Система, предназначенная для использования при добыче нефти и газа из эксплуатационных скважин на морском дне

 

Система, предназначенная для использования при добыче в морских условиях нефти и газа из эксплуатационных скважин на морском дне, состоит из погруженного буя, включающего наружный плавучий элемент, предназначенный для установки и разъемного закрепления в погруженной в воду, открытой в направлении дна приемной камере судна. В наружном элементе установлен и закреплен якорями к морскому дну центральный элемент. С по меньшей мере одной передаточной линией, протянутой от соответствующей эксплуатационной скважины вверх к бую, соединен центральный элемент. Имеется шахта, проходящая между приемной камерой и палубой судна. На уровне палубы судна установлен комплекс вертлюгов, состоящий из внутренних и наружных элементов вертлюгов, поворачивающихся относительно друг друга. Внутренний элемент вертлюга жестко соединен с поддерживающим цилиндром, пропущенным через шахту вниз, конец которого без возможности вращения соединен с центральным элементом буя. Центральный элемент буя оборудован сквозными каналами для передаточных линий, сгруппированных по назначению. Передаточные линии протянуты через буй внутрь поддерживающего цилиндра до комплекса вертлюгов. Верхние концы этих линий выполнены с возможностью соединения с соответствующими соединительными элементами труб, связанными через комплекс вертлюгов с системой трубопроводов судна. Использование изобретения делает возможной эффективную и экономичную разработку небольших и близких к исчерпанию нефтяных месторождений. 17 з.п.ф-лы, 13 ил.

Настоящее изобретение относится к системе, предназначенной для использования при добыче нефти и газа из эксплуатационных скважин на морском дне.

Из патента США N 4490121 известна система, состоящая из наружного буя, включающего наружный плавучий элемент, предназначенный для установки и разъемного закрепления, открытый в направлении дна приемной камере судна, центральный элемент, поворотно установленный в наружном элементе, закрепленный якорями к морскому дну и соединенный с по меньшей мере, одной передаточной линией, проходящей от соответствующей эксплуатационной скважины к бую, и шахты, проходящей между приемной камерой и палубой судна.

Система описанного выше типа предназначена для использования в ходе погрузки и выгрузки на плаву. В таких системах погружной буй образует собой сборный пункт для одной или нескольких труб и составных шлангов, идущих, например, от эксплуатационной системы на морском дне или от трубопровода эксплуатационной установки. Буй может подниматься и закрепляться в приемной камере данного судна, образуя систему транспортировки продукции нефтедобычи от указанной системы до трюмов судна.

Когда буй, описанного выше типа, закреплен в приемной камере судна, судно оказывается жестко соединенным с наружным плавучим элементом и может поворачиваться относительно центрального элемента буя, который крепится к дну моря соответствующей системой якорей. Таким образом, сам буй образует центр вращения, вокруг которого под воздействием ветра, волн и течений может поворачиваться судно.

Такая конструкция буя обладает рядом преимуществ по сравнению с известными до сих пор плавучими погрузочными системами. Центральный элемент буя обладает небольшим диаметром и небольшой массой, благодаря чему достигается соответственно небольшой диаметр вращения наружного плавучего элемента буя, а за счет этого небольшая масса вращения и низкое сопротивление вращению. Соединение и отсоединение буя от судна могут выполняться простым и быстрым способом, даже в плохую погоду при относительно высокой волне. Кроме того, буй может оставаться соединенным с судном в любую погоду, а в случае превышения ограничений, накладываемых погодой, возможно быстрое отсоединение.

В судне, предназначенном для использования с описанной выше плавучей системой, приемная камера и шахта над ней размещаются в кормовой части судна. Это делает возможной относительно простую и дешевую переделку существующих судов с целью их приспособления к такой плавучей погрузочной системе, для использования в качестве транспортных танкеров снабжения. Сочетание приемной камеры и шахты, проходящей между приемной камерой и палубой судна, обеспечивает также высокую безопасность системы и низкую степень риска появления загрязняющих сбросов.

