СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ПОДВОДНОГО ШУМОПОДАВЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК E02B17/02 G10K11/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к подавлению подводного шума, создаваемого при проведении подводных работ, например, шума, создаваемого при проведении подводных работ по добыче нефти и газа.

Уровень техники

В документе WO 2008/074886 раскрывается устройство по ограничению зыби, находящееся на борту плавучей конструкции, предназначенное для упрощения перевалочных операций между конструкцией и перевалочным судном, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере с одной из его сторон (левого или правого борта) пневматический волнолом, содержащий перфорированный воздуховод, по которому подается газ от источника сжатого газа, упомянутый воздуховод выполнен с возможностью погружения под воду и создания, после погружения, завесы из пузырьков газа, формирующих поток для предотвращения зыби и уменьшающий ее амплитуду с защищенной стороны, позволяя, таким образом, осуществлять безопасное причаливание и перевозку пассажиров, оборудования и товаров между упомянутой плавучей конструкцией и перевалочным судном. Документ WO 2008/074886 в полном объеме включен здесь по ссылке.

В документе US 2008/0006478 раскрывается шумоподавляющий патрубок, предназначенный для использования в свайном креплении при проведении подводных строительных работ, а также способ использования подобного патрубка для подавления распространения подводного шума и/или ударных волн во время проведения подводных работ по забивке свай. Документ US 2008/0006478 в полном объеме включен здесь по ссылке.

В документе US 6567341 раскрываются способы подавления распространения подводного шума или волн, а также боновые системы, используемые для данных целей. Боновая система отличается наличием материала (например, завесы или комбинации из завесы и фартука), который проходит, по существу, по всей водной толще после его размещения в акватории, образуя тем самым периметр, а также газонагнетающей системы, которая включает в себя множество выпускных отверстий, расположенных между периметром и местом проведения подводных работ. Во время ее эксплуатации, боновая система устанавливается таким образом, чтобы она окружала место проведения подводных работ, после чего, через множество выпускных отверстий, в воду нагнетается газ, образуя завесу из пузырьков газа при проведении подводных работ, во время которых могут создаваться звуковые и ударные волны. Документ US 6567341 в полном объеме включен здесь по ссылке.

Таким образом, существует потребность в одной или нескольких из следующих систем:

усовершенствованной системе и способе уменьшения шумового загрязнения подводной среды;

усовершенствованной системе и способе проведения работ в подводной среде, уменьшающих воздействие на морскую флору и фауну.

Раскрытие изобретения

Одним объектом изобретения является способ разработки морского нефтяного и газового месторождения, включающий в себя установку буровой конструкции в акватории; бурение множества скважин с буровой установки; и размещение вблизи скважины множества плавучих гибких конструкций.

Другим объектом изобретения морская система, расположенная в акватории и содержащая буровую установку, расположенную на поверхности акватории; буровое долото, находящееся в скважине под дном акватории; район с уязвимой природной средой на некотором удалении от скважины; и множество плавучих гибких конструкций, расположенных между скважиной и районом с уязвимой природной средой.

Преимущества изобретения могут быть обеспечены за счет использования одной или нескольких из следующих систем:

усовершенствованной системы и способа уменьшения шумового загрязнения подводной среды;

усовершенствованной системы и способа проведения работ в подводной среде, уменьшающих воздействие на морскую флору и фауну.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана известная буровая установка;

на фиг.2А и 2В - буровая установка с системой шумоподавления;

на фиг.3 - система шумоподавления;

на фиг.4 - система шумоподавления;

на фиг.5 - система шумоподавления.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана известная система 100. Система 100 включает в себя плавучую конструкцию 102, соединенную с морским дном при помощи множества швартовочных или якорных оттяжек 112. Плавучая конструкция 102 включает в себя буровую вышку 110 для бурения скважин 122 в морском дне 108 при помощи бурового долота 124, установленного на буровом снаряде 121. Плавучая конструкция 102 соединена с устьем 106 скважины при помощи водоотделяющей колонны 104. Буровой снаряд 121 может находиться внутри водоотделяющей колонны 104.

В целом, плавучая конструкция 102 может быть временно или постоянно заякорена на объекте. Во время бурения система 100 создает значительный шум. Шум изображен на чертежах в виде звуковых волн 150, исходящих от плавучей конструкции 102 и водоотделяющей колонны 104.

