способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей буровой установки

Формула изобретения

Способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей буровой установки, содержащей водоизмещающий корпус с балластными цистернами, снабженный порталами подъемных механизмов, заключающийся в последовательном монтаже у строительной набережной секций опорных колонн посредством грузоподъемного крана, отличающийся тем, что монтаж секций опорных колонн производят при положении корпуса самоподъемной плавучей буровой установки на плаву, при этом грузоподъемный кран предварительно устанавливают на строительной набережной, а на опорных колоннах упомянутой самоподъемной буровой установки монтируют технологические упоры, взаимодействующие с порталами подъемных механизмов для удержания на корпусе опорных колонн без опирания их на грунт, причем выравнивание положения корпуса установки в процессе монтажа опорных колонн производят путем приема жидкого балласта в цистерны корпуса, при этом производят периодический контроль горизонтальности посадки корпуса посредством контрольно-измерительных средств, например шланговых ватерпасов.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к строительству морских буровых платформ для освоения континентального шельфа, и может быть использовано для монтажа опорных колонн при строительстве самоподъемных морских буровых установок.

Известен способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей буровой установки из отдельных секций с использованием монтажного понтона (см. а.с. СССР № 380825, МПК⁷ Е21В 15/02, 1971 г.). Указанный известный способ имеет ограниченное применение и обладает значительной трудоемкостью.

Известен способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей буровой установки, содержащей водоизмещающий корпус с балластными цистернами, снабженный порталами подъемных механизмов, заключающийся в последовательном наращивании секций опорных колонн у строительной набережной посредством грузоподъемного крана (см. а.с. СССР № 1030489, МПК⁷ Е02В 17/02, 1981 г. - прототип). Согласно этому способу после спуска корпуса буровой установки на воду на нем монтируются штатные подъемные механизмы и начинается формирование опорных колонн путем подачи секций сверху при помощи крана.

После того как будут смонтированы колонны на высоту, превышающую глубину акватории и величину заглубления колонн в грунт, опорные колонны при помощи подъемных механизмов опускают на грунт, задавливают их и поднимают корпус буровой установки над водой. В таком положении ведется наращивание опорных колонн до их полной высоты с помощью крана. При монтаже опорных колонн они опираются на грунт и механизм подъема находится в рабочем состоянии.

Недостатками указанного известного способа являются следующие.

Для монтажа опорных колонн на буровой установке нужно полностью смонтировать, подключить и отладить подъемные механизмы, включая системы электропривода и управления. Подъемные механизмы являются одними из самых сложных и ответственных элементов плавучей буровой установки, также как и система управления опорно-подъемным устройством.

Изготовление, монтаж на буровой установке, наладка и испытания опорно-подъемного устройства очень трудоемки и требуют длительного времени.

Поэтому последовательное выполнение таких трудоемких работ, как сборка и ввод в действие подъемных механизмов и монтаж опорных колонн, приводит к увеличению общей продолжительности строительства плавучей буровой установки, а следовательно, и к увеличению строительной стоимости.

Для того чтобы задавить опорные колонны в грунт и поднять корпус буровой установки над водой, нужно обеспечить достаточную несущую способность грунтов, слагающих дно акватории, на которой ведется строительство буровой установки. Обычно масса плавучей буровой установки может достигать 12-15 тыс. т и даже больше, поэтому обеспечение надежного опирания на грунт сооружения с такой большой массой является очень серьезной проблемой. Неравномерная просадка опор в грунт может привести к тяжелой аварии и даже опрокидыванию буровой установки. Поэтому для обеспечения необходимой несущей способности грунта обычно производится удаление с дна поверхностного ила с помощью землесосов, углубление акватории с помощью черпаковых земснарядов и устройство в получившемся углублении гравийно-песчаной подушки. На особо слабых грунтах требуется забивка большого количества опорных свай для создания опоры гравийно-песчаной подушке. Все эти гидротехнические работы требуют больших затрат средств и времени.

Использование для монтажа секций опорных колонн плавучего крана имеет недостаток, который заключается в том, что плавучий кран под воздействием ветра и даже небольшого волнения совершает колебания, которые осложняют процесс наведения секции колонны на монтажный стык. Кроме того, при скорости ветра более 10-12 м/с плавкран вынужден будет прекращать операции по установке секций. Все это приводит к увеличению общего времени монтажа опорной колонны.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности опережающего монтажа опорных колонн без предварительного монтирования и отладки подъемных устройств при повышении его надежности и безопасности. Заявляемый способ позволяет производить монтаж опорных колонн без проведения дноуглубительных работ. В результате всех этих преимуществ сокращается общий срок строительства буровой установки и уменьшается ее строительная стоимость.

