История и методология науки и техники

     

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное 
учреждение высшего профессионального образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный
технический университет»





Факультет ФЭТМТ
Кафедра  « Кораблестроение»





ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
по дисциплине «История и методология науки и техники»

История и методология проектирования, постройки и 
эксплуатации стационарных морских платформ







Студент группы	5КСм-1						А.С. Миронов 
подпись, дата
Преподаватель 								И.В. Каменских
подпись, дата
Нормоконтролёр								И.В. Каменских
подпись, дата




2015
Содержание

Введение....................................................................................................................4
1 История создания и характеристики стационарных морских платформ……………………………………………………………………………….6
1.1 История стационарных морских платформ…………………………..…….6
1.2 Создание и развитие морских платформ…………………………..……….7
1.3 Технико-эксплуатационные характеристики морских платформ.………10
2 Особенности проектирования, эксплуатации и постройки………………….16
3 Методы определения и анализа  характеристик стационарных морских платформ…………………………………………………………...............................26
Заключение ……………………………………………….....................................29
Список использованных источников……………………………………………31

     

Введение
     
     В настоящее время, когда месторождения нефти и газа на суше уже значительно исчерпаны, освоение месторождений на континентальном шельфе способно обеспечить развитие мировой экономики углеводородами на долгие годы. Именно с этим в последние годы связан повышенный спрос на оборудование для морской добычи [6].
     Запасы нефти и газа на суше постепенно истощаются, а обострение мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более и более широкого освоения нефтегазовых ресурсов морского дна. В настоящее время на шельфе эксплуатируется достаточно большое количество буровых установок различного типа [6].
     Состав гидротехнических сооружений для освоения шельфа находится в непрерывном развитии. Связано это прежде всего с освоением новых районов мирового океана, выходом на более глубоководные участки и с появлением новых технических решений. По назначению гидротехнические сооружения делятся  разделены на следующие группы:
     - для разведки и разработки подводных месторождений ( сооружения нефтегазопромыслов, нефтегазохранилища, подводные трубопроводы, сооружения, обеспечивающие работу технических средств для добычи и транспортировки твердых полехных ископаемых);
     - для размещения объектов промышленного и гражданского назначения (исскуственные острова, плавучие атомные электростанции, заводы, склады, аэродромы и города-спутники);
     - для использования возобновляющихся источников энергии (приливные, волновые и гидротермальные электростанции);
     - для обеспечения морских транспортных перевозок;
     
     
     - для пропуска сухопутного транспорта через водные преграды (морские туннели и мосты);
     - для берегового водоснабжения;
     - для навигационных и научно-исследовательских целей.
      Стационарные платформы представляют собой наиболее развивающуюся и многочисленную группу гидротехнических сооружений (разведоточного) для освоения шельфа. Они используются главным образом для долговременной эксплуатации - бурения скважин, добычи, переработки и хранения нефти и газа [5].
     Стационарная морская платформа (СМП) — морское нефтегазо-промысловое сооружение. Оно состоит из опорного основания, которое зафиксированно на все время использования на грунте, верхнего строения. Верхнее строение платформы, предназначенно для установки на ней бурового, нефтегазопромыслового и вспомогательного оборудования, которое обеспечивает бурение скважин, добычу газа и нефти, их подготовку, а также оборудования и систем для других видов работ, связанных с разработкой новых нефтяных и газовых месторождений в море (оборудование для закачки воды в пласт, капитального ремонта скважин, средства автоматизации морского промысла, оборудование и средства автоматизации по транспорту нефти, средства связи с береговыми объектами и    т. п. В среднем эксплуатационный период СМП на месторождении составляет    25 лет [7].
     В последние годы, в связи с широким разворотом работ по освоению морских нефтяных месторождений в различных районах Мирового океана, предложен и осуществлен ряд новых типов и конструкций СМП [6].
     1.1 
История стационарных морских платформ 
     
