RU2118268C1

RU2118268C1 - Semisubmersible floating drilling rig

Info

Publication number: RU2118268C1
Application number: RU97103473/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Киек; рцев Николай Михайлович Коло; Николай Михайлович Колоярцев; рцева Евгени Петровна Коло; Евгения Петровна Колоярцева
Original assignee: Владимир Александрович Киек; Николай Михайлович Колоярцев; Евгения Петровна Колоярцева
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1998-08-27

Abstract

FIELD: mining of minerals in areas covered with water. SUBSTANCE: drilling rig includes supporting pontoons, drilling platform and struts connecting them; drilling platform is floating. Drilling platform and pontoon portion are detachable for independent motion over hard surface and in water. Joint of platform and pontoon is shifted towards platform. Pontoon portion is sectional for independent motion. EFFECT: possibility to use drilling rig at any depth, in water basins covered with ice and on land. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области устройств для добычи полезных ископаемых, преимущественно на покрытых водой территориях, в том числе и на замерзающих акваториях, более конкретно к полупогружным плавучим буровым установкам (ППБУ). The invention relates to the field of devices for mining, mainly in water-covered areas, including in freezing waters, and more particularly to semi-submersible floating drilling rigs (SSBP).

Известны стационарные и полустационарные ледостойкие платформы (патенты N 1806243, E 02 B 17/00, опубл. 1993, N 1822892, E 02 B 17/00, опубл. 1993). Stationary and semi-stationary ice-resistant platforms are known (Patents N 1806243, E 02 B 17/00, publ. 1993, N 1822892, E 02 B 17/00, publ. 1993).

Платформы удобны для проведения буровых работ, однако они могут использоваться лишь на малых глубинах. Помимо того, что они сами по себе очень дороги, их перемещение на новое место требует также больших затрат. The platforms are convenient for drilling, but they can only be used at shallow depths. In addition to being very expensive in and of themselves, moving them to a new location is also expensive.

Известны подводные полустационарные установки, например, патент России N 2040637, E 02 B 17/00, опубл. 1995. Подобные конструкции удобны для выполнения буровых работ на больших глубинах на замерзающих акваториях, однако они порождают множество проблем по обеспечению комфортных условий обитания и по безопасности обслуживающего персонала. Кроме того, они непригодны для работы на малых глубинах в зимний период в местах прохождения ледовых полей. Known underwater semi-stationary installations, for example, Russian patent N 2040637, E 02 B 17/00, publ. 1995. Such structures are convenient for drilling at great depths in freezing waters, but they pose many problems in providing comfortable living conditions and the safety of staff. In addition, they are unsuitable for work at shallow depths in the winter in places where ice fields pass.

Известны ППБУ "ныряющего" типа, которые при отсутствии льда находятся частично над поверхностью воды, а при прохождении ледовых полей полностью погружаются под ледовый покров, например, патент России N 2014243, B 63 B 35/44. Устройство достаточно эффективно при бурении на большой и средней глубинах. Однако при работе в ледовых условиях комфорность и безопасность работы обслуживающего персонала существенно снижается. Кроме того, подобные устройства не могут быть использованы в зимний период на малых глубинах. Known SSBP "diving" type, which in the absence of ice are partially above the surface of the water, and when passing through ice fields are completely submerged under the ice cover, for example, Russian patent N 2014243, B 63 B 35/44. The device is quite effective when drilling at large and medium depths. However, when working in ice conditions, the comfort and safety of staff is significantly reduced. In addition, such devices cannot be used in winter at shallow depths.

Известны ППБУ типа "Шельф", см. ж. "Технология судостроения" N 5, 1983 г., с. 2 обложки и с.с. 81 - 84, Е.П.Фисак и др. "Совершенствование технологии постройки ППБУ". Эти ППБУ включают надводную буровую платформу, погружаемые опорные поплавки (понтоны) и соединяющие их стойки. ППБУ обеспечивает достаточные удобства для выполнения буровых работ на любых глубинах на открытой воде, а также комфортные условия для обслуживающего персонала. Однако на акваториях, покрытых льдом, подобные устройства неприменимы. Это устройство принято в качестве прототипа. Shelf-type SSBPs are known, see g. "Shipbuilding technology" N 5, 1983, p. 2 covers and ss 81 - 84, E.P. Fisak et al. "Improving the construction technology of SSBP". These SSBUs include a surface drilling platform, submersible support floats (pontoons) and racks connecting them. PPBU provides sufficient convenience for drilling at any depths in open water, as well as comfortable conditions for staff. However, in ice-covered waters, such devices are not applicable. This device is adopted as a prototype.

Целью данного изобретения является создание универсальной ППБУ, пригодной для использования на любых глубинах, на акваториях, покрывающихся льдом, а также для использования на суше. The aim of this invention is the creation of a universal SSP, suitable for use at any depths, in water covered by ice, as well as for use on land.

