Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Объекты нефтяной и газовой промышленности arrow ВСН 41.88 Проектирование морских ледостойких стационарных платформ  
20.10.2018
    
ВСН 41.88 Проектирование морских ледостойких стационарных платформ

МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ
ПО ПРОБЛЕМАМ ОСВОЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ РЕСУРСОВ
КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА
(ВНИИПИморнефтегаз)

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕДОСТОЙКИХ
СТАЦИОНАРНЫХ ПЛАТФОРМ

ВСН 41.88

Миннефтепром

Москва - 1988

Разработаны: ВНИПИморнефтегаз Миннефтепрома СССР (к.т.н. Мирзоев Д.А. - руководитель разработки; д.ф.н. Вершинин С.А., к.ф.м.н. Нагрелли В.Э. - руководители темы; к.т.н. Абаджян К.А., к.т.н. Левенко А.И., Серебрякова А.А., к.т.н. Суровцев В.П., к.т.н. Упоров А.В.) при участии: МИСИ им. В.В. Куйбышева Госкомобразования СССР (к.т.н. Алмазов В.О., к.т.н. Колесников Ю.М., к.т.н. Курилло С.В., к.т.н. Куликов Г.С., к.т.н. Левачев С.Н., к.т.н. Плешаков А.В., к.т.н. Халфин И.Ш.); ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова Госстроя СССР (к.т.н. Гладштейн Л.И., к.т.н. Кравченко В.Г., д.т.н. Голубев А.И., Деренковский В.И., к.т.н. Евдокимов В.В., к.т.н. Баско Е.М., Купалов К.К., д.т.н. Котляревский В.А., д.т.н. Ларионов В.В., к.т.н. Морозов Е.П., к.т.н. Петров А.А., д.т.н. Соколов А.Г.); ВНИИОСП им. Герсеванова Госстроя СССР (д.т.н. Ильичев В.А., к.т.н. Зиновьев Б.М., к.т.н. Лиховцев В.М., к.т.н. Мариупольский Л.Г., к.ф.м.н. Федоровский В.Г.); НИИЖБ Госстроя СССР (к.т.н. Булгакова М.Г., д.т.н. Гудзеев Е.А., к.т.н. Кравченко Т.Г.); ИГМ АН УССР (д.ф.м.н. Селезов И.Т., к.ф.м.н. Яковлев В.В.); Фундаментпроект Минмонтажспецстроя СССР (Кисин Б.Ф., Ханин Р.Е.); ИЭС им. Патона АН УССР (к.т.н. Гарф Э.Ф., к.т.н. Гиренко B.C., к.т.н. Новиков В.И.); НИПИ «Гипроморнефтегаз» Миннефтепрома СССР (Таирли З.М.).

Внесены ВНИПИморнефтегаз Миннефтепрома СССР.

Согласованы:

- Госстроем СССР - АЧ-2054-8 от 26.05.88;

- Госгортехнадзором СССР - 04-1-40/86 от 27.02.87;

- Министерством рыбного хозяйства СССР - 02-44/4294 от 02.06.87;

- Министерством мелиорации и водного хозяйства СССР - 13-5-01/470 от 15.06.87.

Подготовлены к утверждению отделом по строительству морских стационарных платформ Главморнефтестроя Миннефтепрома СССР (Мзареулян А.Д.)

Введены в действие приказом Министерства нефтяной промышленности СССР от 03.01.1989 г. № 1.

Министерство нефтяной промышленности СССР
(Миннефтепром СССР)

Ведомственные строительные нормы

ВСН 41.88

Проектирование морских ледостойких стационарных платформ

Настоящие Ведомственные строительные нормы и правила распространяются на вновь возводимые и реконструируемые морские стационарные платформы, сооружаемые на акваториях замерзающих морей с целью добычи нефти и газа.

 

Утверждены 1-ым зам. Министра Миннефтепрома

от "15" 09 1988 г.

