ЛЕДОСТОЙКИЙ БУРОВОЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОСВОЕНИЯ МЕЛКОВОДНОГО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕДОСТОЙКОГО БУРОВОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОСВОЕНИЯ МЕЛКОВОДНОГО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА
ICE-RESISTANT DRILLING FACILITIES FOR DEVELOPMENT OF SHALLOW MARINE CONTINENTAL SHELF, AND FORMATION METHOD OF ICE-RESISTANT DRILLING FACILITIES FOR DEVELOPMENT OF SHALLOW MARINE CONTINENTAL SHELF

Заявляемая группа изобретений относится к гидротехническим сооружениям, а более конкретно к конструкциям и способам формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа.
Известно гидротехническое сооружение для расширения возможностей эксплуатации самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ), (см. патент RU №2040638, МПК E02B 17/00 от 1993 г.), включающее верхнее строение с опорами и технологическое оборудование, а также ледостойкое основание и узлы соединения верхнего строения с ледостойким основанием. Ледостойкое основание выполнено в виде прикрепленного к дну подводного корпуса с установленными на нем одна напротив другой двумя ледостойкими опорами, возвышающимися над водой, на верхних концах которых размещены направляющие и установленные между ними с возможностью горизонтального перемещения консольные балки, обращенные одна к другой концами, выполненными вилкообразными в плане и охватывающими ледостойкие опоры, а верхнее строение выполнено в виде СПБУ с корпусом и тремя опорными колоннами с механизмом подъема и спуска, причем корпус СПБУ опирается на вилкообразные концы консольных балок.
Недостатком указанного известного аналога является сложность и недостаточная надежность механизма поворота консольных балок, больший прогиб корпуса СПБУ при установке на консольные балки по сравнению с эксплуатацией на опорах, (вследствие чего нет возможности дополнительно принять различные запасы и грузы для обеспечения бурения в ненавигационный период ледовой обстановки), а также большая металлоемкость сооружения, состоящего из двух стационарных частей.
Известен также ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа (см. патент RU №2382849, МПК E02B 17/00 от 2008 г.), включающий буксируемый корпус, установленный на нем кантилевер с самоподъемной буровой установкой, проходящие через буксируемый корпус опоры для самоподъемной буровой установки, имеющие донные основания и примыкающую к ним ледовую защиту в виде охватывающего опору усеченного конуса, по меньшей мере, один блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на подводном фундаменте и имеющий верхнюю надстройку для размещения эксплуатационного оборудования. Комплекс снабжен наружным U-образным поясом ледовой защиты, ветви которого установлены по всей длине буксируемого корпуса с зазором, сопряжены у оконечности буксируемого корпуса с примыканием к ледостойкому корпусу блок-кондуктора, при этом пояс ледовой защиты выполнен в виде свайной структуры.
Недостатком указанного известного аналога является значительная металлоемкость, сложность и трудоемкость установки протяженной свайной структуры.
За прототип заявляемых ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа и способа формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа принят известный ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, включающий в себя самоподъемную плавучую буровую установку (СПБУ) с кантилевером, имеющую корпус и ледостойкие опоры, а также блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на дно моря и имеющий верхнюю надстройку для размещения оборудования, при этом каждая из указанных опор имеет наружную и внутреннюю обшивку, причем пространство между наружной и внутренней обшивкой заполнено связующим материалом, и способ формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, включающий в себя транспортировку и установку на дне моря блок-кондуктора с ледостойким корпусом, имеющим верхнюю надстройку для размещения оборудования, и самоподъемной плавучей буровой установки с кантилевером, имеющей корпус и ледостойкие опоры, а также последующее бурение через упомянутый блок-кондуктор (см. заявку RU 2008142999, МПК E02B 17/00 от 2007 г., по которой имеется решение о выдаче патента от 24.01.2011).
Недостатком указанного ледостойкого комплекса и способа его формирования является недостаточная надежность вследствие значительной величины ледовой нагрузки, действующей на по меньшей мере две опоры большого диаметра, сложность конструкции опор, имеющих заполнение между обшивками, а также большой погонный вес таких композитных опор, что ведет к увеличению габаритов, увеличению мощности и увеличению веса механизма подъема. Еще одним недостатком является сложность наведения установки на предварительно устанавливаемые опорные фундаменты, а в случае постановки на глубинах до 10 метров ее невозможность из-за отсутствия зазора по вертикали между опорной плоскостью установки и верхней точкой фундамента в установленном на дно положении. В случае предварительного монтажа фундаментов к опорам недостатком будет являться увеличение подводного объема, что не позволит доставить установку на акватории с глубиной до 10 метров.