     В 1897 году в Тихом океане в районе острова Сомерленд (шт. Калифорния, США) впервые было осуществлено бурение на море. В России первая морская скважина была пробурена в 1925 году, в бухте Ильича (близ города Баку) на искусственно созданном островке. В 1934 году Н.С. Тимофеевым на острове Артема в Каспийском море было осуществлено кустовое бурение, при котором несколько скважин (до двадцати) бурятся с общей площадки. Впоследствии этот метод стал широко применяться  при бурении в условиях ограниченного пространства [1].
     Первая же морская нефтяная платформа, Нефтяные Камни, была построена на металлических эстакадах в 1949 году в Каспийском море, на расстоянии около 40 км к востоку от Апшеронского полуострова на территории Азербайджана. Она числится в списке Книги рекордов Гиннеса как старейшая морская нефтяная платформа [2].
     Самой глубоководной самоподъемной установкой является трехколонная установка «Трайдент IX» постройки 1982 г. (Япония), которая может работать на глубинах до 122 м. Самая глубоководная скважина была пробурена с американского бурового судна «Дискавери Севен Сиз» в том же 1982 г. при глубине моря 1828 м [3].
     В далеком 1991 году в одном из норвежских фьордов началось строительство самой высокой морской платформы в мире — добывающей суперплатформы Troll.
     Эта уникальная буровая платформа - установка занимается добычей газа в глубинных скважинах под водой, пробитых на дне. Внутри платформы установлены специальные трубопроводы высокого давления, по которым осуществляется транспортировка добываемого сырья. По ним природное топливо движется на скоростях близких к 900 м/с (3200 км/ч). Для повышения пропускной способности 
     
     
и увеличения производительности добычи в платформе используются специальные компрессоры, нагнетающие дополнительное давление в газовых магистралях. Благодаря своим технических характеристикам платформа  занесена в книгу рекордов Гиннеса. Высота этого гиганта инженерной мысли составляет 472 метра, что выше даже чем Эйфелева башня в Париже [8].. 
     Гигантская морская платформа Troll является самым высоким за историю человечества сооружением, которое было перемещено относительно своей стартовой позиции, да не просто сдвинуто немного, а отбуксировано на дистанцию более чем 200 км. Внутри каждой опоры платформы Troll предусмотрен лифт, который выполняет спуск или подъем от нижней точки до верхней за девять минут. После объединения опор с платформой в 1995 году началась буксировка Troll к месту назначения, которая была закончена в 1996 году, и теперь морской колосс расположился в 80 километрах к Северо-Западу от города Берген на Юго-Западе Норвегии.
     Создавалась самая высокая морская платформа в мире норвежской компанией Shell Norske, эта же фирма осуществила и буксировку Troll [8].
     
