САМОПОДЪЕМНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА
SELF-LIFTING DRILLING RIG

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к конструкциям ледостойких самоподъемных плавучих буровых установок, предназначенным для бурения нефтяных и газовых скважин на шельфах морей с периодом ледовых воздействий.
Известна «Ледостойкая моноподная самоподъемная плавучая буровая установка» (Патент RU №2477351 C1, МПК: E02B 17/02), которая имеет верхний корпус с выдвижной консолью и буровой вышкой, смонтированный с возможностью вертикального перемещения относительно центральной колонны посредством механизма подъема по опорной колонне, прочно соединенной с опорным основанием, а для защиты бурящейся скважины от воздействия льда установка снабжена защитной колонной, смонтированной под буровой вышкой
Недостатком данного технического решения является то, что ледовая защита обеспечена непрозрачной, непроницаемой конструкцией моноопоры с массивным основанием большой площади опорной поверхности с применением высокопрочной стали, что значительно увеличивает массу и затраты на изготовление ледозащитной моноопоры.
Известна «Мобильная, арктическая буровая система круглогодичного действия» (Патент RU №2422614 C2, МПК: E21B 17/00 E21B 7/12), взятая за прототип, имеющая буровую вышку, расположенную на корпусе, из которого выдвигаются цилиндрические опорные колонны, выдерживающие локальные ледовые нагрузки, состоящие из сплошной внешней обшивки и внутренней обшивки, пространство между внутренней и внешней обшивкой заполнено связующим материалом, например жидким цементным раствором. Процесс бурения производится через одну из опор платформы с передвижением буровой вышки над опорой или через рядом стоящий ледостойкий кессон, защищающий устье скважин, с применением консольной схемы расположения буровой вышки в кормовой части платформы.
Недостатком данного технического решения является применение ледозащитного исполнения в виде внешней и внутренней обшивки с заполнением пространства между внутренней и внешней обшивкой жидким цементным раствором по всей длине опорных колонн, что увеличивает их массу и затраты на изготовление, а в случае применения рядом стоящего ледостойкого кессона, защищающего устья скважин, потребует дополнительных затрат на строительство ледостойкого кессона.
При использовании варианта бурения через одну из опор платформы с передвижением буровой вышки над опорой по корпусу потребуется полное выдвижение опор из корпуса для достижения уровня передвижения буровой вышки по корпусу над опорой, что означает использование платформы в узком диапазоне возможных глубин эксплуатации. Дополнительно возникнет ограничение размера сетки буровых скважин размерами поперечного сечения опоры.
Задача настоящего изобретения заключается в упрощении конструкции опорных колонн в период ледовых воздействий, уменьшении их массы, уменьшении затрат на строительство, связанных с организацией ледовой защиты, увеличении диапазона возможных глубин эксплуатации самоподъемной буровой установки.
Поставленная задача достигается тем, одно из оснований выполнено райзерным, опоры выполнены в виде форменных конструкций, две из которых выполнены в виде одиночных опор, снабженных ледовыми дефлекторами, а одна опора выполнена из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, закрепленных на райзерном основании, и снабжена райзерным ледовым дефлектором. Зона бурения, проходящая через опору, выполненную из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, снабжена буровыми колоннами. Ледовые дефлекторы и райзерный ледовый дефлектор, обладающие положительной плавучестью за счет встроенных в них балластных цистерн, установлены с возможностью скольжения вдоль одиночных опор и опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, и фиксацией на них. Райзерный ледовый дефлектор снабжен подвижной защитной плитой с отверстиями под буровые колонны, выполненной с возможностью скольжения вдоль опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, с образованием замкнутой воздушной полости вокруг буровых колонн на уровне ватерлинии, для подачи в нее, например, пара с корпуса, например, гибким трубопроводом для защиты буровых колонн от образования льда в период отрицательных температур. Буровая вышка размещена на корпусе в центре опоры, имеющей две отнесенные друг от друга параллельные опоры, с возможностью перемещения между буровыми колоннами для увеличения диапазона возможных глубин эксплуатации.
Сущность заявляемой самоподъемной буровой установки поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 схематически изображен изометрический вид самоподъемной буровой установки с ледовыми дефлекторами, райзерным ледовым дефлектором и райзерным основанием;
- на фиг.2 изображен вид сверху самоподъемной буровой установки с расположением одиночных опор и размещенной буровой вышкой на корпусе в центре опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, с возможностью перемещения в зоне бурения;
- на фиг.3 показан поперечный разрез через центр опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, при размещении самоподъемной буровой установки в ледовых условиях;
- на фиг.4 показан продольный разрез при размещении самоподъемной буровой установки в ледовых условиях;
- на фиг.5 показан поперечный разрез через центр опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор, при буксировке самоподъемной буровой установки;
- на фиг.6 показан продольный разрез при буксировке самоподъемной буровой установки.
