EA002258B1 - Система установки палубы на морском основании - Google Patents

Abstract

Устройство и способ установки палубы (3) на морском основании (15). Устройство содержит палубу, опирающуюся на подъёмные механизмы (6), сжатые до тех пор, пока её не доставят к морскому основанию, имеющему верхний конец (16), расположенный над водной поверхностью. Подъёмные механизмы затем выдвигаются, и устройство перемещается на поверхности воды для установки палубы над основанием. Затем палуба опускается на основание, и понтоны поднимаются из воды.

Description

Настоящее изобретение касается, в основном, морских платформ, используемых в разведке и/или добыче углеводорода. Более конкретно, изобретение относится к сооружению таких платформ, в которых используется объединённая система установки и транспортировки палубы.

Предшествующий уровень техники

Разведка и добыча запасов углеводорода в арктических морских зонах связаны с уникальными трудностями. Начиная с 1970 г были разработаны определённые морские углеводородные продуктивные пласты в арктических зонах, с установкой оборудования разведки и добычи на искусственных островах. Эти острова сооружались из гравия, песка или материала насыпи, образованной технологией гидромеханизации на дне моря, и использовались в относительно мелких водах (приблизительно 50 футов или меньше) вблизи берега. После сооружения такого острова буровые установки и оборудование доставляли к зоне либо вертолётом, либо тягачами по окружающему льду в периоды ранней зимы, или баржой в более тёплые месяцы. Эти системы были экономичны там, где был лёгкий доступ с земли, подходящий материал насыпи и условия стабильного льда. Примеры этих искусственных островов описаны в статье Строительство искусственных буровых островов и буровые участки, заключённые в шпунтовые сваи в море Бофорта Аляски Галлоуэй, Шер, Продановик, Конференция морских технологий (КМТ), 4335, и статье Строительство арктического морского острова из гравия на глубине 39 футов в течение зимы и лета Агертон, КМТ, 1983 г, публикация № 4548 (6а11отау, 8скет, аиб Ргобапоу1с, Тке СопЧгисОоп о£ Мап-Мабе ЭгИкпд Ыапбз апб 8кее1рПе Епс1озеб Опйзйез ίη 1Пе А1азкап ВеаиТой, 1982 ОГЫюге Тескпо1оду (ОТС) Рарег № 4335, апб Адейоп, СопЧгисОоп о£ ап Люкс ОГЫюге 6тауе1 Ыапб ш 39 й о£ Уа1ет Эиппд ХУйНег апб 8итшег, 1983 ОТС Рарег № 4548).

Для работы на морских глубинах более 50 футов объёмы насыпного материала и, соответственно, стоимость, возрастают из-за естественных откосов материала насыпи (например, 1:3 для гравия, 1:12 для песка/донных наносов). Для уменьшения объёмов насыпи был разработан Удерживаемый кессонами остров (УКО).

Стальные и бетонные кессоны обеспечивают более крутые откосы, чем естественный материал насыпи. Как только кессоны устанавливаются на участке, либо на дне моря, либо на погруженной берме, кессоны заполняются драгированным материалом. Эти системы описаны в основном в статье Проектирование и строительство острова Тарсью в Канадском Море Бофорта 1983 г, (КМТ) публикация № 4517, Фицпатрик и Деннинг, и Удерживаемый кессонами остров для Канадского Моря Бофорта геотехническое проектирование и строительные расчеты, 1983, (КМТ), публикация № 4581, Манчини, Доус и Шевалье (Ейграйтск апб Эеппк1д/Эечдп апб Сопзйисбоп о£ ТаЫи! Ыапб ш !ке Сапаб1ап Веаийэй 8еа, 1983 ОТС Рарег № 4517 апб Мапаш, Эо^зе, апб СкеуаШег. СаЫ зоп КеЫпеб Ыапб £от Сапаб1ап Веаийэй 8еаСео1ескшса1 Эечдп апб Сопзйисйоп Сопчбетайопз, 1983 ОТС рарег № 4581). После сооружения УКО (удерживаемого кессонами острова) вертолётом или баржой на рабочую поверхность доставляется буровое оборудование.

