RU32176U1 - Морское буровое моноопорное основание с затапливаемым понтоном - Google Patents

Description

« 4

1 о

МПК: 7Е 21 В 7/12; Е 21 В 15/02; Е 02 В 17/02 МОРСКОЕ БУРОВОЕ МОНООПОРНОЕ ОСНОВАННЕ С ЗАТАНЛИВАЕМЫМ НОНТОНОМ

Техническое решение относится к области бурения скважин на акваториях, в частности к морским буровым моноопорным основаниям.

Известны морские буровые одноколонные основания (МБО) 2,3, состоящие из соединяемых между собой нри номощи резьбы или фланцев обсадных труб, нижняя часть которых погружена ударами в породы морского дна на глубину 4-8 и более метров.

Известные морские буровые моноопорные основания недостаточно эффективны вследствие: а) больших затрат времени и труда на монтаж и демонтаж моноопоры из труб, соединяемых при помош;и фланцев или резьбы; б) искажения свойств донных грунтов на интервале погружения в них ударно-забивным или виброударным способом нижнего конца трубчатой моноопоры.

Физико-механические свойства грунтов, исследуемые при инженерных изысканиях, признаются достоверными, если образцы грунта отобраны вдавливаюш,им или враш,ательным (а не ударнозабивным) механизмами укороченными рейсами до 0,5 м с последующим креплением этого интервала скважины обсадными трубами.

Однако бурение и отбор керна вдавливающим и вращательным механизмами с моноопоры до ее стабилизации в дне моря известными устройствами 2,3 невозможны.

Свойства отобранного при этом керна существенно отличаются от естественных, так как нарушаются дважды: 1) при погружении моноопоры поступивший в нее грунт уплотнен и частично отжат в затрубное пространство из-за проявления свайного эффекта; 2) при последующем отборе грунта из моноопоры керноприемниками грунт дополнительно уплотняется, частично разжижается в находящейся в скважине воде и перемешивается с породами нижележащих пород, осаждаясь на забой.

Недостаток известных конструкций ,3, заключающийся в искажении свойств разведываемых донных грунтов, может быть устранен при использовании МБО 1 с затапливаемыми понтонами, принятого в качестве прототипа.

МБО 1 , принятое за прототип, содержит надводную часть , включающую рабочую площадку с буровыми механизмами, и подводную часть, включающую моноопору трубчатого или ферменного типа, которая опирается на грунт морского дна одним или несколькими понтонами, удаленными от продольной оси будущей скважины.

Недостаток МБО заключается в том, что применяемая в нем система заполнения отсеков понтона морской водой и выдавливания ее из них конструктивно сложна, громоздка, и, как следствие, недостаточно надежна, дорогостояща, требует больших затрат времени и труда на ее монтаж, обслуживание и демонтаж, не позволяет осуществлять монтаж и демонтаж основания без использования дорогостоящего плавучего крана.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании моноопорного основания с конструктивно простой, надежной и безопасной в обслуживании системой заполнения его понтона морской водой и выдавливания ее из понтона, которое позволило бы

М IPS

осуществлять монтаж и стабилизацию основания на дне, а также его демонтаж после бурения без использования дорогостоящего плавучего крана.

Основной технический результат предлагаемого устройства повышение надежности конструкции для монтажа и демонтажа МБО при уменьщении затрат труда, времени и материальных средств на монтаж, стабилизацию и демонтаж моноопорного основания на каждой точке бурения, а также исключение искажений свойств грунта при отборе керна.

Технический результат от применения предлагаемого МБО достигается следующим образом.

МБО с затаиливаемым понтоном включает моноопору из соединенных между собой по вертикали секций труб ферменных конструкций и в виде бетонной башни, жестко соединенной с нижним концом моноопоры понтон с переменной плавучестью и с центральным проходным отверстием, систему каналов и клапанов для подачи воздуха и воды в понтон и установленную на верхнем конце моноопоры площадку с буровыми механизмами.

