Устройство и способ транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание

 

Изобретение относится к строительству морских буровых платформ, в котором отражено устройство и способ транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание. Полупогружное судно с двумя и несколькими погружными разделенными на отсеки понтонами имеет форму, предусматривающую наличие выреза или открытого участка, позволяющего охватить опорное основание, на которое намечено поместить палубу морской буровой платформы. На судне предусмотрены средства балластировки, которые состоят из отдельных герметичных отсеков в понтонах, и средства управления для избирательного регулирования потока воды, поступающего в герметичные отсеки. Палуба морской буровой платформы транспортируется в приподнятом положении на полупогружном судне и перекрывает указанный открытый участок таким образом, что сразу после правильного размещения полупогружного судна (т.е. приподнятая платформа устанавливается над опорным основанием, будучи выровненной относительно него), полупогружное судно быстро балластируется, наводя таким образом платформу на опорное основание. Изобретение позволяет устанавливать палубу на разнообразные опорные основания и снижает как возможность нарушения выравнивания, так и повреждения палубы. 2 с. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству морских буровых платформ в целом, в частности к способу установки на опорное основание палубы морской буровой платформы без использования при этом крана большой грузоподъемности.

Хорошо известно, что гораздо легче и дешевле осуществлять сборку крупных морских конструкций на суше с последующей их буксировкой к месту последующей установки, чем сооружать эти конструкции в море. В связи с этим прилагаются все усилия к тому, чтобы сократить объем работ, выполняемых в море, что может потребоваться для того, чтобы свести к минимуму стоимость сооружения. Однако вне зависимости от этих усилий в каждом случае сохраняется потребность в выполнении определенного объема работ в море.

В прошлом, когда на крупной морской буровой платформе требовалось установить палубу, часто находили желательным изготавливать палубу в виде единого крупного блока и устанавливать его в полностью собранном виде, поднимая с буксируемой баржи и размещая на опорном основании. К сожалению, о мере увеличения размеров и веса палуб становилось все меньше кранов большой грузоподъемности, способных поднять такой груз. В случае если палуба становилась слишком большой или слишком тяжелой, ее делили на модули меньших размеров, которые затем ставили на место по отдельности. Это вело к затягиванию процесса монтажа, поскольку теперь требовалось несколько подъемов, и после установки необходимо было соединять и испытывать различное оборудование, располагающееся на отдельных модулях, вызывая таким образом увеличение объема работ, выполняемых в море.

Способом, альтернативным делению палубы на модули, является изготовление палубы полностью на берегу и последующее опускание этой палубы больших размеров на относительно узкую баржу. Затем баржу следует доставить к месту монтажа, где она должна маневрировать между установленными опорными колоннами (с чем связана необходимость в узкой барже и широких просветах между установленными опорными колоннами). Оказавшись на месте, баржа должна избирательно балластироваться, опускаясь глубже в воду и позволяя таким образом палубе опускаться на указанные установленные опорные колонны. Затем баржа может быть выведена из-под палубы и дебалластирована. К сожалению, этот способ требует применения опорного основания специальной конструкции с большим открытым пространством в его центральной части на уровне водной поверхности, чтобы иметь возможность принять баржу. Обычно такой способ применяется только для палуб, которые слишком тяжелы для подъема существующими кранами большой грузоподъемности в собранном виде. Кроме того, для этого способа требуется баржа достаточной ширины, чтобы обеспечить устойчивость к бортовой качке, когда палуба лежит на барже. Однако для достижения такой устойчивости требуется широкая баржа, что вызывает необходимость в еще более широком пространстве в центре конструкции, на которую должна быть помещена палуба, что в свою очередь требует увеличения длины пролета палубы между опорными колоннами. Таким образом, снижается эффективность конструкции как палубы, так и опорного основания, в результате чего этот способ становится практически применим только для очень широких палуб и для опорных оснований с пониженной нагрузкой палубы на них.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство и способ транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание [1].

