Усовершенствованный ледостойкий опорный блок морской буровой платформы

Авторы патента:

Тарасенко Ирина Ивановна (RU)

E02B17/00 - Искусственные острова на сваях и подобных опорах, например платформы на подъемных опорах; способы их сооружения (отбойные брусья E02B 3/26; постановка на якорь B63B 21/00; плавучие платформы, например на якорях B63B 35/44; подводные сооружения E02D 29/00)

Владельцы патента RU 2766712:

Общество с ограниченной ответственностью «Институт «Шельф» (RU)

Изобретение относится к строительству стационарных морских буровых платформ, устанавливаемых на мелководном с большой глубиной илистых отложений дне континентального шельфа. Блок содержит подводный ростверк, выполненный в виде двухъярусной фермы, образованной вертикальными свайными обоймами и горизонтальными связями, а также соединенные с ростверком опорные колонны. Горизонтальные связи фермы выполнены в виде плавучих емкостей, при этом связи нижнего яруса фермы выполнены из труб квадратного сечения. Связи, расположенные по периметру нижнего яруса фермы, разделены водонепроницаемыми перегородками на отсеки, снабженные средствами балластировки. Способ установки опорного блока на дне континентального шельфа включает буксировку, балластировку плавучих емкостей и закрепление опорного блока на дне акватории. Опорный блок буксируют в зону бурения скважин в проектном положении, отсеки плавучих емкостей балластируют до погружения нижнего яруса ростверка на 0,5 его высоты в илистую часть дна акватории, выравнивают дифферент и крен и вводят в обоймы ростверка крепежные сваи с последующим их заглублением в твердую часть дна и закреплением в обоймах. Балластировка отсеков плавучих емкостей и заглубление крепежных свай может производиться попарно в диагональных плоскостях относительно центра нижнего яруса ростверка. Изобретение позволяет упростить монтаж платформы и повысить надежность ее закрепления на мелководном с большой глубиной илистых отложений ровном или наклонном дне континентального шельфа. 12 ил.

Изобретение относится к строительству морских - сооружений разведки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, преимущественно на мелководном континентальном шельфе, дно которого имеет большой слой илистых отложений.

При монтаже платформ для бурения на таком шельфе возникают сложные технические проблемы, связанные с установкой его на илистое дно.

Известен ледостойкий опорный блок морской буровой платформы (патент РФ №2249079, опубл. 27.03.2005), содержащий соединенные с ростверком опорные колонны и подводный ростверк, выполненный в виде двухъярусной фермы, образованной вертикальными свайными обоймами и горизонтальными связями, выполненными в виде плавучих емкостей, из труб круглого сечения. Принят за прототип.

Недостаткам известной конструкции является то, что круглое сечение горизонтальных связей нижнего яруса фермы обеспечивает уменьшенную площадью опирания, что в свою очередь за счет удельного давления ростверка па илистое дно провоцирует дальнейшее погружение ростверка в илистое дно при введении и заглублении крепежных свай, исключая тем самым свободный доступ к коммуникациям бурильной платформы, расположенным в межъярусном пространстве.

Технической задачей усовершенствованного лсдостойкого опорного блока морской буровой платформы является создание ледостойкого опорного блока полностью отвечающим условиям установки на глубоком илистом слое дна со свободным доступом к коммуникациям бурильной платформы, проведенным в межъярусном пространстве.

Техническим результатом изобретения является упрощение монтажа платформы со свободным доступом к коммуникациям платформы и обеспечение закрепления опорного блока в строго вертикальном положении на имеющем большие илистые отложения ровном или наклонном дне моря.

Указанный технический результат достигается тем, что усовершенствованный ледостойкий опорный блок морской буровой платформы содержит подводный ростверк, выполненный в виде двухъярусной фермы, образованной вертикальными свайными обоймами и горизонтальными связями, а также соединенные с ростверком опорные колонны, где горизонтальные связи ростверка выполнены в виде плавучих емкостей, при этом особенность связей нижнего яруса фермы, разделенных водонепроницаемыми перегородками на отсеки, снабженными средствами балластировки, заключается в том, что они выполняются из труб квадратного сечения.

Приведенные выше существенные признаки изобретения необходимы и достаточны для осуществления изобретения и достижения технического результата во всех случаях, подпадающих под правовую защиту.

Изобретение по объекту - способ также характеризуется тем, что балластировку отсеков плавучих емкостей и заглубление крепежных свай производят попарно в диагональных плоскостях относительно центра нижнего яруса ростверка.

Эти признаки являются частным случаем исполнения изобретения и отнесены к факультативным признакам.

