RU2215847C2

RU2215847C2 - Offshore production complex

Info

Publication number: RU2215847C2
Application number: RU2001134702A
Authority: RU
Inventors: В.И. Мищевич; С.В. Мищевич; А.С. Тищенко; Н.П. Уманчик
Original assignee: Мищевич Виктор Ильич
Priority date: 2001-12-24
Filing date: 2001-12-24
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: development of subaqueous deposits of minerals, mainly, liquid and gaseous, and construction of production complexes for performance of mainly producing operations on open sea shelfs. SUBSTANCE: offshore production complex has offshore platform, underwater satellites and onshore production base interconnected by production communication lines. Offshore platform includes base rigidly connected with ground by means of piles. Installed on base is horizontal platform with production equipment. Underwater satellites include operating wells with wellhead equipment. Base of offshore platform consists, at least, of two parts. Lower part is rigidly connected with ground, and upper part carries horizontal platform with production equipment. Base is provided with fixing members for successive fixation of relative positions of base lower part, upper part and horizontal platform between one another, and members of quick-break joints of production communication lines. Base upper part is made with ballast vessel. Horizontal platform with production equipment are made with positive buoyancy, and base lower and upper parts are provided with companion guides for provision of their relative shifting. EFFECT: increased economic efficiency and safety of operation due to exclusion of collision of offshore platform with ice cover and icebergs. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, к сооружению технологических комплексов, которые обеспечивают проведение работ на шельфе открытого моря. The invention relates to the development of underwater mineral deposits, mainly liquid and gaseous, to the construction of technological complexes that provide work on the shelf of the open sea.

Известен морской технологический комплекс добычи полезных ископаемых, который содержит морскую платформу с технологическим оборудованием и, по крайней мере один, подводный сателлит, включающий скважинное и устьевое оборудование, связанные между собой технологическими коммуникациями. При этом морская платформа крепится к грунту с помощью якорной системы [1]. Known marine technological complex mining, which contains an offshore platform with technological equipment and at least one underwater satellite, including downhole and wellhead equipment, interconnected technological communications. In this case, the offshore platform is attached to the ground using an anchor system [1].

Известное техническое решение позволяет производить добычу полезных ископаемых в открытом море на больших глубинах, однако оно не является надежным при использования его в арктических регионах, поскольку не имеет необходимых средств для противодействия даже небольшому ледовому покрову. Кроме того, нарушение целостности хотя бы одного из звеньев якорной системы, например, при взаимодействии с подводными льдами (стамугами) может привести к непредсказуемым последствиям. A well-known technical solution allows for the extraction of minerals in the open sea at great depths, but it is not reliable when used in the Arctic regions, since it does not have the necessary means to counteract even a small ice cover. In addition, a violation of the integrity of at least one of the links of the anchor system, for example, when interacting with underwater ice (stamugs), can lead to unpredictable consequences.

Известен морской технологический комплекс, который содержит морскую платформу, подводные сателлиты и береговую технологическую базу, связанные между собой соответствующими технологическими коммуникациями, причем морская платформа включает в себя основание, жестко связанное с грунтом с помощью свай, на основании установлена горизонтальная платформа с технологическим оборудованием, а подводные сателлиты включают в себя эксплуатационные скважины с устьевым оборудованием [2] - прототип. Known marine technological complex, which contains an offshore platform, underwater satellites and onshore technological base, interconnected by appropriate technological communications, and the offshore platform includes a base, rigidly connected to the soil using piles, on the basis of a horizontal platform with technological equipment, and underwater satellites include production wells with wellhead equipment [2] - a prototype.

Основание морской платформы известного технологического модуля предназначено для установки на относительно небольших глубинах, поскольку конструкция не позволяет увеличить противодействие внешним нагрузкам, в частности опрокидывающему моменту совместно с вибрационными нагрузками, возникающими в результате взаимодействия с ледовым покровом. Кроме того, на слабых грунтах, обладающих низкими прочностными характеристиками, использование известного технического решения является сложным и экономически неоправданным. The base of the offshore platform of the well-known technological module is intended to be installed at relatively shallow depths, since the design does not allow increasing resistance to external loads, in particular, overturning moment together with vibration loads resulting from interaction with the ice cover. In addition, on soft soils with low strength characteristics, the use of the known technical solution is complex and economically unjustified.

