RU10765U1 - Установка для бурения скважин на акваториях - Google Patents

Abstract

1. Установка для бурения скважин на акваториях, содержащая плавсредство с установленными на нем вышкой и лебедкой с подъемным тросом, а также смонтированные в режиме монтажа стационарное опорное основание, размещенную над поверхностью акватории и закрепленную на верхнем конце основания рабочую платформу с буровыми механизмами и кольцевой забивной снаряд, размещенный на опоре с возможностью поступательного перемещения по ней, причем опорное основание выполнено в виде трубчатой опоры с башмаком в ее нижней части, трубчатая опора состоит из соединенных муфтами отдельных секций, кольцевой забивной снаряд подвешен на концах перекинутой через два блока вышки плавсредства тросовой петли, снабженной уравновешивающей дугой и соединенной посредством этой дуги с подъемным тросом лебедки, отличающаяся тем, что в рабочем режиме бурения установка снабжена средством вертикального растяжения опоры, которое включает кольцевой забивной снаряд, тросовую петлю с уравновешивающей дугой и дополнительный трос растяжения опоры, причем перекинутая через два блока вышки плавсредства тросовая петля с дугой отсоединены от подъемного троса лебедки и соединены с одним концом троса растяжения опоры, другой конец которого закреплен на рабочей платформе, а кольцевой забивной снаряд, подвешенный на концах тросовой петли, размещен на секции опоры над придонной соединительной муфтой на расстоянии от нее, равном или большем возможной высоты волны на акватории.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вышка плавсредства выполнена с возможностью наклона или выдвижения ее верхнего конца за пределы палубы плавсредства.3. Установка по �

Description

й

Уотройотво относится к конструктивному выполнению оредотв производства бурения окважин на акваториях,, а именно - к стационарным опорным оонованиям, выполненным в форме трубчатой опоры, используемой для размещения на. ней пла.тформы о буровыми механизмами и обСрудованием,

Известны традиционны.е устанс)вки для бурения скважин на акваториях /2,8/, в которых трубчатые опоры поддер;«.иваютоя в вертикальном полсшении системой растнгиваюпшх тросов, заякориваемых на дне акватории, В таких устройствахj содержалщх плавсредство с установленными на нем вышкой и лебедкой производится монтаж стационарного опорного основания в виде трубча.той опоры с башмаком в ее нижней части и закрепление на верхнем конце основания рабочей платформы с буровыми механизмами, В рабочем режиме тросовые ра,стпжки, одним концом закрепленные на опоре,, а другим концом заякоренные на дне акватории, предназначены для обеспечения надежности и устойчивости устройства, требовании к которьй,-Ьообенно в

ШК 6; Е 21В 7/12, Е ОЙВ 17/0i)

УСТАНОВКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА АКВАТОРИЯХ

уожжиях волнения, являвзтоя доотэточно жеотюлми /154,8/,

Однако устойчивость и надежность таш1:х опор недостаточны,, так как довольно тпуднс) обеспечить и поддер.тива.ть необходимую силу трс:)созых рг стяжек. в условиях изменяющегооя по силе волнения. При этом монтаж (демонтаж) опоры требует бо,ньш.их трудовых и материальных затрат и времени.

Известна также установка /2/ стабилизации и поддержания трубча.тс:/й сзпоры в вертикальном пс/ложении с подвеской установленнс й на onfjpe рабочей платфс-рМ-Ы к порталу обслуживающего плавсредства)-,, Такай: установка вк,шочает опорный башMaKj который опусн-ается на дно акватории на последс: ва.тельно нарапц вае лых трубах опоры. На верхней части опоры смонтирована платфс;;рма с установленные нз ней буровым оборудсэванием, В режиме бурения рабочая: платформа псхдвешена к тросу крана плавсредства.., ка.чающегося на волнах акватории.

