ПЛАВУЧАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2019 года по МПК B63B35/44 E02B17/00 B63B21/04 

Настоящая заявка испрашивает приоритет и преимущество находящейся на одновременном рассмотрении патентной заявки США серийный номер: 14/630563, поданной 24 февраля 2015 года, озаглавленной «ПЛАВУЧАЯ УСТАНОВКА», которая является частичным продолжением находящейся на одновременном рассмотрении патентной заявки США серийный номер 14/524992, поданной 27 октября 2014 года, озаглавленной «ПЛАВУЧАЯ КОНСТРУКЦИЯ», которая является частичным продолжением находящейся на одновременном рассмотрении патентной заявки США серийный номер 14/105321, поданной 13 декабря 2013 года, озаглавленной «ПЛАВУЧАЯ УСТАНОВКА», ныне опубликованной, как патент США № 8869727 28 октября 2014 года, которая является частичным продолжением находящейся на одновременном рассмотрении патентной заявки США серийный номер 13/369600, поданной 9 февраля 2012 года, озаглавленной «УСТОЙЧИВОЕ МОРСКОЕ ПЛАВУЧЕЕ ХРАНИЛИЩЕ», ныне опубликованной, как патент США № 8662000 4 марта 2014 года, которая является частичным продолжением патентной заявки США серийный номер 12/914709, поданной 28 октября 2010 года, ныне опубликованной, как патент США № 8251003 28 августа 2012 года, которая испрашивает преимущество предварительной патентной заявки США серийный номер 61/521701, поданной 9 августа 2001 года, предварительной патентной заявки США серийный номер 61/259201, поданной 8 ноября 2009 года и предварительной патентной заявки США серийный номер 61/262533, поданной 18 ноября 2009 года. Эти ссылки включены в данное описание во всей своей полноте.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящие варианты осуществления, в общем, относятся к плавучим установкам для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и к конструкциям корпуса и системам выгрузки для плавучей установки для бурения, добычи, хранения и отгрузки (FDPSO).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Предшествующий уровень техники, относящийся к настоящему изобретению, предоставляет следующую справочную информацию, касающуюся развития морских энергосистем, например, для глубоководной добычи нефти и/или газа. Между подводными скважинами и центральной платформой часто требуются длинные промысловые трубопроводы, силовые кабели и управляющие шлангокабели. Протяженные длины связаны с энергетическими потерями, падением давления и трудности добычи. Затраты на конструкции для глубоководных вариантов применения высокие, и затраты часто увеличиваются вследствие нахождения за границей мест, где они производятся.

Другие трудности, связанные с глубоководными морскими работами, обусловлены движениями плавучей установки, которые влияют на персонал и эффективность, особенно когда они связаны с динамикой жидкости в цистернах. Основная связанная с движением проблема, связанная с морскими нефтехимическими работами, возникает в больших горизонтальных установках, в которых уровень жидкости колеблется и предоставляет ошибочные сигналы в инструменты уровня жидкости, вызывая нарушение технологии и общую неэффективность работы.

Главными элементами, которые могут быть модифицированы для улучшения характеристик движения пришвартованной плавучей установки, являются осадка, площадь ватерлинии и скорость изменения ее осадки, расположение центра тяжести (CG), метацентрическая высота, вокруг которой происходят крен с небольшой амплитудой и движения по тангажу, фронтальная площадь и форма, на которые воздействуют ветра, течение и волны, реакция системы труб и кабелей, контактирующих с морским дном, действующих в качестве швартовочных элементов, и гидродинамические параметры добавленной массы и демпфирования. Последние значения могут быть определены путем комплексных решений уравнений потенциальных потоков, интегрированных по подробным признакам и выступающим частям плавучих установок, а затем одновременно решенных для потенциальных сил источников. Здесь только важно отметить, что добавление признаков, которые позволяют «настраивать» добавленную массу и/или демпфирование для определенного состояния требует, чтобы для обеспечения требуемых свойств некоторые признаки можно было модифицировать в комбинации, или более предпочтительно независимо. Оптимизация может сильно упрощаться, если установка обладает вертикальной осевой симметрией, как в настоящем изобретении, которая уменьшает 6 степеней свободы движения до 4, (т.е. маятниковое движение=по крену=по тангажу, качательное=продольное=боковое движение, разворачивающее=вращательное движение и волнообразное=вертикальное движение). Она может дополнительно упрощаться, если гидродинамические признаки конструкции могут быть разделены для линеаризации процесса и облегчения поиска идеального решения.