Что касается добычи нефти и газа в морских условиях посредством эксплуатационных судов, то здесь известны различные решения, например, типа, основанного на применении погружного, крепящегося к дну якорями буя и приемной камеры, выполненной в судне в форме буровой шахты, которая может, например, содержать поворотный цилиндр или башню для приема и закрепления буя. Общей особенностью известных систем является их относительная дороговизна, связанная главным образом с большими размерами поворотного цилиндра и всей системы в целом. В связи с этим применение эксплуатационных судов существующих в настоящее время типов оказывается неэкономичным и практически не оправданным в случае небольших или близких к исчерпанию нефтяных месторождений. Таким образом, существует необходимость в простых мобильных производственных решений, делающих возможной экономически эффективную эксплуатацию небольших нефтяных месторождений, в особенности при небольших объемах газа, и при производительности до 5000 куб.м нефти в сутки.

Таким образом, техническим результатом настоящего изобретения является создание системы для использования при добыче нефти и газа из эксплуатационных скважин на морском дне, которая обеспечивает эффективную и экономичную разработку небольших или близких к исчерпанию нефтяных месторождений при использовании и сохранении преимуществ, присущих вышеописанной плавучей погрузочной системе.

Этот технический результат достигается тем, что в системе, предназначенной для использования при добыче нефти и газа из эксплуатационных скважин на морском дне, состоящей из погружного буя, включающего наружный плавучий элемент, предназначенный для установки и разъемного закрепления в открытой в направлении дна приемной камере судна, и центральный элемент, поворотно установленный в наружном элементе, закрепленный якорями к морскому дну и соединенный с по меньшей мере одной передаточной линией, проходящей от соответствующей эксплуатационной скважины вверх к бую и шахты, проходящей между приемной камерой и палубой судна, согласно изобретению приемная камера погружена в воду, и имеется узел вертлюгов, установленный на уровне палубы судна и состоящий из внутренних и наружных элементов вертлюгов, поворачивающихся относительно друг друга, причем внутренний элемент вертлюга жестко связан с поддерживающим цилиндром, проходящим через шахту вниз и своим нижним концом приспособлен для соединения без вращения с центральным элементом буя, а центральный элемент буя имеет сквозные каналы для сгруппированных по назначению передаточных линий для протягивания их через буй вовнутрь поддерживающего цилиндра до угла вертлюгов, причем верхние концы этих линий приспособлены для соединения с соответствующими соединительными элементами труб, соединенными посредством узла вертлюгов с системой трубопроводов судна.

Важным преимуществом вышеописанной системы является то, что она позволяет уменьшить размеры системы за счет использования специального буя, который сам образует поворотное тело. Это ведет к экономии массы и уменьшению объема оборудования, что в свою очередь позволяет значительно снизить затраты.

Эта система требует минимальных переделок транспортных танкеров снабжения для установки на них указанных плавучих погрухзочных систем с целью их преобразования в эксплуатационные суда. При наличии таких эксплуатационных судов возможно введение сезонной добычи в дополнение к постоянной эксплуатации месторождений, близких к истощению, а также пробная добыча. Судно, например, может использоваться для пробной добычи в летнее полугодие, в период возможного избытка транспортных танкеров снабжения.

В связи с упомянутыми выше областями применения или в дополнение к ним система, являющаяся предметом настоящего изобретения, может использоваться для нагнетания воды в пласт в установках очистки воды, для возбуждения скважин, для откачивания нефти из обломков судов, лежащих на морском дне и т.д. Система пригодна также для использования в водах с плавучими льдами и айсбергами, когда требуется возможность быстрого отсоединения без риска повреждения погруженного буя.