Установка /2/ для обеспечения необходимого вертикального натя:жения опоры требует компенс-аторов вертикальной качки /7/f которые в настс: ящее время не могут обеспечить достаточной стабилизации требуемого осевого натяжения опоры),

Практика бурения на акваториях /1/ показывает., что наиболее оптимальному критерию сло:жлость-стоимость - эффективность ) прпивводства, в том числе бурения на акваториях , может удоЕлетЕорить установка к;(: торш без значительных дополнительных за.трал и технических преобразовалий мож.ет быть последовательно использовала сначала в режиме мсжтажа, а после его завершения - в рсйочем режиме,

Таким образом, наряду о недоота-точной надежностью вследствие нестабадьнести осевого на.тяжения опоры недостатком известных аналогов /2.,3j6./ является невозможность достижения универсадьнооти буровой уствноврш при иопользовании последовательно в режиме монтажа и рабочем режиме бурения,

Р1звестна. буровая установка , которая по технической супщости наиболее близка, Р; выполненжо требования универсальности и, кроме того, при соответствующем конструктивном выполнении может обеспечить достаточно постоянную силу натя -ения опоры,

Усталовка. /1/ для бурения скважины на акваториИг принятая за прототип, содержит плавсредство с установленными на нем вышкой и лебедкой с подъемным тросом, а таюке смонтированные в режшле монтажа стащ-юнарное опорное основание, размещенную над поверхностью акватории и закрепленную на на верхнем конце основалия рабочую платформу с буровыми механизмами и кольцевой забивной снаряд (КЗС), размещенный на опоре о возможностью поступательного перемещения по ней ), При этом опорное основание в установке /1/ выполнено в виде трубчатой опоры с башмаком в ее нижней части, трубча,тая опора состоит из соединенных муфтами отдельных секций., КЭС подвешен на концах перекинутой через два блока вышки плавсредства тросовой петли, которая снабжена уравновешивающей дугой, Тросовая петля посредством дуги соединена с подъемны, тросом лебедки).

Однако устройство для бурения /i/, предназначенное, в основномJ для монтажа, стационарного опорного основания и размещения на нем платформы с буровыми механизмами, не может быть исзтользозанс;; непосредственно, без конструктивного изменения л в рабочем режиме, поок.с:шьку обладает, как li другие аналоги /2,3,Q/, недоотз.точной уотойчивостью колонны и требует повышения надежности путем стабилиза.Щ5и и вертик ального натяжения основалия.

Устранение этих недоста,тков может быть достигнуто спезди:альн.ым конструктивным выполнением и: адеква.тньм построением средств производства буревия на акваториях с учетом комплексного критерия сложность-стоимость-эффективность,

Сущность предлагаемой псжезной модели ва-ключается в создании та. буровой устансшки для акваторий; которая при минимальных материальных,, финансовых и временных затратах позволила бы с помощью одного устройства - забивного снаряреализовать стабилизацию и достаточную устошивсэсть сюнсгвания, а постоянное натяжение опоры в условиях изменяющегося волнения акватории, ,., обеспеч} 1ть эффективное использовалие одной и той же конструкции последовательно в двух режимах работы; в режиме монта:жа. и в режтше бурения.

Основной технический, результат предлагаемой установки, для бурения скважин на акБа.тс:гриях - повышев:ие надежности ее работы путем обеспечения поотоянства силы вертикального натяжения опоры в условиях изменяющегося волнения. Адекватная устойчивость и надеж.ность сопоры позволяют, в свою очередь, увеличить допустимувз высс: ту трубчатсгй опоры Ил как следствие., глубину бурения на ак ватории без изменения конструкции и бее материавъных и временных затрат.

Кроме того, предлагаема установка отвечает требованиям универсальн(1сти, поскольку может быть эффективнс:- использована попледова-тельно в режимах монтааа и бурения).

Технический результат доотигаетоя следующим образом. Установка для бурения скважин на акваториях ссщеря-ит плавсредство с установленными на нем вышк.ой и лебедкой с подъемным тросом, а так«.е смонтированные в режиме монтажа, стационарнс: е опс:5рное основание, размещенную над поверхностью акватории и вакреп.ценную на верхнем конце основания рабочую пла.тфс:5рму с буровыми механизмами и КЗС, размещенный на. опоре с возможностью поступа.телъного перемещен1ш пс:) ней. При этом опорное ознование выполнено в ввде трубча,той опоры с ба.шма. в ее нижней части трубча-тая; опора состоит из соединенных муфтами отдельных секций, а КЗС подвешен на концах перекинутой через два блсжа выщки плавсредства тргюовой петли снабженной уравновешивающей дугой и соединенной посредствсж этой дуги с подъемным тросом лебедки.