Хотя на фигуре показана плавучая конструкция 102, для подводных работ по добыче нефти и газа могут использоваться другие конструкции или проводиться другие виды подводных работ, известные из уровня техники. Кроме этого рассматриваемый здесь уровень техники может использоваться для снижения уровня подводного шума от других заякоренных плавсредств, таких как лодки, корабли и баржи.

На фиг.2А показана буровая система 200 согласно настоящему изобретению. Буровая система 200 включает в себя буровую установку 202, такую как буровое судно, полу-погружное буровое устройство или баржа, которая может находиться в плавучем состоянии или стоять на морском дне 208.

Буровая установка 202 может быть соединена с морским дном 208 при помощи множества швартовочных или якорных оттяжек 212. Плавучая конструкция 202 соединена с подводной конструкцией, такой как устье 206 скважины при помощи водоотделяющей колонны 204.

Плавучая конструкция 202 включает в себя буровую вышку 210 для бурения скважин 222 в морском дне 208 при помощи бурового долота 224, установленного на буровом снаряде 221. Буровой снаряд 221 может находиться внутри водоотделяющей колонны 204.

При проведении подводных буровых работ с использованием бурового долота 224 для бурения скважин 222 создается шум и/или вибрации, изображенные в виде звуковых волн 250. Распространение звуковых волн 250, в целом, нежелательно, поскольку они могут проникать в районы 260 с уязвимой природной средой и могут нанести вред морским обитателям 262.

Также имеется анкерный блок 270, соединенный с множеством плавучих гибких трубок 272а и 272b. Как можно заметить, трубки 272а и 272b полые, поэтому снизу трубок 272а и 272b из подводящего воздуховода 280 в них может нагнетаться газ для надувания трубок. Сверху трубок могут быть выполнены небольшие отверстия 276 для выпуска поднимающихся вверх пузырьков 274 газа.

По отдельным вариантам осуществления изобретения трубки 272а и 272b могут быть изготовлены из сплошного, гибкого, плавучего материала, такого как резина, пластик или растительный материал, и могут быть соединены с анкерным блоком 270.

По отдельным вариантам осуществления изобретения трубки могут не использоваться, а пузырьки газа могут проходить через отверстия в анкерном блоке 270.

По отдельным вариантам осуществления изобретения трубки 272а и 272b могут быть изготовлены из полого, гибкого, плавучего материала, такого как резина или пластик, который можно надуть и соединить с анкерным блоком 270, но в котором нет отверстий 276. По вариантам осуществления изобретения, где трубки 272а и 272b заполняются газом, шланг 280 для подачи газа может проходить от плавучей конструкции 202 к анкерному блоку 270, который, в свою очередь, соединен с трубками 272а и 272b.

По одному из вариантов осуществления изобретения трубки 272а и 272b являются плоскими шлангами, наподобие пожарных шлангов, и могут транспортироваться и устанавливаться в ненадутом, скатанном положении. После развертывания они могут быть надуты, в результате чего они раскатываются в вертикальное положение. Во время использования трубки 272а и 272b могут выступать в качестве буфера, препятствующего распространению звуковых волн 250 от места проведения буровых работ в устье 206 скважины, в районы 260 с уязвимой природной средой.

Как показано на фиг.2В, трубки 272а и 272b могут быть расположены в ряд на анкерном блоке 270 для ограждения места проведения буровых работ в устье 206 скважины от районов 260 с уязвимой природной средой. Трубки 272а могут быть смещены относительно трубок 272b для того, чтобы морская флора и фауна, а также течения могли проходить через ряд трубок, останавливая при этом, по меньшей мере, часть звуковых волн 250.

Хотя показаны два ряда трубок, по отдельным вариантам осуществления изобретения может использоваться лишь 1 ряд трубок, тогда как по другим вариантам осуществления изобретения могут использоваться от 2 до 10, например от 3 до 6 рядов трубок.

По отдельным вариантам осуществления изобретения, как показано на фиг.3, трубки 372а и 372b могут быть расположены на анкерном блоке 370 в виде круга, для окружения места проведения буровых работ в устье 306 скважины, не позволяя звуковым волнам 350 достигать районов 360 с уязвимой природной средой. Трубки 372а могут быть смещены относительно трубок 372b для того, чтобы морская флора и фауна, а также течения могли проходить через круг из трубок, останавливая при этом, по меньшей мере, часть звуковых волн 350.