Следует отметить, что заявителем не обнаружены технические решения, которые позволили бы избежать невосполнимые потери при взаимодействии с мощным ледовым покровом и айсбергами морских технологических платформ, расположенных в открытом море. It should be noted that the applicant did not find technical solutions that would avoid irreparable losses when interacting with the thick ice cover and icebergs of offshore technological platforms located on the high seas.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания сейсмоледостойкой стационарной морской технологической платформы с обеспечением экономической эффективности и эксплуатационной безопасности за счет исключения взаимодействия морской платформы с мощным ледовым покровом и айсбергами. The present invention is directed to solving the problem of creating an earthquake-resistant stationary offshore technological platform with economic efficiency and operational safety by eliminating the interaction of the offshore platform with thick ice and icebergs.

Указанный технический результат достигается тем, что морской технологический комплекс содержит морскую платформу, подводные сателлиты и береговую технологическую базу, связанные между собой соответствующими технологическими коммуникациями, причем морская платформа включает в себя основание, жестко связанное с грунтом с помощью свай, на основании установлена горизонтальная площадка с технологическим оборудованием, а подводные сателлиты включают в себя эксплуатационные скважины с устьевым оборудованием, причем основание морской платформы состоит, по крайней мере, из двух частей, нижней, жестко связанной с грунтом, и верхней, на которой расположена горизонтальная платформа с технологическим оборудованием, при этом оно снабжено фиксирующими элементами для последовательной фиксации относительного положения нижней части основания, верхней части основания и горизонтальной площадки между собой, а также элементами быстроразъемных соединений соответствующих технологических коммуникаций. The specified technical result is achieved by the fact that the marine technological complex contains an offshore platform, underwater satellites and an onshore technological base interconnected by appropriate technological communications, the offshore platform including a base rigidly connected to the soil using piles, and a horizontal platform with technological equipment, and underwater satellites include production wells with wellhead equipment, and the base of the offshore The mold consists of at least two parts, the lower one, rigidly connected with the soil, and the upper one, on which a horizontal platform with technological equipment is located, while it is equipped with fixing elements for sequentially fixing the relative position of the lower part of the base, upper part of the base and horizontal platforms between themselves, as well as elements of quick disconnect connections of the corresponding technological communications.

Выполнение верхней части основания целесообразно осуществлять с балластной емкостью для обеспечения вертикального перемещения относительно нижней части и облегчения ее транспортировки. The implementation of the upper part of the base, it is advisable to carry out with a ballast capacity to ensure vertical movement relative to the lower part and facilitate its transportation.

Предпочтительно осуществлять выполнение горизонтальной платформы с технологическим оборудованием с положительной плавучестью. It is preferable to carry out the implementation of a horizontal platform with technological equipment with positive buoyancy.

Кроме того, нижняя и верхняя части основания выполнены с ответными направляющими для обеспечения возможности их относительного вертикального перемещения, причем общую высоту нижней и верхней частей основания в сложенном состоянии выбирают из условия безопасного прохождения над ней мощного ледового покрова и айсбергов. In addition, the lower and upper parts of the base are made with reciprocal guides to ensure the possibility of their relative vertical movement, and the total height of the lower and upper parts of the base when folded is selected from the condition of safe passage of thick ice cover and icebergs over it.

Верхняя часть основания может быть снабжена дистанционно управляемым сигнальным буем, связанным с ней при помощи гибкой связи. The upper part of the base can be equipped with a remotely controlled signal buoy connected with it using flexible communication.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах для объекта-устройства, позволял установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного объекта-устройства. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues for the device object, made it possible to establish that the applicant did not find analogues characterized by signs identical to all the essential features of the claimed device object.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков позволяет выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем единому техническому результату отличительных признаков для заявленного объекта, изложенных в независимом пункте формулы изобретения. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the aggregate of essential features allows you to identify the set of essential distinguishing features for the claimed subject matter, as set forth in the independent claim, as set forth in the independent claim.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed object meets the requirement of "novelty" under current law.

Для проверки соответствия заявленного объекта требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранного прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники. To verify the conformity of the claimed object with the requirement of an inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the selected prototype, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

Изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-3. The invention is illustrated by the drawings shown in figures 1-3.

На фиг.1 показана конструкция морской технологической платформы в рабочем состоянии. Figure 1 shows the design of the offshore technological platform in working condition.

На фиг. 2 - положение морской платформы в разъединенном и сложенном состоянии в момент прохождения айсберга. In FIG. 2 - the position of the offshore platform in a disconnected and folded state at the time of passage of the iceberg.

На фиг.3 - положение составляющих морского технологического комплекса в межсезонный период при наличии мощного ледового покрова. Figure 3 - position of the components of the marine technological complex in the off-season in the presence of a thick ice cover.