Причинно-следственная связь существенных признаков и достигаемого технического результата состоит в следующем.

Выполнение горизонтальных связей ростверка в виде плавучих емкостей позволило использовать прочностные элементы конструкции в качестве плавсредств и за счет этого избавиться от применения постоянных или временных понтонов для буксировки опорного блока к месту бурения скважин.

Разделение плавучих емкостей водонепроницаемыми перегородками на отсеки, снабженные средствами контролируемой балластировки, позволило обеспечить плавное опускание ростверка при вертикальном расположении опорных колонн в верхнюю зону илистой части дна акватории, а при необходимости производить выравнивание дифферента и крена и достигать нулевой плавучести на заданной глубине погружения в илистой части грунта и удерживать блок в этом положении во время заглубления крепежных свай и закрепления их на свайных обоймах.

Расположение балластируемых отсеков по периметру нижнего яруса фермы позволило придать устойчивость опорному блоку при буксировке и погружении на расчетную глубину без дифферента и крена в строго вертикальном положении опорных колонн даже при среднем волнении моря.

Балластировка плавучих емкостей до их погружения на 0,5 высоты нижнего яруса ростверка в илистую часть дна акватории позволила создать условия для монтажных и контрольно-профилактических работ и осмотров технологических коммуникаций, расположенных между ярусами ростверка буровой платформы. Применение труб квадратного сечения в качестве связей нижнего яруса фермы дает возможность увеличить площадь опирания и минимизировать удельное давление ростверка на илистое дно, и исключить дальнейшее погружение в илистое дно при введении и заглублении крепежных свай.

Введение крепежных свай в обоймы ростверка, зависшего в верхней зоне илистой части дна, и их заглубление через илистую в твердую часть морского дня позволило обеспечить надежное закрепление буровой платформы при воздействии горизонтальных нагрузок.

Балластировка отсеков плавучих емкостей и заглубление крепежных сваи попарно в диагональных плоскостях, проходящих через центр нижнего яруса ростверка, исключает появление дифферента и крена опорного блока во время его закрепления на дне моря.

На фиг. 1 показан ледостойкий опорный блок, вид сбоку; фиг. 2 - то же, вид сверху; фиг. 3 - место I на фиг. 1, показана крышка средних обойм; фиг. 4 - место II на фиг. 1, показан отсек внешнего продольного звена нижнего яруса ростверка, вид с частичным разрезом; фиг. 5 - сечение а-а на фиг. 4, показана перегородка внешнего отсека продольного звена; фиг. 6 - показан отсек дополнительной емкости, вид сбоку с частичным разрезом; фиг. 7 - то же, вид по стрелке “А” на фиг. 6; фиг. 8 - сечение б-б на фиг. 6, показана перегородка отсека дополнительной емкости; фиг. 9 - схема балластировки отсеков плавучих емкостей и заглубления крепежных свай; фиг. 10 - схема заглубления крепежных свай; фиг. 11 - показана буксировка опорного блока в зону бурения скважин, фиг. 12 - показана установка опорного блока в зоне бурения скважин и закрепление его на дне акватории.

Ледостойкий опорный блок (фиг. 1 и 2) содержит ростверк 1 и закрепленные на нем опорные колонны 2. Ростверк 1 представляет собой пространственную ферму из нижнего 3 и верхнего 4 ярусов, образованных герметичным сварным соединением продольных 5 и поперечных 6 отрезков труб, в узлах соединений которых выполнены вертикальные обоймы 7 для установки и соединения с обоймами 7 крепежных свай 8 (фиг. 12). Расположенные по центру ярусов 3 и 4 обоймы 7, являющиеся плавучими емкостями, закрыты сверху съемными крышками 9. Балластировку этих емкостей проводят путем съема указанных крышек. Расположенные на внешних сторонах нижнего яруса 3 ростверка 1 продольные 5 и поперечные 6 отрезки (фиг. 4) разделены водонепроницаемыми перегородками 10 на герметичные отсеки 11, каждый из которых снабжен краном 12 подачи балластной воды и вентилем 13 отвода воздуха. В одном из примеров с выполнения опорного блока (фиг. 6 и 7) на продольных внешних отрезках труб нижнего 3 яруса перегородками 15 с образованными сверху них отверстиями 16 на сообщающиеся отсеки 17, крайний и средний из которых снабжены кранами 18 подачи балластной воды, а каждая пара крайних отсеков соединена с воздухоотводящими трубами 19, свободные концы которых выведены на уровень верхнего яруса 4 ростверка 1 для подключения гибких шлангов с запорными вентилями (не показаны) для отвода из отсеков воздуха.

