МОРСКИЕ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖИВАНИЯ САМОПОДНИМАЮЩИХСЯ УСТАНОВОК Российский патент 1999 года по МПК E02B17/00 E02B17/02 

Изобретение относится к морской платформе, которая может дать возможность использования самоподнимающейся установки, например нефтяной или газовой буровой или эксплуатационной установки, на глубинах воды, которые находятся за пределами возможности исходной конструкции самопднимающейся установки.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается морская платформа, содержащая:
грунтовое основание, предназначенное для размещения в месте заложения скважины на морском дне, ниже поверхности моря;
по меньшей мере одно устройство для сцепления с морским дном, предназначенное для крепления грунтового основания к морскому дну в месте заложения скважины;
по меньшей мере три колонны, имеющие нижние торцы, соединенные с грунтовым основанием, и верхние торцы, проходящие над грунтовым основанием к местоположению, находящемуся ниже поверхности моря;
стойку самоподнимающейся установки, проходящую вертикально вверх от верхнего торца каждой колонны, причем каждая стойка установки прикреплена к верхнему торцу соответствующей ей колонны и проходит к местоположению, находящемуся выше поверхности моря; и
самоподнимающуюся установку, поддерживаемую стойками установки, причем самоподнимающаяся установка является съемной для использования в других местах заложения скважины, имеющих другие глубины воды.

Для минимизации стоимости разработок нефтяных месторождений была разработана морская платформа, которая в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения может быть использована для расширения возможностей самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки, чтобы позволить ей работать на глубинах воды, которые находятся за пределами возможности исходной конструкции. Это дает возможность экономичного выбора готовой самоподнимающейся установки в зависимости от рыночных условий и наличия.

Морская платформа может быть гравитационным фундаментом, который поддерживается грунтовыми основаниями, опирающимися непосредственно на морское дно. Грунтовые основания могут содержать стальную каркасную ферму или рамную конструкцию, которая поддерживается сваями, всасываемыми опорными лапами или непосредственно опорными фундаментами на естественном основании. Другие виды морской платформы могут обеспечивать хранение в резервуарах. Эти резервуары могут быть использованы для сплавления этой конструкции к месту установки. Если резервуары не предусмотрены, морскую платформу транспортируют к месту установки на грузовой барже и устанавливают на морском дне посредством спуска на воду и кантованием или с помощью морского подъемного крана или каких-либо других средств.

Предпочтительная конструкция специально предназначена для поддержания самоподнимающихся установок определенных размеров и формы, но может допустить ряд размерных отклонений от этих параметров конкретного класса самоподнимающейся установки и вызванной ими нагрузки, которые могут иметь место. Используемые для бурения направляющие колонны поддерживаются колонной, стальной фермой или каркасной башней, или центральным кессоном энергоснабжения, который стоит на морской платформе и поддерживает морское основание и модуль, настил или здание, используемое для размещения нефтяного или газового эксплуатационного оборудования и коммуникаций. Когда самоподнимающаяся установка удалена, оборудование и коммуникации используют для добычи нефти и газа, контроля и импортирования нефти, газа, химических продуктов, электроэнергии или других потребляемых материалов или энергии с других морских оснований или с берега и для экспортирования нефти и газа в другие места и для других случаев применения.

После установки морской платформы на морском дне, на ней можно установить самоподнимающуюся установку. После этого как самоподнимающаяся установка завершила работу, для которой она была предназначена, она может быть удалена с морской платформы. Это может повторяться в соответствии с программой разработки или эксплуатации нефтяного или газового месторождения.

Таким образом, варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают морскую платформу, которая принимает форму грунтового основания, которое размещено на морском дне и поддерживает башни или колонны, которые проходят до отметки высоты, которая находится ниже поверхности воды, и, которые, в свою очередь, поддерживают стойки самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки. Представляется возможным устанавливать стойки самоподнимающейся установки на верхней части этих колонн или башен. Если самоподнимающаяся установка больше не требуется, она может втянуть стойки и свободно плыть от морской платформы. Грунтовое основание может поддерживать колонну или башню, которая поддерживает буровые направляющие колонны и конструкцию, которая поддерживает модуль, настил или здание, которое используют для размещения нефтяного или газового эксплуатационного оборудования и коммуникаций. Конструкция, которая поддерживает направляющие колонны, может также поддерживать модуль, настил или здание. Грунтовое основание может быть гравитационным фундаментом или стальной рамой или фермой, которой придана жесткость в достаточных направлениях, чтобы обеспечивать крепление колонн и башен. Грунтовое основание может быть предусмотрено c резервуарами, которые могут быть использованы для хранения нефтепродуктов. Эти резервуары могут быть использованы для обеспечения плавучести, чтобы дать возможность морской платформе быть транспортируемой к месту установки и контролируемым образом опущенной на морское дно.