Морской технологический комплекс (фиг.1-3) содержит морскую платформу 1, подводные сателлиты 2 и береговую технологическую базу 3. The marine technological complex (Figs. 1-3) contains an offshore platform 1, underwater satellites 2 and an onshore technological base 3.

Морская платформа 1 включает в себя основание, состоящее из двух частей - нижней части основания 4 и установленной на ней верхней части основания 5. Нижняя часть основания 4 жестко связана с грунтом с помощью свай 6. На верхней части основания 5 установлена горизонтальная платформа 7 с технологическим оборудованием 8. Подводные сателлиты 2 включают в себя эксплуатационные скважины 9 с устьевым оборудованием 10. The offshore platform 1 includes a base, which consists of two parts - the lower part of the base 4 and the upper part of the base installed on it 5. The lower part of the base 4 is rigidly connected to the ground using piles 6. On the upper part of the base 5 there is a horizontal platform 7 with a technological equipment 8. Submarine satellites 2 include production wells 9 with wellhead equipment 10.

Морская платформа 1 снабжена дистанционно управляемыми фиксирующими элементами 11 для обеспечения фиксированного положения нижней части основания 4 и верхней части основания 5, а также фиксирующими элементами 12 для соединения верхней части основания 5 и горизонтальной платформы 7 между собой. Технологическое оборудование 8, расположенное на горизонтальной платформе 7, связано соответствующими технологическими коммуникациями 13 и 14 с подводными сателлитами 2 и береговой технологической базой 3 соответственно. Технологические коммуникации 13 и 14 снабжены соответствующими элементами быстроразъемных соединений 15. Для облегчения монтажа и демонтажа морской платформы 1 горизонтальная платформа 7 выполнена с положительной плавучестью. The offshore platform 1 is equipped with remotely controlled locking elements 11 to ensure a fixed position of the lower part of the base 4 and the upper part of the base 5, as well as locking elements 12 for connecting the upper part of the base 5 and the horizontal platform 7 to each other. Technological equipment 8, located on a horizontal platform 7, is connected by appropriate technological communications 13 and 14 with underwater satellites 2 and onshore technological base 3, respectively. Technological communications 13 and 14 are equipped with corresponding elements of quick disconnect connections 15. To facilitate the installation and dismantling of the offshore platform 1, the horizontal platform 7 is made with positive buoyancy.

Верхняя часть основания 5 содержит балластную емкость 16, изменение количества балласта 17 которой обеспечивает ее вертикальное перемещение относительно нижней части 4. Нижняя 4 и верхняя 5 части основания выполнены с ответными направляющими элементами 18 для обеспечения возможности их относительного вертикального перемещения, причем общую высоту нижней 4 и верхней 5 частей основания в сложенном состоянии выбирают из условия безопасного прохождения над ней мощного ледового покрова или айсбергов 19. The upper part of the base 5 contains a ballast tank 16, the change in the number of ballast 17 of which ensures its vertical movement relative to the lower part 4. The lower 4 and upper 5 parts of the base are made with mating guide elements 18 to enable relative vertical movement, the overall height of the lower 4 and the top 5 parts of the base when folded are selected from the condition of safe passage of thick ice cover or icebergs 19 over it.

Верхняя часть основания 5 может быть снабжена дистанционно управляемым сигнальным буем, связанным с ней при помощи гибкой связи (не показано). The upper part of the base 5 can be equipped with a remotely controlled signal buoy connected with it by means of flexible communication (not shown).

Морской технологический комплекс функционирует в обычном эксплуатационном режиме (фиг. 1). Полезные ископаемые от эксплуатационных скважин 9 поступают на подводные сателлиты 2, от них - по технологическим коммуникациям 13 к технологическому оборудованию 8, расположенному на горизонтальной платформе 7 морской платформы 1, и далее по технологическим коммуникациям 14 к береговой технологической базе 3. The marine technological complex operates in the normal operational mode (Fig. 1). Minerals from production wells 9 go to underwater satellites 2, from them - through technological communications 13 to technological equipment 8, located on the horizontal platform 7 of the offshore platform 1, and then through technological communications 14 to the onshore technological base 3.

