Способ сооружения морского технологического комплекса
Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, к сооружению технологических комплексов при широком диапазоне внешних условий и характеристик грунтов морского дна. С помощью грузоподъемного механизма основного транспортного средства модуль технологического комплекса устанавливают в вертикальные направляющие, затем с помощью гидропривода с реечной передачей, рейку которой устанавливают на каждом модуле технологического комплекса, осуществляют спуск модуля технологического комплекса на заданный уровень, необходимый для обеспечения его стыковки с последующим модулем, при этом последовательную стыковку модулей технологического комплекса осуществляют до достижения дна и заданного уровня высоты опорной конструкции относительно уровня моря. Изобретение обеспечивает возможность увеличения диапазона глубин установки морских технологических комплексов и возможность унификации входящих в них модулей с одновременным упрощением технологии их сооружения. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, к сооружению технологических комплексов при широком диапазоне внешних условий и характеристик грунтов морского дна.
Известен способ сооружения морской платформы, при котором на грунт последовательно устанавливают полупогруженное основание, горизонтальную платформу с технологическим оборудованием, причем основание морской платформы связывают с грунтом с помощью полых цементируемых свай, каждая из которых содержит наружную и внутреннюю обсадные трубы, пространство между которыми заполняют цементным раствором, длину внутренней обсадной трубы выбирают из условия перекрытия неустойчивых пород, длину наружной обсадной трубы выбирают из условия обеспечения наперед заданной связи с устойчивыми породами, полупогруженное основание платформы и внутреннюю обсадную трубу жестко связывают с помощью анкерного силового соединения, включающего стержневой элемент, якорь и гидравлический натяжной механизм, причем якорь имеет возможность жесткого соединения с внутренней обсадной трубой на заданной глубине /1 см, например, патент РФ №2232227, кл. Е02В 17/00, 2003/.
Данное техническое решение, не смотря на обеспечение возможности равномерно распределять нагрузку на анкерные соединения опорных элементов конструкции морской платформы и увеличения противодействия внешних нагрузок, действующих на морскую платформу, имеет достаточно узкий диапазон его применения, с точки зрения глубины установки морских платформ. Кроме того, здесь не рассматривается возможность унификации модулей, входящих в морской технологический комплекс.
Известно техническое решение, согласно которому каждый модуль технологического комплекса изготавливают на береговой технологической базе и устанавливают на месте добычи полезных ископаемых с помощью основных и вспомогательных транспортных средств, с береговой технологической базы каждый модуль перегружают на платформу вспомогательного транспортного средства, транспортируют к месту их установки и последовательно их соединяют с помощью грузоподъемного механизма основного транспортного средства /2 см, например, патент РФ №2219312, кл. Е02В 17/00, 2003 - прототип/.
Известное техническое решение также не решает задачу увеличения диапазона глубин установки морских технологических комплексов, а также вопрос унификации модулей технологического комплекса.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи экономической эффективности сооружения морских технологических комплексов за счет обеспечения возможности увеличения диапазона глубин их установки, а также обеспечения возможности унификации входящих в него модулей с одновременным упрощением технологии их сооружения.
Решение указанной задачи достигается тем, что реализуется способ сооружения морского технологического комплекса, при котором каждый модуль технологического комплекса изготавливают на береговой технологической базе и устанавливают на месте добычи полезных ископаемых с помощью основных и вспомогательных транспортных средств, с береговой технологической базы каждый модуль перегружают на платформу вспомогательного транспортного средства, транспортируют к месту их установки и последовательно их соединяют с помощью грузоподъемного механизма основного транспортного средства, причем платформу вспомогательного транспортного средства, на которой устанавливают модуль технологического комплекса, выполняют подвижной, на месте установки модулей технологического комплекса корпус вспомогательного транспортного средства соединяют с помощью стыковочных устройств с корпусом основного транспортного средства, снабженного грузоподъемным механизмом, перегружают модуль технологического комплекса путем горизонтального перемещения подвижной платформы с помощью соответствующего гидропривода с вспомогательного плавучего средства на основное транспортное средство, с помощью грузоподъемного механизма основного транспортного средства снимают модуль технологического комплекса с подвижной платформы, возвращают подвижную платформу на вспомогательное транспортное средство в исходное положение, а модуль технологического комплекса устанавливают в вертикальные направляющие основного транспортного средства, затем с помощью гидропривода с реечной передачей, рейку которой устанавливают на каждом модуле технологического комплекса, осуществляют спуск модуля технологического комплекса на заданный уровень, необходимый для обеспечения его стыковки с последующим модулем, при этом последовательную стыковку модулей технологического комплекса осуществляют до достижения дна и заданного уровня высоты опорной конструкции относительно уровня моря.
