БУРОВАЯ ПЛАТФОРМА

Полезная модель относится к устройствам для проведения инженерно-геологических изысканий на шельфе и может быть использована при буровых работах на мелководье и внутренних водоемах.
Известна морская самоподъемная платформа для освоения континентального шельфа, предназначенная для эксплуатации на предельном мелководье на слабонесущих грунтах и включающая в себя водоизмещающий корпус с элементами набора, смонтированный с возможностью перемещения по опорным колоннам посредством опорно-подъемного устройства с гидравлическим механизмом подъема и задавливания, в которой упомянутый корпус смонтирован с возможностью опускания на грунт по опорным колоннам, каждая из которых в нижней оконечности выполнена в форме закольной сваи. Причем ребра жесткости набора днища корпуса расположены с его наружной стороны. При этом для работы на глубинах, превышающих глубины предельного мелководья, каждая из опорных колонн снабжена съемным башмаком, смонтированным с возможностью разъемного соединения с нижней оконечностью опорной колонны (патент РФ на полезную модель №140168, МПК Е02В 17/00. Опубл. 27.04.2014).
Известна также морская погружная платформа для работы на мелководье, содержащая прямоугольный водоизмещенный понтон, на котором смонтирована эстакада с установленной на ней площадкой с оборудованием, в которой водоизмещающий понтон на длине не менее 0,25 и не более 0,48 общей длины понтона выполнен шириной, превышающей ширину понтона на миделе. При этом общая длина понтона составляет не менее восьми глубин моря в районе эксплуатации платформы (патент РФ на изобретение №2123089, МПК Е02В 17/00. Опубл. 10.12.1998).
Однако эти платформы предназначены для освоения мелководного континентального морского шельфа и не могут эксплуатироваться при буровых работах на мелководье и внутренних водоемах.
Наиболее близкой к предлагаемой по своей технической сущности является буровая платформа, содержащая раму, на которой установлены буровое и вспомогательное оборудование, средства позиционирования платформы на точке бурения, выполненные в виде оснащенных опорной пятой стоек, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих, закрепленных на раме платформы, тали для подъема рамы по стойкам и поплавки (патент РФ на изобретение №2231594, МПК Е02В 17/00, В63В 35/44. Опубл. 27.06.2004).
Но эта платформа состоит из массивных и габаритных сборочных единиц (поплавки, рама), в связи с чем для ее транспортировки к месту проведения буровых работ, сборки на берегу водоема и спуска на воду необходимо использовать вспомогательные механизмы (краны, бульдозер, тяжелый грузовик).
Кроме того, поплавки, несмотря на то, что их торцы снабжены обтекателями, создают из-за своих больших габаритов заметное сопротивление при буксировке по воде. Помимо этого, большие габариты поплавков увеличивают парусность платформы, что может привести к ухудшению остойчивости платформы.
Кроме того на переустановку платформы на новую точку бурения и демонтаж в случае ее эвакуации требуется значительное время из-за необходимости поочередно убирать верхние секции стоек по мере их выхода над верхней кромкой направляющих. А задержка с эвакуацией платформы может привести, например при приближении шторма, к нежелательным последствиям.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является исключение необходимости во вспомогательных механизмах при транспортировке и спуске платформы на воду, повышение ее остойчивости, снижение сопротивления при буксировке по воде, а также сокращение времени на переустановку платформы на новую точку бурения и демонтаж в случае ее эвакуации.
Поставленная задача решается тем, что в буровой платформе, содержащей раму, на которой установлены буровое и вспомогательное оборудование, средства позиционирования платформы на точке бурения, выполненные в виде оснащенных опорной пятой стоек, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих, закрепленных на раме платформы, тали для подъема рамы по стойкам и поплавки, рама и стойки платформы выполнены из модулей в виде пространственной фермы, жестко связанных между собой, а поплавки - в виде ассимметричного веретена с пониженной плоской палубой в середине. При этом их внешняя силовая оболочка изготовлена из воздухонепроницаемого, упругого, эластичного и прочного материала с низким коэффициентом трения, а каждая стойка снабжена средством ее подъема, например, в виде лебедки.