Срок введения в действие
01.01.1989 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Основные требования к конструкции сооружения

1.1.1. Морские ледостойкие стационарные платформы (ЛСП) являются объектами обустройства морских нефтегазопромысловых месторождений. Класс сооружения определяется в соответствии со СНиП 2.06.01-86 «Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования».

1.1.2. При проектировании ЛСП следует учитывать опыт строительства, эксплуатации и результатов исследований морских и речных гидротехнических сооружений.

1.1.3. При проектировании ЛСП кроме требований настоящих норм должны учитываться требования действующих государственных стандартов, норм и правил общесоюзных нормативных документов по проектированию, а также требования по обеспечению безопасности работ, охране окружающей среды в период разведки, строительства, эксплуатации.

1.1.4. Проектирование должно осуществляться с учетом требований безопасной, бесперебойной и экологически безвредной эксплуатации в течение всего срока службы сооружения, а также обеспечения удобства ведения работ по осмотру и текущему ремонту сооружения.

1.1.5. Морские ледостойкие платформы должны проектироваться исходя из общей схемы обустройства месторождения, на основе комплексного подхода к освоению нефтегазоносного района и смежных отраслей народного хозяйства.

1.1.6. Тип ЛСП и ее конструкцию следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов согласно СНиП 2.06.01-86 и задания на проектирование по СНиП 1.02.01-85 с учетом:

проекта разработки месторождения;

правил охраны прибрежных вод, морей и законодательства по охране экологической зоны СССР;

природных условий района строительства (климатических, инженерно-геологических, геокриологических, сейсмических, гидрологических и других условий природной среды) и прогноза их изменения;

наличия транспортно-монтажных средств;

условий и методов производства работ;

требований технологических правил по экономному расходованию основных строительных материалов;

размещения индустриальных баз и их технологических возможностей.

1.1.7. При проектировании ЛСП следует обеспечить:

прочность и устойчивость сооружения и его элементов на стадиях изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации;

наиболее полное использование местных строительных материалов;

наименьшую продолжительность строительно-монтажных работ, выполняемых непосредственно на акватории;

индустриализацию процессов изготовления, транспортировки, установки и крепления на месте строительства;

эстетическое и архитектурное оформление;

унификацию компоновки оборудования, конструкции и методов производства работ;

необходимую автономность работы технологических модулей;

соблюдение требований действующих законодательств по охране окружающей среды, а также международных договоров СССР, правил охраны от загрязнения прибрежных вод морей и законодательства по охране экономической зоны СССР;

пожарную безопасность и оснащение средствами пожаротушения в период строительства и эксплуатации;

1.1.8. Для обоснования исходных данных, необходимых для проектирования ЛСП, следует проводить инженерные изыскания в соответствии с требованиями СНиП II-19-79, СНиП 2.02.02-85, ВСН 51.2.-84.

1.1.9. При проектировании ЛСП необходимо предусмотреть установку соответствующего стационарного оборудования, КИП и КИА для выполнения режимных и контрольных наблюдений и исследований при эксплуатации сооружений.

1.1.10. Материалы по выбору площадки для установки ЛСП должны быть согласованы с контролирующими органами в установленном порядке.

1.1.11. Технологическая площадка ЛСП должна иметь минимальные необходимые размеры в соответствии с требованиями технологического процесса.

1.1.12. Настил палубы ЛСП должен проектироваться из материала, обеспечивающего прочность и непроницаемость с высотой отбортовки не менее 200 мм с целью предотвращения загрязнения морской среды отходами производства в процессе бурения, опробования и эксплуатации скважин.

Конструкция настила должна соответствовать ГОСТ 17.1.3.02-77.

1.1.13. В соответствии со СТ СЭВ 384-76 и СНиП II-7-81 для головных образцов опорных частей ЛСП обязательно проведение натурных экспериментальных исследований на стадиях транспортировки, монтажа и последующего периода эксплуатации, а также модельных исследований в процессе проектирования. При повторном применении ЛСП экспериментальные работы производят по сокращенным программам.

1.1.14. При проектировании ЛСП необходимо применять методы математического моделирования.

