты в установке и полностью съемны. Простота и повторяемость бетонных конструктивных элементов, низкая плотность армирования и предварительного напряжения, а также использование бетона нормальной плотности приводят к экономичным затратам на строительство. Типичным для Arup CGS является наклонный монтаж. Этот метод помогает максимизировать экономию и обеспечивает надежную методологию размещения на море. Следующими проектами были проект Малампайя на Филиппинах и разработка полного месторождения Ванду на северо-западном шельфе Западной Австралии.
Плавучие конструкции
Поскольку бетон довольно устойчив к коррозии из-за соленой воды и снижает затраты на техническое обслуживание, плавающие бетонные конструкции становятся все более привлекательными для нефтегазовой отрасли в последние два десятилетия. Временные плавучие конструкции, такие как Кондип платформы плавают во время строительства, но их отбуксируют и, наконец, балластируют, пока они не окажутся на дне моря. Постоянные плавучие бетонные конструкции имеют различное применение, включая обнаружение залежей нефти и газа, добычу нефти и газа, в качестве хранилищ и разгрузочных устройств и в системах подъема тяжелых грузов.
Обычные конструкции для плавучих бетонных конструкций - это конструкция баржи или корабля, конструкция платформы (полупогружная, TLP), а также плавучие терминалы, например для СПГ.
Плавучая добыча, хранение и разгрузка Системы (FPSOS) получают сырую нефть из глубоководных скважин и хранят ее в своих корпусных танках до тех пор, пока нефть не будет переправлена на танкеры или транспортные баржи. В дополнение к FPSO, на этих же территориях для поддержки нефтяных и газовых разработок использовался ряд плавучих систем хранения и разгрузки (FSO) (суда без производственного технологического оборудования). FSO обычно используется в качестве хранилища в удаленных местах, вдали от трубопроводов или другой инфраструктуры.
Полупогружной
Полупогружные морские конструкции, как правило, можно перемещать только буксировкой. Полупогружные платформы имеют принципиальную характеристику: они остаются в практически стабильном положении, демонстрируя небольшие движения, когда они испытывают такие силы окружающей среды, как ветер, волны и течения. Полупогружные платформы имеют понтоны и колонны, обычно два параллельно расположенных друг от друга понтона с плавучими колоннами, выступающими из этих понтонов для поддержки палубы. Некоторые из полупогружных судов имеют только один кессон или колонну, обычно обозначаемую как буй, в то время как другие используют три или более колонн, вытянутых вверх от плавучих понтонов. Для работ, требующих наличия устойчивой морской платформы, судно затем балластируется так, чтобы понтоны были погружены в воду, и только плавучие колонны пробивали поверхность воды, что придает судну значительную плавучесть с небольшой площадью ватерлинии. Единственный существующий бетонный полупогружной аппарат[когда? ] это Тролль Б.[нужна цитата ]
Платформа для натяжения ног (TLP)
А Платформа для натяжения ног представляет собой плавучую платформу, которая удерживается системой швартовки. Швартовка TLP отличается от традиционных цепных или проволочных систем швартовки. Платформа удерживается на месте большими стальными тросами, прикрепленными к морскому дну. Эти сухожилия удерживаются в напряжении за счет плавучести корпуса. Heidrun TLP от Statoil - единственный с бетонным корпусом, все остальные TLP имеют стальные корпуса.
Дизайн баржи / корабля
Системы FPSO или FSO обычно имеют форму баржи / корабля и хранят сырую нефть в резервуарах, расположенных в корпусе судна. Их турельные конструкции предназначены для якорения судна, позволяют «выветривать» агрегаты с учетом условий окружающей среды, обеспечивать постоянный поток нефти и эксплуатационных жидкостей с судна на подводное месторождение, и все это при этом является конструкцией, способной быстро отсоединяться в случае аварии. чрезвычайная ситуация.
Первая баржа из предварительно напряженного бетона была спроектирована в начале 1970-х годов как баржа для хранения СУГ (сжиженного нефтяного газа) на месторождении Арджуна (Индонезия). Эта баржа построена из железобетона и предварительно напряженного бетона, содержащего цилиндрические резервуары, каждый из которых имеет поперечное сечение, перпендикулярное его продольным осям, которое содержит предпочтительно круговую изогнутую часть, соответствующую дну.
