Отсоединяемая швартовная система и способ ее отсоединения или повторного присоединения

Изобретение относится к области судостроения и касается швартовных систем судов, связанных с добычей и транспортировкой углеводородов. Отсоединяемая швартовная система для судна содержит буровую шахту в судне, турель, установленную для поворота в буровой шахте, и буй, имеющий множество каналов для установки вертикальных трубопроводов. На нижнем конце турели имеется гнездо для размещения буя с возможностью его удаления. Швартовная система содержит множество швартовов для передачи швартовочных сил, каждый из которых имеет нижний конец, соединенный с морским дном, и верхний конец, соединенный с буем. Каждый швартов имеет первую часть, соединенную разъемно с турелью, и вторую часть, соединенную с первой частью и с буем. Длина второй части от места ее соединения с первой частью до места ее соединения с буем такова, что когда буй находится в гнезде турели и первая часть соединена с турелью и находится в состоянии передачи швартовочных сил, вторая часть не нагружена швартовочными силами и провисает. Также предлагается способ отсоединения и повторного присоединения такой швартовной системы. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик швартовной системы. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

В первом аспекте изобретение относится к отсоединяемой швартовной системе для судна, содержащей буровую шахту в судне, турель, установленную для поворота в буровой шахте, и буй, имеющий множество каналов, в каждом из которых может быть установлен вертикальный трубопровод. На нижнем конце турели предусмотрено гнездо для размещения буя с возможностью его удаления. Швартовная система также содержит множество швартовов для передачи швартовочных сил, каждый из которых имеет нижний конец, соединенный с морским дном, и верхний конец, соединенный с буем.

Такая отсоединяемая швартовная система описана в ЕР-В-1803641. При работе в нормальных условиях швартовочные силы в швартовах таковы, что буй можно отсоединить от турели и контролируемым образом опустить в положение, в котором он будет находиться на удалении от судна и намного ниже поверхности моря. Однако при специфических обстоятельствах, например, когда судно окружено дрейфующим паковым льдом, приходится отсоединять буй от турели при чрезвычайно больших силах, передаваемых швартовами бую. Обычно такие большие швартовочные силы создают асимметричную нагрузку на буй, в результате чего буй после его отсоединения от турели может наклоняться в гнезде, что может привести к серьезному повреждению буя, трубопроводов, шлангов и/или окружающей их конструкции (турели).

Целью изобретения является создание усовершенствованной отсоединяемой швартовной системы описанного типа.

Отсоединяемая швартовная система согласно изобретению отличается тем, что каждый швартов имеет первую часть, соединенную разъемно с турелью, и вторую часть, соединенную с первой частью и с буем, причем длина второй части от места ее соединения с первой частью до места ее соединения с буем такова, что когда буй находится в гнезде и первая часть соединена с турелью и находится в состоянии передачи швартовочных сил, вторая часть не нагружена швартовочными силами и провисает.

Согласно изобретению, когда буй находится в гнезде, швартовочные силы действуют непосредственно на турель через первые части швартовов. Поэтому отсоединение буя от турели и его контролируемое опускание ниже турели может выполняться в любых условиях, поскольку судно удерживается неподвижным (но с возможностью поворота вокруг турели) даже при очень сильно нагруженных швартовах. Последующее отсоединение первых частей швартовов от турели может вызвать наклон буя под турелью, однако при этом не будут повреждаться конструктивные элементы швартовной системы. После отсоединения буя от турели, его опускания и последующего отсоединения первых частей швартовов от турели, первые и вторые части швартовов будут удерживать буй на месте и судно может свободно отойти от места швартовки.

Опускать буй до отсоединения первых частей не требуется, если длина вторых частей швартовов достаточна для уменьшения очень несимметричных швартовочных сил до приемлемого уровня (чтобы можно было опускать буй вертикально) после отсоединения первых частей швартовов от турели.

В одном варианте выполнения отсоединяемой швартовной системы турель содержит соединители для присоединения к ней первых частей швартовов, причем каждый соединитель турели находится по существу в месте соединения первой и второй частей швартовов друг с другом. Это значит, что это место соединения находится около конца первой части швартова. Однако место соединения может находиться на некотором расстоянии от соединителя турели.