В предшествующем уровне техники для морского плавучего сооружения предусматриваются улучшенные гидродинамические характеристики и возможность швартовки на увеличенных глубинах, предоставляя посредством этого платформу-спутник на глубокой воде, что приводит к более короткому промысловому трубопроводу, кабелям и шлангокабелям от донной фонтанной арматуры до комплекса платформы. Предыдущие конструкции содержат убираемый центральный узел, который содержит признаки для гидродинамического улучшения и обеспечивает комплексное использование вертикальных сепараторов в количестве и с размером, обеспечивающими возможность индивидуального постоянного мониторинга дебита скважины и продолжительного времени удерживания.

Главным признаком установок отрасли является убираемый центральный узел внутри корпуса, который в процессе эксплуатации можно поднимать или опускать, обеспечивая прохождение на мелководье. Убираемый центральный узел предоставляет средство демпфирования движения по тангажу, большое объемное пространство для предоставления необязательного балласта, хранилища, емкостей с вертикальным давлением или для хранения или центрально расположенной шахты для разворачивания водолазных видео операций или видео операций аппарата с дистанционным управлением (ROV) без потребности в дополнительных судах обеспечения.

Улучшение гидродинамического движения установок обеспечивается за счет: базовой конфигурации корпуса; протяженных ограждения и ребер в основании корпуса; (опускаемого на участке) центрального узла с выдвижением убираемой центральной секции с основанием и установленными в середине гидродинамическими ограждениями и ребрами, массой сепараторов под палубу корпуса, что опускает центр тяжести; и прикрепления стальных цепных райзеров, кабелей, шлангокабелей и якорных оттяжек около центра тяжести в основании корпуса. Отмеченные признаки улучшают устойчивость установки и обеспечивают увеличенную добавленную массу и демпфирование, что улучшает общую реакцию системы под нагрузкой окружающей среды.

Установки предшествующего уровня техники могут иметь корпуса, которые имеют шестиугольную форму. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь восьмиугольный корпус. Плавучие установки предшествующего уровня техники для добычи, хранения и отгрузки имеют многоугольную конфигурацию наружных боковых стенок с острыми углами, чтобы разрезать полосы льда, сопротивляться и ломать лед, и сдвигать в сторону от установки гребни давления льда. Предшествующий уровень техники также предоставляет платформу для бурения и добычи, состоящую из полупогружаемого корпуса платформы, имеющего форму цилиндра имеющего плоское дно и круглое поперечное сечение. Предыдущие установки имеют периферический круглый вырез или углубление в нижней части цилиндра, и конструкция обеспечивает уменьшение движение крена и тангажа. Так как плавучие установки для добычи, хранения и отгрузки могут быть связаны с добычными райзерами и обычно должны быть устойчивыми, даже в штормовых условиях, остается потребность в усовершенствовании конструкции корпуса установки.

Дополнительно существует потребность в улучшении отгрузки продукта на корабль или танкер из плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки с последующей транспортировкой продукта из плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки на наземный объект.

В качестве части системы выгрузки, около плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки обычно закрепляют причальный буй якорного типа (CALM). В качестве примера буя, годного для применения с системой выгрузки, буй прикрепляют к морскому дну для того, чтобы обеспечить минимальное расстояние от близлежащей плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки. В этом примере пара тросов прикрепляют буй к плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки, а от плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки к бую проходит разгрузочный шланг. Танкер временно пришвартовывают к бую, и от танкера к бую протягивают шланг для приема по шлангам, соединенным с буем, продукта из плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки. Если во время выгрузки возникают плохие погодные условия, такие как шторм со значительной скоростью ветра, вследствие передвижения танкера, вызванного силами ветра и течения, воздействующими на танкер, могут возникать проблемы. Поэтому также существует потребность в улучшении системы выгрузки, обычно применяемой при перемещении в танкер продукта, хранящегося на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки.

Существует потребность в плавучей установке, которая обеспечивает возможность поглощения кинетической энергии плавучего средства за счет предоставления в туннеле, образованном в плавучей установке, множества динамичных подвижных тендерных механизмов.

Существует дополнительная потребность в плавучей установке, которая обеспечивает демпфирование волн и разрушение волн внутри туннеля, образованного в плавучей установке.

Существует потребность в плавучей установке, которая обеспечивает силы трения в корпусе плавучего средства в туннеле.

Настоящие варианты осуществления удовлетворяют этим потребностям.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Подробное описание будет лучше понятно в сочетании со следующими сопровождающими чертежами.

