Усовершенствованная самоподъемная буровая установка и аналогичные буровые платформы

Описана усовершенствованная самоподъемная буровая установка или аналогичная конструкция, которая может работать в более жестких условиях окружающей среды, чем известные буровые установки. Усовершенствованная самоподъемная буровая установка может эксплуатироваться в более жестких условиях окружающей среды при ухудшенной обстановке в море, поскольку она содержит встроенную систему забивки и извлечения свай и не требует специальных свайных копров или устройств для извлечения свай. Кроме того, такая буровая установка может работать во льдах, поскольку она содержит новые, оригинальные и экономичные ледокольные устройства. Для выполнения этих функций буровая установка использует свою самоподъемную способность и может увеличивать свою производительность за счет работы в более жестких условиях окружающей среды в течение продолжительного времени. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 23 ил.

 

Уровень техники.

Настоящее изобретение относится к самоподъемным буровым установкам и аналогичным буровым платформам.

В особенности, настоящее изобретение относится к способу и системе, обеспечивающим возможность эксплуатации самоподъемных буровых установок и аналогичных буровых платформ в условиях окружающей среды более жестких, чем те, в которых функционируют известные буровые установки, в частности в водах с тонким поверхностным льдом.

Более конкретно, данное изобретение относится к способу и системе, использующим самоподъемную способность, внутренне присущую таким платформам, для забивки свай в морское дно с целью постановки самоподъемных буровых установок и аналогичных буровых платформ на якорь без использования специальных свайных копров. Это обеспечит снижение стоимости самой платформы и ее эксплуатации.

Еще одним аспектом настоящего изобретения является использование указанной самоподъемной способности таких установок для разрушения льда, образующегося вокруг установки при эксплуатации в холодных климатических условиях.

Буровые установки представляют собой сооружения, расположенные в открытом море и используемые для добычи нефти и других природных углеводородных ископаемых (например, природного газа) с морского дна. Однако многие нефтяные месторождения находятся в неблагоприятных зонах. В таких зонах в определенное время года могут иметь место экстремальные природные условия, в частности штормы и лед.

Для обеспечения максимальной выработки или производительности буровые установки эксплуатируют в период более мягких погодных условий. В высоких широтах этот период может составлять всего три месяца. Когда погодные условия ухудшаются, эти платформы могут быть временно остановлены (законсервированы) или, если они являются передвижными, перемещены в другое, более безопасное место.

Для обеспечения такой мобильности буровые установки могут быть самоходными или могут быть отбуксированы в пункт назначения и поставлены там на якорь. Средства постановки на якорь хорошо известны специалистам. Они могут включать опоры, достигающие морского дна и приводимые в действие подъемными системами наподобие описанных в патенте США №6076996, а также используемых в буровых установках, спроектированных и изготовленных заявителем настоящего изобретения (патент США №6030149). Кроме того, буровые установки могут быть погружными или полупогружными благодаря использованию балластных цистерн, которые могут быть затоплены для постановки буровой установки на якорь, как описано в патенте США №5292207.

Наряду с необходимостью надежной постановки буровой установки на якорь при ее эксплуатации в арктических широтах необходимо также противостоять опасности ее обледенения. В настоящее время для разрушения льда, образующегося вокруг буровой установки, как правило используют ледоколы, чтобы предотвратить повреждение установки в результате обледенения. Как описано в патентах США №5292207 и №6371695, чтобы исключить необходимость применения ледоколов, буровые установки могут быть снабжены соответствующими встроенными средствами ломки льда или иметь усиленную конструкцию, устойчивую к воздействию надвигающегося льда.

Указанные встроенные средства ломки льда обычно представляют собой сильно наклоненные пластины или плиты, установленные вокруг опор буровой установки. Такие решения основаны на том факте, что изгибающее усилие, действующее на лед, вызывает его разрушение. Таким образом, по мере формирования полосы льда и ее надвигания на буровую установки полосы льда скользят вверх по наклонной плите. Поскольку угол наклона является острым, жесткая полоса льда не гнется, а ломается. Таким образом предотвращают опасность повреждения опоры из-за образования вокруг нее полос льда. Согласно еще одному изобретению, описанному в патенте США №4102144, средства ломки льда поднимают вдоль опоры для разрушение льда. Кроме того, возможен нагрев противооблединительного приспособления для растопления прилипших к нему кусков льда с последующим их удалением.