1.1.15. Все надводные элементы ЛСП должны быть доступны для безопасного осмотра и обслуживания. С этой целью необходимо предусматривать люки, ходы, лестницы, перильные ограждения, специальные смотровые площадки, позволяющие вести работы в период эксплуатации.

1.1.16. При выборе конструктивной схемы и технического решения ЛСП необходимо предусматривать разбивку на сборочные единицы, размеры и масса которых допускает транспортировку, установку и крепление существующими техническими средствами, установленными заданием на проектирование.

1.1.17. При проектировании ЛСП ориентацию по частям света следует принимать такой, чтобы в направлении с наибольшими ветро-волновыми параметрами сооружение воспринимало возможно меньшее воздействие. Жилой блок следует располагать со стороны господствующих ветров, а вышку и факел - с противоположной стороны. Мероприятия по охране природной среды должны проектироваться комплексно на основе прогноза ее изменения в связи со строительством ЛСП.

1.1.18. При проектировании ЛСП должна быть предусмотрена разработка технологических мероприятий по предупреждению аварийных разливов на поверхности морской акватории.

1.1.19. При проектировании ЛСП следует предусмотреть мероприятия по тампонажу скважин после окончания их эксплуатации.

1.1.20. Выбор типа фундаментов должен производиться на основании вариантных проработок, учитывающих требования технологического характера, требования по эксплуатации, монтажу и демонтажу всего комплекса оборудования, результатов инженерно-геологических изысканий и экологических требований, а также требований по снижению сроков строительства.

1.1.21. Тип фундамента ЛСП должен выбираться в зависимости от технико-экономических показателей сравнения вариантов и инженерно-геологических условий.

1.1.22. Морские стационарные платформы должны оборудоваться причально-посадочными устройствами для подхода судов и посадки-высадки людей, которые располагаются с двух сторон сооружения и должны возвышаться над высшим годовым уровнем моря не менее чем на 1,5 м.

Высота причальной площадки должна учитывать условия швартовки и высадки людей.

1.1.23. ЛСП должны оборудоваться вертолетными площадками. Проектирование осуществляется в соответствии с требованиями ОАТ ГА-80 «Общие авиационные требования к средствам обеспечения вертолетов на судах и приподнятых над водой платформах».

Вертолетные площадки следует располагать в противоположной от бурящихся скважин стороне.

1.1.24. Ледорезную зону опорной части ЛСП следует проектировать с учетом абразивного износа поверхности.

1.1.25. Отметку верха ЛСП следует назначать так, чтобы зазор Dh, м, между вершиной расчетной волны с учетом ветрового нагона и прилива и нижней гранью надводных строений был не менее 10 % от высоты волны.

Нкл = Нy max + hо max + Dhвн + Нпр + Dh1,

Нкл - отметка нижней грани надводных строений морской стационарной платформы, м, отсчитываемая от нуля Кронштадтcского футштока;

Нy max - наивысший годовой уровень моря обеспеченностью 1 %, м, отсчитываемый от нуля Кронштадтcкого футштока;

hо max - определяется по п. 2.3.9.

Dhвн - наибольший ветровой нагон, м;

Нпр - наибольшая высота прилива, м.

Возвышение низа палубной части платформы должно быть не менее 8hл, где hл - расчетная толщина льда 1 % обеспеченности.

1.2. Основные расчетные положения

1.2.1. Расположение ЛСП в плане следует производить в соответствии со схемой обустройства месторождения так, чтобы внешние нагрузки и воздействия были минимальными.

1.2.2. Конструкции ЛСП и основания следует рассчитывать по методу предельных состояний в соответствии со СНиП 2.06.01-86.

1.2.3. Расчетную схему ЛСП следует принимать в виде пространственной конструкции.

1.2.4. Усилия в отдельных элементах сооружений должны определяться в наиболее невыгодных положениях и сочетаниях, возможных в период строительства и эксплуатации сооружения.

1.2.5. При определении усилий в элементах сооружения нагрузку от волн и течения допускается принимать в виде сосредоточенных сил, приложенных в узлах расчетной схемы конструкции.