Фигура 1 показывает вид в плане сверху плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки согласно настоящему изобретению и танкера, пришвартованного к плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки.

Фигура 2 показывает вид сбоку в разрезе плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

Фигура 3 показывает увеличенный и более подробный вариант вида сбоку в разрезе плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

Фигура 4 показывает увеличенный и более подробный вариант вида в плане сверху плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

Фигура 5 показывает вид сбоку в разрезе альтернативного варианта осуществления корпуса для плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки согласно настоящему изобретению.

Фигура 6 показывает вид сбоку в разрезе альтернативного варианта осуществления корпуса для плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки согласно настоящему изобретению.

Фигура 7 показывает вид в плане сверху подвижного швартовочного соединения согласно настоящему изобретению.

Фигура 8 показывает вид сбоку в разрезе плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки согласно настоящему изобретению.

Фигура 9 показывает поперечное сечение плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки, если смотреть по линии 16-16.

Фигура 10 показывает вид сбоку в разрезе плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки, показанной в поперечном разрезе.

Фигура 11 показывает подробное изображение ребра, прикрепленного к корпусу согласно плавучей установке для добычи, хранения и отгрузи с целью обеспечения гидродинамической эффективности за счет линейного и квадратичного демпфирования.

Настоящие варианты осуществления подробно изложены ниже со ссылкой на перечисленные чертежи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Перед подробным объяснением настоящего устройства необходимо понять, что устройство не ограничено конкретными вариантами осуществления и что оно может быть реализовано или исполнено различными путями.

Настоящие варианты осуществления относятся к плавучей платформе для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) с некоторыми альтернативными конструкциями корпуса и подвижной швартовочной системой для отгрузки, которая позволяет танкеру менять ориентацию по широкой дуге относительно плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

Варианты осуществления дополнительно относятся к плавучей установке, выполненной для содействия по меньшей мере одному из: бурения скважин, ремонта скважин, добычи углеводородов, хранения углеводородов и размещения персонала.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь форму корпуса в плане, которая может быть круглой, овальной, эллиптической или многоугольной.

В вариантах осуществления корпус плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки может иметь нижнюю поверхность (известную, как киль); поверхность палубы (также известную, как главная палуба); по меньшей мере две связанные секции, соединенные между нижней поверхностью (килем) и поверхностью палубы (главной палубой).

В вариантах осуществления по меньшей мере две соединенные секции могут быть соединены последовательно, и каждая может быть выполнена симметрично вокруг вертикальной оси. Связанные секции могут продолжаться от поверхности палубы вниз в сторону нижней поверхности.

В вариантах осуществления связанные секции могут иметь по меньшей мере две из верхней цилиндрической части, узкой цилиндрической секции и нижней конической секции.

В дополнительных вариантах осуществления для уменьшения перемещения к корпусу может быть прикреплено по меньшей мере одно радиальное ребро.

Нижняя коническая секция обеспечивает корпусу улучшенную гидродинамическую эффективность добавленной массы за счет линейного и квадратичного демпфирования. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки не требует специальной убираемой центральной колонны для управления тангажом, креном и вертикальной качкой.

Обращаясь далее к чертежам, Фигура 1 изображает плавучую установку 10 для добычи, хранения и отгрузки, показанную на изображении сверху.

Танкер T показан в двух разных положениях A, и B по мере того, как танкер меняет ориентацию на плавучей установке 10 для добычи, хранения и отгрузки.

Плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки может представлять собой корпус 9a. Плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки плавает в воде W и может применяться для добычи, хранения и/или отгрузки ресурсов, извлекаемых из земли, таких как углеводороды, включая сырую нефть и природный газ и такую руду, которая может извлекаться путем добычи растворением. Плавучую установку 10 для добычи, хранения и отгрузки можно собирать на берегу, используя известные способы, которые могут быть подобны судостроению, и буксировать на участок в море, обычно над месторождением нефти и/или газа в земле под участком в море. По меньшей мере один якорный канат 16a, 16b, 16c и 16d, который должен быть прикреплен к не показанным якорям на морском дне, закрепляет плавучую установку 10 для добычи, хранения и отгрузки в нужном месте.

Может применяться по меньшей мере один подвижный швартовочный узел 18. Каждый подвижный швартовочный узел может находиться на корпусе в еще одном месте, а именно в виде подвижного швартовочного соединительного узла 40 и подвижного швартовочного узла 60.