Эти изобретения свидетельствуют о большом значении средств постановки буровой установки или аналогичной конструкции на якорь, а также средств ее защиты от обледенения.

Таким образом, сохраняется постоянная потребность в средствах, обеспечивающих возможность эксплуатации буровой установки или аналогичной конструкции в суровых условиях, в частности в бурных морях или в условиях обледенения, чтобы разрабатывать углеводородные месторождения в этих регионах. Изобретение, которое позволит выдержать такие условия, обеспечит увеличение периода эксплуатации буровых установок, повысит их производственные мощности при снижении расходов и тем самым увеличит прибыльность установок. В промышленности такое изобретение будет приветствоваться.

Сущность изобретения

В первом аспекте настоящего изобретения предложен способ забивки свай самоподъемной буровой установки, содержащей подъемный корпус, подушку и по меньшей мере одну опору, включающий:

а) монтаж на буровой установке свайной подсистемы, содержащей сваи, каждая из которых снабжена по меньшей одной манжетой, а каждая манжета снабжена блокирующим устройством,

б) перемещение буровой установки в пункт назначения,

в) подъем подъемного корпуса с незаблокированной свайной подсистемой,

г) приведение блокирующего устройства по меньшей мере одной сваи в состояние блокировки,

д) опускание подъемного корпуса на заданное расстояние с забивкой при этом указанной по меньшей мере одной сваи в морское дно,

е) приведение блокирующего устройства указанной по меньшей мере одной сваи в разблокированное состояние,

ж) подъем подъемного корпуса на другое заданное расстояние, при этом указанная по меньшей мере одна свая остается неподвижной,

з) повторение этапов г-ж до тех пор, пока свая не будет забита на желаемую глубину, и

и) повторение этапов в-з до тех пор, пока не будет забито нужное количество свай,

при этом используется самоподъемная способность, внутренне присущая буровой установке, чтобы исключить необходимость применения специального свайного копра.

Во втором аспекте изобретения предложен способ извлечения свай самоподъемной буровой установки, содержащей подъемный корпус, подушку и по меньшей мере одну опору, включающий:

а) монтаж на буровой установке свайной подсистемы, содержащей сваи, каждая из которых снабжена по меньшей одной манжетой, а каждая манжета снабжена блокирующим устройством,

б) опускание подъемного корпуса с незаблокированной свайной подсистемой на первое заданное расстояние,

в) приведение блокирующего устройства по меньшей мере одной сваи в состояние блокировки,

г) подъем подъемного корпуса на второе заданное расстояние с извлечением при этом указанной по меньшей мере одной сваи из морского дна,

д) приведение блокирующего устройства указанной по меньшей мере одной сваи в разблокированное состояние,

е) опускание подъемного корпуса на другое заданное расстояние, при этом указанная по меньшей мере одна свая остается неподвижной,

ж) повторение операций в-ж до извлечения сваи, и

з) повторение операций б-ж до тех пор, пока не будет извлечено нужное количество свай,

при этом используется самоподъемная способность, внутренне присущая буровой установке, чтобы исключить необходимость применения специального сваевыдергивателя. В третьем аспекте настоящего изобретения предложена самоподъемная буровая установка, содержащая средства забивки и извлечения свай, включающие свайную подсистему, которая в свою очередь содержит

по меньшей мере одну манжету,

по меньшей мере одно блокирующее устройство,

по меньшей мере одну сваю,

при этом указанные по меньшей мере одна манжета, по меньшей мере одно блокирующее устройство и по меньшей мере одна свая работают совместно с самоподъемной буровой установкой для забивки и извлечения по меньшей мере одной сваи без применения специального свайного копра или сваевыдергивателя.

В качестве примера приведено более подробное описание одного из предпочтительных вариантов реализации изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 иллюстрирует способ установки опор и свай известной самоподъемной буровой установки,

фиг.2А изображает манжету и блокирующее устройство для свай,

фиг.2В изображает вид сверху буровой установки, на котором показано расположение свай по периметру установки, имеющей треугольную конфигурацию,

фиг.3 иллюстрирует последовательность забивки свай предлагаемым способом,

фиг.4 иллюстрирует последовательность извлечения свай предлагаемым способом, и

фиг.5-8 изображают варианты реализации настоящего изобретения, обеспечивающие разрушение льда с использованием самоподъемной способности, внутренне присущей самоподъемным буровым установкам и аналогичным платформам.