Кроме того, после достижения дна и заданного уровня опорной конструкции относительно уровня моря осуществляют бурение под универсальные цементируемые сваи внутри опорной конструкции, установку цементируемой части и натяжной части универсальных свай, причем соединение между цементируемой и натяжной частями каждой универсальной сваи выполняют резьбовым или байонетным и располагают внутри габаритов донной опорной плиты, а соединение между натяжной частью универсальной сваи и верхней частью опорной конструкции выполняют клиновым.
В одном из вариантов сооружения технологического комплекса осуществляют дополнительное бурение под универсальные цементируемые сваи, с расположением в плане вне контура опорной конструкции, и установку дополнительных натяжных соединений, крепежные узлы которых располагают на сваях и соответствующих модулях опорной конструкции на одном или нескольких уровнях.
После установки универсальных цементируемых свай и соответствующих натяжных соединений осуществляют транспортировку с береговой базы и установку на опорную конструкцию полупогружной буровой установки раздельно или совместно с нижней палубой.
После осуществления буровых работ производят замену универсальной полупогружной буровой установки на универсальную полупогружную установку добычи нефти или газа с групповой замерной установкой.
После прекращения добычи полезных ископаемых осуществляют демонтаж модулей технологического комплекса в обратном порядке с осуществлением консервации оборудования, располагаемого на донной опорной плите.
Изобретение поясняется фиг.1-5.
На фиг.1а представлен вариант установки технологического комплекса с универсальными сваями на небольших глубинах, на фиг.1б - вариант установки технологического комплекса на средних глубинах с одним дополнительным контуром универсальных цементируемых свай с соответствующими натяжными системами, на фиг.1в - вариант установки технологического комплекса на больших глубинах с двумя дополнительными контурами универсальных цементируемых свай и соответствующих натяжных систем, с расположением крепежных узлов на модулях разных уровней. На фиг.2 - вариант установки технологического комплекса на небольших глубинах с универсальными цементируемыми сваями. На фиг.3 - вариант установки технологического модуля с нижней палубой и двумя дополнительными контурами универсальных цементируемых свай и соответствующих натяжных систем. На фиг.4 - схема монтажа модулей технологического комплекса. На фиг.5 - схема осуществления работ при установке универсальных цементируемых свай.
Морской технологический комплекс в общем случае (фиг.1-5) содержит опорную конструкцию 1, состоящую из модулей 2. Опорная конструкция 1 опирается на грунт через донную опорную плиту 3. На опорной конструкции располагается универсальное полупогружное буровое устройство или универсальное полупогружное устройство добычи нефти или газа 4.
Донная опорная плита 3 (фиг.2) связана с грунтом с помощью универсальных цементируемых свай 5, состоящих из цементируемой части 6 и натяжной части 7, которые связаны между собой резьбовым или байонетным соединением 8, а натяжная часть 7 с верхней частью опорной конструкции 1 связана клиновым соединением 9.
Опорная конструкция 1 с помощью натяжной части 7 универсальной сваи 5 прижата к донной опорной плите 3. Внутри опорной конструкции 1 расположены скважины 10.
В одном из вариантов сооружения технологического комплекса при достаточно глубоком шельфе (фиг.3) опорная конструкция 1 снабжена нижней палубой 11.
