ПОЛУПОГРУЖНАЯ ПЛАВУЧАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК B63B35/44 E02B17/00 

Изобретение относится к области устройств для добычи полезных ископаемых, преимущественно на покрытых водой территориях, в том числе и на замерзающих акваториях, более конкретно к полупогружным плавучим буровым установкам (ППБУ).

Известны стационарные и полустационарные ледостойкие платформы (патенты N 1806243, E 02 B 17/00, опубл. 1993, N 1822892, E 02 B 17/00, опубл. 1993).

Платформы удобны для проведения буровых работ, однако они могут использоваться лишь на малых глубинах. Помимо того, что они сами по себе очень дороги, их перемещение на новое место требует также больших затрат.

Известны подводные полустационарные установки, например, патент России N 2040637, E 02 B 17/00, опубл. 1995. Подобные конструкции удобны для выполнения буровых работ на больших глубинах на замерзающих акваториях, однако они порождают множество проблем по обеспечению комфортных условий обитания и по безопасности обслуживающего персонала. Кроме того, они непригодны для работы на малых глубинах в зимний период в местах прохождения ледовых полей.

Известны ППБУ "ныряющего" типа, которые при отсутствии льда находятся частично над поверхностью воды, а при прохождении ледовых полей полностью погружаются под ледовый покров, например, патент России N 2014243, B 63 B 35/44. Устройство достаточно эффективно при бурении на большой и средней глубинах. Однако при работе в ледовых условиях комфорность и безопасность работы обслуживающего персонала существенно снижается. Кроме того, подобные устройства не могут быть использованы в зимний период на малых глубинах.

Известны ППБУ типа "Шельф", см. ж. "Технология судостроения" N 5, 1983 г., с. 2 обложки и с.с. 81 - 84, Е.П.Фисак и др. "Совершенствование технологии постройки ППБУ". Эти ППБУ включают надводную буровую платформу, погружаемые опорные поплавки (понтоны) и соединяющие их стойки. ППБУ обеспечивает достаточные удобства для выполнения буровых работ на любых глубинах на открытой воде, а также комфортные условия для обслуживающего персонала. Однако на акваториях, покрытых льдом, подобные устройства неприменимы. Это устройство принято в качестве прототипа.

Целью данного изобретения является создание универсальной ППБУ, пригодной для использования на любых глубинах, на акваториях, покрывающихся льдом, а также для использования на суше.

Указанная цель достигается тем, что ППБУ, включающая опорные понтоны, буровую платформу и соединяющие их стойки, имеет следующие отличия: буровая платформа и понтонная часть выполнены разъединяемыми, буровая платформа выполнена плавучей, при этом каждая из частей выполнена с возможностью независимого перемещения в воде и по твердой поверхности. Такая конструкция ППБУ при работе во льдах разделяется на надводную и подводную части. Платформа при достаточно прочном ледовом покрытии высаживается на движущийся лед и перемещается по его поверхности, оставаясь в зоне бурения и продолжая процесс бурения, а понтонная часть перемещается в подводном положении.

При недостаточно прочном движущемся ледовом покрове платформа при разъединении высаживается на лед, продолжая бурение, а понтонная часть погружается под лед и перемещается, прижимаясь ко льду, параллельно с платформой, что позволяет предотвратить прогибание льда под платформой и значительно повысить несущую способность льда.

Если над местом бурения возможно прохождение полей толстого льда и перемещение понтонной части подо льдом будет невозможно, то в рассматриваемой конструкции ППБУ, с целью обеспечения сохранности предусматривается следующее: разъем между платформой и понтонной частью смещен в сторону платформы, а понтонная часть выполнена разделяющейся на две и более части, имеющие возможность независимого перемещения. Все части в сложной ледовой обстановке перемещаются по наружной поверхности льда, при этом разделенные узлы понтонной части переводятся в наиболее удобное для транспортирования положение изменением плавучести понтонов.

Изобретение представлено на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан вид сбоку на ППБУ, ведущую бурение при прохождении над местом бурения поля непрочного льда. На фиг. 2 изображен вид с торца на ППБУ с разделяющейся на части понтонной частью.

На фиг. 1 изображена ППБУ, включающая платформу 1, обладающую положительной плавучестью, понтоны 2, стойки 3, соединяющие платформу 1 и понтоны 2, движители 4 платформы и движители 5 понтонной части, обеспечивающие независимое их перемещение с опиранием на твердую поверхность (9 - дополнительные движители для понтонной части, обладающей большими габаритами, 10 - поверхность воды или льда).