Далее настоящее изобретение будет описано на примере со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали указаны аналогичными ссылочными номерами, где:
Фиг. 1 - изометрическое изображение морской платформы, которая имеет грунтовое основание, предусмотренное с колоннами или башнями для поддерживания стоек самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки;
Фиг. 2 - фронтальная проекция морской платформы, показанной на фиг. 1;
Фиг. 3 - фронтальная проекция другого направления морской платформы, показанной на фиг. 1;
Фиг. 4 - изометрическое изображение другой морской платформы, которая имеет грунтовое основание, предусмотренное с колоннами или башнями для поддерживания стоек самоподнимающейся буровой или эксплутационной установки;
Фиг. 5 - фронтальная проекция морской платформы, показанной на фиг. 4;
Фиг. 6 - фронтальная проекция другого направления морской платформы, показанной на фиг. 4;
Фиг. 7 - изометрическое изображение другой морской платформы, которая имеет грунтовое основание, предусмотренное с колоннами или башнями для поддерживания стоек самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки;
Фиг. 8 - фронтальная проекция морской платформы, показанной на фиг. 7;
Фиг. 9 - фронтальная проекция другого направления морской платформы, показанной на фиг. 7.

Как можно видеть из приведенных чертежей, настоящее изобретение может иметь несколько вариантов воплощения. Между приведенными конструкциями имеются определенные сходства, которые связаны с основными элементами настоящего изобретения. Грунтовое основание может поддерживать колонну или башню для поддержания буровых направляющих колонн и морское основание для модуля, настила или здания. На фиг.1 грунтовое основание показано как гравитационный фундамент с внутренним складским резервуаром. На фиг. 4 грунтовое основание показано как стальная рама, поддерживаемая на сваях или всасываемых опорных лапах. Грунтовое основание, показанное на фиг. 7, может поддерживать колонны или башню для поддерживания буровых направляющих колонн и морское основание для модуля, настила или здания. Это грунтовое основание показано как стальная рама, поддерживаемая на сваях или всасываемых опорных лапах и с резервуарами, которые могут быть размещены в положении, соответствующем технологическим требованиям, или по какой-либо другой причине, и показаны прикрепленными к стойкам. Резервуары могут быть использованы для хранения жидкостей и для плавучести в течение транспортировки и установки морской платформы.

Таким образом, каждый вариант воплощения настоящего изобретения имеет грунтовое основание, которое размещено на морском дне и передает нагрузки на грунт прямой опорой или посредством сваи или посредством фундаментом на естественном основании или посредством всасываемых опорных лап или с помощью комбинации этих способов. Грунтовое основание может быть бетонной или стальной конструкции. Грунтовое основание может быть предусмотрено с резервуарами для ранения нефтепродуктов, воды или других жидкостей или комбинации этих жидкостей. Эти резервуары могут быть использованы как плавучие резервуары, дающие возможность морской платформе иметь достаточную плавучесть, чтобы плыть к месту установки, и быть установленными на морском дне путем регулируемого заполнения водой. Если резервуары не предусмотрены, морская платформа может быть транспортирована к месту установки на грузовой барже и установлена спуском на воду из грузовой баржи или плавучим подъемным краном или сочетанием этих способов.

Три или более вертикальные или наклонные колонны или башни поддерживают стойки самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки. Эти колонны или башни установлены на грунтовом основании. Колонны или башни возвышаются до уровня, находящегося ниже поверхности воды, достаточного, чтобы позволять самоподнимающейся установке быть способной поднять себя до рабочей высоты над уровнем моря. Колонны или башни имеют опорную поверхность, которая соответствует передаче нагрузок от стоек самоподнимающейся установки, и направляющий механизм, чтобы гарантировать должное совмещение крепления опорной поверхности. Могут быть предусмотрены преобразователи, эхолоты или некоторые другие датчики или некоторые другие механизмы, например, натянутые провода, с помощью которых самоподнимающаяся установка может быть расположена относительно морского основания и модуля, настила или здания, так что стойки самоподнимающейся установки могут быть размещены на опорных колоннах или башнях и опущены на морскую платформу или правильном совмещении. Чтобы гарантировать крепление основания стоек самоподнимающейся установки, может быть предусмотрен блокирующий механизм.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения, вертикальная или наклонная колонна или башня проходит от грунтового основания до уровня, находящегося ниже поверхности воды, и поддерживает морское основание. Морское основание состоит из стальной усиленной рамы или трубчатого кессона и модуля, настила или здания. Модуль, настил или здание поддерживается над поверхностью воды на такой высоте, чтобы не подвергаться воздействию волны, то есть выше гребня волны. Колонна или башня является усиленным каркасом или трубчатым кессоном, который обеспечивает опору и действует как направляющая для буровых направляющих колонн. Верхняя часть колонны или башни обеспечена механизмом для крепления морского основания. Морское основание может быть установлено и удалено, когда возникает необходимость.

