СУДНО ДЛЯ ДОБЫЧИ ИЛИ ТРАНСПОРТИРОВКИ УГЛЕВОДОРОДОВ С МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И СПОСОБ НАЛИВА НЕФТИ ПО ПОГРУЗОЧНОМУ РУКАВУ Российский патент 2000 года по МПК E21B43/01 B63B22/02 

Изобретение относится к судну, предназначенному для использования при добыче или транспортировке углеводородов с морских месторождений. Кроме того, изобретение относится к способу налива нефти по погрузочному рукаву, который присоединен к подводному бую и который в целях подсоединения вытягивают на палубу судна и подсоединяют к погрузочному трубопроводу на палубе.

В настоящее время известны суда, которые используются для транспортировки нефти от морских погрузочных буев к размещенным на суше нефтяным терминалам (транспортные танкеры). В данном случае при наливе нефти по погрузочному рукаву от погрузочного буя рукав протягивают через нос судна и подсоединяют к соединительной головке на судне.

В последнее время появились также транспортные танкеры, конструкция которых позволяет им соединяться с подводными погрузочными буями, одновременно удерживая судно на якорях. Предложен также буй, снабженный вертлюгом с обращенными в нескольких направлениях трубами и приспособленный для использования в производственных целях.

Использованы также суда-хранилища, которые неподвижно ставятся на якоря и соединяются с эксплуатационной платформой рукавом или трубопроводом. Выгрузка производится по погрузочной системе, которую размещают на корме судна, где ее соединяют с погрузочным рукавом, протянутым через нос транспортного танкера.

Известно судно для добычи или транспортировки углеводородов с морских месторождений, содержащее расположенную в его переднем конце погруженную приемную полость для ввода погруженного буя и служебную шахту, транспортирующуюся между приемной полостью и палубой судна (см. заявка WO93/24731).

Целью настоящего изобретения является создание судна, которое с помощью простых средств можно перестраивать на работу в качестве:
а) судна для добычи, которое посредством вертлюга соединяется с подводным вертлюгом;
б) транспортного танкера, который соединяется с погрузочным буем;
в) судна-хранилища, постоянно соединенного с подводным буем и одновременно снабженного разгрузочным оборудованием на корме судна, предназначенным для выгрузки нефти;
г) транспортного танкера, который соединяется с погрузочными рукавами, протянутыми по палубе танкера.

Упомянутой цели достигают с помощью судна предварительно описанного типа, которое, согласно настоящему изобретению, отличается тем, что судно в районе своего переднего конца содержит соединительную головку и оборудование для присоединения рукава для налива или выгрузки нефти.

Преимущество варианта реализации судна, являющегося предметом настоящего изобретения, заключается в том, что корма имеет в плане заостренную, скругленную форму (форму носа корабля). Такой вариант реализации позволяет в максимально возможной степени уменьшить действующие на корму силы, вызванные волной и ветром. Дополнительное преимущество такой формы корпуса проявляется в случае необходимости перемещения груза с одного судна на другое. Если в процессе передачи груза суда соприкоснутся друг с другом, возможные повреждения будут значительно уменьшены по сравнению с теми, которых можно было бы ожидать в том случае, если судно имеет традиционную, имеющую значительные поперечные размеры, корму, в которую врезается расположенное сзади судно.

Размещение на корме погрузочного и разгрузочного оборудования является дополнительным преимуществом в том случае, если судно используется в качестве транспортного танкера и должно наливаться из погружного рукава, например соединенного с буем типа UKOLS. При таких ситуациях судно ложится носом на ветер и соединяется с погрузочным рукавом при корме, обращенной в подветренную сторону.

При традиционной системе соединения, когда погрузочное оборудование размещается на носу, а нос при подсоединении ставится на ветер, возможности ведения погрузки, когда корабль может быть соединен с погрузочным рукавом и оставаться соединенным с ним, будут ограничиваться проблемой безопасности членов команды, передвигающихся по палубе и выполняющих соединение. При волне, достигающей высоты порядка 5,5 м, только значительная высота волны в настоящее время препятствует осуществлению погрузки.