1.2  Создание и  развитие морских платформ
     
     Создание и развитие  морских гидротехнических сооружений от создания различных конструктивных элементов до морских стационарных платформ проходило в два масштабных этапа. 
     Первый этап подготовительный, на его базе были созданы все предпосылки появления СМП. На втором этапе происходит совершенствование видов платформ для различных условий (режимов) работы: арктические и ледовые условия, различные погодные условия (сейсмичность, волнение и течения, скорость ветра), более высокие глубины водных акваторий. 
     Первый этап характеризуется с разработкой и развитием свайных оснований. Его делят на отечественные и зарубежные разработки 2].
     Первым из отечественных ученых (специалистов) металлическое свайное основание было предложено в 20-х гг. Н.С. Тимофеевым , металлические сваи которого погружались методом забуривания. После бурения шурфов под сваи, установки и цементирования свай в морском дне пролётное строение собиралось и сваривалось на месте будущего расположения платформы. В 1940 г. Б.А. Рагинский предложил создание крупноблочной конструкции верхнего строения морского основания, которая устанавливалась и монтировалась на зацементированных сваях. Применение крупноблочных элементов заводского изготовления 
резко упрощает строительство и затраченное на него время. В процессе разработки морских месторождений потребовалось надежное сообщение между отдельными объектами, расположенными на значительных расстояниях нефтепромысла. Доставка грузов на судах в связи с плохими погодными условиями была затруднена. Кроме этого, не судоходность акватории в местах разработки (например, район Нефтяных камней) обусловила создание эстакад как средств сообщения между объектами существующего промысла.
     Впервые металлические стационарные основания (МОС) были предложены группой ученых – Л.А. Межлумовым, С.А. Оруджевым и Ю.А. Саттаровым [2]. 
     На месторождении «им. 28 апреля» в 1976 году построено стационарное металлическое основание на глубине моря 84 м. 
     За рубежом освоение морских нефтяных месторождений начинались с разработок стационарных оснований на деревянных сваях. Отличительной чертой зарубежной практики строительства стационарных морских оснований (платформ) было использование железобетонных и бетонных конструкций в виде кессонов, опускных колодцев и свай. Например, основание Коллинса, представляющее собой цилиндрическую бетонную колонну - массив диаметром 5,8 м, погруженную в грунт на требуемую глубину. Применялись гигантские массивы на кессонах с размером в плане двенадцать  на двадцать метров, по периметру которой забивали ряд шпунтовых свай. Все пространство, окруженное шпунтовым рядом, засыпалось песком. Ввиду высокой стоимости эти конструкции не получили широкого распространения. На меньших глубинах применяли сваи шестьдесят  на шестьдесят сантиметров , которые забивали в (грунт) морское дно с помощью паровых копров.
      За рубежом металлические стационарные морские платформы для бурения скважин и добычи нефти (газа) начали свое развитие с простейших конструкций на глубину шесть метров до сложных конструкций на глубины до трехсот пяти метров и более. 
     Вторым этапом в развитии конструкций морских гидротехнических сооружений для бурения скважин и добычи нефти(газа) было создание стационарных морских платформ (СМП), состоящих из опорной части, массивного моноблока и съемного многопалубного верхнего строения. Особенностью этих конструкций является - применение массивных блоков (модулей), которые изготавливались на заводе, уже укомплектованные определенным технологическим оборудованием и размещенные на разных по высоте палубах многопалубного верхнего строения стационарной платформы. Такая особенность обеспечила одновременное проведение буровых работ и добычу нефти (газа) [9].
     При освоении нефтяных и газовых месторождений Северного моря произошло наиболее ускоренное развитие конструкций СМП. Наряду с массивными стационарными металлическими платформами, закрепляемыми к морскому дну сваями, в Северном море широко применяются массивные железобетонные платформы гравитационного типа. Используют также комбинированные конструкции: низ конструкции изготовляют из железобетона, а верх - из металла. Для глубоководных акваторий имеется ряд разработок платформ с натяжными опорами [9].
     Наряду с массивными СМП, закрепляемыми к морскому дну сваями, в Северном море широко используются массивные железобетонные СМП гравитационного типа. В последние годы, в связи с широким разворотом работ по освоению морских нефтяных и газовых месторождений в различных районах Мирового океана, предложен и осуществлен ряд новых типов и конструкций СМП [9].
     
     
     1.3 Технико – эксплуатационные характеристики морских платформ
     
     Морские буровые платформы классифицируют по следующим признакам:
     - по принципиальной конструктивной схеме и положению в рабочем состоянии объекта (средства), служащего основанием (монтажной базой) бурового оборудования;
     - по условной предельной глубине бурения, т.е. по признаку, который является основным для буровых установок расположенных на суше.
     - по типу конструкции
     - по материалу и другим признакам.
     По первому признаку, т.е. по особенностям основания (монтажной базы), все буровые установки принято классифицировать следующим образом: стационарные - свайные, опорно - свайные, опорные; передвижные опорные - самоподъемные, с погружным корпусом; безъопорные - полупогружные, буровые суда [9].
     Конструкцию стационарной платформы определяют условия окружающей, среды , и принятая для нее схема разработки.
     К условиям окружающей среды относят: глубину моря, волновые, ветровые, сейсмические и ледовые нагрузки,  морские течения, физико-механические свойства грунтов, слагающих дно в месте установки платформы. Проекты разработки и оснащения морских нефтегазовых месторождений предусматривают определение количества наклонно направленных скважин, располагаемых на одной платформе (в зависимости от геологических условий месторождения), и всего комплекса оборудования для подготовки, транспортировки и хранения нефти. Сочетание всех перечисленных факторов определяет нагрузки на сооружение, а отсюда и его конструктивное решение [9].
     