Основные морские бетонные конструкции
В следующей таблице приведены основные существующие морские бетонные конструкции.
| Нет. | Год установки | Оператор | Поле / Блок | Тип структуры | Глубина | Место расположения | Дизайнер | Строительство | Положение дел |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1973 | Филлипс | Экофиск | Танк - ДОРИС | 71 кв.м. | Северное море (север) | ДОРИС | AIP | |
| 2 | 1974 | Атлантик Ричфилд | Поле Арджуна | Баржа для сжиженного нефтяного газа | 43 кв.м. | Индонезия | Бергер / ABAM | ||
| 3 | 1975 | Mobil | Берил А | Кондип 3 вала | 118 кв.м. | Северное море (Великобритания) | NC / Olav Olsen | ||
| 4 | 1975 | Ракушка | Брент Б | Кондип 3 вала | 140 кв.м. | Северное море (Великобритания) | NC / Olav Olsen | Кондип Групп | AIP |
| 5 | 1975 | Эльф | Фригг CDP1 | Вал CGS 1, Jarlan Wall | 104 кв.м. | Северное море (Великобритания) | ДОРИС | AIP 2009 | |
| 6 | 1976 | Ракушка | Брент D | Кондип 3 вала | 140 кв.м. | Северное море (Великобритания) | NC / Olav Olsen | Кондип Групп | |
| 7 | 1976 | Эльф | Фригг ТП1 | CGS 2 вала | 104 кв.м. | Северное море (Великобритания) | Морской танк | AIP 2009 | |
| 8 | 1976 | Эльф | Frigg MCP-01 | Вал CGS 1, Jarlan Wall | 94 кв.м. | Северное море (N) | ДОРИС | AIP 2009 | |
| 9 | 1977 | Ракушка | Данлин А | CGS 4 вала | 153 кв.м. | Северное море (Великобритания) | ANDOC | ||
| 10 | 1977 | Эльф | Frigg TCP2 | Кондип 3 вала | 104 кв.м. | Северное море (N) | NC / Olav Olsen | AIP 2009 | |
| 11 | 1977 | Mobil | Статфьорд А | Кондип 3 вала | 145 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 12 | 1977 | Petrobras | Убарана-Паб 3 | КГС кессон | 15 м | Бразилия | ? | ||
| 13 | 1978 | Petrobras | Убарана-Паб 2 | КГС кессон | 15 м | Бразилия | ? | ||
| 14 | 1978 | Petrobras | Убарана-Паг 2 | КГС кессон | 15 м | Бразилия | ? | ||
| 15 | 1978 | TAQA Bratani | Баклан А | CGS 4 вала | 149 кв.м. | Северное море (Великобритания) | Морской танк | ||
| 16 | 1978 | Шеврон | Ниниан Сентрал | Вал CGS 1, Jarlan Wall | 136 кв.м. | Северное море (Великобритания) | ДОРИС | ||
| 17 | 1978 | Ракушка | Brent C | CGS 4 вала | 141 кв.м. | Северное море (Великобритания) | Морской танк | ||
| 18 | 1981 | Mobil | Статфьорд B | Кондип 4 вала | 145 кв.м. | Северное море (север) | NC / olav Olsen | NC | |
| 19 | 1981 | Amoco Canada | Остров Тарсиут | 4 полых кессона | 16 м | Море Бофорта | ? | Удаленный | |
| 20 | 1982 | Филлипс | Морин ALC | Бетонное основание арктическое. LC | 92 кв.м. | Северное море (Великобритания) | ? | Удаленный | |
| 21 | 1983 | Texaco | Schwedeneck A * | CGS Monotower | 25 м | Северное море (D) | ДОРИС / IMS | Удаленный | |
| 22 | 1983 | Texaco | Schwedeneck B * | CGS Monotower | 16 м | Северное море (D) | ДОРИС / IMS | Удаленный | |
| 23 | 1984 | Mobil | Статфьорд C | Кондип 4 вала | 145 кв.м. | Северное море (N) | NC / Olac Olsen | NC | |
| 24 | 1984 | Global Marine | Супер CIDS | CGS кессон, Остров | 16 м | Море Бофорта | ? | Удаленный | |
| 25 | 1986 | Статойл | Gullfaks A | Кондип 4 вала | 135 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | ||
| 26 | 1987 | Статойл | Gullfaks B | Кондип 3 вала | 141 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 27 | 1988 | Norsk Hydro] | Осеберг А | Кондип 4 вала | 109 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 28 | 1989 | Статойл | Gullfaks C | Кондип 4 вала | 216 кв.м. | Северное море (север) | NC / олав Ольсен | NC | |
