Плавучая платформа, оснащенная турелью с опорами качения, расположенными вне воды

Изобретение относится к плавучей платформе для подводной добычи нефти в зоне с экстремальными морскими и метеорологическим условиями. Плавучая платформа (10) снабжена отсоединяемой якорной системой (1, 2, 3) для якорных линий (13), заякоренных на дне моря, и соединительных трубопроводов (14) связи с морским дном. Якорная система содержит причальный буй (1) для якорных линий и соединительных трубопроводов связи с морским дном, причем буй является кольцевым. Турель (2) проходит внутри полости (4), пересекающей корпус плавучей платформы по всей его высоте. Причальный буй закреплен под корпусом плавучей платформы на турели (2). Турель (2) содержит герметичную трубчатую наружную конструкцию (2b), имеющую дно (2c), герметично соединенное с нижним концом наружной конструкции (2b). Трубчатая наружная конструкция (2b) заключает в себе внутреннюю конструкцию (2a), соединенную с корпусом на уровне своего верхнего конца (2a1). Внутренняя конструкция и трубчатая наружная конструкция взаимодействуют, по меньшей мере, с одной нижней опорой качения или скольжения, которая допускает вращение внутренней конструкции без вращения наружной конструкции, когда плавучая платформа приводится во вращение вокруг вертикальной оси ZZ' полости и герметичной трубчатой наружной конструкции. Нижняя опора (51, 52) качения или скольжения расположена под поверхностью воды внутри герметичной наружной конструкции. Обеспечивается создание более простой и надежной плавучей платформы, улучшаются условия технического обслуживания опор качения, обеспечивающих вращение турели относительно платформы. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к плавучей платформе, заякоренной на отсоединяемой турели.

В частности, технической областью изобретения является область подводной добычи нефти в зоне с экстремальными морскими и метеорологическими условиями, в частности, в арктической и антарктической зонах, с использованием плавучих платформ.

Уровень техники

В общем случае плавучая платформа для добычи нефти содержит якорные средства для сохранения положения, несмотря на течения, ветры и волнение. Обычно она содержит также средства бурения, хранения и обработки нефти, а также средства для выгрузки в нефтяные перевозочные средства, которые прибывают регулярно для выгрузки в них продукции. Обычным названием для таких плавучих платформ или судов являются английские термины «Плавучая система нефтедобычи, хранения и выгрузки» ("Floating Production Storage Offloading") или «Плавучее средство для бурения и добычи» ("Floating Drilling & Production Unit") с аббревиатурой "FPSO" или "FDPU". В дальнейшем описании в целях упрощения будет использоваться термин «плавучая платформа», когда она используется также для выполнения операций бурения скважин, которые находятся под толщей воды с отклонением от положения под плавучей платформой.

Когда морские и метеорологические условия, то есть волнение, ветер и течение, становятся важными, если не экстремальными в случае штормов, предпочтительна установка плавучей платформы на якоря с помощью турельной якорной системы, которая обычно расположена известным образом в передней трети судна на его оси. При этом судно может свободно поворачиваться вокруг турели под действием ветра, течения и волнения. Поскольку ветер, течение и волнение оказывают определенное воздействие на корпус и надстройку, плавучая платформа в результате своей степени свободы вращения вокруг вертикальной оси ZZ занимает естественное положение наименьшего сопротивления. Трубопроводы, которые обеспечивают связь с устьями скважин, обычно подсоединены к нижней стороне турели и связаны с плавучей платформой с помощью вертлюга (вращающегося соединения с уплотнением), расположенного на оси указанной турели. Когда метеорологические условия становятся экстремальными, как это случается в Северном море, в Мексиканском заливе или в арктической или антарктической зоне, плавучую платформу обычно отсоединяют, чтобы увести в укрытие и подождать приемлемых эксплуатационных условий.

Настоящее изобретение относится, в частности, к плавучей платформе для подводной добычи нефти в арктической или антарктической зоне, оснащенной под своим корпусом отсоединяемой турелью, от которой отходят якорные линии для закрепления на дне моря и трубопроводы связи с морским дном. Этот корпус содержит в своем продольном направлении по существу прямые и вертикальные борта, а также известным образом носовую часть (переднюю часть судна) и предпочтительно кормовую часть (заднюю часть судна), которые наклонены к горизонтали и предпочтительно выполнены профильными для образования форштевня с усиленным заострением, способным разламывать плавучий лед действием простого изгиба, когда лед напирает и попадает под заострение.

Предпочтительно плавучие платформы имеют корпуса с продольными по существу вертикальными бортами для придания им оптимальной вместимости для хранения нефти, а также для лучшего хода в неспокойном море. Однако корпус с вертикальными бортами особенно невыгоден в аспекте встречи с плавучим льдом. Соответственно, в патентных документах US 4102288 и US 4571125 предложены плавучие платформы, имеющие кроме прочих средств вогнутые или наклонные борта для того, чтобы способствовать разрушению льда подобно известному профилю носовой части судна с наклонным к горизонтали форштевнем.

