84537 JJ11 (2)

Ekstremalne i Specyficzne Konstrukcje Stalowe

- stoczniowe suwnice bramowe,

- tory poddźwignicowe,

- wyposażenie kanaiów zasilających.

Trzecia grupa jest związana z rodzajem budowli morskiej i poza urządzeniami dźwignicowymi i ich podtorzami obejmuje:

- dla budowli portowych:

• urządzenia cumowniczo-odbojowe,

• kierownice przystani promowych,

• rampy przeładunkowe statków ro-ro i promów,

• wyposażenie ratunkowe;

- dla budowli stoczniowych:

• bramy doków suchych i pochylni,

• rurociągi i zawory stacji pomp,

• podpory statków,

• tory i płozy do wodowania statków,

• konstrukcje cumownicze doków pływających;

- dla budowli przeciwpowodziowych:

• bariery przeciwsztormowe,

• ściany przeciwpowodziowe;

- dla budowli torów wodnych:

• bramy śluz morskich,

• bramy basenów portowych.

2.1 Hydrotechniczne konstrukcje morskie

Zastosowanie stali w budownictwie morskim ma miejsce przede wszystkim w budownictwie platform pełnomorskich budowanych do wydobywania spod dna morza ropy naftowej i gazu ziemnego. Wydobywanie to rozpoczęło się w roku 1947 w Zatoce Meksykańskiej przy brzegach Luizjany. Pierwsze opinie ekspertów wskazywały na szansę znalezienia węglowodorów pod dnem mórz i oceanów przez co najmniej 40 krajów świata z tym, że stwierdzono, iż kraje te nie mają ani środków finansowych ani możliwości kadrowych, aby działalność poszukiwawczą i wydobywczą prowadzić. Sytuacja zmieniła się radykalnie w ostatnich latach. Aktualnie ropę naftową i/lub gaz ziemny spod dna morza wydobywa 49 krajów przy czym ilość wydobywanej ropy spod dna morza przekroczyła 30% wydobycia całkowitego, zwiększając się rocznie średnio o 1,5 %.

Z punktu widzenia budownictwa morskiego istniejące tendencje rozwojowe powodują konieczność szukania nowych rozwiązań, które umożliwiłyby lokalizację obiektów poszukiwawczo-wydobywczych na małych i dużych głębokościach, jednak dla wszystkich możliwych warunków hydrologicznych i geotechnicznych.

Przyjąć można przy tym jako umowną granicę między małą i średnią głębokością 300 m, natomiast granicę między średnią i dużą głębokością 2000 m. Za głębokość maksymalną przyjmuje się głębokość maksymalną stoku kontynentalnego, która uznana być może jako równa 3000 m.

Chcąc rozpatrywać podstawowe koncepcje systemów wydobywczych w zależności od głębokości, należy uwzględnić następujące elementy:

a) odwierty wydobywcze (eksploatacyjne),

b) konstrukcje podporowe systemów wydobywczych i przetwórczych (stalowe platformy pełnomorskie),

c) połączenia poziome (rurociągi),

d) obiekty magazynowe (zbiorniki podwodne i pływające),

e) systemy interwencyjne (pojazdy zdalnie sterowane).

Biorąc pod uwagę przyjęte głębokości średnie i duże (ponad 300 m) można założyć, że najbardziej elementarnym systemem wydobywczym może być wiertnicza platforma pólzanurzana, dla dużych głębokości, połączona z głowicą wydobywczą pojedynczego odwiertu eksploatacyjnego zawieszoną elastyczną kolumną wydobywczą (riserem). Głowic wydobywczych może być także kilka, przy czym można przyjąć, iż odwierty wydobywcze będą wykonywane z konstrukcji wsporczej, natomiast elastyczna kolumna wydobywcza jest połączona jako kolumna zbiorcza. Rozważany może być tutaj również system bardziej kompletny, pozwalający na reali-

;f\ KONSTRUKCJI?

stalowe

Sierpień 2001 5(49) zację całego zakresu wydobywania, przeróbki i magazynowania. System składa się z platformy półzanurzanej, z przeróbczymi urządzeniami technologicznymi i zbiornikami ropy, zakotwionej na stałe do przegubowej kolumny wydobywczej podłączonej do układu poziomych rurociągów dostarczających ropę z poszczególnych odwiertów wyposażonych w głowice wydobywcze i zgrupowanych w wiązki.

Przyjmując realność wykonania wymienionych wyżej systemów dla głębokości wody do 3000 m, możliwe jest przedstawienie szeregu typów platform i urządzeń, realizowanych dla średnich i dużych głębokości przy wzięciu pod uwagę istniejących tendencji, wynikających głównie z obecnych potrzeb tak krajów importujących, jak i eksportujących ropę naftową i gaz ziemny (rys. 1.1).

Konstrukcje podporowe Podpory głowic

głowic wydobywczych wydobywczych

l/lub urządzeń prze- (wyłącznic)

twórczych

Pływające podpory urządzeń wydobyw-czo-przelwórczych (wyłącznie)

Rys. 1.1. Konstrukcje i urządzenia wydobywcze przy średnich i dużych głębokościach (Mazurkiewicz, 1999).

Aktualnie najbardziej rozwinięte są platformy stałe (stawiane na dnie) głównie o konstrukcji stalowej, realizowane i projektowane obecnie do głębokości 500 m. Na rys. 1.2 przedstawiono stosowane rodzaje platform stalowych wieżowych. Ciężary konstrukcji stalowej wieży (bez pokładu): For-ties 20.000 ton, Magnus 41.000 ton, Cognac 41.000 ton, Bullwinkle 45.000 ton. Wymiary fundamentów odpowiednio: 57 x 70 m, 85 x 85 m, 116 x 122 mi 122 x 146 m. Prace badawcze idą głównie w kierunku zapewnienia większego bezpieczeństwa platform oraz zmniejszenia kosztów realizacji.

Intensywne prace badawcze i projektowe prowadzone są także w zakresie stalowych platform wieżowych z odciągami. Platformę tego typu zrealizowano dla głębokości wody 305 m - platforma Lena na polu Missisipi Canyon (rys. 1.3) - przy czym przewiduje się stosowanie tego typu platform do głębokości 900 m. W rozwiązaniach tych platform chodzi o maksymalną redukcję ciężaru platformy przy zwiększeniu jej głębokości, a stąd do zmniejszenia obciążeń wynikających z oddziaływania środowiska mor-