PL183685B1

PL183685B1 - Unattended off-shore mining platform and method of founding same

Info

Publication number: PL183685B1
Application number: PL97321115A
Authority: PL
Inventors: Jan Kurek; Przemysław Jaworski; Jerzy Bokiniec; Wojciech Rudeński
Original assignee: Przed Poszukiwan I Eksploatacj; Przedsiebiorstwo Poszukiwan I Eksploatacji Zloz Ropy I Gazu Petrobaltic Spz Oo
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2002-06-28
Also published as: WO1999002786A1; PL321115A1

Abstract

Unmanned platform for the recovery of minerals especially crude oil and natural gas from sea bed and the way of its foundation, consists of a bottom plate (8), in which are introduced main support pillars (15) and joined by clippers (6) through segment wedge inserts (13 and 14), over the sea level deck module (23). The way of foundation of the unmanned platform for the recovery of minerals, especially crude oil and natural gas from the sea bed, is to be based on preparing on the mainland parts of the unmanned platform, transportation to self-lifting drilling platform in place of placement of unmanned platform and laying of the bottom plate (8). Next, clippers (6) are underslinged in the operating field of the drilling platform, main support pillars (15) joined by connectors are introduced, next guiding onto bottom plate (8) and lowered down into the sea bed, on the length of main support pillars (15) are displaced clippers (6), wedged by lower (13) and upper (14) wedges segments and are placed parts of the deck module (23).

Description

Przedmiotem wynalazku jest platforma bezzałogowa do wydobywania kopalin z dna morskiego, zwłaszcza ropy i gazu oraz sposób jej posadowienia w dnie morskim.The subject of the invention is an unmanned platform for the extraction of minerals from the seabed, especially oil and gas, and the method of its foundation in the seabed.

Znane są platformy bezzałogowe oraz sposoby ich posadowienia według duńskiego systemu STAR oraz amerykańskiego systemu TARPON.There are unmanned platforms and methods of their foundation according to the Danish STAR system and the American TARPON system.

Konstrukcja platformy bezzałogowej w duńskim systemie STAR składa się z kolumny centralnej połączonej trójnogiem w postaci rur pochylonych pod kątem 18 stopni od pionu z rozwarciem w części dolnej. Nachylone kątowo rury w trójnogu stanowią jednocześnie usztywnienie kolumny centralnej oraz prowadzenie pali wbijanych kątowo w dno morskie. W kolumnie centralnej rozmieszczone są przeloty wraz z gniazdami naprowadzającymi dla kolumn eksploatacyjnych. W górnej części kolumny centralnej umieszczone są moduły pokładowe.The structure of the unmanned platform in the Danish STAR system consists of a central column connected with a tripod in the form of pipes inclined at an angle of 18 degrees from the vertical with an opening in the lower part. Angularly inclined pipes in the tripod also stiffen the central column and guide piles driven angularly into the seabed. In the central column there are passages with guiding sockets for operating columns. On-board modules are located in the upper part of the central column.

Sposób posadowienia platformy bezzałogowej według systemu duńskiego polega na tym, że konstrukcję podstawową tj. kolumnę centralną wraz z trójnogiem przewozi się na platformie pontonowej do platformy technologicznej, na której wysuwany jest postument z żurawiem montażowym. Żuraw montażowy podnosi konstrukcję podstawową platformy nad ponton, który odpływa. Podniesioną konstrukcję platformy bezzałogowej opuszcza się naThe method of foundation of the unmanned platform according to the Danish system is based on the fact that the basic structure, i.e. the central column with a tripod, is transported on a pontoon platform to a technological platform, on which a pedestal with an assembly crane is extended. The assembly crane lifts the base structure of the platform above the pontoon that is leaving. The raised structure of the unmanned platform is lowered onto

183 685 dno morskie, dalej w kolumny rurowe trójnogu wbija się pale pod kątem rozwartym i nakłada w górnej części kolumny centralnej moduły pokładowe.183 685 seabed, then piles are hammered into the pipe columns of the tripod at an obtuse angle and the deck modules are placed in the upper part of the central column.

