Гидротехническое сооружение для добычи углеводородов на континентальном шельфе в приполярных глубоководных акваториях и способ его возведения

 

Изобретение относится к строительству , в частности к возведению гидрютехнических сооружений для добычи углеводородов на континентальном; шельфе в приполярных глубоководных акваториях и способам их возведения. Цель: повышение эффективности работы сооружения, безопасности персонала и охраны окружающей среды. Сущность изобретения: базовая структура снабжена заделанными в нее жесткими опорами , на которых в толще воды расположена опорная плита с энергоустановкой, выполненной в виде притона и размещенных на нем реакторного отделения с сопутствующим оборудованием, а плавающая платформа расположена над базовой структурой и связана с ней посредством гибких трубчатых тяг, Гидравлическое сооружение снабжено опорным кессоном, на котором установлена базовая структура. Последняя образована кольцевыми, радиальными и горизонтальными элементами в виде плит. В нижней части базовой структуры над опорным кессоном выполнено хранилище жидкой фазы, помещения, в которых поддерживается атмосферное давление, размещенное в них оборудование для добыч и продукта, превенторы, манифольды и другое технологическое оборудование, хранилище для газообразной фазы продукта, выполнены гнезда для размещения жестких опор, помещение, в котором п йддёржмёается атмосферное давление, для оборудования подготовки и транспорта продукта. Сооружение снабжено фланцевой плитой. Нижние концы гибких трубчатых тяг плавающей платформы закреплены на фланцевой трубе. Фланцевая плита выполнена с вырезами для размещения реакторного отделения энергоустановки и с герметичными зазорами, заполненными воздухом при атмосферном давлении для закрепления ее на палубе понтона. Сооружение снабжено выдвижными плитами, базовая структура соединена с дном с.помощью тяг с верхними анкерами, выполненными в виде полых цилиндров с внутренней резьбой. Цилиндры связаны с выдвижной плитой, расположенной на опорной плите. Плавающая платформа выполнена в виде горизонтальной кольцев эй структуры с полостью. Последняя сверху перекрыта гибкой оболочкой для поддержания избыточного давления воздуха. Между плавающей платформой и энергоустановкой вертикально установлена гибкая труба-лифт. Она выполнена с возможностью поддержания внутреннего атмосферного давления. Для облегчения и ускорения замены или ремонта реакторного отделений, понтон энергоустановки выполнен с кольцевым швом. В последнем установлены замки. Реакторное отделение снабжено отдельной балластно-дебаллйсыровочной системой. Предложен и способ возведения описанного гидротехнического сооружения. 2 с.п. и 11 з,п. ф-лы, 10 ил. (Л С 00 ю СП ю СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 02 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4905201/15 (22) 28.01.91 (46) 15,06,93, Бюл. М 22 (71) Научно-исследовательский сектор Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского объединения

"Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) К.А.Абаджян, А.M,Âàðäàíÿí и К.Ç,Галустов (56) Патент США М 3535884, кл. Е 02 В 17/00, 1970.

Патент США N 4448570, кл. Е 02 В 17/00,1984, (54) ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ

ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ НА КОНТИНЕНТАЛЬНОМ ШЕЛЬФЕ В ПРИПОЛЯР-, НЫХ ГЛУБОКОВОДНЫХ АКВАТОРЙЯХ И

СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительству, 8 частности к возведению гидротехнических сооружений для добычи углеводородов на континентальном. шельфе в приполярных глубоководных акваториях и способам их возведения. Цель . повышение эффективности работы сооружения, безопасности пер-. сонала и охраны окружающей среды.

Сущность изобретения: базовая структура снабжена заделанными в нее жесткимй опорами, на которых в толще воды расположена опорная плита с энергоустановкой, выполненной в виде понтона и размещенных на нем реакторного отделения с сопутствующим оборудованием, а плавающая платформа расположена над базовой структурой и связана с ней.посредством гибких трубчатых тяг. Гидравлическое сооружение снаб-. жено опорным кессоном, на котором установлена базовая структура. Последняя образована кольцевыми, радиальными и- горизонтальными элементами в виде плит, В нижней части базовой структуры над опор,, Ы, „1821525 А1

2 ным кессоном выполнено хранилище жид- кой фазы, помещения, в которых поддерживается атмосферное давление, размещенное в них оборудование для добычи продукта, превенторы, манифольды и другое технологическое оборудование, хранилище для газообразной фазы продукта, выполнены гнезда для размещения жестких опор, помещение, в котором поддержйвается атмосферное давление, для оборудования подготовки и транспорта продукта.