Плавучая платформа для добычи нефти, оснащенная отсоединяемой якорной системой для якорных линий, заякоренных на дне моря, и соединительных трубопроводов связи с морским дном, известным образом содержит:

- причальный буй для этих якорных линий и первых соединительных трубопроводов связи с морским дном, причем предпочтительно причальный буй является кольцевым буем, при этом

- данный причальный буй прикреплен под корпусом плавучей платформы к вращающемуся устройству, имеющему форму башни и называемому «турелью», причем турель прикреплена к корпусу внутри полости, проходящей через корпус по всей его высоте, и установлена с возможностью вращения относительно корпуса с помощью, по меньшей мере, одной опоры качения или скольжения, предпочтительно опоры качения, так что плавучая платформа может вращаться вокруг по существу вертикальной оси ZZ' турели и полости, не вызывая вращения причального буя относительно этой вертикальной оси ZZ', и

- соединительные трубопроводы связи с морским дном поднимаются внутри полости до соединительного устройства для множества этих трубопроводов, причем это соединительное устройство соединено с плавучей платформой на уровне ее палубы и установлено с возможностью вращения, чтобы допускать вращение плавучей платформы относительно соединительного устройства, называемого поворотным соединительным устройством.

В описанном решении уровня техники опора качения расположена либо на уровне палубы плавучей платформы, либо в нижней части под водой, то есть опора погружена, или же может использоваться комбинация двух указанных конфигураций.

Конструктивные решения, в которых опора качения расположена только на уровне палубы, пригодны только для плавучих платформ относительно небольшой высоты, а именно меньше 15 м. При большей высоте, для плавучих платформ высотой от 20 до 25 м, горизонтальная сила, действующая на турель в результате вращения плавучей платформы, вызывает изгиб конструкции турели по длине, что вызывает механическое напряжение верхней опоры качения и делает ее механически ненадежной в работе. С другой стороны, когда опора качения погружена в воду в нижней части турели, это погружение негативно влияет на надежность работы и долговечность этой опоры качения и, прежде всего, создает трудности для операций технического обслуживания. В этом случае проведение операций на месте требует использования водолазов и значительных технических средств, при этом обычно эти операции проводятся в защищенной зоне, такой как фьорд, или предпочтительно в сухом доке после отсоединения плавучей платформы. Таким образом, когда плавучая платформа предназначена для того, чтобы оставаться на месте в течение нескольких десятилетий без планового отсоединения для технического обслуживания в сухом доке или в защищенном месте, этот тип турели непригоден.

Плавучие платформы описанного типа известны из патентных документов GB 2291389, EP 2590072 и US 4604961.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является создание нового типа плавучей платформы в соответствии с данным выше определением, снабженной отсоединяемой якорной системой, содержащей усовершенствованную поворотную турель, в которой улучшены надежность и условия технического обслуживания опор качения, используемых для обеспечения возможности вращения турели относительно плавучей платформы, а именно, создание плавучей платформы, более простой и менее дорогостоящей в изготовлении и эксплуатации.

В соответствии с изобретением для решения поставленной задачи предлагается плавучая платформа для добычи нефти, снабженная отсоединяемой якорной системой для якорных линий, заякоренных на дне моря, и соединительных трубопроводов связи с морским дном, содержащая:

- причальный буй для присоединения якорных линий и соединительных трубопроводов связи с морским дном, проходящих от буя, на котором они укреплены, до морского дна, причем буй предпочтительно является кольцевым буем, и

- турель, проходящую внутри полости, пересекающей корпус плавучей платформы по всей его высоте, причем причальный буй укреплен под корпусом плавучей платформы на турели, а турель взаимодействует с корпусом внутри полости, пересекающей корпус плавучей платформы по всей его высоте, при этом турель установлена с возможностью вращения относительно корпуса посредством, по меньшей мере, одной опоры качения или скольжения, предпочтительно опоры качения, таким образом, что допускает вращение плавучей платформы вокруг по существу вертикальной оси ZZ' турели и полости без вращения причального буя относительно этой же вертикальной оси ZZ', и

- вторые соединительные трубопроводы между верхними концами первых соединительных трубопроводов связи с морским дном и палубой плавучей платформы, проходящие внутри полости до соединительного устройства для множества этих вторых трубопроводов, причем соединительное устройство типа поворотного соединительного устройства соединено с плавучей платформой на уровне палубы плавучей платформы и выполнено с возможностью вращения таким образом, что допускает вращение плавучей платформы без вращения соединительного устройства.

