СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ МОРСКОЙ БУРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ НА МЕЛКОВОДНОМ ШЕЛЬФЕ АРКТИЧЕСКИХ МОРЕЙ
METHOD FOR CONSTRUCTION OF OFFSHORE DRILLING PLATFORM ON SHALLOW SHELF OF ARCTIC SEAS

Изобретение относится к морским платформам для поисково-оценочного и разведочного бурения скважин на мелководном шельфе арктических морей, а именно к сооружению с ледяного покрова опорных морских буровых платформ на свайных основаниях, выполненных в виде нескольких несущих свайных опор, на которые устанавливается верхняя часть платформы для размещения технологического (бурового) оборудования.
Известна морская платформа и способ ее сооружения (патент РФ №2090699, опубл. 20.09.1997 г.), по которому предварительно внутри защитной конструкции монтируют сваи, размещенные отдельно друг от друга и доставляют их совместно с защитной конструкцией на место установки, после чего копром забивают сваи в морское дно внутри защитной конструкции, с двумя обшивками, а пространство между обшивками заполняют строительным раствором. Часть защитной конструкции выступает над поверхностью моря и на нее устанавливают рабочую площадку.
Недостатками данного способа является сложный процесс монтажа и использование плавсредств для ее транспортировки.
Известен способ монтажа ледостойкого свайного основания (патент РФ №2126925, опубл. 20.01.1995 г.), включающий погружение на дно акватории платформы с полыми опорными ногами и кольцевыми диафрагмами, установку на диафрагму цилиндрической оболочки, погружение свай через полые ноги с последующим их креплением к опорным ногам и использованием ступенчатых оболочек, устанавливаемых на платформу одновременно с погружением соответствующей сваи путем закрепления оболочки на верхнем конце сваи и опускания до соприкосновения нижнего торца оболочки с диафрагмой, затем оболочку отсоединяют от сваи и осуществляют наращивание сваи и заглубление ее в грунт до расчетной глубины, после чего срезают изнутри оболочки выступающую часть сваи на расчетном расстоянии от поверхности диафрагмы, а после закрепления сваи к опорной ноге отсоединяют от диафрагмы оболочку и извлекают последнюю.
К недостаткам способа можно отнести сложность процесса монтажа связанного с отсоединением оболочки, наращиванием и заглублением свай с использованием мощного подъемного крана и механизмов для забивки свай.
Известен способ сооружения многоопорной технологической платформы (патент РФ №2361039, опубл. 10.07.2009 г.), принятый за прототип, На опорную часть, выполняемую в виде опорной плиты, устанавливают основание, опорную плиту жестко связывают с твердым грунтом с помощью цементируемых свай, основание крепят к опорной части с помощью анкерных силовых соединений, в центральной части основания располагают технологические скважины с устьевыми соединителями. Основание выполняют в виде многоопорной стержневой системы, каждую стержневую опору которой выполняют из стержневых пространственных модулей, пространственные стержневые модули соединяют между собой, с опорной плитой и с горизонтальной платформой с помощью быстроразъемных соединений в соответствии с заданной высотой, на горизонтальной платформе непосредственно или с помощью полупогруженного модуля устанавливают технологическое оборудование.
Недостатками способа являются сложность процесса монтажа связанного с выполнением основания из двух или трех частей, установкой полупогруженного модуля и необходимостью применения плавсредств для транспортировки элементов платформы и технологического оборудования.
Техническим результатом изобретения является создание способа сооружения морской буровой платформы с ледяного покрова на мелководном шельфе арктических морей в условиях паковых (неподвижных) льдов.
Технический результат достигается тем, что в качестве несущих конструкций пространственных стержневых опор четырехгранной формы и многоопорного основания используют буровые обсадные трубы установленные в скважины, пробуренные мобильными буровыми установками с ледового покрова, платформа сооружается из отдельных модулей с площадками от 6×6 м до 9×9 м, последовательными соединениями в единую конструкцию большой площади быстроразъемными шарнирными соединениями.
Способ сооружения морской буровой платформы на мелководном шельфе арктических морей поясняется следующими фигурами: фиг. 1 - морская буровая платформа с мобильной буровой установкой; фиг. 2 - расположение стержневых опор, вид сверху, где:
1 - основание;
2 - пространственная стержневая опора;
3 - опорные площадки;
4 - балочные или ферменные конструкции;
5 - настил;
6 - мобильная буровая установка;
7 - опорные плиты
8 - быстроразъемные соединения;
9 - технологическое отверстие;
10 - скважина;
11 - обсадная труба;
12 - поперечный элемент жесткости;
13 - ледяной покров;
14 - донные отложения;
15 - твердые породы;
16 - площадка;
17 - быстроразъемные шарнирные соединения.
Способ осуществляется следующим образом. Опорное основание 1 выполняют из обсадных буровых труб, жестко связанных с породами цементированием или анкерным закреплением. При необходимости на обсадные трубы устанавливаются опорные плиты 7. Основание 1 соединяют с пространственными стержневыми опорами 2 с помощью быстроразъемных соединений 8. На верхних частях опор оборудуют опорные площадки 3, на которые затем устанавливают балочные или ферменные конструкции 4, которые затем накрываются настилом 5. На настил 5 устанавливается мобильная буровая установка 6 и выполняется технологическое отверстие 9 для бурения поисково-оценочных или разведочных скважин 10. Каждую пространственную стержневую опору 2 (фиг 2) выполняют четырехгранной, с ребрами из обсадных труб 11, диаметр и толщина стенок которых выбираются по условию обеспечения необходимой несущей способности. Дополнительно могут быть установлены поперечные элементы жесткости 12. Обсадные трубы 11 изготавливают из хладостойкой стали с гидрофобным ледоотталкивающим покрытием для снижения взаимодействия с ледяным покровом.
На ледяном покрове 13 (фиг. 1) необходимой толщины, определяемом расчетом, размещают мобильные буровые установки 6 и бурят скважины, через донные отложения 14 в твердые породы 15 на необходимую глубину по условию прочности закладки труб основания 1. Жестко закрепляют в твердых породах трубы многоопорного основания 1 и при необходимости устанавливают опорные плиты 7. К основанию 1 с помощью быстроразъемных соединений 8 крепят пространственные стержневые опоры 2, на которых устанавливают опорные площадки 3 и монтируют балочные или ферменные конструкции 4. Затем возводят настил 5 и устанавливают мобильную буровую установку 6. Расстояние от балочных или ферменных конструкций 4 до ледяного покрова 13 определяют высотой приливных волн и технологией ведения буровых работ.
Каждую пространственную стержневую опору 2 выполняют (фиг. 2) четырехгранной в плане из обсадных труб 11, установленных вертикально или наклонно с усилением поперечными элементами жесткости 12.
Морская буровая платформа может сооружаться в виде отдельных модулей с площадками 16 6×6 м или 9×9 м и последующим соединением между собой в общую конструкцию большой площади с помощью быстроразъемных шарнирных соединений 17.
Данное конструктивное решение морской буровой платформы дает возможность быстрого демонтажа и транспортировку конструкций с возможностью ее сооружения в короткие сроки на новом месте.