Отличительной особенностью заявляемого МБО с затапливаемым понтоном является то, что верхний конец моноопоры снабжен соединительным элементом (резьбой или фланцем) под заглущку, а на нижнем конце образующей центрального проходного отверстия понтона выполнен выступающий во внутрь кольцевой конусообразный буртик под герметизатор, опускаемый в моноопору на время подъема понтона с моноопорой со дна на поверхность акватории. Кроме того, отличием заявляемого МБО с затапливаемым понтоном является то, что клапан для нагнетания воздуха в понтон смонтирован в образующий его центрального проходного отверстия и соединяет полости моноопоры и

понтона, кланан для выхода выдавливаемой нз понтона воды смонтирован на верхней плоскости понтона в трубчатом канале с отверстиями, открытыми на уровне верхней кромки днища понтона, клапан для поступления воды в понтон вмонтирован в нижней части понтона, а клапан для выдавливания воздуха из понтона при поступлении в него воды вмонтирован в верхней части понтона. При этом клапаны для поступления воды в понтон и для выхода выдавливаемого из него воздуха, выполнены в виде вертикально смонтированного в понтоне цилиндра с боковыми отверстиями в нижней части для поступления воды в понтон и в верхней части для выхода воздуха из него, установленные в цилиндре нижний и верхний поршни, жесткий шток, соединяюш;ий поршни, и механизм перемеш;ения штока с поршнями в цилиндре, смонтированный на верхней плоскости понтона, причем длина штока такова, что обеспечивает синхронное закрывание и открывание нижним и верхним поршнями водяных и воздушных отверстий цилиндра соответственно.

Отличием предлагаемого МБО также является то что заглушка выполнена с патрубком под нагнетательный шланг, а герметизатор содержит верхний и нижний элементы металлического стержня, образуюш;ие при их жестком соединении наружную кольцевую проточку, кольцо из эластичного материалы (например, из резины), кольцевую металлическую шайбу и соединенный с верхним элементом стержня грибок пож ловитель для извлечения герметизатора из моноопоры, причем кольцо из эластичного материала и кольцевая металлическая шайба установлены в кольцевой проточке с возможностью перемещения по ней в вертикальном направлении при сжатии и разжатии кольца изменением давления воздуха в моноопоре.

На фиг. 1 приведен общий вид понтона МБО при отстое на праву; на фиг.2- сечение понтона МБО по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема положения клапанов понтона МБО при заполнении понтона морской водой; на фиг. 4- то же при спуске понтона на дно; на фиг. 5 - МБО при бурении; на фиг. 6 - то же при спуске в моноопору герметизатора; на фиг. 7 - то же при выдавливании воды из понтона; на фиг. 8 - МБО при демонтаже и подъеме МБО на поверхность моря.

Заявляемое морское буровое моноопорное основание с затапливаемым понтоном включает четыре основных блока механизмов: понтон 1, жестко соединенную с понтоном 1 и возвышающуюся над ним трубчатую моноопору 2, встроенные в понтон 1 и соединяемые с моноопорой 2 элементы устройства для монтажа и демонтажа основания, укрепленную на верхнем конце моноопоры 2 платформу 3 с буровыми исполнительными механизмами.

Непосредственно понтон 1 представляет собой металлическую емкость квадратного или круглого поперечного сечения с центральным проходным отверстием , образованным трубой 4 моноопоры, жестко и герметично соединенной с корпусом понтона 1 .На нижнем конце трубы 4 выполнен выступающий во внутрь кольцевой конусообразный буртик 5, верхний конец трубы 4 заканчивается резьбовым или фланцевым элементом 6 для соединения с наращиваемыми секциями труб моноопоры 2, в боковой поверхности трубы 4 ниже верхней стенки (потолка) понтона 1 выполнено сквозное отверстие и в нем, с внешней поверхности трубы 4 и внутри понтона 1, установлен нагнетательный клапан 7 известной конструкции (например, тарельчатый), открывающийся и пропускающий воду или воздух только в одном направлении: с внутренней полости моноопоры 2 и трубы 4 во внутреннюю полость понтона.

Ш)00)К

в полости понтона 1 вертикально (параллельно трубе 4) установлена труба 8 и ее нижний и верхний концы жестко соединены с днищем и потолком понтона 1 соответственно. У нижнего конца трубы 8 выполнены сквозные отверстия 9 для выдавливания через них воды из понтона 1. В потолке понтона 1 соосно с трубой 8 выполнено сквозное отверстие и в нем с внешней стороны понтона 1 установлен выпускной клапан 10, открывающийся и пропускающий воду только в одном направлении: с внутренней полости понтона 1 и трубы 8. Конструкция клапана 10 аналогична конструкции клапана 7.

