ВЕРТИКАЛЬНАЯ УСТАНОВКА УДЛИНЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АГРЕГАТА
VERTICAL INSTALLATION OF ELONGATED TECHNOLOGICAL ASSEMBLY

Изобретение относится к способу установки на морском дне удлиненного технологического агрегата, имеющего первый конец и второй конец. Также представлен способ возвращения технологического агрегата с морского дна. Кроме того, это изобретение относится к приемному устройству для использования в манипуляциях с технологическим агрегатом.
Предпосылки изобретения
Так как установка или возвращение технологического агрегата, такого как сепаратор, может стать частью схемы установки/возвращения модуля для месторождения, важно, чтобы эта операция могла выполняться эффективно, с минимальным временем простоя. Есть причина полагать, что максимально допустимое для работы состояние моря при горизонтальном развертывании агрегата будет отчасти ограничено, особенно для работы из корпуса судна.
Уровень техники
Патент США №4676696 (Laursen) относится к устройству для крепления трубопровода к конструкции около морского дна, содержащему вертикально расположенную направляющую воронку, помещенную сверху направляющей трубы, снабженной винтовым пояском, взаимодействующим со шпонкой, установленной на трубопроводе. Во время установки трубу вставляют в направляющую воронку и направляющую трубу, вызывая, таким образом, скольжение шпонки вдоль пояска до тех пор, пока пара шарнирных штырей, установленных на трубопроводе, не войдет в пару щелей в стенке направляющей трубы. Затем трубопровод проворачивают вниз до горизонтального положения.
Патент США №4671702 (Langner) относится к способу и устройству для присоединения трубопровода к подводной конструкции. Стояк и инструмент для присоединения трубопровода развертывают вниз к подводной конструкции, а зажимную головку трубопровода, находящуюся на конце трубопровода, подтягивают к инструменту для присоединения трубопровода посредством тягового троса. Затем головку трубопровода крепят к подводной конструкции, а инструмент для присоединения трубопровода возвращают к поверхности. Зажимная головка трубопровода состоит из соединительного патрубка с поверхностью зажима, к которой приваривается трубопровод, а также гибкого хомута для труб из сцепляющихся металлических колец, в который вставляется конец трубопровода. Хомут для труб ограничивает кривизну трубопровода, когда зажимную головку сгибают для совмещения с приемником подводной конструкции для трубопровода. Оконечная головка трубопровода может содержать плавучие охватывающие кольца, которые удерживают ее за пределами трудного рельефа вблизи подводной конструкции.
Патент США №4277202 (Archambaud и др.) относится к способу и устройству для развертывания и присоединения конца подводного трубопровода к соединительному рукаву.
Патент США №4877356 (Bontenbal) относится к способу и устройству для введения трубопровода в направляющую трубу около дна и последующего поворота трубопровода в горизонтальное положение. Операция соединения облегчается вертикально ориентированной направляющей трубой, имеющей вдоль внутренней стенки пару параллельных прорезей, которые обеспечивают на нижних концах ось поворота и по которым пара штырей, установленных около нижнего конца трубопровода, опускается во время процедуры введения. Для отклонения нижней части трубопровода, в то время как штыри опускают по прорезям, выполнены приспособления для отклонения, для того, чтобы трубопровод приобрел искривленную форму в определенном направлении, прежде чем штыри лягут на опоры для штырей.
Патенты США №4676696 и №4717287 (Laursen) относятся к устройству для крепления трубопровода к конструкции около дна моря, которое содержит вертикально ориентированную направляющую воронку, помещенную сверху направляющей трубы, которая снабжена винтовой кромкой, взаимодействующей со шпонкой, установленной на трубопроводе. Во время установки трубопровод вставляют в направляющую воронку и направляющую трубу, таким образом, заставляя шпонку скользить вдоль кромки, пока пара шарнирных штырей, установленных на трубопроводе, не войдет в пару прорезей в стенке направляющей трубы. Затем трубопровод поворачивают в горизонтальное положение.
Все вышеупомянутые документы описывают способы и устройство для развертывания трубопроводов или стояков, в то время как способы и устройство согласно изобретению относится к манипуляции с технологическими агрегатами, в особенности с технологическим оборудованием удлиненной формы, таким как сепараторы, теплообменники, контейнеры, насосы, сосуды, баки и т.п. Все приемные устройства согласно вышеуказанным документам приспособлены для приема конца части трубопровода во время развертывания трубопровода на дне моря или вблизи него. Таким образом, они не предназначены для приема гораздо большей нагрузки от технологического оборудования.
С другой стороны, приемное устройство согласно этому изобретению предназначено для приема таких технологических агрегатов как, например, сепараторов, теплообменников, контейнеров и т.п., в особенности удлиненных технологических агрегатов, и нагрузки, которую такие технологические агрегаты оказывают на приемное устройство.