При погрузке судна со стороны кормы можно осуществить подсоединение и продолжать погрузку при высоте волны, достигающей 8 м.

Известен способ налива нефти по погрузочному рукаву, соединенному с подводным буем и втягиваемому на палубу судна для соединения с погрузочным трубопроводом (см. патент США N 4820217).

Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается способ предварительно описанного типа, который согласно изобретению отличается тем, что погрузочный рукав располагается на корме судна, что корабль перед подсоединением ложится носом на ветер с наветренной стороны буя и тем, что судно выводится из этого положения таким образом, что его корма оказывается в положении, допускающем подсоединение к погрузочному рукаву.

Дополнительным преимуществом судна является то, что рулевая рубка и машинное отделение могут быть размещены в носовой части судна. При этом приемная шахта, ведущая вверх от приемной полости, может быть расположена непосредственно позади рулевой рубки и таким образом будет находиться с подветренной стороны рубки. Такая конфигурация дает одновременную возможность получить большую площадь палубы, начиная от задней стороны рулевой рубки и далее в корму. Когда судно должно использоваться в качестве добывающего судна, эту площадь можно будет использовать для размещения необходимого производственного оборудования и оборудования, требующегося для контроля скважины.

Поскольку необходимо иметь возможность переналаживать судно на различные сферы применения, желательно, чтобы все производственное оборудование делилось на небольшие мобильные блоки.

Далее изобретение будет описано со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг. 1 показано изображение сбоку судна, являющегося предметом настоящего изобретения;
на фиг.2 показано изображение сбоку судна, ведущего добычу нефти по трубопроводу на морском дне, при одновременном обслуживании нефтяной скважины, соединенной с трубопроводом;
на фиг. 3 показано изображение сбоку судна в процессе налива по погрузочному рукаву, соединенному с подводным буем;
на фиг.4 показано изображение сбоку задней части судна;
на фиг.5 показано изображение в плане кормы судна;
на фиг.6 показано изображение в плане палубы юта судна и
на фиг.7 показано изображение сбоку передней части судна.

Судно 1, являющееся предметом настоящего изобретения, схематически показано сбоку на фиг.1. Как можно видеть, на переднем конце судна располагается погружная, открытая в направлении вниз приемная полость 2, предназначенная для приема погруженного буя 3, а между приемной полостью 2 и палубой 5 судна проходит служебная шахта 4. Конструкция выполнена таким образом, чтобы погружной буй для налива/выгрузки углеводородов мог втягиваться вверх и вводиться в приемную полость, как показано далее и описано в норвежских патентных заявках NN 923814-923816, и далее таким образом, чтобы буй, размещенный таким образом, чтобы обеспечить возможность взаимодействия с вертлюгом, расположенным в нижнем конце шахты, мог быть вытянут вверх и закреплен при использовании судна в качестве добывающего судна, как показано далее в норвежских патентных заявках NN 922043-922045. Здесь приведена ссылка на указанные заявки в целях дальнейшего описания относящихся к делу вариантов реализации.

Поскольку передняя часть судна построена, по существу, в соответствии с существующей практикой, здесь приведен анализ только наиболее существенных частей и элементов, показанных на чертежах.

Как можно видеть, рулевая рубка 6 судна размещена возле носа 7 судна, а машинное отделение 8 с дизель-электрическим главным двигателем располагается под рубкой. Служебная шахта 4, которая проходит между буем 3 и палубой 5 судна, располагается непосредственно позади рулевой рубки, так что команда, которой требуется входить в шахту, находится с подветренной стороны рулевой рубки.

Как показано, над буем размещен погрузочный трубопровод/вертлюг 9, предназначенный для подсоединения вертлюга 3, а также соединительная труба с задвижкой нефтепровода 10. Кроме того, показаны средства слежения 11, например телекамеры, задвижка 12 для отделения шахты 4, находящейся выше приемной полости, и направляющие 13 для использования при втягивании буя. На палубе, кроме того, показаны тяговая лебедка 14, хранилище 15 и вспомогательный кран 16, предназначенный для использования в операциях технического обслуживания. На носу судна размещается пара носовых винтов 17.

