EA000553B1

EA000553B1 - Способ сборки участков опорных столбов морской нефтедобывающей платформы

Info

Publication number: EA000553B1
Application number: EA199800195A
Authority: EA
Inventors: Пьер-Арман Томас
Original assignee: Текнип Жеопродюксьон
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1999-10-28
Also published as: DE69812754D1; FR2760474B1; EA199800195A1; NO980961L; MY119478A; EP0863260A1; DE69812754T2; FR2760474A1; US5954453A; ES2195285T3; EP0863260B1; NO980961D0; NO316125B1

Description

Настоящее изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к способу сборки участков опорных столбов морской нефтедобывающей платформы.

Морские нефтедобывающие платформы обычно содержат опорные столбы в количестве, например, трех штук, опирающиеся на морское дно, и корпус, смонтированный с возможностью перемещения и регулировки по высоте вдоль упомянутых опорных столбов и несущий на себе нефтедобывающее или буровое оборудование, а также жилые и хозяйственные постройки.

После завершения сооружения данной платформы она благодаря собственной плавучести буксиром доставляется на заданное место бурения или нефтедобычи. В этом месте акватории моря опорные столбы данной платформы опускаются до установления механического контакта с некоторой несущей конструкцией или просто с морским дном. После этого, опираясь на опущенные опорные столбы, корпус данной платформы поднимается вверх, выходит из воды и устанавливается на такой высоте над уровнем воды, которая выводит эту платформу из зоны досягаемости самых высоких волн.

Таким образом, корпус платформы смонтирован с возможностью перемещения вдоль опорных столбов этой платформы при помощи специальных приводных механизмов, размещенных в несущем каркасе, опирающемся на корпус данной платформы, и хорошо известным специалистам в данной области техники под названием портал подъемника.

Каждый из этих приводных механизмов или подъемных домкратов на каждом опорном столбе содержит, по меньшей мере, два расположенных друг против друга моторредукторных агрегата, приводящих в движение выходные шестерни, которые взаимодействуют с расположенными друг против друга и смонтированными на упомянутых опорных столбах зубчатыми рейками.

Для осуществления упомянутого подъема корпуса платформы каждый опорный столб проходит сквозь этот корпус и упомянутый несущий каркас соответствующего приводного механизма. При этом каждый опорный столб образован несколькими установленными друг на друга участками, соединенными между собой при помощи сварки.

Каждый такой участок опорного столба морской нефтяной платформы может иметь высоту порядка восемнадцати метров и образован обычно вертикальными рамами в количестве трех или четырех, связанными между собой поперечными решетчатыми металлическими балками или кессонами.

В то же время, каждая рама образована, с одной стороны, прямоугольной пластиной, а с другой стороны, элементами жесткости или укрепляющими элементами в форме полуоболочки, каждый из которых приварен к одной из главных поверхностей упомянутой прямоугольной пластины.

Эти прямоугольные пластины содержат на своих боковых поверхностях зубцы, которые образуют диаметрально противоположные друг другу зубчатые рейки, предназначенные для взаимодействия с выходными шестернями приводных механизмов.

Сооружение таких платформ осуществляется на береговой строительной площадке и начинается с соединения между собой различных составляющих элементов корпуса этой платформы и подъема на верхнюю часть этого корпуса в зоне прохождения каждого опорного столба соответствующего несущего каркаса для упомянутых приводных механизмов.

После сборки корпус данной платформы оказывается лежащим на грунте строительной площадки, точнее, на опирающихся на грунт соответствующих опорных элементах.

Для сборки и монтажа на корпусе платформы участков каждого опорного столба до настоящего времени обычно использовались два известных способа.

Первый из этих способов состоит, применительно к каждому опорному столбу, в поднятии при помощи специального подъемного механизма весьма большой высоты первого участка данного опорного столба и его расположении точно над соответствующим проходом, предусмотренным в корпусе платформы и в несущем каркасе приводного механизма, после чего производится постепенное опускание этого участка опорного столба для его введения в вертикальном положении в упомянутый проход.

Затем второй участок этого опорного столба аналогичным образом поднимается над корпусом платформы и точно устанавливается на упомянутый первый участок, после чего два этих участка соединяются между собой при помощи сварки.