Краткая сущность изобретения
Это изобретение предлагает способ установки на дне моря удлиненного технологического агрегата, имеющего первый конец и второй конец. Указанный способ характеризуется тем, что включает следующие этапы:
a) подготовку и передвижение технологического агрегата в положение, в котором он готов для спуска с судна и опускания в глубину моря, с продольной осью, в целом ориентированной вертикально;
b) спуск технологического агрегата с судна;
c) опускание технологического агрегата через поверхность моря, зону заплеска волн и далее вниз к месту развертывания на дне моря;
d) после этапа с) опускания технологического агрегата, введение первого конца технологического агрегата в приемное приспособление для первого конца технологического агрегата для временного формирования нижнего конца из первого конца технологического агрегата, причем приемное приспособление при этом располагают на дне моря или на модульном основании для технологического агрегата на дне моря;
e) завершение введения технологического агрегата в приемное приспособление и удержание первого конца технологического агрегата на месте в указанном приемном приспособлении; и
f) опускание второго конца технологического агрегата (4), так чтобы привести технологический агрегат в горизонтальное положение на морском дне или указанном модульном основании для технологического агрегата, при этом первый конец технологического агрегата оставляют поддерживаемым приемным приспособлением так, чтобы образовалась ось поворота для первого конца технологического агрегата, облегчая, таким образом, опускание второго конца технологического агрегата; и
g) развертывание технологического агрегата на месте развертывания.
Кроме того, это изобретение предлагает способ возвращения с морского дна удлиненного технологического агрегата, имеющего первый конец и второй конец. Этот способ отличается тем, что включает следующие этапы:
a) подготовку технологического агрегата для удаления с места развертывания;
b) подъем второго конца технологического агрегата со дна моря или с модульного основания для технологического агрегата, причем первый конец технологического агрегата удерживают в приемном приспособлении, временно образуя, таким образом, нижний конец из конца технологического агрегата, и для того, чтобы привести продольную ось технологического агрегата в целом в вертикальное положение; при этом первый конец технологического агрегата и приемное приспособление образуют ось поворота для первого конца технологического агрегата, облегчая, таким образом, подъем второго конца технологического агрегата;
c) отсоединение первого конца технологического агрегата от приемного приспособления;
d) транспортировку технологического агрегата с места развертывания на морском дне вверх через толщу воды, зону заплеска волны и поверхность моря к судну;
e) доставку технологического агрегата на борт судна и
g) подготовку и перемещение технологического агрегата в целом в горизонтальное положение на борту судна, где он крепится по-походному и готов к транспортировке на судне.
Кроме того, изобретение предлагает приемное устройство для использования в манипуляциях с технологическим агрегатом, содержащим первый конец и второй конец. Указанное приемное устройство отличается тем, что оно содержит приемное приспособление, выполненное с возможностью приема и сцепления с первым концом технологического агрегата, а также выполненное с возможностью приема и поддержки нагрузки от технологического агрегата. Указанное приемное устройство выполнено с возможностью приема и сцепления первого конца технологического агрегата, а также приспособлено для удерживания первого конца технологического агрегата в таком положении в приемном устройстве, чтобы обеспечить ось поворота для первого конца технологического агрегата во время манипуляции со вторым концом технологического агрегата.
Другие признаки и преимущества указанного способа для опускания и развертывания технологического агрегата, способа возвращения технологического агрегата и указанного приемного устройства согласно изобретению видны из соответствующих дополнительных зависимых пунктов формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Следующие чертежи служат для иллюстрации некоторых вариантов согласно изобретению. Чертежи выполнены не в масштабе.
Фиг.1а является схематическим видом сбоку в разрезе нижней части технологического агрегата, который должен быть опущен и введен в приемник согласно изобретению.
Фиг.1b является соответствующим видом сбоку в разрезе нижней части технологического агрегата, который опущен в положение в приемном приспособлении согласно изобретению, и теперь может быть далее расположен на модульном основании в желаемом месте развертывания.
Фиг.2а является схематическим видом сверху судна, с которого производят операцию установки технологического агрегата согласно одному варианту изобретения. Технологический агрегат расположен на палубе судна в положении для спуска.
Фиг.2b является схематическим видом сбоку, частично в разрезе, технологического агрегата, спускаемого через кормовой валок судна.
Фиг.2с показывает схематический вид, частично в разрезе, технологического агрегата, готового для опускания в приемное приспособление на месте развертывания.
Фиг.2d показывает схематический вид в частичном разрезе, подобный фиг.2с, технологического агрегата, на котором введение технологического агрегата в приемное устройство завершено, и он готов к дальнейшему опусканию на модульное основание места развертывания.
Фиг.2е показывает схематический вид в частичном разрезе, подобный фиг.2с-2d, технологического агрегата, развернутого на модульном основании места развертывания.
Фиг.2f показывает схематический вид поперечного сечения технологического агрегата, выполненного по линии А-А, показанной на фиг.2е.
Фиг.3а является схематическим видом сбоку еще одного варианта изобретения, в котором технологический агрегат поднимают в вертикальное положение на борту судна для установки. Для управления первым концом технологического агрегата при поднятии другого конца технологического агрегата используют приемное приспособление так, чтобы подготовить этап спуска операции по установке технологического агрегата. Важное преимущество этого варианта - лучший контроль за перемещением технологического агрегата во время этапа подъема.