Znana jest z opisu patentu europejskiego EP 0179 776 pomocnicza wielo-sterowna platforma strukturalna, która składa się z podstawy fundamentowej, wieży na górze której umieszczony jest moduł pokładowy. Trzon wieży składa się z konstrukcyjnych elementów poziomych i pionowych stanowiących sekcje, segmenty konstrukcyjne. W niektórych segmentach konstrukcyjnych wprowadzone są wzmocnienia pionowe. Poszczególne segmenty mają odciągi.An auxiliary multi-steered structural platform is known from the European patent EP 0179 776, which consists of a foundation base, a tower on top of which an on-board module is placed. The stem of the tower consists of horizontal and vertical structural elements constituting sections, structural segments. Vertical reinforcements are introduced in some structural segments. Individual segments have lashings.

Znana jest z opisu patentowego niemieckiego DE 2505410 platforma wiertnicza do urobku ropy, której konstrukcja podstawowych kolumn pionowych zbudowana jest na zasadzie kratownicy w rozstawie trójnogu. Główne kolumny podpierane są pochylonymi kolumnami. Wprowadzone rury technologiczne łączone są nierozłącznie do konstrukcji głównych pionowych kolumn za pomocą poziomych płyt.A drilling platform for oil extraction is known from the German patent DE 2505410, whose structure of basic vertical columns is built on the principle of a truss with a tripod spacing. The main columns are supported by tilted columns. The introduced technological pipes are permanently connected to the structure of the main vertical columns by means of horizontal plates.

Znany jest z patentu amerykańskiego US 4,378,179 system budowy wieży wiertniczej polegający na łączeniu rur technologicznych z konstrukcją wieży poprzez rury prowadzące, które mocowane są w kołnierzach połączonych trwale z poziomymi elementami konstrukcyjnymi łączonymi z pionowymi segmentami wieży.A system for building a drilling tower is known from the US patent US 4,378,179, consisting in connecting technological pipes with the tower structure through guide pipes, which are fixed in flanges permanently connected with horizontal structural elements connected with vertical segments of the tower.

Znana jest z patentu amerykańskiego US 4,117.690 konstrukcja platformy do urobku ropy, która składa się z czterech pionowych kolumn segmentowych połączonych z poziomymi elementami zewnętrznymi tworzącymi obrys czworokąta i wewnętrznymi po przekątnej utworzonego prostokąta. Główne kolumny mają kształt rury, która na obwodzie ma umieszczone rury wzmacniające konstrukcję.From the US patent US 4,117,690, the structure of the oil extraction platform is known, which consists of four vertical segment columns connected with horizontal external elements forming the outline of a quadrilateral and internal ones diagonally formed by the rectangle. The main columns have the shape of a tube with tubes around the perimeter supporting the structure.

Istotą wynalazku w zakresie urządzenia jest platforma bezzałogowa do wydobywania kopalin z dna morskiego, zwłaszcza ropy i gazu ziemnego, składająca się w części górnej z modułu pokładowego, w skład którego wchodzą pomost cumowniczy, pokład do obsługi lin odciągowych, pokład głowicowy oraz pokład górny a w części dolnej ma płytę denną, z której wprowadzone ma główne kolumny nośne spięte zapinkami rozmieszczonymi na długości kolumn, przy czym górna zapinka ma wyprowadzone odciągi, charakteryzująca się tym, że zapinki mają wkłady klinujące. Główne kolumny nośne w dolnej części połączone są z kolumnami usztywniającymi iniektem cementowym. Pokład górny ma urządzenie dźwignicowe. Zapinki mają otwory przelotowe głównych kolumn nośnych oraz otwory przelotowe kolumn eksploatacyjnych. Otwory przelotowe, głównych kolumn nośnych, na końcach mają gniazda osadcze współpracujące z wkładami klinującymi: górnym i dolnym.The essence of the invention in terms of the device is an unmanned platform for the extraction of minerals from the seabed, especially oil and natural gas, consisting in the upper part of the on-board module, which includes a mooring platform, a deck for guy ropes, a head deck and an upper deck, and partly the bottom plate has a bottom plate, from which the main supporting columns are inserted, fastened with clasps arranged along the length of the columns, while the upper clasp has guys, characterized in that the clasps have wedging inserts. The main support columns in the lower part are connected to the stiffening columns by cement injection. The upper deck has a lifting device. The clips have through holes of the main supporting columns and through holes of the operating columns. The pass-through holes of the main supporting columns have at their ends settling seats cooperating with the top and bottom wedge inserts.