В полости понтона 1 установлен также вертикально и параллельно трубе 4 цилиндр 11 и его концы жестко и герметично соединены с днищем и потолком понтона 1. По оси и по внутреннему диаметру цилиндра 11 в днище и потолке понтона 1 выполнены сквозные отверстия. У верхнего конца цилиндра 11 перпендикулярно его осевой линии выполнено сквозное поперечное отверстие 12 для выхода воздуха из понтона 1 при заполнении его водой, у нижнего конца цилиндра 11, тоже перпендикулярно его осевой линии, выполнено сквозное поперечное отверстие 13 для поступления в понтон 1 воды, причем по оси отверстия 13 с наружной боковой поверхностью цилиндра 11 жестко и герметично соединен патрубок 14, и второй его конец жестко и герметично соединен с боковой стенкой понтона 1. По оси и по внутреннему диаметру патрубка 14 в боковой стенке понтона 1 выполнено сквозное отверстие и патрубок 14 является единственным направлением потока воды в полость понтона 1 именно через отверстие 13.

В цилиндре 11 установлены два поршня 15 и они жестко соединены между собой штоком 16, обеспечивающим синхронность перемещения поршней 15 и неизменность расстояния между ними.

которое равно расстоянию между сквозными поперечными отверстиями 12 и 13. Над верхним концом цилиндра 11 на верхней плоскости потолка понтона 11 установлено устройство изменения и фиксации положения поршней 15 в цилиндре 11, включающее жестко соединенную с верхней плоскостью потолка понтона 1 гайку 17 и ввинченный в нее винт 18. Винт 18 выполнен с центральным проходным каналом, нижний конец винта 18 жестко соединен с верхним поршнем 15, а сечение верхнего конца винта 18 выполнено фигурным под гаечный ключ. В винте 18 непосредственно над верхней плоскостью верхнего поршня 15 выполнено отверстие 19, соединяюш,ее центральный проходной канал винта 18 с полостью цилиндра 11. Внутренняя полость цилиндра 11с его нижнего конца закрыта съемным фланцем 20, выполненным с небольшим сквозным центральным отверстием, которое пропускает выдавливаемую из цилиндра 11 нижним поршнем 15 воду, но затрудняет засасывание в цилиндр донных грунтов.

Во внутренней полости понтона 1 ( фиг. 2) установлены металлические ребра жесткости 21 со сквозными отверстиями 22 по всем их плош,адям с целью перетока воздуха и воды через эти отверстия и поддержания одинакового уровня воды во всех отсеках понтона 1, образуемых ребрами жесткости 21. По периферии (или по углам) понтона 1 установлены трубчатые опоры 23, с которыми жестко и герметично соединена обшивка понтона (см. фиг.2).

На нижних концах трубчатых опор 23 установлены башмаки и они удалены от дниш,а понтона на любое необходимое расстояние путем наращивания трубчатых опор 23 в интервале между их башмаками и днищем 1. Величина этого расстояния определяется плотностью донных грунтов: чем слабее грунты, тем больше должно быть расстояние между днищем понтона 1 и башмаками трубчатых опор 23.

Для придания большей устойчивости монооиорному основанию и предотвращения его отрыва от дна акватории при передаче большого осевого усилия на забой скважины через буровой снаряд в процессе бурения (например, до 100 кН и более при статическом зондировании грунтов вдавливанием), на днище понтона 1 уложен балласт 24.