Техническим результатом заявляемой группы изобретений является повышение надежности при упрощении конструкции комплекса, а также расширение его эксплуатационных возможностей путем обеспечения установки на мелководье.
Указанный технический результат достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа, включающем в себя самоподъемную плавучую буровую установку с кантилевером, имеющую корпус и опоры, по меньшей мере одна из которых является ледостойкой, а также блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на дно моря и имеющий верхнюю надстройку для размещения оборудования, тем, что упомянутый корпус самоподъемной плавучей буровой установки снабжен не менее чем двумя выдвижными полозьями, ориентированными в сторону упомянутого блок-кондуктора и смонтированными с возможностью горизонтального перемещения для передачи нагрузки от корпуса самоподъемной плавучей буровой установки посредством упомянутых полозьев на блок-кондуктор, при этом в корпусе блок-кондуктора выполнены соответствующие выдвижным полозьям самоподъемной плавучей буровой установки гнезда, а упомянутая ледостойкая опора самоподъемной плавучей буровой установки смонтирована с возможностью опирания на грунт для передачи нагрузки на дно моря, при этом остальные опоры установки выполнены неледостойкими и смонтированы с возможностью подъема над корпусом установки после передачи нагрузки от корпуса через блок-кондуктор и ледостойкую опору на дно моря.
Указанный технический результат также достигается в способе формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, включающем в себя транспортировку и установку на дне моря блок-кондуктора с ледостойким корпусом, имеющим верхнюю надстройку для размещения оборудования, и самоподъемной плавучей буровой установки с кантилевером, имеющей корпус и опоры, по меньшей мере одна из которых является ледостойкой, а также последующее бурение через упомянутый блок-кондуктор, тем, что остальные опоры установки выполняют неледостойкими, при этом упомянутый корпус самоподъемной плавучей буровой установки предварительно снабжают не менее чем двумя выдвижными полозьями, смонтированными с возможностью горизонтального перемещения для передачи нагрузки от корпуса самоподъемной плавучей буровой установки посредством упомянутых полозьев на блок-кондуктор, а в блок-кондукторе выполняют соответствующие упомянутым выдвижным полозьям гнезда, затем в безледовый период формируют упомянутый комплекс, для чего во время летнего сезона первоначально транспортируют упомянутый блок-кондуктор и устанавливают его на дно моря посредством балластировки с последующей забивкой свай, после чего к месту установки блок-кондуктора транспортируют упомянутую самоподъемную плавучую буровую установку, опускают ее опоры на дно моря, производят задавливание опор в грунт, после чего производят выдвижение упомянутых полозьев до их полного взаимодействия с соответствующими гнездами блок-кондуктора, затем после передачи нагрузки на блок-кондуктор неледостойкие опоры поднимают над корпусом упомянутой самоподъемной плавучей буровой установки при опирающейся на дно моря ледостойкой опоре, после чего производят надвижку кантилевера упомянутой установки на блок-кондуктор для осуществления последующего процесса бурения.
Указанный технический результат также достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа, включающем в себя самоподъемную плавучую буровую установку с кантилевером, имеющую корпус и опоры, по меньшей мере одна из которых является ледостойкой, а также блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на дно моря и имеющий верхнюю надстройку для размещения оборудования, тем, что упомянутый блок-кондуктор снабжен смонтированной с возможностью горизонтального перемещения выдвижной консолью для опирания на нее корпуса самоподъемной плавучей буровой установки, а упомянутая ледостойкая опора самоподъемной плавучей буровой установки смонтирована с возможностью опирания на грунт для передачи нагрузки на дно моря, при этом остальные опоры установки выполнены неледостойкими и смонтированы с возможностью подъема над корпусом установки после передачи нагрузки от упомянутого корпуса через блок-кондуктор и ледостойкую опору на дно моря.