Ниже изобретение описано на примере отдельных вариантов его реализации и проиллюстрировано на прилагаемых чертежах, на которых: фиг. 1 изображает судно и погружной буй, образующие часть системы согласно настоящему изобретению; фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, но с буем, поднятым и помещенным в приемную камеру судна; фиг. 3 изображает схематичный вид в сечении варианта реализации системы согласно настоящему изобретению; фиг. 4 - 6 изображает различные установки системы; фиг. 7 изображает схематичный вид в сечении, иллюстрирующий отсоединение муфт стояков системы; фиг. 8 изображает схематический вид в сечении системы, согласно изображению, с альтернативными вариантами выполнения буя; фиг. 9 изображает частичное сечение по линии IX-IX на фиг. 8; фиг. 10 изображает в увеличенном масштабе деталь B на фиг. 8; фиг. 11 изображает систему, показанную на фиг. 8, в момент протягивания передаточных линий;
фиг. 12 изображает схематически сечение буя системы, показанной на фиг. 8 в его отсоединенном положении;
фиг. 13 изображает варианты средств фиксирования и уплотнения в приемной камере судна.

На фиг. 1 показан погружной буй 1, закрепленный на морском или океанском дне 2 посредством якорной системы, состоящей из нескольких якорных цепей 3 и поплавков 4, так что буй плавает на заранее установленной нужной глубине под поверхностью 5 воды, а плавучесть буя находится в равновесии с весом якорной системы. Гибкая передаточная линия 6 протянута между буем 1 и эксплуатационной скважиной 7 на морском дне. Хотя на фигуре показана только одна линия 6, в действительности несколько линий могут быть собраны в один или несколько гибких стояков (для добычи, закачивания и т.п.) и соответствующий шлангокабель.

Судно 8 в своей кормовой части оборудовано приемной камерой 9 и установлено в положение, при котором приемная камера 9 располагается над буем 1. Судном может служить транспортный танкер снабжения, оборудованный как эксплуатационное судно, которое может для этой цели быть снабжено установленной на палубе модульной установкой первичной обработки с горелкой ("факелом"). При подготовке к добыче буй 1 поднимают лебедкой и крепят в приемной камере 9, как показано на фиг. 2.

Вариант реализации системы, являющейся предметом настоящего изобретения, показано на фиг. 3, где составляющие детали показаны совершенно схематически и без точного соотношения размеров. Система может быть установлена на соответствующим образом модифицированном транспортном танкере снабжения, например, может быть установлена в кормовой части такого судна, как показано на фиг.3.

Судно 8 включает погруженную в воду приемную камеру 9 и шахту 10, проходящую между приемной камерой 9 и палубой 11 судна. Буй 1 помещается в приемную камеру 9 и механически крепится фиксирующими средствами 12. Буй 1 содержит наружный плавучий элемент 13, предназначенный для установки и разъемного закрепления фиксирующими средствами 12 в приемной камере 9 судна, и центральный элемент 14, поворотно установленный в наружном элементе 13 и прикрепленный к морскому дну якорными цепями 3. Гибкие передаточные линии, проходящие между буем и эксплуатационной скважиной на дне моря пропускаются непосредственно через центральный элемент 14 буя 1, чтобы быть протянутыми до узла 15 вертлюгов, установленного на палубе 11 судна. В варианте реализации, показанном на фиг. 3, центральный элемент 14 буя имеет два сквозных канала 16 для прохождения двух гибких стояков 17, а буй 1 с нижней стороны на выходе сквозных каналов 16 снабжен элементами 18 жесткости. На практике в буе может быть выполнено несколько сквозных каналов, число которых соответствует числу передаточных линий, сгруппированных по назначению, т.е. один стояк для добычи, один стояк для закачивания, шлангокабель для гидравлических и сигнальных линий и т.д.

Узел 15 вертлюгов установлен на палубе, а точнее на основании 19, и состоит из набора вертлюгов типа, подходящего для эксплуатационных целей. На фиг. 3 показаны два эксплуатационных вертлюга 20, 21 высокого давления, хотя на практике они могут быть также дополнены гидравлическим вертлюгом и вертлюгом линии обслуживания. Показанные вертлюги имеют обычную конструкцию, и каждый состоит из поворачивающихся относительно друг друга внутреннего и наружного элементов, образующих между собой кольцевой зазор. Внутренний элемент имеет трубчатое соединение, сообщающееся с кольцевым зазором и с муфтой для присоединения к соответствующей передаточной линии, идущей от буя. Наружный элемент вертлюга имеет трубчатое соединение, сообщающееся с кольцевым зазором и с системой труб, ведущих к перерабатывающей установке на судне. На фиг. 3 элементы вертлюга 20 обозначены как 20' и 20'', оба трубчатых соединения внутренних элементов вертлюга обозначены как 22, трубчатые соединения наружных элементов вертлюга обозначены как 23 и трубы, ведущие к перерабатывающей установке (на чертеже не показана) судна, обозначены как 24.

