Морская эксплуатационная платформа, содержащая палубу (1), установленную с возможностью перемещения на опорах (2), каждая из которых содержит опорный цоколь (8), предназначенный для установки на морское дно, и кессон (10), открытый в своем основании и предназначенный для заглубления в морское дно. Каждый кессон (10) расположен внутри опоры (2) и выполнен с возможностью перемещения вдоль оси этой опоры (2) между верхним убранным положением и нижним выступающим положением крепления в морском дне. Объектами настоящего изобретения являются также способы установки такой платформы на месте нефтегазодобычи.

 

(57) Реферат / Формула:
эксплуатационная платформа, содержащая палубу (1), установленную с возможностью перемещения на опорах (2), каждая из которых содержит опорный цоколь (8), предназначенный для установки на морское дно, и кессон (10), открытый в своем основании и предназначенный для заглубления в морское дно. Каждый кессон (10) расположен внутри опоры (2) и выполнен с возможностью перемещения вдоль оси этой опоры (2) между верхним убранным положением и нижним выступающим положением крепления в морском дне. Объектами настоящего изобретения являются также способы установки такой платформы на месте нефтегазодобычи.

 

---

0710242
МОРСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ПЛАТФОРМА И СПОСОБЫ ЕЕ УСТАНОВКИ НА МЕСТЕ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ В МОРЕ
Объектом настоящего изобретения является морская эксплуатационная платформа, а также способы установки такой платформы на месте нефтегазодобычи.
Морские эксплуатационные платформы типа самоподъемных платформ, например, такие как нефтегазодобывающие платформы, как правило, содержат опоры, в частности, в количестве трех, опирающиеся на морское дно, а также палубу, которая установлена с возможностью перемещения и регулировки по высоте вдоль опор и на. которой расположены производственное оборудование и жилые помещения.
Нижний конец каждой опоры оборудован ногой или цоколем, опирающимся на морское дно после установки платформы на месте нефтегазодобычи. Эта нога или этот цоколь каждой опоры содержит поверхность контакта с морским дном, которая является ограниченной и позволяет выдерживать собственный вес платформы только в условиях штиля и в течение относительно короткого времени.
В связи с этим для длительного пребывания в море, соответствующего нормальному производственному циклу, опоры должны быть прочно закреплены в морском дне.
Для этого, как известно, каждую из ног опор платформы крепят при помощи свай, глубоко забиваемых в грунт дна. Однако такая конструкция, учитывая размер таких свай, требует длительной и дорогостоящей операции с применением сложного оборудования, в результате чего значительно повышаются эксплуатационные затраты.
Другим часто используемым решением для крепления опор платформы в морском дне является присоединение к каждой опоре кессона, открытого в основании и оборудованного вентилем. Погружение каждого кессона на дно происходит под весом всей конструкции платформы. В других случаях каждый кессон соединяют с насосной установкой таким образом, чтобы снижать давление внутри кессона и погружать этот кессон на морское дно до необходимой глубины. Эти кессоны, соединенные с насосной установкой, называются специалистами "suction pile".
Как правило, каждый кессон является неподвижным и выступает под ногой или цоколем соответствующей опоры, что является недостатком.
Действительно, во время транспортировки предварительно собранной платформы от места сборки до места нефтегазодобычи либо на плаву, либо на барже эти кессоны имеют высоту в несколько метров, находятся в воде и оказывают значительное
сопротивление при перемещении платформы и, следовательно, приводят к дополнительному расходу энергии.
Кроме того, такая конструкция вызывает проблемы в момент монтажа кессонов на нижний конец опор платформы. Действительно, в большинстве случаев нижний конец каждой опоры является погруженным в воду, поэтому манипулирование этими кессонами требует наличия тяжелой и сложной инфраструктуры для перемещения больших объемов, так как эти кессоны имеют диаметр порядка 17-20 метров и высоту, которая может достигать нескольких метров.
Настоящее изобретение ставит перед собой цель устранения этих недостатков и предлагает морскую эксплуатационную платформу, установка которой на месте нефтегазодобычи требует меньших затрат.
В этой связи объектом настоящего изобретения является морская эксплуатационная платформа, содержащая палубу, установленную с возможностью перемещения на опорах, каждая из которых содержит в своей нижней часта цоколь, опирающийся на морское дно, и кессон, открытый в своем основании и предназначенный для погружения в морское дно для крепления платформы, характеризующийся тем, что каждый кессон расположен внутри опоры и выполнен с возможностью перемещения вдоль оси этой опоры между верхним убранным положением и нижним положением, выступающим по отношению к цоколю опоры и закрепленным в морском дне, причем кессон содержит средства стопорения указанного кессона на опоре в нижнем положении.