Указанный технический результат также достигается в способе формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, включающем в себя транспортировку и установку на дне моря блок-кондуктора с ледостойким корпусом, имеющим верхнюю надстройку для размещения оборудования, и самоподъемной плавучей буровой установки с кантилевером, имеющей корпус и опоры, по меньшей мере одна из которых является ледостойкой, а также последующее бурение через упомянутый блок-кондуктор, тем, что остальные опоры установки выполняют неледостойкими, а упомянутый блок-кондуктор предварительно снабжают смонтированной с возможностью горизонтального перемещения выдвижной консолью для опирания на нее корпуса самоподъемной плавучей буровой установки, затем в безледовый период формируют упомянутый комплекс, для чего во время летнего сезона первоначально транспортируют упомянутый блок-кондуктор и устанавливают его на дно моря посредством балластировки с последующей забивкой свай, после чего к месту установки блок-кондуктора транспортируют упомянутую самоподъемную плавучую буровую установку, опускают ее опоры на дно моря, производят задавливание опор в грунт, производят выдвижение упомянутой выдвижной консоли блок-кондуктора и опускание на нее корпуса самоподъемной плавучей буровой установки, затем после передачи нагрузки на блок-кондуктор неледостойкие опоры поднимают над корпусом упомянутой самоподъемной плавучей буровой установки при опирающейся на дно моря ледостойкой опоре, после чего производят надвижку кантилевера на упомянутый блок-кондуктор для осуществления последующего процесса бурения.
На фиг.1 - изображен вид сбоку на заявляемый комплекс в сборе; по п.п.1, 2;
на фиг.2 - вид сверху на фиг.1;
на фиг.3 - вид сбоку на самоподъемную платформу и блок-кондуктор в момент доставки платформы на точку;
на фиг.4 - вид сбоку на самоподъемную платформу и блок-кондуктор в момент установки платформы на морское дно;
на фиг.5 - вид сбоку на самоподъемную платформу и блок-кондуктор, в момент соединения полозьями, выдвигаемыми из самоподъемной платформы;
на фиг.6 - вид сбоку на механизм перемещения полозьев;
на фиг.7 - изображен вид сбоку на заявляемый комплекс в сборе с выдвигающейся из блок-кондуктора консолью;
на фиг.8 - вид сбоку на самоподъемную платформу и блок-кондуктор по п.п.3, 4, в момент доставки платформы на точку;
на фиг.9 - вид сбоку на самоподъемную платформу и блок-кондуктор, в момент передачи нагрузки от платформы на выдвижную консоль, при опирающихся на морское дно опорных колоннах;
на фиг.10 - вид сбоку на самоподъемную платформу и блок-кондуктор в момент передачи нагрузки при опирающихся на морское дно опорных колоннах.
Заявляемый ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, описанный в независимом п.1 формулы изобретения, включает в себя самоподъемную плавучую буровую установку с кантилевером 1 с буровой вышкой 2, имеющую корпус 3, опоры 4 и 5 и механизм подъема (не показан). При этом опора 4 является ледостойкой, а опоры 5 выполнены неледостойкими.
Кроме того, заявляемый комплекс содержит блок-кондуктор с ледостойким корпусом 6, выполненный с возможностью стационарной установки на дно моря и имеющий верхнюю надстройку 7 для размещения оборудования.
Для повышения надежности при упрощении конструкции комплекса, а также расширения его эксплуатационных возможностей путем обеспечения установки на мелководье упомянутый корпус 3 самоподъемной плавучей буровой установки снабжен не менее чем двумя выдвижными полозьями 8, ориентированными в сторону упомянутого блок-кондуктора с корпусом 6.
Полозья 8 смонтированы с возможностью горизонтального перемещения с помощью гидравлического механизма, состоящего из гидроцилиндров 9 и ползуна 10 для передачи нагрузки от корпуса 3 СПБУ посредством упомянутых полозьев 8 на корпус 6 блок-кондуктора.
При этом в корпусе 6 блок-кондуктора выполнены соответствующие выдвижным полозьям 8 СПБУ гнезда 11.
Ледостойкая опора 4 самоподъемной буровой установки смонтирована с возможностью опирания на грунт для передачи нагрузки на дно моря, а опоры 5 выполнены неледостойкими и смонтированы с возможностью подъема над корпусом 3 установки посредством механизма подъема (не показан) после передачи нагрузки от корпуса 3 через корпус 6 блок-кондуктора и ледостойкую опору 4 на дно моря.
Для закрепления корпуса 6 блок-кондуктора предусмотрены сваи 12.
Заявляемый способ формирования указанного ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, описанный в независимом п.2 формулы изобретения и изображенный на фиг.1-5, реализуется следующим образом.