По мере увеличения требующейся для разведки и добычи глубины воды искусственные и удерживаемые кессонами острова стали технически и экономически невыгодными. В связи с мощными динамическими ледяными нагрузками в морских глубинах, превышающих 60 футов, и относительно коротким периодом строительства на открытой воде в начале 1980 г были разработаны несколько новых схем, касающихся бурения в новых условиях. Примеры этих новых схем включают Системы бурения бетонного острова (ССББО), Единый стальной буровой кессон (ЕСБК) и Мобильный арктический кессон (МАК). Эти системы описаны в статьях: Установка мобильного арктического кессона Моликпак, 1985, (КМТ), публикация № 4942, Джигель, Томпсон и Атмер, Обзор первого года работы СББО, 1986, (КТМ), публикация № 5288, Мезонхеймер, Дейли и Кнорр, и Разведка Моря Бофорта: прошлое и будущее, 1991, (КМТ), публикация № 6530, Мастерсон, Брюс, Сисодия и Меддок (6у:ге1, Ткотзоп, апб А!ктег, 1п81а11а1юп о£ !ке МоЬбе Агсйс Са18зоп Мойкрад, 1985 ОТС Рарег № 4942; Ыа8опйе1тет, Эеку апб Кпогг, А ге\'1е\\· о£ СШ8 РйЧ-Уеаг Оретайопз, 1986 ОТС Рарег № 5288; апб Маз1етзоп, Вгисе, 81зоб1уа, апб Маббоск, Веаийой 8еа Ехр1отайоп: Раз! апб Еи1ите, 1991 ОТС рарег № 6530. Эти системы обычно представляют собой большие монолитные системы, постоянные и полностью снабжённые буровым оборудованием в умеренных условиях, которые затем доставляется буксиром в требующийся арктический район. Вследствие их больших размеров эти системы подвергаются относительно большим ледовым нагрузкам и нагрузкам от волн, что приводит к увеличению стоимости проектирования и конструирования, направленных на преодоление этих нагрузок.

Системы СББО, ЕСБК, и МАК успешно разворачивались для бурения разведочных скважин во время относительно короткого сезона бурения в море Бофорта Канады и Аляски. Однако эти системы не могут использоваться для круглогодичного бурения без противостояния льдам и в действительности лишены подвижности по сравнению с обычными самоподнимающимися на домкратах буровыми установками, буровыми суднами, и полупогружными системами. Использование этих систем на больших глубинах и/или более суровые ледовые условия (т.е. работа круглый год) требует сооружения дорогостоящих искусственных берм в сочетании с дорогостоящими системами основания и швартовки. Следовательно, разработка запасов углеводорода в некоторых арктических районах может быть неэкономичной при использовании этих систем из-за ограниченного количества скважин, которые можно пробурить в течение периода бурения.

Обычные самоподнимающиеся на домкратах буровые установки дают возможность быстрой установки и съёма оборудования на участке бурения, но конструктивно не способны выдерживать ледовые нагрузки без значительного упрочения, что строго ограничивает их целесообразное использование в арктических районах. В патенте США № 4648751 (Со1етап) описано использование И-образной баржи для доставки и установки объединённой системы палубы на морском основании с одной колонной. Объединённая палуба опирается и транспортируется на установленных на барже устройствах домкратов и стоек. После доставки на основание, домкраты используются для подъёма объединённой палубы над верхней частью основания, и И-образная баржа разворачивается для установки палубы над основанием. Домкраты затем опускаются для установки палубы на основании и баржа удаляется. Несмотря на то, что описанная в патенте Кольмана система позволяет доставлять систему объединённой палубы к основанию с одной колонной, способному выдерживать арктическую окружающую среду, установка или съём палубы зависит от наличия И-образной баржи надлежащей конфигурации, размера и мощности.