Указанная цель достигается тем, что ППБУ, включающая опорные понтоны, буровую платформу и соединяющие их стойки, имеет следующие отличия: буровая платформа и понтонная часть выполнены разъединяемыми, буровая платформа выполнена плавучей, при этом каждая из частей выполнена с возможностью независимого перемещения в воде и по твердой поверхности. Такая конструкция ППБУ при работе во льдах разделяется на надводную и подводную части. Платформа при достаточно прочном ледовом покрытии высаживается на движущийся лед и перемещается по его поверхности, оставаясь в зоне бурения и продолжая процесс бурения, а понтонная часть перемещается в подводном положении. This goal is achieved by the fact that the control panel, including the support pontoons, the drilling platform and the racks connecting them, has the following differences: the drilling platform and the pontoon part are made separable, the drilling platform is made floating, each of the parts is capable of independent movement in water and along hard surface. This design of the control system when working in ice is divided into surface and underwater parts. The platform with a sufficiently strong ice cover is landed on moving ice and moves along its surface, remaining in the drilling zone and continuing the drilling process, and the pontoon part moves in underwater position.

При недостаточно прочном движущемся ледовом покрове платформа при разъединении высаживается на лед, продолжая бурение, а понтонная часть погружается под лед и перемещается, прижимаясь ко льду, параллельно с платформой, что позволяет предотвратить прогибание льда под платформой и значительно повысить несущую способность льда. If the moving ice cover is not strong enough, when separated, the platform lands on the ice, continuing drilling, and the pontoon part sinks under the ice and moves, clinging to the ice, in parallel with the platform, which prevents ice from bending under the platform and significantly increases the load-bearing capacity of ice.

Если над местом бурения возможно прохождение полей толстого льда и перемещение понтонной части подо льдом будет невозможно, то в рассматриваемой конструкции ППБУ, с целью обеспечения сохранности предусматривается следующее: разъем между платформой и понтонной частью смещен в сторону платформы, а понтонная часть выполнена разделяющейся на две и более части, имеющие возможность независимого перемещения. Все части в сложной ледовой обстановке перемещаются по наружной поверхности льда, при этом разделенные узлы понтонной части переводятся в наиболее удобное для транспортирования положение изменением плавучести понтонов. If over the drilling site it is possible to pass thick ice fields and move the pontoon part under the ice, it will be impossible to consider the safety structure under consideration in order to ensure safety: the connector between the platform and the pontoon part is shifted towards the platform, and the pontoon part is divided into two and more parts with the possibility of independent movement. All parts in difficult ice conditions move along the outer surface of the ice, while the separated nodes of the pontoon part are transferred to the position most convenient for transportation by changing the buoyancy of the pontoons.

Изобретение представлено на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан вид сбоку на ППБУ, ведущую бурение при прохождении над местом бурения поля непрочного льда. На фиг. 2 изображен вид с торца на ППБУ с разделяющейся на части понтонной частью. The invention is presented in FIG. 1 and 2. In FIG. Figure 1 shows a side view of the SSD, leading the drilling while passing over the drilling site field of fragile ice. In FIG. 2 shows an end view of an SSBP with a pontoon part being divided into parts.

На фиг. 1 изображена ППБУ, включающая платформу 1, обладающую положительной плавучестью, понтоны 2, стойки 3, соединяющие платформу 1 и понтоны 2, движители 4 платформы и движители 5 понтонной части, обеспечивающие независимое их перемещение с опиранием на твердую поверхность (9 - дополнительные движители для понтонной части, обладающей большими габаритами, 10 - поверхность воды или льда). In FIG. Figure 1 shows a control system including a platform 1 with positive buoyancy, pontoons 2, racks 3 connecting the platform 1 and pontoons 2, movers 4 of the platform and movers 5 of the pontoon part, providing their independent movement based on a solid surface (9 - additional movers for the pontoon large part, 10 - surface of water or ice).

Если понтонная часть 2 со стойками 3 имеет очень большие габариты, что в некоторых случаях может препятствовать перемещению подо льдом, она может быть выполнена, как показано на фиг. 2, разделяющейся на части 6 и 7 по разъемам 8, которые после разъединения могут быть переведены в горизонтальное положение и в таком положении выходить на поверхность льда своим ходом, для чего они оснащены дополнительными движителями 9; 10 - поверхность воды или льда. If the pontoon part 2 with uprights 3 is very large, which in some cases can prevent movement under the ice, it can be made as shown in FIG. 2, which is divided into parts 6 and 7 by connectors 8, which after separation can be moved to a horizontal position and in this position go to the ice surface on their own, for which they are equipped with additional propellers 9; 10 - surface of water or ice.

ППБУ работает следующим образом. PPBU works as follows.

