Способ подводной добычи полезных ископаемых

 

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно в арктических условиях, например жидких и газообразных. Бурение и добычу производят с помощью подводных модулей с буровым и эксплуатационным оборудованием, устанавливаемых на донную опорную плиту. Осуществляют транспортировку полезных ископаемых на берег водоема к потребителю. Используют, по крайней мере, один подводный технологический модуль. Для установки вспомогательного технологического оборудования дополнительно используют базовую стационарную технологическую платформу и береговую технологическую станцию. В качестве подводного технологического модуля используют подводное судно. Базовая стационарная технологическая платформа имеет подводную и надводную части, предназначенные для маневрирования и технологической обработки подводного и надводного судна. На базовой платформе осуществляют первичную обработку, хранение полезных ископаемых и утилизацию или уничтожение сопутствующих газов с учетом экологических требований. Снижаются капитальные затраты. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно в арктических условиях, например жидких и газообразных, а именно к способам сооружения технологических комплексов, которые обеспечивают экономическую целесообразность их эксплуатации независимо от погодных условий и наличия ледового покрова с обеспечением гибкого подводного регионального бурения.

Известно техническое решение, которое характеризует способ подводной добычи полезных ископаемых, при котором их освоение и эксплуатацию осуществляют посредством расположения бурового и эксплуатационного оборудования на стационарной технологической платформе, выполненной в виде кессона, устанавливаемого на соответствующей донной опорной плите [1].

К недостаткам известного технического решения относится то, что, несмотря на возможность обеспечения надводных условий функционирования технологического оборудования, такой способ требует больших капитальных затрат на строительство стационарной платформы в виде кессона, конструкция которого должна противостоять давлению айсбергов и движению мощного ледового покрова, при этом в должной мере не решается задача надежного и бесперебойного обеспечения технологического оборудования и расходных материалов к месту установки платформы.

Кроме того, при окончании эксплуатации скважин на участке, ограниченном площадью платформы, необходимости проведения буровых работ на других участках, требуется строительство новых технологических платформ c соответствующими экономическими затратами.

Известно техническое решение, характеризующее способ подводной добычи полезных ископаемых, при котором бурение и добычу производят с помощью технологического комплекса, включающего подводный технологический модуль с буровым и эксплуатационным оборудованием, выполненный с возможностью установки на донную опорную плиту, осуществляют транспортировку полезных ископаемых с помощью транспортных средств на берег водоема к потребителю, а снабжение расходными материалами подводного модуля осуществляют с помощью подводного судна обеспечения [2 -прототип].

К недостаткам известного технического решения относится то, что надводные плавучие составляющие технологического комплекса обладают недостаточной надежностью при взаимодействии с мощным ледовым покровом вследствие необходимой их якорной привязки ко дну водоема, а также низкой функциональной возможностью вследствие отсутствия средств непосредственного технологического взаимодействия с береговыми техническими службами.

Настоящее изобретение направлено на реализацию такого способа подводной добычи полезных ископаемых, который позволил бы повысить надежность эксплуатации его в арктических условиях при соблюдении экологических требований, а также обеспечения экономической его эффективности.

Указанный технический результат достигается тем, что реализуется способ подводной добычи полезных ископаемых, преимущественно в арктических условиях, например жидких и газообразных, при котором бурение и добычу производят с помощью технологического комплекса, включающего подводный технологический модуль с буровым и эксплуатационным оборудованием, выполненный с возможностью установки на донную опорную плиту, осуществляют транспортировку полезных ископаемых с помощью транспортных средств на берег водоема к потребителю, а снабжение расходными материалами подводного модуля осуществляют с помощью подводного судна обеспечения, причем при подводной добыче полезных ископаемых с использованием, по крайней мере, одного подводного технологического модуля в виде подводного судна для установки вспомогательного технологического оборудования используют устанавливаемую на дне водоема базовую стационарную технологическую платформу с подводной и надводной частями, конструктивные параметры которых выбирают из условия обеспечения возможности маневрирования и технологической обработки подводного и надводного судна и имеющую возможность первичной промышленной обработки, хранения полезных ископаемых и утилизации или уничтожения сопутствующих газов с учетом экологических требований.