Специалисты в области разработки морских ресурсов углеводорода легко поймут экономические выгоды недорогостоящих систем буровых платформ. Использование систем объединённой палубы, которые собираются вдали от участка и затем транспортируются к конечному морскому участку установки, может снизить общие затраты на сооружение вне зависимости от температурных и погодных условий на участке. Для некоторых арктических районов эти выгоды увеличиваются, если такая система палубы может быть использована в сочетании с небольшим, содержащим одну колонну, устойчивым ко льду основанием. Кроме того, было бы целесообразно иметь самоходную систему бурения и добычи, способную выполнять буровые работы круглый год даже в суровых арктических условиях. Кроме того, системы морских платформ, которые могут быть быстро установлены, сняты и перемещены, будут особенно целесообразны в арктических районах с быстро меняющимися и экстремальными погодными условиями и суровыми ледовыми условиями. Настоящее изобретение обеспечивает систему, отвечающую этим требованиям.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение включает устройство и способ установки палубы на морском основании. Устройство может быть предназначено для плавания и транспортировки или для использования в закрепленных буровых установках для углеводорода. Изобретение целесообразно для использования в любых морских условиях, но особенно подходит для экономичной разработки морских запасов углеводорода в суровых арктических районах.

Устройство является самоходным и включает палубу, по меньшей мере, один понтон и, по меньшей мере, одну подъёмную опору, соединяющую каждый понтон с палубой. Один или несколько понтонов имеют достаточную совместную плавучесть для обеспечения устройства с чистой положительной плавучестью. В положении плавания палуба опирается на одну или более подъёмных опор, которые в свою очередь опираются на понтон(ы), и вся масса устройства покоится на воде. Подъёмные опоры обычно находятся в сжатом положении, так что палуба расположена относительно близко к понтонам и воде, и устройство обладает достаточной плавучестью и устойчиво для перевозки по открытой воде.

В рабочем положении вся масса устройства опирается на морское основание, на которое была установлена палуба. Масса одного или нескольких понтонов опирается на одну или несколько подъемных опор, которые в свою очередь опираются на палубу. В рабочем положении подъёмные опоры обычно находятся в сжатом или отведенном назад положении, так что понтоны не входят в контакт с волнами или льдом. В некоторых вариантах реализации изобретения для улучшения сейсмической реакции, один или более понтонов удаляются с подъёмных опор после установки палубы на основании. В других вариантах реализации понтон(ы) обеспечивают плавучесть во время транспортировки и служат в качестве дополнительного рабочего пространства палубы во время работы. В других вариантах реализации изобретения палуба выполнена так, чтобы обеспечить дополнительную плавучесть при транспортировке.

Установка устройства на морское основание, имеющее верхний конец, предназначенный для удержания массы палубы и понтонов, выполняется транспортировкой устройства в положении плавания к месту вблизи основания. Предпочтительно верхний конец основания также поднят над поверхностью воды. Затем палуба поднимается настолько, насколько это нужно, чтобы расположить палубу над верхним концом основания посредством выдвижения подъёмных опор. Затем устройство перемещается по поверхности воды с выдвинутыми подъёмными опорами, чтобы установить палубу в заданном месте над верхним концом основания. После установки подъёмные опоры отводятся назад, пока масса устройства не переместится с воды на основание. Подъёмные опоры затем отводятся для подъёма понтонов до нужного уровня над поверхностью воды.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятны из последующего подробного описания и прилагаемых чертежей, описанных ниже.

Фиг. 1А-3 изображают первый вариант реализации изобретения, имеющего два понтона, расположенных по принципу катамарана.

Фиг. 1А, 1В, и 1С показывают виды спереди, сбоку и сверху, соответственно, устройства в положении плавания с подъёмными опорами в сжатом положении.

Фиг. 2А и 2В показывают вид спереди и сбоку устройства в процессе установки палубы с подъемными опорами в выдвинутом положении.

Фиг. 3 показывает вид спереди системы установки палубы после завершения процесса установки с подъёмными опорами в сжатом положении.