     
     
     
     На рисунке  1 показана морская стационарная платформа  со свайным основанием. 
     
     1 – сваи; 2 – трубы малого диаметра; 3 – ферменные пролетные строения;
     4 – трубы большого диаметра; 5 – верхние строения; 6 – опорный блок;                 7 – фундамент
     Рисунок 1 – Морская стационарная платформа

     Основные элементы этой стационарной платформы: верхнее строение (5), опорный блок (6), фундамент (7).
     Верхние строения подразделяют на опорную палубу и блок-модули бурения, добычного комплекса, системы подготовки продукции скважин, поддержания пластового давления, которые размещены  на палубах.  При проектировании
платформы опорному блоку уделяется основное  внимание, так как он является
одной из важных ее частей. 
     Верхнее строение современной морской стационарной платформы состоит из комплекта основных блок-модулей, предназначенных для:
* бурения двумя буровыми установками куста более 36 скважин предельной глубиной 5000 м;
* одновременного бурения и эксплуатации куста скважин.
     Принципиальная схема компоновки верхнего строения платформы из блок-модулей.
     
     
1 – манифольда  правого борта; 2 – манифольда  левого борта; 3 – модули сепарации и насосной откачки; 4 – модуль управления; 5 –модуль управлениия;               6 –  модуль энергетического бурового комплекса; 7 – модуль энергетического эксплуатационного комплекса; 8–  модуль буровых насосов и циркуляционной системы; 9 – модуль пневмотранспорта и цементировочного комплекса; 10 –  модуль подпортального; 11 – модуль подвышенного портала; 12 – модуль вышечного оборудования; 13 –  модуль буровых вышек; 14 – модуль геофизического оборудования; 15 –  модуль АСУ ТП бурения; 16 –  основной модуль; 17 –первый дополнительный модуль; 18 – второй дополнительный модуль; 19 – радиосвязи; 20 –модуль вертолетной площадки; 21 – мачта
   Рисунок 2 - Принципиальная схема компоновки верхнего строения платформы из блок-модулей

