Фундаментный модуль морской стационарной ледостойкой платформы Российский патент 2024 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к области морских стационарных сооружений (буровых и добычных платформ) и скважин с подводным расположением устьев.

Предполагается, что изобретение будет наиболее востребованным при строительстве эксплуатационных скважин в замерзающих морях, особенно в арктических. В условиях короткого навигационного периода, характерного для арктических морей (например, в Карском море 2,5-3 месяца), использование неледостойких плавучих буровых установок (БУ) нерационально, поскольку за навигационный период одной БУ можно построить не больше 1 скважины, если глубина залегания продуктивных пластов составляет около 2000 м (например, сеноман). Поэтому в арктических морях для строительства эксплуатационных скважин целесообразно использовать стационарные ледостойкие буровые платформы, позволяющие проводить бурение круглый год.

В настоящее время на морских месторождениях строят скважины с двумя вариантами расположения устьев - скважины с надводным расположением устьев (устья на платформе) и скважины с подводным расположением устьев (подводные добычные комплексы системы подводной добычи). Выбор варианта определяется технологической схемой обустройства.

В первом варианте платформа остается на месторождении на весь период эксплуатации, поэтому помимо бурового комплекса должна иметь полный состав технологического оборудования, что при наличии на месторождении нескольких кустов скважин, расположенных далеко друг от друга представляется экономически неэффективным вариантом.

Во втором варианте промысел обустраивается подводными добычными комплексами (ПДК), включающими подводное устьевое оборудование (ПУО). Обустройство морского промысла посредством ПДК с технической точки зрения является прогрессивным решением и в силу ряда его достоинств представляется предпочтительным при освоении морских месторождений. Это существенно менее затратный вариант, он освоен и сравнительно несложен, при условии, если бурение эксплуатационных скважин (ЭС) производится с использованием плавучей буровой установки. Однако, как было сказано выше, применение такой буровой установки в арктических морях ограничено коротким навигационным периодом и экономически нецелесообразно.

Если скважины пробурены буровой установкой, установленной на стационарной платформе, то обустройство куста эксплуатационных скважин с подводным расположением устьев - это сложная работа в технико-технологическом плане (и пока не освоенная), она потребует демонтажа всей платформы, включая и фундаментный модуль (ФМ). Поэтому морские стационарные ледостойкие платформы проектировались с учетом размещения на верхних строениях ВС не только бурового, но и технологического оборудования с надводным размещением устьев эксплуатационных скважин. После окончания бурения буровая установка оставалась на платформе на весь период эксплуатации и использовалась лишь эпизодически, для проведения разного рода скважинных работ в эксплуатационных скважинах.

Для производства буровых работ на других кустах необходимо было строить новую платформу с буровой установкой. Было предложено решение, предусматривающее строительство морских стационарных ледостойких платформ со съемным буровым модулем и без технологического оборудования.

Известна морская ледостойкая платформа (патент RU 2781491 С1, опубликовано 12.10.2022, бюл. №29), предусматривающая строительство морских стационарных ледостойких платформ со съемным буровым модулем и без технологического оборудования. Морская ледостойкая платформа содержит верхнюю часть и нижнюю опорную подводную часть.

Морская стальная гравитационная платформа (МСГП) состоит из верхних строений (ВС), включающих буровое оборудование, опорную часть (ОЧ) и фундаментный модуль (ФМ). ВС и ОЧ образуют единый унифицированный мобильный буровой модуль (УМБМ), который монтируется в ФМ, установленный на морском дне. Особенность данной МСГП заключается в том, что унифицированный УМБМ устанавливается на ФМ с возможностью демонтажа. Поэтому такую морскую стальную гравитационную платформу можно назвать квазистационарной буровой платформой.

Недостатком известного технического решения является то, что монтаж, мониторинг и обслуживание оборудования подводного добычного комплекса, находящегося внутри периметра опорной подводной части, при увеличении глубины моря становится затруднительным или невозможным без использования телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА). Однако, помимо того, что использование ТНПА само по себе является сложной операцией, наличие металлоконструкций подводной части ограничивает возможности контроля, управления, маневрирования и работы ТНПА. Кроме того, технические характеристики судов, используемых для проведения технического обслуживания и ремонта подводного оборудования, и параметры устанавливаемого на них добычного оборудования непосредственно определяются глубиной моря в месте расположения подводного оборудования, следовательно, могут отличаться требования к судам и оборудованию для работы на разных глубинах.

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить ряд недостатков, свойственных варианту с применением квазистационарной буровой платформы.