Однако описанный выше способ имеет существенные недостатки вследствие большой высоты участков опорного столба, которая составляет примерно 18 м при изготовлении и сборке опорных столбов общей высотой в диапазоне от 70 до 170 м.

Действительно, при использовании этого способа необходимо применение на строительной площадке, по меньшей мере, одного подъемного механизма весьма большой высоты для того, чтобы обеспечить возможность последовательной установки участков данного опорного столба друг на друга. Кроме того, в данном случае операции соединения при помощи сварки отдельных участков опорного столба между собой приходится выполнять на большой высоте, особенно при монтаже последних участков, что делает эти и другие операции монтажа опорного столба достаточно сложными, трудоемкими и зависящими от метеорологических условий на месте сооружения данной морской платформы.

Так, при наличии сильного ветра операции по монтажу и соединению участков опорных столбов должны быть прекращены вследствие опасности, которой в этом случае подвергается персонал.

Второй способ состоит в сборке различных конструктивных элементов, образующих корпус данной платформы, на некоторой достаточно большой высоте, необходимой для того, чтобы сформировать между нижней поверхностью этого корпуса и поверхностью данной строительной площадки некоторое свободное пространство, позволяющее обеспечить проход в вертикальном положении отдельных участков опорных столбов под упомянутый корпус.

Благодаря наличию этого свободного пространства под приподнятым над землей корпусом данной платформы, первый участок каждого опорного столба в вертикальном положении может быть подведен под этот корпус, а затем поднят соответствующим образом для его расположения в предназначенном для этого опорного столба проходе, выполненном в корпусе платформы и в несущем каркасе для приводных механизмов.

Затем второй участок данного опорного столба устанавливается под первым его участком, и оба эти участка соединяются между собой сваркой.

Описанные выше операции многократно повторяются при сооружении каждого опорного столба данной морской нефтедобывающей платформы.

Однако и этот второй способ сборки также обладает определенными недостатками.

Действительно, при использовании описанного выше способа необходимо сооружение мощных опорных элементов, например, из бетона, для поддержания корпуса данной платформы на требуемой высоте. Кроме того, в процессе сборки различных конструктивных элементов, образующих этот корпус, каждый из этих элементов должен быть поднят на достаточно большую высоту, что значительно увеличивает объем такелажных и подъемнотранспортных работ, а, следовательно, и стоимость сооружения корпуса данной платформы.

В дополнение к сказанному выше следует отметить, что при использовании данного способа задействованный в его реализации персонал вынужден по несколько раз в течение рабочего дня преодолевать тем или иным способом расстояние, отделяющее сооружаемый корпус платформы от земли.

Целью данного изобретения является создание способа, позволяющего существенно упростить операции монтажа и сборки опорных столбов морской нефтедобывающей платформы и, следовательно, уменьшить стоимость их изготовления.

Объектом предлагаемого изобретения является способ сборки участков опорных столбов морской нефтедобывающей платформы, содержащей корпус, установленный с возможностью его перемещения по опорным столбам при помощи приводных механизмов, размещенных в несущем каркасе, опирающемся на корпус, причем каждый из этих приводных механизмов содержит, по меньшей мере, два расположенных друг против друга мотор-редукторных агрегата, приводящих в движение выходные шестерни, взаимодействующие с расположенными друг против друга зубчатыми рейками, смонтированными на опорных столбах, и каждый из этих опорных столбов проходит сквозь упомянутый корпус платформы и сквозь соответствующий несущий каркас приводных механизмов и представляет собой конструкцию, образованную установленными друг на друга и соединенными между собой при помощи сварки участками.

Предлагаемый в соответствии с данным изобретением способ отличается тем, что он включает следующие операции:

- выполнение на уровне упомянутого прохода для каждого опорного столба специального бокового отверстия в корпусе платформы и в нижней части несущего каркаса приводных механизмов;

- введение в каждое боковое отверстие первого участка опорного столба и его расположение на оси прохождения этого опорного столба;

- поднятие этого первого участка каждого опорного столба таким образом, чтобы расположить верхнюю часть этого участка над упомянутым отверстием;

- установку на зубчатых рейках этого первого участка опорного столба приводных моторредукторных агрегатов и их выходных шестерен;