Важной частью системы, являющейся предметом настоящего изобретения, является поддерживающий цилиндр 25, проходящий через шахту 10, жестко связанный с внутренним элементом узла 15 вертлюгов и без вращения соединенный с центральным элементом 14 буя 1. Этот цилиндр 25 предназначен в первую очередь для удержания внутреннего элемента узла 15 вертлюгов неподвижно относительно центрального элемента 14 погруженного буя 1. Цилиндр 25 удерживается в радиальном направлении радиальным подшипником 26, и в осевом направлении осевым подшипником 27, размещенным под узлом 15 вертлюгов. Верхний конец цилиндра 25 прикреплен, например, болтами к внутреннему элементу 20' вертлюга, а его нижний конец без вращения соединен с центральным элементом 14 буя 1 посредством зубцов 28, показанных для детали A на фиг. 3. В процессе работы центральный элемент 14 буя 1 удерживается в неподвижном положении якорными цепями 3, а поддерживающий цилиндр 25 удерживает внутренний элемент 20' вертлюга неподвижно относительно центрального элемента 14 буя 1, причем зубцы 28 поглощают крутящий момент, прикладываемый к поддерживающему цилиндру 25 и связанный с трением в узле 15 вертлюгов, когда наружный элемент вертлюга поворачивается при вращении судна.

Как показано, рядом с узлом 15 вертлюгов располагается приводной механизм 29, вызывающий вращение наружного элемента вертлюга вместе с судном.

Гибкие стояки 17, проходящие через буй 1, проходят внутри поддерживающего цилиндра 25, а верхние концы стояков 17 проходят через кольцевой буртик 30 и прикреплены к нему. Кольцевой буртик 30 может перемещаться вдоль внутренней стенки цилиндра 25. На фиг. 3 диск 30 показан в рабочем положении, при котором стояки 17 соединены с трубчатыми соединениями 22 узла 15 вертлюгов посредством соединительного блока 31. Кольцевой буртик 30 имеет форму пластины с определенным образом выполненными отверстиями для обеспечения оптимального торможения опускания кольцевого буртика 30 в морской воде в нижней части поддерживающего цилиндра 25 при отсоединении буя 1 от судна, как будет показано ниже, с целью сведения к минимуму ударной нагрузки кольцевого буртика 30 на буй 1. Показано также, что нижняя сторона кольцевого буртика 30 имеет амортизационные пружины, чтобы свести к минимуму ударную нагрузку.

Соединительный блок 31 включает, как показано, быстроразъемное соединение 32 каждой линии и, кроме того, клапаны 39, 40, которые могут быть автоматическими отсекающими клапанами и размещаться как выше, так и ниже быстроразъемных соединений 32, для ограниченного проливания углеводородов и обеспечения возможности рассоединения труб, когда они находятся под давлением. Кроме того, для соединительного блока 31 предусмотрен подвесной диск 35, посредством которого соединительный блок может быть подвешен в поддерживающем цилиндре 25 на выступах 36 на внутренней стенке цилиндра 25.

При установке системы необходимо поворачивать поддерживающий цилиндр 25 таким образом, чтобы его нижние зубцы 28 совпали с зубцами центрального элемента 14 буя 1, когда буй 1 закреплен в приемной камере 9. Для этой цели предназначен электродвигатель 37 с зубчатым венцом 38 на цилиндре 25.

Для смягчения скачков давления в цилиндре 25 при отсоединении буя 1 и гибких стояков 17 в нижней части цилиндра 25 выполнен ряд отверстий 39. На уровне быстроразъемных соединений 32 цилиндр 25 снабжен отверстиями (на чертеже не показаны), служащими смотровыми люками и вентиляционными отверстиями.