Фиг.3b является схематическим видом поперечного сечения технологического агрегата, показанного на фиг.3а, выполненного по линии А-А, показанной на фиг.3а.
Фиг.3с является схематическим видом сбоку, подобным виду на фиг.3а, где технологический агрегат уже поднят в вертикальное положение на приемном приспособлении.
Фиг.3d является схематическим видом сбоку, подобным фиг.3а и 3b, где первый конец технологического агрегата уже поднят из приемного приспособления.
Фиг.4а-f схематично иллюстрируют частично в разрезе несколько стадий опускания и развертывания операции по установке технологического агрегата согласно второму варианту изобретения, подобно фиг.2а-2f. Технологический агрегат расположен на приемном приспособлении подобно фиг.2а-2f, но в этом варианте используются два вала, расположенных напротив друг друга у первого конца технологического агрегата. Каждый вал вводят в направляющую в держатель так, чтобы образовать опорные подшипники для технологического агрегата в приемном приспособлении.
Фиг.5 является схематическим видом сбоку, подобным фиг.3a-3d, где первый конец технологического агрегата поддерживают приемным устройством, как показано на фиг.4а-4f, и где поднимают второй конец технологического агрегата, чтобы подготовить этап спуска технологического агрегата в операции по установке.
Фиг.6а является схематическим видом сбоку технологического агрегата, в варианте согласно изобретению, где рамная конструкция на первом конце технологического агрегата содержит два соединительных штыря, расположенных диаметрально противоположно друг другу и выступающих наружу из боковой стенки технологического агрегата. Каждый из двух соединительных штырей удерживают в держателе приемника с направляющей для соединительного штыря.
Фиг.6b является схематическим видом поперечного сечения технологического агрегата, показанного на фиг.6а, взятого вдоль линии А-А.
Фиг.6с является схематическим видом сверху технологического агрегата, показанного на фиг.6а-6b.
Изобретение ниже описано более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Чертежи не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения, который должен ограничиваться только формулой изобретения.
Описание предпочтительных вариантов изобретения
На фиг.2а-f и фиг.4а-f иллюстрируется способ опускания и развертывания на морском дне удлиненного технологического агрегата 4, имеющего первый конец 4а и второй конец 4b. Указанный агрегат 4 может быть любым технологическим оборудованием, таким как насос, бак, сосуд, контейнер, теплообменник или сепаратор, например, горизонтальный гравитационный сепаратор. Продольная длина L агрегата 4 обычно больше, чем длина его поперечного сечения, или ширина W.
Выполнение операции опускания и развертывания указанного удлиненного технологического агрегата, находящегося в целом в вертикальном, или в стоячем, положении, является центральным моментом изобретения.
Теперь будет описан главный вариант способа опускания и развертывания технологического агрегата.
a) Технологический агрегат подготавливают и передвигают в положение, когда он готов для начала спуска с судна 24, и опускают через толщу воды, с продольной осью, находящейся в целом в вертикальном положении.
b) Технологический агрегат 4 спускают с судна 24.
c) Технологический агрегат 4 опускают в море через поверхность моря, зону заплеска волны и далее вниз к месту развертывания на дне моря.
а) После этапа с) опускания технологического агрегата, первый конец 4а технологического агрегата вводят в приемное приспособление 1 для первого конца 4а таким образом, чтобы временно образовать нижний конец из указанного первого конца 4а технологического агрегата. Приемное приспособление 1 может быть расположено на морском дне или на модульном основании 12 для агрегата 4 на дне моря.
e) Затем завершают введение технологического агрегата в приемное приспособление 1. Первый конец 4а агрегата 4 удерживают на месте в приемном приспособлении 1.
f) Затем опускают второй конец 4b так, чтобы привести агрегат 4 в горизонтальное положение на дне моря или на модульном основании 12 для агрегата 4, причем первый конец 4а технологического агрегата по-прежнему поддерживают посредством приемного приспособления 1, чтобы образовать ось вращения для первого конца 4а технологического агрегата, облегчая опускание второго конца 4b технологического агрегата.
g) Технологический агрегат развертывают на месте развертывания.
Этот способ может также включать этап укладывания агрегата 4 на судно 24, например, на палубу 14 судна 24, или на транспортную раму 13, и транспортировку агрегата 4 к месту развертывания в открытом море.
Агрегат 4 может содержать одну или несколько, предпочтительно две, спусковые балки 5, для облегчения горизонтального перемещения агрегата 4 и для обеспечения поддержки агрегата 4 на поддерживающем устройстве 12а, на подводной грузовой платформе 23 или на транспортной раме 13.
Для транспортировки агрегата 4 на место развертывания, агрегат 4 может, например, быть помещен на балки 5 или на транспортную раму 13. В первом случае агрегат 4 перемещают с транспортной рамы 13 на палубу 14 судна 24 во время подготовки технологического агрегата для спуска в море. При подготовке агрегата 4 для опускания в море краном, агрегат 4, который может покоиться на транспортной раме 13, перемещают на палубу 14 судна.
