МОРСКАЯ БУРОВАЯ ПЛАТФОРМА
OFFSHORE DRILLING PLATFORM

Изобретение относится к морским платформам для бурения нефтяных и газовых скважин. Изобретение позволяет обеспечить экономичное энергоснабжение потребителей энергии на морской платформе.
Известна платформа морского бурения нефтяных и газовых скважин по патенту РФ №2166611, которая имеет буровую площадку, установленную на плавсредствах. Недостаток - низкая надежность устройства, неспособного противостоять сильным штормам, течениям и смещению ледяного покрова.
Известно изобретение по патенту РФ №2288320. Морская платформа может быть установлена в акватории океана и содержит основание и опоры с защитным блоком и источник электроэнергии, подключенный к потребителям энергии. Платформа имеет защитный блок, выполненный в виде бандажной конструкции, установленный на грунте водоема и закрепленный на нем. По отношению к опоре морского инженерного сооружения он расположен с зазором между его стенкой и опорой морского инженерного сооружения, что исключает соприкосновение защитного блока с опорой морского инженерного сооружения. Величина зазора составляет не менее значения, определяемого по расчетному соотношению. Предусмотрена возможность подогрева жидкости (морской воды), находящейся в пространстве, образованном зазором между опорой морского инженерного сооружения и стенкой защитного блока, например, путем сообщения указанного пространства с источником.
Недостатком изобретения является загрязнение акватории пластовыми водами, которые отделяют от нефти путем сепарации.
Известна морская буровая платформа по патенту РФ на изобретение №2312185, прототип. Эта платформа содержит опоры для крепления к грунту, основание платформы, на котором установлена буровая вышка, обсадную колонну со скважинными фильтрами, установленными в нефтеносном пласте, насос с подключенным к его выходу сепаратором.
Известно изобретение по патенту РФ №2288320. Морская платформа может быть установлена в акватории океана непосредственно в районе экватора и содержит основание и опоры с защитным блоком и источник электроэнергии, подключенный к потребителям электроэнергии. Защитный блок в виде бандажной конструкции установлен на грунте водоема, закреплен на нем, а по отношению к опоре морского инженерного сооружения расположен с зазором между его стенкой и опорой морского инженерного сооружения, исключающим соприкосновение защитного блока с опорой морского инженерного сооружения. Величина зазора составляет не менее значения, определяемого по расчетному соотношению. Предусмотрена возможность подогрева жидкости (морской воды), находящейся в пространстве, образованном зазором между опорой морского инженерного сооружения и стенкой защитного блока, например, путем сообщения указанного пространства с источником тепла или размещения в нем обогревателя. Возможно удаление жидкости из указанного пространства и изоляция верхней и нижней частей защитного блока от внешней среды при помощи гибкого ограждения. При этом возможно заполнение указанного пространства жидкостью с низкой температурой замерзания. Изобретение обеспечивает повышение эффективности защиты морского инженерного сооружения от переменных нагрузок внешнего ледового воздействия путем гарантированной изоляции опор сооружения от контакта с ледяным полем. Энергоснабжение морских буровых платформ осуществляется за счет электроэнергии, вырабатываемой дизель-генератором.
Недостатком изобретения является высокая стоимость энергоресурсов, связанная с необходимостью периодического завоза дизельного топлива на морскую буровую платформу.
Известна морская буровая платформа по патенту РФ на изобретение №2376457, МПЕ E21B 43/00, опубл. 20.12.2009 г., прототип. Эта платформа содержит опоры для крепления к грунту, основание платформы, на котором установлены буровая вышка с буровым оборудованием, дополнительные вышки, жилые помещения, потребители электроэнергии, дизель-генератор, обеспечивающий буровое оборудование и жилые помещения электроэнергией, между потребителями электроэнергии и генератором установлен блок управления, к которому подключен не менее чем один дополнительный генератор с приводом, использующим естественные источники энергии, при этом дополнительный генератор выполнен с аэродинамическим приводом от энергии ветра и установлен на верхней части дополнительной вышки.
Недостатком платформы является то, что в ней не предусмотрены меры повышения живучести (непотопляемости) при буксировке в штормовую погоду к месту бурения.
