Offshore betonová konstrukce - Offshore concrete structure - Wikipedia

Offshore betonové konstrukce byly úspěšně používány asi 30 let. Slouží ke stejnému účelu jako jejich ocelové protějšky při výrobě a skladování ropy a zemního plynu. První beton ropná plošina byl instalován v Severním moři v oblasti Ekofisk v roce 1973 společností Phillips Petroleum. Od té doby bylo postaveno 47 hlavních betonových offshore konstrukcí, přičemž 21 ze 47 betonových spodních konstrukcí bylo navrženo (koncepční a detailní návrhy) Dr. techn. Olav Olsen.^{[není ověřeno v těle ]}

Úvod

Betonové pobřežní struktury se většinou používají v ropném průmyslu jako vrtné, těžební nebo skladovací jednotky pro ropu nebo zemní plyn. V těchto velkých stavbách jsou umístěny stroje a zařízení potřebné k vrtání a / nebo těžbě ropy a plynu. Betonové konstrukce se však neomezují pouze na aplikace v ropném a plynárenském průmyslu. Několik koncepčních studií nedávno ukázalo, že betonové nosné konstrukce pro větrné turbíny na moři jsou velmi konkurenceschopné ve srovnání s běžnými ocelovými konstrukcemi, zejména pro větší hloubky vody.

V závislosti na okolnostech mohou být plošiny připojeny k oceánskému dnu, skládat se z umělého ostrova nebo být plovoucí. Obecně jsou betonové konstrukce na moři rozděleny na pevné a plovoucí konstrukce. Pevné konstrukce se většinou staví jako betonové gravitační konstrukce (CGS, nazývané také jako kesonový typ), kde zatížení klesá přímo na nejvyšší vrstvy jako tlak zeminy. Keson poskytuje vztlak při stavbě a tažení a působí také jako základová konstrukce ve fázi provozu. Kromě toho může být keson použit jako skladovací objem pro olej nebo jiné kapaliny.

Plovoucí jednotky mohou být drženy na místě ukotvenými dráty nebo řetězy v rozloženém kotevním vzoru. Kvůli nízké tuhosti v těchto systémech je vlastní frekvence nízká a struktura se může pohybovat ve všech šesti stupních volnosti. Plovoucí jednotky slouží jako výrobní jednotky, skladovací a vykládací jednotky (FSO) nebo pro ropu nebo jako terminály pro zkapalněný zemní plyn (LNG). Novějším vývojem jsou konkrétní podmořské struktury.^{[Citace je zapotřebí ]}

Betonové offshore struktury vykazují vynikající výkon.^{[je zapotřebí objasnění ]} Jsou vysoce odolné, vyrobené z téměř bezúdržbového materiálu, vhodné do drsného a / nebo arktického prostředí (jako led a seismické oblasti), mohou nést těžké vrcholy, často nabízejí skladovací kapacity, jsou vhodné pro měkké podklady a jsou velmi úsporné pro vodu hloubky větší než 150 m. Většina gravitačních plošin nepotřebuje žádné další upevnění kvůli velkým rozměrům základů a extrémně vysoké hmotnosti.^{[Citace je zapotřebí ]}

Pevné konstrukce

Od 70. let 20. století bylo vyvinuto několik návrhů pevných betonových plošin. Většina konstrukcí má společné základní keson (obvykle pro skladování oleje) a šachty, které pronikají na vodní hladinu a nesou horní stranu. V šachtách jsou obvykle umístěny inženýrské sítě pro vykládku, vrtání, sundávání a štěrk.^{[Citace je zapotřebí ]}

Betonové pobřežní plošiny typu gravitační základny jsou téměř vždy konstruovány ve svislé poloze. To umožňuje pobřežní instalaci nosníků a vybavení paluby a pozdější přepravu celé konstrukce na místo instalace.

Nejběžnější betonové konstrukce jsou:^{[Citace je zapotřebí ]}

• Condeep (s jedním, dvěma, třemi nebo čtyřmi sloupci)
• ANDOC (se čtyřmi sloupci)
• Sea Tank (se dvěma nebo čtyřmi sloupy)
• C G Doris
• Arup Betonová gravitační spodní konstrukce (CGS)