На фиг. 1 показана самоподнимающаяся буровая или эксплуатационная установка 11, которая поддерживается на колоннах или башнях 21, которые, в свою очередь, поддерживаются грунтовым основанием 31. На верхней части каждой колонны или башни 21 имеется опорная поверхность 22, предназначенная для поддерживания стоек 12 самоподнимающейся установки. Верхняя часть колонны или башни в позиции, указанной ссылочным номером 23, предусмотрена с блокирующим механизмом 24, чтобы гарантировать то, что стойки 12 несомненно соединены с колонной или башней 21, и направляющей 25 для направления стойки 12 в правильное положение, расположенное в центре на колонне или башне 21. Там может быть установлено морское основание 41, содержащее модуль, настил или здание (собирательно, арматуру) 42, поддерживаемую на колонне, кессоне или башне 43, которая проходит от грунтового основания 31 до высоты, которая находится ниже поверхности воды. Модуль, настил или здание 42 используют для размещения нефтяного или газового оборудования и приспособления или другого оборудования и коммуникаций в зависимости от применения морской платформы. Колонна или башня 43 обеспечена опорной поверхностью 44, предназначенной для поддержания морского основания 41, и направляющими 45 и фиксаторами 46, чтобы дать возможность морскому основанию быть установленному или удаленному после монтажа морской платформы. Грунтовое основание 31 поддерживается грунтом с помощью свай, фундаментов на естественном основании, всасываемых опорных лап или фундаментной плиты 32 (собирательно названными в этой работе устройствами для сцепления с морским дном). Грунтовое основание 31 может состоять из резервуаров 33, которые могут обеспечить хранение нефти или другого жидкого продукта. Резервуары 33 могут быть использованы в качестве плавающих резервуаров в течение процесса монтажа.

На фиг. 2 приведена фронтальная проекция той же морской платформы, которая показана на фиг. 1. На фиг. 3 приведена другая фронтальная проекция той же морской платформы, которая показана на фиг. 1, но под углом девяносто градусов по отношению к проекции, приведенной на фиг. 2.

На фиг. 4, где аналогичные ссылочные номера использованы для обозначения функционально подобных деталей, приведена самоподнимающаяся буровая или эксплуатационная установка 11, которая поддерживается колоннами или башнями 21, которые поддерживаются трехмерной фермой или рамной каркасной конструкцией 31. На верхней части колонны или башни 21 имеется опорная поверхность 22, предназначенная для поддержания стоек 12 самоподнимающейся установки. Верхняя часть 23 колонны или башни 21 предусмотрена с блокирующим механизмом 24, чтобы гарантировать то, что стойки 12 несомненно соединены с колонной или башней 21, и с направляющей 25, предназначенной для направления стойки 12 в правильное положение, расположенное в центре на колонне или башне 21. Там может быть размещено морское основание 41, содержащее модуль, настил или здание 42, поддерживаемое на колонне, кессоне или башне 43, которая проходит от каркасной конструкции 31 до высоты, находящейся ниже поверхности воды. Модуль, настил или здание 42 используют для размещения нефтяного или газового оборудования и приспособлений или другого оборудования или коммуникаций в зависимости от применения морской платформы. Колонна или башня 43 предусмотрена с опорной поверхностью 44, предназначенной для поддерживания морского основания 41, с направляющими 45 и фиксаторами 46, чтобы дать возможность морскому основанию быть установленному или удаленному после монтажа морской платформы. Каркасная конструкция 31 поддерживается грунтом посредством свай, фундаментов на естественном основании или всасываемых опорных лап 32.

Фиг. 5 - фронтальная проекция той же морской платформы, которая показана на фиг. 4, а фиг. 6 является другой фронтальной проекцией той же морской платформы, которая показана на фиг. 4, но повернутой на девяносто градусов относительно проекции, показанной на фиг. 5.