При средних и больших глубинах используются дополнительные универсальные цементируемые сваи 12 (фиг.3), которые имеют также цементируемую часть 13 и натяжную часть, состоящую из якорной системы 14 и тросовой системы 15.
Нижняя палуба 11 тросовой системы 15 дополнительных универсальных цементируемых свай 12 крепится к соответствующим цементируемым частям 13 с помощью якорной системы 14, находящимся в плане вне контура опорной конструкции 1.
При реализации предложенного способа сооружения морского технологического комплекса (фиг.4) используется основное транспортное средство 16 с грузоподъемным механизмом 17 и вспомогательное транспортное средство 18 с подвижной платформой 19. Основное транспортное средство 16 и вспомогательное транспортное средство 18 имеют возможность соединения между собой с помощью стыковочных устройств 20. Основное транспортное средство снабжено вертикальными направляющими 21 и гидроприводом 22 вертикального перемещения модулей 2, которые снабжены зубчатыми рейками 23.
При установке универсальных цементируемых свай 5 и 12 (фиг.3) основное транспортное средство 16 (фиг.4) снабжается ротором 24, при этом вспомогательное транспортное средство 18 имеет насосную станцию 25, систему очистки раствора 26 циркуляционной системы 27 бурового оборудования, включающего кроме ротора 24 буровые трубы 28 и долото 29.
Предложенный способ реализуется следующим образом.
Каждый модуль 2 технологического комплекса изготавливают на береговой технологической базе и устанавливают на месте добычи полезных ископаемых с помощью основных 16 и вспомогательных 18 транспортных средств, с береговой технологической базы каждый модуль 2 перегружают на платформу 19 вспомогательного транспортного средства 18, транспортируют к месту их установки и последовательно их соединяют с помощью грузоподъемного механизма 17 основного транспортного средства 16, причем платформу 19 вспомогательного транспортного средства 18, на которой устанавливают модуль 2 технологического комплекса, выполняют подвижной.
На месте установки модулей 2 технологического комплекса корпус вспомогательного транспортного средства 18 соединяют с помощью стыковочных устройств 20 с корпусом основного транспортного средства 16, снабженного грузоподъемным механизмом 17, перегружают модуль 2 технологического комплекса путем горизонтального перемещения подвижной платформы 19, с помощью соответствующего гидропривода (не показан), с вспомогательного транспортного средства 18 на основное транспортное средство 16. С помощью грузоподъемного механизма 17 основного транспортного средства 16 снимают модуль 2 технологического комплекса с подвижной платформы 19, возвращают подвижную платформу 19 на вспомогательное транспортное средство 18 в исходное положение, а модуль 2 технологического комплекса устанавливают в вертикальные направляющие 21 основного транспортного средства 16, затем с помощью гидропривода 22 с реечной передачей, зубчатую рейку 23 которой устанавливают на каждом модуле 2 технологического комплекса, осуществляют спуск модуля 2 технологического комплекса на заданный уровень, необходимый для обеспечения его стыковки с последующим модулем, при этом последовательную стыковку модулей технологического комплекса осуществляют до достижения дна и заданного уровня высоты опорной конструкции относительно уровня моря.
Кроме того, после достижения дна и заданного уровня опорной конструкции относительно уровня моря осуществляют бурение под универсальные цементируемые сваи 5 внутри опорной конструкции 1, установку цементируемой части 6 и натяжной части 7 универсальных свай 5, причем соединение 8 между цементируемой 6 и натяжной 7 частями каждой универсальной сваи 5 выполняют резьбовым или байонетным и располагают внутри габаритов донной опорной плиты 3, а соединение 9 между натяжной частью 7 универсальной сваи 5 и верхней частью опорной конструкции 1 выполняют клиновым.
