RU2714336C1 - Система подводного позиционирования устройства типа "купол" для ликвидации подводных разливов нефти - Google Patents
Система подводного позиционирования устройства типа "купол" для ликвидации подводных разливов нефти Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714336C1 RU2714336C1 RU2019119425A RU2019119425A RU2714336C1 RU 2714336 C1 RU2714336 C1 RU 2714336C1 RU 2019119425 A RU2019119425 A RU 2019119425A RU 2019119425 A RU2019119425 A RU 2019119425A RU 2714336 C1 RU2714336 C1 RU 2714336C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dome
- underwater
- anchor
- positioning
- type
- Prior art date
Links
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
- E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к подводному позиционированию несамоходной подводной техники и удержанию ее в заданных координатах, в частности специализированного устройства типа «купол» для ликвидации подводных разливов нефти. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности точного адаптивного длительного позиционирования устройства типа «купол» для ликвидации подводных разливов нефти. Для снижения энергетических затрат по сравнению с применением системы динамического позиционирования предлагается система якорного позиционирования, состоящая из якорей с гидроакустическими маяками-ответчиками, электрических лебедок глубоководного исполнения, датчиков системы контроля среды, гидроакустического маяка-ответчика «купола». Система подводного позиционирования позволяет устанавливать, удерживать и управлять перемещением специализированного устройства типа «купол» с поверхности воды с судна-носителя, находящегося в безопасной зоне (вне пожароопасной зоны действия нефтяного пятна). 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способу подводного позиционирования несамоходной подводной техники и удержания ее в заданных координатах. Известны следующие системы для удержания судна в точке:
- якорное позиционирование;
- динамическое позиционирование.
Система якорного позиционирования с точки зрения энергетических затрат на функционирование системы при длительной стоянке является наиболее предпочтительной (динамическое позиционирование предусматривает постоянные энергозатраты на функционирование судовых движителей). Как правило, якорную систему используют при постановке плавучих буровых платформ и буровых судов, эксплуатируемых на небольших глубинах.
Известен способ постановки бурового судна на якорно-швартовную систему в ледовых условиях, включающий установку якорей на морское дно судами-заводчиками якорей в симметричные относительно бурового судна точки. RU 2676927 С1, опубл. 11.01.2019 г.
При этом к концевой скобе каждой якорной связи с помощью троса-проводника прикреплен плавучий буй, что позволяет с помощью телеуправляемых подводных аппаратов привязного типа, опускаемых с бурового судна через его турель, произвести захват буя якорной связи и вместе с ним переместить якорную связь к буровому судну с последующим ее подъемом на палубу турели, отсоединением буя и наматыванием на барабан тяговой лебедки турели.
После установки всех якорных связей производят одновременную симметричную обтяжку парных якорных связей с якорями с помощью тяговых лебедок турели с последующим фиксированием якорных связей на ленточных стопорах турели.
Недостатками данного способа постановки являются:
1) на большой глубине наличие подводных течений может привести к запутыванию длинных якорных связей между собой и привязным телеуправляемым подводным аппаратом;
2) наличие длинных якорных связей потребует значительного увеличения канатоемкости и тягового усилия лебедок для спуска якорей, что приведет к разработке и установке нестандартного спускоподъемного оборудования на всех судах заводчиках;
3) данный способ предполагает якорение бурового судна без возможности позиционирования за счет изменения якорных связей;
4) способ не предусматривает позиционирование подводного объекта. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности точного адаптивного длительного позиционирования устройства типа «купол» для ликвидации подводных разливов нефти.
Система подводного позиционирования устройства типа «купол» основана на принципе якорного позиционирования и предназначена для наведения и адаптивного позиционирования устройства для локализации и сбора вытекающей под водой нефти над местом аварийной утечки. Система представляет собой функционально связанный набор технических средств (фиг.1), таких как:
- три якоря 1 и якорь-балласт 2, закрепляемый на «куполе» и выполняющий роль балласта при проведении операции погружения «купола» и роль якоря при эксплуатации. Указанные элементы системы спускаются с судна-носителя 3 при помощи спускоподъемного устройства (СПУ) последовательно и устанавливаются в заданные точки с учетом воздействия подводных течений (на фиг.1 - направленные стрелки).