- поднятие первого участка соответствующего опорного столба при помощи моторредукторных агрегатов и их выходных шестерен таким образом, чтобы перевести нижнюю часть этого первого участка на уровень выше упомянутого отверстия;

- введение в упомянутое отверстие второго участка соответствующего опорного столба и его расположение на оси первого участка;

- стыковку двух упомянутых участков данного опорного столба;

- соединение двух этих участков между собой при помощи сварки;

- поднятие этих соединенных между собой участков опорного столба при помощи моторредукторных агрегатов и их выходных шестерен на соответствующую высоту;

- введение в упомянутое боковое отверстие и последовательное соединение друг с другом остальных участков для формирования каждого опорного столба данной платформы;

- и перекрытие этих боковых отверстий, выполненных в корпусе этой платформы.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения в процессе подъема последовательно присоединяемых участков соответствующего опорного столба эти участки направляются в вертикальном направлении внутренней частью каждого несущего каркаса приводных механизмов.

Предлагаемое изобретение будет лучше понято из приведенного ниже описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет схематический вид спереди самоподъемной морской нефтедобывающей платформы;

фиг. 2 - схематический вид в увеличенном масштабе одного из опорных столбов морской нефтедобывающей платформы, демонстрирующий в частичном разрезе часть приводных механизмов корпуса этой платформы;

фиг. 3 - схематический вид в разрезе по линии 3-3 на фиг. 1;

фиг. 4 - схематический вид сбоку части платформы, показывающий боковое отверстие, выполненное в этой платформе для осуществления способа сборки участков опорных столбов в соответствии с предлагаемым изобретением;

фиг. 5 - схематический вид сверху упомянутой морской нефтедобывающей платформы;

фиг. 6 - схематический вид в разрезе по линии 6-6 на фиг. 4;

фиг. 7А, 7В и 7С - схематические виды упомянутой платформы, показывающие различные этапы осуществления способа в соответствии с предлагаемым изобретением.

На фиг. 1 схематически представлена самоподъемная морская нефтедобывающая платформа, содержащая корпус 1 , снабженный обычным набором эксплуатационного оборудования, а также жилыми и хозяйственными помещениями.

Этот корпус 1 платформы смонтирован с возможностью перемещения по вертикальным опорным столбам 2, предназначенным для установки на морское дно 3 в том случае, когда данная морская нефтедобывающая платформа доставлена на место бурения скважин или добычи нефти.

Каждый опорный столб 2 на своем нижнем конце завершается опорной подошвой 4, предназначенной для установки непосредственно на морское дно 3.

Как показано на фиг. 3, каждый из опорных столбов 2 имеет в представленном здесь варианте реализации треугольное поперечное сечение. Опорные столбы 2 могут также иметь квадратное или круглое поперечное сечение.

Как можно видеть на фиг. 1, каждый опорный столб 2 образован несколькими участками 20, каждый из которых имеет высоту, например, порядка восемнадцати метров и которые установлены друг на друга и соединены между собой при помощи сварки, образуя в совокупности упомянутый опорный столб 2.

Каждый опорный столб 2 морской нефтедобывающей платформы обычно имеет высоту в диапазоне от 70 до 1 70 м в зависимости от глубины моря в том месте, где предполагается размещение данной платформы.

Как можно видеть более конкретно на фиг. 2 и 3, каждый участок 20 опорных столбов 2 образован тремя стойками 21 , связанными между собой решетчатыми металлическими фермами 22 или кессонами.

Эти вертикальные стойки 21 участков 20 опорных столбов данной платформы содержат зубцы для формирования на каждой стойке 21 двух диаметрально противоположных зубчатых реек 23, предназначенных для взаимодействия с приводными механизмами 30, которое обеспечивает возможность перемещения корпуса 1 данной платформы по вертикальным опорным столбам 2.

Для каждого вертикального опорного столба 2 приводные механизмы размещены в несущем каркасе 1 0, называемом специалистами также портал подъемника.

Каждый несущий каркас 1 0 опирается на корпус 1 данной платформы, как это показано на фиг. 1 .

Приводные механизмы 30 выполнены в данном случае в виде мотор-редуктивных агрегатов 31, приводящих каждый во вращательное движение соответствующую выходную шестерню 32, взаимодействующую с зубчатыми рейками 23, расположенными на стойках 21 каждого вертикального столба 2.