Базовую стационарную технологическую платформу устанавливают на дне водоема между местом расположения донных опорных плит и берегом водоема на месте, выбираемом из условия минимизации волновой и ледовой нагрузки на ее корпус.

Дополнительно используют береговую технологическую станцию, в качестве транспортных средств применяют магистральные трубопроводы, по которым с помощью насосных станций, располагаемых на подводном технологическом модуле и/или на базовой стационарной технологической платформе и/или на береговой технологической станции, осуществляют транспортировку полезных ископаемых на берег водоема к потребителю.

Базовую стационарную технологическую платформу оборудуют шлюзами, при этом первоначальную доставку расходных материалов, элементов оборудования и экипажа на базовую технологическую платформу и/или береговую технологическую станцию, а также транспортировку между ними осуществляют подводными и/или надводными и/или подземными и/или наземными и/или воздушными транспортными средствами.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах для заявленного объекта позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем признакам для заявленного способа. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков заявленного способа, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранного прототипа, результаты которого показывают, что объект изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Реализация способа поясняется фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 показан пример реализации технологического комплекса подводной добычи полезных ископаемых по предложенному способу, который содержит донную опорную плиту 1 (одну или несколько), на которой имеются посадочные места для установки для соответствующего подводного технологического модуля 2, выполненного, например, в виде подводного судна, снабженного буровым и/или эксплуатационным (фонтанным) оборудованием. Технологический комплекс также включает базовую стационарную технологическую платформу 3, береговую технологическую станцию 4 (в частном случае выполнения технологического комплекса она может отсутствовать), подводное судно обеспечения 5, надводное судно снабжения 6. Технологический комплекс включает, по крайней мере, одно воздушное транспортное средство 7, наземное транспортное средство 8, а также магистральные трубопроводы 9, по которым осуществляется транспортировка полезных ископаемых на берег водоема. Подводный буровой технологический модуль 2 может быть несамоходным. При этом должны предусматриваться транспортные средства для доставки и установки его в подводном положении на донную опорную плиту 1.

На фиг. 2 показан пример реализации технологического комплекса подводной добычи полезных ископаемых по предложенному способу, в котором показан пример соединения базовой стационарной технологической платформы 3 и береговой технологической станции 4 с помощью подземного путепровода 10. При этом на базовой стационарной технологической платформе 3 выполнены шлюзы 11 для приема экипажа и обработки грузов с подводного судна обеспечения 5 и подземного транспортного средства 12.

Способ подводной добычи полезных ископаемых реализуется следующим образом.

На донную опорную плиту 1 устанавливают подводное судно 2 с буровым и/или эксплуатационным оборудованием, с помощью которого осуществляют бурение и добычу полезных ископаемых.

Вспомогательное технологическое оборудование частично располагается на подводном судне 2, на базовой технологической станции 4.

При этом осуществляется гибкий подход как при размещении основных составляющих технологического комплекса друг относительно друга, с учетом привязки к рельефу местности, так и для размещения на них соответствующего технологического оборудования с наименьшими затратами как при строительстве технологического комплекса, так и при его эксплуатации.

Основная функция технологической платформы 3 является осуществление технологической обработки подводных модулей 2 и непосредственно или с помощью подводного судна обеспечения 5, а также обеспечение технологической обработки надводных 6, воздушных 7, наземных 8 и подземных транспортных средств 12.

С учетом привязки к рельефу местности базовая стационарная технологическая платформа 3 может быть установлена на дне водоема в непосредственной близости от берега. В предпочтительном варианте базовую стационарную технологическую платформу 3 устанавливают на дне водоема между местом расположения донных опорных плит 1 подводных технологических модулей 2 и местом расположения береговой технологической станции 4, выбираемым из условия минимизации волновой и ледовой нагрузки на ее корпус и кратчайшего суммарного расстояния до донных опорных плит 1.