Фиг. 4А-6 изображают второй вариант реализации изобретения, имеющего один иобразный понтон.

Фиг. 4А, 4В и 4С показывают виды спереди, сбоку и сверху, соответственно, устройства в положении плавания с подъёмными опорами в сжатом положении.

Фиг. 5А и 5В показывают виды спереди и сбоку устройства в процессе установки с подъёмными опорами в выдвинутом положении.

Фиг. 6 изображает вид спереди устройства после завершения процесса установки, с подъёмными опорами в сжатом положении.

Фиг. 7А-9В изображают варианты реализации изобретения, имеющие подъемные опоры, отличающиеся от узлов домкратов, имеющих стойки фиксируемой длины.

Фиг. 7 А и 7В показывают виды спереди и сбоку сжатых и растянутых подъёмных опор гидроцилиндра.

Фиг. 8А и 8В показывают виды спереди и сбоку сжатых и растянутых подъёмных опор параллелограммного домкрата.

Фиг. 9А и 9В показывают виды спереди и сбоку сжатых и растянутых систем тросов или цепей и шкивов, способных поднимать или опускать палубу.

Фиг. 1А-9В иллюстрируют общее расположение компонентов для различных вариантов реализации. Специалисту в данной области ясно, что варианты размеров и замена конкретных компонентов другими формами компонентов, которые, по существу, выполняют ту же функцию, будут включены в объем изобретения. Пока последующее подробное описание характеризует конкретный вариант реализации или конкретное использование изобретения, оно служит исключительно для иллюстрации изо бретения, не ограничивая объёма изобретения. Наоборот, оно предназначено включать все альтернативы, модификации и эквивалентны, которые могут быть включены в суть и объём изобретения, которые определены прилагаемыми пунктами патентования.

Подробное описание изобретения

Объединённая система установки и транспортировки согласно этому изобретению, показанная в фиг. 1А-9В и описанная ниже в тексте, предназначена для использования в разведке и/или разработке морского углеводорода. Несмотря на то, что варианты реализации изобретения, показанные здесь в деталях, особенно подходят для установки в арктических условиях, изобретение может быть использовано в морских установках в любом климате.

Фиг. 1А-3 показывают первый вариант реализации изобретения, в котором два понтона установлены по принципу катамарана. Фиг. 4А6 изображают второй вариант реализации изобретения, в котором плавучесть обеспечивается одним ϋ-образным понтоном.

Фиг. 1А-1С и 4А-4С показывают устройство в первом и втором вариантах реализации, соответственно, до установки на морском основании или в положении плавания. Палуба 3 опирается на подъёмные опоры 6. Как более подробно описано ниже, в этом варианте реализации подъёмные опоры 6, каждая содержат корпус 10 домкрата и опорную стойку 11. Подъёмные опоры 6 в свою очередь опираются на понтоны 9. Понтоны 9 сконструированы таким образом, чтобы обеспечить достаточную силу плавучести для удержания всего устройства на поверхности воды 12. В положении плавания подъёмные опоры находятся в сжатом или отведенном назад положении. Выражения сжать или отвести и их варианты, используемые в этом описании и в прилагаемой формуле изобретения, означают уменьшение вертикального расстояния между палубой 3 и одним или несколькими понтонами 9. Наоборот, выражение растянуть означает увеличение вертикального расстояния между палубой 3 и понтоном (понтонами) 9.

Фиг. 2А и 2В и 5А и 5В показывают устройство в первом и втором вариантах реализации, соответственно, во время установки палубы 3 на морское основание 15. Палуба 3 поднимается из положения плавания так, чтобы поднять дно 4 палубы 3 над верхним концом 16 морского основания 15. Устройство затем перемещается на поверхности воды 12 для установки палубы 3 над основанием 15, как показано штрихпунктиром основания 15а на фиг. 2В и 5В. После установки палубы 3 в заданном месте над основанием 15, как показано в фиг. 2А и 2В и 5А и 5В, подъёмные опоры отводятся назад, чтобы опустить палубу 3 на основание 15. Движение подъёмных опор 6 продолжается до тех пор, пока дно 4 палубы 3 не войдёт в контакт с верхним концом 16 основания 15. Движение подъемных опор 6 продолжается до тех пор, пока масса устройства не переместится с воды 12 на основание 15 и понтоны 9 не поднимутся из воды 12, как показано на фиг. 3 и 6 для первого и второго вариантов реализации, соответственно. В предпочтительном варианте реализации понтоны 9 поднимаются на достаточную высоту над водной поверхностью 12, чтобы избежать воздействия на устройство нагрузок, вызванных условиями в море, например, волн или льдов.