Сооружение снабжено фланцевой плитой, Нижние концы гибких трубчатых тяг плавающей платформы закреплены на фланцевой трубе, Фланцевая плита выполнена с вырезами для размещения реакторного отделения энергоустановки и с герметичными зазорами, заполненными воздухом при атмосферном давлении для закрепления ее йа палубе понтона. Сооружение снабжено выдвижными плитами, базовая структура соединена с дном с помощью тяг с верхними и анкерами, выполненными в виде полых цилиндров с внутренней резьбой. Цилиндры связаны с выдвижной плитой, расположен- а ной на опорной плите. Плавающая платформа ©() выйолнена в виде горизонтальной кольцевой структуры с полостью, Последняя сверху перекрыта гибкой оболочкой для йоддержания избыточного давления воздуха. Между плавающей платформой и энергоустановкой вертикально установлена гибкая труба-лифт. Она 1Л выполнена с возможностью поддержания внутреннего атмосферного давления. Для облетчения и ускорения замены или ремонта реакторного отделения, понтон энергоустановки выполнен с кольцевым швом. В последнем установлены замки. Реакторное отделение снабжено отдельной балластно-дебаллас, ровочной системой. Предложен и способ возведения описанного гидротехнического сооружения. 2 с.п, и 11 э,п, ф-лы, 10 ил.

182 1 525

Изобретение относится к строительст- . пад нее нагнетают сжатый воздух 48, При ,ву, в частности к возведению гидротехниче- возведении и эксплуатации сооружения исских сооружений для добычи углеводородов пользуют буксир.49. В воде 2 может прохона континентальном шельфе в приполярных дить айсберг 50. В саару>кении выполнен глубоководных акваториях, и способам их 5 герметичныйзазор51. Сооружениеснабжевозведения, но административно-бытовым помещением . Цель изобретения — повышение эффек- 52, складом 53, мастерскими 54, оборудовативиости.работы сооружения; безопасности кием 55 для добычи продукта, персонала и охраны среды.

На фиг.1 изображено гидротехническое "0 Работает сооружение следующим обрасооружение, общий вид; на фиг.2 —. вид свер- зом. ху фиг.1; на фиг.:3 — разрез по А — А фиг,1; на Базовая структура 3 с помощью тяг 27 и фиг.4 — разрез по Б — Б фиг.1; на,фиг,5 — раствора 12 надежно соединена с грунтом вертикальный разрез по базовой структуре,, 1, ее опоры 25 с помощью гнезд 24, тяг 26 и . иа фиг,6 — горизонтальный разрез по Д вЂ” Д "5 27 жестко соединены с базовой структурой фиг.,5; на фиг.7 — этап возведения после ус- 3 и поддерживают на себе энергетическую танавки базовой структуры с опорами; на установку 4. К последней с помощью фланфиг Π— этап возведения в ходе натяжения . цевой плиты 35 и закрепленных в ней натя. тяг, заанкеренных в грунте, общий вид; на нутых трубчатых тяг 37 гибко укреплена фиг>9 — -этап> возведения в ходе натяжения 20 плавающая платформа 5, Благодаря натя тяг, заанкеренных в грунте, деталь крепле- жению тяг 37, смещеийя платформы 5 при ния;нафиг,10 — одноизсостоянийсооруже- воздействии волн, ветра и отдельных ния при эксплуатации — пропуск айсберга, льдин не превышают пределов, допуститрасса движения которого проходит по саа- мых для функционирования буровых станружению, ., 2 кав 6 и другого оборудования. Практически >Г

Гидротехническое сооружение вклгоча- во всех.помещен>лях и полостях сооружения ет установленные на. грунте дна 1 в воде 2 .,поддерживается атмосферное давление, т.е, базовуo структуру 3, энергоустанавку с пан-. помещения являются "атмосферическими". тоном 4, плавающую платф>орму 5, гибкую Выработка электроэнергии для всех произтрубу-лифт 7, жесткие опоры 25, тяги 27, 3" водственных процессов осуществляется на заанкеренные в грунте, трубчатые тяги 37. энергоустановке 4 с помощью реакторного

