Якорная система и плавучая установка для нефтедобычи, хранения и выгрузки с якорной системой

Изобретения якорная система и плавучая установка для нефтедобычи, хранения и выгрузки с якорной системой относятся к области добычи углеводородов в открытом море. Якорная система содержит цилиндрический якорный элемент (1), верхняя сторона которого предназначена для контакта с нижней стороной установки, якорные тросы для крепления к морскому дну и приводные средства для обеспечения контакта между якорным элементом (1) и плавучей установкой (2). Якорный элемент имеет такую плотность, что, когда он отсоединен от плавучей установки, он удерживается в плавучем состоянии на заданной глубине ниже уровня моря. Якорный элемент имеет нишу для размещения движителя (7) плавучей установки (2). Плавучая установка содержит указанную якорную систему, выполненную таким образом, что приводные средства включают запорные средства для крепления якорного элемента к плавучей установке при контакте с ней, или содержащую соединенные с якорным элементом (1) продуктопроводы (5), верхние концы которых могут перемещаться между нижним положением, в котором они отсоединены от плавучей установки (2), и верхним положением для соединения с этой установкой. Обеспечивается возможность плавучей установке быстро покинуть место стоянки в открытом море, а после возвращения быстро соединиться с якорной системой. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к якорной системе для по существу цилиндрической плавучей установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. Такая система известна из US-A-5791819 и WO-A-97/06340. Изобретение относится также к плавучей установке для нефтедобычи, хранения и выгрузки с указанной якорной системой. Такие установки используются при добыче углеводородов в открытом море и обычно заякориваются с помощью турели.

Турельное заякоривание позволяет плавучей установке для нефтедобычи, хранения и выгрузки поворачиваться наподобие флюгера вокруг турели и принимать наиболее благоприятное положение.

Отсоединяемые плавучие установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки с турельным заякориванием могут покинуть место стоянки в открытом море, например для ремонта или модернизации на берегу или для того, чтобы уйти с расчетного пути айсберга или в случае штормового предупреждения.

С увеличением количества продуктопроводов (вертикальных трубопроводов), присоединенных к плавучей установке для нефтедобычи, хранения и выгрузки, конструировать такие турельные заякоривающие системы становится все труднее. Поэтому были созданы установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки с постоянным заякориванием, которые не должны поворачиваться по типу флюгера и, соответственно, для которых не требуется турельной системы. Однако такие установки, если они имеют корпус как у корабля, могут работать только в спокойных водах. Обойтись без турельной системы можно также в плавучих установках для нефтедобычи, хранения и выгрузки, имеющих цилиндрический корпус. В этом случае установка может быть заякорена в регионах с более суровыми погодными условиями.

В настоящее время цилиндрические плавучие установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки (такие, как описанные в US-A-6945736) не имеют разъемной якорной системы, обеспечивающей также присоединение вертикальных продуктопроводов, которая позволяла бы этим установкам легко покидать место стоянки в море без использования дополнительного оборудования.

Целью изобретения является создание отсоединяемой якорной системы, обеспечивающей также присоединение продуктопроводов, для цилиндрической плавучей установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки, которая позволяла бы этой установке быстро покидать место стоянки в открытом море, а после возвращения обратно быстро соединяться с указанной системой.

Согласно изобретению предложена якорная система для по существу цилиндрической плавучей установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки, содержащая по существу цилиндрический якорный элемент, верхняя сторона которого предназначена для контакта с нижней стороной плавучей установки, якорные тросы для крепления к морскому дну и приводные средства для обеспечения контакта между якорным элементом и плавучей установкой, при этом якорный элемент имеет такую плотность, что, когда он отсоединен от указанной установки, он удерживается в плавучем состоянии на заданной глубине ниже уровня моря, и, кроме того, якорный элемент имеет нишу для размещения движителя плавучей установки. Если плавучая установка имеет свой собственный движитель для изменения ее положения, то этот движитель может быть размещен в указанной нише якорного элемента.

Когда якорный элемент находится в контакте с плавучей установкой для нефтедобычи, хранения и выгрузки, он стабильно удерживается на месте якорными тросами и удерживает в стабильном положении плавучую установку. В отсоединенном положении якорный элемент находится ниже уровня моря и плавучая установка может свободно двигаться. Для достижения повторного контакта якорного элемента с плавучей установкой служат приводные средства.

