Подвижный, самоподъемный искусственный рабочий остров с модульным корпусом

Номер патента: 3481

Опубликовано: 26.06.2003

Авторы: Шеллстед Герман Дж., Пэтоут Филип Дж.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Подвижная, самоподъeмная рабочая платформа, содержащая множество плавучих корпусных элементов, каждый из которых приспособлен независимым образом двигаться по воде в плавучем состоянии, множество соединителей, расположенных между множеством плавучих корпусных элементов, когда плавучие корпусные элементы находятся в желаемом близком расположении друг от друга для соединения плавучих корпусных элементов друг с другом, чтобы сформировать единую плавучую рабочую платформу, по меньшей мере, три опоры, прикрепленные с возможностью скольжения к единой рабочей платформе, при этом каждая из опор далеко отстоит, по меньшей мере, от двух других опор, множество подъeмников, прикреплeнных к единой рабочей платформе и к каждой опоре для подъeма и опускания опор ко дну водной массы, на которой единая рабочая платформа находится в плавучем состоянии, а также для подъeма и опускания единой рабочей платформы на желаемое расстояние над поверхностью воды.

2. Платформа по п.1, в которой плавучие корпусные элементы состоят из металлического каркаса, имеющего покрытие из водонепроницаемых металлических листов и включающего множество металлических балок, несущих нагрузку.

3. Платформа по п.2, в которой каждый из соединителей прочно прикреплен к металлическим балкам, несущим нагрузку.

4. Платформа по п.1, в которой для каждого плавучего корпусного элемента отношение длины к ширине составляет от 2 до 8.

5. Платформа по п.1, в которой каждая опора проходит через водонепроницаемую втулочную часть, идущую сквозь один из плавучих корпусных элементов.

6. Платформа по любому из пп.1, 3, 4, 5, дополнительно содержащая буровую установку, состоящую из буровой вышки, подъемника, насосов для бурового раствора и поворотного стола.

7. Платформа по любому из пп.1, 4, в которой корпусные элементы соединены друг с другом фактически перпендикулярно для формирования Т-образной рабочей платформы.

8. Платформа по п.1, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одну пристыковываемую часть, прикрепленную к множеству корпусных элементов и проходящую на определенном расстоянии между ними.

9. Платформа по п.8, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть обладает плавучестью.

10. Платформа по п.8, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть имеет размер по вертикали, фактически равный размеру по вертикали множества корпусных элементов.

11. Платформа по п.1, дополнительно содержащая внутреннюю сваю, расположенную, по меньшей мере, в одной из опор и вбитую в дно под водой на желаемую глубину.

12. Подвижная, самоподъемная рабочая платформа, содержащая пару плавучих корпусных элементов, каждый из которых приспособлен независимым образом двигаться по воде в плавучем состоянии и также приспособлен для того, чтобы один элемент пары перекрывал другой элемент пары, по меньшей мере, один соединитель, расположенный между парой плавучих корпусных элементов, когда пара плавучих корпусных элементов находится в желаемом близком расположении с перекрытием друг друга, для соединения плавучих корпусных элементов друг с другом, чтобы сформировать единую плавучую рабочую платформу, по меньшей мере, три опоры, прикрепленные с возможностью скольжения к единой рабочей платформе, при этом каждая из опор далеко отстоит, по меньшей мере, от двух других опор, множество подъемников, прикрепленных к единой рабочей платформе и к каждой опоре для подъема и опускания опор до дна под водой, на которой в плавучем состоянии находится единая рабочая платформа, и для подъема и опускания единой рабочей платформы на желаемое расстояние над поверхностью воды.

13. Платформа по п.12, в которой один элемент из пары плавучих корпусных элементов содержит шпоночный паз и пару направляющих элементов, расположенных вблизи от шпоночного паза, а другой элемент из пары плавучих корпусных элементов содержит охватываемый шпоночный элемент, при этом шпоночный паз, направляющие элементы и охватываемый шпоночный элемент имеют такую форму поперечного сечения, что охватываемый шпоночный элемент приспособлен плотно устанавливаться внутри шпоночного паза и направляющих элементов с обеспечением блокирования и перекрытия друг друга.

14. Платформа по п.13, в которой пара плавучих корпусных элементов соединена друг с другом фактически под прямым углом с формированием при этом Т-образной рабочей платформы.

15. Платформа по п.12, дополнительно содержащая множество рельсов, проходящих в наружном направлении от охватываемого шпоночного элемента, а также проходящих за шпоночный паз.

16. Платформа по п.15, дополнительно содержащая буровую установку, состоящую из буровой вышки, подъемного механизма, насосов для бурового раствора и поворотного стола, при этом буровая установка смонтирована на рельсах для перемещения по ним вперед и назад.

17. Платформа по п.12, в которой плавучие корпусные элементы состоят из металлического каркаса, имеющего покрытие из водонепроницаемых металлических листов и содержащего множество металлических балок, несущих нагрузку.

18. Платформа по п.17, в которой, по меньшей мере, один соединитель прочно прикреплен, по меньшей мере, к одной из балок, несущих нагрузку.

19. Платформа по любому из пп.1-12, в которой каждая опора проходит через водонепроницаемую втулочную часть корпуса, идущую сквозь один из плавучих корпусных элементов.

20. Платформа по п.12, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одну пристыковываемую часть, прикрепленную к паре корпусных элементов и проходящую на определенном расстоянии между ними.

21. Платформа по п.20, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть обладает плавучестью.

22. Платформа по п.21, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть имеет размер по вертикали, фактически равный размеру по вертикали множества корпусных элементов.

23. Платформа по п.12, дополнительно содержащая внутреннюю сваю, расположенную, по меньшей мере, в одной из опор и вбитую в дно под водой на желаемую глубину.