Между корпусом 9a и танкером T может быть протянут шланг 20 для перемещения в танкер T сырой нефти и/или другого флюида из плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки.

Фигура 2 показывает вид сбоку в разрезе плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки согласно настоящему изобретению.

При обычном применении плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки, сырая нефть может добываться из земли под морским дном под плавучей установкой 10 для добычи, хранения и отгрузки, перемещаться в корпус 9a, временно в нем храниться и отгружаться в танкер T для транспортировки на береговые сооружения. Во время операции отгрузки танкер T может быть временно пришвартован к плавучей установке 10 для добычи, хранения и отгрузки с помощью подвижного швартовочного соединительного узла 40. Для перемещения сырой нефти и/или другого флюида из плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки в танкер T между корпусом 9a и танкером T может быть протянут шланг 20.

В вариантах осуществления может применяться по меньшей мере один подвижный швартовочный узел 18. Каждый подвижный швартовочный узел может находиться на корпусе 9a в еще одном месте, а именно в виде подвижного швартовочного соединительного узла 40 и подвижного швартовочного узла 60.

Фигура 3 представляет собой вид сбоку в разрезе плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки.

Показан корпус 9b плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки, имеющий верхнюю поверхность 12a палубы, верхнюю цилиндрическую часть 12b, продолжающуюся вниз от поверхности 12a палубы, верхнюю коническую секцию 12c, продолжающуюся вниз от верхней цилиндрической части 12b и сужающуюся внутрь, узкую цилиндрическую секцию 12d, продолжающуюся вниз от верхней конической секции 12c, нижнюю коническую секцию 12e, продолжающуюся вниз от узкой цилиндрической секции 12d, которая может расширяться наружу, и нижнюю цилиндрическую секцию 12f, продолжающуюся вниз от нижней конической секции 12e.

В варианте осуществления нижняя коническая секция 12e здесь может быть описана, как имеющая форму перевернутого конуса или имеющая перевернутую коническую форму в отличие от верхней конической секции 12c, которая может быть описана здесь, как имеющая правильную коническую форму. Плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки плавает так, что поверхность воды регулярно пересекается с верхней конической секцией 12c, что здесь может упоминаться, как ватерлиния, находящаяся на правильной конической форме.

В вариантах осуществления плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки может быть нагружена и/или наполнена балластом для удержания ватерлинии в нижней части правильной, верхней конической секции 12c. Когда плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки может быть установлена и плавает правильно, поперечное сечение корпуса 9b в любой горизонтальной плоскости может иметь круглую форму.

В вариантах осуществления корпус 9b может быть так сконструирован и иметь такой размер, чтобы выполнять требования конкретного варианта применения, и могут быть запрошены услуги морского научно-исследовательского института Нидерландов для обеспечения оптимальных параметров конструкции для удовлетворения конструктивных требований для конкретного варианта применения.

В данном варианте осуществления верхняя цилиндрическая часть 12b может иметь приблизительно такую же высоту, как цилиндрическая узкая секция 12d, тогда как высота нижней цилиндрической секции 12f может быть приблизительно в 3-4 раза больше, чем высота верхней цилиндрической части 12b. Нижняя цилиндрическая секция 12f может иметь больший диаметр, чем верхняя цилиндрическая часть 12b. Верхняя коническая секция 12c может иметь большую высоту, чем нижняя коническая секция 12e. Также изображена нижняя поверхность 12g.

В данном варианте осуществления показано множество цепных добычных райзеров 90a и 90c. В вариантах осуществления множество цепных добычных райзеров может состоять по меньшей мере из одного из: цепного райзера или вертикального райзера, добычного райзера или их комбинаций.

Также изображены швартовы 18 подвижного швартовочного соединительного узла 40 и подвижного швартовочного узла 60. Также изображен трубчатый канал 42.

В данном варианте осуществления может быть изображен шланг 20 на барабане для шланга. Шланг может быть протянут из корпуса 9b и танкера для перемещения в танкер сырой нефти и/или другого флюида из плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки.

В этом варианте осуществления изображен по меньшей мере один якорный канат 16.

Фигура 4 показывает подвижный швартовочный соединительный узел 40, который в одном варианте осуществления имеет почти полностью закрытый трубчатый канал 42. Трубчатый канал 42 может иметь прямоугольное поперечное сечение и продольный паз.

На фигуре 4 корпус 9b плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки показан с верхней поверхностью 12a палубы и нижней конической секцией 12e.