Известное устройство для транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание содержит полупогружное судно с двумя ли несколькими погружными разделенными на отсеки понтонами, поддерживающие палубу, приподнятую над уровнем воды, установленные на палубе судна направляющие устройства, поддерживающие палубу морской буровой платформы, систему крепления для швартовки и удержания судна в заранее выбранном положении и средства балластировки для опускания судна и наведения палубы морской буровой платформы на опорное основание морской буровой платформы.

Известный способ транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание включает погрузку палубы морской буровой платформы на полупогружное судно, имеющее два или несколько погружных понтона, разделенных на отсеки, поддерживающие палубу, приподнятую над уровнем воды, транспортировку судна к находящемуся в море опорному основанию, установку и выравнивание палубы морской буровой платформы над опорным основанием и балластировку судна для наведения палубы морской буровой платформы на опорное основание.

При использовании известного устройства и способа возникают трудности с балластировкой судна перед наведением палубы на опорное основание. Они связаны с тем, что балластировка судна должна осуществляться довольно быстро, почти немедленно, в то время когда палуба расположена должным образом и выровнена относительно опорного основания. Любая внезапно набежавшая волна или порыв ветра могут нарушить такое выравнивание или смещение судна может привести к повреждению палубы.

Техническим результатом изобретения является возможность устанавливать палубу на разнообразные опорные основания, снимая необходимость в их особой конфигурации, и сведение к минимуму как возможность нарушения выравнивания, так и повреждения палубы.

Он достигается тем, что в известном устройстве для транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание средства балластировки состоят из отдельных герметичных отсеков в понтонах, заполняемых водой, и средства управления для избирательного регулирования потока воды, поступающего в герметичные отсеки, причем в каждом герметичном отсеке образован канал с приемным клапаном и входом в нижней части понтона для пропуска через него морской воды, а в палубе судна имеется открытый участок, перекрываемый палубой морской буровой платформы, с размерами, позволяющими частично охватить опорное основание.

Кроме того, оно включает средства повышения давления, расположенные на судне и предназначенные для повышения давления в отдельных отсеках.

Кроме того, средства управления включают пневматические выпускные клапаны для понижения давления в отсеках, в которые после понижения давления поступает вода, обеспечивая таким образом балластировку судна.

Кроме того, включает отбойник, расположенный по периметру открытого участка для соприкосновения с опорным основанием и выравнивания судна относительно опорного основания.

Кроме того, отбойник сконструирован и размещен с возможностью частичного охватывания опорного основания.

Кроме того, включает амортизирующие средства, размещенные между палубой морской буровой платформы и опорным основанием и предназначенные для поглощения удара палубы буровой платформы об опорное основание при ее наведении.

Кроме того, средства крепления включают средства швартовки, расположенные на судне и предназначенные для правильной установки судна относительно опорного основания.

Кроме того, открытый участок в палубе судна имеет U-образную форму.

Кроме того, открытый участок расположен в кормовой части судна.

Технический результата достигается еще и тем, что в известном способе транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание палуба морской буровой платформы установлена с перекрытием открытого участка в палубе судна, имеющего размеры, позволяющие частично охватить опорное основание, а балластировка судна осуществляется путем первоначального повышения давления в отдельных отсеках понтонов через систему повышения давления, расположенную на судне, избирательного понижения давления для затопления этих отсеков и избирательного регулирования поступления воды в каждый из этих отсеков через образованный в каждом из них канал с приемным клапаном и с входом в нижней части понтона.

Кроме того, между палубой морской буровой платформы и опорным основанием устанавливают амортизирующую систему для поглощения удара при наведении палубы морской буровой платформы на опорное основание.

Кроме того, он включает швартовку судна в заранее выбранном положении через систему швартовов, прикрепленных к судну.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведено изображение сверху, частично в разрезе, палубы перед ее погрузкой на расположенное рядом полупогружное судно.

На фиг. 2 приведено изображение в разрезе, выполненное по линии 2-2 фиг. 1, иллюстрирующее наземный опорный механизм палубы перед ее погрузкой на полупогружное судно.

На фиг. 3 приведен вид сбоку, частично в разрезе, палубы перед погрузкой на полупогружное судно.