     Модули 1, 2, 3, 4, 5 входят блок – модуль эксплуатационного комплекса.
     Модули 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 входят в блок – модуль бурового комплекса.
     Модули 6, 7 входят в состав блок – модуля энергетического комплекса. 
     Модули 16, 17, 18 входят состав блок - модуля жилого комплекса 
     Модули 19, 20, 21 входят в состав блок – модуля жизнеобеспечения.
     Опорный блок состоит из трубчатых опор большого диаметра (4), соединенных многочисленными трубами меньшего диаметра (2), которые называются поперечными связями. Опорные блоки в свою очередь соединяются ферменными пролетными строениями 3.
     Сваи и опоры опорного блока, изготавливают наклонными, что обеспечивает  увеличение размера блока у основания и повышает сопротивление опрокидывающему моменту. В поперечном направлении от платформы  наклоны имеют только наружные опоры. В такой конструкции обе центральные опоры параллельны, что позволяет спускать их на полозьях на транспортную баржу с последующей доставкой опорного блока от места изготовления на суше на точку установки на море [11].
     Стационарное основание связано с морским дном и передает на него  все нагрузки, возникающие в период строительства скважины , а также передает вес бурового оборудования. Конструкция стационарного основания зависит от условий, для которых оно предназначено, и в первую очередь от глубины моря. Свайное основание является наиболее простым видом стационарного основания [10].
     Свайные основания используют при малых глубинах моря - около пятнадцати - двадцати шести метров  и реже бывает используют до 40 метров. Для создания  стационарных оснований в морское дно забивают сваи, на них сваривают конструкцию будущей платформы, делают настил и на него монтируют основное и вспомогательное буровое оборудование. Стержневая система свайных оснований может быть вертикальной или наклонной. При освоении морских нефтегазовых месторождений  при глубине моря до 15 - 20 м в одном кусте могут разме-
щаться две, три, а иногда и большее количество платформ, объединенных с помощью эстакад. Они служат для сообщения с буровыми, подвоза оборудования, инструмента и материалов, обеспечивают более оперативную работу  обслуживающего персонала, а также позволяют повысить общую устойчивость каждой из платформ, т.е иметь большую статическую определенность двух и даже трех объединенных платформ. Если глубина моря больше 15 - 20 м , то строительство эстакад становится нецелесообразным. [10]
     Основное преимущество таких оснований - их низкая стоимость по сравнению с другими видами оснований, недостаток – в том что их можно использовать
на сравнительно малых глубинах моря ( 25 – 40 метров), а также невозможность многократного использования. [10]
     Следующий вид оснований - стационарные опорно-свайные и опорные основания. Такие основания позволяют вести буровые работы на глубинах моря порядка 150 метров. Стационарная буровая платформа состоит из подводной и надводной частей. Подводная часть включает один или несколько опорных блоков. Опорные блоки наиболее широко применяют в морских стационарных платформах пирамидальной формы. Надводная часть имеет одну или несколько секций и представляет собой пространственный каркас. Оборудование может быть размещено как на одном уровне (палубе), так и  на двух. При двух уровневом размещении размеры площадки сокращаются. В этом случае на нижней палубе устанавливают растворный узел, буровые насосы, блок очистки бурового раствора, устьевое оборудование. Все остальное буровое оборудование выносят на верхнюю палубу. На верхней палубе располагают жилые помещения и вертолетную площадку.       У стационарных платформ опорно-свайного типа после установки в заданном пункте забивают сваи внутри опорных колонн и затем цементируют их [10].
     По типу конструкции бывают: сквозные, сплошные, комбинированные.
     По материалу конструкции: металлические, железобетонные и комбинированные [10].
     Понятие «сквозные» означает, что вода при наличии волн и течений может проходить сквозь решетчатую конструкцию несущей части платформы. Элементы решетки занимают относительно небольшую площадь по сравнению с площадью граней пространственной фермы. Сплошные конструкции (например, бетонные) непроницаемы по всей площади внешнего контура сооружения [10, 11].
      У комбинированных конструкций у нижняя часть основания изготавливается из железобетона, а верхняя – из металла. Для глубоководных акваторий моря используются ряд разработок с натяжными опорами. Также для этих акваторий целесообразно использовать гравитационный тип, или тип стальных ферменных конструкций на  жесткой платформе [10].
     Таким образом, морская стационарная платформа является индивидуальными конструкциями, предназначенными для конкретного района работ.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     При проектировании вновь возводимых СМП, сооружаемых на морских нефтегазовых месторождениях должны соблюдаться требования ведомственных строительных норм, также должны учитываться соответствующие требования действующих государственных стандартов, норм и правил, технических условий проектирования стальных конструкций, противопожарных и санитарных норм и других общегосударственных нормативных документов по проектированию и строительству, а также требования по обеспечению безопасности работ и охране труда в период строительства и эксплуатации сооружения и требования по охране окружающей среды.
     Морские стационарные платформы, составленные из пространственных трубчатых опорных блоков и конструкций верхних строений платформ, должны иметь минимально необходимые габариты и отвечать требованиям прочности и устойчивости.
     Выбор конструкции морских стационарных платформ, в том числе и свайных фундаментов, должен производиться на основании вариантных проработок, учитывающих требования по бурению, эксплуатации и ремонту скважин, требования по эксплуатации, монтажу и демонтажу всего комплекса технологического оборудования, используемого на платформе, а также требований по снижению стоимости и сокращению цикла строительства. Количество опорных блоков и блок-модулей (при модульном исполнении верхних строений платформ) должно быть минимальным.
     Проектирование морских стационарных платформ должно осуществляться с учетом требований безопасной и бесперебойной нормальной эксплуатации сооружения в течение всего срока службы.
     Проектирование морских стационарных платформ должно вестись на основании задания на проектирование, составленного в соответствии с требованиями инструкции СН 202-81 (Инструкция о составе, порядке разработки, согласования
     