Далее приведено подробное описание предпочтительного варианта реализации изобретения вместе с несколькими модификациями, иллюстрирующими универсальность изобретения. В описании приведены подробности, характеризующие предпочтительный вариант реализации изобретения. Однако для специалистов в данной области очевидно, что изобретение можно реализовать без учета указанных подробностей. Некоторые из этих подробностей могут быть исключены из описания, чтобы не усложнять понимания изобретения.

Предпочтительный вариант реализации изобретения имеет множество достоинств. Одним из достоинств предпочтительного варианта реализации является стойкость к ударам льда. Другое достоинство заключается в возможности забивать, а затем извлекать дополнительные опоры самоподъемной буровой установки в форме свай без использования специального свайного копра или лебедки.

Еще одно достоинство состоит в том, что лед, образующийся вокруг таких буровых установок или аналогичных платформ, можно разрушать с помощью новых и оригинальных средств, которые согласно изобретению основаны на самоподъемной способности, внутренне присущей указанным буровых установкам и платформам.

На фиг.1 проиллюстрирован способ приведения в действие самоподъемной буровой установки известной конструкции. В качестве примера такой буровой установки описана модель, спроектированная и изготовленная заявителем настоящего изобретения.

Вначале указанную буровую установку перемещают в нужную позицию по меньшей мере одной баржей (фиг.1А). Буровая установка содержит подъемный корпус 100, соединенный по меньшей мере одной опорой 300 с нижней конструкцией, а именно с плавучей водонепроницаемой подушкой 200. После установки в нужной позиции балластные цистерны заполняют водой, и подушка опускается на морское дно 400 (фиг.1В).

Затем используют встроенную подъемную систему, которая в свою очередь содержит дополнительные подъемные модули 500 с подъемными блоками и замками, функционирующими согласованно, для того, чтобы поднять корпус 100 на заданную высоту над уровнем моря (фиг.1С). Это может быть выполнено в течение одной непрерывной операции или нескольких операций, выполняемых до тех пор, пока не будет обеспечен воздушный зазор 410. Воздушный зазор представляет собой расстояние от дна подъемного корпуса до уровня моря.

После этого буровая установка в основном готова к выполнению фактических буровых операций, при этом объем воды в подушке действует в качестве балласта для удержания на якоре и стабилизации установки. Однако в некоторых случаях, например в условиях бурного моря, может возникнуть потребность в дополнительных опорах, содержащих сваи 600, которые вбивают в дно моря для дополнительного заякорениябуровой установки (фиг.1D). В известной конструкции это производят с помощью специального свайного копра 700, которым забивают сваи в морское дно 400. Когда наступает время перемещения буровой установки, требуется сваевыдергиватель в виде лебедки или вибрационного устройства (в частности, производства компании International Construction Equipment), чтобы вынуть сваи из морского дня.

Настоящее изобретение предлагает новый оригинальный способ, который позволяет исключить применение специального свайного копра и сваевыдергивателя. Система согласно настоящему изобретению представляет собой самоподъемную буровую установку или аналогичную конструкцию, имеющую вышеуказанные характеристики и реализующую настоящее изобретение способами, описанными ниже.

Настоящее изобретение использует массу и подъемную систему буровой установки для забивки свай. Для извлечения свай используются подъемная система и плавучесть буровой установки. Поскольку подъемная система является частью встроенного оборудования буровой установки, дополнительных расходов на специальный свайный копер и сваевыдергиватель не требуется. Это существенно снижает расходы, поскольку в известных установках специальный свайный копер и сваевыдергиватель требуются в каждом данном месте только в начале и в конце эксплуатации буровой установки. В процессе эксплуатации буровой установки свайный копер и сваевыдергиватель практически не используются и не дают отдачи, хотя и увеличивают стоимость буровой установки. Для реализации изобретения необходимо только дополнительно установить свайную подсистему 800, содержащую манжеты 810 (фиг.2А), которые центрируют и направляют сваи, блокирующие устройства, которые работают во взаимодействии с манжетами для обеспечения захвата свай при установке и извлечении, и сваи 700, подлежащие забивке. Эту подсистему устанавливают в дополнение к опорам 300 и подъемным модулям 500, имеющимся в буровой установке. По меньшей мере одна такая манжета 810 с блокирующим устройством, в данном примере выполненным в виде штифта 820, используется для забивки каждой сваи 700 (фиг.2А). Блокирующее устройство содержит по меньшей мере один штифт, который устанавливают с возможностью его ввода в соответствующее отверстие в свае и вывода его из этого отверстия. Такие отверстия выполнены с некоторым шагом в каждой свае.

