УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАКЕЛЬНОГО СЖИГАНИЯ ПОПУТНЫХ ГАЗОВ ПРИ МОРСКОЙ НЕФТЕГАЗОВОЙ ДОБЫЧЕ НА МЕЛКОВОДЬЕ

Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям, а именно к устройствам в виде искусственной конструкции основания на сваях, под факельное сжигание попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье.
Известна морская погружная платформа [1], имеющая верхнее строение, установленное посредством опорных колонн на основании, в виде понтонов, на которых смонтированы кронштейны с направляющими для свайного крепления платформы на дне. Кронштейны выполнены в виде водоизмещающих элементов, расположены вдоль внешних бортов понтонов и жестко закреплены к их прямостенным участкам, причем кронштейны смонтированы равномерно по длине понтонов в районах расположения переборок и рамных шпангоутов.
Недостатком морской погружной платформы является сложность в изготовлении крепления кронштейнов к корпусам понтонов, так как максимальные напряжения возникают в местах соединения верхней кницы к шпангоуту, что ведет к повышенной металлоемкости. Забивка свай требует использования, например, дополнительно плавучего крана с паровым молотом. Кроме того, установка свай в морских условиях требует заполнения цементным раствором после забивки свай зазора между сваей и направляющей, что осложняет работу по установке конструкции.
Известен способ эксплуатационного бурения на мелководье [2], включающий буксировку и размещение плавучей опорной полой конструкции, где баржа входит в опорную конструкцию и обеспечивает бурение за счет того, что опорная конструкция размещается ниже водной поверхности из расчета прохождения над ней баржи, которая имеет понтоны. Опорную конструкцию снабжают, по меньшей мере, четырьмя расположенными за ее пределами стройками с коническими наконечниками, выступающими из воды. Буровую вышку монтируют на барже, имеющей выносные кронштейны с отверстиями, расстояние между которыми равно соответствующим расстояниям между указанными стойками. Баржу ориентируют относительно опорной конструкции посредством совмещения отверстий кронштейнов со стойками и, закачивая воду в понтоны, сажают на опорную конструкцию, после завершения бурения баржу с буровой вышкой поднимают путем откачки воды из понтонов из расчета расцепления кронштейнов со стойками и удаляют за пределы опорной конструкции. Опорную конструкцию размещают выше дна посредством вертикальных колонн, ниже или на уровне дна.
Недостатком способа эксплуатационного бурения на мелководье является сложная конструкция опорного основания, которая размещается ниже водной поверхности из расчета прохождения над ней баржи, что не позволяет устройству работать на малых глубинах моря, так как баржа может повредить основание. Кроме того, поперечные балки и полое основание обладают значительной металлоемкостью.
Наиболее близким по технической сути является передвижное основание для бурения скважин на море [3], которое состоит из плавучего понтона, надводной консольной платформы, опорных стоек, днищевых брусьев, вышки с буровым оборудованием и подсобными устройствами. Опорные стойки представляют собой жесткие стержни, выдвигаемые ниже днища понтона и укрепленные на надводной платформе и понтоне. Эти стойки обеспечивают остойчивость основания при погружении и всплытиях. Основание буксируют на плаву, к месту бурения. Опускают выдвижные опорные стойки, принимают балласт (морскую воду) в отсеки понтона со стороны опорных стоек. Понтон погружается одной стороной, и опорные стойки достигают дна моря. По мере затопления остальных отсеков понтона происходит полное опускание последнего на морское дно без угрозы опрокидывания передвижного основания. После закрепления понтона опорные стойки поднимают в исходное положение, и понтон ложится на морское дно. Процесс всплытия передвижного основания производится в обратном порядке.
Недостатком данного передвижного основания для бурения скважин на море является сложность установки на мелководье в связи с необходимостью фиксации опорных стоек на прочный грунт, который может залегать на значительной глубине, так как поверхностные грунты мелководья представляют собой рыхлые осадки неспособные быть прочным основанием. Длина опорных стоек ограничена, и остойчивость конструкции может быть нарушена. Требуются детальные исследования грунтов основания в точке бурения.
Задача, на которую направлена заявленная полезная модель, является создание устройства для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье, которое позволит получить надежное основание, легко устанавливающееся и демонтирующееся, при этом предлагаемое устройство оказывает минимальное воздействие на окружающую среду (морскую флору и фауну).