Нижняя коническая секция 12e может быть описана здесь, как имеющая форму перевернутого конуса или как имеющая перевернутую коническую форму.

В данном варианте осуществления имеется швартов 18 подвижного швартовочного соединительного узла 40. Также изображен подвижный швартовочный узел 60.

В вариантах осуществления шланг 20 может быть изображен на барабане для шланга; это может быть шланг 20, который проходит между корпусом 9b и танкером для перемещения в танкер сырой нефти и/или другого флюида из плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки.

В данном варианте осуществления показан по меньшей мере один якорный канат 16a, 16b, 16c и 16d.

Фигура 5 показывает вид сбоку в разрезе, показывающий альтернативную конструкцию корпуса 9c.

В вариантах осуществления корпус 9c может иметь верхнюю поверхность 12a палубы, при этом верхняя коническая секция 12c продолжается от верхней поверхности 12a палубы и сужается внутрь по мере ее продолжения вниз. Цилиндрическая узкая секция 12d может крепиться к нижнему концу верхней конической секции 12c и продолжаться от верхней конической секции вниз. Нижняя коническая секция 12e может крепиться к нижнему концу цилиндрической узкой секции 12d и проходит от узкой цилиндрической секции 12d вниз, выступая в то же время наружу. Нижняя цилиндрическая секция 12f проходит от нижней конической секции 12e вниз.

В дополнительных вариантах осуществления существенная разница между корпусом 9c и другими конструкциями корпуса может состоять в том, что корпус 9c не имеет верхней цилиндрической части 12b.

Фигура 6 показывает вид сбоку в разрезе, показывающий альтернативную конструкцию для корпуса 9d.

Вид корпуса 9d сбоку в разрезе, который показывает корпус 9d, который может иметь верхнюю поверхность 12a палубы, верхнюю цилиндрическую часть 12b, верхнюю коническую секцию 12c, продолжающуюся от верхней цилиндрической части 12b и сужающуюся внутрь по мере продолжения вниз.

В данном варианте осуществления нижняя коническая секция 12e может крепиться к верхней конической секции 12c. Нижняя коническая секция 12e может продолжаться вниз, выступая в то же время наружу. Нижняя цилиндрическая секция 12f проходит вниз от нижней конической секции 12e.

В вариантах осуществления существенная разница между корпусом 9d и другими конструкциями корпуса может состоять в том, что корпус 9d не имеет цилиндрической узкой секции 12d.

Фигура 7 представляет собой вид в плане сверху подвижного швартовочного соединительного узла 40 согласно настоящему изобретению.

В данном варианте осуществления на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки изображен подвижный швартовочный соединительный узел 40, который может помочь согласовать передвижение транспортировочного танкера относительно плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

В вариантах осуществления подвижный швартовочный соединительный узел 40 содержит в одном варианте осуществления почти полностью закрытый трубчатый канал 42, который имеет прямоугольное поперечное сечение и продольный паз.

В данном варианте осуществления трубчатый канал 42 показан с набором стоек 44a и 44b, которые могут горизонтально соединять трубчатый канал 42 с верхней поверхностью 12a палубы. Внутри трубчатого канала 42 может быть захвачена каретка 46, имеющая возможность передвижения. К каретке 46 может быть прикреплена скоба 48 каретки, обеспечивающая место соединения и пластину 50, шарнирно прикрепленную к скобе 48 каретки посредством скобы 52 пластины.

В вариантах осуществления пластина 50 может иметь в общем треугольную форму с вершиной треугольника, прикрепленной к скобе 52 пластины посредством штифта 54, проходящего через отверстие в скобе 52 пластины. Пластина 50 может иметь первое отверстие 55a рядом с другой точкой треугольника и второе отверстие 55b рядом с последней точкой треугольника. Швартов 18 оканчивается двойным узлом 19a и 19b соединения, который может быть соединен с пластиной 50 за счет прохождения через отверстия 55a и 55b, соответственно.

В альтернативных вариантах осуществления двойной узел 19a и 19b соединения пластины 50 и/или скобы 52 пластины может быть исключен, а швартов 18 может быть соединен непосредственно со скобой 48 каретки. Другие варианты могут быть пригодными для применения при соединении швартова 18 с кареткой 46.

Фигура 8 показывает вид сбоку в разрезе плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки согласно настоящему изобретению.

Плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки может иметь корпус 9d и верхнюю поверхность 12a палубы и поперечное сечение корпуса 9d в любой горизонтальной плоскости, тогда как корпус 9d может быть плавучим, может иметь круглую форму.