Первоначально во время летнего сезона посредством судна-буксировщика (не показано) транспортируют блок-кондуктор с корпусом 6 и надстройкой 7 и устанавливают его на дно моря путем балластировки с последующей забивкой свай 12 посредством сваебойного оборудования, установленного, например, на плавкране (не показаны), После чего к месту установки блок-кондуктора с корпусом 6 транспортируют самоподъемную плавучую буровую установку (СПБУ) с корпусом 3, и подводят ее к корпусу 6 блок-кондуктора так, чтобы был обеспечен требуемый клиренс по вертикали и отстояние в горизонтальном направлении от корпуса 6 блок-кондуктора. После этого опускают опоры 4 и 5 СПБУ на дно моря, механизмом подъема (не показан) производят задавливание последних в грунт, после чего посредством гидравлического механизма перемещения производят выдвижение полозьев 8 до их полного взаимодействия с соответствующими гнездами 11 в корпусе 6 блок-кондуктора. Затем после передачи нагрузки на блок-кондуктор неледостойкие опоры 5 поднимают над корпусом 3 СПБУ при опирающейся на дно моря ледостойкой опоре 4, после чего производят надвижку кантилевера 1 с буровой вышкой 2 СПБУ на надстройку 7 блок-кондуктора для осуществления последующего процесса бурения.
Согласно независимому п.3 формулы изобретения заявляемый ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа включает в себя самоподъемную плавучую буровую установку с кантилевером 1 с буровой вышкой 2, имеющую корпус 3, опоры 4 и 5 и механизм подъема (не показан). При этом опора 4 является ледостойкой, а опоры 5 выполнены неледостойкими.
Кроме того, заявляемый комплекс содержит блок-кондуктор с ледостойким корпусом 6, выполненный с возможностью стационарной установки на дно моря и имеющий верхнюю надстройку 7 для размещения оборудования.
Для повышения надежности при упрощении конструкции комплекса, а также расширения его эксплуатационных возможностей путем обеспечения установки на мелководье ледостойкая опора 4 самоподъемной буровой установки смонтирована с возможностью опирания на грунт для передачи нагрузки на дно моря, а опоры 5 выполнены неледостойкими и смонтированы с возможностью подъема над корпусом 3 установки посредством механизма подъема (не показан) после передачи нагрузки от корпуса 3 через корпус 6 блок-кондуктора и ледостойкую опору 4 на дно моря.
Для закрепления корпуса 6 блок-кондуктора предусмотрены сваи 12.
При этом корпус 6 блок-кондуктора снабжен смонтированной с возможностью горизонтального перемещения выдвижной консолью 13 для опирания на нее корпуса 3 СПБУ. Консоль 13 имеет гидравлический механизм перемещения, аналогичный механизму перемещения выдвижных полозьев, описанному в п.п.1, 2.
Заявляемый способ формирования указанного ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, описанный в независимом п.4 формулы изобретения и изображенный на фиг.7-10, реализуется следующим образом.
Первоначально во время летнего сезона посредством судна-буксировщика (не показано) транспортируют блок-кондуктор с корпусом 6 и надстройкой 7 и устанавливают его на дно моря путем балластировки с последующей забивкой свай 12 посредством сваебойного оборудования, установленного, например, на плавкране (не показаны), Затем к месту установки блок-кондуктора с корпусом 6 транспортируют самоподъемную плавучую буровую установку с корпусом 3, и подводят ее к корпусу 6 блок-кондуктора так, чтобы был обеспечен требуемый клиренс по вертикали и отстояние в горизонтальном направлении от корпуса 6 блок-кондуктора. После этого опускают опоры 4 и 5 СПБУ на дно моря, механизмом подъема (не показан) производят задавливание последних в грунт.
После чего посредством гидравлического механизма перемещения, установленного в блок-кондукторе, аналогичного механизму, описанному ранее в независимом п.1, производят выдвижение консоли 13 из корпуса 6 блок-кондуктора и опускают посредством механизма подъема (не показан) на нее корпус 3 СПБУ. Затем после передачи нагрузки на корпус 6 блок-кондуктора неледостойкие опоры 5 поднимают над корпусом 3 СПБУ при опирающейся на дно моря ледостойкой опоре 4, после чего производят надвижку кантилевера 1 с буровой вышкой 2 СПБУ на надстройку 7 блок-кондуктора для осуществления последующего процесса бурения.
Опирание корпуса 3 можно производить не прямо на консоль 13, а через подушки типа доковых или фундаменты (не показаны).
Заявляемая группа изобретений позволяет повысить надежность при упрощении конструкции комплекса, а также обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей путем постановки на мелководье в ледовых условиях.