Задача создания изобретения - обеспечение непотопляемости морской платформы при буксировке и обеспечение буксировки по мелководью.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что морская буровая платформа, включающая опоры для крепления к грунту, основание платформы, на котором установлены буровая вышка с буровым оборудованием, дизель-генератор, согласно изобретению опоры выполнены телескопическими в собранном положении, частично размещены выше основания, а частично - ниже, основание платформы содержит понтоны, установленные параллельно между собой по двум краям основания платформы, накрытые палубой, основание платформы содержит киль, установленный под палубой в средней части, при этом высота киля выполнена больше, чем высота частей опоры в собранном состоянии, размещенных ниже основания платформы. В нижней части киля установлен груз. Киль может быть выполнен из двух частей, установленных по обе стороны от буровой вышки. Морская буровая платформа может содержать, по меньшей мере, одну вышку, которая установлена над опорами. Морская буровая платформа может содержать, по меньшей мере, один кран, который установлен над опорой. На ней могут быть установлены аккумуляторы, подключенные через блок коммутации к дизель-генератору. Морская буровая платформа может содержать дополнительные генераторы, установленные на дополнительных вышках. Морская буровая платформа может содержать блок управления, соединенный линиями связи с блоком коммутации.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1…8, где:
на фиг.1 приведена схема морской буровой платформы в минимальной комплектации,
на фиг.2 приведена схема морской буровой платформы в полной комплектации,
на фиг.3 приведена кинематическая схема телескопической опоры при транспортировке,
на фиг.4 приведена схема телескопической опоры при работе,
на фиг.5 приведена схема энергообеспечения морской платформы,
на фиг.6 приведена схема подъема платформы,
на фиг.7 приведена схема с опорой круглой формы,
на фиг.8 приведена схема с опорой прямоугольной (квадратной) формы.
Морская платформа (фиг.1…8) содержит опоры 1, на которых установлено основание 2. Опор 1 может быть применено две, три или четыре. Применение большего числа опор не исключено, но при этом стоимость конструкции значительно возрастает.
Опоры 1 выполнены телескопическими в собранном положении, частично размещены выше основания 2, а частично - ниже него.
Параллельно основанию 2 между собой установлены понтоны 3. На основании 2 установлены буровая вышка 4, имеющая устьевое оборудование 5, и буровое оборудование 6. В состав бурового оборудования 6 входит насос бурового раствора. Кроме того, на основании 2 установлены дизель-генератор 7 и аккумуляторы 8.
Опоры 1 выполнены телескопическими и имеют внутреннюю секцию 9, верхняя часть которой установлена выше основания 2, и внешнюю секцию 10, которая имеет нижний торец 11. К нижнему торцу 11 прикреплен трос 12, который перекинут через блок 13 и соединен с лебедкой 14, имеющей привод 15.
Привод 15 установлен на вышке 16. В каждой опоре 1 применен фиксатор 17 для исключения опускания секций опор 1 при обрыве троса 12 и стопор 18.
Основание 2 выполнено с возможностью подъема над уровнем воды и содержит (фиг.1) установленные на вышке 19 механизм подъема 20, зубчатую рейку 21, связанное с ней зубчатое колесо 22, с которым соединен привод 23.
Морская буровая платформа имеет киль 24. При этом высота А киля 24 выполнена больше, чем высота Б частей опоры 1 в собранном состоянии, размещенных ниже основания платформы 2. Эта разница составляет В=0,4…0,6 от А. Это обеспечивает буксировку морской буровой платформы по мелководью. Внутри киля 24 установлен балласт 25.
Морская буровая платформа может содержать, по меньшей мере, один кран 26, который установлен над опорой 1. Аккумуляторы 8 подключены через блок коммутации 27 электрическими проводами 28 к дизель-генератору 7. Морская буровая платформа может содержать дополнительные генераторы 29, установленные на вышках 16. Дополнительный генератор 29 имеет аэродинамический привод 30 (фиг.2 и 3), соединенный валом 31.
Морская буровая платформа может содержать блок управления 32, соединенный линиями связи 33 с блоком коммутации 27.
РАБОТА МОРСКОЙ БУРОВОЙ ПЛАТФОРМЫ
Морская буровая платформа транспортируется к месту бурения с максимально поднятыми опорами 1 (фиг.1 и 4). В месте бурения все секции опор 1 опускаю на дно водоема, как это показано на фиг.5. Потом основание 2 поднимают выше уровня воды (фиг.6).
При эксплуатации морской буровой платформы практически всегда дует ветер. Ветер приводит в действие аэродинамический привод 30 (фиг.1). Аэродинамический привод 30 через вал 31 приводит в действие дополнительный генератор 29. Вырабатываемая электрическая энергия поступает по электрическим проводам 28 через блок коммутации 27 к аккумуляторам 8. При аварии в системе энергоснабжения питание потребителей энергии 7 осуществляется от аккумуляторов 8. При потреблении большого количества электроэнергии запускают дизель-генератор 7. Перекоммутацию источников энергоснабжения (дизель-генератора 7, дополнительного генератора 29 и аккумулятора 8) осуществляет автоматически блок управления 32 путем постоянного измерения напряжения на выходе всех источников электроэнергии и их сравнения между собой и с заданным номинальным значением и подачи команды на коммутатор 27.
Применение изобретения позволит
- обеспечить непотопляемость платформы при буксировке в штормовую погоду,
- обеспечить буксировку платформы по мелководью,
- обеспечить хранение больших количеств нефти,
- обеспечить морскую буровую платформу дешевой электроэнергией в течение длительного (несколько лет) времени. При этом обеспечивается высокий КПД дополнительных генераторов, их минимальные габариты и минимальный уровень шума воздушных винтов.