В одном из вариантов сооружения технологического комплекса осуществляют бурение под дополнительные универсальные цементируемые сваи 12 (фиг.3), с расположением в плане вне контура опорной конструкции 1, и установку натяжных соединений в виде тросовых систем 14, якорные системы 13 которых располагают внутри цементируемых частей 13 свай 12, и установку соединений на соответствующих модулях опорной конструкции 1 на одном (фиг.1б) или нескольких уровнях (фиг.1в, фиг.3).
После установки универсальных цементируемых свай 5, 12 и соответствующих соединений 8 и 9 осуществляют транспортировку с береговой базы и установку на опорную конструкцию полупогружной буровой установки 4 раздельно или совместно с нижней палубой 10 (фиг.3).
После осуществления буровых работ производят замену универсальной полупогружной буровой установки на универсальную полупогружную установку добычи нефти или газа с групповой замерной установкой (не показано).
После прекращения добычи полезных ископаемых осуществляют демонтаж модулей 2 технологического комплекса в обратном порядке с осуществлением консервации оборудования, располагаемого на донной опорной плите 3.
Предложенное техническое решение позволяет решить задачу экономической эффективности сооружения морских технологических комплексов за счет обеспечения возможности увеличения диапазона глубин их установки, а также обеспечения возможности унификации входящих в него модулей с одновременным упрощением технологии их сооружения.
1. Способ сооружения морского технологического комплекса, при котором каждый модуль технологического комплекса изготавливают на береговой технологической базе и устанавливают на месте добычи полезных ископаемых с помощью основных и вспомогательных транспортных средств, с береговой технологической базы каждый модуль перегружают на платформу вспомогательного транспортного средства, транспортируют к месту их установки и последовательно их соединяют с помощью грузоподъемного механизма основного транспортного средства, отличающийся тем, что платформу вспомогательного транспортного средства, на которой устанавливают модуль технологического комплекса, выполняют подвижной, на месте установки модулей технологического комплекса корпус вспомогательного транспортного средства соединяют с помощью стыковочных устройств с корпусом основного транспортного средства, снабженного грузоподъемным механизмом, перегружают модуль технологического комплекса путем горизонтального перемещения подвижной платформы с помощью соответствующего гидропривода с вспомогательного плавучего средства на основное транспортное средство, с помощью грузоподъемного механизма основного транспортного средства снимают модуль технологического комплекса с подвижной платформы, возвращают подвижную платформу на вспомогательное транспортное средство, а модуль технологического комплекса устанавливают в вертикальные направляющие основного транспортного средства, затем с помощью гидропривода с реечной передачей, рейку которой устанавливают на каждом модуле технологического комплекса, осуществляют спуск модуля технологического комплекса на заданный уровень, необходимый для обеспечения его стыковки с последующим модулем, при этом последовательную стыковку модулей технологического комплекса осуществляют до достижения дна и заданного уровня высоты опорной конструкции относительно уровня моря.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после достижения дна и заданного уровня опорной конструкции относительно уровня моря осуществляют бурение под универсальные цементируемые сваи внутри опорной конструкции, установку цементируемой части и натяжной части универсальных свай, причем соединение между цементируемой и натяжной частями каждой универсальной сваи выполняют резьбовым или байонетным и располагают внутри габаритов донной опорной плиты, а соединение между натяжной частью универсальной сваи и верхней частью опорной конструкции выполняют клиновым.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что осуществляют дополнительное бурение под универсальные цементируемые сваи с расположением их в плане вне контура опорной конструкции и установку дополнительных натяжных соединений, крепежные узлы которых располагают на сваях и соответствующих модулях опорной конструкции на одном или нескольких уровнях.
4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что после установки универсальных цементируемых свай и соответствующих натяжных соединений осуществляют транспортировку с береговой базы и установку на опорную конструкцию полупогружной буровой установки раздельно или совместно с нижней палубой.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что после осуществления буровых работ производят замену универсальной полупогружной буровой установки на универсальную полупогружную установку добычи нефти или газа с групповой замерной установкой.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после прекращения добычи полезных ископаемых осуществляют демонтаж модулей технологического комплекса в обратном порядке с осуществлением консервации оборудования, располагаемого на донной опорной плите.