Так, например, для треугольной буровой установки длиной 240 футов (73,152 м) и шириной 220 футов (67,056 м) рекомендуется 8-10 свай, равномерно размещенных по ее периметру (фиг.2В). Эта величина является приблизительной, поскольку количество и расположение манжет и свай может изменяться в зависимости от конструкции буровой установки и условий ее эксплуатации.

Манжеты и блокирующие устройства можно легко установить на существующих буровых установках или включить в конструкции новых установок. Если требуется, сваи можно дополнительно центрировать с помощью направляющих отверстий 210, выполненных в подушке таким образом, чтобы свая была практически перпендикулярна горизонтальной плоскости подушки 200 или подъемного корпуса 100 (фиг.1D).

На фиг.3 проиллюстрирована забивка свай способом согласно настоящему изобретению. Буровую установку согласно настоящему изобретению вначале устанавливают на месте бурения (фиг.3А). Буровая установка содержит элементы свайной подсистемы 800 (включая манжеты и блокирующие устройства), а также сваи 700, как описано выше. Нижние концы свай расположены практически заподлицо с дном подушки.

Затем подушку 200 опускают (фиг.3В), продувая балластные цистерны и заполняя их водой до тех пор, пока подушка не опустится на дно моря. Подъемный корпус 100 остается на поверхности воды, поскольку он является плавучим. Блокирующие устройства не приведены в действие, поэтому трение в каналах 110, 210 и собственная масса позволяют сваям 700 опускаться вместе с подушкой до уровня морского дна 400. Стрелки на чертежах указывают направление перемещения свай.

После этого включают подъемную систему буровой установки или аналогичной конструкции, чтобы поднять подъемный корпус 100 (фиг.3С) на заданную высоту над уровнем воды. Можно видеть, что во время этой операции нижние концы свай остаются в контакте с морским дном 400, поскольку блокирующие устройства 800 не введены во взаимодействие со сваями. По мере подъема подъемного корпуса сваи свободно скользят в манжетах 810 и отверстиях 110, 220.

Затем в зависимости от мощности подъемной системы, количества используемых свай, а также типа и состояния грунта морского дна, по меньшей мере одна свая может быть заблокирована соответствующим блокирующим устройством 800 в качестве подготовки к забивке в морское дно.

После этого подъемную систему задействуют в обратном направлении, чтобы опустить подъемный корпус 100 (фиг.3D), забивая при этом заблокированные сваи 700 на заданную глубину в морское дно 400. Для специалистов в данной области очевидно, что при выполнении этой операции для забивки сваи используют как подъемную силу, которую вырабатывает подъемная система, так и массу подъемного корпуса. Эта суммарная сила подъемной системы буровой установки может достигать, например, 46800000 фунтов (2166171 Н) и существенно превышать усилия, создаваемые большинством применяемых морских свайных копров. Для специалистов в данной области очевидно, что количество свай, которые могут быть забиты одновременно, зависит от различных факторов, в частности от массы подъемного корпуса, мощности подъемной системы и состояния морского дна.

После забивки сваи подъемный корпус 100 снова поднимают, при этом блокирующие устройства 800 разблокированы или не приведены в действие, что позволяет манжетам свободно скользить вдоль свай, оставляя неподвижными ранее забитые сваи (фиг.3Е).

Блокирующее устройство только что забитой сваи может быть повторно приведено в действие, и корпус может быть снова опущен, чтобы дополнительно забить сваю на желательную глубину. Для специалистов в данной области очевидно, что данную операцию можно повторять необходимое количество раз до тех пор, пока свая не будет забита на нужную глубину. Для специалистов в данной области очевидно также, что согласно настоящему изобретению можно одновременно забивать несколько свай, чтобы сэкономить время и стоимость. Таким образом, значительно повышена производительность по сравнению со свайным копром, который обеспечивает лишь последовательную забивку отдельных свай. Для специалистов в данной области очевидно, что при одновременной забивке нескольких свай оптимальным является равномерное и симметричное распределение суммарно вырабатываемой силы (подъемная сила и масса корпуса) между забиваемыми сваями. Так, например, можно одновременно забивать сваи в вершинах треугольника, образованного буровой установкой.