Сооружение содержит также кольцевые отделения 30, парогенератарнай 31, в элекэлементы 8., радиальные плитные элементы трацехе.33, в помещении 34 хранят отходы, 9, горизонтальные плитныеэлементы 10, ре- При необходимости в заь1еие реакторного бра кессона 11, полости кессона зайолнеиы 35 отделен>ля, например после исчерпания рераствором 12.. Сооружение содержит буро- сурса, ега,отделяют по кольцевому шву (не вые станки 6, хранилище 13 жидкой фазы,, показан) и устанавливают свежий, Реактороборудование 14 для добычи продукта,, ное отделение 30 обладает собственной помещение15для оборудования добычи., В плавучестью, Для инспекционного или в грунте 1 выполнены скважины 16, Сооруже- 4". связи с ремонтными рабатами посещений ние содержит хранилище 17 газовой фазы, персоналам подводных помещений. служит помещение 18 для оборудовайия подготов-,: гибкая труба-лифт 7. кипродукта,оборудоваиие19сборапродук-: При:бурении скважин в качестве вода- та сателлитных (периферийных) скважин, отделяющих колонн используют трубчатые оборудование 20-транспорта жидкой фазы, 45 тяги 37, жесткие опоры 25, а также специоборудование 21 транспорта газа, трубоп- . альные трубы, спускаемые с платформы 5 к ровод22 жидкой фазы, газопровод 23, гнез- направляющим каналам, расположенным в да 24 для жесткой опоры, тягу 26 для . базовой структуре 3(ие показаны), и пропусоединения опоры с базой, понтон 28, папу-. скаемые через каналы в фланцевой плите 35 бу 29 понтона, реакторное отделение 30, 50 и энергоустайовке 4.

Сооружение содержит парагеиератарную. При прогнозировании прохождения

31, машзал 32, электроцех33, хранилище 34 трассй айсберга 50 или мощного ледяного отходов,фланцевуюплиту35,естьзазор36, - поля через сооружение (фиг.10)производят . .

Сооружение имеет вертйкальные каналы 38, размыкание буримых скважий 16н и-трубытяга 27 имеет нижний анкер 29 и верхний 55 лифта 7 па быстродействующим сьемио:анкер 40. Сооружение имеет выдвижную стыковочнымсаединениям (не показаны) в плиту 41, опорную плиту 42, штифт 43, под " . пределах фланцевбй плйты 35, заполняют него выполнена гнездо 44, имеются уплат- ; водой зазоры 51 между фланцевой плитой нения 45, В кольце выполнена полость 46, 35, Энергоустановкой 4 и уплотнениями 45, Сооружение снабжено гибкой оболочкой 47, отсаедиияют фланцевую плиту 35 от энерга1.821525

5 6 установки 4, балластируя платформу 5, rie- ныхакваторийдостаточнойглубиныэнергореводят анкеры тяг 37 на верхний уровень, установку 4 доставляют и устанавливают на дебалластируя платформу5,снимаютфлан- опорах 25 независимо от платформы 5 цевую плиту 35, с энергоустановки 4, кото-. (фиг,7), используя буксиры и крановые суда. рая расположена ниже максимальной 5 Далее с платформы 5 производят бурение глубины погружения айсберга 50,и с по- скважиндлятяг27и выполняют анкеры39, мощью буксира 49 (фиг.7) отводят йлатфор- Затем пропускают тяги 27 в каналы 38 опор му 5 в сторону от трассы айсберга 50.. 25, закрепляют в анкерах 39 и производят

После прохождения.айсберга 50 в по- на.гяжение тяг 27 в следующем порядке рядке, обратном указанному, восстанавлива-, 10 (фиг.8 и 9), Первоначально анкер 4О тяги 27 ют рабочее положениа-"платформы 5 и находятся непосредственно на опорной продолжают бурение скважин 16. После плите 42 энергоустановки 4, На плите 42 окончания бурения скважин и перехода имеется выдвижная плйта 41, толщина котопромысла на автоматйзировайный режим рой равна вытяжка тяг 27. В анкер 40 и в добычи продукта,платформу5отсоединяют 15 гнездо 44 фланцеаой плиты 35 ввернут и используют на другом промысле; а также штифт 43. Натяжение тяг 27 осуществляют эпизодически или периодически — на дан- дебалластировкой платфармы5 и падкачкой ном сооружении,; для ремонта воздуха 48 под оболочку 47, после чего устаскважин 16, замеры реактора 30. навливают плиту 41 под анкер 40. После