Согласно изобретению турель содержит:

- герметичную трубчатую наружную конструкцию, предпочтительно круглого поперечного сечения, на той же вертикальной оси ZZ', содержащую донную стенку, герметично соединенную с нижним концом герметичной трубчатой наружной конструкции, при этом

- трубчатая наружная конструкция заключает в себе внутреннюю конструкцию, предпочтительно трубчатую внутреннюю конструкцию круглого сечения, соосную трубчатой наружной конструкции, при этом внутренняя конструкция соединена с корпусом на уровне своего верхнего конца,

- через донную стенку герметичной наружной конструкции герметично проходит множество трубопроводов, которые проходят сквозь внутреннюю конструкцию и поддерживаются ею,

- герметичная наружная конструкция не поддерживается корпусом и не прикреплена к корпусу и за счет своих размеров естественным образом плавает в полости плавучей платформы,

- внутренняя конструкция и трубчатая наружная конструкция взаимодействуют, по меньшей мере, с одной нижней опорой качения или скольжения, предпочтительно опорой качения, допускающей вращение внутренней конструкции, причем наружная конструкция не вращается, когда плавучая платформа приводится во вращение вокруг вертикальной оси ZZ' полости и герметичной трубчатой наружной конструкции, и

- нижняя опора качения или скольжения расположена под поверхностью воды, но внутри герметичной наружной конструкции.

Такое расположение системы якорного крепления и опоры качения или скольжения по изобретению имеет особые преимущества по сравнению с решениями уровня техники, так как такая опора качения находится в сухом месте и обеспечивается доступ как для персонала, так и для оборудования изнутри внутренней конструкции и/или наружной конструкции без необходимости работы в погруженном состоянии. Таким образом, средства качения могут легко подвергаться техническому обслуживанию, а именно регулярной смазке, что радикально снижает трение и облегчает вращение плавучей платформы на турели. Кроме того, отдельные элементы опор качения могут быть легко заменены в любых условиях, даже во время шторма, а не только в спокойное время.

В предпочтительном примере осуществления плавучая платформа содержит, по меньшей мере, одну нижнюю опору качения, называемую упорной, расположенную между донной стенкой герметичной трубчатой наружной конструкции и нижним концом внутренней конструкции.

Следует понимать, что эта опора качения расположена над дном турели и под внутренней конструкцией.

Следует понимать, что в том случае, когда внутренняя конструкция образована трубчатой конструкцией круглого сечения на уровне своего нижнего конца, эта опора встроена между дном наружной конструкции и круглым участком нижнего конца круглого сечения этой внутренней конструкции.

Далее, предпочтительно плавучая платформа содержит:

- по меньшей мере, одну нижнюю поперечную опору качения, называемую направляющей, встроенную между внутренней боковой поверхностью трубчатой наружной конструкции и наружной боковой поверхностью внутренней конструкции, причем эта нижняя поперечная направляющая опора расположена под уровнем поверхности воды и ближе к дну трубчатой наружной конструкции, чем к верхнему концу этой трубчатой наружной конструкции, и

- по меньшей мере, одну верхнюю поперечную опору качения, называемую направляющей, встроенную между внутренней боковой поверхностью трубчатой наружной конструкции и наружной боковой поверхностью внутренней конструкции, причем эта опора расположена ближе к верхнему концу трубчатой наружной конструкции, чем к дну этой трубчатой наружной конструкции.

В частном примере осуществления эта опора (опоры) качения образована (образованы) роликами или колесами.

Следует понимать, что для нижней и верхней поперечных направляющих опор эти ролики или колеса расположены по существу на вертикальных осях вращения и встроены между внутренней и наружной конструкциями; а для нижней упорной опоры эти ролики или колеса расположены по существу на горизонтальных осях вращения.

Более конкретно, направляющие ролики или колеса расположены по окружности вокруг внутренней конструкции, предпочтительно с равномерным распределением по окружности в кольцевом пространстве между внутренней и наружной конструкциями, и предпочтительно с равномерным распределением по окружности на дне наружной конструкции.

Предпочтительно трубчатая наружная конструкция и внутренняя конструкция содержат упорные средства или соответственно удерживающие средства, препятствующие погружению наружной конструкции в случае случайного затопления морской водой внутренней полости трубчатой наружной конструкции при потере герметичности, причем эти упорные и удерживающие средства позволяют удерживать наружную конструкцию посредством внутренней конструкции.

Следует понимать, что внутренняя конструкция удерживается прикрепленной к корпусу и опирается на него своим верхним концом, а удерживающие средства препятствуют погружению наружной конструкции под плавучую платформу.

В частном примере выполнения внутренняя конструкция содержит на своем верхнем конце окружной верхний фланец, посредством которого внутренняя конструкция прикреплена к корпусу плавучей платформы. Предпочтительно верхний фланец опирается на уровне уступа на верхний конец полости, предпочтительно таким образом, что этот верхний фланец не выступает по высоте над уровнем палубы плавучей платформы.

Еще более конкретно, этот верхний фланец опирается на уровне уступа на верхний конец полости, предпочтительно таким образом, что этот верхний фланец не выступает по высоте над уровнем палубы плавучей платформы.