- пять гидроакустических маяков-ответчиков 4, четыре из которых расположены в буях 5, закрепленных на каждом якоре, и один на «куполе» 6.
- четыре электрические лебедки глубоководного исполнения 7 с синтетическим тросом 8, установленные равномерно по периметру «купола» в четырех направлениях.
- датчики системы контроля среды и подводный блок системы управления.
Спуск системы осуществляется с одного судна-носителя, оснащенного специальным спускоподъемным устройством. При этом судно находится на безопасном расстоянии от зоны разлива нефти (на фиг. 1 - темный участок).
Контролирование операций спуска, постановки и функционирования системы производится с привлечением возможностей комплекса телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА) 9, размещаемого на том же судне.
Управление системой осуществляется с поста управления, расположенного на судне-носителе. Энергообеспечение, управляющие и информационные сигналы передаются между пунктом управления судна-носителя и аппаратурой управления «купола» по кабель-тросу 10.
Позиционирование «купола» может производиться на больших глубинах. Канатоемкость лебедок подобрана исходя из условия размещения «купола» над различным устьевым оборудованием и обеспечения его постановки с поверхности моря при нахождении судна-носителя вне пожароопасной зоны действия нефтяного пятна с учетом отсутствия данных о дебите вытекающей нефти (данных о силовом воздействии потока).
Граница зоны перемещения (фиг. 2 - на чертеже обозначена
)
позволяет установить «купол» над подводным противовыбросовым оборудованием 11, в том числе и над оставшимся вертикальным участком обломленной аварийной водоотделяющей колонны 12 (райзера).
Суть изобретения заключается в раскреплении подводного объекта («купола») регулируемыми якорными связями, устанавливаемыми на донной поверхности симметрично вокруг места утечки нефти. Горизонтальные и вертикальные перемещения «купола» в заданном пространстве осуществляются путем изменения длин якорных связей при помощи установленных на «куполе» лебедок. При этом управление лебедками осуществляется дистанционно на основании показаний датчиков системы контроля среды, гидроакустических маяков ответчиков и телекамер ТНПА.
Модель использования системы следующая.
После обследования зоны разлива нефти, оценки ситуации и определения схемы постановки системы, начинается последовательный спуск трех якорей с маяками-ответчиками. Для экономии времени на выполнение спуско-подъемных операций может быть предусмотрен одновременный спуск пакета из трех якорей с возможностью подводного перемещения связи средствами ТНПА и подводной отстыковки каждого якоря от пакета.
Маяк-ответчик размещен на буе, который обладает положительной плавучестью и в подводном положении располагается над якорем на синтетическом тросе длиной, достаточной для обеспечения видимости и функционирования гидроакустического маяка-ответчика в случае заглубления якоря в ил.
Далее производится спуск «купола» с якорем-балластом. Якорь-балласт закреплен на «куполе» посредством быстроразъемного соединения и имеет связь с концом синтетического троса одной из лебедок «купола». Такое конструктивное решение обосновано следующим:
- блочное исполнение «купола» с якорем-балластом сокращает время на постановку системы;
- якорь-балласт придает отрицательную плавучесть «куполу», который сам по себе для обеспечения натяжения якорных тросов в рабочем положении обладает положительной плавучестью;
- применение якоря балласта способствует минимизации сноса «купола» с кабель-тросом от воздействия подводных течений.
После постановки «купола» с якорем-балластом на дно производится спуск разгрузочного якоря транспортировочного трубопровода системы транспортировки нефтяной смеси. ТНПА осуществляет разматывание свободного конца якорного троса с барабана лебедки «купола» до соединительного элемента сбухтованного транспортировочного трубопровода с последующим их зацеплением.
Далее, при помощи лебедок и ТНПА осуществляется подтягивание и подключение транспортировочного трубопровода к «куполу». После ТНПА производит отцепление якорного троса от транспортировочного трубопровода, его размотку и зацепление на соответствующем якоре. Аналогично производится размотка и зацепление якорной связи с другими якорями.
Далее, автоматически или с привлечением средств ТНПА производится расстыковка «купола» и якоря-балласта. За счет наличия на корпусе блоков плавучести «купол» с транспортировочным трубопроводом обладает положительной плавучестью, и после расстыковки начинает всплывать до момента натяжения якорных тросов. Держащая сила каждого якоря рассчитана на удержания «купола» с учетом силового воздействия потока вытекающей нефти и увеличения его плавучести в результате наполнения газовыми гидратами.