На период подъема моноопорного основания от дна моря в трубе 4 понтона на кольцевом конусообразном буртике 5 посажен герметизатор 25, состоящий из верхнего 26 и нижнего 27 металлических элементов, соединенных между собой при помощи резьбы. Верхняя часть элемента 26 имеет цилиндрическую форму и снабжена грибком 28 под ловитель для извлечения герметизатора из моноопоры, а нижняя часть элемента 26 имеет также цилиндрическую форму, но меньшего диаметра, чем диаметр верхней части, и в нее по центру с нижнего торца ввернут элемент 27. Элемент 27 выполнен в форме болта с головкой, диаметр которой меньше диаметра верхней части элемента 26, но больше диаметра нижней части элемента 26. На нижней части элемента 26 установлены кольцо 29 из эластичного материала (например, из резины) и кольцевая металлическая шайба 30, причем кольцо 29 и шайба 30 установлены с возможностью их продольного перемещения по длине нижний части элемента 26 при сжатии и разжатии кольца 29 из эластичного материала. Суммарная высота кольца 29 и шайбы 30 в их ненагруженном состоянии определяет необходимую высоту нижней секции цилиндрической части элемента 26.

Трубчатая моноопора 2 жестко соединена своим нижним концом при помощи резьбы или фланца 6 с трубой 4 понтона 1 и включает секции труб, соединенные между собой по высоте тоже при помощи резьбовых или фланцевых элементов 6. В период подъема моноопорного основания от дна моря с верхним концом моноопоры 2 соединена при

ПОМОЩИ резьбы или фланца 6 заглушка 31с патрубком 32 для подачи воздуха в моноопору 2. В период выполнения процессов по бурению скважины с верхним концом моноопоры 2 соединена не заглушка 31, а платформа 3 с установленными на ней буровыми исполнительными механизмами.

Энергосиловое оборудование (электро- и маслостанция) , буровые промывочные насосы, бурильные и обсадные трубы, инструмент (на фигурах не показаны) , грузоподъемная буровая лебедка 33, буровая мачта 34 и компрессор 35 для выдавливания воды из понтона 1 установлены на заякоренном у моноопоры 2 буровом плавосновании 36. Управление процессом бурения осуш;ествляет дистанционно буровой персонал, находяш,ийся на буровом плавосновании 36. Для выхода бурового персонала на платформу 3 с целью, например, осмотра и мелкого ремонта буровых исполнительных механизмов, между платформой 3 и буровым плавоснованием 36 установлен трап 37.

Буровое плавоснование 36 выполнено с П-образным проемом (вырезом) в его корпусе с целью возможности отхода от моноопоры (например, на время шторма) и повторного подхода к ней. Буровая мачта 34 может быть выполнена без возможности выноса и с возможностью выноса оси ее кронблока за предела бурового плавоснования 36. Последний вариант конструкции мачты 34, осуществляемый , например, изменением ее наклона, предпочтительнее, так как облегчает процессы монтажа и демонтажа моноопорного основания и бурения при нахождении его вне бурового плавоснования 36. Для удобства спуска понтона 1 на дно и последующего его подъема на поверхность целесообразно , чтобы верхний конец трубы 4 возвышался над верхней плоскостью понтона 1 на величину, превышающую 1-2 м высоту корпуса бурового плавоснования 36.

Монтаж и демонтаж МБО с затапливаемым понтоном предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

На точку заложения скважины доставляется на палубе бурового плавоснования 36 или на буксире понтон 1 МБО. При этом механизмы понтона 1 занимают положение, при котором он не может затонуть (фиг. 1): внутренняя полость понтона 1 заполнена воздухом, сквозные поперечные отверстия 12 и 13 цилиндра 11 закрыты поршнями 15, клапаны 7 и 10 закрыты. На точке заложения скважины плавоснование заякоривается, путем наклона мачты 34 выносится ее кронблок за пределы плавоснования 36 на величину, равную или незначительно превышающую половину ширины понтона 1, находящегося на плаву возле бурового плавоснования 36, трос 38 лебедки 33 соединяется с верхним концом трубы 4 понтона 1. Если превышение верхнего конца трубы 4 над верхней плоскостью понтона 1 меньше 1 м, то с ее верхним концом при помощи лебедки 33 и мачты 34 соединяется одну трубу моноопоры 2 и ее верхний конец остается соединенным с тросом 38 лебедки 33. Причем, с верхним концом трубы 4 можно постоянно , в том числе на время буксировки понтона 1 с одной точки бурения на другую , оставлять соединенной одну трубу моноопоры 2. Устойчивость понтона 1 при этом обеспечивается уложенным на его днище балластом 24 ( см. фиг.З).