В другом варианте выполнения швартовной системы буй содержит соединители для присоединения к нему вторых частей швартовов, причем длина второй части швартовов больше расстояния между соответствующими соединителями турели и соединителями буя, когда последний находится в гнезде турели, и предпочтительно достаточна для того, чтобы буй, отсоединенный от турели, можно было опустить в положение, в котором он целиком находится ниже нижнего конца турели.

В еще одном варианте выполнения швартовной системы первая часть швартова прикреплена к первому концу гибкого удлиненного рабочего элемента, такого как трос или цепь, второй конец которого предпочтительно может быть прикреплен к натяжному механизму, непосредственно или опосредованно соединенному с турелью, и натягиваться этим механизмом. С помощью рабочего удлиненного элемента можно эффективно выполнить крепление швартова к турели и затем его достаточное натяжение, чтобы он мог выдержать все ожидаемые швартовочные нагрузки. Однако рабочий гибкий удлиненный элемент можно использовать без натяжного механизма, или натяжной механизм можно использовать только для подтягивания первых частей швартовов к турели, после чего могут быть задействованы специальные муфты для крепления первых частей швартовов непосредственно к турели.

Соединения между вторыми частями швартовов и буем могут быть разъемными. Это значит, что обычно буй прикреплен ко вторым частям швартовов, но может быть отсоединен от них для их ремонта или замены.

Могут быть предусмотрены средства временной балластировки буя и/или первых частей швартовов. Балластировать буй и/или первые части швартовов можно для увеличения скорости погружения буя.

Например, средствами временной балластировки буя и/или первых частей швартовов могут быть расположенные в буе цистерны с изменяемым количеством балласта или фиксированный балласт, который соответствующими средствами может быть прикреплен к бую или к первым частям швартовов. В последнем случае судно может содержать подъемные средства с подъемным тросом для установки фиксированного балласта на буй и для его удаления с буя и/или на буе могут быть предусмотрены подъемные средства с подъемным тросом для помещения фиксированного балласта на морское дно. На морское дно балласт кладут предпочтительно тогда, когда буй или первые части швартовов будут опущены на достаточную глубину.

При наличии на буе подъемных средств с подъемным тросом фиксированный балласт может быть подвешен в любом месте на швартовах между морским дном и буем, но предпочтительно в месте, где к швартову прикреплен плавающий на глубине бак.

В еще одном варианте осуществления изобретения судно может содержать подъемное устройство с гибким подъемным элементом, таким как трос, цепь или т.п., для соединения с буем с целью его опускания или подъема относительно турели. В этом случае можно регулировать вертикальное перемещение буя и эффективно выполнять повторное присоединение буя к турели.

Первые части и вторые части швартовов могут быть соединены друг с другом треугольной пластиной, дающей достаточную степень свободы, чтобы гарантировать надлежащее функционирование и сравнительно большую долговечность частей швартовов.

В зоне между буем и предназначенным для него гнездом в турели могут быть предусмотрены регулируемые проточные каналы для морской воды. При открывании каналов можно увеличить скорость течения морской воды вокруг буя и тем самым скорость погружения буя.

Во втором аспекте изобретение относится к способу отсоединения отсоединяемой швартовной системы для судна, выполненной согласно изобретению.

Указанный способ отличается тем, что он включает следующие операции: отсоединение буя от турели, опускание буя относительно турели и отсоединение первых частей швартовов от турели.

В одном варианте способа операцию отсоединения первых частей швартовов от турели выполняют тогда, когда буй опущен относительно турели в самое нижнее положение, которое допускается вторыми частями швартовов, но эту операцию можно выполнять на более ранней стадии.

В другом варианте способа операция опускания буя дополнительно включает операцию его балластировки и/или операцию открывания проточных каналов для морской воды в зоне между буем и предназначенным для него гнездом в турели. Благодаря этому можно увеличить скорость опускания буя.

В третьем аспекте изобретение относится к альтернативному способу отсоединения отсоединяемой швартовной системы для судна, выполненной согласно изобретению.

Этот способ отличается тем, что он включает следующие операции: отсоединение первых частей швартовов от турели, отсоединение буя от турели до того, как станут натянутыми вторые части швартовов, и опускание буя относительно турели.

В четвертом аспекте изобретение относится к способу повторного присоединения отсоединенной швартовной системы для судна, выполненной согласно изобретению.