Предпочтительно внутренняя конструкция заключает в себе несущую конструкцию, предпочтительно в виде центральной колонны предпочтительно круглого поперечного сечения, опирающуюся на донную стенку трубчатой наружной конструкции и проходящую до уровня палубы плавучей платформы, причем эта несущая конструкция поддерживает вторые трубопроводы, проходящие через внутреннюю конструкцию, и предпочтительно она несет поворотное соединительное устройство, опирающееся сверху на эту несущую конструкцию на уровне палубы плавучей платформы.

В предпочтительном частном примере осуществления изобретения буй содержит верхнюю трубчатую стенку, предпочтительно круглого сечения, ограничивающую камеру, называемую клапанной камерой, когда верхний край верхней трубчатой стенки буя прижат к донной стенке турели, причем эта клапанная камера включает в себя верхние концы первых трубопроводов, проходящих через дно клапанной камеры, при этом верхние концы первых трубопроводов снабжены клапанами и/или охватываемыми или охватывающими частями автоматических соединителей, поддерживаемыми дном клапанной камеры, а буй в своей нижней части содержит кольцевую коробку, образующую поплавок на нижней стороне дна клапанной камеры.

Краткий перечень чертежей

Другие аспекты проблемы, а также другие особенности и преимущества изобретения будут подробно описаны дальше со ссылками на прилагаемые чертежи на примерах осуществления изобретения, не имеющих ограничительного характера. На чертежах:

фиг.1 изображает на виде сбоку плавучую платформу в разрезе, заякоренную с помощью турельной системы среди плавучего льда,

фиг.2 изображает на виде сбоку и в поперечном разрезе в плоскости АА на фиг.1 часть плавучей платформы, причем на чертеже не показаны причальный буй и поворотное соединительное устройство на уровне палубы корпуса,

фиг.2A изображает в разрезе турель под действием выталкивающей силы,

фиг.2B изображает разрез по линии ВВ на фиг.2A на уровне нижней опоры качения,

фиг.2C изображает в разрезе плавучей платформы полость, в которой размещается турель,

фиг.2D схематично изображает в разрезе турель в соответствии с решением уровня техники,

фиг.3A изображает на разрезе в плоскости АА на фиг.1 часть плавучей платформы и турели по изобретению с системой якорного крепления, которая содержит турель по изобретению, причальный буй, поддерживающий якорные линии и гибкие трубопроводы, причем буй соединен с основанием турели, а также поворотное соединительное устройство на уровне палубы плавучей платформы,

фиг.3B изображает отсоединение причального буя для перевода плавучей платформы в укрытие.

Осуществление изобретения

На фиг.1 представлено на виде сбоку судно или плавучая платформа 10 в разрезе, закрепленная на отсоединяемой турельной системе 1, 2, 3 якорного крепления, которая закреплена на морском дне якорными линиями 13 и связана с не показанными устьями подводных скважин гибкими трубопроводами 14. Гибкий трубопровод 14 содержит провисающую погружную ветвь 14a, идущую до поддерживающего ее подводного поплавка 15, который удерживается тросом 15a, соединенным с мертвым якорем 15b на дне моря. Далее ветвь 14a продолжается провисающей ветвью 14b до дна 40 моря и затем до устья скважины.

Плавучая платформа находится в холодных водах, в которых могут перемещаться айсберги или плавучий лед 31 большой протяженности и большой толщины, плавающий на морской поверхности 32. В некоторых экстремальных ситуациях, таких как шторм или наличие плавучего льда большой толщины, который форштевень судна в форме ледокола неспособен разбить по мере продвижения, необходимо отсоединить плавучую платформу, чтобы увести ее в укрытие и подождать возвращения нормальной ситуации. Для этого нижняя часть системы 1 якорного крепления, обычно называемая «паукообразным буем», представляет собой кольцевой причальный буй 1, который может отсоединяться известным для специалиста в данной области образом, обычно на уровне днища плавучей платформы, что позволяет освободить плавучую платформу для увода в укрытие. Более конкретно, причальный буй 1 и первые погружные трубопроводы 14 присоединены к донной стенке 2c турели с ее нижней стороны с помощью автоматических соединителей 7. Собственная плавучесть кольцевого причального буя 1 отрегулирована таким образом, что он устанавливается на расстоянии Н над морским дном. Это соответствует, например, расстоянию в 100 м от морской поверхности 32, так что якорные линии и гибкие трубопроводы находятся в укрытии, как это показано на фиг.1.