Ниже со ссылкой на фигуры 4 - 6 будут описаны различные этапы установки системы, являющейся предметом настоящего изобретения.

В ходе предварительной операции буй 1 втягивают в приемную камеру 9 судна, причем трос 40, закрепленный на буе 1 (фиг. 4) тянут лебедкой (на фигурах не показана), установленной на судне 8. Процедура втягивания буя 1 может осуществляться известным образом. Когда буй 1 втянут, поддерживающий цилиндр 25 поворачивают двигателем 37 до тех пор пока зубцы 28 в нижней части цилиндра 25 не совпадут с соответствующими зубцами в буе 1 (фиг. 3). Видеокамера (на чертеже не показана), которую используют в процессе втягивания и закрепления, представляет информацию о том, как нужно повернуть поддерживающий цилиндр 25, чтобы зубцы 28 вошли в зацепление. После этого буй 1 фиксируют на месте с помощью фиксирующих средств 12, в результате чего достигается соединение буя 1 и поддерживающего цилиндра 25 без вращения. Теперь нижняя часть шахты 10 и цилиндр 25 заполнятся водой до уровня, соответствующего осадке судна. Эта вода может оставаться в шахте 10 или, в случае необходимости, удаляется с помощью соответствующих насосов, при условии герметичного соединения буя 1 с приемной камерой 9.

После закрепления буя 1 в приемной камере 9 трос 40 отцепляют от центрального элемента 14 буя с помощью копровой бабы, так что крепление этого троса 40 переносится на кольцевой буртик 30. После этого буртик 30 вместе с стояками 17 протягивают тросом 40 через поддерживающий цилиндр 25 до его верхнего конца на уровне осевого подшипника 27 цилиндра 25, где кольцевой буртик 30 фиксируется соответствующим средством в осевом направлении в положении, показанном на фигуре 5. После этого трос 40 отсоединяют от кольцевого буртика 30 и вместо этого прикрепляют к подвесному диску 35 соединительного блока 31, после чего соединительный блок 31 вывешивают на лебедке и опускают на кольцевой буртик 30, выполняя затем его соединение с концами стояков 17. После этого осевая фиксация кольцевого буртика 30 снимается, а стояк 17 и соединительный блок 31 опускают на дно до тех пор, пока подвесной диск 35 не опустится на выступы 36 на внутренней стенке поддерживающего цилиндра 25. Вышеописанное положение показано на фигуре 6.

Следующая операция заключается в сборке узла 15 вертлюгов с подсоединенными трубными соединениями и приводного механизма 29, установленного на осевом подшипнике поддерживающего цилиндра 25. Когда узел 15 вертлюгов опускают на место, трубные соединения 22 соединяются фланцами с верхними концами труб, идущих от быстроразъемных соединений 32, а трубные соединения 23 соединяются с трубами 24.

Когда возникает необходимость отсоединения буя 1 и связанных с ним стояков 17 от судна, эта операция выполняется последовательно, как показано на фиг. 7. Сначала отсоединяются быстроразъемные соединения 32, возможно после предварительного закрытия клапанов 33 и 34 в случае, если они не являются автоматическими отсекающими клапанами. Как показано на фиг. 7, поддерживающий трос 41 закреплен на кольцевой буртик 30 и пропущен через шкив 42 к лебедке (на чертеже не показана) с постоянным тормозным моментом. Это сделано для того, чтобы избежать сжатия и деформации гибких стояков 17 под воздействием веса кольцевого буртика 30 и отсоединенных элементов, расположенных в нем, после отсоединения быстроразъемных соединений. Затем перфорированный диск 30 со стояками опускается под контролем по поверхности воды, после чего его перемещение тормозится водой, находящейся в поддерживающем цилиндре 25, и кольцевой буртик 30 ложится на буй без серьезной ударной нагрузки. Фиксирующе средства 12 для фиксации буя высвобождаются после истечения периода времени, достаточного для того, чтобы кольцевой буртик 30 лег на буй после отсоединения. После отсоединения буя он уходит в глубину непосредственно под судном под воздействием собственного веса и тянущего усилия якорной системы и системы трубопроводов.