     
     
и утверждения проектов и смет на строительство предприятий, зданий и сооружений) в котором в котором также должны содержаться сведения о следующих исходных данных для проектирования:
     - об имеющихся базах строительной индустрии (заводы, монтажно-сборочные площадки) - их местоположение, степень технической оснащенности (грузоподъемные средства, устройства для спуска на воду готовых блоков, сварочная техника и т.д.);
     - об условиях транспортировки на место строительства готовых блоков - типы транспортно-монтажных судов, специальных понтонов, барж или других плавучих средств, их технические характеристики (водоизмещение, грузоподъемность кранов, величина максимальной осадки и т.д.);
     - срок службы сооружения.
     Конструктивное решение морской стационарной платформы и ее ориентацию по частям света следует принимать такими, чтобы в направлении с наибольшими ветро-волновыми параметрами сооружение воспринимало возможно меньшее воздействие. При этом необходимо обеспечить размещение жилого модуля (бытовых помещений) со стороны господствующих ветров, а вышек и факелов - с противоположной стороны.
     В особых случаях, когда расположение сооружения заранее обусловлено другими эксплуатационными требованиями (например, при проектировании приэстакадных стационарных платформ и др.), сооружение должно проектироваться с учетом этих требований и фактического направления внешних воздействий (ветра, волн и течения).
     Высотное положение морских стационарных платформ должно назначаться с таким расчетом, чтобы между вершиной расчетной волны, определенной с учетом ветрового нагона и прилива, и нижней гранью надводных строений сооружения оставался просвет не менее 10% от высот гребня волны
     Примечание. Подъем уровня моря, обусловленный цунами и падением барометрического давления при тайфуне, учитывается дополнительно.
     При проектировании морских стационарных платформ должны максимально использоваться унифицированные решения, предусматривающие индустриализацию процессов изготовления, транспортировки, установки и крепления на месте строительства сборочных частей.
     Основные размеры конструкций морских стационарных платформ, а также размеры их сборочных элементов следует назначать с учетом модульности и максимально возможной унификации элементов и узлов.
     При проектировании и строительстве морских стационарных платформ необходимо принимать конструктивные схемы и технические решения, которые в соответствии с требованиями СНиП II-23-81 (Стальные конструкции) и настоящих норм должны обеспечивать:
     а) прочность, устойчивость и геометрическую неизменяемость как сооружения в целом, так и его отдельных элементов при изготовлении, транспортировке, установке, креплении на точке строительства и эксплуатации;
     б) качественное выполнение монтажных стыков, сопряжений и опираний, удобство установки и быстрой выверки положения конструкции;
     в) простоту изготовления на заводах и монтажно-сборочных площадках с использованием высокопроизводительного оборудования передовой технологии;
     г) разбивку на сборочные единицы, размеры и масса которых допускают погрузку, беспрепятственную транспортировку, установку и крепление на месте строительства техническими средствами, определенными заданием на проектирование;
     д) проведение натурных испытаний конструкций, узлов и отдельных элементов на головных платформах серии.
     Участок для строительства морских стационарных платформ должен, как правило, иметь уклон дна, не превышающий 0,01.
     Конструкции опорных блоков и свайные фундаменты следует рассчитывать по методу предельных состояний в соответствии с требованиями СТ СЭВ 384-76 (Строительные конструкции и основания. Основные положения по расчету).
     Настил морских стационарных платформ должен проектироваться металлическим, железобетонным или из другого материала, обеспечивающего его прочность и непроницаемость, с целью недопущения загрязнения морской среды отходами производства в процессе бурения, опробования и эксплуатации скважин.
     Конструкция настила в соответствии с ГОСТ 17.1.3.02-77 (Охрана природы. Гидросфера. Правила охраны вод от загрязнения при бурении и освоении морских скважин на нефть и газ) должна предусматривать: от бортовку по всему периметру, уклон в сторону блока сбора сточных вод и канализационную систему для сбора сточных, морских и дождевых вод в специальные емкости.