На фиг.3A и 3B показана отсоединяемая система 1, 2, 3 якорного крепления по изобретению, содержащая кольцевой причальный буй 1, при этом:

- причальный буй укреплен под корпусом плавучей платформы на нижней стороне донной стенки 2с турели 2, которая проходит по всей высоте полости 4, пересекающей корпус плавучей платформы по всей ее высоте;

- турель 2 установлена с возможностью вращения относительно корпуса с помощью трех опор 51, 52, 53 качения, которые будут описаны ниже и которые обеспечивают возможность вращения плавучей платформы вокруг вертикальной оси ZZ' турели и полости без вращения причального буя, и

- причальный буй обеспечивает возможность соединения верхних подводных концов первых соединительных трубопроводов 14 связи с морским дном с нижними концами вторых трубопроводов 14c, поднимающихся внутри полости 4 до соединения с поворотным соединительным устройством 3, расположенным на уровне палубы 101 корпуса на верхнем конце центральной колонны несущей конструкции 6, которая поддерживает секции трубопроводов 14c, обеспечивая соединение между донной стенкой 2c турели и поворотным соединительным устройством 3.

Вторые трубопроводы 14c проходят через донную стенку 2c турели от охватывающих частей 7b автоматических соединителей на нижних концах вторых трубопроводов, расположенных на нижней стороне донной стенки 2c. Эти охватывающие части 7b автоматических соединителей 7 взаимодействуют с охватываемыми частями 7a на верхних концах первых трубопроводов 14, которые поддерживаются и закреплены на буе 1, что обеспечивает соединение первых и вторых трубопроводов.

Верхняя часть причального буя 1 образована верхней трубчатой стенкой 1a, предпочтительно круглого сечения, ограничивающей камеру 30, которая вмещает в себя верхние концы первых трубопроводов 14, проходящих через дно 30a камеры 30. При этом верхние концы первых трубопроводов 14 и нижние концы вторых трубопроводов 14c снабжены клапанами, соответственно 8a и 8b и охватываемыми частями 7a и охватывающими частями 7b автоматических соединителей 7.

Кольцевое уплотнение круглого сечения прижимается к верхней кромке 1b, образующей торцевую поверхность верхней трубчатой стенки 1a причального буя 1.

Клапаны 8a и охватываемые части 7a автоматических соединителей 7 на верхних концах первых трубопроводов 14 поддерживаются дном 30a клапанной камеры 30.

Клапаны 8b и охватывающие части 7b автоматических соединителей 7 на нижних концах вторых трубопроводов 14c поддерживаются донной стенкой турели.

Причальный буй 1 содержит нижнюю часть 1c, образующую кольцевую коробку, которая является поплавком под нижней стенкой 30a клапанной камеры 30.

Известным образом поворотное соединительное устройство 3 выполнено с возможностью вращения таким образом, что допускает вращение плавучей платформы, не вызывающее вращения этого поворотного соединительного устройства и трубопроводов, которые подсоединены к нему на уровне плавучей платформы.

На фиг.2 на виде сбоку показан поперечный разрез плавучей платформы в плоскости АА на фиг.1. Турель 2 установлена в полости 4, предпочтительно круглого поперечного сечения, которая проходит через плавучую платформу 10 вертикально по всей ее высоте от палубы 101 до днища корпуса. В верхней части полости 4 имеется уступ 10a для верхней части 2a1 турели. Внутри полости 4 плавучей платформы присутствует морская вода, и турель естественным образом плавает в этой полости, поскольку выталкивающая сила действует на наружную конструкцию турели 2.

Для наглядности чертежей на них показаны поддерживающие и направляющие опоры в виде роликов, которые находятся в контакте, с одной стороны, с наружной конструкцией 2b и с другой стороны, с внутренней конструкцией 2a. Однако целесообразно использовать устройства с роликами, вращающимися вокруг оси, причем ролики находятся в прямом контакте, например, с наружной конструкцией 2b, а опоры роликов жестко соединены с противоположной конструкцией, то есть с внутренней конструкцией 2a.

На фиг.2A показано на виде сбоку и в разрезе функционирование турели, подвергающейся действию выталкивающей силы, причем для большей ясности описания корпус плавучей платформы не показан.

Турель 2 образована:

- внутренней конструкцией 2a, жестко соединенной с плавучей платформой и содержащей на своем верхнем конце окружной фланец 2a1, опирающийся на плавучую платформу и жестко соединенный с ней сваркой и/или винтовым соединением на уровне палубы плавучей платформы, точнее, на уровне уступа 10a плавучей платформы; при этом внутренняя конструкция 2a представляет собой трубчатую, предпочтительно по существу круглую конструкцию, которая проходит по всей высоте турели, и

- герметичной наружной конструкцией 2b, предпочтительно по существу круглого поперечного сечения, соосной внутренней конструкции 2a и содержащей дно 2c, которое соединено с этой наружной конструкцией 2b с герметичным уплотнением, причем через это дно проходит с уплотнением множество трубопроводов 14.

Для наглядности на чертежах показан один трубопровод 14, проходящий через дно 2c.

Внутренняя конструкция может быть решетчатой фермой, образованной системой балок.

Система якорного крепления внутри турели содержит три опоры качения, а именно:

- верхнюю поперечную направляющую опору 53,

- нижнюю поперечную направляющую опору 52,

- нижнюю упорную опору 51.