Отличительными осс бенностями установки является то., что в рабочем режиме бурения установка снабжена средствсж вертикального растяжения опоры которое вк,шочает ЮЗС, тросовувэ пет.7ш с уравновешивающей дугой и дополнительный трос ра.стяжения опоры (ТРСЗ). причем перекинутая через два блока выщки плавсредства тросовая петля с дугой отсоединены от подъемного троса лебедки и соединены с одним концом TPt),, другой конец которс го за.креплен на рабочей пла.тшс:фме5 а KSu подвещенный на ксшцах тросовой петли размещен на секции опоры над придоннсж соединительнсш муфтой на расстоянии от нее, равном или большем возможной высоты волны на акватории. При этом вышка плавсредства выпсзлнена с возмсжностью накяона. или выдвижения ее верхнего конца за пределы пайубы

плавсредства) ,

В частном случае плавсредство с установленными на нем вышкой и лебедкой выполнено с П -образным проемом в палубе, а трубчатая опора о установленной на ней рабочей платформой размещена в П-образном проеме,, причем рабочая платформа размещена выше падубы плаворедотва на расстояние баяьшее возможной волны на акватории).

В предлагаемой установке дополнительный ТРО размещен параллельно тросам петли,, а его длина меньше расстояния от основания рабочей платформы до блоков вышки на длину перекинутой через блоки части тросовой петли)..

Кроме того, отличительной особенностью предлагаемой установки является то,, что ЮЗС выполнен в виде специального устройства для забивания труб, например, по а,с, СССР N 1011783 и а,с. СССР М 1173001)°.

Фиг,1 иллюстрирует конструкцию установки для бурения в режиме монтажа опорного основания (показан вариант плавсредства с П-образным проемом); на фиг,2 приведена конструктивная схема установки в рабочем режиме с растяжением трубчатой опоры (показан вид о борта плавсредства с наклоненной вышкой),

Установка для бурения (фигЛ,2) содержит плавсредство 1 с вышкой 2 и лебедкой 3, оснащенной подъемньм тросом 4, а та.кж.е стационарное опорное основание 5, рабочую платформу 6 и KSC 7, Опорное основание 5 выполнено в виде трубчатой опоры, состоящей из отдельных секций 8, соединенных муфтами 9, в нижней части основания 5 имеется башмак 10, rSC 7 подвешен на концшс перекинутой через двй блока 11 троооБой петли

12 5 снабженной ура.в нов вшивающей дугой la, В рабочем режиме (фиг,2) установка снабжена дополнительным тросом 14 растяжения опоры 5,

Установка, работает следующим образом,

В режиме монтажа, в П- образном проеме плавсредства i монтируется опорное основание 5 последовательным наращива,нием отдельных секций 8 и скреплением их муфтами 9, НаращиЕание опоры 5 проиэводитс.я до упора бапэлака 10 в грунт н.а дне акватории) , Монтаж опоры 5 производится лебедкой 3 оснащенной подъемным тросом 4), Затем производится ста.билизация основания 5 с помощью 7, При этом PSC 7 подвешенный на концах тросовой петли 12j перекинутой через блоки 11 и за.крепленной посредством дуги 13 к подъемному тросу 4,, служит для забивания в грунт секций S опоры 5 ударами по соединительным муфтам Э) при поднимании и опускании КЗС 7 о помощью лебедки 3, По достижении достаточной глубины погружения опоры 5 в грунт с помощью лебедки 3 и подъемного троса. 4 на опоре В монтируется рабочая платформа 5 и на ней устанавливаются буровые механизмы)--,

В рабочем режиме бурения устойчивость основания 5 обеспечивается вертикальной силой натяжения, создаваемой KSG 7. подвешенным на конца.х тросовой петли 12)-- При этом тросовая петля 12 с дугой 13, перекинутые через блоки 11, отсоединены от подъемного троса 4 и соединены с одним концом троса ТРО 14, другой конец которог о закреплен на платформе 6 так что ТРО 14 размещен параллельно тросам петли 12j а его длина меньше расстояния от основания рабочей платформы 6 до блоков 11 вышки 2 на длину перекинутой через блоки 11 чззтй