20 натяжения всех тяг 27 штифты 43 вворачиСооружение возводят следующйм абра- вают глубоко в гнезда 44, выворачивая иэ зом.. - анкеров 40. Таким образом энергоустановка

Сначала в доке (не показано) изготовля- 4, а вместе с ней опоры 25 и база 3 оказывают нижнюю часть базовой структурй 3, за- ется надежно прижатой к грунту 1, Далее полняют док водой и выводят эту часть на 25 верхние анкера трубчатых тяг 37 в платфорболее глубокую защищенную акваторию,:.. ме 5 переводят на эксплуатационный верх где на плаву достраивают и оснащагот, всем - ний уровень, балластируют платформу 5, оборудованием, Также в доке изготовляют . . после совмещения верхних с йижними упжесткие опоры 25, которые на плавудостав- лотнений 45 производят откачку воды из ляют к базовой структуре. 3 и устанавливают 30 зазора 51 в результате чего фланцевая опав ее гнезда 24. В часть каналов в опарах 25 . ра 35 прижимается к энергоустановке 4, т.е. пропускают тяги 26, заделывают их нижние понтойу 28. анкеры в базовой структуре 3 и производят Затем производят натяжение тяг 37 де натяжение тяг 26 домкратами обычным пу- балластировкой платформы 5. Так как все тем с закреплением в верхней части"опоры 35 каналы 38 для всех тяг остаются полыми, 25. Каналы тяг не цементируют. При выпал- . при необходимости производят демонтаж нении этих операций базовая структура 3 всего сооружения в порядке, обратном опизабалластиравана и-находится на дне на " санному. глубине, достаточной для того; чтобы верхние части опор 25 были над водой, Далее 40 Формула изобретен йя базу 3 с опорами 25 дебалластируют, букси. руют и йредварительно устанавливают бал- 1. Гидротехническое .сооружение для ластировкой на точку использования. добычи углеводородов на континентальном

B доке изготовляюг и осйащают Обору- шельфе в приполярных глубаководнь;:. аква- дованием знергоустановку 4, обладающую 45 ториях, включающее плавающую платфорсобственной плавучестью благодаря пон- му с буровыми станками, энергоустановку, тону 28, на котором ана смонтирована. Так- жесткие и гибкие опоры, подводную базаже в доках изготовляют и оснащают вую структуру, содержащую оборудование оборудованием плавающую платформу 5 и - для добычи, переработки, хранения и трансфланцевую плиту 35, обладающую собст- 50 порта продукта, отл и ч а ю щ е е с я тем, венной плавучестью. На защищенной аква- что, с целью повышения эффективности ратории с достаточными глубинами к боты сооружения, безопасности персонала платформе 5 прикрепляют трубчатые тяги и охраны окружающей среды, базовая

37, а кйим — фланцевую плиту 35. Затеи структура снабжена заделанными в ее верзатопляют на нужную глубину энергоуста- 55 хнюю часть жесткими опорами,.на которых новку 4 и прикрепляют к ней фланцевую в толще воды расположена опорная плита с плиту 35; откачивая воду из зазора 51. Далее энергоустановкой, выполненной в виде понбуксируют платформу 5с энергоустановкой тона и размещенных на нем реакторного

4 к местуиспользования и устанавлйваютна отделения с сопутствующим оборудовани:опорах25(фиг.8). Приотсутствиизащищен- ем, а плавающая платформа расположена

1821525 над базовой структурой и связана с ней посредством гибких трубчатйх тяг.

2. Сооружение по пЛ. о т л и ч а ю ще ея тем, чта ано снабжено опорным кессо-ном, на котором установлена базовая структура, образованная кольцевыми, радиальными и горизонтальными элементами в виде плит, при этом нижняя часть базовой структуры, расположенная над опорным кессоном, выполнена с хранилищем жидкой фазы продукта, с помещениями; в которых поддерживается атмосферное давление, с размещенным в них оборудованиеМ для добычи продукта, превенторами, манифальдами и другим технологическим оборудованием, над которыми размещено

; хранилище.для газообразной фазы продукта и выполнены гнезда для размещения жестких опор, а также помещение, в катаром поддерживается атмосферное давление, для оборудования йодготавки и транспорта продукта.