Эти опоры 51, 52 и 53 являются опорами скольжения или качения, предпочтительно опорами качения. В частности, они могут представлять собой ролики, встроенные между внутренней конструкцией 2a и наружной конструкцией 2b и опирающиеся на внутреннюю поверхность наружной конструкции 2b или наружную поверхность внутренней конструкции 2a.

Следует понимать, что, по меньшей мере, на уровне этих опор внутренняя конструкция и наружная конструкция имеют круглое поперечное сечение. Верхняя и нижняя поперечные направляющие опоры 52 и 53 расположены в кольцевом пространстве между наружной и внутренней боковыми поверхностями соответственно внутренней конструкции и наружной конструкции, предпочтительно равномерно распределены по периферии и расположены по окружности. В частности, ролики нижней и верхней поперечных направляющих опор 52 и 53 расположены на вертикальных осях. В нижней упорной опоре 51 эти ролики расположены на горизонтальных осях. Предпочтительно они установлены на торцевой поверхности на нижнем конце внутренней конструкции.

Поскольку наружная конструкция 2b является герметичной, выталкивающая сила действует в соответствии с объемом вытесненной воды. Таким образом, эта наружная конструкция стремится подняться к поверхности, но входит в контакт с нижним концом внутренней конструкции 2a на уровне дна 2c через посредство упорной опоры 51.

В качестве примера, для установки большого числа трубопроводов для газа, сырой нефти, гидравлических соединений и электрических кабелей, например, тридцати шести или сорока восьми трубопроводов 14 со всеми элементами безопасности и управления, наружный диаметр наружной конструкции 2b может превышать 25 м и составляет, в частности, от 10 до 20 м, а высота ее подводной или погружной части обычно превышает 20 м и может достигать 25 м и даже больше в том случае, когда корпус плавучей платформы имеет высоту 50 м, как это бывает. Для наружной конструкции высотой от 20 до 25 м и диаметром от 10 до 20 м это соответствует вертикальной выталкивающей силе F порядка от 8000 до 12000 тонн. Эта значительная выталкивающая сила, направленная вверх и передаваемая на внутреннюю конструкцию 2a через нижнюю упорную опору 51, а затем на корпус плавучей платформы через окружной фланец 2a1, жестко прикрепленный к плавучей платформе на уровне уступа 10a.

Внутренняя и наружная трубчатые конструкции имеют по существу общую вертикальную ось ZZ вращения благодаря наличию поперечных направляющих опор 52 и 53, что позволяет плавучей платформе свободно вращаться вокруг той же оси ZZ, в то время как кольцевой причальный буй 1, жестко соединенный с наружной конструкцией 2b, имеет по существу жесткую ориентацию на этой оси ZZ относительно морского дна.

При этом верхняя поперечная направляющая опора 53 и нижняя поперечная направляющая опора 52 допускают вращение плавучей платформы вокруг по существу вертикальной оси ZZ с минимальным трением и износом, когда плавучая платформа подвергается действию горизонтальных усилий от плавучего льда, волнения, ветра или течения.

Данное решение имеет преимущества по сравнению с решениями уровня техники, поскольку направляющие средства турели в нижней части плавучей платформы не находятся в контакте с морской водой и доступны изнутри конструкции. Следовательно, дорожки качения могут регулярно обслуживаться и смазываться, что радикально снижает трение и облегчает вращение плавучей платформы на турели. Кроме того, отдельные элементы опор качения могут быть легко заменены в любой момент. Разумеется, предпочтительно эти операции технического обслуживания проводят в спокойное время, предварительно заблокировав вращение турели с помощью не показанных средств.

Таким образом, выталкивающая сила естественным образом удерживает внутреннюю и наружную конструкции 2a и 2b турели 2 в их положении. Однако выгодным образом здесь дополнительно используется предохранительное устройство во избежание ухода вниз наружной конструкции 2b в случае, например, затопления турели водой при выходе из строя клапана или протечки в герметичной наружной конструкции 2b. Для этого предусмотрен ряд упоров и пазов 2d1-2d2, которые расположены по окружности между наружной и внутренней конструкциями и не допускают падения наружной конструкции вниз при затоплении. Например, упор 2d1 укреплен на наружной конструкции 2b, а паз 2d2 выполнен поступательно подвижным в горизонтальном направлении и расположен во внутренней конструкции 2a под соответствующим упором 2d1. В левой части фиг.2A этот паз 2d2 представлен во втянутом положении, а в правой части фиг.2A он показан в выдвинутом положении для удержания упора 2d1, когда наружная конструкция 2b имеет тенденцию к погружению. Подобный паз предпочтительно используется для блокировки вращения турели во время операций технического обслуживания.