     Все надводные элементы морских стационарных платформ должны быть доступны для безопасного осмотра и обслуживания, для чего надлежит предусматривать люки, ходы, лестницы, перильные ограждения, специальные смотровые приспособления, позволяющие вести работы в период эксплуатации.
     Морские стационарные платформы должны оборудоваться причально-посадочными устройствами, предназначенными для обеспечения подхода с наветренной стороны судов и посадки-высадки людей. Они должны располагаться не менее, чем с двух сторон сооружения и возвышаться над наивысшим годовым уровнем моря не менее, чем на 1,5 м.
     При наличии приливов и отливов высота причально-посадочных устройств должна быть назначена с учетом обеспечения швартовки и высадки.
     СМП должны, быть оборудованы вертолетными площадками, расположенными с противоположной от бурящихся скважин стороны платформы [12].
     Главная проблема при создании сооружений для освоения нефтегазопромысловых шельфов заключается в том, что с увеличением глубины водоема значительно, в несколько раз, увеличивается стоимость таких сооружений. Поэтому главная задача для проектанта найти оптимальное соотношение таких показателей как надежность и экономичность технических средств для эксплуатации СМП в районах со сложными ледовыми условиями.
     Выделяют основные факторы для проектирования СМП в ледовых условиях:
     - эксплуатация месторождения должна вестись круглогодично;
     - долговечность (срок эксплуатации сооружения (20-30 лет));
     - многообразие природных условий различных арктических районов требует принятия отдельных технических решений для каждого случая.
     Круглогодичное производство работ по добыче нефти и газа и бурению скважин обусловливает необходимость в создании таких СМП, которые были бы надежными в работе при различных изменениях условий окружающей среды, в особенности в ледовой обстановке [5].
     Отсюда можно сделать вывод о том, что при проектировании СМП предназначенных для работы в северных районах основной величиной воздействия на конструкцию является действие горизонтальных сил движущегося льда. Среднее давление ветра на конструкцию принимают равным приблизительно 2 кПа, волн - от 96 до 144 кПа, ледовая нагрузка составляет 2,88 МПа и более [5]. 
     В связи с преобладанием величины ледовой нагрузки по отношению к другим (волновая и ветровая) предпочтительным типом МСП для таких районов являются моноопорные сооружения (т.е. те платформы, у которых одна массивная опора, их также называют моноподами), которые лучше противостоят надвигающемся ледовым полям. 
     Все сооружения по способу сопротивления давлению льда можно условно отнести к одному из трех классов : 
     - установленные на морское дно и снабженные массивной опорной частью (фундаментом), на которую воздействует ледовая нагрузка; 
     - плавучие платформы, давление льда в которых воспринимает корпус платформы и натяжные устройства или якорная система;
     - сооружения островного типа, устойчивость которых обеспечивается насыпью песка или гравия.
     В умеренной субарктической ледовой зоне применяют металлические стационарные платформы типа монопод, которые крепятся к морскому дну сваями. Плавучие платформы не рассчитаны на значительную ледовую нагрузку, но при разведочном бурении и добыче в глубоких водах они находят применение.
     Сооружения островного типа нашли свое применение в мелководных акваториях арктического шельфа и в основном предназначены для проведения разведочного бурения, однако удаление волновой защиты с острова (например, мешков с песком) приведет к его разрушению (под воздействием волн остров практически исчезает). С увеличением глубины моря объем насыпного материала при неизменном угле откоса возрастает почти в кубической зависимости. Поэтому строительство островных сооружений многоразового использования позволяет значительно экономить строительный материал.