Согласно частным вариантам выполнения:
- в верхнем убранном положении кессона под цоколем опоры выступает только нижний конец кессона, а в нижнем выступающем положении в опоре расположен только верхний конец указанного кессона;
- опора содержит, по меньшей мере, один узел опоры на кессон в верхнем положении этого кессона;
- указанный узел опоры на кессон выполнен в виде ограничительного упора, закрепленного на каждой ферме внутри соответствующей опоры;
- расстояние, разделяющее ограничительные упоры и цоколь опоры меньше высоты кессона этой опоры;
- средства стопорения каждого кессона содержат:
- по меньшей мере, две противоположные штанги, установленные на верхнем конце кессона и расположенные над указанным кессоном,
- по меньшей мере, два противоположных нижних упора, которые расположены внутри и на нижнем конце опоры и каждый из которых предназначен для взаимодействия
в нижнем положении этого кессона с упором, расположенным на верхнем концг кессона, и
- по меньшей мере, два противоположных промежуточных упора, которые расположены внутри опоры над нижними упорами и каждый из которых предназначен для блокировки нижнего конца штанги в указанном нижнем положении кессона;
- штанги имеют наклон наружу кессона и выполнены с возможностью перемещения между этим наклонным положением и по существу вертикальным положением при перемещении кессона.
Объектом настоящего изобретения является также способ установки платформы на месте нефтегазодобычи в море, который содержит следующие этапы:
- платформу на плаву или на барже доставляют к месту нефтегазодобычи, при этом кессон каждой опоры расположен в верхнем убранном положении;
- опоры опускают для установки на морском дне цоколя каждой опоры;
- каждый кессон заглубляют в морское дно, закачивая воду внутрь кессона;
- в соответствующей опоре блокируют каждый кессон в нижнем выступающем положении и закрепляют в морском дне; и
- палубу платформы поднимают до требуемой высоты.
Объектом настоящего изобретения является также другой способ установки на месте нефтедобывающей платформы, характеризующийся тем, что содержит следующие этапы:
- платформу на плаву или на барже доставляют к месту нефтегазодобычи, при этом кессон каждой опоры расположен в верхнем убранном положении;
- опоры опускают для установки на морском дне цоколя каждой опоры; и
- палубу платформы поднимают до требуемой высоты,
- каждый кессон заглубляют в морское дно, закачивая воду внутрь кессона;
- в соответствующей опоре блокируют каждый кессон в нижнем выступающем положении и закрепляют в морском дне.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания, представленного в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:
фиг. 1 - вид спереди морской эксплуатационной платформы в соответствии с настоящим изобретением в положении транспортировки на плаву, схематично;
фиг. 2 - поперечный разрез опоры платформы вдоль линии 2-2 по фиг. 1;
фиг. 3 - увеличенный вид спереди нижней части опоры платформы в соответствии с настоящим изобретением, схематично;
фиг. 4 - вид в перспективе кессона крепления опоры платформы в соответствии с настоящим изобретением, схематично;
фиг. 5 - вид в перспективе нижней части фермы опоры платформы в соответствии с настоящим изобретением, схематично;
фиг. 6 и 7 - вид спереди, иллюстрирующий этапы установки на месте нефтегазодобычи платформы в соответствии с настоящим изобретением, схематично.
На фиг. 1 схематично показана морская эксплуатационная платформа, в частности, самоподъемная платформа, содержащая палубу 1, на которой установлено производственное оборудование и стандартные жилые помещения.
Палуба 1 установлена с возможностью перемещения на вертикальных опорах 2, каждая из которых имеет треугольное сечение, как показано на фиг. 2. Эти опоры 2 могут также иметь квадратное или круглое сечение, они могут быть в количестве трех или четырех и равномерно распределены на палубе 1.
Как показано на фиг. 2, каждая опора 2 состоит из трех ферм 3, соединенных между собой решеткой из металлических балок 4. На фиг. 1, 6 и 7 для упрощения чертежа показаны только две фермы 3.
Перемещение палубы на опорах 2 осуществляют при помощи приводных механизмов, не показанных на чертежах, установленных в каждой опоре в несущем каркасе 5, называемом также специалистами "jack-house". Каждый несущий каркас 5 установлен на палубе, и приводные механизмы классически состоят из редукторных двигателей, каждый из которых вращает приводную шестерню, взаимодействующую с зубчатыми рейками 6, установленными на фермах 3 каждой опоры 2, как показано на фиг.2. Эти опоры 2 предназначены для установки в положение опоры на морское дно 7 (фиг. 6 и 7), когда платформа находится в положении бурения или эксплуатации, и для этого каждая опора 2 в своей нижней части содержит цоколь 8.
