Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа и способ ее транспортировки, монтажа и демонтажа

Изобретение относится к гидротехническому строительству сооружений и может быть применено для круглогодичного бурения в условиях Арктического шельфа. Платформа состоит из донной балластируемой плиты со встроенным опорным блоком и верхнего строения. Донная плита выполнена в виде верхней части, нижней части и выдвижного секционного опорного блока телескопического типа. Опорный блок состоит из телескопических секций, раздвигаемых на точке установки выдвижным механизмом. Телескопические секции, выдвижной механизм и все необходимые вспомогательные устройства размещены в шлюзовых отсеках. Все телескопические секции имеют одинаковую высоту, цилиндрическую или призматическую форму и направляющие пазы на внутренней и внешней поверхности. Внутренние и внешние сечения секций подобраны между собой таким образом, чтобы обеспечить расположение секций друг в друге с зазором, достаточным для выдвижения и герметизации по направляющим секций друг относительно друга, по принципу телескопа. Нижняя секция имеет больший размер сечения, чем верхняя. Секции опорного блока выполнены в усиленном ледовом исполнении. Также в изобретении раскрыты способы транспортировки, монтажа и демонтажа самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа. Технический результат заключается в повышении надежности платформы, уменьшении трудоемкости способов ее транспортировки, монтажа и демонтажа. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству сооружений, в частности, на шельфе замерзающих морей для круглогодичного бурения в условиях Арктического шельфа.

Известно гидротехническое сооружение (ЕР 0735197 А1, 02.10.1996, кл. Е02В 17/00), содержащее подводную часть и телескопическую опорную колонну.

Недостатком такого сооружения является невозможность его использования в суровых климатических условиях со слабыми грунтами дна в мелководных акваториях Арктики.

Цель изобретения - упрощение транспортировки, монтажных работ при возведении сооружения в суровых климатических условиях со слабыми грунтами дна на мелководье Арктики.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение технологичности и надежности, уменьшение трудоемкости способа в связи с сведением к минимуму транспортных и монтажных работ, что в свою очередь снижает стоимость конструкции. А также расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения работы в ледовых условиях со слабыми грунтами на мелководье.

Это достигается в заявленной самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформе телескопического типа тем, что донная плита выполнена в виде верхней части, нижней части и выдвижного секционного опорного блока телескопического типа; при этом опорный блок состоит из телескопических секций, раздвигаемых на точке установки выдвижным механизмом; телескопические секции, выдвижной механизм и все необходимые вспомогательные устройства размещены в шлюзовых отсеках; все телескопические секции имеют одинаковую высоту, цилиндрическую или призматическую форму, направляющие пазы на внутренней и внешней поверхности, а внутренние и внешние сечения секций подобраны между собой таким образом, чтобы обеспечить расположение секций друг в друге с зазором, достаточным для выдвижения и герметизации по направляющим секций друг относительно друга, по принципу телескопа, при этом нижняя секция имеет больший размер сечения, чем верхняя; секции опорного блока выполнены в усиленном ледовом исполнении.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что верхнее строение выполнено в виде блок-модуля с необходимым для бурения оборудованием.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в плане сечение секции может быть выполнено как сложной формы, так и простой.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что упомянутая нижняя часть донной плиты обеспечивает крепление на морское дно при помощи шпунтов.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что нижняя часть донной плиты обеспечивает крепление на морское дно при помощи шпунтов, которые располагаются практически перпендикулярно относительно донной балластируемой плиты, при этом свободные торцы находятся со стороны верхнего строения.

Указанный технический результат достигается также в двух способах транспортировки самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа посредством того, что

в первом варианте донная плита и верхнее строение транспортируются на место установки одновременно или отдельно друг от друга за счет собственных систем плавучести;

во втором варианте донная плита и верхнее строение транспортируются на место установки одновременно или отдельно друг от друга, при этом требуемая осадка обеспечивается за счет понтонов.