Приводные средства предпочтительно содержат натяжной элемент, прикрепленный к плавучей установке для нефтедобычи, хранения и выгрузки с возможностью перемещения относительно нее и имеющий свободный конец, который может быть разъемно прикреплен к якорному элементу.

Натяжной элемент предназначен в первую очередь для обеспечения плотного контакта между якорным элементом и плавучей установкой.

Якорная система предпочтительно имеет по меньшей мере три натяжных элемента, которые могут быть расположены по окружности на равных расстояниях друг от друга.

Натяжные элементы могут представлять собой тросы, взаимодействующие с подъемным средством. В качестве тросов могут использоваться стальные тросы или цепи, а подъемные средства могут представлять собой лебедки.

Если плавучая установка снабжена буровой вышкой, то последняя тоже может использоваться как приводные средства для создания контакта между якорным элементом и плавучей установкой.

Приводные средства могут содержать запорные средства для крепления якорного элемента к плавучей установке при контакте с ней. Эти запорные средства могут быть объединены с указанными натяжными элементами или могут быть выполнены отдельно от них.

Обычно якорный элемент несет продуктопроводы (вертикальные трубопроводы для газа или нефти). Тогда якорная система также содержит соединенные с якорным элементом продуктопроводы, верхние концы которых могут перемещаться между нижним положением, в котором они отсоединены от плавучей установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки, и верхним положением для соединения с этой установкой. Это позволяет устанавливать продуктопроводы в верхнее положение для присоединения к плавучей установке и в нижнее положение на якорном элементе, когда он отсоединен от плавучей установки.

Согласно изобретению предложена также плавучая установка для нефтедобычи, хранения и выгрузки с якорной системой, выполненной как описано выше.

Предпочтительно, чтобы плавучая установка для нефтедобычи, хранения и выгрузки содержала средства для создания соединения с верхними концами продуктопроводов и для их перемещения между нижним и верхним положениями. Якорный элемент всего лишь позволяет продуктопроводам перемещаться относительно него, но сам не приводит их в движение, т.е. на нем нет соответствующих средств.

Диаметр якорного элемента предпочтительно больше диаметра плавучей установки. При этом также предпочтительно, чтобы якорные тросы были прикреплены к якорному элементу по окружности с виртуальным диаметром, превышающим диаметр плавучей установки, и, таким образом, на большем расстоянии от центра якорного элемента (и, соответственно, плавучей установки). Благодаря этому достигается более стабильное его положение и лучшее успокоение.

Якорный элемент может иметь такую форму, что, когда он соединен с плавучей установкой для нефтедобычи, хранения и выгрузки, он ограничивает свободное течение воды в пространстве между ним и этой установкой.

Далее изобретение описано со ссылками на чертежи, где

на фиг.1 и 2 схематично показана плавучая установка для нефтедобычи, хранения и выгрузки в соединенном и отсоединенном положении соответственно;

на фиг.3 и 4 поясняется операция соединения плавучей установки для нефтедобычи, хранения и выгрузки с якорным элементом и

на фиг.5 показана система с плавучей установкой для нефтедобычи, хранения и выгрузки, снабженной буровой вышкой.

В соединенном положении (фиг.1) отсоединяемый якорный элемент 1 притянут к плавучей установке 2 для нефтедобычи, хранения и выгрузки и находится в контакте с ней с помощью натяжных элементов 6, например стальных тросов или цепей, которые могут сматываться с лебедки (не показана) и наматываться на нее. Предпочтительно иметь как минимум три таких натяжных элемента 6, равномерно распределенных по окружности.

В этом соединенном положении якорные тросы 4, например якорные канаты, удерживают якорный элемент 1 и плавучую установку 2 в положении, в котором углеводороды, т.е. газ или нефть, могут поступать по продуктопроводам (вертикальным трубопроводам) 5 на добывающую палубу 3 плавучей установки.

Перед началом операции отсоединения продуктопроводы 5 отсоединяют от добывающей палубы 3 и опускают в якорный элемент 1 или на него, после чего можно выполнить операцию отсоединения, освободив натяжные элементы 6. Для крепления якорного элемента 1 к плавучей установке 2 могут использоваться отдельные запорные средства, которые перед операцией отсоединения отпирают. Процесс опускания якорного элемента натяжными элементами можно регулировать.

