УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСОЕДИНЕНИЯ ШВАРТОВКИ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR MOORING DETACHMENT (VERSIONS)

Изобретение в целом относится к устройству для отсоединения пришвартованных плавучих морских конструкций от швартовной бочки, когда они подвергаются природным воздействиям.
В морской промышленности бурения для добычи нефти и природного газа используются установленные на дне и плавучие пришвартованные конструкции. Бывают ситуации, в которых плавучие конструкции, которые пришвартованы на месте, должны быть отсоединены от своих швартовок и перемещены из-за сильных природных воздействий, таких как морской лед или штормы, такие как ураганы.
Когда становится необходимо отсоединить плавучую конструкцию из-за опасности сильного природного воздействия, предпочтительно, чтобы устройства швартовки оставались неповрежденными для повторного их присоединения в будущем.
Известные и предлагаемые устройства для отсоединения плавучей конструкции от устройств швартовки основаны на двух базовых подходах.
Один подход состоит в том, чтобы отсоединять каждую якорную оттяжку отдельно. Это может привести к тому, что отдельные оттяжки станут запутанными. Устройство швартовки затем должно восстанавливаться и повторно устанавливаться оттяжка за оттяжкой. Риски, связанные с этим подходом, следующие: 1) отскок якорных оттяжек при отсоединении под натяжением, ударяя и нанося повреждения плавучей конструкции, и 2) большие затраты времени на восстановление каждой оттяжки и индивидуальное повторное соединение. Этот подход является особенно непрактичным на покрытых льдом водах.
Вторым подходом является использование бочки, которая поддерживает швартовное оборудование и удерживает все оттяжки прикрепленными к отсоединенной бочке для последующего повторного соединения, как группы. Этот подход типично основан на устройстве конической бочки, которое отделяется от плавучей конструкции и способствует тому, что все якорные оттяжки остаются соединенными с отсоединенной бочкой. Это удерживает оттяжки вместе в группе, по сравнению с индивидуальным отсоединением оттяжек, но высота отсоединяемой бочки ограничена размером наибольшей ширины отсоединяемого плавучего основания. Это может привести к большой продолжительности времени, необходимой, чтобы буй освободил отсоединенную плавучую конструкцию.
Задачами систем швартовки, которые могут отсоединяться, состоят в быстром отсоединении и быстром увеличении расстояния между швартовкой и плавучей морской конструкцией.
В целом, риски или проблемы, которые возникают с этими отсоединяемыми устройствами, следующие: 1) заедание между отсоединяемой швартовной бочкой и плавучей конструкцией, когда механизм должен отсоединиться, и 2) контактное взаимодействие между отсоединяемой швартовной бочкой и плавучей конструкцией, что приводит к повреждению одной или обеих конструкций после того, как система швартовки отсоединена.
Заедание может происходить из-за того, что поверхности, которые должны разделяться, находились в контакте в течение нескольких лет перед первой попыткой отсоединения. Два корпуса могут быть разведены посредством механических устройств, но эти устройства должны отсоединяться, как только происходит разделение, для предотвращения повреждения отсоединяющего устройства. Другой главный риск состоит в том, что вследствие того что два корпуса перемещаются независимо друг от друга после отсоединения, но все еще в непосредственной близости, они могут столкнуться, вызывая повреждение одной или обеих конструкций.
Когда механизм отсоединения основан на конической бочке, поддерживающей швартовку, нижние профили бочки способствуют более быстрому отсоединению и росту просвета. Нагрузка с плавучей конструкции передается на устройство швартовки через контактную поверхность между плавучей конструкцией и бочкой. Для нагрузки заданной конструкции эта поверхность будет одинаковой для любой формы бочки. Эта поверхность может быть разработана посредством изготовления отсоединяемой бочки с большой высотой и с относительно небольшим диаметром (фиг. 1A) или посредством изготовления бочки с небольшой высотой и с большим диаметром (фиг. 1B). При одинаковой скорости вертикального отсоединения, бочка с более низким профилем будет отсоединяться быстрее, чем более высокая бочка, уменьшая таким образом риск взаимодействия после отсоединения.
Следовательно, существует необходимость в улучшенном средстве отсоединения плавучей морской конструкции от ее швартовки, бочки, когда она подвергается природным воздействиям.
Настоящее изобретение решает вышеуказанную проблему и относится к устройству для отсоединения швартовки для плавучей морской конструкции и отсоединяемой швартовной бочки. По меньшей мере один водомет высокого давления расположен для направления воды между плавучей морской конструкцией и швартовной бочкой. Плавучая морская конструкция и швартовная бочка также обеспечены имеющими специальную форму дополняющими поверхностями для обеспечения отсоединения и разделения. Одно или более механических сдерживающих устройств могут использоваться для удерживания плавучей морской конструкции и швартовной бочки соединенными вместе во время обычных операций бурения и добычи.