Istotą wynalazku w zakresie sposobu posadowienia platformy bezzałogowej do wydobywania kopalin z dna morskiego, zwłaszcza ropy i gazu ziemnego jest wykonanie na lądzie elementów platformy bezzałogowej, dostarczenie jej do platformy wiertniczej samo podnośnej w miejsce posadowienia platformy bezzałogowej, charakteryzująca się tym, że zatapia się płytę denną, podwiesza platformę bezzałogową w przestrzeń technologiczną platformy wiertniczej, wprowadza na kolumny główne zapinek połączonych konektorowo, następnie naprowadza główne kolumny nośne na płytę denną i zagłębia w dno morskie. Następnie rozmieszcza zapinki na długości głównych kolumn nośnych i klinuje segmentami klinowymi: górnymi i dolnymi oraz posadawia elementy modułu pokładowego. Po zaklinowaniu segmentami klinującymi górnymi i dolnymi, zapinek na głównych kolumnach nośnych, wprowadza się wewnątrz głównych kolumn nośnych i zagłębia w dno morskie kolumny usztywniające oraz wypełnia iniektem cementowym. Dodatkowo zakłada się odciągi linowe, które napinane są siłownikami hydraulicznymi i blokowane stoperami łańcuchowymi na pokładzie do obsługi lin odciągowych.The essence of the invention in terms of the method of foundation of the unmanned platform for the extraction of minerals from the seabed, especially oil and natural gas, is to make elements of the unmanned platform on land, delivering it to a self-lifting drilling platform in place of the unmanned platform, characterized by the fact that the bottom plate is submerged , suspends the unmanned platform into the technological space of the drilling platform, puts connector-connected clips on the main columns, then guides the main support columns to the bottom plate and sinks into the seabed. Then, it arranges the clips along the length of the main supporting columns and wedges with wedge segments: upper and lower, and sets the elements of the on-board module. After wedging with the upper and lower wedging segments, the clamps on the main load-bearing columns are inserted inside the main load-bearing columns and embedded in the seabed of the stiffening columns and filled with cement injection. Additionally, rope lashings are installed, tightened with hydraulic cylinders and blocked with chain stops on the guy rope service deck.

Bezzałogowa platforma do wydobywania kopalin z dna morskiego, zwłaszcza ropy i gazu ziemnego według wynalazku pozwala na zakotwiczenie powierzchniowo czterech otworów produkcyjnych i jednego otworu zatłaczania wody. Rozmieszczenie kilku bezzałogowych platform w odległości 4.000 metrów od centrum produkcyjnego na platformie głównej. pozwala na efektywną eksploatację złoża. Rozwiązanie konstrukcyjne pozwala na urobek złoża w układzie automatyki, bez udziału załogi, podczas eksploatacji platformy. Planowane remonty i przeglądy wykonywane przez ekipę remontową dowożoną transportem morskimThe unmanned platform for the extraction of minerals from the seabed, especially oil and natural gas, according to the invention allows for surface anchoring of four production wells and one water injection well. Layout of several unmanned platforms at a distance of 4,000 meters from the production center on the main platform. allows for effective exploitation of the deposit. The design solution allows for the excavation of the deposit in the automation system, without the participation of the crew, during the platform operation. Planned repairs and inspections performed by a renovation team delivered by sea