Кроме того, в своей нижней части каждая опора содержит кессон 10, открытый в своем основании и предназначенный для заглубления в морское дно 7 на требуемую глубину для крепления соответствующей опоры 2 в морском дне, что будет подробнее описано ниже.
Как известно, каждый кессон 10 соединен с насосной установкой, не показанной на чертежах, предназначенной для снижения давления внутри кессона 10 и для его заглубления в морское дно 7 в момент установки платформы на месте нефтегазодобычи.
Специалисты называют эти кессоны "suction pile".
В примере выполнения, показанном на фигурах и, в частности, в увеличенном виде на фиг. 3, кессон 10 каждой опоры 2 расположен внутри соответствующей опоры 2 и
может перемещаться вдоль оси этой опоры 2 из убранного верхнего положения: (фиг. 1 и 3), в котором только нижний конец 10а этого кессона 10 выступает под цоколем 8 опоры 2, в нижнее выступающее положение (фиг. 7), в котором только верхний конец 10Ь этого кессона расположен в опоре 2.
Как правило, ферма 3 каждой опоры 2 содержит, по меньшей мере, один узел опоры на соответствующий кессон 10 в верхнем положении этого кессона, чтобы не допустить подъема указанного кессона во время установки нижнего конца этой опоры 2 на морском дне 7, и каждый кессон 10 содержит средства стопорения на соответствующей опоре в своем нижнем положении, предназначенные для блокировки кессона 10 в этом нижнем положении крепления соответствующей опоры 2 на морском дне 7.
Как показано на фиг. 2 и 3, каждый узел опоры на кессона 10 в каждой опоре 2 представляет собой узел 20 опоры, выполненный в виде горизонтального ограничительного упора, закрепленный на ферме 3 внутри опоры 2 над верхним концом 10Ь кессона 10 в его верхнем убранном положении (фиг. 3). Расстояние, разделяющее ограничительные упоры 20 и цоколь 8 опоры меньше высоты кессона 10 этой опоры 2, чтобы удерживать нижнюю часть 10а кессона 10 под цоколем 8 в верхнем убранном положении кессона 10.
Далее со ссылками на фиг. 3-5 следует описание средств стопорения кессона 10 на опоре 2 в нижнем положении этого кессона, при этом средства стопорения других кессонов 10 являются идентичными.
Кессон 10 имеет поперечное сечение, соответствующее поперечном}' сечению опоры 2, и в данном случае имеет треугольное поперечное сечение.
Средство стопорения кессона 10 содержит штангу 25 для каждой фермы 3 опоры 2, установленную на верхнем конце 10Ь кессона 10, как показано на фиг. 4. Штанги 25 расположены над кессоном 10 и имеют наклон наружу кессона 10. Ei примере выполнения, показанном на фиг. 4, каждая штанга 25 содержит первый конец 25а, шарнирно установленный на кессоне 10, и второй конец 25Ь, называемый свободным концом и оборудованный двумя противоположными штифтами 26, выполненными поперечно относительно продольной оси штанги 25. Каждая штанга 25 выполнена с возможностью перемещения между этим наклонным положением, в котором конец 25Ь удерживается прижатым к ферме 3 опоры 2, и по существу вертикальным положением во время перемещения кессона из верхнего убранного положения в нижнее выступающее положение, что будет подробнее описано ниже.
Согласно варианту выполнения, показанному на фиг. 4, перемещение каждой штанги 25 осуществляют, например, посредством силового цилиндра 27, например,
гидравлического, пневматического или электрического силового цилиндра, установленного на верхней стороне кессона 10.
Перемещение каждой штанги 25 можно осуществлять посредством любого другого соответствующего органа известного типа, например, упругого органа, удерживающего соответствующую штангу 25 в ее положении наклона наружу кессона 10. Кроме того, каждая штанга 25 может иметь соответствующую форму, обеспечивающую возможность наклона наружу кессона в его нормальном положении, и содержать упругий участок, удерживающий штангу в этом положении.
Средства стопорения кессона 10 в нижнем выступающем положении также содержат нижний упор 30 (фиг. 3 и 5), закрепленный на каждой ферме 3 и расположенный внутри и на нижнем конце каждой фермы 3 опоры 2.
