RU2382849C1 - Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development - Google Patents

Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development Download PDF

Info

Publication number
RU2382849C1
RU2382849C1 RU2008138360/03A RU2008138360A RU2382849C1 RU 2382849 C1 RU2382849 C1 RU 2382849C1 RU 2008138360/03 A RU2008138360/03 A RU 2008138360/03A RU 2008138360 A RU2008138360 A RU 2008138360A RU 2382849 C1 RU2382849 C1 RU 2382849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
piles
resistant
conductor
foundation
Prior art date
Application number
RU2008138360/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Антонов (RU)
Владимир Сергеевич Антонов
Игорь Анатольевич Горшков (RU)
Игорь Анатольевич Горшков
Юрий Михайлович Трапезников (RU)
Юрий Михайлович Трапезников
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Новые подводные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Новые подводные технологии" filed Critical Закрытое акционерное общество "Новые подводные технологии"
Priority to RU2008138360/03A priority Critical patent/RU2382849C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2382849C1 publication Critical patent/RU2382849C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development includes a taw case with cantilever and self-lifting drilling device, frame supports for the self-lifting drilling device with bottom foundations and ice protection, executed as beckets made of two reduced cones, enveloping every support, coupled with bigger foundation, ice resistant block-conductor with a structure on top for operation equipment placement, which has prismatic shaped ice resistant case, installed on a sub-sea foundation in a way of the block-conductor bottom hole coupling with sub-sea foundation landing cone, at that foundation height conforms to operational depth. New solution is external U-shaped belt installed along the towed case length, at that the protection belt branches coupled at the ice resistant block-conductor case and executed as double row piled structure, which elements installed and connected in stagger, height of an internal row piles is greater then height an external row ones, which significantly decreases ice load.
EFFECT: drilling complex operation characteristics improvement, including environment safety, due to ice protection scheme optimisation.
24 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений и может быть использовано для строительства морских ледостойких платформ, предназначенных для разведки и добычи углеводородов и эксплуатируемых круглогодично в условиях Арктики при наличии ледовых полей различной структуры и интенсивности.The invention relates to the field of hydraulic structures and can be used for the construction of offshore ice-resistant platforms designed for exploration and production of hydrocarbons and operated year-round in the Arctic in the presence of ice fields of various structures and intensities.

Известны средства для освоения арктического мелководного шельфа для бурения разведочных скважин, такие как плавучий буровой комплекс «Обский-1», в составе плавучей базы комплексного обеспечения бурения, представляющей собой несамоходное судно с ледовым усилением корпуса, надстройками, складскими помещениями и функциональным оборудованием, и плавучей погружной буровой установки, обеспечивающей глубоководное бурение скважин (проспект ООО «Газфлот»). Конструктивные особенности известного бурового комплекса, имеющего малую осадку, позволяют проводить работы на мелководье, преимущественно в межледовый период и при малой интенсивности ледовых полей, что снижает эффективность использования комплекса.Known means for the development of the Arctic shallow shelf for drilling exploratory wells, such as the floating drilling complex "Obsky-1", as part of a floating base for integrated drilling, which is a non-self-propelled vessel with ice hull reinforcement, superstructures, storage facilities and functional equipment, and a floating submersible drilling rig, which provides deep-water drilling of wells (prospect OOO Gazflot). The design features of the well-known drilling complex, with a small draft, allow you to work in shallow water, mainly in the inter-ice period and at low intensity of ice fields, which reduces the efficiency of the complex.

Известны плавучие самоподъемные буровые установки для глубоководного бурения на арктическом шельфе, такие как «Арктическая» и «Амазон» (проспект ООО «Газфлот»), включающие несамоходную платформу с надстройками и эксплуатационным оборудованием, которую устанавливают над поверхностью моря на цилиндрических опорах с башмаками для опоры на грунт.Known floating self-elevating drilling rigs for deep-sea drilling on the Arctic shelf, such as the "Arctic" and "Amazon" (prospect OOO Gazflot), including a non-self-propelled platform with superstructures and operational equipment, which are installed above the sea surface on cylindrical supports with support shoes to the ground.

Известен ледостойкий буровой комплекс для освоения нефтегазовых месторождений на арктическом шельфе, включающий донную плиту с необходимыми скважинами для бурения, размеченными по сетке, ледостойкое основание с сеткой скважин, совмещаемой с сеткой на донной плите, причем ледостойкое основание выполнено в виде полностью оборудованной ледостойкой морской платформы с эксплуатационным, энергетическим оборудованием и жилым блок-модулем, а также самоподъемную буровую установку для разбуривания скважин в грунте через скважины в донной плите, при этом в донной части платформы выполнена выемка в районе сетки скважин для совмещения с донной плитой при посадке платформы /патент РФ №2123088, Е02В 17/00/. При эксплуатации донную плиту устанавливают на дно, самоподъемную буровую установку устанавливают над донной плитой и бурят через нее по сетке требуемые скважины, затем отводят самоподъемную буровую установку, а ледостойкую платформу опускают на донное основание, причем при посадке с использованием выемки совмещают с донной плитой, опущенной на грунт, в которой пробурена сетка скважин, формируют устья скважин на платформе и вводят скважины в эксплуатацию. Однако в известном устройстве, несмотря на наличие ледовой защиты добывающего оборудования, не в полной мере решена задача изолирования добывающего комплекса от ледовых нагрузок, т.к. при наличии торосов, айсбергов и т.п. переменные ледовые нагрузки могут во много раз превышать волновую и ветровую нагрузки. При жесткой посадке платформы на донное основание надежность в работе известного комплекса также снижается в условиях повышения уровня воды в акватории, в частности, во время паводков с переносом льда.Known ice-resistant drilling complex for the development of oil and gas deposits on the Arctic shelf, including a bottom plate with the necessary wells for drilling, marked on the grid, ice-resistant base with a grid of wells, combined with a grid on the bottom plate, and the ice-resistant base is made in the form of a fully equipped ice-resistant offshore platform with operational, power equipment and a residential block module, as well as a self-elevating drilling rig for drilling wells in the ground through wells in the bottom floor those wherein in the bottom of a recess in the platform grid boreholes area for alignment with the bottom plate during landing platform / RF patent №2123088, E02V 17/00 /. During operation, the bottom plate is installed at the bottom, a self-lifting drilling rig is installed above the bottom plate and drilling the required wells through it, then the self-lifting drilling rig is retracted, and the ice-resistant platform is lowered to the bottom base, and when landing using a recess, it is combined with the bottom plate lowered on the soil in which the grid of wells is drilled, the mouths of the wells are formed on the platform and the wells are put into operation. However, in the known device, despite the presence of ice protection of the mining equipment, the problem of isolating the mining complex from ice loads has not been fully solved, because in the presence of hummocks, icebergs, etc. variable ice loads can be many times higher than wave and wind loads. With a hard landing of the platform on the bottom base, the reliability of the well-known complex also decreases with increasing water levels in the water area, in particular during floods with ice transfer.

Известен ледостойкий комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, содержащий донное основание в виде замкнутой по периметру рамной конструкции со свободной центральной частью, устанавливаемое на грунте на свайных опорах, смонтированное на основании верхнее строение в виде ледостойкой морской погружной платформы, имеющей корпус, выполненный с возможностью расположения внутри рамной конструкции, причем внутренние борта рамной конструкции и наружные борта корпуса платформы в их нижней части смонтированы с возможностью контакта, а контактирующие между собой поверхности внутренних бортов рамной конструкции и наружных бортов корпуса в их нижней части выполнены наклонными с адекватным наклоном, а также защитный пояс комплекса в виде бортовых наклонных блоков, установленных по периметру комплекса от верхней части корпуса платформы до внешнего контура основания /патент RU 2180029, Е02В 17/00/. При установке комплекса в межсезонный период транспортируют и устанавливают на грунт на свайных опорах основание в виде замкнутой по периметру рамной конструкции с наклонными внутренними бортами и свободной центральной частью, транспортируют и опускают в пространство свободной центральной части основания заранее собранную ледостойкую морскую погружную платформу с защитным поясом и наклонными в нижней части наружными бортами платформы с обеспечением контакта между платформой и основанием. В известном устройстве пояс ледовой защиты установлен вдоль периметра корпуса платформы и имеет достаточно большой поперечный размер, однако при уменьшении кривизны поверхности защитного пояса возрастает опрокидывающий момент ледовой нагрузки, что снижает надежность эксплуатации комплекса в ледовых условиях и при движении ледовых полей и паводка. Кроме того, межсезонное обслуживание платформы не предусмотрено, что также снижает экономическую эффективность эксплуатации комплекса.Known ice-resistant complex for the development of a shallow continental shelf, containing a bottom base in the form of a frame closed around the perimeter with a free central part, mounted on the ground on pile supports, mounted on the base of the upper structure in the form of an ice-resistant submersible platform with a housing made with the possibility of location inside the frame structure, the inner sides of the frame structure and the outer sides of the platform body in their lower part are mounted with the possibility contact, and the surfaces of the inner sides of the frame structure and the outer sides of the case in contact at the lower part are inclined with an adequate inclination, as well as the protective belt of the complex in the form of side inclined blocks installed along the perimeter of the complex from the upper part of the platform to the external base contour / patent RU 2180029, ЕВВ 17/00 /. When the complex is installed during the off-season period, the base is transported and installed on the ground on pile supports in the form of a frame closed around the perimeter with inclined inner sides and a free central part, a pre-assembled ice-resistant marine immersion platform with a protective belt is transported and lowered into the space of the free central part of the base and inclined at the bottom of the outer sides of the platform with contact between the platform and the base. In the known device, an ice protection belt is installed along the perimeter of the platform body and has a sufficiently large transverse size, however, with a decrease in the curvature of the surface of the protective belt, the overturning moment of the ice load increases, which reduces the reliability of the complex in ice conditions and during the movement of ice fields and floods. In addition, off-season platform maintenance is not provided, which also reduces the economic efficiency of the complex.