По отдельным вариантам осуществления изобретения, как показано на фиг.4, трубки 472 могут крепиться к анкерному блоку 470 для того, чтобы звуковые волны (не показаны) не достигали районов (не показаны) с уязвимой природной средой. Трубки 472 могут изготавливаться из надувного, гибкого материала и заполняться газом, поступающим из анкерного блока 470, сверху трубок 472 могут быть сделаны небольшие отверстия для выхода пузырьков 474 газа через верх трубок 472.

По отдельным вариантам осуществления изобретения, как показано на фиг.5, трубки 572 могут крепиться к газопроводу и опорному кабелю 578 при помощи соединителей 580. В разных точках по своей длине опорный кабель 578 крепится к анкерным блокам 570 при помощи соединителей 582. Трубки 572 не позволяют звуковым волнам (не показаны) достигать районов (не показаны) с уязвимой природной средой. Трубки 572 могут изготавливаться из надувного, гибкого материала и заполняться газом, поступающим из газопровода и опорного кабеля 578, причем сверху трубок 572 могут быть выполнены небольшие отверстия 576 для выхода пузырьков 574 газа через верх трубок 572.

Одним объектом изобретения является морская система, расположенная в акватории и содержащая буровую установку, расположенную на поверхности акватории; буровое долото, находящееся в скважине под дном акватории; район с уязвимой природной средой, находящийся на некотором удалении от скважины; а также множество плавучих гибких конструкций, развернутых между скважиной и районом с уязвимой природной средой. По отдельным вариантам осуществления изобретения буровая установка в акватории находится в плавучем состоянии. По отдельным вариантам осуществления изобретения плавучие гибкие конструкции заполняются газом. По отдельным вариантам осуществления изобретения плавучие гибкие конструкции заполняются воздухом. По отдельным вариантам осуществления изобретения система также содержит по меньшей мере один анкерный блок, находящийся на дне акватории, причем по меньшей мере одна из плавучих гибких конструкций прикреплена к анкерному блоку. По отдельным вариантам осуществления изобретения на буровой установке имеется источник газа для заполнения плавучих гибких конструкций. По отдельным вариантам осуществления изобретения плавучие гибкие конструкции заполняются воздухом, при этом у гибких плавучих конструкций имеется по меньшей мере одно отверстие сверху конструкции для выпуска части воздуха. По отдельным вариантам осуществления изобретения плавучие гибкие конструкции полностью окружают скважину. По отдельным вариантам осуществления изобретения система также содержит по меньшей мере два ряда плавучих гибких конструкций, причем ряды смещены относительно друг друга. По отдельным вариантам осуществления изобретения плавучие гибкие конструкции заполняются воздухом, при этом на буровой конструкции имеется источник воздуха, соединенный с плавучими, гибкими конструкциями.

Другим объектом изобретения является способ разработки морского нефтяного и газового месторождения, включающий в себя монтаж буровой установки в акватории; бурение множества скважин с буровой установки; а также размещение вблизи со скважиной множества плавучих гибких конструкций. По отдельным вариантам осуществления изобретения способ также включает в себя надувание плавучих гибких конструкций воздухом. По отдельным вариантам осуществления изобретения способ также включает в себя надувание плавучих гибких конструкций воздухом, нагнетаемым с буровой установки.

Хотя изобретение было рассмотрено на примере ограниченного числа вариантов осуществления изобретения, специалистам в данной области техники, после прочтения настоящего раскрытия изобретения, будет понятно, что возможны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за объем раскрываемого здесь изобретения. Поэтому объем изобретения ограничен лишь прилагаемой формулой изобретения.