3. Сооружение по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено фланцевой плитой, при этом нижйие концы гибких трубчатых тяг плавающей йлатфармы закреплены . на фланцевой плите, а фланцевая плита вы: полнена с вырезами для размещения реакторного отделения энергоустановки и с герметичными зазорами, заполненными воздухом при атмосферном давлении для закрепления ее на палубе понтона, 4, Сооружение по п,1, о тл и ч а ю щ е ес-я тем, что ано снабжено выдвижными плитами, базовая структура соединена с днам с помощью тят с верхними анкерами, выполненными в виде полых цилиндров с .внутренней резьбой, при этом цилиндры связайы с выдвижной плитой, расположен. ной на опорной плите, 5. Сооружение по и Л, о т л и ч à ю щ е ес.я тем, чта плавающая платформа выполнена s виде горизонтальной кольцевой . структуры с полостью, которая сверху перекрыта .гибкой оболочкой для поддержания

: избыточного давления воздуха.

6. Сооружение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что между плавающей платформой и энергоустановкой вертикально установлена гибкая труба-лифт, выполненная с воз можностьа поддержания виутрениега атмосферного давлений.

:7. Сооружение по пЛ, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что; с целью облегчения и ускорения замены или ремонта реакторного отделения, понтон .энергоустановки выполнен с . кольцевым швом, в катарам установлены замки, а реакторное отделение снабжено . отдельной балластно-дебалластировочнай системой.

55 дебалластируют плавучую платформу и затем повышают давление воздуха под гиб кой оболочкой, перекрывающей . сверху полость плавучей платформы, выполненной в виде горизонтальной кольцевой структуры.

8. Способ возведения гидротехнического сооружения для добычи углеводородов на континентальном шельфе в приполярных глубоководных акваториях, включающий изготовление наплавных блоков в доке, буксировку, балластиравку, установку базовой структуры с жесткими опорами на дно, анкеровку опор в грунте с помощью тяг и закрепление к базовой структуре плавающей платформы, отличающийся тем, что тяги, заделанные 8 анкерах в грунте, пропускают в каналах жестких опор., натягивают их с помощью фланцевой плиты путем дебалластиравки плавающей платформы, закрепляют верхние анкеры тяг и балластируют плавающую платформу.

9. Способ по и 8, а тл и ч а ю щи и с я тем, чта закрепление верхнего анкера каждой тяги осуществляют с помощью сервомотора, которым вварачивают штифт, при этом нижняя часть штифта с наружной резьбой предварительна устанавливают в полость верхнего цилиндрического анкера с внутренней нарезкой, а верхнюю часть штифта предварительно закрепляют в соответствующем гнезде фланцевой плиты, а после закрепления верхних анкеров тяг плавающую платформу балластируют и затем вворачивают штифты.

10. Способ па и 8, отл и ч а ю шийся тем, что тяги дополнительно натягивают путем использования кратковременного повышения давления воздуха под гибкой оболочкой, которой сверху перекрыта поласть плавающей платформы, выполненной

e виде горизонтальной кольцевой структуPL I.

11, Способ па п.8,.о т л и.ч а ю шийся тем, чта, с целью облегчения процесса натяжения тяг, верхние анкеры трубчатых тяг закрепляют в верхней части флан ценой плиты, 12. Способ по пЛО, отличающийся тем, что между плавающей платформой и фланцевай плитой натягива ат трубчатые тяги, для чего верхние анкеры трубчатых тяг закрепляют на плавающей платформе, а фланцевую плиту размещают на палубе верхней части базовой структуры, совмещая при этом уплотнения, выполненные на нижней части фланцевой плиты и на палубе,.с образованием герметичных зазоров, откачивают из зазоров воду, оставляя в зазоре лишь воздух при атмосферном давлении, 1821525

13. Способ по п.8, отличающийся. тем, что, с целью облегчения демонтажа гидросооружения и удаления с места части сооружения для перебазирования или для

10 использования по другому назначению, из вертикальных каналов тяг в жестких опорах удаляют тяги и освобождают базовую структуру от анкеровки в грунте.

3821525

1821525

1821525

1821525

ФиаУ

5 37 2! !

LI и о

З9 Фиг./0

Составитель К. Абаджян

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор М; Петрова

Редактор

Производственно-издательский, комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2094 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5