Затем понтон 1 погружатся под уровень моря. Для этого открываются сквозные поперечные отверстия 12 и 13 цилиндра И, при перемещении вниз путем ввинчивания винта 18 в гайку 17 поршни 15, соединенные между собой штоком 16. При этом морская вода через патрубок 14 и сквозные поперечные отверстия 13 поступает в понтон, вытесняя находящийся в нем воздух через сквозные поперечные

МО 09 Ifi

10

отверстия 12, отверстие 19 и центральный проходной канал винта 18 в атмосферу (фиг. 3).

Осадка понтона 1 по мере заполнения водой увеличивается , и плавучесть его постепенно становится отрицательной. От ухода к дну моря понтон 1 удерживается при помощи троса 38 лебедки 33. После полного заполнения понтона 1 водой он удерживается при помощи троса 38 на уровне совпадения потолка 1 с поверхностью уровня моря. Поршни 15, соединенные штоком 16, перемещаются в цилиндре 11 в их крайнее верхнее положение вращением винта 18 в гайке 17 в сторону вывинчивания. В таком положении нижний поршень 15 перекрывает сквозные поперечные отверстия 13, , а верхний - сквозные поперечные отверстия 12 цилиндра 11. Этим самым исключается возможность поступления воды и воздуха в понтон и из него через сквозные поперечные отверстия 13 и 12 цилиндра 11.

После этого понтон опускается на тросе 38 ниже уровня моря до положения, при котором верхний конец первой от понтона трубы моноопоры 2 будет возвыщаться над палубой бурового плавоснования 36 на 0,3-0,5 м. При этом верхняя плоскость понтона 1 (потолок) и смонтированные на ней устройства (клапан 10, винт 18) окажутся на глубине ниже днища корпуса бурового плавоснования 36 и понтон 1 под действием собственной тяжести самостоятельно примет отвесное положение, при котором оси кронблока мачты 34 и трубы 4 совпадут.

Если кронблок мачты 34 был выведен за пределы бурового плавоснования 36, то мачта 34 возвращается в исходное положение, при котором ее кронблок находится над проемом бурового плавоснования 36. При этом понтон 1 самостоятельно смещается под буровым плавоснованием 36 до совпадения продольной оси трубы 4 понтона 1 с вертикальной осью кронблока мачты 34, труба моноопоры 2 входит в

0

11

Проем плавоснования 36, и верхний конец трубы моноопоры 2 возвышается над палубой плавоснования на 0,3-0,5 м ( фиг. 4). Если же кронблок мачты 34 не был выведен за пределы плавоснования 36. то понтон 1 после спуска ниже днища корпуса плавосновани 36 самостоятельно сместится до совпадения оси трубы 4 с осью кронблока мачты 34. В таком положении понтона 1 мачты 34 и плавоснования 36 друг относительно друга моноопора 2 наращивается отдельными секциями труб и опускается до упора башмаков трубчатых опор 23 в дно моря и прекращения их погружения в донный грунт.

Далее подбором соответствующих длин наращиваемых секций труб моноопоры 2 обеспечивается превышение ее верхнего конца над палубой бурового плавоснования 36 в пределах 0,8-0,2 м, на моноопору 2 устанавливается при помощи лебедки 33, мачты 34 и троса 38 платформа 3 с расположенными над ней исполнительными буровыми механизмами, к платформе 3 подвешивается на шарнирах трап 37, опирающийся установленными на его втором конце катками о палубу бурового плавоснования 36.

Бурение скважины с моноопорного основания возможно по двум схемам: а) моноопора 2 и платформа 3 с буровыми механизмами находятся в проеме бурового плавоснования 36; б) моноопора 2 и платформа 3 с буровыми механизмами находятся вне бурового плавоснования 36. Первая схема бурения эффективна при волнении моря силой до 3-х баллов. При этом буровое плавоснование 36 не оказывает существенного влияния на напряженно-деформированное состояние моноопоры 2 и не ударяет по платформе 3, так как ее превышение над палубой плавоснования 36, равное 0,8-1,2 м, больше амплитуды его перемещений по вертикали при волнении моря силой даже до 4-х баллов. Для бурения по второй схеме или на период

V

12

ожидания прекращения шторма буровое плавоснование 36 отводится от моноопоры 2 на расстояние, исключающее их столкновение из-за волнения моря и, соответственно, усиленной качки и дрейфа плавоснования.