Указанный технический результат достигается в способе монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей буровой установки, содержащей водоизмещающий корпус с балластными цистернами, снабженный порталами подъемных механизмов, заключающемся в последовательном монтаже у строительной набережной секций опорных колонн посредством грузоподъемного крана, тем, что монтаж секций опорных колонн производят при положении корпуса самоподъемной плавучей буровой установки на плаву, при этом грузоподъемный кран предварительно устанавливают на строительной набережной, а на опорных колоннах упомянутой самоподъемной буровой установки монтируют технологические упоры, взаимодействующие с порталами подъемных механизмов для удержания на корпусе опорных колонн без опирания их на грунт, причем выравнивание положения корпуса установки в процессе монтажа опорных колонн производят путем приема жидкого балласта в цистерны корпуса, при этом производят периодический контроль горизонтальности посадки корпуса посредством контрольно-измерительных средств, например шланговых ватерпасов.

Предлагаемая схема монтажа опорных колонн по заявляемому способу изображена на чертеже.

Самоподъемная плавучая буровая установка содержит водоизмещающий корпус 1 с балластными цистернами 2, снабженный порталами 3 подъемных механизмов (не показаны). Для осуществления заявляемого способа монтажа опорных колонн 4 из секций 5 и 6 предусмотрен грузоподъемный кран 7, установленный на строительной набережной 8. Для обеспечения возможности удержания на корпусе 1 опорных колонн 4 без опирания их на грунт на секциях 5 опорных колонн 4 самоподъемной плавучей буровой установки устанавливаются технологические упоры 9, взаимодействующие с порталами 3 подъемных механизмов.

Для периодического контроля горизонтальности посадки корпуса 1 установка снабжена контрольно-измерительными средствами в виде шланговых ватерпасов 10.

Заявляемый способ монтажа опорных колонн самоподъемной плавучей буровой установки осуществляется следующим образом.

Корпус плавучей буровой установки 1 находится в плавучем положении и пришвартован к строительной набережной 8. На корпусе 1 установлены металлические порталы 3 подъемных механизмов. Сами подъемные механизмы не установлены.

Грузоподъемный кран 7 установлен на строительной набережной 8 и не подвержен колебаниям. Первая секция 5 опорной колонны 4 с помощью крана 7 вставляется сверху в портал 3 подъемного механизма и опирается на портал 3 с помощью технологических упоров 9, тем самым обеспечивая возможность удержания на корпусе 1 опорных колонн 4 без опирания их на грунт.

После этого на верхнюю кромку первой секции 5 краном 7 устанавливают следующую секцию 6 опорной колонны 4, после чего производится подгонка и сварка стыка (не показано). Аналогичные операции производятся со всеми последующими секциями, аналогичными секции 6 (не показано) опорной колонны 4.

В связи с тем, что установка находится на плаву и при погрузке на нее секций опорных колонн 4 меняется ее посадка (создается крен и дифферент), выравнивание посадки производят приемом жидкого балласта в цистерны 2 корпуса 1.

Периодический контроль горизонтальности посадки корпуса 1 на воде производят с помощью шланговых ватерпасов 10.

После монтажа секций одной опорной колонны 4 буровую установку с помощью буксиров (не показаны) разворачивают, чтобы в зону действия крана 7 попала следующая колонна 4, и все операции по ее монтажу выполняют аналогично монтажу первой опорной колонны 4.

В течение всего времени монтажа опорных колонн 4 плавучая буровая установка находится на плаву и колонны 4 не опираются на грунт. В связи с этим не требуется дорогостоящих дноукрепительных работ.

Монтаж, подключение и наладка подъемных механизмов может вестись одновременно с установкой секций опорных колонн.

Заявляемое изобретение позволяет значительно снизить строительную стоимость строительства самоподъемных плавучих буровых установок и его продолжительность, обеспечивает возможность опережающего монтажа опорных колонн без предварительного монтирования и отладки подъемных устройств при повышении его надежности и безопасности.