При работе на открытой воде преимущественно в летний период ППБУ производит бурение, будучи заякоренной над местом бурения. При этом буровая платформа 1 размещается на понтонной части, состоящей из понтонов 2 и стоек 3, и надежно соединяется с ней посредством специальных фиксирующих устройств (на рисунках не показаны). При работе на покрывающейся или на уже покрытой льдом воде, когда штормовая активность снижается, якорные устройства извлекаются, а удержание ППБУ над зоной бурения осуществляется специальными системами динамического удержания. При этом, если лед недостаточно прочен, производится его разрушение в зоне ППБУ, например, с помощью ледокола. Когда же лед приобретает достаточную прочность, а также при прохождении полей пакового льда фиксирующие устройства, соединяющие платформу 1 и понтонную часть 2, освобождаются и платформа, например, своим ходом сходит на лед. При этом понтонная часть, если позволяет глубина, уходит под лед, прижимаясь к его обратной поверхности и создавая усилие снизу на лед, приблизительно равное весу платформы 1, что достигается регулировкой плавучести понтонной части. В таком положении лед не прогибается и обеспечивает дополнительную несущую способность. Бурение продолжается, при этом лед разрушается лишь непосредственно в зоне буровой штанги. После прохождения ледового поля платформа пересаживается на понтонную часть, не прерывая буровых работ. When working in open water, mainly in the summer, the SSBP performs drilling, being anchored above the drilling site. In this case, the drilling platform 1 is placed on the pontoon part, consisting of pontoons 2 and racks 3, and is reliably connected to it by means of special fixing devices (not shown in the figures). When working on covered with water or already covered with ice, when the storm activity is reduced, anchor devices are removed, and the storage of the control over the drilling zone is carried out by special systems of dynamic retention. At the same time, if the ice is not strong enough, it is destroyed in the SSBP zone, for example, using an icebreaker. When the ice acquires sufficient strength, as well as passing through the fields of pack ice, the fixing devices connecting the platform 1 and the pontoon part 2 are released and the platform, for example, goes under the ice on its own. In this case, the pontoon part, if depth allows, goes under the ice, pressing against its back surface and creating a force from below on the ice, approximately equal to the weight of the platform 1, which is achieved by adjusting the buoyancy of the pontoon part. In this position, the ice does not bend and provides additional bearing capacity. Drilling continues, while ice is destroyed only directly in the area of the drill rod. After passing through the ice field, the platform is transplanted to the pontoon part without interrupting drilling operations.

При прохождении быстродвижущихся ледовых полей толстого пакового льда, особенно на мелководье, бурение прекращается, платформа выходит на лед и, перемещаясь относительно движущегося льда, продолжает удерживаться над зоной бурения, а понтонная часть, либо перекантовавшись, чтобы движитель, который обычно контактирует со льдом, оказался внизу, либо разделившись на части 6 и 7, которые при этом занимают горизонтальное положение, также выходит на лед и движется вместе с платформой. После прохождения ледового поля элементы понтонной части входят в воду, состыковываются между собой и принимают на себя платформу, после чего бурение возобновляется. When passing through the fast-moving ice fields of thick pack ice, especially in shallow water, drilling stops, the platform goes on ice and, moving relative to moving ice, continues to stay above the drilling zone, and the pontoon part, or canting, so that the mover, which usually comes in contact with ice, turns out to be below, or divided into parts 6 and 7, which at the same time occupy a horizontal position, also goes onto the ice and moves with the platform. After passing through the ice field, the elements of the pontoon part enter the water, dock with each other and take over the platform, after which drilling resumes.

После завершения буровых и прочих работ на одном месте ППБУ переплывает или переезжает вышеописанными способами на новое место и возобновляет работы. After the completion of drilling and other works at one place, the control panel crosses or moves to the new place as described above and resumes work.

При необходимости ведения буровых работ на суше, например, на островах, ППБУ погружается до платформы, платформа отсоединяется, своим ходом доплывает до берега и выходит на сушу. If it is necessary to conduct drilling operations on land, for example, on islands, the SSBP plunges to the platform, the platform detaches, swims to the shore and goes to land on its own.

Предлагаемая конструкция ППБУ позволяет вести круглогодичные работы по добыче газа, нефти, и других полезных ископаемых на северных акваториях, снизить затраты на освоение подводных месторождений, разрабатывать даже не слишком богатые месторождения. Плавучие острова, выполненные на основании предложенной схемы ППБУ, позволят создать более безопасные исследовательские станции для изучения Северного Ледовитого океана, а также позволят реализовать ряд других возможностей. The proposed design of the control system allows to conduct year-round work on the extraction of gas, oil, and other minerals in the northern waters, reduce the cost of developing subsea deposits, and even develop not too rich deposits. The floating islands, made on the basis of the proposed SSBP scheme, will create safer research stations for exploring the Arctic Ocean, as well as allow a number of other opportunities to be realized.

Claims

\\\ 1 1. Semi-submersible floating drilling rig, including support pontoons, a drilling platform, connecting racks, characterized in that the drilling platform is made floating, while the drilling platform and the pontoon part are made detachable with each other with the possibility of independent movement in water and along hard surface. \\\ 2 2. Installation according to claim 1, characterized in that the connector between the platform and the pontoon part is biased towards the platform, and the pontoon part is made divided into parts with the possibility of independent movement.