 

Текст

Смотреть все

1 Область применения изобретения Настоящее изобретение, в общем, относится к подвижным, самосборным, самоподъeмным искусственным конструкциям, предназначенным для создания устойчивого, приподнятого рабочего острова или рабочей платформы, с которой над водной поверхностью могут быть выполнены желаемые операции. В определeнных отраслях такие конструкции называют"установками на выдвижных опорах" или платформами. Точнее, настоящее изобретение относится к платформе, состоящей из множества независимо плавучих модульных корпусных элементов, каждый из которых пригоден для прохождения по водным путям ограниченной ширины, глубины и/или с ограниченным промежутком с верхней стороны, при этом каждый из них может быть легко соединeн с другими корпусными элементами в желаемых местах ведения работ, с тем чтобы сформировать увеличенную рабочую платформу, причeм эта рабочая платформа в виде единого целого или будучи разобранной на отдельные модульные корпусные элементы, впоследствии может быть перемещена в плавучем состоянии к другим местам ведения работ. Предшествующий уровень техники Конструкции на выдвижных опорах, имеющие разное исполнение, хорошо известны, в частности, в области разработки месторождений и добычи нефти и газа. Хотя применение таких конструкций выходит за пределы разработки месторождений и добычи нефти и газа (например, их можно применять в качестве оборудования для навигационных маяков, станций слежения за погодой, устройств для создания прибрежных причалов, а также в качестве рабочей платформы, с которой можно вести надводное или подводное строительство либо выполнять ремонтные работы), их наиболее часто используют для бурения земной породы и добычи текучих минералов из земных скважин, расположенных под водой на"средняя глубина воды" предполагается, что затопленные баржи обычно используют в весьма мелких водах [глубиной приблизительно менее 15 футов (4,575 м)], "баржи на подпорах" в водах несколько большей глубины [приблизительно менее 25 футов (7,625 м)], а различные плавучие или стационарные конструкции используют в глубоких водах [глубиной более 250 футов (76,25 м)]. Однако очевидно, что конструкции на выдвижных опорах (в частности конструкции согласно настоящему изобретению) могут быть использованы в весьма неглубоких водах, глубина которых, например, составляет порядка 8 футов (2,44 м). Таким образом, не ограничивая использование конструкций на выдвижных опорах другими глубинами, можно говорить о том, что конструкции на выдвижных опорах находят наибольшее применение в водных глубинах,приблизительно составляющих от 8 до 250 фу 003481 2 тов (2,44-76,25 м). В известных технических решениях предполагается, что такие конструкции состоят из одного плавучего корпуса, множества (обычно трeх) опор, механизма выдвижения, который может поднимать или опускать опоры, когда это требуется, и из оборудования,предназначенного для поддержки операций,которые должны быть выполнены на месте ведения работ. Такие конструкции обычно можно перемещать по воде в плавучем состоянии, как правило, на буксире, к месту ведения работ, после чего опоры опускают до дна, а затем выполняется непрерывное вывешивание, пока корпус не окажется на требуемом расстоянии (обычно называемом "воздушным зазором") над поверхностью воды. Как правило, с такого приподнятого положения выполняют желаемые операции, а когда они завершены, выдвижные опоры снова могут быть приведены в действие, чтобы выполнялось опускание, пока корпус вновь не окажется в плавучем состоянии, после чего опоры поднимают со дна и установку перемещают по воде, причeм обычно на буксире, к последующим местам ведения работ. Однако, помимо указанных выше ограничений, касающихся глубины, на известные установки с выдвижными опорами налагают и другие ограничения. Если платформа установки с выдвижными опорами относительно мала,расстояние между опорами, удерживающими платформу, относительно невелико и такую платформу нельзя безопасно использовать в глубоких водах (поскольку при этом установка с выдвижными опорами неустойчива и имеется вероятность еe опрокидывания). Если, с другой стороны, платформа установки с выдвижными опорами велика (и, следовательно, опоры могут отстоять друг от друга на достаточном расстоянии, чтобы обеспечивать возможность выполнения операций при повышенной глубине), такая платформа имеет значительную ширину и поэтому не может быть перемещена к определeнной акватории по узким водным путям. Примером водного пространства, которое по размеру более чем достаточно для размещения больших установок с выдвижными опорами и где такие конструкции в значительной степени необходимы для разведки и/или добычи нефти и газа, является Каспийское море. Однако в настоящее время такие конструкции не могут быть проведены в Каспийское море вследствие ограничений, заключающихся в относительно малой ширине, относительно малой высоте и относительном мелководье тех водных путей,которые ведут туда. Кроме того, оборудование,имеющееся на верфях, находящихся в Каспийском море, не позволяет сооружать такие конструкции на месте. Даже если бы такие конструкции были сооружены в Каспийском море, их невозможно было бы быстро и экономично вывести из Каспийского моря по имеющимся в 3 настоящее время водным путям, если бы в этом возникла необходимость. Соответственно Каспийское море не является единственным примером; имеется огромная необходимость в конструкции с выдвижными опорами, имеющей значительные размеры(то есть со значительным расстоянием по горизонтали между удерживающими опорами, за счeт чего обеспечивается безопасное удерживание установки в воде, имеющей значительную глубину), которую можно переместить к водному пространству в месте ведения работ по ведущим туда относительно узким водным путям. Без наложения каких-либо ограничений (поскольку настоящее изобретение также может быть использовано почти в любых окружающих условиях, где в настоящее время применяют существующие установки с выдвижными опорами) настоящее изобретение направлено на создание самоподъeмной (выдвижной) рабочей платформы, имеющей значительные размеры,которая состоит из множества плавучих модульных элементов, которые можно проводить по водным путям, ограниченным по ширине,высоте и осадке, и которые легко самособираются на воде. Конструкция согласно настоящему изобретению также