Этот способ отличается тем, что он включает следующие операции: подъем буя в предназначенное для него гнездо в турели, присоединение буя к турели и присоединение первых частей швартовов к турели.

В одном из вариантов способа операция присоединения первых частей швартовов к турели дополнительно содержит операцию прикрепления вторых частей швартовов к натяжному механизму, который непосредственно или опосредованно соединен с турелью, и натягивания указанных вторых частей этим натяжным механизмом.

Далее изобретение описано со ссылками на чертежи, на которых:

фиг.1 схематично изображает разрез швартовной системы согласно первому варианту осуществления изобретения,

фиг.2-5 схематично изображают последовательные операции способа отсоединения швартовной системы согласно изобретению и

фиг.6 и 7 схематично изображают последовательные операции способа повторного присоединения швартовной системы согласно изобретению.

Согласно фиг.1, судно 1 содержит буровую шахту 2, в которой известным образом (например, с помощью верхнего и нижнего подшипников 3 и 4) установлена с возможностью поворота турель 5. Турель 5 имеет на нижнем конце гнездо 6 для размещения буя 7 с возможностью его удаления. Буй 7 имеет множество каналов 8, каждый из которых предназначен для приема вертикального трубопровода 9. Швартовная система также содержит несколько швартовов 10 (например, якорных цепей) для передачи швартовочных сил, нижний и верхний конец каждого из которых соединены соответственно с морским дном 11 (см. фиг.5) и с буем 7.

Каждый швартов имеет первую часть 12, соединенную разъемно (как описано ниже) с турелью 5, и вторую часть 13, соединенную с первой частью

12 в месте 14 соединения, а также с буем 7. Первые части 12 и вторые части

13 швартовов 10 могут быть соединены друг с другом в указанном месте 14 посредством треугольной пластины (такая пластина известна и поэтому не показана).

Длина второй части 13 швартова от места 14 ее соединения с первой частью 12 до места ее соединения с буем 7 такова, что когда буй 7 находится в гнезде 6 и первая часть 12 швартова соединена с турелью 5 для передачи швартовочных сил (это положение показано на фиг.1), вторая часть 13 швартова провисает и не нагружена швартовочными силами.

Турель 5 содержит соединители 15 для присоединения к ней первых частей 12 швартовов. В данном варианте осуществления изобретения каждый соединитель 15 турели находится по существу в месте 14 соединения первой и второй частей 12 и 13 или около этого места. Соединитель 15 турели может содержать поворотное устройство (например, устройство для поворота вокруг одной или двух осей) или регулируемое соединительное устройство любого типа.

Аналогичным образом буй 7 содержит соединители 16 для (постоянного или полупостоянного) присоединения к нему вторых частей 13 швартовов (эти соединители могут быть неразъемными). Длина вторых частей 13 швартовов больше расстояния между соответствующими соединителями 15 турели и соединителями 16 буя, когда буй 7 находится в гнезде 6 турели 5. Предпочтительно, чтобы длина вторых частей швартовов позволяла бую 7, отсоединенному от турели 5, принимать положение, в котором он весь находится ниже нижнего конца турели 5 или судна 1 (как описано ниже).

В данном варианте выполнения швартовной системы первая часть 12 каждого швартова прикреплена к первому концу гибкого удлиненного элемента 17, такого как трос или цепь, второй конец которого может быть прикреплен к натяжному механизму 18, непосредственно или опосредованно соединенному с турелью 5, и натягиваться этим механизмом. Натяжной механизм 18 может соединять первые части 12 швартовов с турелью 5, но также может использоваться только для перемещения первых частей 12 в положение, в котором они могут быть соединены с соединителями 15 турели.

Могут быть предусмотрены средства временной балластировки буя, такие как балластная цистерна 19 на буе 7, в которой количество балласта можно изменять. Как альтернатива, средства временной балластировки буя 7 могут содержать балластный груз 20 (показан схематично), который с помощью соответствующих средств, например, подъемного устройства с подъемным тросом (не показаны) может быть прикреплен к бую и снят с него, или может свисать с первых частей 12 швартовов. При достижении буем и/или первыми частями швартовов требуемой глубины под водой балластный груз можно положить на морское дно.