     В настоящее время предпочтение отдается кессонным конструкциям сооружений островного типа. В качестве кессонов могут использоваться бетонные блоки, стальные кольцевые конструкции с жесткой платформой или без нее. Для более глубоких вод имеются проекты из отдельных кольцевых кессонов. Например, компанией «Эксон» разработана конструкция бетонного конического сооружения для глубин моря 18 - 36 м. Сооружение предназначено для работы в монолитных торосах с толщиной подводной части 23 м и надводной 7 м. Подводные льдины, надвигаясь на сооружение, движутся вверх по конической поверхности и ломаются. В целях применения этих конструкций на более глубоких акваториях компания «Эксон» предложила донную конструкцию, которая служит опорой конического сооружения, что дает возможность применить его на глубинах до 60 м.
      Следует отметить, что в настоящее время разработан и предложен ряд технических решений в области конструкций морских стационарных сооружений, однако применяются они лишь в ограниченных районах: мелководных зонах прибрежного льда, зоне арктического пакового льда и глубоководной зоне прибрежного льда в районе Канадских арктических островов, море Бофорта, а также на Сахалинском шельфе [5]. 
     Пока не созданы надежные конструкции для работы в акваториях с паковым льдом на глубинах более 20 м. Наиболее предпочтительными являются стационарные сооружения кессонного типа, которые предлагается использовать в условиях пакового льда на водных глубинах до 60 м. 
     Одним из наиболее эффективных вариантов морских стационарных платформ ледового типа является МСП в виде монопода [5].
     Реализация и разработка большого количества проектов конструкций СМП затруднили их изучение и определение технико-экономических возможностей, и главное - определение направления развития проектирования и производства СМП. Для облегчения работ в данном направлении отечественными и зарубежными специалистами предложены варианты классификации СМП. Основными классификационными признаками приняты: размещение оборудования (подводное, надводное, комбинированное), способ монтажа, характер деформации опор, тип и вид конструкции, сопротивление внешним воздействиям, статическая и динамическая жесткости, характер крепления, материал, способ транспортировки и монтаж опорной части 
     На данном уровне развития проектов  рекомендуется провести условно границу между глубоководными и обычными конструкциями СМП, приняв что все конструкции выше  глубины моря 300 м, следует считать глубоководными [9]. 
     На первом уровне классификации СМП  делят  на жесткие и упругие. По мнению авторов, такое деление является объективным, так как оно отражает особенности конструкции платформы (размеры, конфигурацию) и указывает период собственных колебаний, который у жестких составляет 4 - 6 с и упругих превышает 20 с, а в отдельных случаях достигает 138 с.
     На втором уровне классификации жесткие конструкции классифицированы по способу обеспечения их устойчивости под воздействием внешних нагрузок на гравитационные, свайные и гравитационно-свайные.
       Конструкция гравитационного сооружения не сдвигается относительно морского дна благодаря собственной массе, а свайное - не смещается из-за крепления его сваями. Гравитационно-свайные сооружения не сдвигаются благодаря собственной массе и системе свай.
     Третий уровень классификации жестких МСП характеризует материал конструкции: бетон, сталь или бетон-сталь.
     Упругие конструкции на втором уровне по способу крепления разделены на башни с оттяжками, плавучие башни и гибкие башни.
     Башни с оттяжками сохраняют свою устойчивость системой оттяжек, понтонов плавучести и противовесов. Плавучие башни подобны качающемуся маятнику, они возвращаются в состояние равновесия с помощью понтонов плавучести, расположенных в верхней части конструкции. Гибкие башни отклоняются от вертикали под действием волн, но при этом они, подобно сжатой пружине, стремятся возвратиться в состояние равновесия. Из-за небольшого количества проектов упругих сооружений авторы не считают целесообразным классифицировать их на третьем уровне.
     На последнем уровне классификации имеется 10 групп конструкций, каждая из которых обозначается начальными буквами слов английского языка, например RGS - «риджит гревити стил» («жесткая гравитационная стальная»), RGС («жесткая гравитационная бе.......................