обеспечивает возможность еe изготовления на большом количестве верфей, где отсутствуют достаточные глубина и ширина, чтобы образовать обычные установки с выдвижными опорами, поскольку настоящее изобретение, содержащее множество относительно узких и имеющих малую осадку корпусных элементов, может быть изготовлено на верфях с ограниченными возможностями в отношении глубины и ширины водного пространства. Краткое изложение существа изобретения Настоящее изобретение относится к подвижному, самоподъeмному (выдвижному) искусственному рабочему острову или платформе,состоящей из относительно узких, независимо плавучих модульных, самосборных корпусных элементов, при этом каждый из корпусных элементов может быть независимым образом проведeн по относительно узким водным путям,после чего они могут быть легко соединены друг с другом на месте ведения работ, с тем чтобы сформировать более крупную, самоподъeмную рабочую платформу. Это изобретение, главным образом, отличается наличием большого количества модульных корпусных элементов, предназначенных для соединения друг с другом на месте ведения работ, с тем чтобы образовать более крупную, самоподъeмную рабочую платформу. Каждый корпусной модульный элемент обладает независимой плавучестью и поэтому его можно проводить, обычно с помощью буксира, как отдельное судно. Упомянутые корпусные элементы выполнены узкими, поэтому их можно проводить в плавучем состоянии через узкие водные пути. 4 Корпусные элементы предпочтительно выполняют удлинeнными (их длина превышает ширину), с тем чтобы свести к минимуму количество корпусных элементов, которое требуется для формирования рабочей платформы желаемого размера и для доведения до максимума расстояния между опорами, удерживающими собранную рабочую платформу. Они также могут иметь относительно малую высоту и мелкую осадку в том случае, если у водных путей промежуток до верхней части и глубина ограничены. Когда достигается место ведения работ,модульные корпусные элементы подвергаются самосборке (легко соединяются друг с другом на воде), с тем чтобы образовать рабочую платформу, имеющую значительно большую ширину, чем отдельные корпусные элементы. После сборки используют типичные опорные средства и подъeмные средства для подъeма и опускания собранного рабочего острова, когда это желательно. Собранная рабочая платформа сама по себе обладает плавучестью и может быть перемещена к последующим местам ведения работ по воде, если имеется достаточное пространство, приемлемое для ширины собранной рабочей платформы. Соединение отдельных корпусных элементов друг с другом легко может быть осуществлено так, чтобы обеспечивалась возможность выполнения обратной операции, либо оно фактически может быть постоянным. Какие бы средства соединения и сборки не применялись,модульные корпусные элементы рабочей платформы могут быть легко и экономично разъединены на рабочем участке воды, после чего они могут быть проведены в качестве независимых модулей по узким водным путям или по открытой воде. Цели изобретения Основная цель настоящего изобретения заключается в создании усовершенствованного подвижного, самоподъeмного рабочего острова или рабочей платформы. Точнее, цель изобретения заключается в создании подвижного, самоподъeмного рабочего острова, состоящего из множества собранных модульных корпусных элементов, каждый из которых выполнен узким,обладает независимой плавучестью и поэтому может быть проведeн независимым образом в виде судна, обычно посредством буксира, по относительно узким водным путям. Другая цель изобретения заключается в создании множества независимо плавучих модульных корпусных элементов, которые могут быть взаимосвязаны с другими корпусными элементами, чтобы образовать рабочую платформу, которая больше модульных корпусных элементов. Ещe одна цель изобретения заключается в создании собранной самоподъeмной рабочей платформы, которая сама по себе может в плавучем состоянии быть проведена в качестве единого устройства,причeм обычно посредством буксира, по водно 5 му пространству достаточной ширины, приемлемой для ширины собранной рабочей платформы. Платформа, состоящая из узких корпусных элементов, которые, когда они разъединены,могут быть проведены по узким водным путям,составляет ещe одну цель изобретения. Искусственный рабочий остров, состоящий из таких корпусных элементов, когда он разобран, также может быть легче проведeн по открытой воде,чем обычная рабочая платформа (значительной ширины, по грубой оценке равной длине), при этом ещe одна цель изобретения заключается в создании именно такой рабочей платформы. Ещe одна цель заключается в создании рабочей платформы, которую, когда она разобрана,можно эффективно транспортировать по воде на судах для тяжeлых грузов или на судах для "сухой буксировки". Краткое описание фигур Фиг. 1 представляет изометрический вид в перспективе основных элементов одного из предпочтительных вариантов осуществления конструкции согласно настоящему изобретению. Фиг. 2 представляет вид сбоку, на котором показано удлинение, добавляемое к одной опоре. Фиг. 3 представляет вид сбоку первого корпусного элемента одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 представляет вид сверху первого корпусного элемента. Фиг. 5 представляет вид сверху второго корпусного элемента одного варианта осуществления конструкции согласно изобретению. Фиг. 6 представляет вид сбоку второго корпусного элемента согласно настоящему изобретению. Фиг. 7 представляет подробный вид соединительных элементов одного варианта осуществления конструкции согласно настоящему изобретению. Фиг. 8 представляет вид сверху двух корпусных элементов согласно настоящему изобретению, притянутых друг к другу посредством кабельных лебeдок. Фиг. 9 представляет вид сверху двух корпусных элементов согласно настоящему изобретению, находящихся в непосредственной близости друг от друга и соединeнных друг с другом. Фиг. 9 а частично в поперечном сечении представляет вид сбоку варианта осуществления конструкции согласно настоящему изобретению, имеющего дополнительные внутренние сваи, вбитые через выдвижные опоры. Фиг. 10 представляет вид сверху другого предпочтительного варианта осуществления конструкции первого корпусного элемента согласно настоящему изобретению. Фиг. 11 представляет вид сбоку первого корпусного элемента согласно фиг. 10. 