После того, как забита последняя свая, корпус поднимают на нужную высоту над уровнем моря (воздушный зазор 410), и буровая установка может начать бурение и добычу ископаемых (фиг.3F).

Когда настанет время перемещения установки, чтобы избежать экстремальных погодных условий, или после истощения запасов углеводородного месторождения, настоящее изобретение можно использовать для извлечения свай без использования сваевыдергивателя или лебедки. Для специалистов в данной области очевидно, что извлекают сваи в порядке, обратном их забивке. Единственным исключением при выполнении этой операции извлечения является то, что совместно с подъемной системой работает плавучесть, а не масса подъемного корпуса.

Как показано на фиг.4А, блокирующие устройства 800 всех свай 700 разблокированы. Подъемную систему задействуют в обратном направлении, чтобы опустить подъемный корпус 100 предпочтительно таким образом, чтобы его часть была ниже уровня воды. Подъемный корпус большинства буровых установок является водонепроницаемым и, следовательно, обладает плавучестью. Затем блокирующие устройства по меньшей мере одной сваи, подлежащей извлечению, приводят в действие и поднимают корпус на заданную высоту (фиг.4В). Поднимающийся корпус вытягивает закрепленные сваи, а плавучесть корпуса способствует извлечению свай.

Приведенные в действие блокирующие устройства разблокируют и корпус снова опускают (фиг.4С). Затем блокирующие устройства частично извлеченных свай 700 повторно приводят в действие и поднимают корпус. Эту операцию повторяют до тех пор, пока не будут извлечены все сваи. Даже если корпус не обладает плавучестью, значительное усилие, которое вырабатывает подъемная система, превышает усилие лебедки или вибрационного сваевыдергивателя. При этом можно одновременно извлекать несколько свай, тогда как известные решения позволяют только последовательное их извлечение. Это позволяет экономить время и расходы на установку или аренду.

Следует понимать, что указанную последовательность операций (блокировка и разблокировка свай, подъем и опускание подъемного корпуса и т.д.) можно выполнять вручную или автоматически. Определенной степени автоматизации можно достигнуть путем установки соответствующей подсистемы управления для координации работы блокирующих устройств и подъемного механизма. Для специалистов в данной области очевидно, что такую подсистему управления можно легко реализовать, поэтому элементы указанной подсистемы управления не описываются, чтобы не затруднять понимания данного изобретения.

Управление блокирующими устройствами может осуществляться при помощи любого пригодного средства, вырабатывающего движущую силу, в частности при помощи электрических, механических, электромеханических, гидравлических или пневматических устройств. Такие средства, вырабатывающие движущую силу, и подсистемы управления включены в объем притязаний по настоящему изобретению.

Для специалистов в данной области очевидно, что направляющие для свай могут быть модифицированы в пределах объема притязаний и сути изобретения. Так, например, на чертеже показано, что в начале операции забивки сваи установлены в манжетах. Очевидно, что сваи не обязательно устанавливать предварительно, они могут быть установлены на месте после доставки буровой установки в нужный пункт и опускания подушки в рабочую позицию. Подробности подготовки описанной системы не существенны для данного изобретения. Существенной является идея использования самоподъемной способности, внутренне присущей самоподъемной буровой установке, вместо специального свайного копра и сваевыдергивателя. Такого применения самоподъемной системы и самоподъемной способности самоподъемных буровых установок и аналогичных устройств до настоящего времени не было.

Настоящее изобретение включает также способ и систему для разрушения льда, образующегося вокруг буровой установки, с использованием подъемной системы данной установки. Это позволяет максимально использовать возможности подъемной системы и увеличить срок полезной эксплуатации буровой установки в ледовых или арктических условиях.