183 685 przeprowadzane są w czasie nie dłuższym niż 12 godzin. Proces sterowania z platformy głównej odbywa się poprzez radiolinię pracującą na wysokich częstotliwościach fal radiowych. Ochronę środowiska przed ewentualnym rozlewem ropy naftowej zapewnia szczelna konstrukcja pokładu głowicowego ze zbiornikiem ściekowym. Platforma wyposażona jest w tratwy pneumatyczne, urządzenia ewakuacyjne, koła ratunkowe, kombinezony termoizolacyjne. Zaprojektowane urządzenie dźwignicowe w postaci bramownicy, zapewnia pionowy transport oraz wykonanie pomiarów ciśnień dennych i lekkich prac w otworach, jak tłoczkowanie, szablonowanie. Konstrukcja oraz sposób jej posadowienia w dnie morskim jest przystosowana do warunków morza bałtyckiego i po zakończeniu okresu eksploatacji można ją demontować przy pomocy ogólnie dostępnego sprzętu, bez konieczności stosowania jednostek specjalistycznych i ponoszenia znacznych nakładów finansowych.183,685 are carried out in no more than 12 hours. The control process from the main platform takes place via a radio link operating at high frequencies of radio waves. The protection of the environment against possible oil spills is ensured by the tight structure of the head deck with a sump. The platform is equipped with pneumatic rafts, evacuation devices, life rings, thermal insulation suits. The designed crane device in the form of a gantry ensures vertical transport and measurements of bottom pressures and light work in openings, such as stamping, template. The structure and the method of its foundation in the seabed are adapted to the conditions of the Baltic Sea and, after the end of their service life, they can be dismantled with the use of generally available equipment, without the need for specialized units and incurring significant financial outlays.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony został na rysunku gdzie fig. 1, przedstawia schematycznie ujęty widok platformy bezzałogowej posadowionej i zakotwiczonej w dnie morskim, fig. 2 - widok zapinki z boku, fig. 3 - widok zapinki z góry, fig. 4 - przekrój wzdłużny części dolnej, głównej kolumny nośnej wraz z kolumnami usztywniającymi, fig. 5 - przekrój poprzeczny głównej kolumny nośnej, fig. 6 - przekrój poprzeczny głównej kolumny nośnej wraz z kolumną usztywniającą, fig. 7 - przekrój poprzeczny głównej kolumny nośnej wraz z kolumnami usztywniającymi, fig. 8 - przekrój poprzeczny kolumn usztywniających.The subject of the invention is shown in the drawing where Fig. 1 shows a schematic view of the unmanned platform seated and anchored in the seabed, Fig. 2 - side view of the clasp, Fig. 3 - top view of the clasp, Fig. 4 - longitudinal section of the lower part 5 - cross section of the main supporting column, Fig. 6 - cross section of the main supporting column with stiffening column, Fig. 7 - cross section of the main supporting column with stiffening columns, Fig. 8 - cross-section of the stiffening columns.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania w zakresie konstrukcji składa się z płyty dennej 8, w którą wprowadzone są cztery główne kolumny nośne 15, spięte zapinkami 6, poprzez segmentowe wkłady klinujące, dolne 13 i górne 14. Nad powierzchnią wody platforma ma moduł pokładowy 23 składający się z pomostu cumowniczego 5, pokładu do obsługi lin odciągowych 4, pokładu głowicowego 3 oraz pokładu górnego 2 z urządzeniem dźwignicowym 1 w postaci suwnicy bramowej. Główne kolumny nośne 15 w dolnej części stanowią zespolenie z kolumnami usztywniającymi 11 i 12 poprzez wypełnienie przestrzeni między nimi iniektem cementowym 16. Platforma bezzałogowa ma odciągi linowe 7 zakotwiczone płytami kotwiącymi 9, przytwierdzonymi do dna morskiego kolumnami 10. Rozmieszczone na głównych kolumnach 15 zapinki 6 mają powiązane między sobą, poprzez elementy konstrukcyjne 19 otwory przelotowe 18 głównych kolumn nośnych 15 oraz otwory przelotowe 17 kolumn eksploatacyjnych 20, które zakończone są gniazdami osadczymi 21 i 22, współpracującymi z segmentowymi wkładami klinującymi, górnym 14 i dolnym 13.The subject of the invention in an embodiment in terms of construction consists of a bottom plate 8 in which there are introduced four main supporting columns 15, fastened with clasps 6, through segmented wedge inserts, lower 13 and upper 14. Above the water surface, the platform has an on-board module 23 consisting of from the mooring platform 5, the deck for handling guy ropes 4, the head deck 3 and the upper deck 2 with a crane device 1 in the form of a gantry crane. The main load-bearing columns 15 in the lower part are joined to the stiffening columns 11 and 12 by filling the space between them with cement injection 16. The unmanned platform has rope lashings 7 anchored with anchor plates 9, attached to the seabed by columns 10. Clasps 6 arranged on the main columns 15 have connected with each other, through structural elements 19, through holes 18 of main support columns 15 and through holes 17 of operating columns 20, which end with seating 21 and 22, cooperating with the upper 14 and lower 13 wedge-shaped inserts.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania w zakresie sposobu posadowienia platformy bezzałogowej w przykładzie wykonania polega na tym, że kładzie się na dnie morza płytę denną 8. Podwiesza się w przestrzeni technologicznej platformy wiertniczej zapinki 6 i wprowadza w znajdujące się w nich otwory przelotowe 18, główne kolumny 15, połączone konektorowo i naprowadza na znajdujące się otwory w położonej na dnie morskim płycie dennej 8. Na długości pomiędzy dnem morza a lustrem wody głównych kolumn nośnych 15, rozmieszcza się zapinki 6 i klinuje segmentami klinowymi, dolnym 13 i górnym 14. Po zaklinowaniu wprowadza się wewnątrz głównych kolumn nośnych 15 i zagłębia w dno morskie kolumny usztywniające 11, następnie kolumnę usztywniającą 12 oraz wypełnia przestrzeń między nimi iniektem cementowym 16. Na główne kolumny nośne 15, w części nadwodnej posadawia się elementy modułu pokładowego 23. Zakłada się odciągi linowe 7, które napinane są siłownikami hydraulicznymi i blokowane stoperami łańcuchowymi na pokładzie do obsługi lin odciągowych.The subject of the invention in the embodiment with regard to the method of foundation of the unmanned platform in the exemplary embodiment is that the bottom plate 8 is placed on the seabed. Clasps 6 are suspended in the technological space of the drilling platform and inserted into the through holes 18, the main columns 15, connector-connected and guides to the openings in the bottom plate 8 located on the seabed. On the length between the seabed and the water surface of the main supporting columns 15, clips 6 are placed and wedged with wedge segments, lower 13 and upper 14. After wedging, it introduces inside the main supporting columns 15 and sinks into the seabed the stiffening columns 11, then the stiffening column 12 and fills the space between them with cement injection 16. The elements of the on-board module 23 are placed on the main supporting columns 15 in the above-water part. which are tensioned with hydraulic cylinders and blocked with stoppers on the guy rope service deck.

