Основание морской буровой и способ его возведения

 

1. Основание морской буровой, включающее несущую ледяную конструкцию, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности, устойчивости, исключения дрейфа, сокращения сроков и трудоемкости возведения, защиты производственного персонала и оборудования от воздействия окружающей среды и вибрационных нагрузок, несущая ледяная конструкция выполнена в виде заякоренного и вмороженного в дно акватории ледяного массива с замкнутым контуром и образованным в нем полостями.

2. Основание по п.1, отличающееся тем, что ледяной массив с полостями снабжен наружной термоизоляционной оболочкой.

3. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ледяной массив снабжен внутренними перегородками из термоизоляционного материала и теплообменниками, размещенными между перегородками и наружной поверхностью ледяного массива.

4. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ледяной массив выполнен армированным.

5. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ледяной массив выполнен с грунтовыми включениями.

6. Способ возведения основания морской буровой, включающий образование ледяной несущей конструкции путем замораживания воды акватории, отличающийся тем, что перед образованием несущей конструкции в дно акватории устанавливают якоря, а при образовании несущей конструкции воду замораживают на всю глубину акватории с оставлением участков незамороженной воды в местах расположения полостей и последующим ее удалением. Изобретение относится к строительству искусственных островов и оснований для морских буровых и может быть использовано при добыче нефти, газа и других полезных ископаемых в морских условиях. Известны основания под морские буровые, имеющие платформы, опорные металлические элементы, образующие подводную часть конструкции, кроме того, они снабжены посадочными площадками для воздушного и причалами для водного транспорта и предназначены для работы на больших глубинах [1] Недостатком таких сооружений является большая трудоемкость и длительные сроки их строительства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является основание морской буровой, включающее несущую ледяную конструкцию. Несущая ледяная конструкция выполнена в виде искусственно намороженного слоя льда толщиной 3,3 м на сплошную льдину толщиной 1,5 м. Диаметр острова составляет 120 м, его толщина плавно уменьшается от максимальной 5,2 м в центре до 1,5 м у краев. Поверх льда уложены два слоя утеплителя из уретана толщиной 0,5 м и деревянные маты толщиной 10 см [2] Однако в этой конструкции ледяное основание представляет собой плавучую платформу, нижняя часть которой непосредственно соприкасается с водой. Это приводит к тому, что ледовая платформа в процессе эксплуатации может дрейфовать, подтаивать и прогибаться, не может принимать воздушный транспорт и причаливающие суда, тем самым приводит к непродолжительности эксплуатации, ее ненадежности в работе и ограниченности применения, отсутствию возможности создания подобных конструкций в свободной ото льда поверхности моря. Цель изобретения повышение несущей способности устойчивости, исключение дрейфа, сокращение сроков и трудоемкости возведения, защиты производственного персонала и оборудования от воздействия окружающей среды и вибрационных нагрузок. Указанная цель достигается тем, что в основании морской буровой, включающем несущую ледяную конструкцию, несущая ледяная конструкция выполнена в виде заякоренного и вмороженного в дно акватории ледяного массива в замкнутым контуром и образованными в нем полостями. При этом ледяной массив с полостями может быть снабжены наружной термоизоляционной оболочкой; ледяной массив может быть снабжен внутренними перегородками из термоизоляционного материала и теплообменниками, размещенными между перегородками и наружной поверхностью ледяного массива, ледяной массив может быть выполнен армированным, может быть выполнен с грунтовыми включениями. При этом в способе возведения основания морской буровой, включающем образование несущей конструкции путем замораживания воды акватории, перед образованием несущей конструкции в дно акватории устанавливают якоря, а при образовании несущей конструкции воду замораживают на всю глубину акватории с оставлением участков незамороженной воды в местах расположения полостей и последующим ее удалением. На фиг. 1 изображен заякоренный и вмороженный в дно акватории ледяной массив с замкнутым контуром и полостью для бурения скважины и установленной на нем морской буровой, общий вид; на фиг. 2 ледяной массив с полостями, заключенный в термоизоляционную оболочку с теплообменником, разрез; на фиг. 3 схема расположения оборудования при возведении основания морских буровых. Предлагаемое основание включает несущую конструкцию в виде ледяного массива 1, который имеет вмороженные в его основание якоря 2, полости 3 для буровых колонн и труб, площадку для буровой 4. Ледяной массив 1 (фиг. 2) выполнен с полостями 5-8, заключен в термоизоляционную