Судно также содержит подъемное устройство 21 (например лебедку) с гибким подъемным элементом 22, таким как трос, цепь или т.п., для соединения с буем 7, чтобы опускать или поднимать его относительно турели 5.

Как видно на фиг.1, в зоне между буем 7 и предназначенным для него гнездом 6 турели 5 могут быть предусмотрены регулируемые проточные каналы 23 для морской воды (положение и форма каналов показаны схематично), назначение которых будет описано ниже.

Для пояснения работы швартовной системы сперва со ссылками на фиг.2-5 рассмотрен способ ее отсоединения.

На фиг.2 показана операция отсоединения буя 7 от турели 5, например, путем отпирания замков 24, установленных между ними. Первые части 12 швартовов все еще соединены с турелью 5, а вторые части 13 провисают.

После отпирания замков 24 буй 7 опускают относительно турели, как показано на фиг.3. Это опускание может происходить свободно, под действием веса швартовов, трубопроводов, шлангов, силы тяжести или сил плавучести буя, но может регулироваться подъемным механизмом 21 с тросом 22. Можно открыть каналы 23 (фиг.1) для поступления морской воды в пространство над буем 7. На этой стадии опускания буя первые части 12 швартовов остаются соединенными с турелью 5 (например, соединителями 15 турели или цепями 17, соединенными с натяжными механизмами 18) и положение судна не изменяется. В итоге буй 7 достигает положения, в котором вторые части 13 швартовов тоже натягиваются (фиг.3).

Затем первые части 12 швартовов отсоединяют от турели 5 (например, разъединив соединители 15 турели или отпустив цепи 17 с натяжных механизмов 18), и швартовы 10 под действием собственного веса опускаются, как показано на фиг.4. Одновременно будет опускаться и буй 7, пока не достигнет положения равновесия, в котором он плавает на определенной глубине ниже уровня моря (фиг.5). Первые и вторые части 12, 13 швартовов теперь располагаются по одной линии для передачи швартовочных сил бую 7. Могут быть предусмотрены вспомогательные буи 25 для поддерживания швартовов 10 с требуемой степенью провисания.

В описанном варианте осуществления способа операцию отсоединения первых частей 12 швартовов от турели 5 выполняют тогда, когда буй 7 опущен относительно турели 5 в самое нижнее положение, которое допускают вторые части 13 швартовов. Однако первые части швартовов можно отсоединить на более ранней стадии, но после того, как буй 7 будет погружен достаточно глубоко и не сможет повредить судно или турель при своем наклоне (или ином движении). Можно отсоединить первые части 12 швартовов еще до отсоединения буя, но до того, как вторые части 13 швартовов станут натянуты.

Операция опускания буя 7 может дополнительно содержать операцию (временной) балластировки буя (с помощью балластной цистерны 19 или балластного груза 20).

Далее со ссылками на фиг.6 и 7 описан способ повторного присоединения отсоединенной швартовной системы. Сначала (фиг.6) с помощью подъемного устройства 21 и троса 22 буй 7 поднимают для размещения в гнезде 6 турели 5. Когда буй 7 будет находиться в гнезде (фиг.7), его соединяют с турелью 5, например, замками 24. Затем посредством рабочих цепей 17 первые части 12 швартовов соединяют с турелью 5. Методика подъема троса (такого как первая часть швартова) посредством рабочей цепи известна (например, с использованием дистанционно управляемых транспортных средств), и поэтому не нуждается в подробном разъяснении.

Операция соединения первых частой швартовов с турелью дополнительно может содержать операцию прикрепления вторых частей швартовов к натяжному механизму 18, непосредственно или опосредованно соединенному с турелью 5, и натягивания вторых частей швартовов этим натяжным механизмом.

Изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, которые могут широко варьироваться в пределах объема изобретения, определяемого его формулой. Количество вторых частей швартовов может быть не равно количеству его первых частей. Например, несколько вторых частей могут быть присоединены к одной и той же первой части.