тросовой петли 12)--Ч КЗС 7 своим весом через тросовую петлю 12 растягивает ТРО 14, а поск;ольр;у один из концов ТРО 14 закреплен на рабочей платформе 6 смонтированной на основании 5, то и основание (трубчатая опора) 5 растягивается вверх в осевом направлении силой, равной силе тяжести ВС 7,

При изменявэщемся волнении на акватории сила растяжения основания 5 остается постоянной, поскольку с перемещением на- волне плавсредства 1 синхронно перемешается и КЗС 7 создающий эту силу.

При выполнении вы1пн:и 2 с возможностью наклона (или выдвижения) ее верхнего KOHIP после режима монтажа плавсредство 1 может быть отведено от основания 5 для предотвращения ударов об основание 5 и платформу 6. Плавсредство 1. выполненное с П-образным проемом может обеспечить более рациональный режим монтажа (и демонтажа) установки.

Таким образом; в предлагаемой установке для бурения надежность и устойчивость., обусловленные стабилизацией и растяжением опорного основания с помощью одного и того же устройства - КЗС, обеспечиваются при минимальных затратах, Повьшение надежности и устойчивости уотав:овки позволя:вэт производить бурение более глубоких горизонтов и тем самым повысить эффективность бурения на акваториях, Установка является универсапьноЙ5 поскольку при иопользовании специальной конструкции KBCj например по а,с, СССР N 1011783 и N 1173001,. она может применяться как в режиме монта ш. установки; так и в рабочем режиме,, не требуя сложных конструктивных изменений.

ПРЖСЧ НИЯ

Примечания даны в качестве дополв:ительного материала для экспертизы и не составляют обязательной части описания.

1ЛстаноЕка /S/ предназналена для бурения в прибрежзона морей. Предлагаемое устройство - конструктивное выполнение средства, бурения, также относится преимущественно к бурению скважин на шельфе или на других мелководных акваториях где необходимо учитывать влияние волнения на надежность установки опоры и„ следовательно, на постоянство силы вертикального растяжения опоры /1,8/.

2,Иэвеотные типы ксмпенсаторов вертш альных перемещений не обеспечивают достаточной стабилизации осевого натяжения опоры, так как работа компенсатора начинается с определенным залаздыванием после перемещения плавсредства. При этом компенсаторы конструктивно достаточно сложны,

3,Производственная практика подтверждает.что оптимальность критерия сложность- стоимость-эффективность следует понимать, как пра.вило, в виде достижения максимально возможной эффективности при минимаяьно допустимой стоимости и простоте производства или процесса.

4.КЗС выполнен с возможностью перемещения вверх по трубчатой опоре с преодолением соединительных муфт. Конструктивное выполнение такого KSC известно и описано подробно в /1,4,5/,

5,Конструктивные элементы и блоки, перечисленные в ограничительной части формулы ПМ и предназначенные для монтажа буровой установкиJ т.е, для последовательного забивания трубчатых секций опоры, соединенных муфтами известны и опкСЭЛЫ в /154/,

6Лехничеокий результат и преимущества специальной конструкции КВи перечиолены в /154/.

7, Конструкция таких вышек известна (см. jнапр, ,

8,Конструкция и райота таких устройств известны, смнапр, /1.стр,42/ или /8/,

9,Такое конструктивное выполнение обусловлено требованием миннима-ЕЬНых изменений при переходе ив одного режима (монтажа) в другой (бурения),

iO,rv3C по а. о, N 1011783 и дополнительному к нему а,с, N 1173001 наиболее пригоден для достижения технического результата при минимальных конструктивных изменениях (см,также примечание 6),

11,Первая (от дна) секция, как правило, снабжена закрепленным к ее нижнему концу башмаком (см,,8/),

12,Подъемный трос 4 при этом отсоединен от уравновешивающей дуги к выполняет традиционные функции спуока-подъема..