Когда судно подвергается высоким нагрузкам от плавучего льда, волнения, ветра или течения, его система якорного крепления, связанная с кольцевым причальным буем 1, удерживает его на месте. Учитывая большие размеры плавучей платформы, реактивные усилия системы якорного крепления создают значительные горизонтальные напряжения Н, которые могут достигать от 5000 до 75000 т в случае навала плавучего льда на борт плавучей платформы и от 1500 до 3000 т при экстремальных условиях волнения, ветра и течения. Эти горизонтальные усилия передаются кольцевым причальным буем.

На фиг.3A и 3B представлена несущая конструкция в виде центральной колонны 6 круглого сечения, опирающейся на дно 2c наружной конструкции 2b турели. Она служит одновременно для поддержания проходящих в полости 4 трубопроводов 14 для их подсоединения к поворотному соединительному устройству 3 и для установки на нем сверху самого поворотного соединительного устройства 3 на уровне палубы плавучей платформы.

Изобретение описано для решения, в котором упорная опора 51 расположена между нижним концом внутренней конструкции 2a и дном 2c герметичной наружной конструкции, однако согласно варианту выполнения эта упорная опора может быть расположена на уровне верхнего конца герметичной наружной конструкции 2b между ней и внутренней конструкцией на уровне нижней стороны окружного фланца 2a1.

1. Плавучая платформа (10) для добычи нефти, снабженная отсоединяемой якорной системой (1, 2, 3) для якорных линий (13), заякоренных на дне моря, и соединительных трубопроводов (14) связи с морским дном, содержащая:
- причальный буй (1) для присоединения якорных линий (13) и первых соединительных трубопроводов (14, 14a, 14b) связи с морским дном, которые закреплены на указанном буе и проходят от него до морского дна;
- турель (2), проходящую внутри полости (4), пересекающей корпус плавучей платформы по всей его высоте, причем причальный буй закреплен под корпусом плавучей платформы на турели (2), а турель взаимодействует с корпусом внутри полости (4), пересекающей корпус плавучей платформы по всей его высоте, при этом турель установлена с возможностью вращения относительно корпуса посредством, по меньшей мере, одной опоры (51, 52, 53) качения или скольжения таким образом, что допускает вращение плавучей платформы вокруг, по существу, вертикальной оси ZZ' турели и полости без вращения причального буя относительно этой вертикальной оси ZZ', и
- вторые соединительные трубопроводы (14с) между верхними концами первых соединительных трубопроводов (14, 14a, 14b) связи с морским дном и палубой (101) плавучей платформы, проходящие внутри полости (4) до соединительного устройства (3) для этих вторых трубопроводов (14c), причем соединительное устройство (3) соединено с плавучей платформой и выполнено по типу поворотного соединительного устройства с возможностью вращения таким образом, что допускает вращение плавучей платформы без вращения соединительного устройства, причем турель (2) дополнительно содержит:
- герметичную трубчатую наружную конструкцию (2b) на вертикальной оси ZZ', содержащую донную стенку (2c), герметично соединенную с нижним концом герметичной трубчатой наружной конструкции (2b), при этом
- трубчатая наружная конструкция (2b) заключает в себе внутреннюю конструкцию (2a), соосную с трубчатой наружной конструкцией, при этом внутренняя конструкция соединена с корпусом на уровне своего верхнего конца (2a1),
- через донную стенку (2c) герметичной наружной конструкции (2b) проходит насквозь герметичным образом множество первых соединительных трубопроводов (14), которые поддерживаются этой внутренней конструкцией,
- герметичная наружная конструкция не поддерживается корпусом и не прикреплена к корпусу, а размеры этой конструкции обеспечивают ее естественную плавучесть в полости плавучей платформы,
- указанные внутренняя конструкция и трубчатая наружная конструкция взаимодействуют, по меньшей мере, с одной нижней опорой (51, 52) качения или скольжения, допускающей вращение внутренней конструкции, причем вращение наружной конструкции предотвращено, когда плавучая платформа приводится во вращение вокруг вертикальной оси ZZ' полости и герметичной трубчатой наружной конструкции, а
- нижняя опора (51, 52) качения или скольжения расположена под поверхностью воды внутри герметичной наружной конструкции.

2. Плавучая платформа по п.1, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, одну нижнюю опору (51) качения, называемую упорной опорой качения, встроенную между донной стенкой (2c) герметичной трубчатой наружной конструкции (2b) и нижним концом внутренней конструкции (2a).

3. Плавучая платформа по п.1, отличающаяся тем, что содержит:
- по меньшей мере, одну нижнюю поперечную опору (52) качения, называемую направляющей опорой качения, расположенную между внутренней боковой поверхностью трубчатой наружной конструкции (2b) и наружной боковой поверхностью внутренней конструкции, причем эта нижняя поперечная направляющая опора расположена под уровнем поверхности воды ближе к донной стенке (2c) трубчатой наружной конструкции, чем к верхнему концу этой трубчатой наружной конструкции, и
- по меньшей мере, одну верхнюю поперечную опору (53) качения, называемую направляющей опорой качения, расположенную между внутренней боковой поверхностью трубчатой наружной конструкции и наружной боковой поверхностью внутренней конструкции, причем эта опора расположена ближе к верхнему концу трубчатой наружной конструкции, чем к дну этой трубчатой наружной конструкции.