1.2.6. Расчетное значение нагрузки определяется умножением нормативного значения нагрузки на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке gf. Нагрузки и значения коэффициента gf при расчетах по первой группе предельных состояний определяют по таблице 1 и СНиП 2.06.01-86. Перечень нагрузок и воздействий приведен в таблице 1.

1.2.7. Значения коэффициентов надежности по материалам gm и грунтам gg, применяемых для определения расчетных сопротивлений материалов и характеристик грунтов, а также коэффициент условия работы gc приводятся в соответствующих разделах ВСН.

1.2.8. При расчетах ЛСП по 2-ой группе предельных состояний значения коэффициентов надежности по нагрузке gf, по материалам gm и грунтам gg принимают равными 1.

1.2.9. Расчет фундаментов ЛСП должен производиться по предельным состояниям двух групп:

а) по первой группе:

по прочности конструкции;

по несущей способности грунта основания;

б) по второй группе:

по осадкам фундаментов от вертикальных нагрузок;

по перемещениям (вертикальным, горизонтальным и углам поворота) совместно с грунтом основания от действия вертикальных, горизонтальных нагрузок и моментов;

по образованию и величине раскрытия трещин в элементах железобетонных конструкций.

Таблица 1

Виды нагрузок и воздействий

Коэффициент надежности по нагрузке

1. Постоянные нагрузки

 

а. собственный вес сооружения (конструкции опорных блоков, верхних строений платформы)

1,05 (0,95)

б. давление воды непосредственно на поверхность сооружения, основания, поровое давление

1,0

в. модули (порожние)

1,05 (0,95)

г. вес настила, выравнивающего слоя и изоляционного слоя

1,3 (0,9)

2. Временные нагрузки

 

а. собственный вес буровой вышки и стационарного оборудования

1,05 (0,95)

б. вес заполнения оборудования, трубопроводов, резервуаров жидкостями

1,00

в. нагрузки от веса бурильных труб, хим. реагентов и других материалов, располагаемых россыпью

1,2 (0,8)

г. вес заполнения оборудования, трубопроводов шламами, сыпучими материалами

1,1 (0,9)

3. Кратковременные нагрузки

 

а. ветровая нагрузка

1,0

б. нагрузка от волн и течения

1,0

в. нагрузка от льда:

 

ровного

1,0

торосистого

1,3 - 1,5*

г. нагрузка от навала судов

1,1

д. нагрузка от вертолетов

в соответствии с ОА ТГА-80

е. нагрузка и воздействия от обледенения надводных конструкций

1,3

ж. монтажные нагрузки (строительные):

 

от механизмов

1,1 (0,9)

от поднимающихся сборочных частей

1,2 (0,9)

4. Специальные воздействия

 

а. биологическое обрастание

1,2

б. химическое воздействие

1,0

5. Особые нагрузки

 

(При особом сочетании нагрузок они заменяют соответствующие им временные длительные и кратковременные нагрузки)

 

а. сейсмические воздействия

1,0

б. давление волны (при максимальной расчетной скорости ветра)

1,0

г. ледовые нагрузки при максимальной многолетней толщине льда

1,1

д. температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для года с наибольшей амплитудой колебаний среднемесячных температур

1,1

Примечания:

1. Значения коэффициента надежности по нагрузке, указанные в скобках, относятся к случаю, когда применение минимальных значений коэффициентов приводит к невыгодному случаю загружения сооружения, а также при расчете на устойчивость положения.

2. При определении собственного веса подводной части необходимо учитывать вес элементов в воде.

3. Коэффициент торосистости Кт принимается: для Балтийского, Черного, Азовского, Северного Каспия - 1,3; для Охотского моря и арктического бассейна - 1,5.

1.2.10. Внешние нагрузки на фундаменты ЛСП: осевые, сжимающие, выдергивающие, горизонтальные силы и моменты должны задаваться в уровне подошвы гравитационного сооружения или в уровне центров опорных узлов свайных конструкций.