На фиг. 4 приведено изображение сверху полупогружного судна и находящейся на нем палубы в момент приближения к опорному основанию, находящемуся в море.

На фиг. 5 приведено изображение сверху, со снятой для наглядности палубой, полупогружного судна, расположенного должным образом относительно опорного основания.

На фиг. 6 приведен вид в разрезе, выполненный по линии 6-6 на рис. 5, перед наведением палубы на основание.

На фиг. 7 показана система балластировки, расположенная на полупогружном судне.

На фиг. 8 приведен вид в разрезе, аналогичный показанному на фиг. 6, но после наведения палубы на основание.

Обратимся сначала к фиг. 1 - 3, на которых показаны открытый участок полупогружного судна 10 и палуба 12 морской буровой платформы, которая должна быть погружена на судно 10 и доставлена на место строительства в море.

Судном 10 обычно является полупогружное судно, имеющее некоторое множество подводных понтонов 14, на которые опираются вертикальные колонны 16 и палуба 18. Понтоны 14 избирательно заполняются балластом (например водой) таким образом, чтобы палуба 18 судна 10 могла быть выровнена со стенкой 10. Таким образом, палуба 12 может быть погружена на судно 10 для последующей транспортировки. Благодаря размерам понтонов 14 и колонн 16 полупогружное судно 10 в меньшей степени подвержено раскачиванию и рысканью, чем обычные баржи. Кроме того, понтоны 14 обеспечивают высокую степень устойчивости, поскольку они в меньшей степени подвержены воздействию ветра и волн.

Первоначально палуба 12 сооружается на суше, на приподнятых стапелях 22, расположенных около стенки 20. На эти приподнятые стапели 22 опираются специальные погрузочные фермы 24, на которые, в свою очередь, опираются различные внутренние опоры 26 палубы 12. Кроме того, благодаря приподнятости палубы 12 расположенные на ее противоположных концах транспортные фермы 28 также приподняты над стенкой 20. Кроме того, направляющие 30 на палубе 18 судна 10 располагаются вровень с основанием транспортных ферм 28. Таким образом, при перемещении или погрузке палубы 12 на судно 10, например не показанным на чертеже средством, транспортные фермы попадают на направляющие 30 и служат опорой для палубы 12 на судне 10.

В сущности, вес палубы 12 передается со стапелей 22, расположенных на суше, на направляющие 30, расположенные на судне 10. Транспортные фермы 28 и направляющие 30 равномерно распределяют вес палубы 12 по судну 10 таким образом, что судно 10 может быть сделано мореходным (т.е. не будет иметь слишком больших дифферента при килевой качке или наклона). Кроме того, направляющая 30 поддерживает палубу 12 на высоте, необходимой для совмещения с находящимся в море опорным основанием 32.

На фиг. 4 и 5 судно 10 показано как приближающимся к находящемуся в море опорному основанию 32, так и частично охватывающим опорное основание 32. Как можно видеть на этих чертежах, в палубе 18 судна 10 имеется открытый участок 36, размеры которого позволяют охватить опорное основание 32. Палуба 12 перекрывает открытый участок 36, опираясь на транспортные фермы 28 и направляющие 30 судна 10. Как можно себе представить, швартовка к стенке 20 во время погрузочных операций осуществляется кормой 38 судна 10.

Когда судно 10 приближается к основанию 32, швартовы 40 протягиваются от лебедок 42 на судне 10 к предварительно установленным шпринговым буям 44. Эти швартовы 40 и лебедки 42 позволяют выровнять судно 10 относительно основания 32 и помогают удерживать судно 10 на месте. Швартовы не позволяют также судну 10 отсоединиться и, возможно, повредить основание 32.