6 Фиг. 12 представляет вид сверху другого предпочтительного варианта осуществления второго корпусного элемента согласно настоящему изобретению. Фиг. 13 представляет вид сбоку второго корпусного элемента согласно фиг. 12. Фиг. 14 представляет вид сверху первого и второго корпусных элементов вариантов осуществления конструкции, показанных на фиг. 1013, соединeнных друг с другом для формирования рабочей платформы. Фиг. 15 представляет вид в перспективе ещe одного варианта осуществления конструкции согласно настоящему изобретению, в котором корпусные элементы перекрывают друг друга и соединены друг с другом посредством соединений, в общем, расположенных по вертикали. Описание предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления предлагаемого изобретения Хотя настоящее изобретение будет здесь описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления, для квалифицированных специалистов в этой отрасли будет очевидно, что могут быть выполнены различные изменения, а его элементы могут быть заменены эквивалентными элементами, но без отклонения от объeма изобретения. Кроме того, могут быть выполнены многие модификации для приспосабливания конкретной ситуации или материала к принципам изобретения, но без отклонения от фактического объeма изобретения. При этом предполагается, что настоящее изобретение не ограничено раскрытыми конкретными вариантами его осуществления и что изобретение будет включать в себя все варианты (и его законные эквиваленты), попадающие в объeм заявленных пунктов формулы изобретения. В частности, должно быть очевидно, что,хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, главным образом,касаются самоподъeмной рабочей платформы,которая оснащена буровой вышкой, краном или другими компонентами, обычно используемыми при буровых операциях в открытом море, связанных с разведкой нефти и газа, оно не ограничено этим применением и может быть использовано для многих других операций, выполняемых с воды, включая платформу для навигационных маяков, метеорологических станций, для стоянки судов в открытом море и/или для загрузочных или разгрузочных устройств, рабочие платформы, с которых можно возводить конструкции в открытом море и/или выполнять погружные операции, а также другие операции,при которых может быть использована подвижная рабочая платформа, при этом использование изобретения не ограничено тем, что указано выше. На фиг. 1 представлен один из предпочтительных вариантов осуществления конструкции 7 собранной, самоподъeмной рабочей платформы 10 согласно настоящему изобретению. Рабочая платформа 10, главным образом, отличается множеством (по меньшей мере, двумя) независимо плавучими модульными корпусными элементами 20, 30, которые (когда они собраны) соединены друг с другом в месте 40 соединения. Рабочая платформа 10 также отличается множеством опор (по меньшей мере, тремя), в целом,на фиг. 1 совместно обозначенных как опоры 50(в дальнейшем по ходу описания они будут более конкретно упоминаться как опоры 51, 52 и 53). Подъeмные устройства, совместно обозначенные на фиг. 1 как элементы 60 (и далее более конкретно упоминаемые как подъeмные устройства 61, 62 и 63), как будет описано, могут быть использованы для перемещения опор 50 вверх и вниз по отношению к рабочей платформе 10. На фиг. 2 представлен вид сбоку собранного изобретения. На фиг. 3 показан вид сбоку одного из предпочтительных вариантов осуществления конструкции корпусного элемента 20. На фиг. 4 представлен вид сверху того же самого корпусного элемента 20. Модульный корпусной элемент 20 изначально сконструирован независимо плавучим и поэтому его можно независимым образом проводить как судно,причeм обычно путeм буксировки, по судоходным водным путям достаточной глубины, которая обеспечивает его осадку. В предпочтительном варианте осуществления конструкции согласно изобретению, который относится к сборке в виде рабочей платформы с тремя опорами,пригодной для ведения буровых операций с целью добычи нефти и газа, корпусной элемент 20 обычно будет выполнен из балочного каркаса(как правило, из металлических балок), покрытого листовым материалом (обычно также металлом). При таком варианте конструкции согласно изобретению корпусной элемент 20 в общем будет удлинeнным, а его ширина, по крайней мере, будет составлять чуть меньше наиболее узкого места наиболее узкого водного пути, по которому предполагается транспортирование для достижения тех мест, где должна быть проведена работа посредством рабочей платформы 10, когда она будет собрана. Корпусной элемент 20 оснащeн двумя водонепроницаемыми втулочными частями 21, 22, проходящими сквозь него, которые расположены в непосредственной близости от концов корпусного элемента 20 и через которые со скольжением проходят две опоры 51, 52 платформы. Корпусной элемент 20 также оснащeн двумя подъeмными устройствами 61 и 62, которые,когда это желательно, перемещают опоры 51, 52 вверх и вниз. В предпочтительном варианте осуществления изобретения корпусной элемент 20 также оснащeн средствами для лeгкого и предусматривающего возможность выполнения обратной 8 операции соединения корпусного элемента 20 с корпусным элементом 30. Как показано на фиг. 3 и 4, такие средства состоят из четырeх охватывающих гнeзд 41 соединительного механизма затворного типа. Однако для соединения корпусных элементов 20, 30 также могут быть использованы и различные иные средства. Как вариант, каждый из корпусных элементов может быть подсоединeн к другому корпусному элементу посредством устройств, состоящих из скоб и пальцев. Ещe один предпочтительный в настоящее время альтернативный вариант осуществления конструкции, который более подробно будет описан ниже, образуется путeм перекрытия или консольного захождения частей одного корпусного элемента поверх другого корпусного элемента и штыревого соединения элементов друг с другом. На практике в качестве меры безопасности обычно желательно использовать более одного средства для соединения корпусных элементов друг с другом, при этом одно средство обеспечивает дублирование в случае выхода из строя другого средства. Как вариант, корпусные элементы 20, 30 могут быть соединены друг с другом посредством сварки на рабочем водном пространстве. Какие бы соединительные средства не использовались, они должны быть всегда прочно прикреплены к несущим нагрузку конструктивным компонентам обоих