Каждый из этих упоров 30 предназначен для взаимодействия с упором 31, выполненным на верхнем конце кессона 10, в нижнем положении этого кессона 10. Для обеспечения позиционирования каждого упора 31 относительно нижнего упора 30 во время опускания кессона 10 каждый верхний боковой борт упоров 32 оборудован фланцем 30а, образующим с противоположным фланцем 30а пространство 32, направленное вверх в виде V (фиг. 5) для направления соответствующего упора 31.
Наконец, средства стопорения каждого кессона 10 содержат промежуточный упор 35, закрепленный на каждой ферме 3 и расположенный внутри опоры 2 над нижними упорами 30. Каждый упор 35, как показано на фиг. 5, содержит два параллельных элемента 35а, образующих между собой V-образное пространство 36 для направления и прохождения упора 31 во время опускания кессона 10.
Как правило, средства стопорения каждого кессона 10 содержат, по меньшей мере, две противоположные штанги 25, по меньшей мере, два противоположных нижних упора 30 и, по меньшей мере, два противоположных промежуточных упора 35. В случае опоры 2 круглого сечения и в случае опоры 2 квадратного сечения каждый из указанных элементов 25, 30 и 35 предпочтительно выполняют в количестве четырех.
Установку платформы на месте нефтегазодобычи производят следующим образом.
Платформу доставляют на место нефтегазодобычи на плаву или на барже. Опоры 2 платформы находятся в поднятом положении, и кессон 10 каждой опоры 2 находится в верхнем убранном положении в соответствующей опоре 2.
Каждый кессон 10 удерживается в этом положении, например, посредством прижатия концов 25Ь штанг 25 к фермам 3 опор 2 посредством силовых цилиндров 27 или любого другого соответствующего средства, например, посредством цепи, соединяющей кессон 10 с палубой 1 платформы.
В этом положении только нижняя часть 10а каждого кессона 10 выступает под цоколем 8 каждой опоры 2.
Когда платформа оказывается на месте нефтегазодобычи, опоры 2 плавно опускают посредством приводных механизмов, установленных на палубе 1 и действ;дощих на зубчатые рейки 6 ферм 3 указанных опор 2. Эти опоры постепенно опускаются до установки цоколей 8 на морском дне 7, как показано на фиг. 6. Во время опускания каждой опоры 2 узлы 20 опоры 2, выполненные в виде ограничительных упоров, находятся в контакте с кессоном 10, заглубляя нижнюю часть 10а кессона 10 в морское дно 7.
После этого первого этапа на следующем этапе опоры 2 закрепляют в морском дне 7 посредством кессонов 10.
Далее следует описание закрепления кессона 10, при этом закрепление остальных кессонов осуществляют таким же образом.
Для этого давление внутри кессона 10 понижают посредством насосной установки, связанной с этим кессоном 10, что приводит к постепенному опусканию этого кессона 10, который заглубляется в морское дно 7.
Во время этого опускания штанги 25 перемещаются силовыми цилиндрами 27 по существу в вертикальное положение таким образом, чтобы эти штанги 27 могли пройти между узлами 20 опоры и между промежуточными упорами 35. Во время этого опускания упоры 31 кессона 10 проходят в пространстве 36 между элементами 35а промежуточных упоров 35, и эти упоры 31 приходят в положение опоры в нижние упоры 30 ферм 3 опор 2, как показано на фиг. 7.
В этом положении кессон 10 оказывается заглубленным в грунт морского дна 7 на требуемую глубину. После этого штанги 25 перемещаются силовыми цилиндрами 27 наружу кессона таким образом, чтобы штифты 26 прижались к промежуточным упорам 35, стопоря, таким образом, кессон 10 в его нижнем выступающем положении крепления соответствующей опоры 2. Таким образом, штанги 35 препятствуют подъему этого кессона 10 и способствуют передаче вертикальных усилий каждой опоры 2 на соответствующий кессон 10. Затем палубу 1 платформы приподнимают на необходимую высоту.
Согласно варианту, палубу 1 платформы можно приподнять перед заглублением кессонов 10 в морское дно 7.
Упоры 30 и 31, находящиеся в контакте в положении крепления опор 2 кессонами 10, позволяют эти кессонам подниматься, следуя движению опор 10 в случае, когда эти опоры поднимаются.
Согласно другому варианту выполнения каждый кессон 10 может полностью убираться в соответствующую опору. В этом случае фермы 3 не оборудованы узлами 20 опоры, и нижний конец 10а каждого кессона не выступает под цоколем 8 в верхнем убранном положении кессона 10.