В части способа монтажа самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа техническая задача решается тем, что донная плита со встроенным опорным блоком погружается на дно ступенчато, оставляя верхнее строение над поверхностью воды; выдвижение телескопических секций осуществляется за счет затопления забортной водой отсеков секций составной донной балластируемой плиты и выдвижного механизма; параллельно выполняют выдвижение из верхнего крайнего в нижнее крайнее положение шпунтов, а при достижении дна их заглубление; окончательное заглубление шпунтов обеспечивается за счет подъема верхнего строения на требуемую высоту над уровнем моря.

Более того, указанный технический результат достигается тем, что первой опускается вторая и третья секции относительно первой верхней секции меньшего сечения; далее осуществляется спуск третьей нижней с самым большим сечением секции относительно второй секции.

Более того, указанный технический результат достигается тем, что заглубление шпунтов и подъем секций осуществляется параллельно и одним устройством.

В части способа демонтажа самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа техническая задача решается тем, что за счет выдвижного механизма и откачки из отсеков секций забортной воды спускают вниз верхнюю часть донной балластируемой плиты до уровня воды; собираются телескопические секции, при этом параллельно со спуском секций выдергиваются из грунта шпунты; во время подъема нижняя часть донной балластируемой плиты собирает секции в шлюзовых отсеках, при этом шпунты передвигаются из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее, и буксируется на следующее место бурения.

При этом указанный технический результат достигается тем, что телескопические оболочки собираются как при монтаже только в обратном порядке.

При этом указанный технический результат достигается тем, что буксируется на следующее место бурения согласно варианту транспортировки.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображена СМЛБП телескопического типа в рабочем положении;

на фиг.2 изображено транспортное положение донной балластируемой плиты со встроенным опорным блоком совместно с верхним строением;

на фиг.3 изображена транспортная компоновка СМЛБП телескопического типа при использовании на малых глубинах.

1 - самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа (СМЛБП) телескопического типа;

2 - составная донная балластируемая плита со встроенным опорным блоком;

3 - нижняя часть донной балластируемой плиты;

4 - верхняя часть донной балластируемой плиты;

5 - выдвижной секционный опорный блок телескопического типа;

6 - телескопическая секция опорного блока;

7 - выдвижной механизм секций опорного блока;

8 - шлюзы для размещения выдвижного механизма секций;

9 - шпунты для крепления нижней части донной балластируемой плиты;

10 - вспомогательные понтоны;

11 - верхнее строение;

12 - ледовое поле;

13 - морское илистое дно.

Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа (СМЛБП) телескопического типа 1 (см. Фиг.1-2) состоит из составной донной балластируемой плиты со встроенным опорным блоком 2 и верхнего строения 11.

Донная балластируемая плита 2, в свою очередь, выполнена в виде нижней части 3, верхней части 4 и выдвижного секционного опорного блока телескопического типа 5. Верхняя часть 4 служит для размещения верхнего строения 11. Верхнее строение 11 выполнено в виде блок-модуля с необходимым для бурения оборудованием. Нижняя часть 3 донной плиты обеспечивает крепление СМЛБП на морское дно при помощи шпунтов 9 (см. фиг.1). Шпунты 9 располагаются практически перпендикулярно относительно донной балластируемой плиты 2 (отклонение от перпендикулярности составляет от 3° до 25°), при этом свободные торцы при транспортировке находятся со стороны верхнего строения (верхнее крайнее положение, см. фиг.2 и 3).

Опорный блок 5 состоит из телескопических секций 6, раздвигаемых на точке установки выдвижным механизмом 7. Телескопические секции 6, выдвижной механизм 7 и все необходимые вспомогательные устройства размещены в шлюзовых отсеках 8.

Шлюзовые отсеки 8 образованы полостями нижней 3 и верхней 4 частей донной плиты 2, обеспечивают полное размещение необходимого оборудования.