При наращивании и спуске бурового снаряда в скважину (фиг, 5) вращатель 39 поворачивается при помощи механизма его поворота в наклонное положение и опускается при помощи механизма подачи в крайнее нижнее положение. В зажимной патрон 40 вставляется верхний конец подготовленной для спуска в скважину колонковой или бурильной трубы 41, зажимается труба 41 в патроне 40, вращатель 39 вместе с трубой 41 поднимается механизмом его подачи в крайнее верхнее положение , вращатель 39 вместе с трубой 41 при помощи механизма его поворота устанавливается в вертикальное положение и опускается через проем трубодержателя 42 в скважину до нижнего положения вращателя 39. Затем опущенная труба 41 зажимается в трубодержателе 42, раскрепляется зажимной патрон 40, вращатель 39 поворачивается при помощи механизма поворота в наклонное положение, в зажимной патрон 40 вставляется очередная подготовленная для спуска в скважину бурильная труба 41, и процесс наращивания или спуска бурового снаряда в скважину продолжается по описанной схеме до упора породоразрушающего инструмента в забой скважины. Затем осуществляется бурение скважины по известным технологическим схемам вращательного или вдавливающего способов с управлением работой вращателя и механизма подачи дистанционно с пульта управления, установленного на буровом плавосновании 36.

Подъем бурового снаряда из скважины выполняется в обратной последовательности. Верхняя труба 41 находящегося в скважине бурового снаряда закреплятся в зажимном патроне 40 и вращатель 39

.х.

(g V

13

вместе с буровым снарядом при помощи механизма подачи поднимается вверх из скважины до появления над трубодержателем 42 резьбового соединения верхней трубы 41с трубой, находящейся ниже, закрепляется нижняя труба в трубодержателе 42, вращением патрона 40 влево свинчивается верхняя труба 41 с нижней, вращатель 39 со свинченной трубой 41 поворачивается в наклонное положение, при помощи механизма подачи вращатель 39 со свинченной трубой 41 опускается в нижнее положение, раскрепляется патрон 40, труба 41 вынимается из патрона 40 и укладывается на палубу бурового плавоснования 36. Далее при помощи механизма поворота вращатель 39 поворачивается в вертикальное положение, зажимной патрон 40 надевается на верхний конец зажатой в трубодержателе трубы и закрепляется в патроне 40, трубодержатель 42 раскрепляется и при помощи механизма подачи вращатель 39 вместе с зажатым в патроне 40 буровым снарядом продолжает подниматься из скважины по описанной схеме. Аналогично выполняется спуск, наращивание и подъем обсадных труб. Прихваченную в скважине породами или тяжеловесную обсадную колонну 43 целесообразно извлекать лебедкой 33 бурового плавоснования 36 при снятой с моноопоры 2 платформе 3 с буровыми механизмами. Это предохранит моноопорное основание от чрезмерного нагружения и возможных его поломок.

Демонтаж моноопорного основания после завершения бурения скважины осуществляется следующим образом. С моноопоры 2 снимается при помощи лебедки 33, мачты 34 и троса 38 бурового плавоснования 36 платформа 3 с расположенными на ней буровыми исполнительными механизмами и устанавливается в отведенное для нее место на буровом плавосновании 36. Мачта 34 переводится в положение, при котором ее кронблок находится над проемом бурового