Если понтонная часть 2 со стойками 3 имеет очень большие габариты, что в некоторых случаях может препятствовать перемещению подо льдом, она может быть выполнена, как показано на фиг. 2, разделяющейся на части 6 и 7 по разъемам 8, которые после разъединения могут быть переведены в горизонтальное положение и в таком положении выходить на поверхность льда своим ходом, для чего они оснащены дополнительными движителями 9; 10 - поверхность воды или льда.

ППБУ работает следующим образом.

При работе на открытой воде преимущественно в летний период ППБУ производит бурение, будучи заякоренной над местом бурения. При этом буровая платформа 1 размещается на понтонной части, состоящей из понтонов 2 и стоек 3, и надежно соединяется с ней посредством специальных фиксирующих устройств (на рисунках не показаны). При работе на покрывающейся или на уже покрытой льдом воде, когда штормовая активность снижается, якорные устройства извлекаются, а удержание ППБУ над зоной бурения осуществляется специальными системами динамического удержания. При этом, если лед недостаточно прочен, производится его разрушение в зоне ППБУ, например, с помощью ледокола. Когда же лед приобретает достаточную прочность, а также при прохождении полей пакового льда фиксирующие устройства, соединяющие платформу 1 и понтонную часть 2, освобождаются и платформа, например, своим ходом сходит на лед. При этом понтонная часть, если позволяет глубина, уходит под лед, прижимаясь к его обратной поверхности и создавая усилие снизу на лед, приблизительно равное весу платформы 1, что достигается регулировкой плавучести понтонной части. В таком положении лед не прогибается и обеспечивает дополнительную несущую способность. Бурение продолжается, при этом лед разрушается лишь непосредственно в зоне буровой штанги. После прохождения ледового поля платформа пересаживается на понтонную часть, не прерывая буровых работ.

При прохождении быстродвижущихся ледовых полей толстого пакового льда, особенно на мелководье, бурение прекращается, платформа выходит на лед и, перемещаясь относительно движущегося льда, продолжает удерживаться над зоной бурения, а понтонная часть, либо перекантовавшись, чтобы движитель, который обычно контактирует со льдом, оказался внизу, либо разделившись на части 6 и 7, которые при этом занимают горизонтальное положение, также выходит на лед и движется вместе с платформой. После прохождения ледового поля элементы понтонной части входят в воду, состыковываются между собой и принимают на себя платформу, после чего бурение возобновляется.

После завершения буровых и прочих работ на одном месте ППБУ переплывает или переезжает вышеописанными способами на новое место и возобновляет работы.

При необходимости ведения буровых работ на суше, например, на островах, ППБУ погружается до платформы, платформа отсоединяется, своим ходом доплывает до берега и выходит на сушу.

Предлагаемая конструкция ППБУ позволяет вести круглогодичные работы по добыче газа, нефти, и других полезных ископаемых на северных акваториях, снизить затраты на освоение подводных месторождений, разрабатывать даже не слишком богатые месторождения. Плавучие острова, выполненные на основании предложенной схемы ППБУ, позволят создать более безопасные исследовательские станции для изучения Северного Ледовитого океана, а также позволят реализовать ряд других возможностей.

Полупогружная плавучая буровая установка предназначена для добычи полезных ископаемых на покрытых водой территориях. Она включает в себя опорные понтоны, буровую платформу и соединяющие их стойки. Буровая платформа выполнена плавучей. Буровая платформа и понтонная часть выполнены разъединяемыми между собой с возможностью независимого перемещения в воде и по твердой поверхности. Разъем между платформой и понтонной частью смещен в сторону платформы. Понтонная часть выполнена разделяемой на части с возможностью независимого перемещения. Достигается использование буровой установки на любых глубинах, на акваториях, покрывающихся льдом, а также для использования на суше. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

\\\1 1. Полупогружная плавучая буровая установка, включающая опорные понтоны, буровую платформу, соединяющие их стойки, отличающаяся тем, что буровая платформа выполнена плавучей, при этом буровая платформа и понтонная часть выполнены разъемными между собой с возможностью независимого перемещения в воде и по твердой поверхности. \\\2 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что разъем между платформой и понтонной частью смещен в сторону платформы, а понтонная часть выполнена разделяемой на части с возможностью независимого перемещения.