Как лучше видно на фиг. 5, судно 10 строится с отбойником 46 по периметру открытого участка 36. Отбойник 46 обеспечивает, кроме того, необходимое выравнивание судна 10 относительно опорного основания 32 перед наведением палубы 12 на опорное основание 32. На практике палуба 12 располагается на судне 10 в предварительно установленном положении относительно отбойника 46, так что когда отбойник 46 входит в контакт с опорным основанием 32, палуба 12 оказывается выровненной относительно опорного основания 32. Показанный на фиг. 5 отбойник 46 имеет V-образный открытый участок 48, но в равной степени возможны и другие конфигурации, такие как многосторонний открытый участок, напоминающий часть восьмиугольника, шестиугольника, пятиугольника или тому подобное.

На фиг. 6 показано расположение судна 10 и палубы 12 относительно опорного основания 32 перед наведением палубы 12 на опорное основание 32. Перед балластировкой судна 10 проверяют амортизирующие устройства 34, чтобы удостовериться, что они располагаются непосредственно над опорными колоннами основания 32.

После того как выяснится, что судно 10 и палуба 12 расположены должным образом, приводится в действие система балластировки 50 (фиг. 7), чтобы быстро заполнить водой понтоны 14 судна 10. Обычно на каждом из понтонов 14 имеется более одной системы балластировки 50, и каждый понтон 14 разделен также на отсеки таким образом, что различные отсеки (или различные понтоны 14) могут быть заполнены в различной степени, в зависимости от нагрузки на судно 10. Это помогает обеспечить устойчивость судна 10 в процессе транспортировки и выгрузки и сохранять ориентацию уровня палубы 18.

Как показано на фиг. 7, система балластировки 50 включает приемный клапан 52 на канале 54, расположенный во впускной камере 56. Канал 54 включает вход 58 в нижней части понтона 14 для пропуска через него морской воды и выпуск 60, открывающийся в отсек 62. Обычно приемный клапан 52 находится в закрытом положении, но в случае необходимости открывается.

Перед применением системы балластировки 50 и после установки судна 10 на место воздух, окружающий отсек 62, сжимают с помощью компрессоров, находящихся на борту судна 10. Этот сжатый воздух продувают через компрессорную трубу 64, повышая таким образом давление в отсеке 62, в то время как пневматический выпускной клапан 66 на продувочной трубе 68 остается закрытым. Когда давление в отсеке 62 и давление морской воды на входе 58 выравниваются, приемный клапан 52 открывается, в то время как пневматический выпускной клапан 66 остается закрытым. Из-за такого выравнивания морская вода не поступает через канал 54 или приемный клапан 52 в отсек 62 и таким образом судно 10 остается неподвижным.

Однако, как только будет принято решение о балластировке судна 10, с тем чтобы навести палубу 12 на опорное основание 32, пневматический выпускной клапан 66 (в отсеке 62 может быть более одного такого клапана 66) быстро открывается, что позволяет выпустить сжатый воздух из отсека 62 через продувочную трубу 68 и впустить морскую воду через вход 58. Таким образом осуществляется быстрая балластировка, вызывающая быстрое погружение судна 10, позволяющее надвинуть палубу 12 на опорное основание и оставить на нем. Такая быстрая балластировка будет продолжаться до тех пор, пока пневматические выпускные клапаны 66 не закроются и давление вновь не выровняется.

На фиг. 8 показано судно 10 после балластировки и после того как палуба 12 надвинута на опорное основание 32. Амортизирующее устройство 34 и внутренние опоры 26 теперь опираются на опорное основание 32, в то время как транспортная ферма 28 больше не опирается на направляющую 30 на судне 10. После того как судно 10 отведено от опорного основания 32, опоры 26 и амортизирующее устройство 34 более надежно соединяются с основанием 32, окончательно закрепляя, таким образом, палубу 12 на месте. После отвода судна 10 оно может быть дебалластировано путем закрытия пневматического выпускного клапана 66 и продувки отсека 62 сжатым воздухом через компрессорную трубу 64. Это позволит вытеснить воду через приемный клапан 52 и через вход 58. Затем, когда будет достигнута нужная степень плавучести, приемный клапан 52 закрывается, так что в отсек 62 больше не может поступать морская вода.

Кроме того, после того как палуба 12 больше не используется и должна быть снята, операцию можно выполнить в обратном порядке, чтобы снять палубу 12 с опорного основания 32 для последующего удаления.