Во время всего процесса манипуляции с технологическим агрегатом очень важным является управление этим процессом. Управление агрегатом 4 может выполняться посредством канатной системы 36 судна. Канатная система судна включает развертывающий канат 19 крана, или опускающий канат 19, проходящий от судового крана или судовой лебедки 31 на судне 24 до второго конца 4b технологического агрегата.
При подготовке агрегата 4 к опусканию в море, он может быть перемещен и направлен к кормовой части судна 24. При этом первый конец 4а технологического агрегата может быть обращен к кормовой части судна 24, так что первый конец 4а технологического агрегата может быть опущен в море первым. Спуск агрегата 4 может происходить через кормовой валок 29, расположенный в кормовой части судна 24.
Канатная система 36 на судне 24 может включать один или несколько, предпочтительно два, спусковых каната 22, каждый из которых проходит от судового крана или судовой лебедки 31 через тали 25 или подобные блоки для каждого каната 22 до места крепления на судне. Тали 25 предпочтительно расположены в кормовой части судна 24. Кроме того, система 36 канатов на судне 24 может содержать управляемый роликово-канатный регулятор 20, соединяющий технологический агрегат с компенсатором вертикальной качки 37. Для опускания агрегата 4 может также быть добавлен опускающий канат 19, прикрепленный к судовому крану или судовой лебедке 31 и проходящий ко второму концу 4b технологического агрегата 4.
Во время подготовки агрегата 4 к спуску в море с транспортной рамы 13 на палубе 14 судна посредством опускающего каната 19, агрегат 4 может быть приведен в целом в вертикальное положение путем подъема второго конца 4b агрегата, затем первый конец 4а технологического агрегата может быть отсоединен, агрегат 4 может быть передвинут с транспортной рамы 13 и опущен в море.
При опускании агрегата 4 судно 24 обычно располагают над приемным приспособлением 1 в море, а затем агрегат 4 опускают в море с его продольной осью, в целом ориентированной вертикально вниз к приспособлению 1.
Когда агрегат 4 опускают на место развертывания на морском дне, он может быть направлен к приемному приспособлению 1 до введения первого конца 4а технологического агрегата 4 в приемное приспособление 1.
К первому концу 4а агрегата 4 может быть прикреплена рамная конструкция 34, содержащая один или несколько соединительных штырей 6 технологического агрегата, так что первый конец 4а технологического агрегата входит в сцепление с приемным приспособлением 1 посредством одного или нескольких соединительных штырей 6, введенных в сцепление с приемным приспособлением 1.
Первый конец технологического агрегата затем вводят в приспособление 1. Для надежного удержания первого конца 4а агрегата 4 на месте в приемном приспособлении 1, агрегат 4 может быть удержан на месте посредством фиксирующего штыря 11, чтобы удержать один или несколько соединительных штырей 6, содержащихся в рамной конструкции 34, прикрепленной к первому концу 4а агрегата 4 в приемном приспособлении 1. Фиксирующий штырь 11 может быть удержан на месте и им можно управлять любым возможным способом, как, например, вручную. Однако в предпочтительном варианте он нагружен пружиной и выполнен с возможностью высвобождения с помощью дистанционной системы управления (ROV).
После ввода технологического агрегата в приемное приспособление 1 судно 24 располагают так, что вес агрегата 4 постепенно передается опускающему канату 19, так чтобы начать опускание второго конца 4b технологического агрегата к морскому дну или модульному основанию 12 относительно оси поворота, образованной первым концом 4а технологического агрегата, сцепленным с приемным приспособлением 1. Когда процесс опускания второго конца 4b технологического агрегата начался, судно 24 передвигают в положение, в котором осевая компонента силы натяжения, созданной агрегатом 4 в опускающем канате 19, направлена к приемному приспособлению 1. Судно 24 располагают так, что осевая компонента силы в целом параллельна продольной, центральной оси агрегата 4, и так, что поперечные компоненты силы натяжения в опускающем канате 19 от второго конца 4b агрегата 4 к судну 24 уменьшены или минимизированы.
Таким образом, первый конец 4а технологического агрегата удерживают в сцеплении с приемным приспособлением 1, а риск отсоединения первого конца 4а от приемного приспособления 1 уменьшен или минимизирован.
После того как агрегат 4 развернут на дне моря или модульном основании 12, приемное приспособление 1 может быть освобождено или удалено от первого конца 4а агрегата 4.
Это изобретение также предлагает приемное устройство для использования в манипуляциях с технологическим агрегатом, например, в операции установки технологического агрегата, как описано здесь, причем агрегат 4, с которым производится работа, содержит первый конец 4а и второй конец 4b.
Приемное устройство содержит приемное приспособление 1, которое предназначено для приема и сцепления с первым концом 4а технологического агрегата 4 и которое, кроме того, предназначено для приема и сцепления с первым концом 4а агрегата 4 так, чтобы выдерживать нагрузку агрегата 4, и так, чтобы удерживать первый конец 4а технологического агрегата на месте в приемном приспособлении 1, обеспечивая ось вращения для первого конца 4а технологического агрегата во время манипуляции с вторым концом 4b.
