Ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа
ICE-RESISTANT DRILLING COMPLEX FOR DEVELOPMENT OF SHALLOW-WATER CONTINENTAL SHELF

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.
Известен ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа и круглогодичной добычи углеводородов, разработанный фирмой Exxonmobil Upstream Research Co., США (международная заявка WO 2007126477, Е02В 17/00, опубл. 08.11.2007/, по которой выдан патент РФ №2422614), который включает корпус самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ), установленный на нем кантилевер с буровой вышкой, по крайней мере, две опорные колонны, проходящие через корпус СПБУ, имеющие ледовую защиту в виде конуса. Функциональное и эксплуатационное оборудование размещено на корпусе с возможностью прохода хотя бы через одну опорную колонну. По меньшей мере, один блок-кондуктор, через который производится бурение скважины, имеет ледостойкий корпус и установлен отдельно от корпуса СПБУ над скважиной на заглубленном в грунт фундаменте. Каждая из ледостойких опорных колонн имеет закрытую конструкцию в форме цилиндра, включающую наружную и внутреннюю обшивки, между которыми находится межкольцевое пространство, которое заполнено связующим материалом. Ледовая устойчивость бурового комплекса обеспечена практически только за счет конструкции опорных колонн, которые взаимодействуют с ледовым полем. Эффективность локальной ледовой защиты опорных колонн в виде охватывающего опору усеченного конуса зависит от угла наклона усеченного конуса и в некотором диапазоне углов может быть недостаточно эффективной.
Известен также ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа (см. патент РФ №2382849, МПК Е02В 17/00, 2008 г.), включающий корпус СПБУ, установленный на нем кантилевер с буровой вышкой, проходящие через корпус СПБУ опорные колонны, 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. Указанный известный патент РФ выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения. В выбранном прототипе опорные колонны СПБУ имеют донные основания с ледовой защитой в виде охватывающего каждую опору усеченного конуса, при этом комплекс снабжен наружным U-образным поясом ледовой защиты, ветви которого установлены по всей длине корпуса СПБУ, выполненным в виде свайной структуры. Ограждение предпочтительно устанавливается по направлению течения. Для защиты открытой части U-образного свайного ограждения предусмотрена установка батопорта на сваях.
Недостатком указанного ледостойкого комплекса является сложность и громоздкость его конструкции, вследствие наличия подводного фундамента, массивного ледового ограждения и ледозащитных устройств на опорных колоннах. Кроме того, свайное крепление батопорта препятствует оперативному уходу платформы с точки бурения.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей комплекса при повышении надежности и упрощении конструкции, путем обеспечения возможности круглогодичного бурения и использования неледостойкой самоподъемной плавучей буровой установки.
Это достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа, включающем корпус самоподъемной плавучей буровой установки, установленный на нем кантилевер с буровой вышкой, проходящие через упомянутый корпус опорные колонны и ледостойкий блок-кондуктор, выполненный с возможностью закрепления на морском дне, тем, что указанный ледостойкий буровой комплекс содержит ледостойкое опорное основание, корпус которого аналогичен корпусу упомянутого ледостойкого блок-кондуктора, и два водоизмещающих ледостойких опорных блока, причем для удержания от горизонтальных смещений ледостойких опорных блоков под действием ледовой нагрузки, корпуса блок-кондуктора и опорного основания выполнены с нишами, поверхности которых соизмеримы с контактирующими с ними поверхностями опорных блоков.
Указанный технический результат также достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа тем, что ледостойкое опорное основание выполнено с возможностью закрепления на дне посредством свай.
Также указанный технический результат достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа тем, что для увеличения количества разбуриваемых скважин ледостойкое опорное основание выполнено в виде ледостойкого блок-кондуктора аналогичной конфигурации.
На фигуре 1 схематически изображен начальный этап формирования заявляемого ледостойкого комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, вид сбоку;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - последующий этап формирования комплекса, вид сбоку;
на фиг. 4 - то же, вид сверху;
на фиг. 5 - ледостойкий комплекс в рабочем состоянии, вид сбоку;
на фиг. 6 - то же, вид сверху;
на фиг. 7 - ледостойкий комплекс в рабочем состоянии с двумя блок-кондукторами, вид сверху;
Ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, включает в себя корпус 1 СПБУ, установленный на нем кантилевер 2 с буровой вышкой, проходящие через корпус 1 СПБУ опорные колонны 3, и ледостойкий блок-кондуктор 4, выполненный с возможностью закрепления на морском дне посредством свай 5.
Для расширения эксплуатационных возможностей и повышения надежности указанный ледостойкий буровой комплекс содержит ледостойкое опорное основание 6, корпус которого аналогичен корпусу упомянутого ледостойкого блок-кондуктора 4, и два водоизмещающих опорных блока 7. Для удержания от горизонтальных смещений ледостойких опорных блоков 7 под действием ледовой нагрузки, корпуса блок-кондуктора 4 и опорного основания 6 выполнены с нишами 8, поверхности которых соизмеримы с контактирующими с ними поверхностями опорных блоков 7. Ледостойкое опорное основание 6 также выполнено с возможностью закрепления на дне посредством свай 5.
Ледостойкий блок-кондуктор 4 и ледостойкое опорное основание 6 в межледовый период посредством буксиров (не показаны) транспортируют на месторождение и закрепляют на дне посредством свай 5. Затем также в межледовый период транспортируют корпус 1 СПБУ с кантилевером 2 с буровой вышкой и опорными колоннами 3 и заводят между блок-кондуктором 4 и опорным основанием 6. Опорные колонны 4 опускают и залавливают в грунт, корпус 1 СПБУ поднимается над водой. После этого под корпус 1 СПБУ заводят на плаву ледостойкие опорные блоки 7, до упирания их носовых оконечностей соответственно в ниши 8 корпуса блок-кондуктора 4 и опорного основания 6, и устанавливают опорные блоки 7 на морское дно методом балластировки. После этого корпус 1 СПБУ опускают на ледостойкие опорные блоки 7, извлекают из грунта опорные колонны 3 и поднимают в верхнее положение. Кантилевер 2 с буровой вышкой перемещают на блок-кондуктор 4 и начинают бурение.
По окончании бурения для снятия корпуса 1 СПБУ опускают опорные колонны 3, поднимают корпус 1 СПБУ, дебалластируют и выводят опорные блоки 7 из-под корпуса 1 СПБУ, затем корпус 1 СПБУ опускают на воду, поднимают опорные колонны 3 в верхнее положение и отводят корпус 1 СПБУ от блок-кондуктора 4 и опорного основания 6.
При необходимости увеличения количества разбуриваемых скважин, вместо опорного основания 6 также может быть применен аналогичный блок-кондуктору 4 ледостойкий блок-кондуктор 4, и, развернув кантилевер 2 с буровой вышкой на 180 градусов, возможно произвести постановку СПБУ в надводное положение с опиранием днища ее корпуса 1 на опорные блоки 7 и разбурить второй куст скважин через аналогичный блок-кондуктор 4.
Технико-экономическое преимущество заявляемого изобретения заключается в использовании неледостойкой СПБУ для круглогодичного бурения в ледовых условиях, так как она находится в надводном положении и не имеет контакта с ледовым полем. Ледовую нагрузку с любого направления воспринимают остальные элементы ледостойкого комплекса. Таким образом, обеспечивается расширение эксплуатационных возможностей комплекса при упрощении его конструкции.