Для обеспечения упомянутого выше взаимодействия каждый вертикальный опорный столб 2 проходит сквозь корпус 1 данной платформы и сквозь соответствующий опорный каркас 10 через вертикальный проход 5.

Приводные механизмы 30 позволяют обеспечить опускание смонтированных опорных столбов данной морской нефтедобывающей платформы вплоть до их надежного контакта с морским дном 3, а затем позволяют обеспечить, опираясь на эти опорные столбы 2, подъем корпуса 1 этой платформы над поверхностью моря на такую высоту, которая выводит данную платформу из зоны досягаемости самых высоких волн (фиг. 1).

Сооружение такой морской нефтедобывающей платформы осуществляется описанным ниже способом.

Прежде всего различные конструктивные элементы, образующие корпус 1 данной платформы, собираются в единое целое на береговой строительной площадке, причем смонтированный корпус 1 этой платформы располагается на специальных опорах 6 на относительно небольшом расстоянии от земли, как это показано на фиг. 7А и 7С.

Затем приступают к монтажу и сборке участков 20 для формирования каждого опорного столба 2.

Для этого, как это показано на фиг. 4 и 5, прежде всего, выполняют на уровне прохода 5 каждого опорного столба 2 специальное боковое отверстие 11 в корпусе 1 платформы и в нижней части соответствующего несущего каркаса 10 для приводных механизмов.

Это боковое отверстие 11 и упомянутое расстояние, отделяющее собранный корпус 1 от земли, образует проход, размеры которого точно соответствуют высоте каждого отдельного участка 20 опорного столба 2.

Как показано на фиг. 6, каждый несущий каркас 1 0 оборудован на уровне прохода каждой вертикальной стойки 21 отдельных участков 20 опорных столбов 2 специальной направляющей 1 2, форма которой геометрически дополняет закругленную часть соответствующей вертикальной стойки 21. Эта направляющая 12 предназначена для обеспечения надлежащего расположения участков 20 в процессе их вертикального поступательного перемещения, как об этом более подробно будет сказано ниже.

Теперь со ссылками на фиг. 7А, 7В и 7С будет описан способ монтажа и сборки отдельных участков 20 опорного столба 2, причем монтаж и сборка отдельных участков остальных опорных столбов выполняются идентичным образом.

Прежде всего, в боковое отверстие 11 вводят первый участок 20 опорного столба 2, как это проиллюстрировано на фиг. 7А.

Высота бокового отверстия 11 и расстояние, отделяющее нижнюю часть собранного корпуса 1 данной платформы от земли, образуют свободное пространство, высота которого достаточна для того, чтобы обеспечить возможность прохода в вертикальном положении соответствующего участка 20 опорного столба 2.

В том случае, когда это свободное пространство не обладает достаточной для прохода этого участка опорного столба высотой, в грунте строительной площадки может быть выполнена специальная дополнительная траншея.

Затем этот первый участок 20 поднимают при помощи тех или иных подходящих в данном случае средств таким образом, чтобы расположить верхнюю часть этого первого участка 20 над боковым отверстием 11.

Средства, обеспечивающие подъем этого первого участка 20 опорного столба 2, могут представлять собой, например, грузоподъемный кран или соответствующие домкраты.

В процессе вертикального поступательного перемещения этого первого участка 20 его вертикальные стойки 21 входят в контакт с направляющими 1 2, что позволяет точно расположить этот первый участок 20 по оси прохода 5, предназначенного для данного опорного столба 2.

После выполнения этой первой операции располагают на зубчатых рейках 23 вертикальных стоек 21 первого участка 20 несколько приводных мотор-редукторных агрегатов 31 и их выходных шестерен 32.

Затем этот первый участок 20 опорного столба 2 поднимается при помощи приводных мотор-редукторных агрегатов 31 и их выходных шестерен 32 таким образом, чтобы расположить нижнюю часть данного первого участка 20 над боковым отверстием 11, как это показано на фиг. 7В.

Поскольку, таким образом, это боковое отверстие 11 оказывается полностью освобожденным, второй участок 20 вводят в это боковое отверстие 11 и располагают этот второй участок по оси ранее поднятого первого участка 20.