Приемное приспособление может быть расположено на дне моря, но предпочтительным его размещением является модульное основание 12. Подводная грузовая платформа 23, предназначенная для удержания приемного приспособление 1 и нагрузки технологического агрегата 4, может также быть расположена на модульном основании 12.
Рамная конструкция 34 может быть прикреплена к первому концу 4а агрегата 4. Рамная конструкция 34 может содержать один или несколько соединительных штырей 6 сепаратора. В таких случаях приемное приспособление 1 может быть выполнено для приема одного или нескольких соединительных штырей 6, содержащихся в рамной конструкции 34, прикрепленной к первому концу 4а агрегата 4. Фиг.1а-1b, 2а-2f, 3а-3d и 5 показывают агрегат 4 с рамной конструкцией 34, имеющей один соединительный штырь 6, а фиг.4а-4f и фиг.6а-6с показывают технологический агрегат, имеющий рамную конструкцию с двумя соединительными штырями 6.
В одном предпочтительном варианте приемного устройства согласно изобретению приемное приспособление 1 содержит два или более держателя 27 приемника, расположенных на расстоянии друг от друга, причем каждый держатель 27 приемника имеет направляющую 28 держателя приемника. Каждая из направляющих 28 держателя, содержащихся в указанных держателях 27 приемника, может быть выполнена для приема соединительного штыря 6, содержащегося в рамной конструкции 34, прикрепленной к первому концу 4а технологического агрегата так, что держатели 27 приемника образуют опорные подшипники для технологического агрегата 4 через соединительные штыри 6 при сцеплении с первым концом 4а агрегата 4. Таким образом, держатели приемника могут образовать ось вращения для первого конца 4а агрегата 4. Может быть предусмотрена эластичная прокладка 7 в соединении с каждым держателем 27 приемника для гашения удара и нагрузки агрегата 4.
Во втором предпочтительном варианте приемного устройства согласно изобретению приемное приспособление 1 содержит приемник 1а, предназначенный для приема и сцепления с первым концом 4а агрегата 4, и приемный цилиндр 9 в соединении с указанным приемником 1а, который предназначен для приема и сцепления с первым концом 4b технологического агрегата. В приемном цилиндре 9 расположен приемный демпфирующий или податливый элемент 8, который предназначен для приема нагрузки агрегата 4 и для гашения или минимизации ударов нагрузки агрегата 4 у первого конца 4а агрегата 4 на приемном приспособлении 1. Приемный демпфирующий элемент 8 может быть изготовлен, например, из эластичного материала, это может быть поршень, демпфированный водяной гидравликой, спиральная пружина, или любой другой вид демпфирующего элемента. Другой альтернативой может быть водяное гидравлическое демпфирование указанного сепаратора 4. Приемник 1а и приемный цилиндр 9 поддерживаются двумя или более подшипниками 2 приемника, разделенными промежутком на модульном основании 12. Подшипники 2 приемника предназначены для приема и удержания нагрузки агрегата 4, при этом каждый подшипник приемника снабжен вращающимся штырем 3 приемника для формирования оси вращения для приемного приспособления 1.
Каждый подшипник 2 приемника может также быть снабжен демпфирующей прокладкой 7 для гашения ударов, когда приемное приспособление 1 принимает и зацепляет нагрузку агрегата 4, и для содействия демпфирующему элементу 8 в приемном приспособлении 1 в приеме и удержании этой нагрузки. Демпфирующая прокладка 7 может, например, быть выполнена из эластичного материала.
Для поддержания в целом вертикального положения приемного приспособления 1 во время введения первого конца 4а агрегата 4, может быть предусмотрено ограничивающее приспособление 35. Указанное приспособление 35 может быть выполнено с возможностью съема, чтобы его можно было снять до опускания технологического агрегата на поддерживающее устройство 12а.
В случаях, когда рамная конструкция 34, имеющая один или несколько штырей 6 сепаратора, прикреплена к первому концу 4а агрегата 4, приемное приспособление 1 и приемный цилиндр 9 могут быть выполнены для приема соединительного штыря 6 из рамной конструкции 34.
Для лучшей направленности и сцепления агрегата 4 с приемным устройством, приемный цилиндр 9 может быть снабжен поворотной направляющей 10а, предназначенной для сцепления с соответствующей кромкой 10b на соединительном штыре 6, для облегчения поворота соединительного штыря 6 в приемном цилиндре 9, чтобы направить агрегат 4 вдоль модульного основания 12.
После опускания агрегата 4 на модульное основание 12, одна или несколько, предпочтительно две, пары выравнивающих приспособлений 26 могут быть использованы для выравнивания агрегата 4 на модульном основании 12. Затем агрегат 4 может быть закреплен на модульном основании 12 посредством штыря 32.