13,КЗП специальной конструкции (например, по /5/) поэвсляет перемещение вверх по опоре преодолевая муфты,

14,Псдъемный трос 4 соединен с уравновешивающей дугой и тросовой петлей при; 1) опускании г23С на опору и 2) при забивании секций опоры с помо1Щ ю ЮЗС, Трос 4 отсоединяется от тросовой петли и дуги 1) при монтаже установки в режиме работы подъемного крала и 2) при режиме растяжения опоры, когда, тросовая петля через ТРО растягивает оперу,

15,Частные случаи выполнения с конкретизацией производственного процесса приведены, например в /4/,

16,Такое расположение обусловлено требованием минимального конструктивного изменения при переходе из одного режима (монтажа) Е другой (бурение о раотяжением опоры),

10

ИСТОЧНИК ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ

LПрототип и аналог;

1. Асеев А,Г, ,,Рззкопов В.-М, ,ХБароотовснЗШ С,С. Бурение разведочных скважин в:а шельфе,- М.,-Недра, 1988,- 198 с, (прототип;- 0,69-74),

2,Пат,США N 4821804, МКИ;Е 21В 7/12,НКИ;166-367,опубл, РЖ Изобретения стран мйрз.% 1990, Bbm,87jN ,38 (аналог),

3,Па.т,С01А N 4913238, МКМ; Е21В7/128, НКИ-156-350,опубл, Изобретения отрав мира, 1991,вып,63,N12,0,27 (аналог),

II,Дополнительные источники по уровню техники

4,Кворостовокий 0,0, Опособы и текничеокие средства бурения скважин при разведке россыпных месторождений на ше.7шфе / Обзор, - М, ; ВИЗМО, 1988,- 89с, (с, 19-28),

5,А,о, СССР N 1011783, МКИ Е02Л 7/8, опубл,; Б,к, 1983, N 14, o,123j А,с, COOP N 1173001, МКМ; Е02д 7/00, Е21В 19/10, опубл,; Б,и,1985, N 30, о,116,

6,Заявка Франции N 2617233, МКИ Е21В 43/017, опубл,; РЖ 1989, вып,87, Ы14,о,46,

7,А,с, ОСОР N 815258, МКИ Е21В 15/02, опубл,; Б,и, 1981, с,137.

8,Архангельский И,Б, Бурение скважин в прибрежной: зоне морей, -Л,;Недра,1975,- 176с,

Claims (4)

1. Установка для бурения скважин на акваториях, содержащая плавсредство с установленными на нем вышкой и лебедкой с подъемным тросом, а также смонтированные в режиме монтажа стационарное опорное основание, размещенную над поверхностью акватории и закрепленную на верхнем конце основания рабочую платформу с буровыми механизмами и кольцевой забивной снаряд, размещенный на опоре с возможностью поступательного перемещения по ней, причем опорное основание выполнено в виде трубчатой опоры с башмаком в ее нижней части, трубчатая опора состоит из соединенных муфтами отдельных секций, кольцевой забивной снаряд подвешен на концах перекинутой через два блока вышки плавсредства тросовой петли, снабженной уравновешивающей дугой и соединенной посредством этой дуги с подъемным тросом лебедки, отличающаяся тем, что в рабочем режиме бурения установка снабжена средством вертикального растяжения опоры, которое включает кольцевой забивной снаряд, тросовую петлю с уравновешивающей дугой и дополнительный трос растяжения опоры, причем перекинутая через два блока вышки плавсредства тросовая петля с дугой отсоединены от подъемного троса лебедки и соединены с одним концом троса растяжения опоры, другой конец которого закреплен на рабочей платформе, а кольцевой забивной снаряд, подвешенный на концах тросовой петли, размещен на секции опоры над придонной соединительной муфтой на расстоянии от нее, равном или большем возможной высоты волны на акватории.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вышка плавсредства выполнена с возможностью наклона или выдвижения ее верхнего конца за пределы палубы плавсредства.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что плавсредство с установленными на нем вышкой и лебедкой выполнено с П-образным проемом в палубе, а трубчатая опора с установленной на ней рабочей платформой размещена в П-образном проеме, причем рабочая платформа размещена выше палубы плавсредства на расстояние, большее возможной волны на акватории.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный трос растяжения опоры размещен параллельно тросам петли, а его длина меньше расстояния от основания рабочей платформы до блоков вышки на длину перекинутой через блоки части тросовой петли.