ЛЕДОСТОЙКИЙ БУРОВОЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОСВОЕНИЯ МЕЛКОВОДНОГО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕДОСТОЙКОГО БУРОВОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОСВОЕНИЯ МЕЛКОВОДНОГО КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА
ICE-RESISTANT DRILLING COMPLEX FOR DEVELOPING SHALLOW CONTINENTAL SHELF AND METHOD TO ESTABLISH ICE-RESISTANT DRILLING COMPLEX FOR DEVELOPING SHALLOW CONTINENTAL SHELF

Заявляемая группа изобретений относится к гидротехническим сооружениям, а более конкретно к конструкциям ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа и способам их формирования.
Известно гидротехническое сооружение для расширения возможностей эксплуатации самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ) и способ его формирования (см. патент RU №2040638, МПК Е02В 17/00 от 1993 г.), включающее верхнее строение с опорами и технологическое оборудование, а также ледостойкое опорное основание и узлы соединения верхнего строения с ледостойким основанием. Ледостойкое опорное основание выполнено в виде прикрепленного к дну подводного корпуса с установленными на нем одна напротив другой двумя ледостойкими опорами, возвышающимися над водой, на верхних концах которых размещены направляющие и установленные между ними с возможностью горизонтального перемещения консольные балки, обращенные одна к другой концами, выполненными вилкообразными в плане и охватывающими ледостойкие опоры, а верхнее строение выполнено в виде СПБУ с корпусом и тремя опорными колоннами с механизмом подъема и спуска, причем корпус СПБУ опирается на вилкообразные концы консольных балок.
Недостатками указанного известного аналога являются сложность и недостаточная надежность механизма поворота консольных балок, больший прогиб корпуса СПБУ при установке на консольные балки по сравнению с эксплуатацией на опорах из-за увеличения расстояния между точками опирания (вследствие чего нет возможности дополнительно принять различные запасы и грузы для обеспечения бурения в ненавигационный период (период ледовой обстановки)), а также высокая сложность изготовления и значительная металлоемкость сооружения, состоящего из двух стационарных частей, которые должны быть закреплены к грунту большим количеством свай.
Известен ледостойкий комплекс для освоения мелководного континентального шельфа (см. SU №1822892, МПК Е02В 17/00 от 1990 г. - прототип заявляемых комплекса и способа), содержащий ледостойкое опорное основание, состоящее из водоизмещающих секций, и верхнее строение, смонтированное на опорном основании с возможностью вертикального перемещения по опорным колоннам. При этом верхнее строение комплекса представляет собой автономную самоподъемную плавучую буровую установку, имеющую корпус, опорные колонны с механизмом подъема и буровую вышку, а секции опорного основания выполнены в виде сегментов, образующих при стыковке колодцы, расположенные вокруг опорных колонн, причем диаметр колодцев больше диаметра башмаков опорных колонн.
Также известен способ формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа и ледостойкий комплекс. Указанный известный способ формирования ледостойкого бурового комплекса по прототипу включает в себя транспортировку водоизмещающих частей (секций) ледостойкого опорного основания, их стыковку и установку на грунт посредством балластировки, установку на основание верхнего строения с возможностью вертикального перемещения по опорным колоннам. Он характеризуется тем, что предварительно на точке бурения в безледовый период устанавливают верхнее строение комплекса, представляющее собой автономную самоподъемную плавучую буровую установку, имеющую корпус, опорные колонны с механизмом подъема и буровую вышку, поднимают корпус и подводят под него водоизмещающие секции ледостойкого опорного основания, затем стыкуют секции между собой с образованием вокруг опорных колонн колодцев, диаметр которых больше диаметра башмаков опорных колонн, балластируют основание до установки на грунт, после чего опускают корпус самоподъемной установки по опорным колоннам до посадки его на ледостойкое опорное основание
Недостатками указанных известных комплекса и способа формирования по прототипу являются недостаточная безопасность и сложность стыковки секций ледостойкого основания при повышении риска столкновения (навала) стыкуемых секций опорного основания с опорными колоннами СПБУ. При этом диаметр образованного сегментами опорного основания должен быть достаточно большим, а именно таким, чтобы закрывать все опоры, что приводит к увеличению ледовых нагрузок, действующих на комплекс, и, как следствие, ведет к увеличению металлоемкости. Также недостатком при такой конструкции комплекса является то, что перераспределения нагрузки от корпуса СПБУ на опорное основание не происходит по сравнению с эксплуатацией в безледовый период, и количество принимаемых грузов для работы в ненавигационный период не может быть увеличено.
Техническим результатом заявляемых способа формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа и ледостойкого комплекса, сформированного по упомянутому способу, является повышение надежности и безопасности конструкции комплекса и способа его формирования
Указанный технический результат достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа, содержащем ледостойкое опорное основание, состоящее из водоизмещающих секций, и верхнее строение, смонтированное на опорном основании с возможностью вертикального перемещения по опорным колоннам, выполненное в виде автономной самоподъемной плавучей буровой установки, имеющей корпус, опорные колонны с механизмом подъема и буровую вышку, тем, что опорное основание выполнено составным из опорной и ледоломной частей, причем ледоломная часть выполнена с возможностью размещения и стыковки с верхней частью упомянутой опорной части основания под днищем установленной на упомянутой опорной части самоподъемной плавучей буровой установки, а корпус упомянутой установки установлен с опиранием по периметру на ледоломную часть основания для обеспечения минимального прогиба корпуса в его средней части.
Кроме того, указанный технический результат достигается в ледостойком буровом комплексе для освоения мелководного континентального шельфа также тем, что опорная часть основания выполнена с нишами для установки и удержания опорных колонн упомянутой самоподъемной плавучей буровой установки, а также тем, что опорная и ледоломная части основания выполнены с проемом для прохода буровой колонны.