корпусных элементов, с тем чтобы обеспечить прочное,жeсткое средство взаимного соединения корпусных элементов. Если теперь, в частности, обратиться к фиг. 5 и 6, то второй корпусной элемент 30 также предпочтительно представляет собой конструкцию, выполненную из металлического каркаса и листового металла. Как и в случае корпусного элемента 20, корпусной элемент 30 изначально сконструирован независимо плавучим,при этом его можно независимым образом проводить как судно по судоходным водным путям,которые достаточно велики и глубоки для его расположения. Соответственно он также может иметь ширину, которая, по крайней мере, чуть меньше наиболее узкого места наиболее узкого водного пути, который он должен пройти, чтобы достигнуть желаемых мест ведения работ. Хотя в представленных вариантах осуществления конструкции корпусные элементы 20,30, в общем, имеют удлинeнную форму, соотношение между их длиной и шириной может составлять (только в качестве примера) от 2 до 8, при этом очевидно, что настоящее изобретение охватывает и другие возможные формы элементов корпуса, а также соотношения длины и ширины, например полные или усечeнные треугольники, квадраты, части эллипса и тому подобное. Как дополнительно показано на фиг. 5, 6,один конец корпусного элемента 30 имеет охва 9 тываемые соединители 42, предназначенные для сопряжения с охватывающими приeмными гнeздами 41, расположенными на корпусном элементе 20, так что в одном из предпочтительных вариантов осуществления конструкции конец корпусного элемента 30 может быть подсоединeн перпендикулярно боковой стороне корпусного элемента 20 с формированием при этом показанной в целом "Т"-образной рабочей платформы. Как показано на фиг. 5, 6, в этом варианте осуществления конструкции охватываемые соединители 42 представляют собой четыре охватываемых выступа соединения затворного типа, которые сопрягаются с четырьмя охватывающими гнeздами 41 корпусного элемента 20. На фиг. 7 представлен подробный вид соединения. После сопряжения соединения затворного типа путeм захождения охватываемых соединителей 42 внутрь охватывающих гнeзд 41 для закрепления такого соединения обычно вставляют стопорные пальцы 43, показанные на фиг. 7. На корпусномэлементе 30 могут быть использованы альтернативные соединители, при этом их проектируют и размещают таким образом, чтобы они прочно сопрягались с корпусным элементом 20, когда корпусные элементы 20 и 30 находятся в желаемом положении. Корпусной элемент 30 также имеет водонепроницаемую втулочную часть 31, проходящую через него, которая расположена вблизи от конца корпусного элемента 30, противоположного охватываемым соединителям 42, при этом через сквозную втулочную часть 31 корпуса проходит опора 53. Соответственно, когда корпусные элементы 20, 30 перпендикулярно взаимосвязаны, как показано на фиг. 1, рабочая платформа 10, состоящая из множества взаимосвязанных корпусных элементов, удерживается тремя опорами 51, 52 и 53, которые далеко отстоят друг от друга по горизонтали. Расположенная таким образом платформа устойчива в относительно глубоких водах. Если желательно,то для перемещения опоры 53 вверх и вниз используют подъeмное устройство 63. При необходимости могут быть использованы показанные на фиг. 1 и 9 пристыковываемые части 70 для повышения способности выдерживания рабочей платформой боковой нагрузки, повышения плавучести рабочей платформы и/или увеличения имеющегося палубного пространства. Пристыковываемые части 70 обычно выполняют съeмными и, как правило,удаляют при прохождении корпусных элементов по узким водным путям. Части 70 могут быть прикреплены посредством охватываемого/охватывающего соединителя, который описан выше, либо, как вариант, посредством болтовых соединений, сварки или других средств,известных в этой отрасли. Хотя возможны различные конфигурации пристыковываемых частей 70, в предпочтительном в настоящее время варианте осуществления конструкции части 70 10 имеют высоту, фактически равную высоте корпусных элементов, при этом их изготавливают из водонепроницаемой листовой металлической оболочки на конструктивных балках. Очевидно,что форма и размеры пристыковываемых частей 70 могут изменяться для приспосабливания к конкретным обстоятельствам. Перед отправкой к месту ведения работ корпусные элементы 20 и 30 обычно оснащают различным вспомогательным оборудованием,которое предназначается для выполнения желаемых работ, когда модульные корпусные элементы прибудут в нужную акваторию, будут самособраны на воде и самоприподняты над водой. Например, в случае рабочей платформы,которая предназначена для выполнения бурения с целью добычи газа и нефти, каждый из корпусных модульных элементов будет иметь установленное на нeм различное вспомогательное оборудование, предназначенное для выполнения подобных операций. Так, в предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве бурового или надводного рабочего оборудования на одном или на другом из модульных корпусных элементов могут быть использованы грузовая стрела (или буровая вышка),подъeмное оборудование, поворотная платформа и насосы, а также тросы и баки для манипуляций с буровыми текучими средами. Подобным же образом на том или ином из модульных корпусных элементов могут быть установлены жилые помещения, кран и подготовлена вертолeтная площадка. При использовании вспомогательного оборудования, имеющего определeнные конструктивные отличительные признаки, высоту каждого модульного корпусного элемента и находящегося на нeм оборудования можно контролировать для обеспечения возможности прохождения каждого из модульных корпусных элементов по водным путям, которые не только имеют малую ширину, но и ограничены по высоте и в отношении осадки. Например, обычно будет использована буровая вышка "укладываемой конструкции". Подобным же образом для приспосабливания к ограничениям по высоте можно, чтобы перед перемещением к нужной акватории была смонтирована только часть длины опор. Дополнительные участки обычно будут присоединены (с помощью сварки или иных приемлемых средств), как показано на фиг. 2, после соединения модульных корпусных элементов в нужной акватории и, по меньшей мере, незначительного подъeма для стабилизации платформы. Подобным же образом можно будет обойтись без выступающих частей ниже модульных корпусных элементов до прибытия в нужную акваторию, с тем чтобы ограничить