Суть полезной модели. Устройство для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье состоит из верхнего строения и водовмещающих понтонов, соединенных опорными колоннами и раскосами. При чем, верхнее строение и водовмещающие понтоны с внешней стороны снабжены, по крайней мере, восемью выносными кронштейнами, установленными с внешней стороны по торцам верхнего строения (четыре кронштейна) и понтонов (четыре кронштейна). В свою очередь кронштейны имеют отверстия, которые совмещаются с четырьмя винтовыми сваями, расположенными за периметром верхнего строения и понтонов, а также раскосов, связывающих и придающих конструкции жесткость. Закачивая воду в понтоны, эксплуатационное устройство опускают на дно и погружают сваи, ввинчивая их в грунт, верхнее строение используется как основа для установки факела для сжигания попутных газов, после проведения нефтегазовой добычи за счет откачки воды из понтонов, вывинчивают из грунта сваи, и устройство перемещают за пределы нефтегазового объекта.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан общий вид эксплуатационного устройства для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье (вид сбоку). Устройство содержит верхнее строение 1, опорные колонны 2, водовмещающие понтоны 3 выносные кронштейны 4, винтовые сваи 5, раскосы 6, установка факела для сжигания попутных газов 7. На фиг. 2 показан вид сверху на устройство для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье.
Устройство работает следующим образом.
Устройство для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье содержит верхнее строение 1, установленное с помощью шести опорных колонн 5 с раскосами 6 на двух водоизмещающих понтонах 3, вдоль внешних бортов верхнего строения и понтонов установлены не менее восьми выносных кронштейнов 4, из которых четыре - по торцам верхнего строения 1, четыре - по внешним сторонам водовмещающих понтонов 3, с отверстиями для прохождения через них винтовых свай 5, служащих для надежного закрепления на дне (фиг. 1). При перемещении устройства к месту установки концы винтовых свай 5 находятся на уровне понтонов 3. При работе на мелководье, закачивая воду в понтоны 3, эксплуатационное устройство опускают на дно и погружают винтовые сваи 5, ввинчивая их в грунт. Это приводит к значительному увеличению устойчивости устройства на действие горизонтальных и вертикальных нагрузок, вызванных течением, волнением, приливно-отливными явлениями, ледовыми воздействиями. Верхнее строение 1 используется как основа для установки факела 7 для сжигания попутных газов (фиг. 2), после проведения нефтегазовой добычи за счет откачки воды из водовмещающих понтонов 3 и удаления винтовых свай 5, путем вывинчивания из грунта, устройство перемещают за пределы нефтегазового объекта.
Техническим результатом использования полезной модели является использование в устройстве для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье, по крайней мере, восьми выносных кронштейнов с отверстиями для прохождения через них четырех винтовых свай для надежного закрепления в грунт, что позволяет получить устойчивое основание. Предлагаемое устройство для факельного сжигания попутных газов при морской нефтегазовой добыче на мелководье достаточно универсально и может применяться также как конструкция для размещения маяка, емкостей для хранения углеводородного сырья, в качестве точечного причала, временной строительной площадкой для хранения строительных материалов при возведении морской нефтегазовой платформы. Устройство легко устанавливается и демонтируется, оказывает минимальное воздействие на окружающую среду (морскую флору и фауну).
Список литературы
1. Пат. RU №53308 Российская Федерация. Морская погружная платформа. МПК Е02В 17/00 / В.Ф. Ленской, В.М. Потапов, Л.В. Кольченко, Л.И. Ищенко, П.С. Карпов - Заявитель и патентообладатель - ОАО «Центральное конструкторское бюро «Коралл», - заявл. 27.07.2005; опубл. 10.05.2007. - 6 с.
2. Пат. на изобретение RU №2275486 Российская Федерация. Способ эксплуатационного бурения на мелководье. МПК Е21В 15/02 (2006.01) / В.И. Пындак, А.В. Щербин [и др.]; заявитель и патентообл.: ФГАОУ ВПО ВолгГАСУ; заявл. 07.09.2004; опубл. 27.04.2006. - 13 с.
3. Пат. на изобретение СССР. №133438. Передвижное основание для бурения скважин на море. / М.В. Молчанов, И.П. Кулиев, Б.Н. Третьяков [и др.]; заявл. 04.03.1960; опубл. 1960, Бюл. №22. - 6 с. (прототип).