От верхней поверхности 12a палубы вниз проходит верхняя цилиндрическая часть 12b, а от верхней цилиндрической части 12b вниз проходит верхняя коническая секция 12c, которая сужает плавучую установку 10 для добычи, хранения и отгрузки. От верхней конической секции 12c вниз проходит нижняя коническая секция 12e, которая может расширяться наружу. От нижней конической секции 12e вниз может продолжаться нижняя цилиндрическая секция 12f. Корпус 9d может иметь нижнюю поверхность 12g, также известную, как киль. Нижняя коническая секция 12e может быть описана здесь, как имеющая форму перевернутого конуса или как имеющая перевернутую коническую форму в отличие от верхней конической секции 12c, которая может быть описана здесь, как имеющая правильную коническую форму.

В данном варианте осуществления плавучая установка 10 для добычи, хранения и отгрузки показана плавающей, так что поверхность воды может пересекать верхнюю цилиндрическую часть 12b, когда она нагружена и/или наполнена балластом. В данном варианте осуществления верхняя коническая секция 12c может иметь по существу большую вертикальную высоту, чем нижняя коническая секция 12e, а верхняя цилиндрическая часть 12b может иметь немного большую вертикальную высоту, чем нижняя цилиндрическая секция 12f.

В данном варианте осуществления для уменьшения вертикальной качки и иной стабилизации плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки к нижней и наружной части корпуса может быть прикреплено по меньшей мере одно ребро 84.

В данном варианте осуществления изображен низкий центр тяжести 87, который обеспечивает плавучей установке 10 для добычи, хранения и отгрузки присущую устойчивость.

Для швартовки плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки показан по меньшей мере один якорный канат 16a и 16f.

Показана шахта 92, образованная в центре корпуса 9d и продолжающаяся через нижнюю поверхность 12g.

Также показаны цепные добычные райзеры 90a и 90d.

Фигура 9 показывает поперечное сечение плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки с корпусом 9d.

Корпус 9d может иметь по меньшей мере одно ребро. В данном варианте осуществления показано множество ребер 84a, 84b, 84c и 84d. При использовании множества ребер 84a, 84b, 84c и 84d, множество ребер могут быть отделены друг от друга множеством зазоров 86a, 86b, 86c и 86d. Между множеством ребер 84a, 84b, 84c и 84d может быть разнесено множество зазоров 86a, 86b, 86c и 86d, которые могут обеспечивать место, которое вмещает по меньшей мере один цепной добычной райзер, например, добычной райзер и якорный канат снаружи корпуса 9d без контакта по меньшей мере с одним ребром 84a, 84b, 84c, и 84d. В вариантах осуществления ребрами могут быть радиальные ребра.

Во множестве зазоров 86a, 86b, 86c и 86d может быть принят по меньшей мере один якорный канат 16a, 16b, 16c и 16d, соответственно. По меньшей мере один якорный канат прикрепляет плавучую установку для бурения, добычи, хранения и отгрузки и/или плавучую установку 10 для добычи, хранения и отгрузки к морскому дну. Множество зазоров 86a, 86b, 86c, и 86d могут принимать цепные добычные райзеры, которые могут доставлять природные богатства, такие как сырая нефть, природный газ и/или выщелоченные полезные ископаемые, из земли под морским дном в резервуар внутри плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки.

Шахта 92 также изображена с отверстием 91 к нижней поверхности.

Фигура 10 показывает по меньшей мере одно ребро 84a и 84b для уменьшения вертикальной качки.

Каждая секция по меньшей мере одного ребра 84a и 84b может иметь форму прямоугольного треугольника в вертикальном поперечном сечении, где угол 90 градусов может быть расположен рядом с самой нижней наружной боковой стенкой нижней цилиндрической секции 12f любого корпуса, показанного здесь в виде корпуса 9d, так что нижний край 85 треугольной формы по меньшей мере одного ребра 84a и 84b находится в одной плоскости с нижней поверхностью 12g корпуса 9d.