Группа изобретений относится к морским системам и способам разработки морского нефтяного и газового месторождения. Технический результат заключается в уменьшении шумового загрязнения подводной среды и в уменьшении воздействия на морскую флору и фауну. Морская система, находящаяся в акватории, содержит буровую установку, находящуюся на поверхности акватории, буровое долото, находящееся в скважине на дне акватории, район с уязвимой природной средой, находящийся на расстоянии от скважины, и множество плавучих гибких конструкций, развернутых между скважиной и районом с уязвимой природной средой, при этом плавучие гибкие конструкции являются плоскими шлангами, устанавливаемыми в ненадутом скатанном положении и затем надуваемыми с приведением в вертикальное положение. Способ разработки морского нефтяного и газового месторождения включает в себя монтаж буровой установки в акватории, бурение множества скважин с буровой установки и размещение вблизи скважины множества плавучих гибких конструкций, при этом плавучие гибкие конструкции являются плоскими шлангами, устанавливаемыми в ненадутом скатанном положении и затем надуваемыми с приведением в вертикальное положение. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Морская система, находящаяся в акватории и содержащая буровую установку, находящуюся на поверхности акватории; буровое долото, находящееся в скважине на дне акватории; район с уязвимой природной средой, находящийся на расстоянии от скважины; и множество плавучих гибких конструкций, развернутых между скважиной и районом с уязвимой природной средой, при этом плавучие гибкие конструкции являются плоскими шлангами, устанавливаемыми в ненадутом скатанном положении и затем надуваемыми с приведением в вертикальное положение.

2. Система по п.1, в которой буровая конструкция в акватории находится в плавучем состоянии.

3. Система по п.1, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены газом.

4. Система по п.2, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены газом.

5. Система по п.3, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом.

6. Система по п.4, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом.

7. Система по любому из пп.1-6, дополнительно содержащая, по меньшей мере, один анкерный блок, находящийся на дне акватории, причем, по меньшей мере, одна из плавучих гибких конструкций прикреплена к анкерному блоку.

8. Система по п.7, в которой на буровой установке имеется источник газа для заполнения плавучих гибких конструкций.

9. Система по любому из пп.1-6, 8, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем у гибких плавучих конструкций имеется, по меньшей мере, одно отверстие сверху конструкции для выпуска части воздуха.

10. Система по п.7, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем у гибких плавучих конструкций имеется, по меньшей мере, одно отверстие сверху конструкции для выпуска части воздуха.

11. Система по любому из пп.1-6, 8, 10, в которой плавучие гибкие конструкции полностью окружают скважину.

12. Система по п.7, в которой плавучие гибкие конструкции полностью окружают скважину.

13. Система по п.9, в которой плавучие гибкие конструкции полностью окружают скважину.

14. Система по любому из пп.1-6, 8, 10, 12, 13, дополнительно содержащая, по меньшей мере, два ряда плавучих гибких конструкций, причем ряды смещены относительно друг друга.

15. Система по п.7, дополнительно содержащая, по меньшей мере, два ряда плавучих гибких конструкций, причем ряды смещены относительно друг друга.

16. Система по п.9, дополнительно содержащая, по меньшей мере, два ряда плавучих гибких конструкций, причем ряды смещены относительно друг друга.

17. Система по п.11, дополнительно содержащая, по меньшей мере, два ряда плавучих гибких конструкций, причем ряды смещены относительно друг друга.

18. Система по любому пп.1-6, 8, 10, 12, 13, 15-17, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем на буровой конструкции имеется источник воздуха, соединенный с гибкими плавучими конструкциями.

19. Система по п.7, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем на буровой конструкции имеется источник воздуха, соединенный с гибкими плавучими конструкциями.

20. Система по п.9, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем на буровой конструкции имеется источник воздуха, соединенный с гибкими плавучими конструкциями.

21. Система по п.11, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем на буровой конструкции имеется источник воздуха, соединенный с гибкими плавучими конструкциями.

22. Система по п.14, в которой плавучие гибкие конструкции заполнены воздухом, причем на буровой конструкции имеется источник воздуха, соединенный с гибкими плавучими конструкциями.

23. Способ разработки морского нефтяного и газового месторождения, включающий в себя:
монтаж буровой установки в акватории;
бурение множества скважин с буровой установки, и
размещение вблизи скважины множества плавучих гибких конструкций, при этом плавучие гибкие конструкции являются плоскими шлангами, устанавливаемыми в ненадутом скатанном положении и затем надуваемыми с приведением в вертикальное положение.

24. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя надувание плавучих гибких конструкций воздухом.

25. Способ по любому из пп.23 или 24, дополнительно включающий в себя надувание плавучих гибких конструкций воздухом, нагнетаемым с буровой установки.