Приемное устройство согласно изобретению может быть расположено на дне моря, предпочтительно на модульном основании, и выполнено для облегчения установки агрегата 4 на морском дне или для возвращения технологического агрегата со дна моря. Приемное устройство может быть также помещено на транспортную раму 13 на судне 24, причем приемное устройство выполнено для облегчения транспортировки агрегата 4 к месту развертывания в открытом море, опускания агрегата 4 в море, или для поднятия из моря и транспортировки агрегата 4 на судне 24 в пункт назначения, например, на берег.
В варианте согласно изобретению, в котором приемное устройство, содержащее приемное приспособление 1, расположено на судне 24, оно предпочтительно предназначено для содействия в поднятии агрегата 4 из положения, в котором его продольная ось ориентирована в целом в горизонтальном направлении на судне 24, в положение, в котором его продольная ось ориентирована в целом в вертикальном направлении перед спуском или погрузкой на борт технологического агрегата 4. Этап а) подготовки и перемещения и этап спуска с судна могут в таких случаях включать этапы, описываемые как следующие:
- Введение первого конца технологического агрегата в приемное приспособление 1 для первого конца 4а технологического агрегата так, чтобы этот конец 4а сцепился с приемным приспособлением 1 для временного формирования нижнего конца из конца 4а технологического агрегата.
- Завершение введения технологического агрегата в приемное приспособление 1 и удержание первого конца 4а технологического агрегата на месте в приемном приспособлении 1 для формирования оси вращения для первого конца 4а технологического агрегата.
- Подъем второго конца 4b технологического агрегата, в то время как его первый конец 4а продолжают удерживать приемным приспособлением 1, облегчая, таким образом, подъем второго конца 4b технологического агрегата для приведения продольной оси агрегата 4 в вертикальное положение.
- Перемещение агрегата 4 в целом в вертикальное положение, в котором он готов для спуска в море.
- Спуск в море агрегата 4 с его продольной осью в целом в вертикальном положении.
В этом случае способ установки может также включать этап транспортировки агрегата 4 на транспортной раме 13 на судне 24 в открытое море.
Также предлагается способ для возвращения удлиненного агрегата 4 с морского дна, в котором агрегат 4 имеет первый конец 4а и второй конец 4b. Основной вариант, согласно изобретению, такого способа может включать следующие этапы:
a) подготовку агрегата 4 для удаления с места развертывания;
b) подъем второго конца 4b технологического агрегата со дна моря или с модульного основания 12 для агрегата 4, причем первый конец 4а технологического агрегата удерживают в приемном приспособлении 1, временно формируя нижний конец из этого конца 4а, так, чтобы привести продольную ось агрегата 4 в целом в вертикальное положение; при этом первый конец 4а технологического агрегата и приемное приспособление 1 образуют ось вращения для этого конца 4а, облегчая, таким образом, подъем второго конца 4b технологического агрегата;
c) отсоединение первого конца 4а технологического агрегата от приемного приспособления 1;
d) транспортировку агрегата 4 от места развертывания на дне моря вверх через толщу воды, зону заплеска волны и поверхность моря к судну 24, и
e) доставку агрегата 4 на борт судна 24, и
g) подготовку и перемещение агрегата 4 в целом в горизонтальное положение на борт судна, в котором он крепится по-походному и готов к транспортировке на судне 24.
Способ может также включать этап транспортировки технологического агрегата на борту судна 24 для последующего подъема и выгрузки.
Приемное устройство согласно изобретению может быть использовано для управления первым концом 4а агрегата 4, чтобы облегчить подготовку на борту судна 24 спуска агрегата 4 в море, а также для управления первым концом 4а агрегата 4, чтобы облегчить подготовку агрегата 4 на борту судна 24 для транспортировки агрегата 4.
Кроме того, приемное устройство согласно изобретению может быть использовано для управления первым концом 4а агрегата 4 для развертывания указанного агрегата 4 на модульном основании 12, расположенном на месте развертывания на дне моря, а также для управления первым концом 4а агрегата 4 для удаления агрегата 4 с модульного основания 12, расположенного на месте развертывания на дне моря.
Приемное устройство согласно изобретению может быть использовано в операции по спуску и развертыванию агрегата 4 на месте развертывания на дне моря. Дальнейшая возможность состоит в том, чтобы использовать приемное устройство согласно изобретению в операции по удалению и транспортировке агрегата 4 с места развертывания на дне моря.
Приемное устройство с транспортной рамой согласно изобретению может быть прикреплено к технологическому агрегату уже на заводе, где технологический агрегат изготовляют или собирают, и погружено на платформу тележки, грузовика, железнодорожного вагона или другого колесного транспортного средства. Таким образом, агрегат с транспортной рамой может транспортироваться как одно целое с завода на судно. Это облегчает обращение с технологическим агрегатом, уже начиная с завода. После возвращения технологический агрегат с приемником и транспортная рама могут быть погружены на тележку, грузовик, в железнодорожный вагон или на другое колесное транспортное средство, и транспортироваться как одно целое назад, на завод для обслуживания.