Известен ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа и круглогодичной добычи углеводородов, разработанный фирмой Exxonmobil Upstream Research Co., США /международная заявка WО 2007126477, Е02В 17/00, опубл. 08.11.2007/, который включает буксируемый корпус, установленные на нем кантиливер с самоподъемной буровой установкой (СПБУ), по крайней мере, две свайные опоры для буровой установки, проходящие через буксируемый корпус, имеющие донное основание и снабженные ледовой защитой в виде конуса, примыкающего к донному основанию опоры. Функциональное и эксплуатационное оборудование размещено на корпусе с возможностью прохода хотя бы через одну опору. По меньшей мере, один блок-кондуктор, через который производится бурение скважины, имеет упрочненный ледостойкий корпус и установлен отдельно от буксируемого корпуса над скважиной на заглубленном в грунт фундаменте. Ледостойкость блок-кондуктора обеспечена прочностью его корпуса и/или ограждением по периметру корпуса (далее - ледостойкий блок-кондуктор (ЛСБК), ЛСБК имеет верхнюю надстройку для размещения эксплуатационного оборудования, выступающую над поверхностью воды. Каждая из ледостойких свайных опор имеет форму четырехугольной призмы или, предпочтительно, форму цилиндра с наружной и внутренней оболочками, пространство между которыми заполнено сжимаемым материалом - цементным раствором или другим эластомерным материалом. Высота опоры, ее диаметр и материал выбираются с учетом момента инерции опоры, при котором она сохраняет устойчивость к ледовой нагрузке. Для сплошных цилиндрических опор установлены оптимальные сочетания их параметров: диаметр наружного цилиндра составляет 15 м, внутреннего цилиндра - около 14 м, а толщина стенок - соответственно около 50 мм и 25 мм. Фундамент под ЛСБК имеет диаметр около 30 м и выполнен с обеспечением защиты, по крайней мере, одного устья скважины при изменении местоположения буровой установки.Known ice-resistant drilling complex for the development of a shallow continental shelf and year-round hydrocarbon production, developed by Exxonmobil Upstream Research Co., USA / international application WO 2007126477, EV 17/00, publ. 11/08/2007 /, which includes a towed hull, a cantilever mounted on it with a self-elevating drilling rig (SPBU), at least two pile supports for the drilling rig passing through the towed hull, having a bottom base and provided with ice protection in the form of a cone adjacent to the bottom base of the support. Functional and operational equipment is placed on the body with the possibility of passage through at least one support. At least one conductor block through which the well is drilled has a hardened ice-resistant casing and is installed separately from the towed casing above the well on a foundation buried in the ground. The ice conductor of the block conductor is ensured by the strength of its casing and / or the fence around the perimeter of the casing (hereinafter referred to as the ice-resistant block conductor (LSS), the LSS has an upper superstructure to accommodate production equipment that projects above the surface of the water. Each of the ice-resistant pile supports is in the form of a quadrangular prism , preferably, the shape of a cylinder with outer and inner shells, the space between which is filled with a compressible material - cement mortar or other elastomeric material. the meter and material are selected taking into account the moment of inertia of the support, at which it remains stable against ice load.For continuous cylindrical supports, the optimal combinations of their parameters are established: the diameter of the outer cylinder is 15 m, the inner cylinder is about 14 m, and the wall thickness is about 50, respectively mm and 25 mm, the Foundation under the LSBC has a diameter of about 30 m and is designed to protect at least one wellhead when changing the location of the rig.

Высокая ледовая устойчивость бурового комплекса обеспечена практически только за счет структуры свайных опор СПБУ и большого момента инерции опоры. Эффективность локальной ледовой защиты в виде охватывающего опору усеченного конуса, примыкающего к донному основанию опоры СПБУ, зависит от угла раствора конуса и, как показывают независимые расчеты, в некотором диапазоне углов может быть недостаточно эффективной. Очевидно, что для ледовых образований с характерными размерами, меньшими диаметра опоры и оптимального расстояния между опорами, не возникнет заметного торможения при перемещении, и, следовательно, горизонтальных ледовых нагрузок на опору. Однако надежность эксплуатации комплекса, установленного, в частности, на шельфе в устьях северных рек, зависит от оптимального соотношения между параметрами ледовых структур и формой преграды для их движения, поскольку в результате торможения льдин могут образовываться торосы, толщина полей и их размеры увеличиваются со стороны паводка и наплыва льдин, а также ветрового нагона ледовых полей, что увеличивает в несколько раз горизонтальные ледовые нагрузки на опоры и требует дальнейшего усиления ледовой защиты. Кроме того, в жестких ледовых условиях трудно организовать обслуживание такого комплекса с использованием морского транспорта, что ограничивает эксплуатационную эффективность системы. Следует отметить также высокую материалоемкость цилиндрических опор, что сказывается на стоимости комплекса в целом.High ice stability of the drilling complex is ensured almost exclusively due to the structure of the pylon supports of the SPBU and the large moment of inertia of the support. The effectiveness of local ice protection in the form of a truncated cone covering the support adjacent to the bottom base of the SPBU support depends on the cone opening angle and, as shown by independent calculations, may be insufficiently effective in a certain range of angles. Obviously, for ice formations with characteristic sizes smaller than the diameter of the support and the optimal distance between the supports, there will be no noticeable braking when moving, and, consequently, horizontal ice loads on the support. However, the reliability of the operation of the complex, installed, in particular, on the shelf at the mouths of the northern rivers, depends on the optimal ratio between the parameters of the ice structures and the shape of the obstacle for their movement, as ice braking can form hummocks, the thickness of the fields and their size increase from the side of the flood and the influx of ice, as well as the wind surge of ice fields, which increases several times the horizontal ice load on the supports and requires further strengthening of ice protection. In addition, in severe ice conditions it is difficult to organize maintenance of such a complex using maritime transport, which limits the operational efficiency of the system. It should also be noted the high material consumption of the cylindrical supports, which affects the cost of the complex as a whole.

Известный ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, включающий буксируемый корпус, установленный на нем кантиливер с самоподъемной буровой установкой, проходящие через буксируемый корпус опоры для самоподъемной буровой установки, имеющие донные основания и ледовую защиту в виде охватывающего каждую опору усеченного конуса, по меньшей мере, один блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на подводном фундаменте и имеющий верхнюю надстройку для размещения эксплуатационного оборудования, выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.Known ice-resistant drilling complex for the development of a shallow continental shelf, including a towed hull, a cantilever mounted on it with a self-elevating drilling rig, towers for a self-elevating drilling rig passing through a towed hull, having bottom bases and ice protection in the form of at least a truncated cone covering at least one , one conductor block with an ice-resistant casing, made with the possibility of stationary installation on an underwater foundation and having a top superstructure for size scheniya production equipment is selected as the closest analog of the claimed invention.

Задача изобретения состоит в улучшении эксплуатационных характеристик ледостойкого бурового комплекса за счет оптимизации схемы круглогодичной ледовой защиты.The objective of the invention is to improve the operational characteristics of the ice-resistant drilling complex by optimizing the scheme of year-round ice protection.