На фиг. 8 - 12 показан другой вариант реализации системы, являющейся предметом настоящего изобретения, обладающего особыми преимуществами в отношении пропускных средств через буй для передаточных линий, которые в данном случае также имеют форму гибких стояков.

Как видно из фиг. 8, схематически изображенный буй 43 состоит из внутреннего цилиндра 44, который подвешен на выступающем буртике 45 в центральном канале 46 центрального элемента 47 буя. Цилиндр 44 имеет днище 48 с расположенным по его центру отверстием 49 (фиг. 9) и ряд углублений 50, выступающих радиально наружу от отверстия 49 и предназначенных для прохождения соответствующих стояков 17. Центральное отверстие 49 накрыто крышкой 51, которая крепится к днищу 48 цилиндра 44 подходящей системой болтов.

Стояки 17 на днище буя окружены элементами 52 жесткости, прикрепленными к днищу 48 цилиндра 44 и крышке 51 посредством соответствующих болтов 53, как показано на фиг. 10. На стояки 17 надеты прокладки 54, не допускающие проникновения морской воды вокруг стояков и элементов 51 жесткости буя.

Внутренний цилиндр 44 может быть поднят или опущен во внутренний элемент 47 буя 43. Таким образом внутренний цилиндр 44 может быть вытянут из буя, когда он введен и зафиксирован в приемной камере 9 судна, так что можно выполнять сухое крепление болтами элементов 52 жесткости к днищу 48 внутреннего цилиндра 44 и установить на стояки 17 уплотнительного средства. Центральное отверстие 49 в днище 48 цилиндра 44 позволяет вытягивать концы стояков 17, поперечные размеры которых больше углублений 50.

Для обеспечения пространства для вытягивания внутреннего цилиндра 44 нижний конец поддерживающего цилиндра 25 оборудован телескопической раздвигающейся цилиндрической частью 55, которая может подниматься и опускаться с помощью гидроцилиндров 56. Цилиндрическая часть 55 может быть соединена с внутренним цилиндром 44 для его подъема и опускания. Кроме того, между телескопически раздвигающейся цилиндрической частью 55 и неподвижной частью 57 поддерживающего цилиндра 25 расположены осевые направляющие 58 для передачи крутящего момента от узла 15 вертлюгов к бую 43.

Втягивание и установка гибких стояков описаны со ссылкой на фиг. 11.

Во время этой операции судно подвергают балластировке таким образом, чтобы ватерлиния оказалась несколько ниже вершины конической приемной камеры 9. Внутренний цилиндр 44 и телескопическую часть 55 поддерживающего цилиндра 25 втягивают так, что днище 48 внутреннего цилиндра 44 оказывается на одном уровне с верхним краем центрального элемента 47 буя 43. Стояк 17 вместе с соответствующим элементом 52 жесткости буя, соединенным стальными тросами 59 с оконечностью 60, втягивают в поддерживающий цилиндр 25 с помощью троса 61 и лебедки (на чертеже не показана), установленной на палубе. Когда фланец элемента 52 жесткости буя 43 оказывается на одном уровне с нижним краем днища 48 внутреннего цилиндра 44, стояк 17 протягивают в одно из углублений 50 в днище 48 и фиксируют в этом положении. Гибкие стояки 17 втягивают по очереди. Затем на центральном отверстии 49 в днище 48 болтами закрепляют крышку 51, а элементы 52 жесткости буя 43 закрепляют болтами на крышке 51 и днище 48 внутреннего цилиндра 44. Внутренний цилиндр 44 и телескопическую часть 55 опускают, и внутренний цилиндр 44 навешивается на центральный элемент 47 буя. Зубцы 62 в нижнем конце телескопической части 55 входят в зацепление с соответствующими зубцами 63 центрального элемента 47 буя 43.

Отсоединение буя 43 с соответствующими стояками 17 и якорными цепями 3 описано со ссылкой на фигуру 12.