Ледокольное устройство согласно настоящему изобретению представляет собой тяжелую объемную металлическую конструкцию, предпочтительно сходную с объемной трапецеидальной или пирамидальной структурой 900, имеющие большой наклон и острые углы наклона (фиг.5, 6, 7 и 8). Ледокольное устройство предпочтительно расположено вокруг или вблизи опор 300 самоподъемной буровой установки. Это связано с тем, что полосы 420 льда представляет собой большую опасность для опор буровой установки.

Ледокольное устройство может быть расположено на нижней стороне подъемного корпуса 100 (фиг.5) или на верхней стороне подушки 200 (фиг.6) в зависимости от глубины воды на участке эксплуатации буровой установки. На очень мелководных участках ледокольное средство может быть установлено на подушке таким образом, чтобы оно находилось на поверхности или вблизи поверхности воды, где образуются полосы льда.

Для разрушения образующихся полос 420 льда подъемная система согласно настоящему изобретению опускает верхний корпус 100 до тех пор, пока нижняя поверхность верхнего корпуса не начнет оказывать усилие на полосы льда. Независимо от того, расположено ли ледокольное устройство 900 на нижней стороне верхнего корпуса (фиг.5) или на верхней поверхности подушки (фиг.6), масса и форма ледокольного устройства, масса верхнего корпуса и мощность подъемной системы обеспечивают достаточное усилие для разрушения льда 430 (фиг.5В и 6В; стрелки указывают направление перемещения подъемного корпуса).

Очевидно, что ледокольное средство с острыми углами наклона лучше обеспечивает разрушение льда, хотя гладкие закругленные формы также работоспособны. Для размещения ледокольного устройства во время транспортировки буровой установки на противоположной поверхности можно выполнить соответствующие углубления 960 и 970, в которые входит ледокольное устройство.

Можно видеть, что ледокольное устройство согласно настоящему изобретению может использовать подъемную систему буровой установки для перемещения подъемного корпуса 100 относительно зафиксированной конструкции, такой как подушка 200 или ледокольное устройство 900. В другом варианте реализации (фиг.7) ледокольное устройство 910 может быть закреплено вокруг каждой опоры буровой установки на поверхности воды. При опускании подъемного корпуса 100 лед 430 ломается, будучи зажатым между подъемным корпусом 100 и ледокольным устройством 910 (фиг.7В).

В отличие от способа разрушения льда, описанного в патенте США №4102144, согласно которому ледокольный щит поднимают, чтобы разрушить лед, ледокольное устройство согласно еще одному варианту реализации (фиг.8) настоящего изобретения может разрушать лед как в поднятом, так и в опущенном положении, поскольку в нем с наклоном выполнены как верхняя 930, так и нижняя 940 поверхности, что делает его более эффективным по сравнению с прототипом.

В этом варианте реализации ледокольное устройство 910 имеет большую массу и удерживается с помощью подвешивающих средств 950, таких как цепи или тросы, на нижней поверхности верхнего корпуса, будучи предпочтительно расположенным вокруг или вблизи каждой опоры 300 буровой установки (фиг.8А).

Как показано на фиг.8А, длину подвешивающих средств 800, которые удерживают ледокольное устройство, регулируют после развертывания и запуска в эксплуатацию буровой установки таким образом, чтобы ледокольное устройство находилось в положении покоя. Положение покоя находится вблизи (выше или ниже) или на уровне ватерлинии. При образовании полос льда 430 подъем или опускание конструкции 910 ледокольного устройства разрушает их.

Если ледокольное устройство находится в состоянии покоя над ватерлинией (фиг.8А), опускание его на небольшое расстояние приведет к разрушению полос льда, образующихся под ним (фиг.8В). Как очевидно для специалистов, если ледокольное устройство подвешено над ватерлинией, его опускание путем опускания всего подъемного корпуса приведет к разрушению льда. В отличие от других вариантов реализации ледокольного устройства согласно настоящему изобретению в данном случае массу верхнего корпуса не используют. Ледокольное устройство разрушает лед под действием собственной, массы, когда его опускают вместе с подъемным корпусом 100.

Кроме того, в отличие от известных решений подвешивающие средства 500 не участвуют в подъеме и опускании ледокольного устройство, а только поддерживают ледокольное устройство в требуемом положении покоя.