183 685183 685

fi^. 8 fig. 4fi ^. 8 fig. 4

183 685183 685

2222

fig. 2fig. 2

fig. 3Fig. 3

183 685183 685

fig. 1Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Unmanned platform for the extraction of minerals from the seabed, especially oil and natural gas, consisting in the upper part of the on-board module, which includes a mooring platform, a deck for guy ropes, a head deck and an upper deck, and in the lower part it has a bottom plate , from which the main supporting columns are inserted, fastened with clasps arranged along the length of the columns, and the upper clasp has guys led out, characterized in that the clasps (6) have wedging inserts (14) and (13), the main supporting columns (15) in the lower part they are connected to the stiffening columns (11) or (11) and (12) by cement injection (16), and the upper deck (2) has a lifting device (1).

2. The platform according to p. The clasps as claimed in claim 1, characterized in that the fasteners (6) have through holes (18) of the main supporting columns (15), through holes (17) of the operating columns (20), the through holes (18) at their ends having seating (21) and (22) cooperating with the upper (14) and lower (13) wedge inserts.

3. Method of foundation of an unmanned platform for the extraction of minerals from the seabed, especially oil and natural gas, consisting in making elements of an unmanned platform on land, supplying a self-lifting platform to the drilling platform in place of the unmanned platform, characterized by sinking the bottom plate (8) , suspends the fasteners (6) in the technological space of the drilling platform, insert the connector-connected main load-bearing columns (15), guide them to the bottom plate (8) and sink into the seabed, then arrange the fasteners (6) along the length of the main load-bearing columns (15). ), wedges with wedge segments (13) and (14) and seats the elements of the on-board module (23).

4. The method according to p. 3. The method according to claim 3, characterized in that, after wedging with wedging segments (13) and (14), the fasteners (6) on the main support columns (15) are inserted inside the main support columns (15) and sinks into the seabed stiffening columns (11) or ( 11) and (12) and filled with cement injection (16), while additionally rope lashings (7) are installed, tensioned with hydraulic actuators and blocked with chain stops on the guy rope service deck (4).