Способ заглубления и подъема опорной колонны самоподъемной плавучей буровой установки и устройство для его осуществления

 

1. Способ заглубления и подъема опорной колонны самоподъемной плавучей буровой установки, при котором подъемную силу опорной колонны изменяют объемом жидкого балласта, принимаемого в ее башмак или удаляемого из него, отличающийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, башмак заполняют жидким балластом, самотеком по мере погружения колонны в воду и создают в нем воздушную подушку, а по мере подъема колонны балласт из башмака удаляют посредством воздействия воздушной подушки на балласт.

2. Устройство для заглубления и подъема опорной колонны самоподъемной плавучей буровой установки, включающее башмак опорной колонны с водосборным колодцем, трубопроводом балластной воды и трубопроводом вентиляции с запорной арматурой, нижние концы которых расположены в водосбросном колодце, отличающееся тем, что верхний конец трубопровода балластной воды выполнен с коленом, отогнутым книзу, а верхний конец трубопровода вентиляции расположен выше верхнего конца трубопровода балластной воды и отогнут в противоположную сторону, при этом запорная арматура расположена на конце трубопровода вентиляции.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что верхний конец трубопровода балластной воды выведен выше проектной отметки заглубления в дно водоема башмака колонны. Изобретение относится к самоподъемным плавучим установкам, используемым для производства буровых работ в море, добычи нефти и газа, производства гидротехнических работ и т.п. Известен способ погружения модели опорной колонны ПБУ, в которой перед погружением опорной колонны в воду емкость опорной пяты заполняют с тем, чтобы исключить разрушение опорной пяты под действием гидростатического давления. Заполнение опорной пяты осуществляют через "прорываемую диафрагму" с образованием в ней отверстия. Однако данное техническое решение как по выполнению операций, так и по конструкции ненадежно. Более того, в реальных условиях для перемещения опорной колонны вверх пришлось бы затрачивать дополнительное количество энергии на привод опорно-подъемного устройства (ОПУ) за счет вынужденного подъема дополнительной массы воды, находящейся в опорной пяте. По количеству общих признаков и достигаемому эффекту наиболее близким к изобретению является способ заглубления и подъема опорной колонны самоподъемной плавучей буровой установки, при котором подъемную силу опорной колонны изменяют объемом жидкого балласта, принимаемого в его башмак или удаляемого из него. Недостатком такого способа является то, что при подъеме опорной колонны для облегчения ее веса воду из башмака необходимо принудительно удалять, для чего нужны соответствующие технические средства и энергия. Известно устройство для осуществления способа, включающее башмак опорной колонны с водосбросным колодцем, трубопроводом балластной воды и трубопроводом вентиляции с запорной арматурой, нижние концы которых расположены в водосбросном колодце. Недостатком данного устройства являются большие энергозатраты, связанные с опусканием и подъемом опорной колонны. Целью изобретения является снижение эксплуатационных затрат. Поставленная цель в способе достигается тем, что башмак заполняют жидким балластом самотеком по мере погружения колонны в воду и создают в нем воздушную подушку, а по мере подъема колонны балласт из башмака удаляют посредством воздействия воздушной подушки на балласт. Поставленная цель в устройстве достигается тем, что верхний конец трубопровода балластной воды выполнен с коленом, отогнутым книзу, а верхний конец трубопровода вентиляции расположен выше верхнего конца трубопровода балластной воды и отогнут в противоположную сторону, при этом запорная арматура расположена на конце трубопровода вентиляции. Кроме того, верхний конец трубопровода балластной воды может быть выведен выше проектной отметки заглубления в дно водоема башмака колонны. На фиг. 1 показан общий вид самоподъемной платформы на плаву (пунктир стоянка на точке эксплуатации); на фиг. 2 фазы погружения опорной колонны с башмаком в разрезе. На корпусе платформы 1 смонтированы порталы 2, в которых размещены подъемные механизмы 3, приводящие в движение опорную колонну 4, состоящую из вертикальных стоек 5, горизонтальных 6 и наклонных раскосов 7. Внизу опорной колонны смонтирован башмак 8, выполненный в виде герметичной цистерны с трубопроводом балластной воды 9 и сбросным колодцем 10, причем башмак снабжен трубопроводом вентиляции 11, оборудованным запорным органом 12. Пример осуществления способа. В исходном положении корпус