| 29 | 1989 | Hamilton Bros | Н. Рейвенспурн | CGS 3 вала | 42 кв.м. | Северное море (Великобритания) | Arup | ||
| 30 | 1989 | Филлипс | Экофиск П. Б. | Кольцо защиты CGS | 75 кв.м. | Северное море (север) | ДОРИС | AIP | |
| 31 | 1996 | Эльф Конго | Н'Косса | Бетонная баржа | 170 кв.м. | Конго | BOS / Bouygues | ||
| 32 | 1993 | Ракушка | NAM F3-FB | CGS 3 вала | 43 кв.м. | Северное море (Нидерланды) | Hollandske Bet. | ||
| 33 | 1992 | Сага | Шаблоны бетонных фундаментов Snorre (CFT) | 3-ячеечные анкерные крепления | 310 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 34 | 1993 | Статойл | Слейпнер А | Кондип 4 вала | 82 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 35 | 1993 | Ракушка | Драуген | Кондип Моновышка | 251 кв.м. | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 36 | 1994 | Conoco | Heidrun | Бетон TLP | 350 м | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 37 | 1996 | BP | Harding | CGS | 109 кв.м. | Северное море (Великобритания) | Тейлор Вуд Eng. | ||
| 38 | 1995 | Ракушка | Тролль А | Кондип 4 вала | 303 кв.м. | Северное море (N) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 39 | 1995 | Conoco | Heidrun TLP | Бетон TLP | 350 м | Северное море (север) | NC / Olav Olsen | NC | |
| 40 | 1995 | Norsk Hydro | Тролль Б | Полусуб | 325 кв.м. | Северное море (N) | ДОРИС | KCC | |
| 41 | 1996 | Эссо | Западный тунец | CGS 3 вала | 61 кв.м. | Австралия | Кинхилл / ДОРИС | ||
| 42 | 1996 | Эссо | Лещ B | Вал CGS 1 | 61 кв.м. | Австралия | Кинхилл / ДОРИС | ||
| 43 | 1996 | Амполекс | Wandoo | CGS 4 вала | 54 кв.м. | Австралия | Arup | ||
| 44 | 1997 | Mobil | Hibernia | CGS 4 вала | 80 кв.м. | Канада | ДОРИС | ||
| 45 | 1999 | Амерада Хесс | Южный Арне | Вал CGS 1 | 60 м | Северное море (DK) | Тейлор Вудроу | ||
| 46 | 2000 | Ракушка | Малампайя | CGS 4 вала | 43 кв.м. | Филиппины | Arup | ||
| 47 | 2005 | Сахалин Энерджи (СЭИК) | Лунское А | CGS 4 вала | 48 кв.м. | Сахалин (R) | АК / ГМАО | ||
| 48 | 2005 | Сахалин Энерджи (СЭИК) | Сахалин ПА-Б | CGS 4 вала | 30 м | Сахалин (R) | АК / ГМАО | ||
| 49 | 2008 | ExxonMobil | Адриатический СПГ | Терминал СПГ | 29 кв.м. | Адриатическое море (I) | АК / ГМАО | ||
| 50 | 2008 | MPU Heavy Lifter (не завершено) | Судно-тяжеловес | LWA | н / д | на | Олав Ольсен | Снесен | |
| 51 | 2012 | Эксон Нефтегаз Лимитед (ЭНЛ) | Сахалин-1 Аркутун Даги (Беркут) | ОГТ 4 вала | 33 кв.м. | Сахалин-1 (Р) | АК / ГМАО | ||
| 52 | 2017 | ExxonMobil Канада Недвижимость | Хеврон | GBS Monotower | 109 кв.м. | Канада | KKC / GMAO | KKC | |
| 53 | 20?? | Хаски Энергия | Западная белая роза | GBS Monotower | 118 кв.м. | Канада | Arup |
- Галерея платформы
Вид с юго-востока на платформу Тролль А.
Строящееся гравитационное основание Статфьорд
Строящаяся платформа Лунское
Рекомендации
- ^ "Страница фактов о Troll Gas". Статойл. Получено 2 апреля 2013.
Печатная литература
- Клаусс, Гюнтер; Э. Леманн; К. Остерфаард (1992). Морские сооружения Том I: Концептуальное проектирование и гидромеханика. Springer-Verlag Berlin Heidelberg Нью-Йорк. ISBN 978-3-540-19709-6.
- Клаусс, Гюнтер; Э. Леманн; К. Остерфаард (1993). Морские сооружения, том II: Прочность и безопасность при проектировании конструкций. Springer Verlag Berlin Heidelberg Нью-Йорк. ISBN 978-3-540-19770-6.
- Олсен, Т. О. (2001). «Утилизация морских бетонных конструкций». Конструкционный бетон. 2 (3): 169–173. Дои:10.1680 / stco.2001.2.3.169. ISSN 1464-4177.