Hluboký typ

Hluboký odkazuje na značku základní struktury gravitace pro ropné plošiny vyvinutou a vyrobenou společností Norští dodavatelé v Norsku. Condeep se obvykle skládá ze základny betonových nádrží na skladování oleje, ze které vychází jedna, tři nebo čtyři betonové šachty. Původní Condeep vždy spočívá na mořském dně a šachty stoupají asi 30 metrů nad mořem. Samotná platformová paluba není součástí konstrukce Hluboký Platformy Brent B (1975) a Brent D (1976) byly navrženy pro hloubku vody 142 m v Ropné pole Brent provozuje Shell. Jejich hlavní hmotu představuje akumulační nádrž (průměr asi 100 ma výška 56 m, skládající se z 19 válcových oddílů o průměru 20 m). Tři z buněk jsou rozšířeny do šachet zužujících se na povrchu a nesoucích ocelovou palubu. Cisterny slouží jako sklad ropy v provozní fázi. Během instalace byly tyto nádrže použity jako předřadník. Mezi největšími Hluboký platforma typu jsou Trollová platforma a Gullfaks C.. Troll A byla postavena do čtyř let a nasazena v roce 1995 k výrobě plynu z Trolské ropné pole který vyvinul Norske Shell, od roku 1996 provozován Statoil.^[1]Podrobný přehled o Hluboký platformy je uveden v samostatném článku.

Betonové gravitační základní konstrukce (CGBS) je další vývoj první generace Hluboký vrtací / těžební plošiny instalované v Severním moři od konce 70. do poloviny 90. let. CGBS nemají zařízení na skladování oleje a vrchní instalace budou prováděna v terénu metodou plovoucího páření. Proud^{[když? ]} nebo nejnovější projekty jsou:^{[Citace je zapotřebí ]}

• Sachalin-II platformy (platforma Molikpaq (Piltun-Astokhskoye A; PA-A), platforma Piltun-Astokhskoye B (PA-B) a platforma Lunskoye (LUN-A))
• Malampaya
• Wandoo
• Benjamin Nathanael

C G DORIS Typ

První betonovou gravitační plošinou v Severním moři byla platforma CG Doris, tank Ekofisk, v norských vodách. Konstrukce má tvar, který se nepodobá ostrovu mořského moře, a je obklopena perforovanou vlnolamní stěnou (patent Jarlan). francouzské skupiny CG DORIS (Compagnie General pour les Developments Operationelles des Richesses Sous-Marines) pro předpjatou dodatečně předpjatou betonovou „ostrovní“ strukturu byla přijata z nákladových a provozních důvodů. DORIS byl generálním dodavatelem odpovědným za konstrukční návrh: konkrétní návrh byl připraven a kontrolován jménem DORIS společností Europe-Etudes. Dalším příkladem návrhů C G DORIS jsou platformy Frigg, Ninianská centrální platforma a platformy Schwedeneck.^{[Citace je zapotřebí ]}Návrh se obvykle skládá z velkoobjemového kesonu založeného na mořském dně, které splývá do monolitické konstrukce, která nabízí základnu pro palubu. Jedna hlavní noha je obklopena vnější stěnou rozdělovače perforovanou takzvanými Jarlanovými otvory. Tato zeď je určena k rozbití vln, čímž se sníží jejich síly.

McAlpine / Sea Tank

Tento design je docela podobný Hluboký typ.^{[Citace je zapotřebí ]}

Typ ANDOC

K dosažení svého cíle a těžbě ropy do pěti let po objevení nádrže Brent Shell rozdělila konstrukci čtyř pobřežních platforem. Redpath Dorman Long v Methilu ve Fife ve Skotsku dostával Brent A, dva konkrétní Condeeps B a D měly být postaveny v Norsku norskými dodavateli (NC) ze Stavangeru a C (také beton) měla být postavena společností McAlpine v Ardyne Point na Clyde (což je známé jako návrh ANDOC (Anglo Dutch Offshore Concrete)). ). Návrh ANDOC lze považovat za pokus britského stavebního průmyslu konkurovat v tomto sektoru Norsku. McAlpine postavil tři betonové plošiny pro Ropa ze Severního moře průmysl v Ardyne Point. Typ ANDOC je velmi podobný konstrukci Sea Tank, ale čtyři betonové nohy končí a ocelové nohy přebírají na podporu paluby.

Gravitační betonová konstrukce Arup (CGS)

The Arup Koncept betonové gravitační podkonstrukční konstrukce (CGS) byl původně vyvinut společností Arup v roce 1989 pro společnost Ravenspurn North společnosti Hamilton Brothers. Arup CGS jsou navrženy pro snadnou instalaci a jsou plně odnímatelné. Jednoduchost a opakování betonových konstrukčních prvků, nízká hustota výztuže a předpětí, jakož i použití betonu s normální hustotou vedou k ekonomickým stavebním nákladům. Pro Arup CGS je typická technika nakloněné instalace. Tato technika pomáhá maximalizovat ekonomiku a poskytuje robustní metodiku umístění v zahraničí. Dalšími projekty byly projekt Malampaya na Filipínách a Wandoo Full Field Development na severozápadním šelfu západní Austrálie.