3IOS

14

плавоснования 36, при выборе якорных тросов со стороны проема и ослаблении, соответственно, противоположных им якорных тросов, буровое плавоснование 36 надвигается на моноопору 2 настолько, чтобы она оказалась под кронблоком мачты 34 в положении, показанном на фиг. 6. Затем в моноопору 2 сбрасывается герметизатор 25 нижним металлическим элементом 27 вниз, а грибком 28 под ловитель вверх, верхний конец моноопоры 2 закрывается заглушкой 31, ее патрубок 32 соединяется при помощи шланга с компрессором 35, которым нагнетается в моноопору 2 воздух. До этого времени герметизатор 25, обладая отрицательной плавучестью, опускается в находяш,ейся в моноопоре 2 морской воде вниз под действием собственной силы тяжести (фиг. 6). Если герметизатор 25 за период от его сбрасывания до подачи воздуха из компрессора 35 с моноопору 2 не успел опуститься до упора в кольцевой конусообразный буртик 5, то создаваемое компрессором 35 повышенное давление воздуха в моноопоре 2 ускорит процесс продвижения герметизатора 25 вниз. Давление воздуха в моноопоре 2, создаваемое компрессором 35, передается находяп ;ейся в моноопоре над герметизатором 25 воде, которая давит на него с силой, равной произведению давления воды в моноопоре 2 на плош;адь поперечного сечения герметизатора 25. Под действием этой силы кольцо 29 из эластичного материала, находяш;егося между подвижными друг относительно друга нижней частью верхнего элемента 26 и шайбой 30, сжимается по высоте и увеличивается в диаметре. Этим самым оно уплотняет кольцевой зазор между герметизатором 25 и трубой 4 понтона 1, преграждает дальнейшее выдавливание воды из моноопоры 2 через нижний конец трубы 4 и создает условия для повышения давления воздуха в моноопоре 2, нагнетаемого компрессором 35.

%s/6)

15

Давление воздуха и воды в моноопоре 2, создаваемое компрессором 35, открывает нагнетательный клапан 7 и находящаяся выше него в моноопоре 2 вода и затем нагнетаемый в моноопору 2 воздух уходят через нагнетательный клапан 7 во внутреннюю полость понтона, создавая в нем давление, равное давлению в моноопоре2. Под давлением воздуха, нагнетаемого компрессором 35, находящаяся в понтоне 1 вода поступает через отверстия 9 в трубу 8, открывает выпускной клапан 10 и уходит из внутренней полости понтона 1 в море. По мере выдавливания воды из внутренней полости понтона 1 увеличивается его положительная плавучесть до величины, которая в сумме с грузоподъемной силой лебедки 33 бурового плавоснования 36 становится достаточной для подъема понтона 1 вместе с моноопорой 2 от дна моря на поверхность ( фиг. 7).3атем освобождается верхний конец моноопоры 2 от троса 38 лебедки 33, прекращается подача воздуха от компрессора 35 в моноопору 2, клапаны 7 и 10 автоматически закрываются, с моноопоры 2 снимается заглушка 31, в моноопоре 2 давление воздуха падает до атмосферного, кольцо 29 из эластичного материала уменьшается в диаметре и между ним и моноопорой 2 образуется кольцевой зазор, через который моноопора 2 может заполниться водой до уровня моря.

Далее лебедкой 33 поднимается понтон 1 с моноопорой 2, с разъединением секций ее труб и укладыванием их на буровое плавоснование 36. Подъем осуществляется до приближения верхней плоскости понтона 1 к днишу бурового плавоснования 36 на безопасное расстояние, т.е. до появления верхнего конца трубы 4 понтона 1 (или верхнего конца последней трубы моноопоры 2) над палубой бурового плавоснования 36. Затем на верхний конец трубы 4 снова устанавливается заглушка 31, соединяется с компрессором 35,

16

подсоединяется к трубе 4 понтона 1 трос 38 лебедки 33, понтон 1 выводится из проема бурового плавосновання 36 путем отжатия трубы 4 за пределы проема или наклона буровой мачты 34, подается в трубу 4 воздух от компрессора 35 и полностью выдавливается вода из понтона 1 по описанной схеме (фиг, 8). С трубы 4 снимается заглушка 31, при помощи ловителя (на фиг. не показан) из трубы 4 извлекается герметизатор 25.

В таком виде (фиг. 1) понтон готов для буксировки на новую точку бурения или для безопасного отстоя на плаву на время, например, шторма. При этом подъемная сила понтона 1 максимальна и остается неизменной, так как все его клапаны для выхода из него воздуха и поступления в него воды из моря закрыты: клапаны 7 и 10 закрыты, сквозные поперечные отверстия 12 и 13 цилиндра перекрыты двумя поршнями 15.