1. Отсоединяемая швартовная система для судна, содержащая буровую шахту в судне, турель, установленную для поворота в буровой шахте, и буй, имеющий множество каналов, в каждом из которых может быть установлен вертикальный трубопровод, причем турель на нижнем конце имеет гнездо для размещения буя с возможностью его удаления, а швартовная система также содержит множество швартовов для передачи швартовочных сил, каждый из которых имеет нижний конец, соединенный с морским дном, и верхний конец, соединенный с буем,
отличающаяся тем, что каждый швартов имеет первую часть, соединенную разъемно с турелью, и вторую часть, соединенную с первой частью и с буем,
причем длина второй части от места ее соединения с первой частью до места ее соединения с буем такова, что когда буй находится в гнезде турели, а первая часть соединена с турелью и находится в состоянии передачи швартовочных сил, вторая часть не нагружена швартовочными силами и находится в провисшем состоянии.

2. Отсоединяемая швартовная система по п.1, в которой турель содержит соединители для присоединения к ней первых частей швартовов, причем каждый соединитель турели расположен по существу в месте соединения первой и второй частей швартовов.

3. Отсоединяемая швартовная система по п.2, в которой буй содержит соединители для присоединения к нему вторых частей швартовов, причем длина второй части швартова больше расстояния между соответствующими соединителями турели и буя, когда последний находится в гнезде турели, и предпочтительно достаточна для того, чтобы отсоединенный от турели буй мог весь находиться ниже нижнего конца турели.

4. Отсоединяемая швартовная система по любому из предшествующих пунктов, в которой первая часть швартова прикреплена к первому концу гибкого удлиненного рабочего элемента, такого как трос или цепь, второй конец которого предпочтительно может быть прикреплен к натяжному механизму, непосредственно или опосредованно соединенному с турелью, и натягиваться этим механизмом.

5. Отсоединяемая швартовная система по любому из пп.1-3, в которой соединения между вторыми частями швартовов и буем являются разъемными.

6. Отсоединяемая швартовная система по любому из пп.1-3, дополнительно содержащая средства временной балластировки буя и/или первых частей швартовов.

7. Отсоединяемая швартовная система по п.6, в которой средства временной балластировки буя и/или первых частей швартовов содержат цистерну с изменяемым количеством балласта, расположенную в буе.

8. Отсоединяемая швартовная система по п.6, в которой средства временной балластировки буя и/или первых частей швартовов содержат фиксированный балласт, который соответствующими средствами может быть прикреплен к бую или к первым частям швартовов.

9. Отсоединяемая швартовная система по п.8, в которой судно содержит подъемные средства с подъемным тросом для установки фиксированного балласта на буй и для снятия его с буя и/или на буе установлены подъемные средства с подъемным тросом для помещения фиксированного балласта на морское дно.

10. Отсоединяемая швартовная система по любому из пп.1-3, в которой судно содержит подъемное устройство с гибким подъемным элементом, таким как трос, цепь или подобный элемент, для соединения с буем с целью его опускания или подъема относительно турели.

11. Отсоединяемая швартовная система по любому из пп.1-3, в которой первые и вторые части швартовов соединены друг с другом треугольной пластиной.

12. Отсоединяемая швартовная система по любому из пп.1-3, в которой в зоне между буем и предназначенным для него гнездом турели предусмотрены регулируемые проточные каналы для морской воды.

13. Способ отсоединения отсоединяемой швартовной системы для судна, выполненной по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает следующие операции: отсоединение буя от турели, опускание буя относительно турели и отсоединение первых частей швартовов от турели.

14. Способ по п.13, в котором операцию отсоединения первых частей швартовов от турели выполняют тогда, когда буй опущен относительно турели в самое нижнее положение, которое допускают вторые части швартовов.

15. Способ по п.13 или 14, в котором операция опускания буя дополнительно включает операцию балластировки буя и/или открывания проточных каналов для морской воды в зоне между буем и предназначенным для него гнездом турели.

16. Способ отсоединения отсоединяемой швартовной системы для судна, выполненной по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он включает следующие операции: отсоединение первых частей швартовов от турели, отсоединение буя от турели до того, как вторые части швартовов будут натянуты, и опускание буя относительно турели.

17. Способ повторного присоединения отсоединенной отсоединяемой швартовной системы для судна, выполненной по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он включает следующие операции: подъем буя в предназначенное для него гнездо турели, присоединение буя к турели и присоединение первых частей швартовов к турели.

18. Способ по п.17, в котором операция присоединения первых частей швартовов к турели дополнительно включает операцию прикрепления вторых частей швартовых к натяжному механизму, который непосредственно или опосредованно соединен с турелью, и натягивания указанных вторых частей этим натяжным механизмом.