Устройство может быть снято с основания 15 растяжением подъёмных опор 6, таким образом опуская понтоны 9 до тех пор, пока масса устройства не переместится с основания 15 на воду 12 и дно 4 палубы не поднимется над верхним концом 16 основания 15. Устройство затем перемещается горизонтально на поверхности воды 12 на расстояние, достаточное для того, чтобы палуба 3 опустилась в положение плавания, не касаясь основания 15.

Специалист в данной области выберет размер, форму и место каждого понтона или группы понтонов 9 для обеспечения надлежащей плавучести и устойчивости устройства во время транспортировки устройства в положении плавания и в процессе установки на морском основании 15. Схема расположения понтонов 9 должна дать возможность устройству перемещаться на поверхности воды 12, с выдвинутыми подъёмными опорами 6, из положения, в котором ни одна часть палубы 3 не находится над основанием 15, в положение, в котором палуба 3 может быть установлена на место на верхнем конце 16 основания 15, путём отведения назад подъёмных опор 6.

В первом и втором вариантах реализации, показанных на фиг. 1А-6, это будет означать, что зазор 18 между понтонами должен превышать ширину 21 ватерлинии основания. Зазор 18 между понтонами здесь определяется как открытое горизонтальное расстояние с любой стороны устройства, где нет понтона и нет никакой соединяющей понтоны конструкции. Зазор 18 между понтонами, по меньшей мере, с одной стороны устройства должен быть достаточным, чтобы дать возможность поднятой палубе 3 перемещаться над основанием 15, без столкновения понтона (понтонов) 9 с какойлибо из частей основания 15. Это свободное пространство должно находиться в вертикальном направлении, начинаясь от ватерлинии и доходя вверх до высоты верхнего конца 16 основания 15. Это свободное пространство должно также проходить под поднятой палубой 3 на расстояние, достаточное, чтобы установить палубу 3 над верхним концом 16 основания для облегчения переноса массы устройства с воды 12 на основание 15. По меньшей мере, одно измерение зазора 18 должно превышать ширину 21 ватерлинии основания.

Ширина 21 ватерлинии основания определяется здесь как максимум ширины основания 15 около ватерлинии, если смотреть от направления подвода устройства этого изобретения. Около ватерлинии, как понятно, означает направление вверх к верхней части понтона 9 и вниз к нижней части понтона 9, когда понтон плавает. Предпочтительно, зазор 18 между понтонами должен превышать ширину 21 ватерлинии основания, по меньшей мере, на 2 м, более предпочтительно на 4 м, даже предпочтительнее на 6 м. В любом случае, зазор 18 между понтонами должен быть достаточным, чтобы дать возможность устройству перемещаться по воде 12 и устанавливать палубу 3 над верхним концом 16 основания 15, чтобы способствовать переносу массы устройства с воды 12 на основание 15. Эти размеры также могут изменяться в зависимости от конкретных окружающих условий, включая (но не только) волны, течения и ветер.

