ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК B63B35/44 B63B21/50 E21B19/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к поворотному устройству для использования в судне, оборудованном для разработки, бурения и т.д. подводных нефтяных/газовых скважин и оснащенном вертикально проходящей сквозной шахтой (сквозным каналом), в которой смонтирована турель, установленная с возможностью вращения вокруг вертикальной оси относительно корпуса судна. Вокруг этой вертикальной оси судно может поворачиваться, когда турель закреплена относительно морского дна с помощью якорных линий, предпочтительно в виде якорных цепей.

Уровень техники

В публикации GB 2285028 описано судно со сквозной, вертикально проходящей шахтой, внутри которой установлена турель поворотного устройства. Внутри турели коаксиально с ней размещена единственная труба, наружная боковая поверхность которой формирует в сочетании с турелью вертикальное кольцо. Нижний конец указанной комбинации турель-труба выполнен с возможностью присоединения к погружному бую, однако он не сформирован специально для размещения верхней конической части буя, причем известное поворотное устройство не содержит никаких иных труб, кроме указанной. Подобное устройство на основе комбинации турель-труба не позволяет обеспечить прочное, надежное соединение между указанным устройством и верхней конической частью буя такого типа и такой формы, которые являются предпочтительными для рассматриваемых операций закрепления судна относительно морского дна. Наличие только одной кольцевой полости ограничивает эксплуатационные возможности известного поворотного устройства.

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание с помощью простых средств поворотного устройства для судна, которое обеспечивает установку судна в позицию для выполнения операций добычи, а также бурения, возможно, одновременно.

Согласно изобретению решение поставленной задачи обеспечивается поворотным устройством для судна, такого, как судно для бурения и добычи нефти, причем указанное судно выполнено со сквозной, вертикально проходящей шахтой. Устройство содержит турель с вертикально проходящим каналом, установленную внутри шахты с возможностью вращения вокруг вертикальной оси относительно корпуса судна таким образом, что при закреплении турели относительно морского дна судно может поворачиваться относительно указанной вертикальной оси в зависимости от ветра и морских течений, и трубу, установленную внутри турели.

Поворотное устройство по настоящему изобретению характеризуется тем, что оно снабжено еще одной трубой, по существу коаксиальной с турелью и образующей промежуточную трубу с наружным диаметром, меньшим, чем внутренний диаметр турели, и с внутренним диаметром, превышающим наружный диаметр указанной первой трубы, занимающей положение внутренней трубы, так что между наружной поверхностью промежуточной трубы и внутренней поверхностью турели образовано вертикально ориентированное сквозное пространство, при этом промежуточная труба соединена с турелью, а внутренняя труба соединена с промежуточной трубой и снабжена нижней конусной частью, выполненной и расположенной с возможностью размещения внутри этой нижней части внутренней трубы погружного буя, такого, как буй системы затопленной револьверной погрузки (буй STL). Этот буй является обладающим погружной плавучестью телом, закрепляется на морском дне и несет переходные устройства для соединения эксплуатационных труб с устьем скважины.

Через шахту с установленной в ней турелью можно опускать и поднимать колонну эксплуатационных (буровых) труб благодаря тому, что вертикальный внутренний канал в указанной внутренней трубе образует отдельный сквозной проход для такой колонны.

Якорная система позиционирования турели может содержать по меньшей мере одну якорную цепь фиксированной длины, для крепления верхнего конца которой на турели предназначен соединительный крюк. Другие якорные цепи в составе якорной системы имеют регулируемую длину и для крепления каждой из них предназначены направляющий блок, расположенный на уровне соединительного крюка (крюков), предпочтительно индивидуальная лебедка, расположенная выше соединительного крюка (крюков), и индивидуальные запорные средства для фиксации соответствующей регулируемой по длине якорной цепи в ее вытянутом, напряженном и укороченном состояниях. При этом указанные крюки и направляющие блоки размещены на нижних концах удлиненных элементов в виде балок, которые расположены, по существу, вертикально на внутренней поверхности турели. Каждый элемент в виде балки снабжен радиальной монтажной частью, выполненной с возможностью присоединения к промежуточной трубе.

Турель, внутренняя труба и промежуточная труба выполнены примерно одинаковой высоты и их нижние концы расположены примерно на уровне установки указанных соединительных крюков и направляющих блоков.

В дополнение к повороту вокруг вертикальной оси турель может быть установлена с возможностью подъема/опускания для временного открытия доступа к нижней конструкции, например, к соединительным крюкам для некоторых якорных цепей. Устройство установки турели для обеспечения относительного поворота между корпусом судна и турелью может содержать две поворотные опоры с вертикальной осью: верхнюю комбинированную ролико-шариковую поворотную опору и нижнюю роликовую опору.

Обычно судно указанного типа оснащается также буровой вышкой, которая расположена над вертикальной сквозной шахтой и оснащена системой привода вращения буровой колонны. В альтернативном варианте вместо физического закрепления на морском дне судно может позиционироваться на месте с помощью известной, так называемой динамической системы позиционирования.

Перечень фигур чертежей

Пример выполнения поворотного устройства в соответствии с изобретением будет подробнее описан ниже со ссылками на чертежи, на которых

фиг.1 изображает на виде сбоку судно, в котором может использоваться поворотное устройство, причем участок вертикальной сквозной шахты показан в вертикальном разрезе;

фиг.2 изображает в перспективе поворотное устройство с присоединенными к нему якорными цепями, при этом отдельные участки поворотного устройства вырезаны для показа внутренней формы и конструкции;

фиг.3 изображает на виде сверху поворотное устройство с присоединенными к нему якорными цепями и условно вырезанными участками.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1 показано судно 10 известного типа, в котором выполнена вертикальная сквозная шахта 12 в привязке к расположенной над ним буровой вышке 1.