осадку этих элементов. При этом опоры рабочей платформы обычно будут находиться в отведeнном положении, так чтобы в течение перехода они фак 11 тически находились вровень с донной частью модульных корпусных элементов. Соответственно благодаря модульному характеру элементов рабочей платформы согласно настоящему изобретению можно провести рабочую платформу, которая в собранном состоянии будет иметь относительно большие размеры, в требуемую акваторию по ведущим к ней водным путям, которые могут быть ограничены по ширине, высоте и осадке. Также предпочтительно "модулизировать" различные коммунальные средства или средства обслуживания, наличие которых на каждом из модульных корпусных элементов может оказаться необходимым. Например, в случае установки, которую используют для бурения при добыче нефти и газа, есть вероятность того, что на модульных корпусных элементах потребуется источник подачи электроэнергии, кипячeной воды, не кипяченой воды, источник создания давления рабочей жидкости, давления воздуха, а возможно, потребуются и магистрали для буровых рабочих сред. Однако было бы неэкономично оснащать каждый модуль независимым источником каждого из упомянутых коммунальных средств или средств обслуживания. В данном случае предпочтительно, чтобы имелся только один источник каждого из коммунальных средств или средств обслуживания, однако,магистрали для соединения таких средств с другим корпусным элементом могут быть расположены вблизи той зоны, которая предназначена для механического соединения корпусных элементов друг с другом. Таким образом будет относительно легко создать всю платформу с общим источником коммунальных средств и средств обслуживания. Для квалифицированных специалистов в этой отрасли будет очевидно,что при необходимости для создания рабочей платформы желаемого размера можно соединить друг с другом более двух корпусных элементов и что корпусные элементы необязательно должны быть соединены друг с другом перпендикулярно; они могут быть соединены боковыми сторонами, а при необходимости даже под разными углами (отличающимися от прямого угла). Квалифицированным специалистам в этой отрасли ясно, что хотя в раскрытом здесь изобретении предполагаются, как минимум, три опоры, которые удерживают собранную платформу, при необходимости может быть применено более трeх опор, расположенных в надлежащем положении, которое требуется для какого-либо корпусного элемента. Предпочтительный способ сооружения или сборки элементов согласно настоящему изобретению начинается с предварительной установки оборудования на корпусных элементах 20 и 30,выполняемой на береговом предприятии. После этого оба корпусных элемента 20 и 30 совместно с, по меньшей мере, частью опор 51, 52 и 53,находящихся на своeм месте в отведeнном по 003481 12 ложении, независимым образом транспортируют к первому месту ведения работ. При достижении места ведения работ корпусные элементы 20 и 30 располагают таким образом, чтобы соединители 41, 42 могли войти в зацепление друг с другом, как показано на фиг. 7-9. В предпочтительном варианте осуществления конструкции, который показан на фиг. 8, используют кабельные лебeдки 71 и гидравлические домкраты для плотного притягивания друг к другу корпусных элементов 20, 30, а следовательно, и соединители 41, 42. После плотного притягивания друг к другу соединители 41, 42 будут сблокированы посредством пальцев 43. После того как корпусные элементы 20, 30 соединены друг с другом и формируют рабочую платформу 10, соответствующим образом используют подъeмники 61, 62 и 63 для опускания опор 51,52 и 53, пока они не обопрутся о морское дно. При необходимости в это время к опорам могут быть добавлены дополнительные участки, которые обычно приваривают к их верхним концам. После этого подъeмники 61, 62 и 63 обычно продолжают приводить в действие (перемещая упомянутые опоры вниз), пока рабочая платформа не приподнимется на желаемое расстояние, обычно называемое "воздушным зазором",над поверхностью воды. Обычно после того, как установлен воздушный зазор, начинается работа, для выполнения которой на данном месте эта платформа была предназначена (например, для выполнения буровых операций). Хотя на фиг. 8 вблизи корпусного элемента 20 показан док, в сооружении такого дока во многих случаях нет необходимости. В определeнных условиях необходим воздушный зазор, который больше обычного зазора. Например, рабочая платформа согласно настоящему изобретению может быть использована в акваториях, в которых имеется значительное образование льда и, следовательно, имеются потоки льда, в частности там, где потоки льда имеют значительную "площадь парусности",находящуюся выше ватерлинии. Такие ледовые потоки могут быть достаточно высокими, чтобы потребовался воздушный зазор, превышающий обычный воздушный зазор, и рабочая платформа согласно настоящему изобретению может быть соответствующим образом приподнята. Однако в случае больших воздушных зазоров и ледовых потоков, движущихся к выдвинутым опорам, напряжение в опорах увеличивается. Для придания дополнительной жeсткости через опоры в морское дно могут быть вбиты внутренние сваи. В варианте осуществления настоящего изобретения, который показан на фиг. 9 а, дополнительную внутреннюю сваю 80 вбивают через опору 51 на желаемое расстояние ниже морского дна 75. Опора 51 дополнительно может содержать множество расположенных внутри неe центрирующих колец 51 а, чтобы придать направление внутренней свае 80. По 13 добным же образом остальные опоры рабочей платформы могут иметь проходящие сквозь них внутренние сваи (на фиг. 9 а показана только одна свая 51, а также поперечное сечение корпусного элемента 20). Как только на первом месте ведения работ выполнение операций завершено, подвижная,самоподъeмная рабочая платформа 10 может быть приведена в движение фактически путeм выполнения в обратном порядке описанных выше операций. Рабочую платформу 10 опускают с помощью подъeмников на морскую поверхность, пока вновь не будет обеспечено плавучее состояние платформы. Дальнейший подъeм с помощью подъeмных устройств,причeм, возможно, с обычным вымыванием донных частей опор, позволяет поднять опоры с морского дна и обеспечить перемещение рабочей платформы как единой конструкции к последующим местам ведения работ. Как вариант,при желании корпусные элементы 20 и 30 могут быть разъединены и независимым