Понтоны расположены в воде по открытому шаблону. Для этого описания и прилагаемых пунктов патентования открытый шаблон определяется как любая плоская фигура или комбинация плоских фигур, ограниченная ватерлинией одного или более понтонов 9, чей центроид (центр тяжести) расположен снаружи периметра любой из фигур в шаблоне. Открытый шаблон также должен иметь, по меньшей мере, одно измерение зазора 18, которое превышает ширину 21 ватерлинии основания. Некоторые варианты реализации устройства имеют один Иобразный понтон или ϋ-образный шаблон расположения понтонов, объединённых конструкционной сталью, и поэтому имеют только одно измерение зазора 18 понтонов. ϋ-образная форма, используемая здесь, является открытым шаблоном с измерением зазора 18 между понтонами с одной стороны устройства, который превышает ширину 21 ватерлинии основания. В предпочтительном варианте реализации контур одного и-образного понтона 9 образуется единым контуром трёх прилегающих прямоугольников. В другом предпочтительном варианте реализации и-образное расположение понтонов образуется тремя прямоугольными понтонами, которые не прилегают один к другому, но соединены между собой конструкциями пространственных рам. Другие варианты реализации имеют расположенные по принципу катамарана два параллельных понтона. Используемое здесь расположение по принципу катамарана является открытым шаблоном расположения с измерением зазора 18 между понтонами, по существу, с противоположных сторон устройства, которые превышают ширину 21 ватерлинии основания. Еще другие варианты реализации имеют четыре понтона с измерением зазора 18 понтонов между каждой прилегающей парой понтонов.

Специалист в данной области, исходя из критериев конкретной конструкции в зависимо сти от среды её использования, выберет размеры понтонов и направление, чтобы обеспечить высоту над уровнем воды для уменьшения, предпочтительно исключения, перелива волн во время транспортировки устройства по морю. Например, в устройстве понтонов по принципу катамарана, показанном в первом варианте реализации, специалист выберет соотношения длины 24 понтона, ширины 27 понтона и высоты 30 понтона, чтобы обеспечить эффективную гидростатическую устойчивость устройства на поверхности воды 12 во время транспортировки и установки. Для конструкции первого варианта реализации изобретения установлено, что два понтона, каждый из которых имеет 13 м ширины, 55 м длины и 10 м высоты, обеспечат стабильную опору для буровой платформы с полезной нагрузкой 8000 тонн. Специалист сможет соответствующим образом выбрать размеры понтонов 9 в зависимости от больших или меньших полезных нагрузок и определить нужное расстояние между понтонами 9 для обеспечения надлежащей устойчивости.

Как в первом, так и во втором вариантах реализации изобретения грузоподъёмность палубы будет обеспечена совместным усилием каждой из четырёх опор 6. Подъёмные опоры 6 будут вытягиваться на достаточное расстояние, чтобы поднять палубу 3, обеспечив вертикальный зазор 17 (фиг. 2А и 5А) между дном 4 палубы 3 и верхним концом 16 основания 15. Предпочтительно, этот вертикальный зазор 17 между дном 4 палубы 3 и верхним концом 16 основания 15 составляет, по меньшей мере, 1 м, более предпочтительно 2 м и наиболее предпочтительно 3 м.

Перемещение подъёмных опор 6 может быть обеспечено любым механизмом, способным обеспечивать необходимое подъёмное усилие. В первом и втором вариантах реализации каждая из четырёх подъёмных опор 6 содержит корпус 10 домкрата и опорную стойку 11, образующие узел домкрата с приводом реечной передачи. Каждый из корпусов 10 домкрата установлен на палубе 3. Этот тип корпусов 10 домкратов обычно используется в морских самоподнимающихся буровых установках и хорошо известен специалистам в этой области. Каждый корпус 10 домкрата обеспечивает соединение между палубой 3 и опорной стойкой 11 в этих вариантах реализации изобретения. Перемещение каждой из опорных стоек 11 обеспечивается одной или более зубчатыми рейками, закреплёнными, по меньшей мере, с одной стороны опорной стойки 11. Шестерня, приводимая в действие двигателем, перемещает корпус 10 домкрата вдоль опорной стойки 11. Опорные стойки 11 должны иметь адекватную осевую мощность и устойчивость для подъёма палубы 3 на место и для сопротивления сдвигу, моментам силы и другим силам, создаваемым силой тяжести, а также нагрузкам от окружающих условий, включая ветер и волны. Опорные стойки 11 могут состоять из ферм с двойной решёткой, трубчатых стальных конструкций или конструкции пластины и ребра жёсткости. Форма поперечного сечения опорных стоек 11 может быть треугольной, прямоугольной, круглой или любой другой геометрической формы, предназначенной для выдерживания в достаточной степени требующихся нагрузок.