Выполнение рамы и стоек платформы из модулей в виде пространственной фермы, жестко связанных между собой, значительно уменьшает вес платформы, что позволяет исключить использование вспомогательных механизмов при ее транспортировке и спуске на воду. Кроме того, такое конструктивное решение обеспечивает прочность, надежность, технологичность платформы, минимальное время на ее монтаж/демонтаж, а также взаимозаменяемость модулей рамы и стоек.
Выполнение поплавков в виде ассимметричного веретена снижает буксировочное сопротивление платформы при перегоне по воде, обеспечивая ее высокие ходовые характеристики.
Пониженная плоская палуба в середине поплавков приводит к снижению их центра тяжести, что повышает поперечную остойчивость платформы и снижает ее парусность.
Выполнение же внешней, силовой оболочки поплавков из прочного материала, имеющего низкий коэффициент трения, облегчает спуск платформы по грунту на воду без использования вспомогательных механизмов. Одновременно внешняя, силовая оболочка защищает от повреждения посторонними предметами, что повышает надежность платформы.
Снабжение каждой стойки лебедкой сокращает время на установку платформы на точку эксплуатации и ее демонтаж в случае перебазирования, т.к. при этом не требуется сборка и разборка стоек, которые поднимаются целиком.
Технический результат заключается в повышении надежности платформы и сокращении времени на ее переустановку и демонтаж.
На фиг. 1 показан общий вид платформы, находящейся на берегу; на фиг. 2 - общий вид платформы, находящейся наплаву; на фиг. 3 показана схема поднятия и опускания стоек и рамы.
Буровая платформа содержит (фиг. 1-3) раму 1, стойки 2, размещенные в направляющих 3, поплавки 4, лебедки 5 и тали 6. Каждая стойка 2 снабжена опорной пятой 7, имеющей для устойчивости в грунте палец 8, и соединена с лебедкой 5, обеспечивающей подъем и опускание стойки 2.
На стойке 2 установлен роликовый блок 9, обеспечивающий плавность хода силовой цепи 10 тали 6 при подъеме/спуске платформы.
А каждая из четырех направляющих 3 снабжена роликами 11 (фиг. 3) для плавного хода стойки 2 и предотвращения ее заклинивания, а также средством фиксации (не показано). Рама 1 и стойки 2 выполнены из модулей 12 в виде пространственной фермы, жестко связанных между собой с помощью быстроразъемных соединений (не показаны). Поплавки 4, прикрепленные к раме 1, имеют вид ассимметричного веретена с пониженной плоской палубой 13 в середине. Внешняя силовая оболочка поплавков 4 изготовлена из материала с двухсторонним поливинилхлоридным покрытием (ПВХ) типа лодочной ткани Boat. На раме 1 уложен и закреплен щитовой настил 14 с рифленой поверхностью, предотвращающей скольжение обслуживающего персонала, а также вспомогательного инвентаря и оборудования. На настиле 14 размещено буровое оборудование 15, жестко связанное с рамой 1. Для предотвращения падения в воду рабочего инструмента на щитовом настиле 14 установлены фальшборта 16. На раме 1 предусмотрено место для установки транца (не показано), на котором закрепляют движитель (не показан), используемый в качестве силового или подруливающего мотора. Для повышения остойчивости, плавучести и грузоподъемности платформы, при сохранении ее компактности, количество поплавков 4 выбрано, равным шести, которые равномерно, по двое, распределены на нижней поверхности рамы 1. При этом два кормовых поплавка 4 разнесены; два носовых - сближены, а два боковых - установлены оппозитно в середине длинной стороны рамы 1. С обеих сторон к поплавкам 4 прикреплены несущие в виде труб 17, длина которых не превышает длины палубы 13, что предотвращает возможное повреждение внешней силовой оболочки поплавков 4.
Заявленная буровая платформа работает следующим образом.
Т.к. платформа имеет облегченную конструкцию, то ее доставляют на место эксплуатации, не используя специальный транспорт и подъемные устройства. Все элементы (модули, поплавки и др.), из которых состоит буровая платформа, имеют небольшой вес и могут быть перенесены силами одного или двух рабочих. Сборка платформы также не требует привлечения спецтехники: достаточно пяти человек.