На заднем конце судна размещено оборудование для налива/выгрузки нефти посредством оборудования, которое также, по существу, основывается на существующем уровне техники. На известных до сих пор обычных судах такое оборудование располагается в их новой части, в то время как на данном судне оно располагается на корме судна. Это создает значительные эксплуатационные преимущества, как уже упоминалось во введении, и, в сочетании с упоминавшейся выше приемной полостью и связанным с ней оборудованием в переднем конце судна, достигаются значительные преимущества с отношением гибкости и многостороннего использования судна.

Из числа основных элементов, расположенных на палубе на корме судна, на фиг. 1 показана соединительная головка в форме погрузочного трубопровода 20 с вертлюгом, брашпиль 21 рукава, лебедка 22 для работы с рукавом и телевизионное оборудование 23 сложения. Кроме того, показаны помещение 24 щита управления и помещение 25 управления гидравликой. Дополнительные элементы, образующие часть оборудования для налива/выгрузки нефти на корме, будут упомянуты в связи с фиг. 4-6.

Перерабатывающее оборудование для первичной обработки нефти располагается на палубе между передней и задней частями судна. Это оборудование показано в форме ряда передвижных блоков 26. Между передней и задней частями на судне располагается несколько помещений для груза или танков 28. В задней части судна показано также размещение факельной стрелы 27. Главный винт 29, как показано, соединяется с тяговым электродвигателем 30.

Некоторые из различных возможных вариантов, связанных с применением судна, являющегося предметом изобретения, будут показаны ниже.

На фиг. 2 показан вариант применения, при котором добытая нефть из нефтяной скважины поступает на судно по трубопроводу 35 с морского дна 36, и одновременно осуществляется техническое обслуживание нефтяной скважины 37, которая соединяется с трубопроводом 35. В этом случае необходимое оборудование для технического обслуживания размещается на корме судна, где это оборудование с помощью подходящего средства 38 вводится вниз в скважину, например по проводу или трубе 39. Трубопровод 35 на морском дне соединяется с буем 3 гибкими водоотделяющими колоннами 40. Как описано в упомянутых выше патентных заявках, буй 3 ставится на якоря с помощью подходящей якорной системы (на чертеже не показана), так что буй представляет собой швартовочную бочку для судна.

Такое применение судна обладает особенно большими преимуществами в том случае, когда вокруг трубопровода 35 на морском дне располагается несколько скважин 37, а расстояние между трубопроводами и скважинами по существу равно длине судна. Судно может при этом оставаться постоянно соединенным через буй 3 с трубопроводом 35, добывая нефть по трубопроводу, и в то же время с кормы судна может осуществляться обслуживание различных скважин, поскольку судно может, в зависимости от необходимости, поворачиваться вокруг буя, так что его корма может располагаться над выбранной скважиной. Таким образом, в процессе добычи может осуществляться техническое обслуживание и управление размещенным на дне многоступенчатым оборудованием и добывающим оборудованием может осуществляться в процессе добычи, что является большим преимуществом, в особенности на глубокой воде.

Судно, конечно, может использоваться только для добычи нефти из нефтяной скважины через размещенный в приемной полости буй или только для обслуживания скважины через задний конец судна, без сочетания этих операций. Возможно осуществление обслуживания скважины через служебную шахту 4 и приемную полость 2, с динамическим позиционированием судна.

На фиг. 3 показан другой вариант использования, при котором нефть наливают по погрузочному рукаву 41, соединенному с подводным буем 42, причем рукав вытягивается на палубу судна и подсоединяется к погрузочному трубопроводу 20. Такая погрузка от буя преимущественно осуществляется в соответствии со способом, упомянутым во введении.