оболочку 9, армирован трубами теплообменника 10, расположенными между стенками оболочки и перегородками 11 и закреплен на дне 12 акватории якорями 2. Оборудование для возведения основания включает морозильную установку 13, аккумулятор 14 холода, установленный на плотике 15, соединительные трубы 16 и 17, вентили 18, переходные муфты 19 и насос 20. Для образования ледяного массива 1 (фиг. 3) с полостями в виде вертикальных отверстий под буровые колонны и трубы на дно акватории устанавливают якоря 2, к которым с судна 21 крепят теплообменник 10, затем с помощью трубопроводов 16 и 17, переходных подвижных муфт 19 подсоединяют к морозильной установке 13 судна 21, при отрицательных температурах наружного воздуха подвижный теплообменник переключают на аккумулятор 14 холода, состоящий из системы радиаторов и расположенный на плавсредствах типа плотика 15. Для образования полостей, после монтажа замораживающей системы внутрь теплообменника 10 можно помещать различной конфигурации оболочки из термоизоляционного материала, например вертикальную трубу. После завершения всех подготовительных работ открывают вентили 18 и включают морозильную установку 13, обеспечивающую подачу в теплообменник хладагента для отбора тепла и последующего замораживания локального объема воды по глубине моря. При этом воду, изолированную теплоизоляционной оболочкой, не промораживают, а по окончании процесса замораживания массива удаляют из него. При образовании ледяного массива в зимнее время в качестве морозильного устройства используют аккумулятор 14 холода, расположенный в атмосфере морозного воздуха на плавсредствах 15 и включаемый в контур теплообменника. В целях интенсификации процесса замораживания в морозильную систему может включаться насос 20. При естественном процессе замораживания в системе вместо хладагента может применяться хладоноситель, например керосин, фреоны, растворы солей. Вследствие предлагаемого выполнения ледяного массива с термоизоляционной оболочкой 9 и перегородками для образования полостей из термоизоляционного материала, теплообменником 10 в виде каркаса, состоящего из труб, расположенных между стенками оболочки и перегородками, и закрепленного на две акватории многотонными якорями 2, после окончания процесса замораживания ледяной массив одевается в термоизоляционную оболочку и армируется трубами теплообменника, незамороженная вода удаляется из массива, образуя при этом полости. После перекрытия вентилей 18 наружные морозильные устройства отсоединяют с помощью муфт 19. Ледяной массив в процессе замораживания может пополняться включениями грунта, песка или гравия, а также дополнительно армироваться с выводом наружу анкеров и закладных деталей (не показаны), необходимых для монтажа технологического и вспомогательного оборудования (организации причалов, монтажа лифтового хозяйства, механизмов и машин). В целях многократного использования ледяного массива в его дно можно вмораживать дополнительный теплообменник по площади основания массива, который используется как при промораживании дна, так и для оттаивания его для дальнейшего транспортирования в другую акваторию. Предлагаемое основание может найти применение при разведке и добыче полезных ископаемых в морских условиях, благодаря простоте возведения высокой скорости создания ледовых массивов, возможности неоднократного использования морозильных агрегатов и теплообменников, а также относительно низких затрат по строительству.

Формула изобретения

1. Основание морской буровой, включающее несущую ледяную конструкцию, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности, устойчивости, исключения дрейфа, сокращения сроков и трудоемкости возведения, защиты производственного персонала и оборудования от воздействия окружающей среды и вибрационных нагрузок, несущая ледяная конструкция выполнена в виде заякоренного и вмороженного в дно акватории ледяного массива с замкнутым контуром и образованным в нем полостями. 2. Основание по п.1, отличающееся тем, что ледяной массив с полостями снабжен наружной термоизоляционной оболочкой. 3. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ледяной массив снабжен внутренними перегородками из термоизоляционного материала и теплообменниками, размещенными между перегородками и наружной поверхностью ледяного массива. 4. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ледяной массив выполнен армированным. 5. Основание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что ледяной массив выполнен с грунтовыми включениями. 6. Способ возведения основания морской буровой, включающий образование ледяной несущей конструкции путем замораживания воды акватории, отличающийся тем, что перед образованием несущей конструкции в дно акватории устанавливают якоря, а при образовании несущей конструкции воду замораживают на всю глубину акватории с оставлением участков незамороженной воды в местах расположения полостей и последующим ее удалением.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---