Гипотенуза 82 треугольной формы проходит из дистального конца 88 нижнего края 85 треугольной формы вверх и внутрь для прикрепления к наружной боковой стенке нижней цилиндрической секции 12f в точке только немного выше, чем самый нижний край наружной боковой стенки нижней цилиндрической секции 12f. Могут потребоваться некоторые эксперименты, чтобы определить оптимально эффективный размер по меньшей мере одного ребра 84a и 84b. В качестве одного примера, начальной точкой может быть нижний край 85, продолжающийся радиально наружу на расстояние, которое может составлять приблизительно половину вертикальной высоты нижней цилиндрической секции 12f, а гипотенуза 82 прикреплена к нижней цилиндрической секции 12f, например, приблизительно на четверть вертикальной высоты нижней цилиндрической секции 12f от нижней поверхности 12g корпуса или их комбинации.

Ориентация каждого ребра треугольной формы может быть изменена на 45 градусов и закреплена на корпусе и быть пригодной для применения.

После того, как плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может быть закреплена якорем, и ее установка может быть завершена иным образом, она может применяться для бурения разведочных или добычных скважин, при условии установки буровой вышки, и она может применяться для добычи и хранения запаса или продуктов.

По меньшей мере одна балластная цистерна 96 изображена для загрузки и выгрузки балласта из плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки, а также шахта 92.

Фигура 11 предоставляет перспективное подробное изображение плавучей установки 10 для добычи, хранения и отгрузки с детализацией по меньшей мере одного прикрепленного ребра 84, переходного от одной из вышеупомянутых конфигураций корпуса.

Показано множество зазоров 86a и 86b, отделяющих по меньшей мере одно ребро 84.

Следует отметить, что эта конструкция корпуса с погруженной секцией корпуса, имеющего по меньшей мере одно ребро и более тяжелую или более большую нижнюю цилиндрическую секцию, может создать корпус, который обеспечивает улучшенную гидродинамическую эффективность за счет линейного и квадратичного демпфирования, а именно подавления исходящих волн и трения вязкого происхождения, когда данная часть корпуса погружена.

В варианте осуществления установка может иметь эллипсоидный вид в плане, динамическая реакция корпуса может быть независимой от направления волн (не беря в расчет какую-либо асимметрию швартовочной системы, райзеров и подводных выступающих частей), минимизируя посредством этого индуцируемые волнами разворачивающие силы. Когда установка имеет коническую форму корпуса, корпус может быть конструктивно эффективным, обеспечивая высокую полезную нагрузку и объем хранения на тонну стали по сравнению с традиционными морскими конструкциями с формой корабля.

В вариантах осуществления корпус может иметь эллипсоидные стенки, которые могут быть эллипсоидными в радиальном поперечном сечении, но такая форма может быть приближена за счет использования большого числа плоских металлических пластин, а не пластин, изогнутых до требуемой кривизны. Многоугольная форма корпуса в плане может применяться согласно альтернативным вариантам осуществления.

В вариантах осуществления эллиптический корпус может минимизировать или устранять интерференцию волн.

В дополнительных вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может быть выполнена для содействия по меньшей мере одному из: бурения скважин, ремонта скважин, добычи, хранения углеводородов и размещения персонала.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь корпус с формой корпуса в плане, который может быть круглым, овальным, эллиптическим или многоугольным.

В вариантах осуществления корпус может иметь нижнюю поверхность и поверхность палубы.

В вариантах осуществления корпус может быть образован, используя по меньшей мере две связанные секции, соединенные между нижней поверхностью и поверхностью палубы.

В вариантах осуществления по меньшей мере две соединенные секции могут быть последовательно соединены и выполнены симметрично вокруг вертикальной оси, причем связанные секции продолжаются от поверхности палубы вниз в сторону нижней поверхности.

В дополнительных вариантах осуществления связанными секциями могут быть по меньшей мере две из: верхней цилиндрической части; узкой секции; и нижней конической секции.

В вариантах осуществления по меньшей мере одно ребро может быть прикреплено к корпусу и продолжаться от наружной стороны корпуса.

В вариантах осуществления корпус может быть выполнен так, чтобы нижняя коническая секция обеспечивала корпусу улучшенную гидродинамическую эффективность добавленной массы за счет линейного и квадратичного демпфирования, и при этом плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки не требует убираемой центральной колонны для управления килевой и бортовой качкой.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь центрально расположенную шахту. Шахта может открываться через нижнюю поверхность.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь по меньшей мере один якорный канат, продолжающийся от поверхности палубы или корпуса, чтобы прикреплять плавучую установку для добычи, хранения и отгрузки к морскому дну.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь по меньшей мере одно ребро, непрерывно прикрепленное вокруг корпуса на наружной поверхности корпуса.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь по меньшей мере один цепной добычной райзер или по меньшей мере один вертикальный райзер, прикрепленный к нижней поверхности ниже переходной глубины плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь по меньшей мере одну балластную цистерну для загрузки и разгрузки балласта с плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь подвижный швартовочный соединительный узел, установленный на корпусе.