Специалисту в данной области достаточно воспользоваться стандартными знаниями для выбора количества и расположения подъёмных опор 6 и их точек крепления на понтоне (понтонах) 9 и палубе 3. Другие возможные подъёмные опоры 6 включают, не ограничиваясь, систему двух или более телескопических гидроцилиндров 33, способных поднимать и опускать палубу 3, как показано в фиг. 7 А и 7В, растягивающуюся систему конструктивных элементов 36 для подъёма и опускания палубы 3, как показано в фиг. 8А и 8В, или систему тросов или цепей и шкивов 39, способных поднимать и опускать палубу 3, как показано в фиг. 9 А и 9В. Подъёмный механизм может быть любым сочетанием с любым расположением механических элементов, гидравлического оборудования и/или электрических средств, обеспечивающих достаточное подъёмное усилие для удержания и подъёма палубы 3, когда устройство плавает, и понтонов 9, когда устройство устанавливается на морском основании.

Палуба 3 может содержать любой вид оборудования, но обычно содержит или удерживает буровую установку, запасное буровое оборудование, технологические насосы и ёмкости, помещения для экипажа, посадочную площадку для вертолёта и всё остальное оборудование, необходимое для выполнения разведки и добычи. Специалисты могут сконструировать палубы любого размера или веса. Однако практические экономичные пределы в наше время предполагают типичный вес палубы в пределах от 4000 до 20000 т. В наиболее предпочтительном варианте реализации изобретения понтон или понтоны обеспечивают дополнительное рабочее пространство палубы в рабочем положении устройства помимо функции плавучести во время транспортировки устройства по воде. Эта двойная функция понтонов обеспечивает снижение общего веса и стоимости.

В предпочтительном варианте реализации общий вес и стоимость устройства уменьшается путём уравнивания, по возможности до наибольшей степени, веса палубы и веса понтонов. Чтобы это вычислить, вес палубы включает вес объединённой палубы 3 и вес каждой части подъёмных опор 6, жёстко закреплённых на палубе 3. Подобно этому, вес понтонов включает объединённый вес всех понтонов 9 и вес каждой части подъёмных опор 6, жёстко закреплённых на понтонах 9. Например, в первом варианте реализации, вес корпусов 10 домкратов будет частью веса палубы, и вес стоек 11 будет частью веса понтонов.

Для некоторых случаев использования понтоны могут быть удалены после окончательной установки палубы, для снижения массы, в частности из соображений, касающихся сейсмической зависимости. В других случаях использования из-за особых соображений, касающихся транспортировки, устройство также может быть выполнено так, чтобы палуба обеспечивала дополнительную плавучесть в положении плавания. Например, дополнительная плавучесть, обеспечиваемая палубой во время плавания, будет создавать дополнительный надводный борт и может способствовать увеличению гидродинамической устойчивости устройства при транспортировке. Однако понтоны 6 всё-таки должны обеспечить достаточную плавучесть для удержания всей массы устройства в процессе установки.

Как описано выше, настоящее изобретение обеспечивает недорогостоящие буровые системы, способные к мобильной работе круглый год и при этом способствующие быстрой установке на морских основаниях и съему с них. Изобретение особенно подходит для использования в арктических условиях и для использования с кессонным основанием, как описано в совместно рассматриваемой, предварительной патентной заявке, озаглавленной Морской кессон. Эта совместно рассматриваемая заявка, имеющая № 98.026, и поданная заявителями того же числа, что и эта предварительная патентная заявка, полностью включена сюда в качестве ссылочного материала для соблюдения патентной практики США.