образом перемещены к последующим местам ведения работ, причeм, если необходимо, по водным путям с ограниченной шириной и глубиной либо имеющим препятствия, которые ограничивают по высоте возможность прохождения по ним судов. Конструкция самоподъeмной рабочей платформы согласно настоящему изобретению(с возможностью отведения опор) позволяет проводить еe по весьма мелкой воде (а при необходимости и использовать еe там) глубиной порядка 8 футов (2,44 м) , а также использовать еe в водах средней глубины без ограничений вплоть до 250 футов (76,25 м). Очевидно, что в пределах существа и объeма настоящего изобретения могут быть выполнены конструктивные изменения, с тем чтобы обеспечить возможность его использования в более мелких и более глубоких водах. Ещe один предпочтительный в настоящее время вариант осуществления конструкции настоящего изобретения представлен на фиг. 1014. В этом варианте корпусные элементы 20 и 30 соединены друг с другом с перекрытием или консольно для формирования рабочей платформы 10. В последующем описании номера позиций сходных элементов по возможности совпадают с ранее описанными вариантами осуществления конструкции. Как показано на фиг. 10 и 11, корпусной элемент 20 содержит пару втулкообразных сквозных частей 21 и 22, через которые проходят опоры 51 и 52 (для ясности фигур не показаны). Корпусной элемент 20 дополнительно содержит шпоночный паз 23 и пару направляющих элементов 24, расположенных вдоль шпоночного паза 23. На фиг. 12 и 13 представлен корпусной элемент 30 согласно этому варианту осуществления конструкции. Как и в ранее описанных вариантах, корпусной элемент 30 содержит 14 идущую сквозь него втулочную часть 31, служащую для прохождения через неe опоры 53(для ясности фигур не показана). Корпусной элемент 30 дополнительно включает в себя охватываемый шпоночный узел 30 а, содержащий пару рельсов 34 для содействия введению охватываемого шпоночного узла 30 а в шпоночный паз 23 (и для формирования консольной опоры для буровой установки, что описано далее), и участок взаимного зацепления, содержащий плечо 32 и два свешивающихся фланца 33. Форма поперечного сечения охватываемого шпоночного узла 30 а, образуемого плечом 32 и фланцами 33, предназначена для плотной установки внутри формы поперечного сечения, образуемой шпоночным пазом 23 и направляющими элементами 24. Корпусной элемент 30 дополнительно содержит охватываемые соединители 42, которые показаны и предназначены для принудительного соединения корпусных элементов 20 и 30. В этом варианте осуществления конструкции охватываемые соединители 42,количество которых может составлять четыре штуки (хотя может быть использовано большее или меньшее количество), содержат отводные охватываемые пальцы, которые могут быть перемещены в корпусной элемент 30 и из него с помощью соответствующих приводных средств. Когда охватываемые соединители 42 отведены,охватываемый шпоночный узел 30 а может быть легко введeн в зону, образованную шпоночным пазом 23 и направляющими элементами 24. После этого охватываемые соединители 42 пропускают таким образом, чтобы они вошли в охватывающие соединители 41 на корпусном элементе 20, обеспечивая при этом соединение друг с другом корпусных элементов 20 и 30. На фиг. 14 представлены корпусные элементы 20 и 30 варианта осуществления конструкции согласно фиг. 10-13, соединeнные для формирования самоподъeмной рабочей платформы согласно настоящему изобретению. Подобно процессу соединения, описанному применительно к предыдущим вариантам, корпусные элементы 20 и 30 могут находиться в плавучем состоянии в положении для соединения друг с другом, при этом два корпусных элемента, в общем, находятся под прямым углом по отношению друг к другу, а охватываемая шпоночная секция 30 а выровнена со шпоночным пазом 23. Затем два корпусных элемента могут быть подведены друг к другу с помощью соответствующих средств (таких как устройство,состоящее из кабеля и лебeдки, показанное на фиг. 8), с рельсами 34, которые первыми входят в шпоночный паз 23, после чего плечо 32 и фланцы 33 входят в зону, образованную шпоночным пазом 23 и направляющими элементами 24, до тех пор, пока два корпусных элемента не будут полностью зацеплены друг с другом, как показано на фиг. 14. Затем охватываемые соединители 42 выходят наружу из корпусного 15 элемента 30 в охватывающие гнeзда 41 в корпусном элементе 20 для формирования прочного соединения между двумя корпусными элементами 20 и 30. Очевидно, что возможны и другие варианты выполнения соединения,включая сварку, пальцы и скобы, болтовое соединение и другие средства, известные в этой отрасли. Из описания легко можно понять, что вариант осуществления конструкции, показанный на фиг. 10-14 и охарактеризованный в данном описании, содержит взаимосвязывающее, перекрывающее консольное сочленение между корпусными элементами, которое затем соединяют посредством соединителей, обеспечивая весьма прочное и надeжное соединение между корпусными элементами. Очевидно, что без отклонения от объeма изобретения в этом варианте конструкции могут быть выполнены многочисленные разнообразные изменения. Например, форма поперечного сечения и размеры шпоночного паза 23, направляющих элементов 24 и охватываемого шпоночного узла 30 а могут быть изменены для соответствия конкретным поставленным целям. Рельсы 34 могут иметь различные формы и размеры. Корпусные элементы 20 и 30,хотя обычно соединены фактически перпендикулярно для получения "Т"-образной формы,если смотреть сверху, могут быть соединены под углом, который отличается от 90, при этом корпусные элементы могут меняться по количеству, форме и размерам. Последовательность разъединения корпусных элементов, вывешивания рабочей платформы на месте ведения работ и еe опускания при подготовке к перемещению аналогична ранее описанным вариантам осуществления конструкции согласно изобретению. Кроме того, корпусные элементы могут быть соединены разными способами, например с помощью болтов, сваркой или различными иными способами крепления, хорошо известными в этой отрасли. Далее, та часть рельсов 34, которая проходит за корпусной элемент 20, может поддерживать буровую установку (не показана). Обычно такая установка может опираться на ростерные бимсы, в свою очередь, опирающиеся на упомянутые рельсы, так что буровая установка может скользить из первого, отведeнного