При отсоединении буя 43 освобождаются соединительные муфты 31 стояков 17 (фиг. 3), и стояки 17 вместе с удерживающим стояки диском 30 и частью соединительных муфт 31 опускаются до тех пор, пока диск 30 не опустится на внутренний выступ 64, расположенный на внутренней стенке внутреннего цилиндра 44. Для опускания используют лебедку (на чертеже не показана), установленную на палубе судна, причем поддерживающий трос (на чертеже не показан) судна закреплен на кольцевом буртике 30. Лебедка оборудована гибкой системой контроля для регулирования опускания. Сверху на внутреннем цилиндре 44 болтами закреплена заслонка 65, предназначенная, например, для защиты поверхностей прокладок и клапанов соединительных муфт 31 стояков 17.

Как показано на фиг. 12, местоположение погружного буя 43 вместе со стояками 17 и якорной системой для соединения с нужным судном может быть определено плавучим буем 66, соединенным с буем 43 тросом 66. Отсоединения буя 43 может, например, иметь место в связи с сортировкой судов.

Вариант реализации устройства для разъемного закрепления буя в приемной камере судна показан на фиг. 13. Это устройство состоит из нескольких фиксирующих сегментов 68 для соединения верхнего кольцевого буртика 69 буя с направленным вниз сопряженным буртиком 70, расположенным вокруг верхнего отверстия приемной камеры судна, и расположенного вокруг сегментов 68 запорного кольца 71, которое можно поднимать и опускать с помощью гидравлических домкратов или цилиндров 72. Сегменты 68 опираются на кольцевой буртик 70 приемной камеры 9 и предназначены для взаимодействия с запорным кольцом 71, так что они запираются при опускании запорного кольца 71 и высвобождаются при его подъеме. Кольцевые буртики 69, 70 имеют конические поверхности, с которыми совмещаются фиксирующие сегменты 67. Сегменты 67 и запорное кольцо 71 в свою очередь имеют поверхности, которые являются самофиксирующимися. Кроме того, гидравлические цилиндры 71 имеют фиксацию их поршневых штоков, так что достигается двойная фиксация.

Показанная на фиг. 13 приемная камера включает нижнюю коническую часть 73 и верхнюю цилиндрическую часть 74 с цилиндрической внутренней стенкой 75. В нижней части цилиндрической внутренней стенки 75 расположено перемещающееся в осевом направлении кольцо 76. герметично прижатое к внутренней стенке приемной камеры уплотнительным кольцом 77, которое может перемещаться вдоль внутренней стенки посредством определенных исполнительных механизмов 78, например, гидравлических цилиндров. С нижней стороны кольцо 76 снабжено дополнительным уплотнительным кольцом или прокладкой 79. которая, при перемещении кольца 76, может войти в герметичное зацепление с соответствующей уплотнительной поверхностью 80 наружного элемента буя. Таким образом достигается надежная герметизация, не допускающая протечки морской воды между буем и внутренней стенкой приемной камеры.

Формула изобретения

1. Система, предназначенная для использования при добыче нефти и газа из эксплуатационных скважин на морском дне, состоящая из погруженного буя, включающего наружный плавучий элемент, предназначенный для установки и разъемного закрепления в открытой в направлении дна приемной камере судна, и центральный элемент, поворотно установленный в наружном элементе, закрепленный якорями к морскому дну и соединенный с по меньшей мере одной передаточной линией, проходящей от соответствующей эксплуатационной скважины вверх к бую, и шахты, проходящей между приемной камерой и палубой судна, отличающаяся тем, что приемная камера погружена в воду, и имеется узел вертлюгов, установленный на уровне палубы судна и состоящий из внутренних и наружных элементов вертлюгов, поворачивающихся относительно друг друга, причем внутренний элемент вертлюга жестко связан с поддерживающим цилиндром, проходящим через шахту вниз и своим нижним концом приспособлен для соединения без вращения с центральным элементом буя, а центральный элемент буя имеет сквозные каналы для сгруппированных по назначению передаточных линий для протягивания их через буй внутрь поддерживающего цилиндра до узла вертлюгов, причем верхние концы этих линий приспособлены для соединения с соответствующими соединительными элементами труб, соединенными посредством узла вертлюгов с системой трубопроводов судна.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что верхние концевые части передаточных линий пропущены через кольцевой буртик и прикреплены к этому буртику, выполненному с возможностью скольжения вдоль внутренней стенки поддерживающего цилиндра.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что кольцевой буртик состоит из пластины, имеющей отверстия для торможения опускания буртика в морской воде в поддерживающем цилиндре при отсоединении буя от судна.