Задача решена тем, что ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, включающий буксируемый корпус, установленный на нем кантиливер с самоподъемной буровой установкой, проходящие через буксируемый корпус опоры для самоподъемной буровой установки, имеющие донные основания и примыкающую к ним ледовую защиту в виде охватывающего опору усеченного конуса, по меньшей мере, один блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на подводном фундаменте и имеющий верхнюю надстройку для размещения эксплуатационного оборудования, в соответствии с изобретением снабжен наружным U-образным поясом ледовой защиты, ветви которого установлены по всей длине буксируемого корпуса с зазором, сопряжены у оконечности буксируемого корпуса с примыканием к ледостойкому корпусу блок-кондуктора, при этом пояс ледовой защиты выполнен в виде свайной структуры, элементы которой установлены с образованием внутреннего и внешнего рядов равноудаленных свай и соединены распорами в шахматном порядке, причем высота внутреннего ряда свай превышает высоту внешнего ряда.The problem is solved in that an ice-resistant drilling complex for the development of a shallow continental shelf, including a towed hull, a cantilever mounted on it with a self-lifting drilling rig, towers passing through the towed hull for a self-lifting drilling rig, having bottom bottoms and an adjacent ice protection in the form of a covering support truncated cone, at least one conductor block with an ice-resistant casing, made with the possibility of stationary installation on an underwater foundation and having a top According to the invention, a superstructure for accommodating operational equipment is equipped with an external U-shaped ice protection belt, the branches of which are installed along the entire length of the towed hull with a gap, are conjugated at the tip of the towed hull adjacent to the ice-resistant casing of the block conductor, while the ice protection belt made in the form of a pile structure, the elements of which are installed with the formation of the inner and outer rows of equally spaced piles and connected by spacers in a checkerboard pattern, and the height is internally on the number of piles is greater than the height of the outer row.

Кроме того, ледостойкий буровой комплекс снабжен ботапортом, установленным с открытой стороны U-образного пояса ледовой защиты и выполненным из свай.In addition, the ice-resistant drilling complex is equipped with a botaport installed on the open side of the U-shaped ice protection belt and made of piles.

Кроме того, опоры для самоподъемной буровой установки размещены симметрично диаметральной плоскости ледостойкого корпуса блок-кондуктора.In addition, supports for a self-elevating drilling rig are placed symmetrically to the diametrical plane of the ice-resistant casing of the block conductor.

Кроме того, опоры для самоподъемной буровой установки выполнены форменными.In addition, supports for self-lifting drilling rig are made uniform.

Кроме того, ледовая защита опоры буровой установки выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона образующей конуса к его большему основанию, преимущественно, в диапазоне 45°-60°.In addition, the ice protection of the rig support is made in the form of a truncated cone with an angle of inclination of the generatrix of the cone to its larger base, mainly in the range of 45 ° -60 °.

Кроме того, верхняя надстройка блок-кондуктора включает площадку с вырезами, имеющими форму, ответную кантиливеру.In addition, the top superstructure of the conductor block includes a platform with cutouts having a shape that is responsive to the cantilever.

Кроме того, ледостойкий корпус блок-кондуктора имеет обводы в форме асимметричной восьмигранной призмы.In addition, the ice-resistant casing of the block conductor has contours in the form of an asymmetric octagonal prism.

Кроме того, ледостойкий корпус блок-кондуктора имеет обводы в форме симметричной призмы.In addition, the ice-resistant casing of the block conductor has contours in the form of a symmetrical prism.

Кроме того, ледостойкий корпус блок-кондуктора выполнен многоярусным.In addition, the ice-resistant casing of the block conductor is multi-tiered.

Кроме того, ледостойкий корпус блок-кондуктора выполнен металлическим.In addition, the ice-resistant casing of the block conductor is made of metal.

Кроме того, ледостойкий корпус блок-кондуктора выполнен непотопляемым и снабжен ледостойким поясом по бортам.In addition, the ice-resistant casing of the block conductor is unsinkable and is equipped with an ice-resistant belt along the sides.

Кроме того, ледостойкий корпус блок-кондуктора снабжен балластными цистернами, размещенными со стороны его днищевой части.In addition, the ice-resistant casing of the block conductor is equipped with ballast tanks placed on the side of its bottom.

Кроме того, в днищевой части ледостойкого корпуса блок-кондуктора выполнены окантовка и углубление для посадки на фундамент.In addition, in the bottom of the ice-resistant casing of the block-conductor made edging and recess for landing on the foundation.

Кроме того, в верхней части подводного фундамента установлен выступ-ловитель для посадки ледостойкого корпуса блок-кондуктора.In addition, in the upper part of the underwater foundation there is a protrusion-catcher for landing an ice-resistant casing of the block-conductor.

Кроме того, обводы подводного фундамента и ледостойкого корпуса блок-кондуктора подобны.In addition, the contours of the underwater foundation and the ice-resistant casing of the block conductor are similar.

Кроме того, подводный фундамент выполнен со сквозным отверстием.In addition, the underwater foundation is made with a through hole.

Кроме того, подводный фундамент снабжен средствами погружения-всплытия в виде балластных цистерн.In addition, the underwater foundation is equipped with immersion and ascent in the form of ballast tanks.

Кроме того, подводный фундамент установлен на свайных опорах.In addition, the underwater foundation is installed on pile supports.

Кроме того, в нижней части подводного фундамента выполнены ребра для заглубления в грунт.In addition, in the lower part of the underwater foundation made ribs for deepening into the ground.

Кроме того, подводный фундамент снабжен средствами буксировки и захватами для крепления ледостойкого корпуса блок-кондуктора.In addition, the underwater foundation is equipped with towing means and grips for fastening the ice-resistant casing of the block conductor.

Кроме того, подводный фундамент имеет высоту в соответствии с рабочими глубинами на акватории.In addition, the underwater foundation has a height in accordance with the working depths in the water area.

Кроме того, сваи пояса ледовой защиты укреплены в грунте дна акватории.In addition, piles of ice protection belts are reinforced in the soil of the bottom of the water area.

Кроме того, пояс ледовой защиты для зоны арктического шельфа выполнен, в частности, из свай диаметром 2 м, установленных с интервалом 10 м в рядах, расстояние между которыми составляет 6 м, при высоте свай внутреннего ряда 17 м, а внешнего ряда - 14,5 м.In addition, the ice protection belt for the Arctic shelf zone is made, in particular, of piles with a diameter of 2 m, installed at intervals of 10 m in rows, the distance between which is 6 m, with pile height of the inner row 17 m, and the outer row 14, 5 m

Кроме того, зазор между буксируемым корпусом и внутренним рядом свай пояса ледовой защиты превышает 2 м.In addition, the gap between the towed hull and the inner row of piles of the ice protection belt exceeds 2 m.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в снижении влияния ледовой нагрузки на корпус блок-кондуктора и свайные опоры СПБУ за счет выполнения U-образного пояса ледовой защиты двухрядным из разновысоких свай. Дополнительно достигается повышение экологической безопасности эксплуатации бурового комплекса за счет надежного сопряжения корпуса блок-кондуктора с подводным фундаментом посредством посадочных мест, а также возможность всесезонного ведения работ за счет снижения ледовых нагрузок на буровой комплекс в зоне добычи углеводородов на мелководном шельфе в устьях северных рек.The technical result achieved by the invention is to reduce the influence of ice load on the casing of the block conductor and pile supports SPBU due to the implementation of the U-shaped belt of ice protection with two rows of uneven piles. Additionally, an increase in the environmental safety of the operation of the drilling complex is achieved due to the reliable connection of the conductor block body with the underwater foundation through the seats, as well as the possibility of all-weather work by reducing ice loads on the drilling complex in the hydrocarbon production zone on a shallow shelf in the mouths of the northern rivers.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by drawings, on which:

фиг.1 - схема ледостойкого бурового комплекса (вид сбоку), фиг.2 - то же (вид сверху), фиг.3 - схема ледостойкого блок-кондуктора, фиг.4 - схема подводного фундамента для установки ледостойкого блок-кондуктора (вид сверху), фиг.5 - схема усиленной ледовой защиты опоры СПБУ, фиг.6 - схема установки свай пояса ледовой защиты (вид сверху), фиг.7 - схема направления движения льда при наплыве на сваи пояса ледовой защиты (вид сбоку).figure 1 is a diagram of an ice-resistant drilling complex (side view), figure 2 is the same (top view), figure 3 is a diagram of an ice-resistant block conductor, figure 4 is a diagram of an underwater foundation for installing an ice-resistant block-conductor (top view ), Fig. 5 is a diagram of reinforced ice protection of the SPBU support, Fig. 6 is a diagram of the installation of piles of an ice protection belt (top view), Fig. 7 is a diagram of the direction of movement of ice during an influx on piles of an ice protection belt (side view).