4. Плавучая платформа по п.1, отличающаяся тем, что эта опора (опоры) качения образована (образованы) роликами или колесами.

5. Плавучая платформа по п.4, отличающаяся тем, что ролики или колеса расположены по окружности вокруг внутренней конструкции, в кольцевом пространстве между внутренней и наружной конструкциями.

6. Плавучая платформа по п.1, отличающаяся тем, что трубчатая наружная конструкция (2b) и внутренняя конструкция (2a) содержат упорные средства (2d1) или соответственно удерживающие средства (2d2), препятствующие погружению наружной конструкции в случае случайного затопления морской водой внутренней полости трубчатой наружной конструкции (2b) при потере герметичности, причем эти упорные и удерживающие средства позволяют удерживать наружную конструкцию посредством внутренней конструкции.

7. Плавучая платформа по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя конструкция (2a) содержит на своем верхнем конце окружной верхний фланец (2a1), посредством которого внутренняя конструкция прикреплена к корпусу плавучей платформы.

8. Плавучая платформа по п.7, отличающаяся тем, что верхний фланец (2a1) опирается на уровне уступа (10a) на верхний конец полости (4) таким образом, что этот верхний фланец (2a1) не выступает по высоте за уровень палубы (101) плавучей платформы.

9. Плавучая платформа по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя конструкция (2a) заключает в себе несущую конструкцию (6) в виде центральной колонны круглого поперечного сечения, опирающуюся на донную стенку (2c) трубчатой наружной конструкции (2b) и проходящую до уровня палубы (101) плавучей платформы, причем эта несущая конструкция поддерживает вторые соединительные трубопроводы (14c), проходящие через внутреннюю конструкцию, и поворотное соединительное устройство (3), опирающееся сверху на эту несущую конструкцию на уровне палубы (101) плавучей платформы.

10. Плавучая платформа по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что причальный буй содержит верхнюю трубчатую стенку (1a) круглого сечения, ограничивающую камеру (30), называемую клапанной камерой, когда верхний край (1b) верхней трубчатой стенки (1a) причального буя прижат к донной стенке (2c) турели, причем эта клапанная камера (30) заключает в себе верхние концы первых соединительных трубопроводов (14), проходящих через дно (30a) клапанной камеры, при этом верхние концы первых трубопроводов (14) снабжены клапанами (8) и/или охватываемыми или охватывающими частями (7a, 7b) автоматических соединителей, поддерживаемыми дном (30a) клапанной камеры (30), а причальный буй в своей нижней части содержит кольцевую коробку (1c), образующую поплавок на нижней стороне дна (30a) клапанной камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для локализации и сбора углеводородов под водой. .

Изобретение относится к области подводной добычи углеводородов, а именно к судну с отсоединяемой турельной якорной системой с вращаемой поворотной платформой, и способу крепления причального буя к турели.

Изобретение относится к области подводной добычи нефти в зоне с экстремальными морскими и метеорологическими условиями. .

Изобретение относится к судостроению и предназначено, преимущественно, для применения в районах с экстремальными метеорологическими и ледовыми условиями. .

Изобретение относится к системе загрузки для транспортировки углеводородов между установкой, расположенной на морском дне (16), и судном (10), находящимся в зоне дрейфующего льда.

Изобретение относится к компрессорной установке с компрессором, с линией всасывания и с отводящей линией, с блоком управления, который управляет работой компрессора и/или работой соседних модулей.

Изобретение относится к системе транспортировки углеводородов, содержащей морскую платформу, опорный элемент, проходящий вверх от уровня палубы платформы, трубу для перекачивания углеводородов, содержащую секцию, проходящую от свободного конца опорного элемента, расположенного за бортом платформы, к устройству для хранения и/или обработки углеводородов на платформе и секцию соединительной трубы, сообщенную с секцией трубы для перекачивания и соединенную с помощью первого конца со свободным концом опорного элемента.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к установкам для добычи текучей среды в водном пространстве. .

Изобретение относится к морским платформам для бурения нефтяных и газовых скважин в морской акватории. .

Изобретение относится к средствам для бурения нефтяных и газовых скважин в морской акватории. .

Изобретение относится к области судостроения, более конкретно - к плавучим средствам выработки электроэнергии. .

Изобретение относится к плавучим оффшорным конструкциям и касается, в частности, выгрузки, спуска и канальной буксировки spar-платформы. .

Изобретение относится к судостроению и предназначено, преимущественно, для применения в районах с экстремальными метеорологическими и ледовыми условиями. .

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно к плавучим самоподъемным установкам для работы на мелководном шельфе. .

Изобретение относится к плавучей платформе для подводной добычи нефти в зоне с экстремальными морскими и метеорологическим условиями

Наверх