Все секции опорного блока 5 имеют одинаковую высоту, цилиндрическую или призматическую форму, при этом направляющие пазы на внутренней и внешней поверхности, а внутренние и внешние сечения секций подобраны между собой таким образом, чтобы обеспечить расположение секций друг в друге с зазором, достаточным для выдвижения и герметизации по направляющим секций друг относительно друга, по принципу телескопа. При этом нижняя секция имеет больший размер сечения, чем верхняя. В плане сечение секции может быть выполнено как сложной формы, так и простой, например круглой, квадратной, ромбической, треугольной.

Такая конструкция опорной части платформы обеспечивает беспрепятственный подход барж, судов и других плавсредств. Для конкретных условий выбор формы сечений опорного блока позволяет при правильной его ориентации в акватории частично решить проблему с ледовыми полями. Например, грань опорного блока в случае квадратного или треугольного сечения при встречных течениях работает как ледорез.

Количество секций опорного блока должно быть подобрано согласно требуемым глубинам расположения месторождения. Секции опорного блока 6 выполнены в усиленном ледовом исполнении, что обеспечивает надежную защиту выдвижного опорного блока 5 от любых ледовых нагрузок, в частности от ледовых полей 12. Усиленное ледовое исполнение может быть представлено, например, комбинацией стальных и железобетонных секций опорного блока 6.

Выдвижной механизм 7 должен быть подобран согласно массогабаритным требованиям платформы и климатическим условиям эксплуатации.

В межледовый период донная плита 2 и верхнее строение 11 транспортируются на место установки одновременно (см. Фиг.2) или отдельно друг от друга. В зависимости от глубин возможны два варианта транспортировки заявленной СМЛБП телескопического типа.

В первом случае доставка донной плиты 2 и/или верхнего строения 11 производится за счет собственных систем плавучести.

Во втором случае при малых глубинах бурения требуемая осадка плиты 2 и/или верхнего строения 11 обеспечивается за счет понтонов 10 (см. Фиг.3).

При отдельной транспортировке после монтажа донной опорной плиты 2 установка верхнего строения 11 на верхнюю часть 4 осуществляется любым известным способом, например наплывом.

Монтаж СМЛБП на точке бурения совершается следующим образом.

Донная плита со встроенным опорным блоком 2 погружается на дно 13 ступенчато, оставляя верхнее строение над поверхностью воды.

Выдвижение телескопических секций 6 осуществляется за счет затопления забортной водой отсеков (на фиг. не показаны) секций составной донной балластируемой плиты со встроенным опорным блоком 2 и выдвижного механизма 7 следующим образом. Первой опускается вторая и третья секции относительно первой верхней секции меньшего сечения. Далее осуществляется спуск третьей нижней с самым большим сечением секции относительно второй.

Параллельно с установкой телескопического опорного блока СМЛБП на дно 13 производят его крепление, для этого выполняют выдвижение из верхнего крайнего в нижнее крайнее положение шпунтов 9, а при достижении дна их заглубление.

Окончательное заглубления шпунтов 9 обеспечивается за счет подъема верхнего строения 11 на требуемую высоту над уровнем моря.

Для сохранения энергии заглубление шпунтов 9 и подъем секций 6 осуществляется параллельно и одним устройством, т.е. преобразуя потери секций 6 на подъем в энергию заглубления шпунтов 9.

По окончании бурения демонтаж СМЛБП производят следующим образом. Спускают вниз верхнюю часть донной балластируемой плиты 4 до уровня воды за счет выдвижного механизма 7 и откачки из отсеков секций забортной воды. Как при монтаже только в обратном порядке собираются телескопические секции, при этом со спуском первой секции 6 одновременно выдергиваются из грунта шпунты 9. Далее при подъеме шпунты 9 передвигаются из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее, нижняя часть 3 собирает в шлюзовых отсеках 8 секции 6 и согласно варианту транспортировки буксируется на следующее место бурения.

