ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОГО ВОСХОДЯЩЕГО ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к системам с гибким восходящим трубопроводом, предназначенным для работы в глубоких водах, обеспечивающим беспричальную загрузку-выгрузку углеводородного сырья на транспортные суда, в частности, к устройствам защиты трубопровода от механических воздействий, а именно от тралов добывающих судов промыслового флота.
Известно защитное устройство, относящиеся к системе загрузки, предназначенной для транспортировки углеводородов с установки, расположенной на морском дне, на судно - патент РФ №2328403. Защитное устройство закрывает по меньшей мере только верхнюю часть восходящего трубопровода.
Известно защитное устройство для гибкого восходящего трубопровода - патент РФ №247405, принятое за прототип. Защитное устройство закреплено на турельном погружном буе и образовано отдельными полыми элементами в виде усеченных конусов, подвешенных друг к другу с помощью цепей или тросов. Устройство закрывает только верхнюю часть восходящего трубопровода для защиты от поверхностных источников воздействия волн и дрейфующего льда и предназначено для работы на глубинах до 50 метров.
Предлагаемая полезная модель конструкции защитного устройства для восходящего трубопровода обеспечивает работу автоматизированного подводного терминала на глубинах от 150 до 500 метров с установкой погружного промежуточного буя.
Техническим результатом является создание защиты гибкого восходящего трубопровода по всей его высоте от тралов добывающих судов промыслового флота и других механических воздействий, а также создание дополнительной грузоподъемности погружного промежуточного буя.
Предлагаемое техническое решение защитного устройства для глубоководного гибкого восходящего трубопровода размещено между погружным буем и опорным основанием на дне и состоит из множества тросовых элементов последовательно соединенных друг с другом через равномерно расположенными между буем и основанием по высоте трубопровода шайбами плавучести, при этом тросовые элементы закреплены на шайбах равномерно по окружности.
Защитное устройство представлено на:
Фиг. 1 - конструкция защитного устройства;
Фиг. 2 - вид сверху шайбы плавучести.
Защитное устройство содержит опорное основание 1, гибкий шланг 2, погружной буй 3 с положительной плавучестью, тросовую систему 4, шайбы плавучести 5, вертлюг 6, перечисленные элементы устройства расположены между морским дном 7 и уровнем моря 8 (фиг 1). На шайбе плавучести (фиг. 1,2) выполнены рымы 9 для крепления тросовой системы, фланец 10 и болты 11 для крепления гибкого шланга.
На морском дне 7 установлено опорное основание 1, включающее манифольд (на фигуре не указан) и другое необходимое оборудование. Гибкий восходящий шланг 2 у основания связанный с манифольдом удерживается погружным буем 3, имеющим положительную плавучесть. Буй позиционируется над манифольдом основания при помощи системы тросов, состоящих из отдельных элементов (секций) 4, последовательное соединение которых осуществляется через крепления -рымы 9 равномерно закрепленных с двух сторон на шайбах плавучести 5. Шайбы плавучести также равномерно установлены на определенном расстоянии друг от друга вдоль линии гибкого шлага 2. Гибкий трубопровод закреплен в шайбах 5 с помощью фланца 10 и болтов для крепления 11. Для предотвращения перекручивания шланговой линии 2 при перекачки углеводородов в верхней части буя 3 устанавливается трубопроводный вертлюг 6.
Нагрузка на буй складывается из массы гибкого шланга, массы самого буя с прочной трубой внутри, массы вертлюга и другого навешанного на буй оборудования, а также массы тросов с шайбами. Плавучесть буя обеспечивается за счет использования полимерного пористого наполнителя, например, пенополистиролбетона. В обычных условиях плотность таких наполнителей составляет порядка 200 кг/м и выше. В подводных условиях в силу обжатия поглощения морской воды и др. факторов наполнителю необходима большая плотность - порядка 300 кг/м. Таким образом, в воде 1 м наполнителя обеспечивает плавучесть груза массой около 700 кг. Требуемый непроницаемый объем буя при максимальной глубине установки опорного основания составляет 92,3 м, что обеспечивает создание нейтральной плавучести.
При работе на больших глубинах (до 500 м) необходимо вдоль линии гибкого шланга устанавливать дополнительно через каждые 75 метров шайбы плавучести, также обеспечивающие его защиту от механических повреждений. Грузоподъемность шайб составляет 14 т.и имеют объем 20 м каждая.
Шайба плавучести (фиг. 2) представляет собой цилиндрическую оболочку толщиной 5 мм, заполненную полистиролбетоном. Внутри ее по центру проходит труба аналогичная трубе промежуточного буя. К этой трубе снизу и сверху через фланцы крепятся участки гибкого восходящего шланга длиной 75 м. Шайба имеет, например, по 8 рымов сверху и снизу, которые соединяются между собой. К этим рымам крепятся элементы тросовой системы поддержки - защиты гибкого шланга. Таким образом каждая шайба создает дополнительную силу в 14 тонн каждые 75 м для компенсации веса тросов массой 1.05 т и веса участка гибкого шланга весом 12.5 т.
Наличие тросовых элементов в конструкции защитного устройства предотвращает механические воздействия на гибкий восходящий трубопровод на глубинах моря свыше 150 метров, кроме того, шайбы плавучести создают дополнительную грузоподъемность натяжения тросовой системы, которая составляет 15% от суммарной плавучести системы защиты (буй и все шайбы).