Опорные колонны 2 прикреплены к ярусам 3 и 4 ростверка 1 горизонтальными трубами 20 (фиг. 1 и 2) и дополнительно раскосами к верхнему 4 ярусу, которые являются силовыми элементами, воспринимающими волновую и ледовую нагрузку на опорный блок. Каждая колонна 2 имеет защитный кожух 22.

Опорный блок изготавливают и собирают в сухом доке акватории порта и после заполнения дока водой балластируют срединные обоймы 7, которые одновременно являются плавучими емкостями, путем открывания крышек 9 по схеме 1₁-4₁ (фиг. 9) для выравнивания осадки опорного блока по транспортную ватерлинию и буксируют его в проектном положении судном с малой осадкой по акватории континентального шельфа в зону месторождения газа или нефти. Затем попарно в диагональных плоскостях Н₁-Н₁₅ относительно центра нижнего яруса ростверка водолазы последовательно открывают краны 12 по схеме 5₁-30₁ и регулируют поступление воды в отсеки 11 и 16 скоростью отвода воздуха через вентили 13 и воздушные трубы 18 до погружения опорного блока в илистый слой на 0,5 высоты нижнего 3 яруса ростверка 1 и создают ему нулевую плавучесть с опорой на верхнюю зону илистых отложений. При необходимости, регулируя балластировку соответствующих отсеков 11 и 16, проводят выравнивание дифферента и крена и вводят в обоймы 7 крепежные сваи 8 и заглубляют их через илистую в твердую часть дна моря попарно в диагональных плоскостях Н′₁-Н′₁₂ относительно центра нижнего яруса ростверка по схеме 1′₁-20′₁, после чего крепежные сваи соединяют сваркой или бетонированием с обоймами 7. В таком положении закрепленного на дне моря опорного блока трубопровод 23 транспортировки газа или нефти и другие технологические коммуникации буровой платформы находятся над илистым слоем между ярусами ростверка 1 и доступны для профилактических осмотров и ремонта. Опорный блок таким образом подготовлен к монтажу площадок верхних строений, силового и технологического оборудования буровой платформы.

Применение заявляемого изобретения позволяет ускорить и упростить монтаж морской буровой платформы на мелководном с большой глубиной илистых отложений дне континентального шельфа.

Усовершенствованный ледостойкий опорный блок морской буровой платформы, содержащий соединенные с ростверком опорные колонны и подводный ростверк, выполненный в виде двухъярусной фермы, образованной вертикальными свайными обоймами и горизонтальными связями, выполненными в виде плавучих емкостей, при этом связи, расположенные по периметру нижнего яруса фермы, разделены водонепроницаемыми перегородками на отсеки, снабженные средствами балластировки, отличающийся тем, что связи нижнего яруса фермы выполнены из труб квадратного сечения.

Похожие патенты:

Ледовый причал // 2764806

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к причальным сооружениям, возводимым преимущественно в районах Крайнего Севера. Сооружение предназначено для швартовки судов, курсирующих по трассе Северного морского пути, в побережье которого расположены грунты с вечной мерзлотой.

Устройство ограждающей модульной конструкции гидротехнического сооружения // 2764552

Изобретение относится к области строительства морских гидротехнических сооружений, а именно к строительству искусственных островов в различных климатических условиях, размещенных как на удалении от берега, так и в прибрежной зоне. Устройство ограждающей модульной конструкции гидротехнического сооружения содержит опорные модули 1 в виде треугольных пространственных металлических ферм, установленных на опорных сваях 7, 8.

Способ крепления трубных элементов узла крепления сваи и устройства для реализации способа // 2762851

Изобретение относится к строительству искусственных сооружений, например морских платформ, а именно к конструкции крепления свайной трубной опоры в предварительно изготовленном и расположенном основании морской стационарной платформы, и может применяться, например, в условиях Севера. Способ крепления трубных элементов узла крепления сваи, при котором перед приложением разжимающего давления стенку внутреннего элемента нагревают в зоне разжима.

Платформа // 2757492

Изобретение относится к плавучим платформам, предназначенным для специальных целей, а именно к понтонам, плавучим докам, плотам и другим плавучим сооружениям, и состоящим из модулей, корпуса которых выполнены из пластикового материала. Платформа содержит соединенные, по крайней мере, одним элементом крепления модули плавучести, состоящие каждый из пустотелого пластикового корпуса с проушинами для элементов крепления, выполненными на четырех уровнях, образованного, по крайней мере, двумя боковыми гранями с, по крайней мере, одним вертикальным выступом на одной из них и с, по крайней мере, одним вертикальным выступом на другой, по крайней мере, двумя боковыми гранями с, по крайней мере, одной вертикальной впадиной на одной из них и с, по крайней мере, одной вертикальной впадиной на другой, соответствующей вертикальному выступу, верхней гранью и днищем.