Указанное положение покоя может быть выбрано по-разному. Если ледокольное устройство удерживается непосредственно под поверхностью воды, реализация назначения ледокольного устройства путем его подъема использует энергию подъемной системы и форму ледокольного устройства. Таким образом, данный вариант реализации (фиг.8) работает при подъеме или опускании ледокольного устройства. Кроме того, благодаря тому, что ледокольное устройство находится в подвешенном состоянии, расстояние, на которое требуется перемещать верхний корпус, уменьшается. Эта особенность настоящего изобретения неочевидным способом обеспечивает существенное повышение эффективности разрушения льда по сравнению с известными решениями.

Данный способ является неочевидным, поскольку известные решения, такие как патент США №4102144, имеют конфигурации, обеспечивающие разрушение льда только в случае подъема ледокольного устройства. В указанном изобретении ледокольное устройство не выполняет своего назначения при опускании в положение покоя.

Как и в других вариантах реализации изобретения, ледокольное устройство вмещается в углубления 960, 970 соответственно в подъемном корпусе 100 и подушке 200 (см. фиг.8) в походном положении во время транспортировки буровой установки.

Для специалистов в данной области очевидно, что в отличие от первого варианта реализации ледокольного устройства оно не обязательно должно перемещаться вдоль опоры. Оно должно быть только прикреплено к нижней поверхности подъемного корпуса или к верхней поверхности подушки. Кроме того, должны быть соответствующие углубления 960 и 970 для вмещения ледокольных конструкций во время транспортировки.

Следует отметить, что последовательность операций (мониторинг образования льда, подъем и опускание ледокольных средств и т.п.) можно выполнять вручную или автоматически. Желаемую степень автоматизации можно обеспечить путем установки соответствующей системы управления.

Кроме того, привод различных механических элементов согласно изобретению (например, привод блокирующих устройств, настройка подвешивающих средств ледокольных устройств и т.д.) можно обеспечить с помощью соответствующих электрических, пневматических, гидропневматических или гидравлических приводных механизмов и устройств. Для специалистов в данной области очевидно, что такие устройства легко реализуются. Поэтому дальнейшее описание таких устройств не приводится, чтобы не усложнять понимания настоящего изобретения.

Таким образом, в одном из аспектов настоящего изобретения предложен способ забивки и извлечения свай для самоподъемной буровой установки и аналогичных конструкций без применения специальных свайных копров и сваевыдергивателей. Еще в одном аспекте настоящего изобретения предложена самоподъемная буровая установка или аналогичная конструкция, обладающая способностью к забивке и извлечению свай благодаря использованию описанных средств и способов.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения предложена самоподъемная буровая установка или аналогичная конструкция, способная разрушать лед с помощью новых встроенных противообледенительных средств, несколько вариантов реализации которых описаны в качестве примеров.

Для специалистов в данной области очевидно, что описанные ледокольные средства согласно настоящему изобретению не используют при реализации изобретения для забивки и извлечения свай в теплых водах, где отсутствует опасность возникновения полос льда.

Настоящее описание приведено для буровой установки, однако для специалистов в данной области очевидно, что изобретение можно применять к конструкциям, аналогичным самоподъемной буровой установке, в частности к гидрографическим и спасательным судам. Кроме того, несмотря на приведенное описание морской буровой установки, объем притязаний по настоящему изобретению включает также буровые установки и аналогичные конструкции, используемые в других водных бассейнах (например, в озерах, реках и т.д.).

В описании подробно приведено лишь несколько предпочтительных вариантов реализации изобретения, однако специалисты могут модифицировать или внести в него различные усовершенствования, не отклоняясь от объема притязаний по настоящему изобретению.

Настоящее изобретение обладает новизной и изобретательским уровнем, поскольку известные решения не предлагают использования подъемных систем буровых установок или аналогичных платформ для забивки и извлечения свай или для разрушения образующегося льда. В самоподъемных буровых установках и аналогичных платформах всегда используют отдельные устройства, в частности свайные копры и устройства для извлечения свай, а также отдельные ледокольные устройства для разрушения полос льда. Такое применение делает настоящее изобретение неочевидным даже для специалистов в данной области.