платформы 1 находится на плаву, колонна 4 поднята над водой, башмак 8 находится в воде, но его внутренний объем заполнен воздухом, связанным с атмосферным с помощью трубопровода 9. Запорный орган 12 трубопровода вентиляции 11 заперт. В этом случае на башмак действует выталкивающая сила, компенсирующая часть веса колонны, что дает возможность разгрузить приводы механизмов 3, смонтированных на порталах 2. Например, при массе одной опорной колонны с башмаком около 1200 т водоизмещение башмака составляет около 550 т. Следовательно, на 550 т механизм подъема может быть разгружен при работе и на его элементы будет действовать нагрузка, равная 1200-550 650 т, а не 1200 т. При опускании опорной колонны 4 внутренний объем башмака 8 остается сухим до момента погружения в воду верхнего колена трубопровода 9. Далее (см. фиг. 2) с появлением гидростатического давления на входе трубопровода 9 вода по нему проникает в башмак 8, сжимая при этом находящийся там воздух до давления, равного наружному для соответствующей глубины погружения. Непрерывно уменьшающийся при этом объем компенсирует приращение выталкивающей силы, действующей на вновь погружаемые водоизменяющие объемы трубчатых элементов 5, 6 и 7, выполненных герметичными. По достижении расчетной глубины погружения объем сжатого воздуха уменьшится от первоначального настолько, что превалирующим будет влияние выталкивающей силы, действующей на трубчатые элементы опорной колонны. Например, водоизмещение трубчатых элементов при заглублении колонны на 100 м составляет около 500 т, башмака 50 т, т.е. около 550 т. Таким образом, достигается разгрузка приводов ОПУ на всем пути опускания опорных колонн перед постановкой их на точку. При подъеме опорных колонн работа устройства осуществляется в обратной последовательности, причем с момента начала подъема опорных колонн по мере уменьшения гидростатического давления на входе колонны трубопровода 9 собственный сбереженный воздух выталкивает из башмака воду до тех пор, пока внутреннее давление уравновесится в водосборный колодец 10, откуда под действием избыточного давления выталкивается по трубопроводу 9 наружу. Таким образом, происходит дополнительно автоматическая дебалансировка башмака по мере подъема колонны из воды. Верхний конец трубопровода 9 балластной воды выполнен с коленом, отогнутым книзу, и выведен выше проектной отметки заглубления колонны в дно для достижения возможного засорения внутреннего объема башмака. С этой же целью запорный орган 12 трубопровода вентиляции 11 смонтирован над верхним концом трубопровода балластной воды. Воздухопровод 11 при соединении его с магистралью системы продувки посредством открытия запорного органа 12 служит для осушения башмака, что делается только в случае непредвиденных нарушений герметичности башмака или возможной потери воздушной подушки вследствие обмена внутренней среды "вода-воздух" с внешней и т.п. Предложенный способ и устройство позволяют уменьшить затраты энергии на приводы опорно-подъемного устройства на всем пути перемещения опорной колонны в толще воды, уменьшить стоимость изготовления и эксплуатационные расходы по обслуживанию системы перебалансировки по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1. Способ заглубления и подъема опорной колонны самоподъемной плавучей буровой установки, при котором подъемную силу опорной колонны изменяют объемом жидкого балласта, принимаемого в ее башмак или удаляемого из него, отличающийся тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат, башмак заполняют жидким балластом, самотеком по мере погружения колонны в воду и создают в нем воздушную подушку, а по мере подъема колонны балласт из башмака удаляют посредством воздействия воздушной подушки на балласт. 2. Устройство для заглубления и подъема опорной колонны самоподъемной плавучей буровой установки, включающее башмак опорной колонны с водосборным колодцем, трубопроводом балластной воды и трубопроводом вентиляции с запорной арматурой, нижние концы которых расположены в водосбросном колодце, отличающееся тем, что верхний конец трубопровода балластной воды выполнен с коленом, отогнутым книзу, а верхний конец трубопровода вентиляции расположен выше верхнего конца трубопровода балластной воды и отогнут в противоположную сторону, при этом запорная арматура расположена на конце трубопровода вентиляции. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что верхний конец трубопровода балластной воды выведен выше проектной отметки заглубления в дно водоема башмака колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

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        

---