С судна-носителя подается команда на разматывание всех лебедок и происходит всплытие «купола» на максимальную высоту (фиг. 2 - на чертеже обозначена - max). После этого за счет выборки/травления якорных тросов производится центрирование устройства над источником утечки.
После выполнения центрирования подается команда на выбирание якорных тросов всеми четырьмя лебедками. «Купол» перемещается в промежуточное положение над источником утечки, при этом осуществляется контроль положения при помощи гидроакустических средств, телекамер ТНПА и регистрация параметров смеси датчиками системы контроля среды.
Для исключения срыва «купола» от воздействия вытекающего потока, производится запуск системы транспортировки нефтяной смеси в режиме 50% мощности.
Дальнейшее позиционирование осуществляется за счет выбирания якорных тросов методом последовательного приближения «купола» в необходимую точку. Оператор оценивает оптимальную зону расположения 13 (фиг. 2) «купола» (с точки зрения сбора наибольшего объема локализуемой нефтяной смеси) на основании обработанных данных, поступающих на мониторы поста управления с телекамер ТНПА, датчиков системы контроля среды и гидроакустических средств.
После установки в оптимальную рабочую зону, система может быть переведена в автоматический режим длительного адаптивного позиционирования, при котором управлении лебедками производится без участия оператора на основании обработанных системой управления показаний датчиков контроля среды.
Claims (4)
1. Система подводного позиционирования устройства типа «купол» для ликвидации подводных разливов нефти, основанная на принципе работы якорной системы позиционирования судов и включающая в себя якоря, электрические лебедки, отличающаяся тем, что систему используют для позиционирования подводного несамоходного устройства типа «купол», при этом устройство типа «купол» может устанавливаться в заданные координаты на больших глубинах с судна-носителя, находящегося вне пожароопасной зоны действия нефтяного пятна, а регулировку положения «купола» осуществляют дистанционно за счет изменения длин якорных связей при помощи электрических лебедок глубоководного исполнения, при этом процесс поддерживания оптимального рабочего положения «купола» сопровождается минимальными энергозатратами в автоматическом режиме по показаниям датчиков системы контроля среды и гидроакустических маяков-ответчиков.
2. Система подводного позиционирования устройства типа «купол» по п. 1, отличающаяся тем, что спуск специализированного устройства типа «купол» осуществляют вместе с закрепленным на нем якорем-балластом, отсоединение происходит на дне при помощи активации быстроразъемного устройства автоматически или средствами телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА).
3. Система подводного позиционирования устройства типа «купол» по п. 1, отличающаяся тем, что обследование подводной обстановки и выполнение подводных механических работ осуществляют средствами ТНПА, а управление системой осуществляют с пункта управления, расположенного на судне-носителе.
4. Система подводного позиционирования устройства типа «купол» по п. 1, отличающаяся тем, что определение действительного положения «купола» и зоны его оптимального рабочего положения осуществляют на основании данных, получаемых от телекамер ТНПА, датчиков системы контроля среды и гидроакустических маяков-ответчиков.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119425A RU2714336C1 (ru) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Система подводного позиционирования устройства типа "купол" для ликвидации подводных разливов нефти |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019119425A RU2714336C1 (ru) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Система подводного позиционирования устройства типа "купол" для ликвидации подводных разливов нефти |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2714336C1 true RU2714336C1 (ru) | 2020-02-14 |
Family
ID=69625837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019119425A RU2714336C1 (ru) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Система подводного позиционирования устройства типа "купол" для ликвидации подводных разливов нефти |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714336C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4323118A (en) * | 1980-02-04 | 1982-04-06 | Bergmann Conrad E | Apparatus for controlling and preventing oil blowouts |