Это изобретение может использоваться не только в кессонных основаниях. Оно одинаково хорошо подходит для оснований, имеющих одну колонну или несколько колонн, оснований, опирающихся на пространственные рамы, бетонные или стальные конструкции, или основания, удерживаемые на поверхности океана под действием силы тяжести, или на свайных фундаментах. Устройство может быть использовано с любым морским основанием 15, имеющим верхний конец 16, предназначенный для удержания объединенной палубы 3, и предпочтительно, поднятый над поверхностью воды 12. Такие основания применимы не только для арктических условий, но также для более умеренных условий, как, например, (но не ограничиваясь этим), Мексиканский залив, Северное море, Каспийское море и другие подобные зоны.

Следует понимать, что изобретение не ограничивается изложенным выше описанием, которое имеет цель проиллюстрировать изобретение. Специалистам понятно, что возможны различные модификации и изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определяемого последующими пунктами патентования.

Claims (13)

1. Самоходное устройство, используемое в морских операциях бурения и добычи нефти и газа, приспособленное для установки на верхнем конце морского основания и содержащее палубу, один или несколько понтонов, имеющих достаточную совместную плавучесть для обеспечения чистой положительной плавучести указанного устройства, и, по меньшей мере, одну подъемную опору, закрепленную на каждом понтоне, также закрепленную на палубе и предназначенную для вертикального перемещения палубы относительно понтонов.

2. Устройство по п.1, в котором указанное перемещение происходит между выдвинутым положением и сжатым положением, при этом сжатое положение удерживает палубу, по существу, вблизи водной поверхности для обеспечения устойчивости устройства при транспортировке вплавь по воде, причём выдвинутое положение поднимает палубу достаточно для ее расположения над верхним концом морского основания.

3. Устройство по п.2, в котором палуба приспособлена для установки на верхнем конце морского основания при ее расположении над этим верхним концом посредством перемещения подъёмных опор из выдвинутого положения в направлении сжатого положения до тех пор, пока масса устройства не расположится на морском основании.

4. Устройство по п.3, в котором понтоны выполнены с возможностью поднятия на достаточную высоту над поверхностью воды для исключения воздействия нагрузок, создаваемых определёнными морскими условиями, на устройство.

5. Устройство по п.3, в котором понтоны приспособлены обеспечивать дополнительное пространство палубы при установке устройства на основании и поднятии понтонов на достаточное расстояние из воды.

6. Устройство по п.2, в котором палуба приспособлена обеспечивать дополнительную плавучесть, когда устройство плавает и подъёмные опоры находятся в сжатом положении.

7. Устройство по п.1, в котором верхний конец основания находится над поверхностью воды.

8. Устройство по п.1, в котором указанная плавучесть обеспечена двумя параллельными понтонами, расположенными один от другого на расстоянии, превышающем максимальную ширину морского основания около ватерлинии.

9. Устройство по п.1, в котором указанная плавучесть обеспечена одним и-образным понтоном.

10. Устройство по п.1, в котором указанная плавучесть обеспечена открытым шаблоном расположения более двух понтонов.

11. Устройство по п.1, в котором каждая подъёмная опора приспособлена приводиться в действие системой, выбранной из группы, состоящей из домкрата с приводом реечной передачи, телескопического гидроцилиндра, растягивающих ся систем конструктивных элементов и систем тросов или цепей и шкивов.

12. Способ установки самоходного устройства на верхнем конце морского основания, предназначенном для удержания массы устройства, содержащий следующие стадии:

транспортировка палубы, опирающейся на подъёмные опоры, установленные' на одном или нескольких понтонах в место, расположенное вблизи морского основания;

подъём палубы подъёмными опорами на высоту, достаточную для расположения палубы над верхним концом морского основания;

установка палубы над верхним концом морского основания; и отвод назад подъёмных опор для опускания палубы на верхний конец морского основания.

13. Способ по п.12, в котором подъемные опоры отводятся назад на расстояние, достаточное для обеспечения возможности использования одного или нескольких понтонов в качестве дополнительного пространства палубы.