Таким образом, заявленное МБО с затапливаемым понтоном обеспечивают по сравнению с известными способами их монтажа и демонтажа следующие преимущества:

-повышает надежность монтажа и демонтажа МБО;

-уменьшает материальные и трудовые затраты на изготовление, монтаж, демонтаж и обслуживание системы заполнения отсеков затапливаемого понтона морской водой и выдавливания ее из них, так как в качестве канала для подачи воздуха в понтон с целью его подъема с моноопорой со дна на поверхность моря используется непосредственно моноопора;

-гарантирует безопасный спуск до дна, стабилизацию и демонтаж МБО без применения для этого дорогостояшего плавучего крана, а только с использованием лебедки и мачты бурового плавоснования.

Р

17

Каждое из перечисленных преимуществ повышает скорость монтажа и демонтажа МБО, уменьшает стоимость выполнения этих процессов, что в целом повышает эффективность геолого-разведочных работ на море при оптимизации критерия «сложность-стоимостьэффективность.

ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ

1.Воздвиженский Б.И., Конычев М.И., Борисович В.Т. Морское бурение геолого-разведочных скважин// Итоги науки и техникиМ.: ВИНИТИ, 1969, с. 32, рис. 24 и 25,; с. 42, рис. 32 (прототип).

2.Натент РФ № 2171349 МНК, 7Е 21В 15/02, опубл. БИ .№ 21, 2001 , с. 297-298 (аналог).

3.Хворостовский С.С., Нронкин А.Н. Методы повышения эфективности бурения разведочных скважин с судов.- М.: ЗАО «Геоинформмарк, 1998 , с. 88, рис. 17 (аналог)

18

Claims (2)

1. Морское буровое моноопорное основание с затапливаемым понтоном, включающее моноопору из соединенных между собой по вертикали секций труб, ферменных конструкций или в виде бетонной башни, жестко соединенный с нижним концом моноопоры понтон с переменной плавучестью и с центральным проходным отверстием, систему каналов и клапанов для подачи воздуха и воды в понтон и установленную на верхнем конце моноопоры площадку с буровыми механизмами, отличающееся тем, что верхний конец моноопоры снабжен соединительным элементом в виде резьбы или фланца под заглушку, а на нижнем конце образующей центрального проходного отверстия понтона выполнен выступающий вовнутрь кольцевой конусообразный буртик под герметизатор, опускаемый в моноопору на время подъема понтона с моноопорой со дна на поверхность акватории, клапан для нагнетания воздуха в понтон смонтирован в образующей его центрального проходного отверстия и соединяет полости моноопоры и понтона, клапан для выхода выдавливаемой из понтона воды смонтирован на верхней плоскости понтона в трубчатом канале с отверстиями, открытыми на уровне верхней кромки днища понтона, клапан для поступления воды в понтон вмонтирован в нижней части понтона, а клапан для выдавливания воздуха из понтона при поступлении в него воды вмонтирован в верхней части понтона, при этом клапаны для поступления воды в понтон и для выдавливания воздуха из него выполнены в виде вертикально смонтированного в понтоне цилиндра с боковыми отверстиями в нижней части для поступления воды в понтон и в верхней части для выхода воздуха из него, а в цилиндре установлены нижний и верхний поршни, жесткий шток, соединяющий поршни, и механизм перемещения штока с поршнями в цилиндре, смонтированный на верхней плоскости понтона, причем длина штока такова, что обеспечивает синхронное закрывание и открывание нижним и верхним поршнями водяных и воздушных отверстий цилиндра соответственно.

2. Морское буровое моноопорное основание с затапливаемым понтоном по п.1, отличающееся тем, что заглушка выполнена с патрубком под нагнетательный шланг, а герметизатор содержит верхний и нижний элементы металлического стержня, образующие при их жестком соединении наружную кольцевую проточку, кольцо из эластичного материала, например из резины, кольцевую металлическую шайбу и соединенный с верхним элементом стержня грибок под ловитель для извлечения герметизатора из моноопоры, причем кольцо из эластичного материала и кольцевая металлическая шайба установлены в кольцевой проточке с возможностью перемещения по ней в вертикальном направлении при сжатии и разжатии кольца изменением давления воздуха в моноопоре.