| SU943393A1 (ru) * | 1979-09-20 | 1982-07-15 | За витель | Способ сбора нефти и газа из подводной аварийно фонтанирующей скважины |
| WO1999017982A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Hitec Systems As | A method and an arrangement for mooring of a ship, particularly a ship for oil and/or gas production |
| WO2012007389A2 (de) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | Wulf Splittstoesser | Schutzeinrichtung zum auffangen eines in ein gewässer eintweichenden fluids |
| RU2012105771A (ru) * | 2012-02-20 | 2013-08-27 | Игорь Геннадьевич Барышев | Устройство и способ локализации и эвакуации глубоководных техногенных и природных аварийных разливов нефти и добычи углеводородов из подводных фонтанирующих источников |
| RU2634118C1 (ru) * | 2016-05-04 | 2017-10-24 | Олег Николаевич Гаршин | Система для сбора и локализации нефти в водной среде |
| RU2676927C1 (ru) * | 2018-03-07 | 2019-01-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Способ постановки бурового судна с турелью на якорно-швартовную систему в ледовых условиях |
-
2019
- 2019-06-21 RU RU2019119425A patent/RU2714336C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU943393A1 (ru) * | 1979-09-20 | 1982-07-15 | За витель | Способ сбора нефти и газа из подводной аварийно фонтанирующей скважины |
| US4323118A (en) * | 1980-02-04 | 1982-04-06 | Bergmann Conrad E | Apparatus for controlling and preventing oil blowouts |
| WO1999017982A1 (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Hitec Systems As | A method and an arrangement for mooring of a ship, particularly a ship for oil and/or gas production |
| WO2012007389A2 (de) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | Wulf Splittstoesser | Schutzeinrichtung zum auffangen eines in ein gewässer eintweichenden fluids |
| RU2012105771A (ru) * | 2012-02-20 | 2013-08-27 | Игорь Геннадьевич Барышев | Устройство и способ локализации и эвакуации глубоководных техногенных и природных аварийных разливов нефти и добычи углеводородов из подводных фонтанирующих источников |
| RU2634118C1 (ru) * | 2016-05-04 | 2017-10-24 | Олег Николаевич Гаршин | Система для сбора и локализации нефти в водной среде |
| RU2676927C1 (ru) * | 2018-03-07 | 2019-01-11 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Способ постановки бурового судна с турелью на якорно-швартовную систему в ледовых условиях |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2201374C2 (ru) | Устройство и способ развертывания объекта или груза на дне моря | |
| US8282316B2 (en) | Method and assembly for installing oilfield equipment at the water bottom | |
| US20130266381A1 (en) | Transfer System | |
| KR20110009671A (ko) | 파동 에너지 변환장치의 전개 및 회수용 시스템 및 방법 | |
| GB1576116A (en) | Offshore mooring system | |
| CN105366005A (zh) | 一种系泊锚腿的更换方法 | |
| US3677310A (en) | Method for connection of an underwater riser to a floating facility | |
| DK168203B1 (da) | Fremgangsmåde og apparat til installering af en anode i et katodisk beskyttelsessystem i en undersøisk konstruktion | |
| CN101786496B (zh) | 深水定向钻孔及钢缆回拖装置 | |
| JPS6238589B2 (ru) | ||
| RU2714336C1 (ru) | Система подводного позиционирования устройства типа "купол" для ликвидации подводных разливов нефти | |
| JP2005121077A (ja) | 海底管敷設工法 | |
| CN112709865A (zh) | 一种利用重力锚进行超深水海管起始铺设方法 | |
| US3927636A (en) | Method of retrieving anchors | |
| RU2201375C1 (ru) | Ледокол (варианты), способ и система одноопорной швартовки и обслуживания судов | |
| RU2538739C1 (ru) | Система для транспортировки текучей среды к плавающему судну | |
| US3902447A (en) | Mooring system for semisubmersible drilling platform | |
| EP0221153B1 (en) | Mooring and transfer system and method | |
| US4117693A (en) | Placing conduits on the sea floor by hauling and controlled immersion | |
| US3690111A (en) | Offshore pipeline installation method | |
| JPH02214404A (ja) | 浮上プラント用長尺体立上げ布設方法 | |
| KR20220166560A (ko) | 충돌방지부를 구비한 수중무인 탐사기 진회수장치 | |
| US6915754B2 (en) | Apparatus and method of operation for quick anchoring equipment | |
| RU2723799C1 (ru) | Устройство типа "Купол" для ликвидации подводных разливов нефти в комплекте с технологическим оборудованием | |
| JPH11180393A (ja) | 潜水機システム |