Морское гравитационное сооружение для арктических условий // 2745457

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а более конкретно к конструкциям морских гравитационных сооружений для освоения континентального шельфа в арктических условиях. Новым в заявляемом морском гравитационном сооружении для арктических условий, содержащем кольцевое железобетонное водоизмещающее опорное основание 1 и установленное на нем верхнее строение в виде ледостойкой металлической буровой платформы 2, имеющей коническую наклонную поверхность 3 для противодействия ледовым нагрузкам, буровую вышку 4 и буровую шахту 5 с трубопроводами и оборудованием, проходящую через платформу 2 и упомянутое опорное основание 1, является то, что ледостойкая металлическая платформа 2 снабжена металлическим конусным ловителем 9, смонтированным с возможностью взаимодействия с установленным в центральной части опорного основания 1 направляющим конусом 10, адекватным конусному ловителю 9 для обеспечения соосности с железобетонным опорным основанием 1.

Ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа // 2739616

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений и может быть использовано для строительства морских ледостойких платформ, предназначенных для разведки и добычи углеводородов на мелководном континентальном шельфе и эксплуатируемых в суровых зимних условиях при наличии ледовых полей различной структуры и интенсивности.

Способ закрепления опорных оснований морских сооружений на свайном поле и трубная составная стальная свая // 2739595

Изобретение относится к способам закрепления на свайном поле опорных оснований морских стационарных сооружений, таких, как морские платформы, а также к конструкциям используемых для этого свай. Способ включает размещение на морском дне опорного основания с выполненными в нём направляющими отверстиями, предназначенными для установки свай, в которых на определённой высоте выполнены цилиндрические канавки, установку через направляющие отверстия опорного основания морского сооружения трубных стальных свай, состоящих из отдельных секций, которые последовательно присоединяют друг к другу во время забивки свай в морское дно, при этом последнюю секцию каждой сваи, в которой заранее выполнена герметичная полость, устанавливают напротив цилиндрических канавок, выполненных в соответствующем направляющем отверстии опорного основания, после чего внутрь герметичной полости под высоким давлением подают рабочую жидкость, например гидравлическое масло, в результате чего при достижении предела текучести металла стенка фиксирующей секции деформируется и вдавливается в кольцевые канавки, выполненные в направляющем отверстии опорного основания, за счёт чего опорное основание жёстко фиксируется на свае, исключая возможность вертикальных перемещений вдоль её оси.

Способ сооружения ледостойкой буровой платформы на мелководном шельфе арктических морей // 2737319

Изобретение относится к морским ледостойким платформам для поисково-оценочного и разведочного бурения скважин на мелководном шельфе арктических морей, а именно к сооружению с ледяного покрова армированных ледовых морских буровых платформ, выполненных в виде сплошной ледовой армированной конструкции, опирающейся на морское дно, и выступающих несущих опор, на которые устанавливается верхняя часть платформы для размещения технологического оборудования.

Способ и устройство для крепления стальных трубных свай в стационарных гидротехнических сооружениях с использованием эластомера // 2736643

Изобретение относится к строительству морских сооружений, а именно к технологии крепления трубных стальных свай в опорном основании морских стационарных сооружений (платформ). Предложен способ крепления трубных стальных свай в опорном основании (ОО) морских стационарных сооружений путем разжима стенок сваи во внутренние проточки гильз ОО при помощи устройства, оборудованного гидравлическими домкратами, накладки штоков которых, перемещаемые в радиальном направлении по отношению к оси сваи, оснащены (приклеены или закреплены путем напыления) пластинами эластомера (полиуретана).

Ледостойкий буровой комплекс для освоения континентального шельфа и способ формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения континентального шельфа // 2734326

Заявляемая группа изобретений относится к гидротехническим сооружениям, а более конкретно к конструкциям ледостойкого бурового комплекса для освоения континентального шельфа и способам их формирования. Новым в заявляемом ледостойком комплексе для освоения континентального шельфа является то, что ледостойкий комплекс содержит ледостойкий блок-кондуктор, а ледостойкое опорное основание выполнено цельным и включает в себя верхнюю часть, установленную на ледоломной части и предназначенную для опирания верхнего строения, т.е.