В предпочтительном варианте изобретения агрегат 4, с которым производят работу, является горизонтальным гравитационным сепаратором 4.
Описание возможного варианта изобретения, в котором технологический агрегат является, например, сепаратором
Так как установка или возвращение технологического агрегата, такого как сепаратор, может быть частью схемы установки-возвращения модуля (IMR), важно, чтобы эта операция могла выполняться эффективно с минимальным временем простоя. Есть основание полагать, что максимально допустимое состояние моря для горизонтального развертывания будет отчасти ограничено, особенно для работ из корпуса корабля.
Чтобы достигнуть управляемой работы, центральный соединительный штырь 6 прикрепляют к рамной конструкции 34, например, к рамной конструкции или втулке 34 сепаратора, расположенной на первом конце 4а сепаратора.
Для режима подъема штырь располагают в направляющей воронке, которая поворачивается в конструкции основания, расположенной на общей транспортной платформе 13. Платформу закрепляют по-походному на палубе 14 судна.
Сепаратор 4 покоится на салазках 15 на транспортной платформе 13 и прикреплен к ней. На сепараторе 4 в противоположном конце соединительного штыря 6 в прокладке выполнено отверстие 33. Для развертывания может быть присоединен дистанционно-управляемый хомут 18 с канатами, идущими от крюка крана.
Для режима спуска/транспортировки сепаратор может покоиться на палубе на двух спусковых балках, которые могут быть прикреплены к сепаратору посредством сварки, и, кроме того, пристегнут по-походному к палубе 14 судна.
Помещение сепаратора за борт может происходить, например, с помощью крана или путем спуска. Фиг.3а-3d относятся к случаю использования крана для спуска за борт. На фиг.3а показано, как сепаратор 4 покоится со своими башмаками 16 на салазках 15, расположенных на транспортной платформе 13, находящейся на палубе 14 для крана, в готовности к установке судовым краном в вертикальное положение. Платформа 13 пристегнута по-походному, в то время как сепаратор 4 освобожден от платформы 13. На фиг.3b сепаратор, все еще лежащий на подшипниках 2 направляющей воронки 1, повернут на 90° в вертикальное положение в подшипниках 2 при полном контроле краном и направляющей воронкой 1. Когда сепаратор 4 готов к развертыванию, соединительный штырь 6 освобождают из направляющей воронки 1 и он становится свободным для подъема краном. На фиг.3с сепаратор поднят из направляющей воронки 1 и готов к спуску за борт посредством крана. Фиг.3d показывает поперечное сечение сепаратора на фиг.3а.
При спуске:
Рассмотрим теперь фиг.2а-2f и 4а-4f. Альтернативной операцией развертывания может быть спуск сепаратора 4, например, посредством 500-тонной лебедки 31 через кормовой валок 29 на палубе 14 (авиационной подъемно-транспортной машины) судна (AHV), как показано на фиг.2а-2b и 4а-4b.
Сепаратор 4 может быть снабжен двумя спусковыми балками 5, подобными тем, которые используются для спуска больших самозасасывающихся якорей таких размеров, как сепаратор 4. Сепаратор 4 с балками 5 пристегнуты по-походному к палубе 14 судна 24 во время транспортировки на место развертывания.
Кроме опускающего каната 19 лебедки, в этом варианте операции спуска требуются два спусковых каната 22 и один управляющий канат с роликовым регулятором 20 и сопутствующими вспомогательными лебедками.
Фиг.2а и 4а показывают сепаратор 4, лежащий на палубе 14, уже снаряженный для спуска.
Фиг.2а и 4b показывают сепаратор 4, спускаемый через кормовой валок 29 посредством системы лебедок и управляющих опускных канатов 22 для последующего развертывания к морскому дну отдельным опускающим канатом 19. Этот канат 19 присоединен хомутом 18 к концу сепаратора и компенсирован по вертикальной качке.
В случае, когда приемное устройство содержит входную воронку, опускание сепаратора на морское дно может быть выполнено следующим образом. Такая же поворотная направляющая воронка, как и на транспортной платформе 13, расположена на подводной раме 12, 23 основания. До соединения воронка 1а будет указывать вверх, чтобы принять один или несколько соединительных штырей 6 на конце сепаратора, показанного на фиг.2с. Сепаратор 4 подвешен на предпочтительно компенсированном от вертикальной качки канате 19 развертывания от крана или лебедки 31.
Совместная работа судна 24 и дистанционной системы управления (ROV) содействует совмещению соединительного штыря 6 с воронкой 1а с последующим опусканием и введением в воронку 1 в пределах сектора 90° последней, как показано на фиг.2d. Другой подход состоит в том, чтобы использовать два груза для стабилизации, как предложено для базовой рамы 12, 12а, 23.
Цилиндр 9 воронки может быть снабжен поворотными направляющими 10а, такими как спиральные канавки-прорези, что в соединении с дополняющими направляющими 10b на нижнем конце соединительного штыря 6 заставляет сепаратор поворачиваться на необходимый угол во время соединения, чтобы правильно выровняться на основании. На дне цилиндра 9 воронки расположен демпфирующий механизм 8, который может быть водогидравлической или эластомерной конструкцией, причем последняя показана на чертежах.