Различные новые признаки, характеризующие изобретение, указаны в формуле изобретения и в соответствующей части настоящего описания. Для лучшего понимания настоящего изобретения и преимуществ, достигаемых посредством его использования, приведены ссылки на сопроводительные чертежи и соответствующие, части настоящего описания, где описан предпочтительный вариант осуществления изобретения.
На сопроводительных чертежах, являющихся частью настоящей заявки, и на которых номера ссылок, показанные на чертежах, обозначают подобные или соответствующие части в описании, показано:
На Фиг. 1A - бочка отсоединения высокого профиля предшествующего уровня техники.
На Фиг. 1B - бочка отсоединения низкого профиля предшествующего уровня техники.
На Фиг. 2-5 - схематически представлено изобретение и отделение плавучей конструкции от швартовки.
Как видно на фиг. 2, устройство 10 для отсоединения швартовки содержит водометы 12 высокого давления в соединении с имеющими специальную форму контактными поверхностями 14 на плавучей морской конструкции 16 и швартовной бочки 18.
Очевидно, что показана только нижняя часть плавучей морской конструкции 16, обычно находящейся значительно ниже поверхности воды. Таким образом, поверхность воды не показана и подразумевается, что последовательности операций соединения и отсоединения происходят под поверхностью воды.
Водометы 12 предпочтительно расположены на корпусе плавучей морской конструкции 16. Запас воды и давление, количество водометов 12 и расстояние между водометами 12 определяется размером плавучей морской конструкции 16 и швартовной бочки 18.
Во время обычных морских операций бурения для добычи нефти или природного газа используется механическое соединение или сдерживающие устройства 20 для удерживания плавучей морской конструкции 16 и швартовой бочки 16 сцепленными вместе. Любые подходящие соединительные устройства, такие как гидравлические поршни или реечные или шестеренчатые домкратные устройства, могут использоваться в качестве механических соединительных устройств 20.
Балластная сила также может использоваться, для удерживания плавучей морской конструкции и швартовной бочки вместе.
Направленная вниз коническая форма 22 на плавучей морской конструкции 16 предпочтительно используется в соединении с дополняющей формой 24 швартовной бочки 18 для приема конической формы 22. Как видно на чертежах, коническая форма 22 и имеющий дополняющую ее форму приемник 24 предпочтительно выполнены с низкой высотой профиля, то есть меньшей, чем существующие на данный момент конструкции.
При функционировании, плавучая морская конструкция 16 и швартовная бочка 18 удерживаются вместе во время операций бурения или добычи посредством механических сдерживающих устройств 20. Когда природные силы вызывают необходимость отсоединения, механические сдерживающие устройства 20 отсоединяются и водометы 12 высокого давления приводятся в действие для осуществления отделения плавучей морской конструкции 18 от швартовной бочки 18.
Как видно на фиг. 3, якорные оттяжки 26 обеспечивают сохранение силы для осуществления возвращения швартовной бочки 18 в ее обычное положение равновесия.
На Фиг. 4 представлен случай, когда сила льда может заставить морскую плавучую конструкцию 16 поворачиваться перед полным отсоединением и отделением от швартовной бочки 18. Однако можно видеть, что имеющие специальную форму поверхности низкого профиля способствуют отсоединению.
Как проиллюстрировано на фиг. 5, балластные силы также могут использоваться, для осуществления отделения плавучей морской конструкции 16 от швартовной бочки 18 посредством удаления балласта с плавучей морской конструкции 16 (заставляя ее плыть вверх) и добавления балласта к швартовной бочке 18 (заставляя ее перемещаться вниз). Проиллюстрированное изменение обычного балансировочного угла швартовной бочки 18 вызвано балластными силами и давлением со стороны водометов 12.
Изобретение предоставляет несколько преимуществ по сравнению с ранее использованными средствами отсоединения системы швартовки.
Оно позволяет плавучей конструкции отсоединяться от швартовки, когда она подвергается природным воздействиям, таким как морской лед, и верхней части плавучей конструкции - удаляться от продолжительного воздействия, в то же время сохраняя устройство швартовки неповрежденным для повторного прикрепления к плавучей конструкции.
Изобретение решает задачу предотвращения заедания и поддерживает безопасное расстояние между плавучей конструкцией и бочкой, поддерживающей устройство швартовки.
Изобретение способствует более быстрому отсоединению, чем в предшествующем уровне техники, и, таким образом, снижает риск повреждения плавучей конструкции и швартовки из-за их контакта во время отсоединения.
Способ отсоединения изобретения помогает предотвратить заедание между бочкой, поддерживающей якорные оттяжки, и плавучей конструкцией.
В то время как конкретные варианты осуществления и/или детали изобретения были показаны и описаны выше, чтобы проиллюстрировать применение принципов изобретения, понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено, как более полно описано в формуле изобретения, или как иным образом известно специалистам в данной области техники (включая любые и все эквиваленты), без отклонения от таких принципов.