1. Способ забивки свай самоподъемной буровой установки, содержащей подъемный корпус, подушку и, по меньшей мере, одну опору, включающий:
а) монтаж на буровой установке свайной подсистемы, содержащей сваи, каждая из которых снабжена, по меньшей мере, одной манжетой, а каждая манжета снабжена блокирующим устройством,
б) перемещение буровой установки в пункт назначения,
в) подъем подъемного корпуса с незаблокированной свайной подсистемой,
г) приведение блокирующего устройства, по меньшей мере, одной сваи в состояние блокировки,
д) опускание подъемного корпуса на заданное расстояние с забивкой при этом указанной, по меньшей мере, одной сваи в морское дно,
е) приведение блокирующего устройства указанной, по меньшей мере, одной сваи в разблокированное состояние,
ж) подъем подъемного корпуса на другое заданное расстояние, при этом указанная, по меньшей мере, одна свая остается неподвижной,
з) повторение операций г-ж до тех пор, пока свая не будет забита на желаемую глубину, и
и) повторение операций в-з до тех пор, пока не будет забито желаемое количество свай,
при этом используется самоподъемная способность, внутренне присущая буровой установке, чтобы исключить необходимость применения специального свайного копра.

2. Способ по п.1, в котором приведение блокирующих устройств в блокирующее и разблокированное состояния координируется управляющей подсистемой.

3. Способ извлечения свай самоподъемной буровой установки, содержащей подъемный корпус, подушку и по меньшей мере одну опору, включающий:
а) монтаж на буровой установке свайной подсистемы, содержащей сваи, каждая из которых снабжена, по меньшей мере, одной манжетой, а каждая манжета снабжена блокирующим устройством,
б) опускание подъемного корпуса с незаблокированной свайной подсистемой на первое заданное расстояние,
в) приведение блокирующего устройства, по меньшей мере, одной сваи в состояние блокировки,
г) подъем подъемного корпуса на второе заданное расстояние с извлечением при этом указанной, по меньшей мере, одной сваи из морского дна,
д) приведение блокирующего устройства указанной, по меньшей мере, одной сваи в разблокированное состояние,
е) опускание подъемного корпуса на другое заданное расстояние, при этом указанная, по меньшей мере, одна свая остается неподвижной,
ж) повторение операций в-ж до извлечения сваи, и
з) повторение операций б-ж до тех пор, пока не будет извлечено желаемое количество свай,
при этом используется самоподъемная способность, внутренне присущая буровой установке, чтобы исключить необходимость применения специального сваевыдергивателя.

4. Способ по п.3, в котором приведение блокирующих устройств в блокирующее и разблокированное состояния координируется управляющей подсистемой.

5. Самоподъемная буровая установка, содержащая средства забивки и извлечения свай, включающие свайную подсистему, которая, в свою очередь, содержит,
по меньшей мере, одну манжету,
по меньшей мере, одно блокирующее устройство,
по меньшей мере, одну сваю,
при этом указанные, по меньшей мере, одна манжета, по меньшей мере, одно блокирующее устройство и, по меньшей мере, одна свая работают совместно с самоподъемной буровой установкой для забивки и извлечения, по меньшей мере, одной сваи без применения специального свайного копра или сваевыдергивателя.

6. Самоподъемная буровая установка по п.5, отличающаяся тем, что система забивки и извлечения свай содержит также управляющую подсистему для координации работы свайной подсистемы.

7. Самоподъемная буровая установка, содержащая верхний корпус и подушку и дополнительно снабженная, по меньшей мере, одним ледокольным устройством, которое разрушает лед только при перемещении относительно льда с помощью самоподъемной буровой установки.

8. Самоподъемная буровая установка по п.7, отличающаяся тем, что ледокольное устройство расположено на нижней поверхности верхнего корпуса.

9. Самоподъемная буровая установка по п.7, отличающаяся тем, что ледокольное устройство расположено на верхней поверхности подушки.

10. Самоподъемная буровая установка по п.7, отличающаяся тем, что ледокольное устройство подвешено к верхнему корпусу.

11. Самоподъемная буровая установка по п.7, отличающаяся тем, что ледокольное устройство содержит тяжелую металлическую конструкцию, имеющую верхнюю и нижнюю наклонные поверхности для разрушения льда.

12. Самоподъемная буровая установка по п.7, отличающаяся тем, что верхний корпус содержит также углубления, куда помещается ледокольное устройство.

13. Самоподъемная буровая установка по п.7, отличающаяся тем, что подушка содержит также углубления, куда помещается ледокольное устройство.