В состав ледостойкого бурового комплекса (фиг.1 и 2) входят буксируемый корпус 1, на котором размещены надстройки 2, включающие служебные и жилые помещения, кантиливер с СПБУ 3 и ферменные опоры 4 для СПБУ 3, укрепляемые на дне акватории, сопряженное с СПБУ 3 функциональное оборудование для добычи углеводородов - ледостойкий блок-кондуктор 5 (далее - ЛСБК 5) с ледостойким корпусом 6, установленный на подводном фундаменте 7, а также U-образный пояс ледовой защиты 8, охватывающий буксируемый корпус 1 и примыкающий вершиной к ЛСБК 5. ЛСБК 5 выполнен как несамоходная буксируемая платформа, оснащенная эксплуатационным оборудованием, его корпус 6 может иметь форму призмы - симметричной или асимметричной, за счет такой формы грани призмы (корпуса) обладают льдоразрушающим эффектом. Возможность подъема СПБУ 3 посредством перемещения по опорам 4 обеспечивает требуемый клиренс буксируемого корпуса 1 над уровнем акватории с учетом ледовых условий.The structure of the ice-resistant drilling complex (Figs. 1 and 2) includes a towed hull 1, on which superstructures 2 are located, including office and residential premises, a cantilever with SPBU 3 and truss supports 4 for SPBU 3, fixed at the bottom of the water area, paired with SPBU 3 functional equipment for hydrocarbon production - ice-resistant block conductor 5 (hereinafter referred to as LSS 5) with an ice-resistant hull 6 installed on the underwater foundation 7, as well as an U-shaped ice protection belt 8 covering the towed hull 1 and adjacent to the top of the LSS 5. LSS 5 performed as not amohodnaya towable platform, equipped with operational equipment, the casing 6 may have a prism shape - symmetrical or asymmetrical, due to such a shape of the prism (corpus) have ldorazrushayuschim effect. The ability to lift SPBU 3 by moving along the supports 4 provides the required clearance of the towed hull 1 above the water level, taking into account ice conditions.

ЛСБК 5 является стационарным ледостойким сооружением (фиг.3), через которое производится бурение скважин с отдельно стоящей СПБУ 3 с последующим после бурения подключением фонтанной арматуры, трубопроводов и технологического оборудования. ЛСБК 5 должен удовлетворять следующим требованиям: оптимальное противостояние внешним нагрузкам, обеспечение необходимого ледового и волнового клиренса, рациональное размещение оборудования и помещений, обеспечение процесса бурения и взаимодействие с кантиливером буровой установки. В обеспечение этих требований корпус ЛСБК 6 выполнен металлическим и многоярусным (фиг.3), в котором размещены упомянутые устьевое оборудование, фонтанная арматура и другое эксплуатационное оборудование для подачи на берег продукции скважин без первичной обработки. При выборе призматической формы корпуса 6 (в виде симметричной или асимметричной восьмигранной призмы с ориентацией граней в нос и корму) достигается восприятие знакопеременных нагрузок в море, такая форма технологична в выполнении. Ледостойкий корпус 6 имеет двойные стенки бортов, двойные днища и верхнюю палубу, что обеспечивает непотопляемость в случае появления пробоин при буксировке, борта корпуса 6 усилены ледостойким поясом (на фиг.3 не показаны). В днищевой части корпуса 6 выполнено углубление 9, в частности коническое, для центровки и закрепления на подводном фундаменте 7. По периметру днищевой части корпуса 6 выполнена окантовка для установки на фундамент 7, снабженная консолями 10 для сопряжения с захватными элементами на фундаменте 7. В нижней части корпуса 6 расположены балластные цистерны, количество и расположение которых выбрано с учетом обеспечения остойчивости при погружении-всплытии и транспортировке ЛСБК 5, причем балластные цистерны выполнены с обеспечением заполнения их забортной водой для обеспечения экологической безопасности использования ЛСБК 5. В корпусе 6 по всей его длине установлены две продольные переборки, а по всей ширине - одна поперечная переборка, а также внутренние палубы, причем под верхней палубой организованы коффердамы, ограничивающие помещения функционального назначения (размещения фонтанной аппаратуры, цистерны метанола, помещения-убежища и др.). Для прохода буровых скважин в корпусе 6 установлены сквозные трубы.LSBK 5 is a stationary ice-resistant structure (Fig. 3), through which wells are drilled with a separate SPBU 3, followed by connecting fountain fittings, pipelines and processing equipment after drilling. LSBC 5 must meet the following requirements: optimal resistance to external loads, ensuring the necessary ice and wave clearance, rational placement of equipment and facilities, ensuring the drilling process and interaction with the cantilever of the drilling rig. To ensure these requirements, the housing LSBC 6 is made of metal and multi-tiered (figure 3), which contains the above-mentioned wellhead equipment, fountain fittings and other operational equipment for supplying well products without primary treatment to the shore. When choosing the prismatic shape of the hull 6 (in the form of a symmetric or asymmetric octagonal prism with the orientation of the faces in the bow and stern), the perception of alternating loads in the sea is achieved, this form is technologically advanced. The ice-resistant hull 6 has double side walls, double bottoms and an upper deck, which ensures unsinkability in the event of holes when towing, the sides of the hull 6 are reinforced with an ice-resistant belt (not shown in Fig. 3). A recess 9, in particular a conical one, is made in the bottom of the casing 6 for alignment and fixing on the underwater foundation 7. Along the perimeter of the bottom of the casing 6 is a bezel for installation on the foundation 7, equipped with consoles 10 for interfacing with the gripping elements on the foundation 7. parts of the housing 6 are ballast tanks, the number and location of which is selected taking into account stability during immersion-ascent and transportation of LSBK 5, and ballast tanks are made to ensure filling x outboard water to ensure environmental safety of using LSPC 5. In building 6, two longitudinal bulkheads are installed along its entire length, and one transverse bulkhead along its entire width, as well as internal decks, and under the upper deck, cofferdams are organized that limit the premises for functional use (placement fountain equipment, methanol tanks, refuge premises, etc.). For the passage of boreholes in the housing 6 installed through pipes.

СПБУ 3, оснащенная оборудованием для бурения скважин, размещена на выдвижном кантиливере 11, посредством которого она взаимодействует с ЛСБК 5. Обводы носовой части корпуса ЛСБК 6 (при установке на шельфе со стороны наплыва льда в устьях рек) соразмерны обводам буксируемого корпуса 1, что не увеличивает его лобовое сопротивление, кормовая часть корпуса 6 симметрична его носовой части. В верхней (носовой) части корпуса 6 выполнена надстройка 12 с формой, ответной кантиливеру 11, а в верхней кормовой части корпуса 6 установлена площадка 13 для размещения жилого модуля (помещения-убежища) и установки палубного оборудования, а также вертолетная площадка 14, причем для обеспечения безопасности она приподнята над верхней палубой и максимально вынесена за габариты корпуса 6. В верхней части корпуса 6 размещены также вкладные топливные и сточные цистерны, которые подняты над водой и льдом и в случае аварий не потеряют своей герметичности, что обеспечивает экологическую безопасность эксплуатации.SPBU 3, equipped with equipment for drilling wells, is placed on a sliding cantilever 11, through which it interacts with LSBK 5. The contours of the bow of the body of the LSBK 6 (when installed on the shelf from the side of the ice flow at the mouths) are commensurate with the contours of the towed body 1, which is not increases its drag, the stern of the hull 6 is symmetrical to its bow. In the upper (bow) part of the hull 6, a superstructure 12 is made with a shape reciprocating to the cantilever 11, and in the upper aft part of the hull 6, a platform 13 is installed for accommodating a residential module (shelter) and installing deck equipment, as well as a helipad 14, and for to ensure safety, it is raised above the upper deck and maximally extended beyond the dimensions of the hull 6. In the upper part of the hull 6 there are also inserted fuel and sewage tanks that are raised above water and ice and in case of accidents do not lose their tightness spines, which ensures environmental safety of operation.