Указанный технический результат достигается в способе формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа, содержащего ледостойкое опорное основание, состоящее из водоизмещающих секций, и верхнее строение, смонтированное на опорном основании с возможностью вертикального перемещения по опорным колоннам, выполненное в виде автономной самоподъемной плавучей буровой установки, имеющей корпус, опорные колонны с механизмом подъема и буровую вышку, заключающемся в транспортировке опорного основания и установке его на дно моря посредством балластировки, а также установке на опорное основание верхнего строения с возможностью вертикального перемещения по опорным колоннам, тем, что опорное основание выполняют из опорной и ледоломной частей, предварительно изготавливают упомянутые части опорного основания и транспортируют их к месту формирования комплекса, затем первоначально посредством балластировки устанавливают на точке формирования комплекса опорную часть основания, а затем верхнее строение в виде самоподъемной плавучей буровой установки на упомянутую опорную часть основания, и поднимают корпус упомянутой установки над водой, после чего заводят ледоломную часть в пространство между днищем установки и верхней частью опорной части основания, наводят ледоломную часть на опорную часть основания и стыкуют с последней, после чего посредством механизма подъема опускают корпус установки на ледоломную часть основания, опирая его по периметру так, чтобы его прогиб в средней части был минимальным, затем опорные колонны установки поднимают в положение по-походному, выдвигают кантилевер с буровой вышкой для обеспечения возожности бурения.
На фигуре 1 изображен ледостойкий комплекс в сборе, вид сбоку:
на фиг.2 изображено то же, вид сверху;
на фиг.3 изображено ледостойкое основание в сборе, вид сбоку;
на фиг.4 изображена опорная часть ледостойкого основания с нишами;
на фиг.5 изображен подвод ледоломной части опорного основания к опорной части основания между опорами СПБУ;
на фиг.6 изображена стыковка опорной и ледоломной частей опорного основания;
на фиг.7 изображен ледостойкий комплекс в сборе при выдвинутом кантилевере, вид сбоку.
Заявляемый ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа содержит ледостойкое опорное основание 1, состоящее из опорной 2 и ледоломной 3 водоизмещающих частей, и верхнее строение 4, смонтированное на опорном основании 1 с возможностью вертикального перемещения по опорным колоннам 5, выполненное в виде автономной самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ), имеющей корпус 6, опорные колонны 5 с механизмом подъема (не показан) и буровую вышку 7.
Ледоломная часть 3 основания 1 выполнена с возможностью размещения и стыковки с верхней частью 8 опорной части 2 основания 1 под днищем 9, установленной на упомянутой опорной части 2 самоподъемной плавучей буровой установки 4, а корпус 6 установки 4 установлен с опиранием по периметру на ледоломную часть 3 основания 1 для обеспечения минимального прогиба корпуса 6 в его средней части для передачи усилий с обеспечением минимального изгибающего момента корпуса 6 и минимального прогиба, что позволит принять максимальное количество запасов на ненавигационный период.
Опорная часть 2 основания 1 выполнена с нишами 10 для установки и опирания опорных колонн 5 самоподъемной плавучей буровой установки 4, для обеспечения надежной установки и фиксации.
Опорная 2 и ледоломная 3 части основания 1 выполнены со сквозным проемом 11 для прохода буровой колонны (не показана), что обеспечивает возможность бурения при защите от ледовых образований.
Для обеспечения транспортировки частей 2 и 3 опорного основания 1 и автономной самоподъемной плавучей буровой установки 4 предусмотрены суда-буксировщики (не показаны).
Заявляемый способ формирования ледостойкого бурового комплекса для освоения мелководного континентального шельфа осуществляется следующим образом.
Опорное основание 1 выполняют из опорной 2 и ледоломной 3 частей, предварительно изготавливают упомянутые части 2 и 3 опорного основания 1 и транспортируют их к месту формирования комплекса посредством буксировщиков (не показаны). Затем первоначально посредством балластировки устанавливают на точке формирования комплекса опорную часть 2 основания 1 (для обеспечения дополнительной надежности она может крепиться сваями (не показаны)), а потом верхнее строение 4 в виде самоподъемной плавучей буровой установки наводят над опорным основанием 1 и устанавливают на упомянутую опорную часть 2 основания 1, опираясь опорными колоннами 5 в ниши 10, и поднимают корпус 6 установки 4 над водой.
После этого посредством буксировщиков (не показаны) заводят ледоломную часть 3 основания 1 в пространство между днищем 9 установки 4 и верхней частью 8 опорной части 2 основания 1, наводят ледоломную часть 3 на опорную часть 2 основания 1, также посредством буксировщиков (не показаны) позиционируют и проводят балластировку, после чего стыкуют ледоломную часть 3 с опорной частью 2 основания 1. Затем посредством механизма подъема (не показан) опускают корпус 6 установки 4 на ледоломную часть 3 основания 1 опирая его по периметру так, чтобы обеспечить наименьший изгибающий момент, действующий на корпус 6 и чтобы его прогиб в средней части был минимальным, затем опорные колонны 5 установки 4 поднимают в положение по-походному, выдвигают кантилевер с буровой вышкой 7 для обеспечения возожности бурения.
Технико-экономические преимущества заявляемой группы изобретений заключаются в повышении надежности и безопасности конструкции комплекса и способа его формирования путем обеспечения возможности опирания автономной СПБУ на опорное основание таким образом, при котором опирание днища корпуса СПБУ обеспечивается по периметру, благодаря чему уменьшаются напряжения в корпусе, вследствие чего на СПБУ может быть размещено большее количество запасов, позволяющее вести бурение в ненавигационный период.