Одним из преимуществ судна 10 является его большая ширина, обеспечивающая устойчивость или сопротивление раскачиванию под воздействием волн или ветра даже при условии большой загруженности. Кроме того, поскольку судно 10 является полупогружным судном, оно в меньшей степени подвержено воздействию силы волн или ветра. Наряду с этим за счет использования сжатого воздуха в быстродействующей системе балластировки 50 операция установки осуществляется быстрее, чем в случае применения транспортной баржи или плавучего крана. Кроме того, в течение такой операции установки скорость балластировки может быстро контролироваться путем регулирования пневматических выпускных клапанов 66 в зависимости от сложившихся условий. Это важно для того, чтобы избежать повреждения палубы 12, вызванного подъемом судна 10. Кроме того, большая скорость балластировки сокращает время, необходимое для балластировки, сокращая, таким образом, "окно благоприятной погоды", необходимое для осуществления операции, по сравнению с требовавшимся ранее.

Формула изобретения

1. Устройство для транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание, содержащее полупогружное судно с двумя или несколькими погружными разделенными на отсеки понтонами, поддерживающими палубу, приподнятую над уровнем воды, установленные на палубе судна направляющие устройства, поддерживающие палубу морской буровой платформы, систему крепления для швартовки и удержания судна в заранее выбранном положении и средства балластировки для опускания судна и наведения палубы морской буровой платформы на опорное основание морской буровой платформы, отличающееся тем, что средства балластировки состоят из отдельных герметичных отсеков в понтонах, заполняемых водой, и средства управления для избирательного регулирования потока воды, поступающего в герметичные отсеки, причем в каждом герметичном отсеке образован канал с приемным клапаном и входом в нижней части понтона для пропуска через него морской воды, а в палубе судна имеется открытый участок, перекрываемый палубой морской буровой платформы, с размерами, позволяющими частично охватить опорное основание.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно включает средства повышения давления, расположенные на судне и предназначенные для повышения давления в отдельных отсеках.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства управления включают пневматические выпускные клапаны для понижения давления в отсеках, в которые после понижения давления поступает вода, обеспечивая таким образом балластировку судна.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что включает отбойник, расположенный по периметру открытого участка для соприкосновения с опорным основанием и выравнивания судна относительно опорного основания.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отбойник сконструирован и размещен с возможностью частичного охватывания опорного основания.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что включает амортизирующие средства, размещенные между палубой морской буровой платформы и опорным основанием и предназначенные для поглощения удара палубы буровой платформы об опорное основание при ее наведении.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства крепления включают средства швартовки, расположенные на судне и предназначенные для правильной установки судна относительно опорного основания.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что открытый участок в палубе судна имеет U-образную форму.

9. Устройство по пп.1 и 8, отличающееся тем, что открытый участок расположен в кормовой части судна.

10. Способ транспортировки и установки палубы морской буровой платформы на находящееся в море опорное основание, включающий погрузку палубы морской буровой платформы на полупогружное судно, имеющее два или несколько погружных понтона, разделенных на отсеки, поддерживающие палубу, приподнятую над уровнем воды, транспортировку судна к находящемуся в море опорному основанию, установку и выравнивание палубы морской буровой платформы над опорным основанием и балластировку судна для наведения палубы морской буровой платформы на опорное основание, отличающийся тем, что палуба морской буровой платформы установлена с перекрытием открытого участка в палубе судна, имеющего размеры, позволяющие частично охватить опорное основание, а балластировка судна осуществляется путем первоначального повышения давления в отдельных отсеках понтонов через систему повышения давления, расположенную на судне, избирательного понижения давления для затопления этих отсеков и избирательного регулирования поступления воды в каждый из этих отсеков через образованный в каждом из них канал с приемным клапаном и с входом в нижней части понтона.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что между палубой морской буровой платформы и опорным основанием устанавливают амортизирующую систему для поглощения удара при наведении палубы морской буровой платформы на опорное основание.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что он включает швартовку судна в заранее выбранном положении через систему швартовов, прикрепленных к судну.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8