Такой вид демонтажа решает проблему выдергиванием шпунтов, которые характерны для всех конструкций, используемых в условиях Арктического шельфа. А также устраняет необходимость предварительно проводить работы по растеплению и размыву грунта в месте установки.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого технического решения является возможность круглогодичного бурения в арктических условиях самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформой телескопического типа. Платформу можно использовать для бурения разведочных скважин, а в ледовый период для бурения эксплуатационных скважин.

Предлагаемая самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа и способ ее транспортировки, монтажа и демонтажа существенно расширяют эксплуатационные возможности за счет расширения района эксплуатации и обслуживания мелководного шельфа от 3 м до 24 м и выше.

1. Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа, включающая донную балластируемую плиту со встроенным опорным блоком и верхнее строение, отличающаяся тем, что донная плита выполнена в виде верхней части, нижней части и выдвижного секционного опорного блока телескопического типа; при этом опорный блок состоит из телескопических секций, раздвигаемых на точке установки выдвижным механизмом; телескопические секции, выдвижной механизм и все необходимые вспомогательные устройства размещены в шлюзовых отсеках; все телескопические секции имеют одинаковую высоту, цилиндрическую или призматическую форму, направляющие пазы на внутренней и внешней поверхности, а внутренние и внешние сечения секций подобраны между собой таким образом, чтобы обеспечить расположение секций друг в друге с зазором, достаточным для выдвижения и герметизации по направляющим секций друг относительно друга, по принципу телескопа, при этом нижняя секция имеет больший размер сечения, чем верхняя; секции опорного блока выполнены в усиленном ледовом исполнении.

2. Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа по п.1, отличающаяся тем, что верхнее строение выполнено в виде блок-модуля с необходимым для бурения оборудованием.

3. Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа по п.1, отличающаяся тем, что в плане сечение секции может быть выполнено как сложной формы, так и простой.

4. Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть донной плиты обеспечивает крепление на морское дно при помощи шпунтов.

5. Самоподъемная мобильная ледостойкая буровая платформа телескопического типа по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть донной плиты обеспечивает крепление на морское дно при помощи шпунтов, которые располагаются практически перпендикулярно относительно донной балластируемой плиты, при этом свободные торцы находятся со стороны верхнего строения.

6. Способ транспортировки самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа по п.1, отличающийся тем, что донная плита и верхнее строение транспортируется на место установки одновременно или отдельно друг от друга за счет собственных систем плавучести.

7. Способ транспортировки самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа по п.1, отличающийся тем, что донная плита и верхнее строение транспортируется на место установки одновременно или отдельно друг от друга, при этом требуемая осадка обеспечивается за счет понтонов.

8. Способ монтажа самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа по п.1, отличающийся тем, что донная плита со встроенным опорным блоком погружается на дно ступенчато, оставляя верхнее строение над поверхностью воды; выдвижение телескопических секций осуществляется за счет затопления забортной водой отсеков секций составной донной балластируемой плиты и выдвижного механизма; параллельно выполняют выдвижение из верхнего крайнего в нижнее крайнее положение шпунтов, а при достижении дна их заглубление; окончательное заглубление шпунтов обеспечивается за счет подъема верхнего строения на требуемую высоту над уровнем моря.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что первой опускается вторая и третья секции относительно первой верхней секции меньшего сечения; далее осуществляется спуск третьей нижней с самым большим сечением секции относительно второй секции.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что заглубление шпунтов и подъем секций осуществляется параллельно и одним устройством.

11. Способ демонтажа самоподъемной мобильной ледостойкой буровой платформы телескопического типа по п.1, отличающийся тем, что за счет выдвижного механизма и откачки из отсеков секций забортной воды спускают вниз верхнюю часть донной балластируемой плиты до уровня воды; собираются телескопические секции, при этом параллельно со спуском секций выдергиваются из грунта шпунты; во время подъема нижняя часть донной балластируемой плиты собирает секции в шлюзовых отсеках, при этом шпунты передвигаются из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее, и буксируется на следующее место бурения.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что телескопические оболочки собираются как при монтаже, только в обратном порядке.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что буксируется на следующее место бурения согласно варианту транспортировки.