Затем опускают упомянутый первый участок 20 при помощи приводных моторредукторных агрегатов 31 и их выходных шестерен 32 таким образом, чтобы обеспечить механический контакт этого первого участка 20 со вторым участком 20, введенным в упомянутое боковое отверстие, как это схематически показано на фиг. 7С.

В соответствии с возможным вариантом реализации предлагаемого изобретения можно на этой стадии монтажа вместо упомянутого опускания первого участка 20 применить подъем второго участка 20 для обеспечения его стыковки с первым участком 20.

Затем состыкованные тем или иным образом участки 20 опорного столба 2 соединяются между собой при помощи сварки, после чего поднимаются при помощи мотор-редукторных агрегатов 31 и их выходных шестерен 32 для того, чтобы освободить боковое отверстие 11 и обеспечить, таким образом, возможность соответствующего расположения следующего участка 20 собираемого опорного столба 2.

Таким образом, отдельные участки 20, образующие опорный столб 2, последовательно вводятся в упомянутое боковое отверстие и соединяются между собой при помощи сварки для того, чтобы образовать каждый опорный столб 2.

После завершения сборки и соединения всех участков 20, составляющих данный опорный столб 2, соответствующее боковое отверстие, выполненное в корпусе 1 данной платформы, закрывается.

Таким образом, способ в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет существенно упростить операции монтажа и сборки опорных столбов морской нефтедобывающей платформы описанного выше типа и, следовательно, уменьшить стоимость сооружения этих опорных столбов и платформы в целом.

Способ в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет также сократить количество подъемно-транспортировочных операций и устранить зависимость многих операций мон9 тажа и сборки участков опорных столбов от неблагоприятных метеорологических условий на месте сооружения данной морской нефтедобывающей платформы.

Действительно, благодаря способу в соответствии с предлагаемым изобретением операции сборки отдельных участков опорных столбов данной морской нефтедобывающей платформы осуществляется в стационарных и специально оборудованных технологических помещениях, располагающихся на уровне корпуса этой платформы.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сборки участков опорных столбов морской нефтедобывающей платформы, содержащей корпус (1), смонтированный с возможностью перемещения по опорным столбам (2) при помощи приводных механизмов (30), расположенных в несущем каркасе (10), опирающемся на корпус (1 ), и содержащих каждый, по меньшей мере, два мотор-редукторных агрегата (31), расположенных напротив друг друга и приводящих во вращательное движение выходные шестерни (32), взаимодействующие с зубчатыми рейками (23), расположенными напротив друг друга и смонтированными на опорных столбах (2), каждый из которых проходит сквозь корпус (1) и сквозь соответствующий несущий каркас (10) и образован отдельными участками (20), установленными друг на друга и соединенными между собой при помощи сварки, отличающийся тем, что выполняют на уровне прохода каждого опорного столба (2) специальное боковое отверстие (11 ) в корпусе (1 ) платформы

Фиг. 1 и в нижней части несущего каркаса (10), вводят в каждое боковое отверстие (11 ) первый участок (20) соответствующего опорного столба и располагают этот первый участок по оси прохода (5) данного опорного столба, поднимают первый участок (20) каждого опорного столба (2) таким образом, чтобы расположить верхнюю часть этого участка (20) над боковым отверстием (11), располагают на зубчатых рейках (23) мотор-редукторные агрегаты (31 ) и выходные шестерни (32), поднимают первый участок (20) при помощи мотор-редукторных агрегатов (31 ) и выходных шестерен (32) таким образом, чтобы расположить нижнюю часть этого первого участка (20) выше бокового отверстия (11 ), вводят в боковое отверстие (11 ) второй участок (20) данного опорного столба (2) и располагают его по оси первого участка (20) этого опорного столба, стыкуют или сближают вплотную друг к другу два упомянутых участка (20), соединяют эти два участка (20) между собой при помощи сварки, поднимают соединенные между собой участки (20) при помощи мотор-редукторных агрегатов (31 ) и соответствующих выходных шестерен (32), вводят в отверстие (11) и последовательно соединяют друг с другом отдельные участки (20) для формирования каждого опорного столба (2) и далее закрывают боковые отверстия (11 ), выполненные в корпусе (1 ) данной платформы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подъеме участков (20) опорных столбов данной платформы эти участки (20) направляются в боковом направлении внутри каждого несущего каркаса (1 0).