При приближении айсберга 19 (фиг. 2) или мощного ледового покрова 20 (фиг.3) герметизируют устья технологических скважин 9 с помощью соответствующего устьевого оборудования 10, разъединяют элементы быстроразъемных соединений 15 технологических коммуникаций 13, 14 и убирают фиксирующие элементы 11, фиксирующие относительное положение верхней 6 и нижней 4 частей основания, а также фиксирующие элементы 12, соединяющие горизонтальную платформу 7 с расположенным на ней технологическим оборудованием 8 с верхней частью основания 5. Заполняют балластом 17 балластную емкость 16 верхней части основания 5, опускают верхнюю часть основания 5 до безопасного уровня, обеспечивая беспрепятственное прохождение айсберга 19. Отводят на плаву горизонтальную платформу 7 с технологическим оборудованием 8 от места установки в безопасное место (фиг.2) или к береговой технологическую базе 3 в случае сезонного режима работы морского технологического комплекса при наличии мощного ледового покрова 20 (фиг.3). When the iceberg 19 (Fig. 2) or powerful ice cover 20 (Fig. 3) approaches, the mouths of the technological wells 9 are sealed with the help of the corresponding wellhead equipment 10, the elements of the quick disconnect connections 15 of the technological communications 13, 14 are disconnected and the fixing elements 11 fixing the relative position are removed the upper 6 and lower 4 parts of the base, as well as the fixing elements 12 connecting the horizontal platform 7 with the technological equipment 8 located on it with the upper part of the base 5. Fill with ballast 17 allast container 16 of the upper part of the base 5, lower the upper part of the base 5 to a safe level, allowing the iceberg 19 to pass unhindered. A horizontal platform 7 with technological equipment 8 is afloat from the installation site to a safe place (Fig. 2) or to the coastal technological base 3 in the case of the seasonal mode of operation of the marine technological complex in the presence of a thick ice cover 20 (figure 3).

После прохождения айсберга 19 либо начала сезонных работ возвращают горизонтальную платформу 7 с технологическим оборудованием 8 к месту ее установки. Наличие дистанционно управляемого сигнального буя с автоматическим включением, подъемом и при необходимости затоплением (не показано) облегчает задачу последующего обнаружения и проведения операции монтажа морской платформы 1 для обеспечения последующего функционирования ее в рабочем режиме. After passing the iceberg 19 or the beginning of seasonal work, the horizontal platform 7 with technological equipment 8 is returned to its installation site. The presence of a remotely controlled signal buoy with automatic inclusion, lifting and, if necessary, flooding (not shown) facilitates the task of subsequent detection and installation of the offshore platform 1 to ensure its subsequent operation in the operating mode.

Предложенное техническое решение позволяет повысить экономическую эффективность конструкции морского технологического комплекса путем обеспечения возможности исключения столкновения с айсбергом, оптимизировать параметры платформы с обеспечением безопасности функционирования при установке ее на глубинах до 300 м. The proposed technical solution allows to increase the economic efficiency of the design of the offshore technological complex by providing the possibility of eliminating collisions with an iceberg, optimizing the platform parameters while ensuring operational safety when installing it at depths of up to 300 m.

Таким образом, для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждается возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов с получением ожидаемого технического результата. Thus, for the claimed invention as described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above and known prior to the priority date with the expected technical result is confirmed.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству. Therefore, the claimed facility meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.

Источники информации
1. Патент США 5381865, кл. В 63 В 35/44, 1995.Sources of information
1. US patent 5381865, CL. B 63 B 35/44, 1995.

2. Патент РФ 2166065, кл. Е 21 В 43/01, 2001. 2. RF patent 2166065, cl. E 21 B 43/01, 2001.

Claims

1. An offshore technological complex comprising an offshore platform, underwater satellites and an onshore technological base interconnected by technological communications, the offshore platform comprising a base rigidly connected to the ground by means of piles, a horizontal platform with technological equipment being installed on the base, and underwater satellites include production wells with wellhead equipment, characterized in that the base of the offshore platform consists of at least two parts, the lower, closely connected with the soil, and the upper one, on which there is a horizontal platform with technological equipment, while it is equipped with fixing elements for sequentially fixing the relative position of the lower part of the base, the upper part of the base and the horizontal platform between each other, as well as elements of quick disconnect connections of technological communications, this upper part of the base is made with a ballast capacity, a horizontal platform with technological equipment is made with positive by lavidity, and the lower and upper parts of the base are made with mating guides to ensure the possibility of their relative vertical movement.

2. The marine technological complex according to claim 1, characterized in that the total height of the lower and upper parts of the base of the platform when folded is selected from the condition of safe passage of thick ice cover or icebergs over it.

3. Marine technological complex according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the upper part of the base of the platform is equipped with a remotely controlled signal buoy associated with it by means of flexible communication.