При этом базовую стационарную технологическую платформу 3 выполняют с подводной и надводными частями, причем их параметры выбирают из условия обеспечения возможности маневрирования и обработки подводного судна 2 или 5, а также надводного судна 6.

Транспортировку полезных ископаемых с подводных технологических модулей 2 на берег водоема и далее к потребителю осуществляют по магистральным трубопроводам 9 с помощью насосных станций, располагаемых на подводном буровом модуле 2 и/или на базовой стационарной технологической платформе 3 и/или на береговой технологической станции 4.

Доставку расходных материалов, элементов оборудования и экипажа на подводные технологические модули 2 с базовой стационарной технологической платформы 3 осуществляют с помощью подводного судна обеспечения 5.

Первоначальную доставку расходных материалов, элементов оборудования и экипажа на базовую стационарную технологическую платформу 3 и/или береговую технологическую станцию 4, а также транспортировку между ними осуществляют подводными 5 и/или надводными 6 и/или воздушными 6 и/или наземными 8 и/или подземными 12 транспортными средствами.

Шлюзы 11 обеспечивают возможность технологической обработки подводных 5 (или 2) и подземных 12 транспортных средств без неблагоприятного воздействия внешней среды или погодных условий.

Первичная промышленная обработка и хранение полезных ископаемых, а также переработка или уничтожение сопутствующих газов с учетом экологических требований может осуществляться как на базовой стационарной технологической платформе 3, так и на береговой технологической станции 4.

Применение изложенного способа добычи полезных ископаемых позволяет производить технологические комплексы, которые могут осуществлять бесперебойную добычу полезных ископаемых по методу гибкого подводного регионального бурения независимо от наличия ледового покрова и погодных условий, при этом обслуживать большее число скважин в сравнении с известными способами, а также осуществлять оптимальную функциональную нагрузку составляющих объектов технологического комплекса.

Таким образом, для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждается возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Использованная литература 1. Патент РФ N 2030503 кл. E 02 B 17/00, 1995 г.

2. Патент РФ N 2014243 кл. B 63 B 35/44, 1994 г.

Формула изобретения

1. Способ подводной добычи полезных ископаемых, преимущественно в арктических условиях, например, жидких и газообразных, при котором бурение и добычу производят с помощью технологического комплекса, включающего подводный технологический модуль с буровым и эксплуатационным оборудованием, выполненный с возможностью установки на донную опорную плиту, осуществляют транспортировку полезных ископаемых с помощью транспортных средств на берег водоема к потребителю, а снабжение расходными материалами подводного модуля осуществляют с помощью подводного судна обеспечения, отличающийся тем, что при подводной добыче полезных ископаемых с использованием, по крайне мере, одного подводного технологического модуля в виде подводного судна для установки вспомогательного технологического оборудования используют устанавливаемую на дне водоема базовую стационарную технологическую платформу с подводной и надводной частями, конструктивные параметры которых выбирают из условия обеспечения возможности маневрирования и технологической обработки подводного и надводного судна, и имеющую возможность первичной промышленной обработки, хранения полезных ископаемых и утилизации или уничтожения сопутствующих газов с учетом экологических требований.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что базовую стационарную технологическую платформу устанавливают на дне водоема между местом расположения донных опорных плит и берегом водоема на месте, выбираемом из условия минимизации волновой и ледовой нагрузки на ее корпус.

3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно используют береговую технологическую станцию, в качестве транспортных средств применяют магистральные трубопроводы, по которым с помощью насосных станций, располагаемых на подводном технологическом модуле, и/или на базовой стационарной технологической платформе, и/или на береговой технологической станции, осуществляют транспортировку полезных ископаемых на берег водоема к потребителю.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что базовую технологическую платформу оборудуют шлюзами, при этом первоначальную доставку расходных материалов, элементов оборудования и экипажа на базовую технологическую платформу и/или береговую технологическую станцию, а также транспортировку между ними осуществляют подводными, и/или надводными, и/или подземными, и/или наземными, и/или воздушными транспортными средствами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2