Подводный фундамент 7 (фиг.4) отвечает требованиям надежного закрепления корпуса ЛСБК 6 на грунте. Обводы фундамента 7 в плане соответствуют обводам корпуса 6, а в его верхней части установлен выступ-ловитель 15, например, в форме усеченного конуса для установки, центровки и фиксации корпуса 6 посредством взаимодействия с посадочной выемкой 9 на его днище. Для надежной эксплуатации ЛСБК 5 на фундаменте 7 выполнен сквозной вырез 16, позволяющий облегчить конструкцию и подвести идущие от берега к ЛСБК трубы и кабели 5 (фиг.4). На нижней части фундамента 7 установлены балластные цистерны, заполнением или продувкой которых обеспечивают его погружение (при установке на дно) и всплытие (при буксировке). Особенностью фундамента 7 являются его типоразмеры - высота, которую подбирают исходя из глубины акватории в месте установки ЛСБК 5, и площадь, которую подбирают с учетом механических характеристик грунта и скорости придонных течений для лучшего восприятия опрокидывающего момента от внешних (в т.ч. ледовых) нагрузок. Закрепление фундамента 7 на грунте производится известным образом посредством свай (в частности, используют сваи диаметром 2,0 м), под которые по его периметру выполнены сквозные отверстия 17. Для лучшего контакта фундамента 7 с грунтом на боковой поверхности в нижней его части предусмотрены ребра высотой около 0,5 м, заглубляемые в донный грунт (на фиг.4 не показаны). Расчеты показывают, что при установке ледостойкого бурового комплекса на шельфе с минимальной глубиной акватории около 8,0 м высота подводного фундамента составляет 3,0 м, а возвышение над уровнем дна - около 2,0 м. Подводный фундамент 7 оборудован также съемным устройством буксировки, а также захватами для закрепления корпуса ЛСБК 6, причем захват может быть выполнен, в частности, в виде пары - серьга 18 на фундаменте 7 и ответная ей консоль 10 на основании корпуса 6, усиленной гибкой связью - канатом, закрепленным одним концом на серьге 18, свободный конец которого укрепляют на консоли 10.Underwater foundation 7 (figure 4) meets the requirements of reliable fixing of the housing LSBK 6 on the ground. The contours of the foundation 7 in plan correspond to the contours of the housing 6, and in its upper part there is a protrusion-catch 15, for example, in the form of a truncated cone for installation, alignment and fixation of the housing 6 by interacting with the landing recess 9 on its bottom. For reliable operation of LSSK 5, a through cutout 16 is made on the foundation 7, which makes it possible to facilitate the design and bring pipes and cables 5 coming from the shore to LSSK (Fig. 4). Ballast tanks are installed on the bottom of the foundation 7, the filling or blowing of which ensures its immersion (when installed on the bottom) and ascent (when towing). The foundation 7 is distinguished by its standard sizes - the height that is selected based on the depth of the water area at the installation site of LSBK 5, and the area that is selected taking into account the mechanical characteristics of the soil and the velocity of bottom currents for better perception of the overturning moment from external (including ice) loads. The foundation 7 is fixed on the ground in a known manner by means of piles (in particular, piles with a diameter of 2.0 m are used), through which openings 17 are made along its perimeter. For better contact of the foundation 7 with the soil, ribs with a height about 0.5 m, buried in the bottom soil (not shown in figure 4). Calculations show that when installing an ice-resistant drilling complex on a shelf with a minimum water depth of about 8.0 m, the height of the underwater foundation is 3.0 m and the elevation above the bottom is about 2.0 m. The underwater foundation 7 is also equipped with a removable towing device, as well as grippers for securing the housing ЛСБК 6, moreover, the gripper can be made, in particular, in the form of a pair - an earring 18 on the foundation 7 and a console 10 responding to it on the basis of the housing 6, reinforced by a flexible connection - a rope fixed at one end to the earring 18, free the end of which is fixed on the console 10.

Для обеспечения всесезонной эксплуатации комплекса необходима усиленная противоледовая защита, способная выдержать многократно усиленные ледовые нагрузки в зимний период и колебания температуры. Ветровые и волновые нагрузки на форменные опоры 4 много меньше ледовых нагрузок и могут действовать как синхронно, так и не синхронно с ней. Для ледовой защиты форменных опор 4 СПБУ 3 от ровных и торосистых льдов применены обоймы 19 в форме состыкованных большими основаниями двух усеченных конусов 20 и 21, при этом собственно активным элементом ледовой защиты служит верхняя часть обоймы - усеченный конус 21, угол α наклона образующей конуса к его большему основанию (далее - угол конуса) составляет α=45°-60° (оптимальный диапазон углов) (фиг.5). При этом высота усеченного конуса 20 не менее диапазона высот переменной ватерлинии фермы опоры 4 СПБУ 3, что обеспечивает восприятие ледовой нагрузки при переменной величине ледовых полей. Нижняя часть обоймы 19 - усеченный конус 21 - служит донным основанием для упрочения посадки конуса ледовой защиты 20 на ферменной опоре 4. Расчеты показывают, что при использовании ледовой защиты опор 4 в виде конических усилений такой формы (для усеченного конуса 20 высотой 7,5 м, диаметром верхнего основания 10,6 м, высотой от верхнего основания до уровня воды 5,0 м) при углах конуса α=45°-60° горизонтальная составляющая ледовых нагрузок от ровного льда снижается соответственно в 3,4-2,5 раза (при угле конуса α=70° снижение ледовой нагрузки составляет 1,1 раза), а от торосистых льдов - соответственно в 5,1-3,9 раза (при угле конуса α=70° снижение ледовой нагрузки составляет 1,9 раза), что в несколько раз меньше, чем для обойм известной цилиндрической формы той же высоты.To ensure all-season operation of the complex, enhanced anti-ice protection is required that can withstand repeatedly intensified ice loads in the winter and temperature fluctuations. Wind and wave loads on the shaped supports 4 are much less than ice loads and can act both synchronously and not synchronously with it. Holders 19 in the form of two truncated cones 20 and 21 joined together by large bases were used for ice protection of the shaped supports 4 of SPBU 3 from ice, with the upper part of the ferrule being the truncated cone 21, the angle of inclination of the generatrix of the cone to its larger base (hereinafter referred to as the cone angle) is α = 45 ° -60 ° (optimal range of angles) (Fig. 5). The height of the truncated cone 20 is not less than the height range of the variable waterline of the support farm 4 SPBU 3, which ensures the perception of ice load with a variable amount of ice fields. The lower part of the cage 19 — the truncated cone 21 — serves as the bottom base for strengthening the landing of the ice protection cone 20 on the truss support 4. Calculations show that when using the ice protection of the supports 4 in the form of conical reinforcements of this shape (for a truncated cone 20 with a height of 7.5 m , with a diameter of the upper base of 10.6 m, a height from the upper base to the water level of 5.0 m) with cone angles α = 45 ° -60 °, the horizontal component of the ice loads from flat ice decreases by 3.4-2.5 times, respectively ( at a cone angle α = 70 °, the ice load is 1.1 r aza), and from hummocked ice - by 5.1-3.9 times, respectively (at a cone angle of α = 70 °, the reduction in ice load is 1.9 times), which is several times less than for clips of a known cylindrical shape of the same heights.

Известна противоледовая защита ферменных опор морской стационарной платформы /патент RU 2259444, Е02В 17/00/ в виде двух усеченных призм со скошенными боковыми ребрами, жестко связанными большими основаниями между собой, однако, как указано в заявляемом техническом решении, эффективность снижения ледовой нагрузки зависит от угла наклона поверхности защитного элемента (призмы, конуса) и вне диапазона этих углов, специфичного для каждой поверхности, может оказаться неэффективным. Кроме того, сопряжение оснований призм по боковым граням более сложно, чем сопряжение конусов.Known anti-ice protection of the truss supports of the offshore stationary platform / patent RU 2259444, ЕВВ 17/00 / in the form of two truncated prisms with beveled side ribs rigidly connected by large bases to each other, however, as indicated in the claimed technical solution, the effectiveness of reducing ice load depends on the angle of inclination of the surface of the protective element (prism, cone) and outside the range of these angles specific to each surface may be ineffective. In addition, the conjugation of the bases of prisms on the side faces is more complicated than the conjugation of cones.

Противоледовая защита комплекса в целом должна удовлетворять конструктивным требованиям обеспечения защиты от воздействия разнообразных ледовых образований, возможности монтажа и демонтажа для повторной эксплуатации, безопасности, надежности и долговечности, обеспечения доступа судов снабжения к буровой установке в период навигации и др. Пояс ледовой защиты 8 выполнен в виде U-образного свайного ограждения, охватывающего с зазором буксируемый корпус 1 двумя ветвями 22 и 23 с двух сторон корпуса 1 (при установке его по преобладающему течению воды) и разомкнутого вблизи оконечности корпуса 1 (фиг.2), для обеспечения возможной установки причальной платформы для приема судов обеспечения на «чистой» воде. При этом для безопасного функционирования бурового комплекса он может быть снабжен ботапортом, установленным на сваях со стороны оконечности буксируемого корпуса 1, что предотвратит попадание ледовых образований на разомкнутом участке U-образного пояса ледовой защиты 8. В целях пролонгации периода обслуживания ледостойкого бурового комплекса он может быть снабжен причальной платформой со средствами швартовки, защищенной ботапортом и поясом ледовой защиты 8 и сопряженной с оконечностью одной из ветвей 22 или 23 пояса ледовой защиты 8.The ice protection system of the complex as a whole should satisfy the design requirements for providing protection against the effects of various ice formations, the possibility of mounting and dismounting for re-use, safety, reliability and durability, ensuring access for supply vessels to the rig during navigation, etc. The ice protection belt 8 is made in in the form of a U-shaped pile fence enclosing with a gap the towed hull 1 with two branches 22 and 23 on both sides of the hull 1 (when installing it over a predominant leak water) and open near the tip of the hull 1 (figure 2), to ensure the possible installation of the berth platform for receiving support vessels on "clean" water. At the same time, for the safe operation of the drilling complex, it can be equipped with a bootport mounted on piles from the tip of the towed hull 1, which will prevent ice formations from entering the open section of the U-shaped ice protection belt 8. In order to prolong the service period of the ice-resistant drilling complex, it can be equipped with a mooring platform with mooring facilities, protected by a bootport and an ice protection belt 8 and associated with the tip of one of the branches 22 or 23 of the ice protection belt 8.

Крайние фронтальные элементы ветвей 22 и 23 свайного ограждения установлены у оконечности буксируемого корпуса 1 вблизи ледостойкого корпуса 6 блок-кондуктора 5, формируя единую противоледовую защиту корпуса 1. Сваи 24 пояса ледовой защиты 8 установлены с образованием внутреннего 25 и внешнего 26 рядов равноудаленных элементов, соединены распорами 27 в шахматном порядке (фиг.6) и укреплены в грунте (фиг.7). Высота свай внутреннего ряда 25 больше высоты свай внешнего ряда 26 (фиг.7), поэтому лед, наползая со стороны внешнего ряда 26 свай на наклонные распоры 27 снизу вверх, ломается и сваливается между рядами свайного ограждения, образуя ледовый барьер. Это снижает ледовые нагрузки на внутренний ряд 25 свайного ограждения, так как расколотые льдины далее сносит течением, характер которого практически не изменяется при торможении у свай. Из экспериментов установлено, что величина горизонтальной составляющей ледовой нагрузки Ргор от ровного льда на систему наклонных распоров 27 в поясе ледовой защиты 8 зависит как от расстояния между сваями d, так и от расстояния между рядами свай D, и определяется конкретными соотношениями указанных величин, позволяя снизить нагрузку в 2 раза. Соединение в шахматном порядке свай внутреннего 25 и внешнего 26 рядов свайного ограждения распорами 27 также позволяет заметно (в несколько раз) уменьшить ледовые нагрузки, чем соединение таких же свай внутреннего и внешнего рядов наклонными распорами при параллельной установке свай. Кроме того, размещение свай 24 в шахматном порядке и соединение их наклонными распорами 27 позволяет использовать меньшее количество свай с большей эффективностью, что снижает затраты на создание ледостойкого бурового комплекса. В конкретных условиях арктического шельфа при такой расстановке достаточно выбрать расстояние между рядами 6 м, расстояние между сваями в ряду 10 м, высота свай внутреннего ряда (порядка 17 м) превышает высоту свай внешнего ряда на 2,5 м, что соответствует диапазону сезонного колебания уровня воды.The extreme frontal elements of the branches 22 and 23 of the pile fence are installed at the tip of the towed hull 1 near the ice-resistant hull 6 of the conductor block 5, forming a single anti-ice protection of the hull 1. Piles 24 ice protection belts 8 are installed with the formation of the inner 25 and outer 26 rows of equidistant elements, connected struts 27 in a checkerboard pattern (Fig.6) and reinforced in the ground (Fig.7). The height of the piles of the inner row 25 is greater than the height of the piles of the outer row 26 (Fig. 7), so the ice, crawling from the side of the outer row 26 of the piles to the inclined rails 27 from the bottom up, breaks and falls between the rows of the pile fence, forming an ice barrier. This reduces ice loads on the inner row 25 of the pile fence, since the broken ice is further demolished by the current, the character of which remains practically unchanged when braking along the piles. From experiments it was found that the horizontal component of the ice load P of the mountains from the even ice onto the system of inclined rails 27 in the ice protection belt 8 depends both on the distance between the piles d and on the distance between the rows of piles D, and is determined by the specific ratios of these values, allowing reduce the load by 2 times. The staggered connection of piles of the inner 25 and the outer 26 rows of the pile fence with struts 27 also allows significantly (several times) to reduce ice loads than the connection of the same piles of the inner and outer rows with inclined struts during parallel installation of piles. In addition, the placement of piles 24 in a checkerboard pattern and connecting them with inclined spacers 27 allows you to use fewer piles with greater efficiency, which reduces the cost of creating an ice-resistant drilling complex. Under specific conditions of the Arctic shelf, with such an arrangement, it is sufficient to choose a distance between rows of 6 m, a distance between piles in a row of 10 m, and the height of piles of the inner row (about 17 m) exceeds the height of the piles of the outer row by 2.5 m, which corresponds to the range of seasonal level fluctuations water.

Известна защитная ледостойкая конструкция для СПБУ для бурения разведочных скважин в ледовых условиях, которая выполнена в виде цельной двустенной оболочки с днищем и палубой по контуру оболочки, с шахтными отверстиями для опускания в них опорных колонн СПБУ /патенты RU 2310721, СА 1206010, US 4512684, Е02В 17/00/. Ледовая защита может быть выполнена в виде бортовых наклонных блоков, размещенных по периметру ледостойкого комплекса /заявка RU 2000110308, Е02В 17/00/ или в виде наружных вертикальных режущих ребер на гравитационном основании /патенты US 4422804, СА 1179514, Е02В 17/00/. Однако расчеты показывают, что ледовая нагрузка на сплошные и почти плоские стенки устройства ледовой защиты создает опрокидывающий момент и много больше, чем нагрузка на двухрядную свайную противоледовую защиту, которая дробит лед и формирует ледовый барьер /патент RU 67590, Е02В 15/02/.Known protective ice-resistant design for SPBU for drilling exploratory wells in ice conditions, which is made in the form of a solid double-walled shell with a bottom and deck along the contour of the shell, with shaft holes for lowering support columns SPBU in them / patents RU 2310721, CA 1206010, US 4512684, ЕВВ 17/00 /. Ice protection can be made in the form of side inclined blocks placed around the perimeter of the ice-resistant complex / application RU 2000110308, ЕОВВ 17/00 / or in the form of external vertical cutting ribs on a gravity base / patents US 4422804, СА 1179514, Е02В 17/00 /. However, the calculations show that the ice load on the solid and almost flat walls of the ice protection device creates a tipping moment and is much greater than the load on the two-row pile anti-ice protection, which breaks the ice and forms the ice barrier / patent RU 67590, ЕВВ 15/02 /.

Ледостойкий буровой комплекс в соответствии с заявляемым изобретением используют следующим образом. В районе бурения на акватории подготавливают донный грунт путем выравнивания и требуемой подсыпки строительного песка или гравия на точке установки ЛСБК 5 при наличии илистого дна или существовании придонных течений. На точку бурения буксируют подводный фундамент 7, с помощью тросов, якорей и буксиров ориентируют его на месте установки и фиксируют над выбранной площадкой. Погружают подводный фундамент 7 за счет приема забортной воды в его балластные цистерны и после установления расчетной просадки фундамента 7 в донный грунт устанавливают и забивают в грунт сваи крепления. Местоположение фундамента 7 маркируют буями для индикации установки ЛСБК 5. К месту установки буксируют ЛСБК 5, удерживают в месте установки с помощью штатной якорной системы, соединяют установочные тросы корпуса 6, в частности, с захватами на фундаменте 7. Для погружения ЛСБК 5 обеспечивают прием воды самотеком в балластную цистерну в нижней части корпуса 6 путем открытия-закрытия клапанов вентиляции цистерн. Точность посадки корпуса 6 на выступы-ловители фундамента 7 корректируют системой связей с якорной системой, проводят на минимальной скорости с обеспечением безударной посадки. Механическое закрепление ЛСБК 5 на фундаменте 7 осуществляют с использованием захватов, например серег 18, которые набрасывают на выступающие элементы (консоли) 10 фундамента 7 и закрепляют на них гибкой связью - канатами. В область установки комплекса буксируют сваи и конструкции для установки пояса ледовой защиты 8, устанавливают сваи 24 по двухрядной схеме, одновременно производят каменную обсыпку фундамента 7. ЛСБК 5 подключают к коммуникациям на берегу. Буксируют плавучий корпус 1 с размещенной на нем СПБУ 3 и устанавливают ферменные опоры 4 СПБУ в рабочее положение у ЛСБК 5 с выбором режима бурения через ЛСБК 5 с использованием штатных технических средств. Одновременно устанавливают обойму 19 с ледовой защитой 20 ферменных опор 4 СПБУ 3 и завершают монтаж пояса ледовой защиты 8. На ЛСБК 5 подключают функциональное оборудование - фонтанную аппаратуру - к пробуренным скважинам, и, продолжая бурение, постепенно вводят в эксплуатацию пробуренные скважины. В процессе эксплуатации ЛСБК 5 могут быть использованы суда обеспечения (в зимнее время - в усиленном ледовом исполнении). После окончания бурения ЛСБК 5 продолжает работать в автономном режиме эксплуатации скважин, а самоподъемную буровую установку 3 снимают с точки и буксируют к другой точке бурения. После окончания эксплуатации куста скважин производят снятие ЛСБК 5 с точки постановки в межледовый период. Отсоединяют коммуникации ЛСБК 5 от береговых установок и подготавливают ЛСБК 5 к всплытию. После всплытия ЛСБК 5 удерживают буксирами и транспортируют в заданный пункт. Затем производят демонтаж пояса ледовой защиты 8 и обеспечивают всплытие подводного фундамента 7 путем продувки балластных цистерн. Демонтированные конструкции ЛСБК 5, пояса ледовой защиты 8 и фундамента 7 буксируют в заданный пункт для дальнейшего технического обслуживания.Ice-resistant drilling complex in accordance with the claimed invention is used as follows. In the area of drilling in the water area, bottom soil is prepared by leveling and the required filling of building sand or gravel at the installation site of LSBK 5 in the presence of a muddy bottom or the existence of bottom currents. An underwater foundation 7 is towed to the drilling point, with the help of cables, anchors and tugs, it is oriented at the installation site and fixed over the selected site. The underwater foundation 7 is immersed by taking overboard water into its ballast tanks and after establishing the calculated subsidence of the foundation 7 into the bottom soil, the fastening piles are installed and driven into the soil. The location of the foundation 7 is marked with buoys to indicate the installation of the LSBC 5. Tow to the installation site the LSBC 5 is towed, held at the installation site using the standard anchor system, the installation cables of the housing 6 are connected, in particular, with the grips on the foundation 7. Water is received for the submersion of the LSBC 5 by gravity to the ballast tank in the lower part of the housing 6 by opening-closing the ventilation valves of the tanks. The accuracy of landing of the housing 6 on the protrusions-catchers of the foundation 7 is adjusted by a system of connections with the anchor system, carried out at a minimum speed with a shock-free landing. The mechanical fastening of LSBC 5 on the foundation 7 is carried out using grippers, for example, earrings 18, which are thrown onto the protruding elements (consoles) 10 of the foundation 7 and fixed on them with a flexible connection - ropes. Piles and structures for installing the ice protection belt 8 are towed to the installation area of the complex, piles 24 are installed according to a two-row scheme, at the same time, stone foundation is sprinkled 7. LSSB 5 is connected to the shore communications. The floating hull 1 is towed with the SPBU 3 placed on it and the truss supports 4 of the SPBU are installed in the working position near the LSBK 5 with the choice of the drilling mode through the LSBK 5 using standard technical means. At the same time, a cage 19 with ice protection 20 of the truss supports 4 of the SPBU 3 is installed and the installation of the ice protection belt 8 is completed. Functional equipment - flowing equipment - is connected to the drilled wells at LSBK 5, and, while continuing to drill, the drilled wells are gradually put into operation. During the operation of LSSK 5, support vessels can be used (in winter time - in enhanced ice performance). After the drilling is completed, LSBC 5 continues to operate in the autonomous mode of well operation, and the self-elevating drilling rig 3 is removed from the point and towed to another drilling point. After the end of the operation of the cluster of wells, LSBK 5 is removed from the point of setting in the ice period. Disconnect the communications of LSBC 5 from the onshore installations and prepare the LSBC 5 for ascent. After the ascent, the LSBK 5 is held in tow and transported to a given point. Then make the dismantling of the belt of ice protection 8 and provide the ascent of the underwater foundation 7 by blowing ballast tanks. The dismantled structures of LSBK 5, ice protection belts 8 and foundation 7 are towed to a predetermined point for further maintenance.

Заявляемое изобретение позволяет обеспечить круглогодичную эксплуатацию газоконденсатных месторождений на арктическом шельфе с применением неледостойких конструкций в условиях однолетних льдов вследствие использования оптимально распределенной ледовой защиты, что обеспечивает проведение как сезонных, так и круглогодичных работ. Заявляемый ледостойкий буровой комплекс характеризуется минимизированными массогабаритными характеристиками за счет отсутствия средств первичной обработки продукции скважин на комплексе, усиленной ледовой защитой и надежным свайно-гравитационным закреплением его в грунте, что обеспечивает экономическую эффективность и экологическую безопасность добычи углеводородов.The claimed invention allows for year-round operation of gas condensate fields on the Arctic shelf using non-ice-resistant structures in the conditions of annual ice due to the use of optimally distributed ice protection, which ensures both seasonal and year-round operations. The inventive ice-resistant drilling complex is characterized by minimized weight and size characteristics due to the lack of primary processing of well products on the complex, reinforced by ice protection and reliable pile-gravity fastening it in the ground, which ensures economic efficiency and environmental safety of hydrocarbon production.

Claims (24)

1. Ледостойкий буровой комплекс для освоения мелководного континентального шельфа, включающий буксируемый корпус, установленный на нем кантиливер с самоподъемной буровой установкой, проходящие через буксируемый корпус опоры для самоподъемной буровой установки, имеющие донные основания и примыкающую к ним ледовую защиту в виде охватывающего опору усеченного конуса, по меньшей мере, один блок-кондуктор с ледостойким корпусом, выполненный с возможностью стационарной установки на подводном фундаменте и имеющий верхнюю надстройку для размещения эксплуатационного оборудования, отличающийся тем, что он снабжен наружным U-образным поясом ледовой защиты, ветви которого установлены по всей длине буксируемого корпуса с зазором, сопряжены у оконечности буксируемого корпуса с примыканием к ледостойкому корпусу блок-кондуктора, при этом пояс ледовой защиты выполнен в виде свайной структуры, элементы которой установлены с образованием внутреннего и внешнего рядов равноудаленных свай и соединены распорами в шахматном порядке, причем высота внутреннего ряда свай превышает высоту внешнего ряда ледовой защиты выполнен в виде свайной структуры, элементы которой установлены с образованием внутреннего и внешнего рядов равноудаленных свай и соединены распорами в шахматном порядке, причем высота внутреннего ряда свай превышает высоту внешнего ряда.1. An ice-resistant drilling complex for the development of a shallow continental shelf, including a towed hull, a cantilever mounted on it with a self-lifting drilling rig, towers for a self-lifting drilling rig passing through a towed hull, having bottom bases and an adjacent ice protection in the form of a truncated cone covering the support, at least one conductor block with an ice-resistant casing, made with the possibility of stationary installation on an underwater foundation and having a superstructure for ra premises of operational equipment, characterized in that it is equipped with an external U-shaped ice protection belt, the branches of which are installed along the entire length of the towed hull with a gap, are mated at the tip of the towed hull adjacent to the ice-resistant casing of the conductor block, while the ice protection belt is made in the form of a pile structure, the elements of which are installed with the formation of the inner and outer rows of equally spaced piles and connected by stakes in a checkerboard pattern, with the height of the inner row of piles exceeding the height that outer row of ice protection is made in the form of a pile structure, the elements of which are installed to form the inner and outer rows of equally spaced piles and connected by stakes in a checkerboard pattern, with the height of the inner row of piles exceeding the height of the outer row. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено ботапортом, установленным с открытой стороны U-образного пояса ледовой защиты и выполненным из свай.2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a bootport mounted on the open side of the U-shaped belt of ice protection and made of piles. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опоры для самоподъемной буровой установки размещены симметрично диаметральной плоскости ледостойкого корпуса блок-кондуктора.3. The device according to claim 1, characterized in that the supports for a self-elevating drilling rig are placed symmetrically to the diametrical plane of the ice-resistant casing of the block conductor. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опоры для самоподъемной буровой установки выполнены форменными.4. The device according to claim 1, characterized in that the supports for a self-elevating drilling rig are shaped. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледовая защита опоры самоподъемной буровой установки выполнена в виде усеченного конуса с углом наклона образующей конуса к его большему основанию, преимущественно, в диапазоне 45°-60°.5. The device according to claim 1, characterized in that the ice protection of the support of the self-elevating drilling rig is made in the form of a truncated cone with an angle of inclination of the generatrix of the cone to its larger base, mainly in the range of 45 ° -60 °. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя надстройка блок-кондуктора включает площадку с вырезами, имеющими форму, ответную кантиливеру.6. The device according to claim 1, characterized in that the top superstructure of the block conductor includes a platform with cutouts having a shape that is responsive to the cantilever. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледостойкий корпус блок-кондуктора имеет обводы в форме асимметричной восьмигранной призмы.7. The device according to claim 1, characterized in that the ice-resistant casing of the block conductor has contours in the form of an asymmetric octagonal prism. 8.Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледостойкий корпус блок-кондуктора имеет обводы в форме симметричной призмы.8. The device according to claim 1, characterized in that the ice-resistant casing of the block conductor has contours in the form of a symmetrical prism. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледостойкий корпус блок-кондуктора выполнен многоярусным.9. The device according to claim 1, characterized in that the ice-resistant casing of the block conductor is multi-tiered. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледостойкий корпус блок-кондуктора выполнен металлическим.10. The device according to claim 1, characterized in that the ice-resistant casing of the block conductor is made of metal. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледостойкий корпус блок-кондуктора выполнен непотопляемым и снабжен ледостойким поясом по бортам.11. The device according to claim 1, characterized in that the ice-resistant casing of the block conductor is unsinkable and is equipped with an ice-resistant belt along the sides. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ледостойкий корпус блок-кондуктора снабжен балластными цистернами, размещенными со стороны его днищевой части.12. The device according to claim 1, characterized in that the ice-resistant casing of the block conductor is equipped with ballast tanks located on the side of its bottom. 13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в днищевой части ледостойкого корпуса блок-кондуктора выполнены окантовка и углубление для посадки на фундамент.13. The device according to claim 1, characterized in that in the bottom of the ice-resistant casing of the block-junction box is made edging and a recess for landing on the foundation. 14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхней части подводного фундамента установлен выступ-ловитель для посадки ледостойкого корпуса блок-кондуктора.14. The device according to claim 1, characterized in that in the upper part of the underwater foundation there is a protrusion catcher for landing an ice-resistant casing of the block conductor. 15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обводы подводного фундамента и ледостойкого корпуса блок-кондуктора подобны.15. The device according to claim 1, characterized in that the contours of the underwater foundation and the ice-resistant casing of the block conductor are similar. 16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводный фундамент выполнен со сквозным отверстием.16. The device according to claim 1, characterized in that the underwater foundation is made with a through hole. 17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводный фундамент снабжен средствами погружения-всплытия в виде балластных цистерн.17. The device according to claim 1, characterized in that the underwater foundation is equipped with immersion and ascent in the form of ballast tanks. 18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводный фундамент установлен на свайных опорах.18. The device according to claim 1, characterized in that the underwater foundation is installed on pile supports. 19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части подводного фундамента выполнены ребра для заглубления в грунт.19. The device according to claim 1, characterized in that in the lower part of the underwater foundation made ribs for deepening into the ground. 20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводный фундамент снабжен средствами буксировки и захватами для крепления ледостойкого корпуса блок-кондуктора.20. The device according to claim 1, characterized in that the underwater foundation is equipped with towing means and grips for mounting the ice-resistant casing of the block conductor. 21. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подводный фундамент имеет высоту в соответствии с рабочими глубинами на акватории.21. The device according to claim 1, characterized in that the underwater foundation has a height in accordance with the working depths in the water. 22. Устройство до п.1, отличающееся тем, что сваи пояса ледовой защиты укреплены в грунте дна акватории.22. The device to claim 1, characterized in that the piles of the belt of ice protection are reinforced in the soil of the bottom of the water area. 23. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пояс ледовой защиты для зоны арктического шельфа выполнен, в частности, из свай диаметром 2 м, установленных с интервалом 10 м в рядах, расстояние между которыми составляет 6 м, при высоте свай внутреннего ряда 17 м, а внешнего ряда 14,5 м.23. The device according to claim 1, characterized in that the ice protection belt for the Arctic shelf zone is made, in particular, of piles with a diameter of 2 m, installed at intervals of 10 m in rows, the distance between which is 6 m, with the height of the piles of the inner row 17 m, and the outer row 14.5 m. 24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор между буксируемым корпусом и внутренним рядом свай пояса ледовой защиты превышает 2 м. 24. The device according to claim 1, characterized in that the gap between the towed hull and the inner row of piles of the ice protection belt exceeds 2 m.
RU2008138360/03A 2008-09-18 2008-09-18 Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development RU2382849C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138360/03A RU2382849C1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138360/03A RU2382849C1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2382849C1 true RU2382849C1 (en) 2010-02-27

Family

ID=42127837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008138360/03A RU2382849C1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2382849C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478057C2 (en) * 2011-06-17 2013-03-27 Публичное акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Коралл" Ice-resistant drilling facilities for development of shallow marine continental shelf, and formation method of ice-resistant drilling facilities for development of shallow marine continental shelf
WO2014182278A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-13 C-Snake Defense Products Llc Defense barrier: blue scimitar, white scimitar
RU2532941C1 (en) * 2013-08-20 2014-11-20 Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" Method of engineering protection of fpu platform from ice events in conditions of arctic shelf
RU2620816C1 (en) * 2016-03-29 2017-05-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Self-lifting drilling ice-resistant plant
CN110040223A (en) * 2018-01-15 2019-07-23 中集海洋工程研究院有限公司 Iceproof semisubmersible platform
RU2739616C1 (en) * 2020-07-17 2020-12-28 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Коралл" Ice-resistant drilling complex for development of shallow-water continental shelf

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478057C2 (en) * 2011-06-17 2013-03-27 Публичное акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Коралл" Ice-resistant drilling facilities for development of shallow marine continental shelf, and formation method of ice-resistant drilling facilities for development of shallow marine continental shelf
WO2014182278A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-13 C-Snake Defense Products Llc Defense barrier: blue scimitar, white scimitar
RU2532941C1 (en) * 2013-08-20 2014-11-20 Открытое Акционерное Общество "Фундаментпроект" Method of engineering protection of fpu platform from ice events in conditions of arctic shelf
RU2620816C1 (en) * 2016-03-29 2017-05-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Self-lifting drilling ice-resistant plant
CN110040223A (en) * 2018-01-15 2019-07-23 中集海洋工程研究院有限公司 Iceproof semisubmersible platform
RU2739616C1 (en) * 2020-07-17 2020-12-28 Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Коралл" Ice-resistant drilling complex for development of shallow-water continental shelf

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5558467A (en) Deep water offshore apparatus
CN109312552B (en) Unit and method for providing seabed support of shallow water drilling terminal
RU2555976C2 (en) Jack-up drilling rig with two derricks for operation under ice conditions
CN107075824B (en) Seabed terminal for offshore activities
CN108884647B (en) Shallow water base structure and method for installing a shallow water base structure
RU2382849C1 (en) Ice resistant drilling complex for shallow continental shelf development
US4451174A (en) Monopod jackup drilling system
CA2980959C (en) Gravity-based foundation for the installation of offshore wind turbines
EA002582B1 (en) Offshore caisson
DK171998B1 (en) Procedure for installing a marine structure
US3958426A (en) Offshore harbor tank and installation
CA1242082A (en) Deep water mobile submersible arctic structure
US8303212B2 (en) Boom mooring system
NO20120963A1 (en) Platform for controlled enclosing of hydrocarbons.
CA1156477A (en) Method and apparatus for constructing an artificial island
RU2499098C2 (en) Ice-resistant self-lifting platform for freezing shallow water and method of its installation
CN107585269B (en) Seawater three-dimensional oil tank platform, system and construction method thereof
RU2564711C2 (en) Self-elevating drilling offshore unit of ice class with single conic pile-supported leg and adjusting seats
RU2064553C1 (en) Immersed movable caisson provided with ice resistance for sea oil well drilling in arctic
US3965688A (en) Underwater structures, in particular for underwater drilling operations
CN110607799A (en) Multifunctional caisson foundation structure and burial depth control method thereof
RU2574484C2 (en) Marine platform for controlled hydrocarbon localising
RU2766712C1 (en) Improved ice-resistant support block of offshore drilling platform
Gross A Method of Drilling in Deep Water
NO860987L (en) DIVERSE WATER PLATFORM FOR WATER WATER WITH IS.

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 6-2010

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120919