4. Система по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что на нижней стороне кольцевого буртика установлены амортизационные пружины.

5. Система по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что центральный элемент буя снабжен средством, обеспечивающим автоматическое отсоединение от буя тянущего троса посредством копровой бабы так, что крепление троса переносится на кольцевой буртик.

6. Система по любому из пп. 2-5, отличающаяся тем что передаточные линии и соответствующие соединения линий узла вертлюгов соединены между собой с помощью быстроразъемных муфт.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что на передаточных линиях выше и ниже быстроразъемных муфт установлены автоматические отсекающие клапаны.

8. Система по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что поддерживающий цилиндр поддерживается нижним радиальным подшипником и верхним осевым подшипником.

9. Система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что нижняя часть стенки поддерживающего цилиндра перфорирована.

10. Система по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что нижний конец поддерживающего цилиндра жестко соединен с центральным элементом буя посредством зубцов.

11. Система по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что содержит внутренний цилиндр, подвешенный в центральном канале центрального элемента буя с возможностью подъема из центрального элемента или опускания в него, причем цилиндр имеет днище с выполненным в нем центральным отверстием и с радиально проходящими наружу от центрального отверстия углублениями, образующими сквозные каналы для прохождения соответствующих передаточных линий.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что вершина приемной камеры судна расположена на такой высоте, что при должной балластировке судна она остается выше уровня воды при спокойном море, что допускает сухую установку передаточных линий при поднятом внутреннем цилиндре.

13. Система по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что передаточные линии пропущены с уплотнениями через соответствующие элементы жесткости буя, приспособленные для прикрепления к днищу внутреннего цилиндра в соответствующих углублениях, и к крышке, закрывающей центральное отверстие в днище.

14. Система по любому из пп. 11-13, отличающаяся тем, что нижний конец поддерживающего цилиндра состоит из технически раздвигающейся цилиндрической части, выполненной с возможностью поднимания и опускания посредством гидравлических цилиндров и соединения с внутренним цилиндром буя для его подъема и опускания.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что между телескопически раздвигающейся частью и неподвижной частью поддерживающего цилиндра расположены осевые направляющие для передачи крутящего момента от узла вертлюгов к бую.

16. Система по одному из пп. 11-15, отличающаяся тем, что на внутреннем цилиндре выполнен внутренний буртик для поддержания охватывающего передаточные линии кольцевого буртика при отсоединении передаточных линий от угла вертлюгов.

17. Система по любому из пп. 1-16, отличающаяся тем, что устройство для разъемного закрепления буя в приемной камере судна состоит из нескольких фиксирующих сегментов для соединения верхнего кольцевого буртика буя с направленным вниз сопряженным буртиком, расположенным вокруг верхнего отверстия приемной камеры судна, и запорного кольца, расположенного вокруг сегментов, поднимаемого и опускаемого посредством гидравлических цилиндров, причем сегменты опираются на выступающий вниз кольцевой буртик и взаимодействуют с запорным кольцом, так что они запираются при опускании запорного кольца и высвобождаются при подъеме запорного кольца.

18. Система по любому из пп. 1-17, отличающаяся тем, что верхняя часть приемной камеры имеет цилиндрическую внутреннюю стенку, в нижней части которой расположено перемещающееся в осевом направлении кольцо, герметично прижатое к цилиндрической внутренней стенке и снабженное на своей нижней стороне уплотнительным кольцом для герметичного зацепления с соответствующей уплотнительной поверхностью наружного элемента буя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13