При приземлении дистанционная управляющая система (ROV) активирует фиксирующий штырь, фиксирующий сепаратор 4 на направляющей воронке 1а. Затем судно 24 может начать поворот сепаратора на платформе 23 на 90° посредством сдвига и опускания развертывающего троса 19 в режиме активной компенсации вертикальной качки (АНС).
Затем башмаки 16 сепаратора опускают на салазки 15 на платформе 23, как показано на фиг.2е и 4е, а хомут 18, который может управляться дистанционной системой (ROV), отсоединяют от этой системы.
Для требуемого выравнивания сепаратора посредством дистанционной системы управления (ROV) активируют одну или несколько, предпочтительно две, регулируемые винтом клиновые конструкции 26 под сепаратором. Эластомерные прокладки 7 под подшипниками 2 воронки позволяют сепаратору 4 выровняться, как требуется, на клиньях 26. Фиксирующий штырь 32 под сепаратором 4, активированный дистанционной системой управления, фиксирует его на платформе 23.
Возвращение сепаратора с морского дна может быть выполнено следующим образом. Для возвращения сепаратора 4 с платформы 23, операции должны быть произведены в обратном порядке. После того как все трубные и кабельные соединения отсоединены с помощью дистанционной системы управления, управляемый системой хомут 18 с подъемного крана присоединяют к сепаратору 4. После этого сепаратор освобождают и поворачивают на 90° в вертикальное положение с помощью каната 19 активной системы компенсации вертикальной качки (АНС). После того как соединительный штырь 6 освободился дистанционной системой управления, сепаратор 4 может быть возвращен.
Сепаратор 4 может быть доставлен на палубу 14 судна либо краном, либо путем вытягивания, например, следующим образом.
Для возвращения установленного сепаратора из моря на палубу краном, операция, показанная на фиг.3а-3с, должна быть выполнена в обратном порядке. До подъема сепаратора 4 из воды дистанционная система управления присоединяет два каната 30 лебедки к сепаратору, чтобы иметь возможность управлять им над палубой 14 судна 24 и во время ввода в направляющую воронку 1.
Для возвращения опущенного сепаратора из моря на палубу посредством вытягивания, операция спуска, показанная на фиг.2а-2b, может быть выполнена в обратном порядке, при этом сепаратор 4 с балками 5 может быть пристегнут по-походному к палубе 14. Управляющий канат и канатный регулятор 20 соединяют и используют для буксировки через кормовой валок 29, а опускающий канат 19 используют для стабилизации во время вытягивания.
Преимущества изобретения в операциях установки-возвращения модуля (IMR)
Приведенная выше операция с постановкой сепаратора в вертикальное положение обеспечивает некоторые дополнительные преимущества, делая операции установки-возвращения (IMR) более эффективными: постановка технологического агрегата 4 в вертикальное положение обеспечивает возможность более эффективной продувки и очистки технологического агрегата от углеводородных газов перед операцией возвращения. Эта операция также обеспечивает улучшенную возможность удаления песка на дне моря, вместо того чтобы возвращать сепаратор на поверхность для удаления песка там, если это необходимо.
Список обозначений на чертежах
1. приемное приспособление
1а. приемник
2. подшипник приемника, например, подшипник воронки
3. поворотный штырь приемника, например, поворотный штырь воронки
4. удлиненный технологический агрегат
4а. первый конец технологического агрегата
4b. второй конец технологического агрегата
5. спусковая балка
6. соединительный штырь технологического агрегата
7. демпфирующая прокладка
8. демпфирующий элемент
8а. демпфирующий элемент в сжатом состоянии
8b. демпфирующий элемент в растянутом состоянии
9. приемный цилиндр, например, цилиндр воронки
10а. поворотная направляющая
10b. направляющая кромка на соединительном штыре 6 технологического агрегата, соответствующая поворотной направляющей 10а в приемном цилиндре 9
11. фиксирующий штырь, нагруженный пружиной, освобождаемый дистанционной управляющей системой (ROV)
12. модульное основание
13. транспортная рама
14. палуба судна
15. направляющая или салазки
16. башмак технологического агрегата
17. фиксирующий штырь/ковш технологического агрегата
18. хомут для развертывающего каната
19. опускающий канат
20. регулятор для управления канатом для спуска
22. спусковой канат
23. подводная грузовая платформа
24. судно (AHV)
25. тали для каната спуска
26. клин, регулируемый дистанционной системой управления, для выравнивания технологического агрегата
27. держатель приемника, например, держатель воронки
28. направляющая держателя приемника, например, направляющая держателя воронки
29. кормовой валок
30. буксирный канат
31. судовой кран или судовая лебедка
32. штырь крепления технологического агрегата, например, фиксирующий штырь технологического агрегата
33. ушко
34. рамная конструкция
35. ограничивающее приспособление
36. система судовых канатов
37. компенсатор вертикальной качки