Внутри вертикальной сквозной шахты 12 известным образом установлена с возможностью поворота турель 16 с помощью показанных на фиг.2 верхней комбинированной роликошариковой поворотной опоры 18 и нижней роликовой поворотной опоры 20. В данном примере выполнения турель 16 закреплена относительно морского дна (не показано) с помощью якорных цепей 22а, каждая из которых имеет фиксированную длину и подвешена к монтажному крюку 24, а также с помощью якорных цепей 22b, каждая из которых имеет регулируемую длину и проходит через индивидуальный направляющий блок 26 к индивидуальной лебедке 28. Предусмотрены промежуточные запорные средства 30 (фиг.3) для фиксации каждой якорной цепи 22b регулируемой длины в ее удлиненном, натянутом или укороченном состоянии. Эти средства могут быть выполнены в виде болта, который вставляется в одно из звеньев цепи и запирает ее. Система якорного позиционирования не является предметом настоящего изобретения.

Концентрично турели 16 коаксиально с ней установлены внутренняя труба 36 меньшего диаметра и промежуточная труба 32. Как и внутренняя труба 36, промежуточная труба 32 может быть почти такой же длины по вертикали, что и турель 16 (фиг.1), однако она имеет существенно меньший диаметр, чем турель, так что между наружной поверхностью промежуточной трубы 32 и внутренней поверхностью турели 16 образовано вертикально ориентированное сквозное пространство, радиальный размер которого достаточен для размещения нескольких трубопроводов 34, связывающих судно с подводным месторождением.

Внутренняя труба 36 имеет вертикальный внутренний сквозной канал 36' для прохода колонны буровых труб, которая приводится во вращение не показанной системой привода и предпочтительно подвешена к буровой вышке 14 судна. На своем нижнем конце внутренняя труба 36 выполнена с расширенной кольцевой круглой частью 36", которая имеет внешний диаметр, примерно равный внешнему диаметру промежуточной трубы 32, и соединена с остальной частью внутренней трубы 36 посредством сужающегося переходного участка 36'", который имеет внутреннюю форму в соответствии с формой буя STL (не показан).

Нижняя кромка внутренней трубы 36 может быть прикреплена к промежуточной трубе 32, которая соединена с корпусом турели с помощью радиальных связей 38 (фиг.2, 3), на которых установлены запорные средства 30 и от которых отходят вертикальные элементы 40 в виде балки, несущие направляющие блоки 26. Внешние вертикальные края балок могут быть приварены к внутренней поверхности турели 16. Подобные им элементы-балки 42 с нижними присоединительными крюками 24 выполнены каждая с радиально внутренней монтажной частью 42' для соединения с промежуточной трубой 32. Вертикальные края балок 42 могут быть прикреплены к корпусу турели 16 таким же образом, как балки 40.

Изобретение может быть использовано на судне для разработки и бурения подводных нефтяных или газовых скважин. Поворотное устройство содержит сквозную вертикальную шахту, выполненную внутри судна, турель с вертикально проходящим каналом, установленную внутри шахты, промежуточную и внутреннюю трубы, установленные в турели. При закреплении турели относительно морского дна судно может поворачиваться относительно вертикальной оси в зависимости от ветра и морских течений. При этом промежуточная труба соединена с турелью, а внутренняя труба соединена с промежуточной трубой и снабжена нижней конусной частью для размещения погружного буя. Изобретение позволяет обеспечить установку судна в позицию для выполнения операций добычи и бурения с помощью простых средств. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Поворотное устройство для судна, такого как судно для бурения и добычи нефти, причем указанное судно выполнено со сквозной, вертикально проходящей шахтой, содержащее турель с вертикально проходящим каналом, установленную внутри шахты с возможностью вращения вокруг вертикальной оси относительно корпуса судна таким образом, что при закреплении турели относительно морского дна судно может поворачиваться относительно указанной вертикальной оси в зависимости от ветра и морских течений, и трубу, установленную внутри турели, отличающееся тем, что поворотное устройство снабжено еще одной трубой, по существу, коаксиальной с турелью и образующей промежуточную трубу с наружным диаметром, меньшим, чем внутренний диаметр турели, и с внутренним диаметром, превышающим наружный диаметр указанной первой трубы, занимающей положение внутренней трубы, так, что между наружной поверхностью промежуточной трубы и внутренней поверхностью турели образовано вертикально ориентированное сквозное пространство, при этом промежуточная труба соединена с турелью, а внутренняя труба соединена с промежуточной трубой и снабжена нижней конусной частью, выполненной и расположенной с возможностью размещения внутри этой нижней части внутренней трубы погружного буя, такого как буй системы затопленной револьверной погрузки (буй STL).2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вертикальный внутренний канал в указанной внутренней трубе образует отдельный сквозной проход для колонны буровых труб.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что турель на своей внутренней поверхности выполнена с проходящими, по существу, вертикально удлиненными элементами в виде балок, причем на нижнем конце каждого элемента в виде балки размещен либо соединительный крюк для якорной цепи фиксированной длины, либо направляющий блок для якорной цепи регулируемой длины, связанной с натяжными средствами, такими как лебедка, а также с запорными средствами для фиксации якорной цепи в ее укороченном, натянутом состоянии, при этом каждый указанный элемент в виде балки снабжен радиальной монтажной частью, выполненной с возможностью присоединения к промежуточной трубе.4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что турель, внутренняя труба и промежуточная труба выполнены примерно одинаковой высоты.5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что нижние концы турели, внутренней трубы и промежуточной трубы расположены примерно на уровне установки указанных соединительных крюков и направляющих блоков для якорных цепей.