Нефть может также наливаться по передаточному каналу или водоотделяющей колонне, которая соединяется с погрузочным буем в приемной полости, причем буй относится к типу, который, например, упомянут выше в патентной заявке N 923815.

Налив нефти может также иметь место на корме судна, связанной с другими типами погрузочных устройств, например, нефтехранилищ с беспричальным наливом, буев, плавающих по водной поверхности, или шарнирных (плавучих) колонн.

Судно может также использоваться для осуществления испытаний скважин как через переднюю служебную шахту, так и с кормы судна, в обоих случаях с динамическим позиционированием.

Судно может также служить нефтехранилищем и, согласно требованиям, обеспечивать выгрузку нефти, например, на транспортный танкер посредством рукава, соединяющего корму судна и транспортный танкер.

Различные части и элементы, размещенные на судне согласно настоящему изобретению, более ясно показаны в увеличенном виде на фиг. 4 - 7.

В дополнение к элементам, упомянутым выше, на изображении сбоку на фиг.4 и на изображении в плане на фиг.5 показаны направляющий ролик 45, гидравлическая насосная станция 46, хранилище 47, вспомогательный кран 48, тяговая лебедка 49, шкив для якорных каналов 50, барабаны бункерной лебедки 51 и цепной стопор 52.

На фиг. 6 показана палуба юта судна, на которой размещаются погрузочный трубопровод 20 и лебедка 22 для работы с рукавом. Кроме того, на чертежах показан пульт управления трубопроводом 53 и хранилище 54.

На фиг. 7, на которой показана передняя часть судна, исключен буй 3. В дополнение к частям и элементам, упомянутым выше, предложен в связи с рулевой рубкой пульт управления рулем 55, расположенный на навигационном мостике, и предложены также гидравлическая насосная станция 56 и пусковые отсеки 57. В других отношениях дополнительное описание конструкционных вариантов буя и оборудования, относящегося к приемной полости и служебной шахте, приведено в упомянутых патентных заявках.

Судно оборудовано в своем переднем конце погружной приемной полостью для приема закрепленного на дне якорями подводного буя и служебной шахтой, идущей от приемной полости к палубе судна, и кроме того, на корме судна расположены соединительная головка и оборудование для подсоединения рукава для налива или выгрузки нефти. Такое выполнение судна обеспечивает возможность его использования в качестве судна для добычи, транспортного танкера или судна-хранилища. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Судно для добычи или транспортировки углеводородов с морских месторождений, содержащее расположенную в его переднем конце погружную приемную полость для ввода погруженного буя и служебную шахту, простирающуюся между приемной полостью и палубой судна, отличающееся тем, что оно снабжено расположенной на палубе в корме соединительной головкой и оборудованием для присоединения рукава для налива и выгрузки нефти. 2. Судно по п.1, отличающееся тем, что его корма в плане имеет форму носа. 3. Судно по п.1 или 2, отличающееся тем, что его рулевая рубка расположена рядом с носом, машинное отделение оборудовано дизель-электрической силовой установкой и расположено под рулевой рубкой, а приемная полость для погруженного буя и служебная шахта, ведущая вверх от приемной полости, расположены непосредственно позади рулевой рубки. 4. Судно по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что у служебной шахты расположено оборудование для обслуживания скважины. 5. Судно по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что на палубе у кормы судна размещается оборудование для обслуживания скважины. 6. Судно по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что в нижнем конце служебной шахты расположен вертлюг для соединения погруженного буя с системой труб судна, причем вертлюг выполнен подвижным и с возможностью извлечения из шахты для освобождения последней в те моменты, когда она не используется. 7. Способ налива нефти по погрузочному рукаву, соединенному с подводным буем и втягиваемому на палубу судна для соединения с погрузочным трубопроводом, отличающийся тем, что погрузочный трубопровод размещается на корме судна, а судно перед соединением устанавливают носом на ветер с наветренной стороны буя, а затем перемещают до положения кормы, позволяющего соединить ее с погрузочным рукавом.