В исходном положении собранная буровая платформа находится на берегу, опираясь на грунт поплавками 4. При этом стойки 2, собранные из модулей 12, подняты и зафиксированы над уровнем земли (фиг. 1).
Далее платформу сталкивают в воду. Небольшой вес платформы и обладающие низким коэффициентом трения и весом поплавки 4 снижают тяговые усилия и обеспечивают легкое скольжение при перемещении платформы по суше и в воде (до глубин, обеспечивающих ее всплытие), что позволяет столкнуть платформу в воду силами 5-6 человек, не используя при этом какие-либо вспомогательные механизмы, например, бульдозер, грузовик или плавсредство (судно буксировщика или плавающий транспортер).
После выхода платформы на глубину, обеспечивающую ее всплытие, фиксируют на берегу швартовый конец (не показан), закрепленный на платформе.
Затем устанавливают на платформе буровое оборудование 15, необходимое для выполнения поставленных производственных задач.
После чего платформу при помощи буксировочного катера или штатно установленного движителя выводят на место проведения буровых работ и предварительно позиционируют на точке бурения четырьмя якорями Данфорта (не показаны).
С помощью лебедок 5 плавно опускают стойки 2 по роликам 11 направляющих 3 до соприкосновения с грунтом дна 18 водоема 19 (фиг. 2).
В случае, если глубина водоема 19 превышает высоту стойки 2, ее наращивают имеющимися резервными модулями 12, и продолжают наращивание и опускание стоек 2 до тех пор, пока палец 8 опорной пяты 7 не углубится в грунт дна 18 водоема 19. Все модули 12 стоек 2 скрепляют между собой быстроразъемными соединениями (не показаны),
После того, как все стойки 2 установятся на дне 18 водоема 19, начинают подъем буровой платформы по направляющим 3 с помощью талей 6. Для этого на стойках 2 закрепляют, при помощи быстроразъемных соединений (не показаны), роликовый блок 9, через который перекидывают силовую цепь 10 тали 6, закрепляемую на направляющей 3 (фиг. 3).
Далее при помощи управляющей цепи 20 (фиг. 3) талей 6 выбирают силовую цепь 10, которая, в свою очередь, приводит в движение раму 1 по направляющим 3. При поднятии рамы 1 необходимо ослаблять трос лебедок 5. После выхода рамы 1 на заданный уровень над поверхностью водоема 19 фиксируют стойки 2 в направляющих 3 средствами фиксации.
После установки платформы на точке проведения работ буровое оборудование 15 переводят в рабочее положение, и проводят на этой точке буровые работы.
По окончании бурения и при необходимости перемещения платформы на заданную точку освобождают фиксирующее устройство в направляющих 3 и, ослабляя силовую цепь 10 талей 6, опускают раму 1 на поверхность водоема 19, возвращая платформе плавучесть. Затем отсоединяют тали 6 от направляющих 3 и снимают тали 6 с роликового блока 9. После чего с помощью лебедок 5 отрывают стойки 2 от грунта дна 18 водоема 19. При этом поднимают стойки 2 до высоты, исключающей их повреждение при буксировке платформы. Затем при помощи буксира или штатного движителя, выбрав якоря, перемещают платформу на другую заданную точку бурения.
При эвакуации буровой платформы на берег (например, при приближении шторма) ослабляют силовую цепь талей 6, опуская платформу до возвращения ей плавучести. Лебедками 5 поднимают стойки 2 на высоту, обеспечивающую транспортировку платформы, не повреждая стойки 2. Далее платформу буксируют к берегу до тех пор, пока поплавки 4 не коснутся дна 18. Демонтируют буровое оборудование 15 и спускают его с платформы, которую затем вытаскивают на берег.
В ООО «Газснабинвест» разработана техническая документация и изготовлен опытный образец буровой платформы, успешно прошедшей испытания (бассейн р. Волга) и показавшей повышенную остойчивость, надежность, пониженное буксировочное сопротивление при буксировке по воде, а также незначительное время на переустановку и демонтаж.