Примечание: На первоначальной стадии проектирования нагрузки на фундамент допускается определять в уровне опорных закреплений расчетной схемы сооружения, жесткостные параметры которых определяются на основе предварительного расчета фундамента.

1.2.11. При проектировании фундаментов ЛСП необходимо учитывать циклический характер воздействия основных видов нагрузки (волновой, ветровой, сейсмической). При этом повторяющиеся нагрузки принимаются как кратковременно постоянно действующие квазистатические с учетом многократности их приложения за расчетный период.

1.2.12. Расчет фундаментов ЛСП производится на нагрузки эксплуатационного и строительного периодов; строительный период не должен быть определяющим при назначении основных размеров фундаментов.

1.2.13. Нагрузки от технологического оборудования следует принимать в зависимости от технологической схемы нагрузок и запаса материалов, определенных исходя из условий автономности сооружения.

1.2.14. ЛСП следует рассчитывать на основные и особые сочетания нагрузок и воздействий. Указания о сочетаниях нагрузок и воздействий приведены в СНиП 2.06.01-86.

1.2.15. Нагрузки и воздействия на ЛСП необходимо уточнять на основе данных натурных наблюдений и лабораторных исследований.

1.2.16. Расчетные характеристики температуры следует определять для наиболее неблагоприятных сочетаний температур окружающей среды и технологических температур ЛСП.

1.2.17. Для конструкций, в которых предусмотрены системы тепловой защиты от смерзания с ледяным полем и обледенения, распределение температуры определяется специальным расчетом.

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. Нагрузки и воздействия льда

2.1.1. Настоящие нормы рассматривают максимальные нагрузки и воздействия от льда на опоры сооружений, возводимых на шельфе замерзающих морей, при скоростях подвижек ледяных полей до 0,5 м/с. Нагрузки от ледяных полей конечных размеров в открытом море, имеющих скорость дрейфа свыше 0,5 м/с, следует определять в соответствии с рекомендациями СНиП 2.06.04-82*.

Нормативное значение ледовой нагрузки определяется на основании:

статистических данных о гидрологическом и ледовом режимах района расположения сооружения (среднесуточной температуре воздуха, солености воды и льда, характере колебаний уровня воды, толщине льда, его торосистости, характере подвижек (дрейфа) ледяных полей);

физико-механических свойств льда;

данных о геометрических параметрах опоры и условий ее контакта со льдом.

2.1.2. К основным прочностным характеристикам, определяющим величину ледовой нагрузки на сооружение, относятся:

а) нормативное сопротивление льда сжатию Rс, МПа;

б) нормативное сопротивление льда изгибу Rf, МПа.

2.21.3. За нормативные значения Rс, Rf принимаются средние значения опытных данных испытаний образцов льда на прочность.

При отсутствии таких данных допускается нормативные сопротивления льда сжатию и изгибу принимать по таблицам 2 и 3 соответственно.

Основные положения проведения испытания образцов при определении опытных значений Rс и Rf и приведены в обязательном приложении 1.

Таблица 2

Соленость льда S, %o

Нормативное сопротивление льда сжатию Rс, МПа, при среднесуточной температуре воздуха ta, °С

 

- 2°

- 10°

- 20°

- 30°

1 и менее

1,00

1,40

1,50

1,55

2

0,75

1,25

1,35

1,45

3

0,60

1,15

1,30

1,40

4

0,40

1,10

1,25

1,30

5

0,30

1,00

1,20

1,25

6

0,20

0,95

1,15

1,20

Таблица 3

Соленость льда S, %o

Нормативное сопротивление льда изгибу Rf, МПа, при среднесуточной температуре воздуха ta,°С

 

- 2°

- 10°

- 20°

- 30°

1 и менее

0,50

0,60

0,65

0,70

2

0,40

0,55

0,60

0,65

3

0,30

0,50

0,55

0,60

4

0,25

0,45

0,50

0,55

5

0,20

0,40

0,45

0,50

6

0,15

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: