RU2641562C2

RU2641562C2 - Отсоединяемое якорное устройство, содержащее зажимные собачки

Info

Publication number: RU2641562C2
Application number: RU2016104561A
Authority: RU
Inventors: Кристиан Раймон БОДЮЭН; Жан-Ив Сильвэн ТОДЖИАНИ; Жан Пьер БЕНУА; Жером ПЕРРЭН
Original assignee: Сингл Бой Мурингс Инк.
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2018-01-18
Also published as: EP3019392A1; CA2917655A1; US20160185428A1; RU2016104561A; AP2016008984A0; US9963205B2; CA2917655C; EP3019392B1; WO2015003754A1

Abstract

Изобретения относятся к судну, содержащему якорную конструкцию, к системе фиксации буя и к якорному узлу, содержащему: якорный буй (6), имеющий центральную ось, верхнюю кольцевую часть (200), образующую верхнюю упорную поверхность (202); якорную конструкцию (3), содержащую полость (5), имеющую стенку, и выполненную с возможностью приема якорного буя (6), и систему (7) фиксации буя, расположенную рядом с полостью (5) для взаимодействия с верхней кольцевой частью (200) для фиксации якорного буя (6) к турельной якорной конструкции (6) и содержащую, по меньшей мере, два устройства (10) фиксации, прикрепленных к якорной конструкции (3). Каждое устройство (10) фиксации имеет фиксирующую собачку (106), присоединенную к элементу (110), создающему усилие, для аксиального смещения и приложения усилия, направленного вверх, к верхней упорной поверхности (202). Якорный буй (6) содержит нижнюю упорную поверхность (203), расположенную на осевом расстоянии от верхней упорной поверхности (202) под ней. Система (7) фиксации содержит элемент (107, 208) для взаимодействия, расположенный аксиально ниже фиксирующей собачки (106) и предназначенный для взаимодействия с нижней упорной поверхностью (203) и приложения к ней усилия, направленного вниз. Буй в местах (201), находящихся аксиально выше верхней упорной поверхности (202) расположен с осевым зазором (D) от стенки полости, так что осевые усилия, действующие на буй, передаются к турельной якорной конструкции (6) по существу только в местах расположения фиксирующей собачки (106) и элемента (107, 208) для взаимодействия. Достигается уменьшение нагрузки на устройство фиксации и эффективность применения водонепроницаемого уплотнения между буем и стенкой полости якорного крепления. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к якорному узлу, содержащему:

- якорный буй, имеющий центральную ось, верхнюю кольцевую часть, образующую верхнюю упорную поверхность;

- якорную конструкцию, содержащую полость со стенкой полости, расположенной с возможностью приема якорного буя, и

систему фиксации буя, расположенную рядом с полостью для контактного взаимодействия с верхней кольцевой частью для фиксации якорного буя относительно турельной якорной конструкции и содержащую, по меньшей мере, два устройства фиксации, прикрепленных к якорной конструкции, при этом каждое устройство фиксации имеет фиксирующую собачку, присоединенную к элементу, создающему усилие, для аксиального смещения и приложения усилия, направленного вверх, к верхней упорной поверхности.

Изобретение также относится к устройству фиксации, к конструкции, такой как предварительно собранная турель, и к судну, содержащему якорную конструкцию и систему фиксации буя в соответствии с изобретением.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Турельные якорные узлы известны на судах для добычи и/или обработки углеводородов и содержат якорный буй и турельную якорную конструкцию. Якорный буй заякоривают на морском дне посредством якорных лап. Турельная якорная конструкция, предусмотренная на судне, имеет полость для приема якорного буя и одно или более устройств фиксации буя, предназначенных для фиксации якорного буя в полости.

Турельная якорная конструкция может представлять собой внутреннюю турельную якорную конструкцию или внешнюю турельную якорную конструкцию. Внутренняя турельная якорная конструкция предусмотрена внутри корпуса судна в так называемой шахте для спуска и подъема оборудования/буровой шахте. Полость образована в виде проема в днище или рядом с днищем судна, который обращен вниз. Внешняя турельная якорная конструкция предусмотрена снаружи корпуса судна. Внешняя турель зафиксирована посредством соответствующих соединительных элементов в положении за бортом у носа или кормы судна.

Якорный буй может быть перемещен вверх и вниз, то есть из положения удерживания на безопасном расстоянии ниже поверхности воды (например, на глубине 30–200 метров) в положение крепления, близкое к поверхности или у поверхности воды, в котором он может быть вставлен в полость.

Турельная якорная конструкция сама присоединена к судну, но выполнена с возможностью поворота относительно судна, что позволяет судну менять ориентацию под действием ветра, волн, течений и дрейфующего льда. Турельная система якорного крепления может быть отсоединена и снова присоединена при необходимости, в результате чего обеспечивается отсоединяемая турельная система якорного крепления.

Турельная система якорного крепления содержит систему перемещения текучих сред для обеспечения возможности транспортировки углеводородов, таких как нефть или газ, например, путем создания проточного канала между судном и подводной скважиной посредством турельной системы якорного крепления и якорного буя.

Турельная якорная конструкция может содержать первую часть системы перемещения текучих сред, и якорный буй может содержать вторую часть системы перемещения текучих сред. Турельная якорная конструкция может содержать манифольд турели, и якорный буй может содержать манифольд буя, при этом каждый из обоих манифольдов содержит, по меньшей мере, один трубопровод. Манифольды турели и буя являются сопрягающимися, так что трубопроводы манифольда турели могут быть соединены с соответствующими трубопроводами манифольда буя в системе перемещения текучих сред для создания проточного канала.

Во время соединения якорного буя с турельной якорной конструкцией якорный буй фиксируют в положении фиксации относительно турельной якорной конструкции внутри полости.

В соответствии с уровнем техники в области турельных систем якорного крепления центрирование якорного буя относительно турели выполняют во время фиксации якорного буя в полости турельной якорной конструкции.

В Международных патентных заявках WO 1993011030 – WO 1993011035 раскрыты фиксирующие механизмы турельной якорной конструкции, содержащие множество фиксирующих пальцев, распределенных вокруг кольцевого фиксирующего уступа буя, для фиксации наружного элемента якорного буя с возможностью отсоединения в приемном пространстве. Механизм содержит две фиксирующие собачки, которые приводятся в действие посредством гидравлической системы и выполнены с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей с диаметрально противоположных сторон приемного пространства. При желании может быть предусмотрено более двух фиксирующих собачек. Гидравлические исполнительные механизмы, предназначенные для приведения в действие фиксирующих собачек, могут представлять собой, например, гидравлические цилиндры. При приведении в действие фиксирующих собачек они будут поворачиваться в вертикальной плоскости для входа в контактное взаимодействие с обращенным вниз, упорным краем верхнего конического элемента.

В международной патентной заявке WO 2001089919 раскрыт механизм для фиксации элемента с возможностью отсоединения относительно основания, в особенности для фиксации буя в открытом вниз, приемном пространстве в плавучем основании. Механизм содержит установленный с возможностью поворота, фиксирующий рычаг, который выполнен с возможностью поворота между положением расфиксации и положением фиксации, в котором упорный край на фиксирующем рычаге находится в контактном взаимодействии с упорным краем на элементе, подлежащем фиксации, рычажный механизм, который подсоединен между фиксирующим рычагом и основанием и который в положении фиксации находится в положении самофиксации над центром, и приводное средство, предназначенное для приведения в действие рычажного механизма. Рычажный механизм содержит регулируемый по длине, первый соединительный элемент, который выполнен с возможностью выдвигания из исходного положения, в котором фиксирующий рычаг находится близко к его положению фиксации, для обеспечения тем самым дополнительного поворота фиксирующего рычага в положение окончательной фиксации для достижения заданного усилия предварительного натяга в зоне контактного взаимодействия между упорными краями фиксирующего рычага и элемента. Первый соединительный элемент предпочтительно представляет собой гидравлический цилиндр, имеющий поршневой шток, один конец которого присоединен к фиксирующему рычагу.

Из документа WO 2010/081826 известен турельный якорный узел в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. Верхняя краевая часть известного буя, служащего опорой для райзеров, введена в контактное взаимодействие с некоторым числом фиксирующих элементов с гидравлическим приводом, которые обеспечивают приложение усилия, направленного вверх, к бую. Верхняя краевая часть известного буя зажата в направлении вверх у упорного кольца приемной полости. Верхняя краевая часть буя является очень жесткой, и все нагрузки на буй передаются турели посредством фиксирующих элементов. Циклическое нагружение фиксирующих элементов может привести к уменьшенному сроку службы до усталостного разрушения и неправильному срабатыванию фиксирующих элементов. Кроме того, в известной фиксирующей конструкции деформации между верхней частью буя и приемной полостью могут быть относительно большими, что приводит к затруднениям при применении водонепроницаемого уплотнения между верхней частью буя и стенкой полости.

Следовательно, задача настоящего изобретения состоит в разработке системы якорного крепления, которая позволяет преодолеть один или более недостатков предшествующего уровня техники. В частности, задача изобретения состоит в разработке системы якорного крепления, в которой нагрузки на устройство фиксации уменьшены.

Задача изобретения также состоит в разработке системы якорного крепления, которая обеспечивает возможность эффективного применения водонепроницаемого уплотнения между буем и стенкой полости.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

При этом система якорного крепления в соответствии с изобретением отличается тем, что:

- якорный буй содержит нижнюю упорную поверхность, расположенную на некотором осевом расстоянии от верхней упорной поверхности под ней;

- система фиксации содержит элемент для контактного взаимодействия, расположенный в аксиальном направлении ниже фиксирующей собачки и предназначенный для контактного взаимодействия с нижней упорной поверхностью и приложения к ней усилия, направленного вниз;

- при этом буй в местах, находящихся в аксиальном направлении над верхней упорной поверхностью, расположен с осевым зазором (D) по отношению к стенке полости, так что осевые усилия, действующие на буй, передаются к турельной якорной конструкции по существу только в местах расположения фиксирующей собачки и элемента для контактного взаимодействия.

Поскольку буй - в частности, верхняя кольцевая часть буя - в соответствии с изобретением притягивается к элементу для контактного взаимодействия, достигается упругое предварительное нагружение буя и создается сравнительно длинный путь нагружения. Когда усилия, действующие на буй в направлении вниз, увеличиваются, данные увеличенные усилия создают сначала эффект уменьшения контакта в зоне предварительного натяга между буем и элементом для контактного взаимодействия, при этом только меньшая часть дополнительной нагрузки воспринимается фиксирующей собачкой. Это означает, что внутренние части системы фиксации подвергаются воздействию уменьшенных амплитуд усталостной нагрузки. Изменяющееся усилие предварительного натяга между системой фиксации и буем не вносит существенного вклада в воздействия усталостных нагрузок на буй или на систему фиксации.

В одном варианте осуществления якорного узла в соответствии с изобретением элемент для контактного взаимодействия содержит горизонтальную кольцеобразную поверхность, на которой имеется кольцеобразный уплотнительный элемент для предотвращения проникновения воды вдоль пространства между нижней упорной поверхностью и элементом для контактного взаимодействия.

Уменьшенное предварительное нагружение элемента для контактного взаимодействия приводит к тому, что элемент для контактного взаимодействия остается в контакте с нижней упорной поверхностью буя, так что уплотнение эффективно функционирует в условиях статического уплотнения, которые могут легко поддерживаться. При действии очень больших вертикальных нагрузок расстояние между нижней упорной поверхностью буя и предназначенным для контактного взаимодействия элементом на турели также будет составлять не более нескольких миллиметров, при этом указанный зазор может быть перекрыт посредством упругого расширения уплотнения.

Кольцеобразная поверхность может быть расположена на большем радиальном расстоянии от центральной оси, чем фиксирующая собачка, так что образуется конструкция с уступом, на котором может быть размещено кольцевое уплотнение.

Фиксирующая собачка может быть выполнена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, при этом элемент, создающий усилие, содержит гидравлический силовой цилиндр, выполненный с возможностью перемещения в аксиальном направлении. Каждый гидравлический силовой цилиндр может быть соединен с агрегатом высокого давления, таким как аккумулятор или нагнетательный насос, который имеет компактные размеры, для автономного приведения в действие одного устройства фиксации независимо от остальных устройств фиксации. Агрегат высокого давления может быть использован в качестве резервного для обеспечения быстрого отсоединения устройств фиксации в случае критической ситуации.

В предпочтительном варианте осуществления агрегат высокого давления для каждого устройства фиксации смонтирован на гидравлическом силовом цилиндре каждого соответствующего гидравлического силового агрегата для последующих поворотных движений гидравлического силового цилиндра. Таким образом, не требуется применения никаких гибких шлангов для подачи текучей среды высокого давления во время выдвигания и втягивания поршневого штока гидравлического силового цилиндра.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления будут описаны далее только в качестве примера со ссылкой на сопровождающие схематические чертежи, на которых соответствующие ссылочные позиции обозначат соответствующие компоненты и в которых:

- фиг. 1а показывает схематический чертеж турельной системы якорного крепления, предусмотренной на судне;

- фиг. 1b показывает увеличенное изображение выбранной рамки на фиг. 1А;

- фиг. 2 показывает вид в перспективе одного варианта осуществления устройства фиксации в соответствии с настоящим изобретением;

- фиг. 3 показывает сечение устройства фиксации по фиг. 2;

- фиг. 4а схематически показывает устройство фиксации во время первой стадии установки буя в заданном положении в турели;

- фиг. 4b схематически показывает устройство фиксации во время последней стадии установки буя в заданном положении в турели;

- фиг. 5а и 5b схематически показывают устройство фиксации в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

- фиг. 6 схематически показывает устройство фиксации в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На нижеуказанных фигурах одни и те же ссылочные позиции относятся к аналогичным или идентичным компонентам на каждой из фигур.

Фиг. 1а-1b показывают схематические чертежи турельной системы 1 якорного крепления, предусмотренной на судне 2, которое, например, может представлять собой плавучую систему добычи (floating production unit - FPU), или плавучую систему добычи, хранения и отгрузки (floating production, storage and offloading unit - FPSO), или плавучую систему хранения и отгрузки (floating storage and offloading unit - FSO). Судно 2 содержит корпус 16, имеющим рядом с днищем 17 шахту 18 для спуска и подъема оборудования. Подъемное устройство 26 размещено на турельной якорной конструкции 3, содержащей трос 19, показанный на фиг. 1а-b и 2, который проходит через центральный вал 24, предусмотренный в якорном буе 6. Кроме того, судно 2 содержит турельную систему 1 якорного крепления, при этом турельная система 1 якорного крепления подвешена с возможностью поворота к корпусу 16 судна 2. Турельная система 1 якорного крепления содержит турельную якорную конструкцию 3 внутри шахты 18 для спуска и подъема оборудования.

Несущая система 21 турели обеспечивает соединение турельной якорной конструкции 3 с судном 2 и выравнивание турельной якорной конструкции 3 относительно судна 2. Турельная система 1 якорного крепления в целом подвешена к судну 2 с возможностью поворота. Турельная система 1 якорного крепления может поворачиваться относительно судна 2 для обеспечения возможности изменения ориентации судна 2 после присоединения к якорному бую 6 или ориентации турельной системы 1 якорного крепления относительно якорного буя 6 при отсутствии необходимости изменения положения судна 2.

Кроме того, турельная система 1 якорного крепления может содержать промежуточный соединительный элемент 4. Подобный промежуточный соединительный элемент 4 выполнен и расположен с возможностью поворота вместе с якорным буем 6 относительно турельной якорной конструкции 3, то есть после фиксации якорного буя 6 внутри полости 5, так что предназначенные для текучих сред трубопроводы из трубопроводов манифольда турели и трубопроводов манифольда буя могут быть выровнены друг относительно друга. Промежуточный соединительный элемент 4 в случае его наличия расположен между турельной якорной конструкцией 3 и якорным буем 6. После отсоединения якорного буя 6 промежуточный соединительный элемент 4 останется присоединенным к турельной якорной конструкции 3.

Турельная якорная конструкция 3 содержит полость 5, предназначенную для приема якорного буя 6. В альтернативном варианте осуществления (непоказанном) полость 5 может быть «присоединена» непосредственно к промежуточному соединительному элементу 4 в случае его наличия. Якорный буй 6 несет анкерную систему 27, которая может содержать, по меньшей мере, одну лапу 22, которая присоединена к морскому дну 23. Якорный буй 6 выполнен с возможностью его вставки в полость 5 для соединения с турельной якорной конструкцией 3.

Турельная якорная конструкция 3 содержит систему 7 фиксации буя, содержащую некоторое число устройств 10 фиксации буя, которые могут быть распределены по окружности вокруг полости и предназначены для фиксации якорного буя 6 внутри полости 5. Один вариант осуществления устройства 10 фиксации буя описан со ссылкой на фиг. 2-7. Система 7 фиксации буя показана только схематически на фиг. 1а-b.

Турельная якорная конструкция 3 содержит манифольд 8 турели, который после выравнивания может быть присоединен к соответствующему манифольду 9 буя для создания проточного канала для текучих сред между турельной якорной конструкцией 3 и якорным буем 6.

Когда якорный буй 6 входит в полость 5, якорный буй 6 предварительно центрируется в полости 5 благодаря его конической форме и кранцам 11 на внутренней стороне полости 5 и благодаря усилию натяжения в тросе лебедки подъемного устройства 26, предназначенном для повторного подсоединения. Кранцы 11 служат только для поддержания заданного положения буя в радиальном направлении относительно стенки полости и никоим образом не оказывают отрицательного воздействия на перемещение буя 6 вверх и вниз внутри полости 5. С верхней стороны буя 6 поддерживается зазор с шириной D между буем и стенкой полости, при этом данная ширина может составлять один или несколько миллиметров. По существу никакие усилия, действующие в вертикальном направлении вверх, не передаются от буя к полости компонентами буя, которые расположены над устройствами 10 фиксации буя.

При приближении к устройствам 10 фиксации верхняя кольцевая часть 200 буя, поднятая вверх посредством лебедки, входит в контакт с устройствами 10 фиксации. Когда центрирование будет завершено, устройства фиксации закрываются и зажимают верхнюю кольцевую часть 200 буя в турельной якорной конструкции 3.

После выравнивания манифольдов с трубопроводами для текучих сред и фиксации турели относительно присоединенного буя 6 канал для перемещения текучих сред может быть создан между манифольдами турели и буя.

- Фиг. 2 показывает вид в перспективе одного варианта осуществления устройства фиксации в соответствии с настоящим изобретением.

Устройство 10 фиксации содержит первую опорную раму 100 и вторую опорную раму 102. Кроме того, устройство 10 фиксации содержит фиксирующую собачку 106, которая приводится в действие посредством основного гидравлического силового цилиндра 110.

В данном варианте осуществления первая опорная рама 100 является по существу Т-образной и присоединена к турельной якорной конструкции посредством неподвижных нижней и боковых опор 120 и 122, которые расположены на двух по существу перпендикулярных концах Т-образной первой опорной рамы. Соединение между первой опорной рамой 100 и неподвижными опорами может быть выполнено соответственно посредством осей 121 и 123.

Вторая опорная рама 102 представляет собой по существу удлиненную раму, которая имеет первый конец, который присоединен с возможностью поворота к первой опорной раме посредством общей оси 104, которая расположена в первой опорной раме на некотором расстоянии в вертикальном направлении от неподвижной нижней опоры 120 над ней.

Фиксирующая собачка 106 присоединена с возможностью поворота к первой опорной раме 100 на общей оси 104. Центрирующая собачка 108 присоединена к первой опорной раме 100 на специально приспособленной оси 125, которая расположена на некотором расстоянии в вертикальном направлении от общей оси над ней.

Фиксирующая собачка 106 расположена на свободном конце 124 первой опорной рамы 100, то есть на конце первой опорной рамы, который не присоединен к неподвижным нижней или боковой опорам 120, 122.

Второй конец второй опорной рамы 102 присоединен с возможностью поворота к одному концу основного гидравлического силового цилиндра 110 посредством оси 128.

Противоположный конец гидравлического силового цилиндра 110 присоединен с возможностью поворота к фиксирующей собачке 106 посредством шарнира 132. Конструкция гидравлического силового цилиндра и фиксирующей собачки описана более подробно со ссылкой на фиг. 3. Гидравлический силовой блок (HPU) 90 установлен на гидравлическом силовом цилиндре 110 с возможностью поворота вместе с силовым цилиндром, как можно ясно видеть на фиг. 3.

Кроме того, устройство фиксации содержит на второй опорной раме 102 резервный (гидравлический) силовой цилиндр 140 разжима, который обеспечивает разъемное соединение между второй опорной рамой и первой опорной рамой в месте, соседнем с неподвижной боковой опорой 122.

Одна или более осей 104, 121, 122, 125, 128 устройства 10 фиксации предпочтительно снабжены втулками с низким коэффициентом трения.

Гидравлический силовой цилиндр на каждом отдельном устройстве фиксации может быть приведен в действие посредством специально предназначенного для него гидравлического силового блока, при этом гидравлический силовой блок встроен в конструкцию устройства фиксации (то есть смонтирован на силовом цилиндре и соединен по текучей среде с цилиндром посредством жесткого трубопровода вместо соединения по текучей среде на некотором расстоянии посредством гибкого трубопровода). Это имеет преимущество, заключающееся в наличии автономного устройства фиксации, образующего узел, представляющий собой один блок, который является полнокомплектным, и требуется только установить его на месте.

- Фиг. 3 показывает сечение устройства фиксации по фиг. 2.

Гидравлический силовой цилиндр 110 присоединен с возможностью поворота к выдвижному рычагу 109 фиксирующей собачки 106 посредством шарнира 132, так что изменение длины гидравлического силового цилиндра вызывает поворот фиксирующей собачки 106 вокруг общей оси 104. На фиг. 3 гидравлический силовой цилиндр показан в его выдвинутом положении при фиксирующей собачке 106, находящейся в положении зажима якорного буя (непоказанного). В данном положении зажима буй зажат в вертикальном направлении посредством фиксирующей собачки 106 относительно нижнего элемента 107 (см. фиг. 4с; фиг. 6) или 108 (см. фиг. 5b) для контактного взаимодействия или на турели без прилегания верхней поверхности 201 буя к опорной раме 100 или любым другим частям стенки полости, так что осуществляется предварительное нагружение буя относительно сравнительно упругого элемента для контактного взаимодействия и предотвращается воздействие максимальных нагрузок на фиксирующую собачку 6.

Резервный силовой цилиндр 140 разжима показан на фиг. 3 в соединенном положении, при этом он имеет шток 141 для разжима, прикрепленный ко второй опорной раме и расположенный в элементе 142 с отверстием для фиксации, присоединенном к первой опорной раме, для образования разъемного соединения 141, 142. Резервный силовой цилиндр разжима выполнен в виде расфиксируемого фиксатора, который может «разрушить» разъемное соединение в случае неправильного срабатывания устройства фиксации (или в критической ситуации), находящегося в положении зажима. При разъединении разъемного соединения вторая опорная рама 102 может поворачиваться относительно первой опорной рамы вокруг общей оси. Поскольку ось поворота (общая ось) второй опорной рамы совпадает с осью 104 поворота фиксирующей собачки 106, фиксирующая собачка будет соответственно поворачиваться в открытое положение для разжима буя.

На фиг. 4а устройство 10 фиксации показано схематически во время первого этапа установки буя 6 в заданном положении в турельной якорной конструкции 3.

Якорный буй 6 содержит верхнюю кольцевую часть 200, которая имеет верхний край или верхнюю поверхность 201 и нижний край 202.

Фиг. 4b схематически показывает устройство фиксации во время соединения буя 6 в полости 5 турели в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

В данном варианте осуществления якорный буй 6 содержит кольцевую часть 200 в верхней части буя, которая вставляется в турель. Кольцевая часть выполнена с первой упорной поверхностью 202 и второй упорной поверхностью 203, расположенной на некотором расстоянии от первой упорной поверхности и параллельно первой упорной поверхности.

Система 7 фиксации буя содержит, по меньшей мере, одно устройство 10 фиксации, которое в первой опорной раме 100 содержит поворачиваемую фиксирующую собачку 106 и нижний элемент 107 для контактного взаимодействия. В устройстве 10 фиксации фиксирующая собачка 106 и нижний элемент 107 для контактного взаимодействия расположены на некотором расстоянии друг от друга, определяемом в вертикальном направлении.

Поворачиваемая фиксирующая собачка 106 выполнена и расположена с возможностью контактного взаимодействия с верхней упорной поверхностью 202, выполненной на кольцевой части 200 якорного буя 6. Верхняя упорная поверхность является кольцеобразной и расположена в верхней зоне кольцевой части. Таким образом, контактирующая поверхность фиксирующей собачки может входить в контактное взаимодействие с первой упорной поверхностью за счет перемещения вверх.

Нижняя упорная поверхность 203 расположена ниже верхней упорной поверхности 202. Предназначенный для контактного взаимодействия элемент 107 устройства фиксации может быть пассивным и может входить в контактное взаимодействие с нижней упорной поверхностью 203 якорного буя 6, при этом перемещение фиксирующей собачки вверх фактически обеспечивает «притягивание» нижней упорной поверхности 203 к контактирующей поверхности элемента 107 для контактного взаимодействия. Кольцевой уплотнительный элемент 109 может быть прикреплен к элементу 107 для контактного взаимодействия для предотвращения проникновения воды вдоль элемента для контактного взаимодействия. Элемент 107 для контактного взаимодействия может быть выполнен в виде неподвижного амортизатора.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 5а, якорный буй 6 содержит кольцевую часть 200 в верхней части буя, которая вставляется в турель. Кольцевая часть выполнена с первой упорной поверхностью 203 и второй упорной поверхностью 203, расположенной на некотором расстоянии от первой упорной поверхности и параллельно первой упорной поверхности.

Система 7 фиксации буя содержит, по меньшей мере, одно устройство 10 фиксации, которое в первой опорной раме 100 содержит поворачиваемую верхнюю фиксирующую собачку 106 и элемент 208, представляющий собой нижнюю центрирующую собачку. В устройстве 10 фиксации фиксирующая собачка 106 и нижняя центрирующая собачка 208 расположены на некотором расстоянии друг от друга, определяемом в вертикальном направлении. Нижняя центрирующая собачка 208 выполнена и расположена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 209 между нижним положением и верхним положением. Нижняя центрирующая собачка 208 выполнена с такой конфигурацией, что в верхнем положении она блокируется от дальнейшего поворота вверх вокруг оси 209.

Поворачиваемая фиксирующая собачка 106 выполнена и расположена с возможностью контактного взаимодействия с первой упорной поверхностью 202, выполненной на кольцевой части 200 якорного буя 6. Первая упорная поверхность является кольцеобразной и расположена в верхней зоне кольцевой части. Таким образом, контактирующая поверхность фиксирующей собачки 106 может входить в контактное взаимодействие с первой упорной поверхностью за счет перемещения вверх.

Перед контактом со второй упорной поверхностью 203 буя 6 нижняя центрирующая собачка 208 находится в открытом положении, в котором она свободно поворачивается, и выполнена с конфигурацией, обеспечивающей возможность входа в контакт и контактного взаимодействия со второй упорной поверхностью 203, и после входа в контакт она может быть повернута вверх вместе с перемещающимся вверх буем 6.

Во время перемещения второй упорной поверхности 203 вверх нижняя центрирующая собачка 208 поворачивается вверх до тех пор, пока не будет достигнуто верхнее положение и дальнейший поворот не будет заблокирован. В этом верхнем положении перемещение поверхности буя вверх прекращается.

Перемещение фиксирующей собачки 106 вверх может обеспечить увеличение расстояния между фиксирующей собачкой и нижней центрирующей собачкой 208, в результате чего вторая упорная поверхность фактически «притягивается» к контактирующей поверхности нижней центрирующей собачки 208. Таким образом, буй зажимается относительно устройства 10 фиксации.

В зажатом положении расстояние между контактирующей поверхностью поворачиваемой фиксирующей собачки 106 и контактирующей поверхностью нижней центрирующей собачки 208 по существу соответствует расстоянию между второй упорной поверхностью 203 и первой упорной поверхностью 202 якорного буя.

Контактирующие поверхности устройства фиксации могут обеспечивать приложение соответствующих усилий к первой и второй упорным поверхностям 202, 203 для создания усилия зажима для удерживания якорного буя 6 в заданном положении.

Фиг. 6 схематически показывает устройство фиксации в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

В данном варианте осуществления система 7 фиксации буя содержит, по меньшей мере, одно устройство 10 фиксации с первой опорной рамой 100, которая присоединена к турельной якорной конструкции 205 посредством опорного элемента 206, и устройство 10 фиксации содержит поворачиваемую фиксирующую собачку 106. Буй 6 имеет кольцевую упорную поверхность 203, которая посредством гибкого кольцевого уплотнения 6 «притягивается» к турельной конструкции 205 за счет перемещения фиксирующей собачки 106 вверх.

Claims

1. Якорный узел, содержащий:

- якорный буй (6), имеющий центральную ось, верхнюю кольцевую часть (200), образующую верхнюю упорную поверхность (202);

- якорную конструкцию (3), содержащую полость (5), имеющую стенку, и выполненную с возможностью приема якорного буя (6), и

- систему (7) фиксации буя, расположенную рядом с полостью (5) для взаимодействия с верхней кольцевой частью (200) для фиксации якорного буя (6) к турельной якорной конструкции (6) и содержащую, по меньшей мере, два устройства (10) фиксации, прикрепленных к якорной конструкции (3), при этом каждое устройство (10) фиксации имеет фиксирующую собачку (106), присоединенную к элементу (110), создающему усилие, для аксиального смещения и приложения усилия, направленного вверх, к верхней упорной поверхности (202), отличающийся тем, что:

- якорный буй (6) содержит нижнюю упорную поверхность (203), расположенную на осевом расстоянии ниже верхней упорной поверхности (202);

- система (7) фиксации содержит элемент (107, 208) для взаимодействия, расположенный аксиально ниже фиксирующей собачки (106) и предназначенный для взаимодействия с нижней упорной поверхностью (203) и приложения к ней усилия, направленного вниз;

- при этом буй в местах (201), находящихся аксиально выше верхней упорной поверхности (202), расположен с осевым зазором (D) от стенки полости, так что осевые усилия, действующие на буй, передаются к турельной якорной конструкции (6) по существу только в местах расположения фиксирующей собачки (106) и элемента (107, 208) для взаимодействия.

2. Якорный узел по п.1, в котором элемент (107) для контактного взаимодействия содержит горизонтальную кольцеобразную поверхность, на которой имеется кольцеобразный уплотнительный элемент для предотвращения проникновения воды вдоль пространства между нижней упорной поверхностью (203) и элементом (107) для контактного взаимодействия.

3. Якорный узел по п.2, в котором кольцеобразная поверхность расположена на большем радиальном расстоянии от центральной оси, чем фиксирующая собачка (106).

4. Якорный узел по любому из пп.1-3, в котором фиксирующая собачка (106) является вращаемой вокруг горизонтальной оси (104), при этом элемент, создающий усилие, содержит гидравлический цилиндр (110), выполненный с возможностью перемещения в аксиальном направлении.

5. Якорный узел по п.4, при этом гидравлический силовой блок смонтирован на гидравлическом цилиндре (110) для подачи текучей среды высокого давления в гидравлический цилиндр и для последующих поворотных перемещений гидравлического цилиндра.

6. Якорный узел по любому из пп.1-5, в котором каждое устройство (10) фиксации содержит опорную раму (100), в которой её соответствующая фиксирующая собачка (106) установлена с возможностью вращения и к которой элемент (107) взаимодействия прикреплен.

7. Система (7) фиксации для фиксации турельного якорного буя в полости турельной якорной конструкции, турельный якорный буй (6) имеет центральную ось, верхнюю кольцевую часть (200), образующую верхнюю упорную поверхность (202), нижнюю упорную поверхность (203), расположенную на осевом расстоянии ниже верхней упорной поверхности (202),

причем система (7) фиксации буя выполнена с возможностью расположения рядом с полостью (5) для взаимодействия с верхней кольцевой частью (200) для фиксации турельного якорного буя (6) к турельной якорной конструкции (3) и содержит, по меньшей мере, два устройства (10) фиксации, выполненных с возможностью прикрепления к турельной якорной конструкции (3),

при этом каждое устройство (10) фиксации имеет раму с поворачиваемой фиксирующей собачкой (106), присоединенной к гидравлическому цилиндру для аксиального смещения и приложения усилия, направленного вверх, к верхней упорной поверхности (202), и с упомянутым гидравлическим цилиндром (110), прикрепленным к раме и к фиксирующей собачке (106) для поворота фиксирующей собачки, при этом гидравлический силовой блок смонтирован на гидравлическом цилиндре (110) для подачи текучей среды высокого давления в гидравлический цилиндр и для последующих поворотных перемещений гидравлического цилиндра, и

причем система (7) фиксации буя содержит элемент (107, 208) для взаимодействия, расположенный аксиально ниже фиксирующей собачки (106) и предназначенный для взаимодействия с нижней упорной поверхностью (203) и приложения к ней усилия, направленного вниз.

8. Конструкция, имеющая систему якорного крепления и систему фиксация буя по любому из пп.1-5 или систему фиксации буя по п.7.

9. Судно, имеющее систему якорного крепления и систему фиксация буя по любому из пп.1-5 или систему фиксации буя по п.7.

10. Система добычи углеводородов, содержащая судно по п.9.