Plovoucí konstrukce

Protože beton je docela odolný vůči korozi ze slané vody a udržuje nízké náklady na údržbu, staly se plovoucí betonové konstrukce pro ropný a plynárenský průmysl v posledních dvou desetiletích stále atraktivnější. Dočasné plovoucí struktury, jako je Hluboký platformy se během stavby vznášejí, ale jsou vytaženy a nakonec zatěžovány, dokud nesedí na mořském dně. Trvalé plovoucí betonové konstrukce mají různá použití, včetně objevu ložisek ropy a zemního plynu, při těžbě ropy a zemního plynu, jako skladovací a vykládací jednotky a v těžkých zdvihacích systémech.

Běžné konstrukce pro plovoucí betonové konstrukce jsou člun nebo loď, konstrukce plošiny (semi-ponorné, TLP), stejně jako plovoucí terminály, např. pro LNG.

Plovoucí výroba, skladování a vykládka systémy (FPSOS) přijímají surovou ropu z hlubinných vrtů a ukládají ji do svých trupových nádrží, dokud není surová naložena do cisternových lodí nebo transportních člunů. Kromě systémů FPSO se v těchto oblastech na podporu vývoje ropy a zemního plynu používá řada systémů plovoucího skladování a vykládky (FSO) ve tvaru lodi (plavidla bez vybavení pro zpracování výroby). FSO se obvykle používá jako úložná jednotka na vzdálených místech daleko od potrubí nebo jiných infrastruktur.

Semi-ponorné

Poloponorné námořní stavby jsou obvykle pohyblivé pouze tažením. Poloponorné plošiny mají hlavní charakteristiku zůstat ve v podstatě stabilní poloze a vykazovat malé pohyby, když zažívají síly prostředí, jako je vítr, vlny a proudy. Semi-Ponorné plošiny mají pontony a sloupy, obvykle dva paralelně rozmístěné pontony s plovoucími sloupy vystupujícími z těchto pontonů na podporu paluby. Některá semiponorovací plavidla mají pouze jeden keson nebo sloupec, obvykle označovaný jako bóje, zatímco jiné využívají tři nebo více sloupů vytažených vzhůru z plovoucích pontonů. U činností, které vyžadují stabilní pobřežní plošinu, je plavidlo následně zatěžováno dolů tak, aby byly pontony ponořeny, a vodní hladinu probodávají pouze vztlakové sloupy - což plavidlu poskytuje značný vztlak s malou plochou vodní plochy. Jediný betonový ponoření, které existuje^{[když? ]} je Troll B.^{[Citace je zapotřebí ]}

Platforma napínacích nohou (TLP)

A Napínací platforma nohou je vztlaková plošina, která je držena na místě pomocí kotevního systému. Kotvení TLP se liší od konvenčních řetězových nebo drátěných kotevních systémů. Plošina je držena na místě s velkými ocelovými šlachy připevněnými k mořskému dnu. Tyto šlachy jsou udržovány v napětí vztlakem trupu. Statoilův Heidrun TLP je jediný s betonovým trupem, všechny ostatní TLP mají ocelové trupy.

Barge / Ship design

Systémy FPSO nebo FSO jsou obvykle ve tvaru člunu / lodi a skladují ropu v nádržích umístěných v trupu plavidla. Jejich konstrukce věže jsou navrženy tak, aby kotvily plavidlo, umožňovaly „povětrnostním vlivům“ jednotek přizpůsobit se podmínkám prostředí, umožňovaly stálý tok oleje a produkčních kapalin z plavidla do podmořského pole, přičemž se jedná o konstrukci schopnou rychlého odpojení v případě nouzový.

První nákladní člun z předpjatého betonu byl navržen na začátku 70. let jako skladovací člun na LPG (zkapalněný ropný plyn) v oblasti Ardjuna Field (Indonésie). Tento člun je postaven z vyztuženého a předpjatého betonu obsahujícího válcové nádrže, z nichž každá má průřez kolmý k podélným osám, který obsahuje s výhodou kruhově zakřivenou část odpovídající dnu.

Hlavní pobřežní betonové konstrukce

Následující tabulka shrnuje hlavní existující betonové konstrukce na moři.

• Galerie platformy
• 

  Pohled z jihovýchodu na platformu Troll A.

• 

  Staví se základní struktura gravitace „Statfjord“

• 

  Lunskoye platforma ve výstavbě

Reference

Tištěná literatura

externí odkazy

• Structurae [en]: Troll A Platform (1995)
• Potopení offshore platformy Sleipner A.
• O platformě Hibernia
• Terminál LNG na Jadranu
• Sachalinská energie
• Malampaya.com