За счет крепежных кессонов, убирающихся в опоры, платформа в соответствии с настоящим изобретением во время ее транспортировки к месту нефтегазодобычи может иметь меньшую осадку по сравнению с платформами такого типа, использовавшимися до настоящего времени.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Морская эксплуатационная платформа, содержащая палубу (1), установленную с возможностью перемещения на опорах (2), каждая из которых содержит в своей нижней части опорный цоколь (8), предназначенный для установки на морское дно (7), и кессон (10), открытый в своем основании и предназначенный для заглубления в морское дно (7) для крепления платформы (1), отличающаяся тем, что каждый кессон (10) расположен внутри опоры (2) и выполнен с возможностью перемещения вдоль оси этой опоры (2) между верхним убранным положением и нижним положением, выступающим по отношению к цоколю (8) опоры (2) и закрепленным в морском дне, причем кессон (10) содержит средства (25, 30, 31, 35) стопорения кессона (10) на опоре (2) в нижнем положении.
2. Платформа по п. 1, отличающаяся тем, что в верхнем убранном положении кессона (10) под цоколем (8) опоры (2) выступает только нижний конец (10а) кессона (10), а в нижнем выступающем положении в опоре (2) расположен только верхний конец (10Ь) кессона (10).
3. Платформа по п. 2, отличающаяся тем, что опора (2) содержит, по меньшей мере, один узел (20) опоры на кессон (10) расположенный в верхнем положении этого кессона (10).
4. Платформа по п. 3, отличающаяся тем, что узел (20) опоры на кессон выполнен в виде ограничительного упора, закрепленного на каждой ферме (3) внутри соответствующей опоры (2).
5. Платформа по п. 4, отличающаяся тем, что расстояние, разделяющее узлы (20) опоры и цоколь (8) опоры меньше высоты кессона (10) этой опоры (2).
6. Платформа по любому из п.п. 1 - 5, отличающаяся тем, что средства стопорения каждого кессона (10) содержат по меньшей мере, две противоположные штанги (25), установленные на верхнем конце кессона (10) и расположенные над кессоном (10), по меньшей мере, два противоположных нижних упора (30), которые расположены внутри и на нижнем конце опоры (2) и каждый из которых выполнен с возможностью взаимодействия в нижнем положении кессона (10) с упором (31), расположенным на верхнем конце кессона (10), и, по меньшей мере, два противоположных промежуточных упора (35), которые расположены внутри опоры (2) над нижними упорами (30) и каждый из которых выполнен с возможностью блокировки свободного конца (25Ь) штанги (25) в указанном нижнем положении кессона (10).
7. Платформа по п. 6, отличающаяся тем, что штанги (25) имеют наклон наружу кессона (10) и выполнены с возможностью перемещения между этим наклонным положением и, по существу, вертикальным положением при поступательном перемещении кессона (10).
8. Способ установки платформы по любому из п.п. 1-7 на месте нефтегазодобычи в море, отличающийся тем, что платформу на плаву или на барже доставляют к месту нефтегазодобычи, при этом кессон (10) каждой опоры (2) расположен в верхнем убранном положении; опоры (2) опускают для установки на морском дне (7) цоколя (8) каждой опоры (2); каждый кессон (10) заглубляют в морское дно (7), закачивая воду внутрь кессона (10); в соответствующей опоре (2) блокируют каждый кессон (10) в нижнем выступающем положении крепления в морском дне (7); и палубу (1) платформы поднимают до требуемой высоты.
9. Способ установки нефтедобывающей платформы по любому из п.п. 1 - 7 на месте нефтегазодобычи, отличающийся тем, что платформу на плаву или на барже доставляют к месту нефтегазодобычи, при этом кессон (10) каждой опоры (2) находится в верхнем убранном положении; опоры (2) опускают для установки на морском дне (7) цоколя (8) каждой опоры (2); палубу (1) платформы поднимают до требуемой высоты, каждый кессон (10) заглубляют в морское дно (7), закачивая воду внутрь этого кессона (10); и в соответствующей опоре (2) блокируют каждый кессон (10) в нижнем выступающем положении крепления в морском дне (7).
WO 2006/037871
PCT/FR2005/002379
1/7
WO 2006/037871
PCT/FR2005/002379
WO 2006/037871
PCT/FR2005/002379
WO 2006/037871
PCT/FR2005/002379
5/7
WO 2006/037871
PCT/FR2005/002379
FIG.6
WO 2006/037871
PCT/FR2005/002379