В вариантах осуществления плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки может иметь низкий центр тяжести, обеспечивающий конструкции присущую устойчивость.

Несмотря на то, что эти варианты осуществления были описаны с упором на варианты осуществления, должно быть понятно, что в пределах объема правовых притязаний приложенной формулы изобретения, варианты осуществления могут быть реализованы иным образом, чем конкретно описано в данном описании.

Изобретение относится к плавучим установкам для добычи, хранения и отгрузки нефти и может быть использовано при бурении или ремонте скважин, добыче и хранении углеводородов или для размещения персонала. Плавучая установка содержит корпус, который может быть круглым, овальным, эллиптическим или многоугольным. При этом корпус состоит из нижней поверхности, верхней поверхности палубы и по меньшей мере двух связанных секций. При этом две связанные секции соединены последовательно и расположены между нижней поверхностью и верхней поверхностью палубы симметрично относительно вертикальной оси. Связанные секции продолжаются вниз от верхней поверхности палубы в сторону нижней поверхности. Связанные секции могут иметь по меньшей мере две секции из следующих: верхнюю цилиндрическую часть, узкую секцию и нижнюю коническую секцию, служащую для обеспечения корпусу улучшенной гидродинамической эффективности добавленной массы за счет линейного и квадратичного демпфирования. Дополнительно к корпусу прикреплено по меньшей мере одно ребро, служащее для обеспечения гидродинамической эффективности за счет линейного и квадратичного демпфирования. Ребро имеет форму прямоугольного треугольника в поперечном сечении. Нижний край прямоугольного треугольника находится в одной плоскости с нижней поверхностью корпуса. При этом нижняя коническая секция обеспечивает корпусу улучшенную гидродинамическую эффективность добавленной массы за счет линейного и квадратичного демпфирования. Техническим результатом является увеличение устойчивости плавучей установки, а также улучшение отгрузки продукта на корабль или танкер из плавучей установки. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки, выполненная для содействия по меньшей мере одному из: бурения скважины, ремонта скважины, добычи и хранения углеводородов и размещения персонала, содержащая:

а) корпус с формой корпуса в плане, которая является круглой, овальной, эллиптической или многоугольной, причем корпус содержит:

(i) нижнюю поверхность;

(ii) верхнюю поверхность палубы; и

(iii) по меньшей мере две связанные секции, соединенные между нижней поверхностью и верхней поверхностью палубы, причем по меньшей мере две соединенные секции соединены последовательно и выполнены симметрично вокруг вертикальной оси, при этом по меньшей мере две соединенные секции продолжаются вниз от верхней поверхности палубы в сторону нижней поверхности, причем по меньшей мере две соединенные секции содержат по меньшей мере две из следующего:

I) верхней цилиндрической части;

II) цилиндрической узкой секции; и

III) нижней конической секции; и

b) по меньшей мере одно радиальное ребро, прикрепленное к корпусу, выполненное для обеспечения гидродинамической эффективности за счет линейного и квадратичного демпфирования, при этом по меньшей мере одно радиальное ребро имеет форму прямоугольного треугольника в вертикальном поперечном сечении так, что нижний край прямоугольного треугольника находится в одной плоскости с нижней поверхностью корпуса;

при этом нижняя коническая секция обеспечивает корпусу улучшенную гидродинамическую эффективность добавленной массы за счет линейного и квадратичного демпфирования, и при этом плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки не требует убираемой центральной колонны для управления тангажом, креном и вертикальной качкой.

2. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, дополнительно содержащая шахту, при этом шахта открыта через нижнюю поверхность.

3. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, в которой корпус дополнительно содержит низкий центр тяжести, обеспечивающий плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки присущую устойчивость.

4. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, содержащая по меньшей мере один якорный канат для прикрепления плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки к морскому дну.

5. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, в которой по меньшей мере одно радиальное ребро непрерывно прикреплено вокруг корпуса.

6. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, содержащая по меньшей мере один цепной добычной райзер, прикрепленный к нижней поверхности ниже переходной глубины плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

7. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, содержащая по меньшей мере одну балластную цистерну для загрузки и разгрузки балласта с плавучей установки для добычи, хранения и отгрузки.

8. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки по п. 1, содержащая подвижный швартовочный соединительный узел, установленный на корпусе.