В отсоединенном положении (фиг.2) якорный элемент 1 удерживается в плавучем состоянии на заданной глубине ниже уровня моря (поверхности воды). В этом положении на заданной глубине вес вытесненной якорным элементом 1 воды равен суммарному весу якорного элемента1, якорных тросов 4 и продуктопроводов 5.

Во время операции соединения (фиг.3 и 4) плавучую установку 2 устанавливают над якорным элементом 1, опускают натяжные элементы 6, прикрепляют их к якорному элементу 1 и поднимают его путем натяжения натяжных элементов. По достижении контакта между установкой 2 и якорным элементом 1 последний фиксируется запорными средствами (если они есть). После этого вертикальные продуктопроводы 5 поднимают из якорного элемента 1 на добывающую палубу 3 и присоединяют к находящемуся там оборудованию.

Натяжные элементы 6 одновременно могут служить для крепления плавучей установки 2 к опорной конструкции при работе. Однако для этого могут использоваться и отдельные средства.

Диаметр якорного элемента 1 может быть больше диаметра плавучей установки 2 для нефтедобычи, хранения и выгрузки. В этом случае для лучшего демпфирования перемещения якорные тросы (канаты) 4 могут быть прикреплены еще дальше от центра установки 2.

Плавучая установка 2 может быть снабжена движителем 7 для самостоятельного перемещения в положение над якорным элементом 1 для последующего соединения с ним или для того, чтобы не находиться на пути приближающихся айсбергов. В этом случае для размещения движителя в якорном элементе 1 предусмотрена ниша.

Плавучая установка 2 для нефтедобычи, хранения и выгрузки может быть оборудована буровой вышкой 8 (фиг.5), которая может участвовать в операции соединения и отсоединения вместо натяжных элементов 6 или вместе с ними.

Изобретение не ограничено описанным вариантом его осуществления и допускает различные изменения в пределах объема, определяемого формулой изобретения. Понятие «цилиндрический» относится также к многоугольной форме (например, шестиугольной или восьмиугольной), близкой к строго цилиндрической форме.

1. Якорная система для, по существу, цилиндрической плавучей установки (2) для нефтедобычи, хранения и выгрузки, содержащая, по существу, цилиндрический якорный элемент (1), верхняя сторона которого предназначена для контакта с нижней стороной указанной установки, якорные тросы для крепления к морскому дну и приводные средства для обеспечения контакта между якорным элементом и плавучей установкой, при этом якорный элемент имеет такую плотность, что когда он отсоединен от плавучей установки, он удерживается в плавучем состоянии на заданной глубине ниже уровня моря, отличающаяся тем, что якорный элемент (1) имеет нишу для размещения движителя (7) плавучей установки (2).

2. Якорная система по п.1, в которой приводные средства содержат запорные средства для крепления якорного элемента (1) к плавучей установке (2) при контакте с ней.

3. Якорная система по п.1 или 2, содержащая также соединенные с якорным элементом (1) продуктопроводы (5), верхние концы которых могут перемещаться между нижним положением, в котором они отсоединены от плавучей установки (2), и верхним положением для соединения с этой установкой (2).

4. Якорная система по п.1 или 2, в которой якорный элемент (1) имеет такую форму, что когда он соединен с плавучей установкой (2), он ограничивает свободное течение воды в пространстве между ним и этой установкой.

5. Плавучая установка для нефтедобычи, хранения и выгрузки с якорной системой, отличающаяся тем, что якорная система (1) выполнена согласно любому из пп.1-4.

6. Плавучая установка по п.5, в которой приводные средства якорной системы содержат натяжной элемент (6), прикрепленный к плавучей установке (2) с возможностью перемещения относительно нее и имеющий свободный конец, который может быть разъемно прикреплен к якорному элементу (1).

7. Плавучая установка по п.6, в которой имеется по меньшей мере три натяжных элемента (6).

8. Плавучая установка с якорной системой по п.6 или 7, в которой натяжные элементы (6) представляют собой тросы, взаимодействующие с подъемным средством.

9. Плавучая установка по п.5, в которой якорная система выполнена по п.3 и которая также содержит средства для создания соединения с верхними концами продуктопроводов (5) и для их перемещения между нижним и верхним положениями.

10. Плавучая установка по п.5, в которой диаметр якорного элемента (1) больше диаметра плавучей установки (2).

11. Плавучая установка по п.10, в которой якорные тросы (4) прикреплены к якорному элементу (1) по окружности с виртуальным диаметром, превышающим диаметр плавучей установки (2).