Верхнюю оконечность ФМ, на которую устанавливается УМБМ, назовем опорным посадочным торцом. ФМ состоит из нескольких частей - секций (название «секция» имеет условный характер), установленных одна на другую и имеющих такие размеры, чтобы в сборе обеспечить высоту ФМ, необходимую для соблюдения указанного выше условия о глубине расположения опорного посадочного торца.

В предлагаемом техническом решении для разных глубин моря ФМ проектируется так, чтобы независимо от глубины акватории в местах установки, его верхний торец (на который устанавливается и к которому крепится УМБМ), находился у разных ФМ примерно на одной и той же глубине от поверхности моря.

Фундаментный модуль (ФМ) морской ледостойкой платформы характеризуется тем, что он состоит из нескольких секций, установленных одна на другую, верхняя секция ФМ, образующая опорный посадочный торец, снабжена площадкой-основанием (ПО), установленной внутри верхней секции, опорный посадочный торец предназначен для установки унифицированного мобильного бурового модуля (УМБМ), и на указанной площадке-основании размещается подводное оборудование и/или иное оборудование системы подводной добычи, включая технику, обеспечивающую мониторинг технического состояния оборудования.

Условные обозначения на фиг.1:

1. Фундаментный модуль (ФМ)

2. Опорный посадочный торец

3. Унифицированный мобильный буровой модуль (УМБМ)

4. Верхняя секция ФМ

5. Площадка-основание (ПО)

6. Подводное устьевое оборудование (ПУО)

7. Верхнее строение (ВС) платформы

8. Опорная часть (ОЧ) платформы

9. Уровень моря

10. Водоотделяющая колонна

11. Дно моря

Достоинство предлагаемого технического решения заключается в том, что, независимо от глубины акватории ПО всегда будет находиться на примерно одной и той же, сравнительно небольшой глубине от поверхности моря (50-60 метров), что позволит:

- существенно облегчить монтаж и эксплуатацию устьевого и иного оборудования, расположенного на ПО;

- обеспечить сравнительно легкий и быстрый доступ к ПУО и тем самым значительно упростить организацию и осуществление технического обслуживания ПУО;

- работы по обслуживанию и ремонту оборудования выполнять с помощью водолазов без использования ТНПА;

- повысить безопасность проведения работ с ПУО и подводным оборудованием;

- снизить и даже полностью устранить необходимость учитывать разную глубину моря (разное статическое давление) при проектировании элементов ПУО и другого оборудования, установленного на ПО;

- использовать одинаковое ПУО (при сходстве параметров добычи) для разных месторождений и глубин;

- использовать для ремонта и обслуживания суда с одинаковыми техническими характеристиками, причем, учитывая небольшую глубину установки ПУО, упрощаются требования к оборудованию и характеристикам судов обслуживания, а также к их составу (например, вместо судна с ТНПА использовать водолазное);

- исключить необходимость в проектировании и изготовлении специальных защитных конструкций (ЗК), так как расположение ПУО внутри фундаментного модуля обеспечит защиту ПУО. После монтажа ПУО достаточно установить на топ-торец лишь унифицированный экран для защиты ПУО от падающих предметов.

Предусмотрена возможность установки на разных ярусах нескольких дополнительных ПО, на которых при необходимости можно разместить кроме подводного устьевого оборудования и другое подводное оборудование, например, манифольд, подводный компрессор, систему предупреждения и защиты от несанкционированного доступа, осветительные приборы, камеру запуска/приема система очистки и диагностики СОД и т.д., предусмотреть место для временной парковки ТНПА (включая и резервный ТНПА).

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет сочетать достоинства морской ледостойкой платформы (бурение эксплуатационных скважин круглый год) с достоинствами системы подводной добычи (подводное расположение устьев эксплуатационных скважин), применить с пользой фундаментный модуль, который после окончания строительства эксплуатационных скважин далее не использовался бы. Данное техническое решение можно использовать при проектировании стационарных гравитационных и свайных платформ.

Изобретение относится к области морских стационарных сооружений и скважин с подводным расположением устьев. Фундаментный модуль морской стационарной ледостойкой платформы в верхней части внутреннего пространства снабжен по меньшей мере одной площадкой-основанием. Обеспечивается облегчение монтажа и эксплуатации устьевого оборудования, легкий и быстрый доступ к устьевому оборудованию и тем самым упрощение организации и осуществления технического обслуживания устьевого оборудования, повышение безопасности. 1 ил.

Фундаментный модуль морской стационарной ледостойкой платформы, отличающийся тем, что в верхней части внутреннего пространства фундаментный модуль снабжен по меньшей мере одной площадкой-основанием.