Самоподъемная буровая установка (фиг.1) состоит из корпуса 1, в котором размещены жилые и служебные помещения, оборудование и системы, обеспечивающие штатную эксплуатацию самоподъемной буровой установки, жизнедеятельность и спасение экипажа, буровой вышки 2, опоры в виде одиночных опор 3 и опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, с ледовыми дефлекторами 5 и райзерным ледовым дефлектором 6 с встроенными балластными цистернами 7 с возможностью обеспечения положительной плавучести. Одиночные опоры 3 имеют основания 8, а опора, выполненная из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4 - райзерное основание 9. Ледовые дефлекторы 5 и райзерный ледовый дефлектор 6 выполнены с возможностью скольжения вдоль одиночных опор 3 и опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, с возможностью фиксации своего положения на них, и зона бурения, проходящая через опору, выполненную из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, снабжена буровыми колоннами 10. Райзерный ледовый дефлектор 6 снабжен подвижной защитной плитой 11. Подвижная защитная плита 11, с отверстиями 13 под буровые колонны 10, выполнена также с возможностью скольжения вдоль опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, с образованием замкнутой воздушной полости 12 вокруг буровых колонн 10 на уровне ватерлинии. Корпус 1 (фиг.3) снабжен, например, гибким трубопроводом 14 для подачи, например, пара в замкнутую воздушную полость 12 для защиты буровых колонн 10 от образования льда в период отрицательных температур. Буровая вышка 2 размещена на корпусе 1 в центре опоры, имеющей две отнесенные друг от друга параллельные опоры 4, с возможностью перемещения между буровыми колоннами 10 (фиг.2).
Самоподъемная буровая установка работает следующим образом.
Транспортировка самоподъемной буровой установки к месту эксплуатации выполняется с поднятыми одиночными опорами 3 и опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, выполненными в виде форменных конструкций (фиг.5, 6).
Размещение самоподъемной буровой установки на месте эксплуатации (фиг.3, 4) происходит за счет опускания до уровня грунта одиночных опор 3 с основаниями 8, опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, с райзерным основанием 9. В ходе опускания их до грунта происходит задавливание оснований 8 и райзерного основания 9 в грунт, которое может быть различным для всех оснований. Далее происходит подъем корпуса 1 на опорах, выполненных в виде форменных конструкций 3, 4, до уровня выше волновых воздействий, тем самым ледовые дефлекторы 5 и райзерный ледовый дефлектор 6 за счет встроенных в их конструкцию балластных цистерн 7 остаются в необходимом положении на уровне ватерлинии и в ожидаемой зоне образования льда в период отрицательных температур, скользя вдоль одиночных опор 3 и опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, соответственно. Подвижная защитная плита 11 с отверстиями 13 под буровые колонны 10 закреплена в верхнем положении в корпусе 1 самоподъемной буровой установки при волновых нагрузках и опускается на райзерный ледовый дефлектор 6, вдоль опоры, выполненной из двух отнесенных друг от друга параллельных опор 4, в период отрицательных температур создавая замкнутую воздушную полость 12 (фиг.3) вокруг буровых колонн 10 на уровне ватерлинии. С корпуса 1 (фиг.3) подается, например, гибкий трубопровод 14 для подачи, например, пара в замкнутую воздушную полость 12 для защиты буровых колонн 10 от образования льда в период отрицательных температур. Для увеличения диапазона глубин эксплуатации буровую вышку 2 размещают на корпусе 1 в центре опоры, имеющей две отнесенные друг от друга параллельные опоры 4, помимо этого буровая вышка 2 может перемещаться в центре опоры, имеющей две отнесенные друг от друга параллельные опоры 4, между буровыми колоннами 10.
Демобилизация самоподъемной буровой установки происходит, в целом, в порядке, обратном установке.
Технико-экономическая эффективность будет достигнута за счет сокращения размеров, массы и упрощения конструкции ледовой защиты, что приведет к уменьшению стоимости ледовой защиты, увеличению размера сетки буровых скважин, увеличению диапазона возможных глубин и расширению районов эксплуатации самоподъемной буровой установки.