На фиг. 7, где аналогичные ссылочные номера использованы для обозначения функционально подобных деталей, показана самоподнимающаяся буровая или эксплуатационная установка 11, которая поддерживается на колонне или башнях 21, которые поддерживаются трехмерной фермой или рамной каркасной конструкцией 31. На верхней части колонны или башни 21 имеется опорная поверхность 22, предназначенная для поддерживания стоек 12 самоподнимающейся установки. Верхняя часть 23 колонны или башни 21 обеспечена блокирующим механизмом 24, чтобы гарантировать то, что стойки 12 несомненно соединены с колонной или башней 21, и направляющей 25, предназначенной для направления стойки 12 в правильное положение, расположенное в центре на колонне или башне 21. Там может быть размещено морское основание 41, содержащее модуль, настил или здание 42, поддерживаемое на колонне или башне 43, которая проходит от каркасной конструкции 31 до высоты, которая находится ниже поверхности воды. Модуль, настил или здание 42 используют для размещения нефтяного или газового оборудования и приспособлений или другого оборудования или коммуникаций в зависимости от применения морской платформы. Колонна или башна 43 предусмотрена с опорной поверхностью 44, предназначенной для поддерживания морского основания 41, с направляющими 45 и фиксаторами 46, чтобы дать возможность морскому основанию быть установленному иди удаленному после монтажа морской платформы. Каркасная конструкция 31 поддерживается грунтом посредством свай, фундаментов на естественном основании или всасываемых опорных лап 32. Каркасная конструкция 31 может быть предусмотрена с резервуарами 33, которые могут быть использованы для хранения нефти или другого жидкого продукта. Резервуары 33 могут быть использованы в качестве плавающих резервуаров в течение процесса монтажа.

Фиг. 8 - фронтальная проекция той же морской платформы, которая показана на фиг. 7, а фиг. 9 является другой фронтальной проекцией той же морской платформы, которая показана на фиг. 7, но повернутой на девяносто градусов относительно проекции, показанной на фиг. 8.

Изобретение предназначено для использования в области гидротехнических сооружений, возводимых в акватории морей, в частности, относится к морским платформам. Морская платформа, предназначенная для поддерживания самоподнимающихся буровых или эксплуатационных установок и морских оснований, используемых для разведки и добычи нефти и газа в морской среде, выполнена в виде грунтового основания, имеющего три или более башни или колонны. Колонны непосредственно поддерживают стойки самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки. Эта конструкция пластформы может быть использована для поддерживания морского основания, которое, в свою очередь, поддерживает буровые направляющие колонны и настил, модуль или другую конструкцию платформы, которую используют для поддерживания нефтяного или газового эксплуатационного или технологического оборудования силовой установки. Она можеь быть использована для поддерживания самоподнимающейся буровой или эксплуатационной установки и морского основания. Эту морскую платформу можно использовать в разных местах заложения скважин без больших модификаций для приведения в соответствие с фактическими условиями места установки, что расширяет функциональные возможности сооружения по сравнению с другими видами морских платформ. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Морская платформа, содержащая основание, установленное ниже уровня моря на морском дне, по меньшей мере одно устройство для крепления основания к морскому дну, по меньшей мере три колонны, имеющие нижние торцы, соединенные с основанием, и верхние торцы, проходящие над основанием к местоположению, находящемуся ниже поверхности моря, стойку самоподнимающейся установки, проходящую вертикально вверх и от верхних торцов колонн, причем каждая стойка проходит к местоположению, находящемуся выше поверхности моря, и самоподнимающуюся установку, отличающаяся тем, что самоподнимающаяся установка выполнена съемной, соединенной со стойками установки посредством механизма, позволяющего самоподнимающейся установке быть размещенной на разных уровнях выше колонны на стойках, платформа дополнительно содержит башню, соединенную с основанием и проходящую выше поверхности моря, при этом на башне установлена арматура, предназначенная для разработки морского дна, а самоподнимающаяся установка соединена с башней или арматурой для по меньшей мере временного поддержания башни или арматуры. 2. Платформа по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит трубопроводы, стояки и коммуникации, проходящие от арматуры к морскому дну и размещенные в кессоне, расположенном в башне и защищающем трубопроводы, стояки и коммуникации от воздействия моря. 3. Платформа по п.1, отличающаяся тем, что арматура установлена на башне съемно. 4. Платформа по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что арматура содержит модуль, настил или здание для бурения скважины или добычи нефти, газа или минералов или проведения других работ в месте заложения скважины. 5. Платформа по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что устройство для крепления к морскому дну выполнено в виде сваи, фундамента на естественном основании, всасываемой опорной лапы или гравитационного фундамента. 6. Платформа по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блокирующий механизм, расположенный на верхнем торце каждой колонны и предназначенный для соединения стойки к колонне. 7. Платформа по п.6, отличающаяся тем, что верхняя часть каждой колонны выполнена с опорной поверхностью, предназначенной для опоры соответствующей стойки. 8. Платформа по любому из п.6 или 7, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит направляющую на верхней части каждой колонны, предназначенную для направления каждой стойки в зацепление с соответствующей колонной.