положения (которое, по существу, может быть сцентрировано по перекрывающим друг друга участкам корпусных элементов 20 и 30) во второе, консольное положение к концам рельсов 34. В таком втором положении буровая установка свешивается над водой. Ещe в одном варианте осуществления конструкции один корпусной элемент лишь перекрывает другой корпусной элемент, при этом соединительные элементы, которые соединяют два корпусных элемента, в общем, расположены по вертикали. На фиг. 15 (на которой некоторые элементы для ясности фигуры не показаны) представлен корпусной элемент 30, просто пе 003481 16 рекрывающий корпусной элемент 20, при этом соединительные средства, которые соединяют два корпусных элемента, в общем, проходят по вертикали. На фиг. 15 представлены охватываемые соединители 42, которые расположены таким образом, чтобы с обеспечением зацепления входить внутрь охватывающих гнeзд 41. В этом варианте осуществления конструкции нижний корпусной элемент обеспечивает вертикальную опору для верхнего корпусного элемента, а соединители препятствуют их скольжению относительно друг друга. Шпоночный паз в этом варианте отсутствует. Очевидно, что варианты осуществления настоящего изобретения, показанные на фиг. 1015, дополнительно также могут содержать сваи,вбитые в морское дно через опоры, как показано на фиг. 9 а. Поскольку в объeме приведeнной здесь концепции изобретения могут быть выполнены многочисленные изменения и различные варианты осуществления конструкции и поскольку в вариантах осуществления конструкции, которые здесь подробно представлены в соответствии с требованиями закона в отношении приведения описания, могут быть выполнены многочисленные модификации, следует иметь в виду, что приведeнные здесь детали носят иллюстративный характер и не налагают каких-либо ограничений. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Подвижная, самоподъeмная рабочая платформа, содержащая множество плавучих корпусных элементов, каждый из которых приспособлен независимым образом двигаться по воде в плавучем состоянии, множество соединителей, расположенных между множеством плавучих корпусных элементов, когда плавучие корпусные элементы находятся в желаемом близком расположении друг от друга для соединения плавучих корпусных элементов друг с другом, чтобы сформировать единую плавучую рабочую платформу, по меньшей мере, три опоры, прикрепленные с возможностью скольжения к единой рабочей платформе, при этом каждая из опор далеко отстоит, по меньшей мере, от двух других опор, множество подъeмников,прикреплeнных к единой рабочей платформе и к каждой опоре для подъeма и опускания опор ко дну водной массы, на которой единая рабочая платформа находится в плавучем состоянии, а также для подъeма и опускания единой рабочей платформы на желаемое расстояние над поверхностью воды. 2. Платформа по п.1, в которой плавучие корпусные элементы состоят из металлического каркаса, имеющего покрытие из водонепроницаемых металлических листов и включающего множество металлических балок, несущих нагрузку. 17 3. Платформа по п.2, в которой каждый из соединителей прочно прикреплен к металлическим балкам, несущим нагрузку. 4. Платформа по п.1, в которой для каждого плавучего корпусного элемента отношение длины к ширине составляет от 2 до 8. 5. Платформа по п.1, в которой каждая опора проходит через водонепроницаемую втулочную часть, идущую сквозь один из плавучих корпусных элементов. 6. Платформа по любому из пп.1, 3, 4, 5,дополнительно содержащая буровую установку,состоящую из буровой вышки, подъемника, насосов для бурового раствора и поворотного стола. 7. Платформа по любому из пп.1, 4, в которой корпусные элементы соединены друг с другом фактически перпендикулярно для формирования Т-образной рабочей платформы. 8. Платформа по п.1, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одну пристыковываемую часть, прикрепленную к множеству корпусных элементов и проходящую на определенном расстоянии между ними. 9. Платформа по п.8, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть обладает плавучестью. 10. Платформа по п.8, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть имеет размер по вертикали, фактически равный размеру по вертикали множества корпусных элементов. 11. Платформа по п.1, дополнительно содержащая внутреннюю сваю, расположенную,по меньшей мере, в одной из опор и вбитую в дно под водой на желаемую глубину. 12. Подвижная, самоподъемная рабочая платформа, содержащая пару плавучих корпусных элементов, каждый из которых приспособлен независимым образом двигаться по воде в плавучем состоянии и также приспособлен для того, чтобы один элемент пары перекрывал другой элемент пары, по меньшей мере, один соединитель, расположенный между парой плавучих корпусных элементов, когда пара плавучих корпусных элементов находится в желаемом близком расположении с перекрытием друг друга, для соединения плавучих корпусных элементов друг с другом, чтобы сформировать единую плавучую рабочую платформу, по меньшей мере, три опоры, прикрепленные с возможностью скольжения к единой рабочей платформе, при этом каждая из опор далеко отстоит, по меньшей мере, от двух других опор, множество подъемников, прикрепленных к единой рабочей платформе и к каждой опоре для подъема и опускания опор до дна под водой, на которой в плавучем состоянии находится единая рабочая платформа, и для подъема и опускания единой рабочей платформы на желаемое расстояние над поверхностью воды. 18 13. Платформа по п.12, в которой один элемент из пары плавучих корпусных элементов содержит шпоночный паз и пару направляющих элементов, расположенных вблизи от шпоночного паза, а другой элемент из пары плавучих корпусных элементов содержит охватываемый шпоночный элемент, при этом шпоночный паз,направляющие элементы и охватываемый шпоночный элемент имеют такую форму поперечного сечения, что охватываемый шпоночный элемент приспособлен плотно устанавливаться внутри шпоночного паза и направляющих элементов с обеспечением блокирования и перекрытия друг друга. 14. Платформа по п.13, в которой пара плавучих корпусных элементов соединена друг с другом фактически под прямым углом с формированием при этом Т-образной рабочей платформы. 15. Платформа по п.12, дополнительно содержащая множество рельсов, проходящих в наружном направлении от охватываемого шпоночного элемента, а также проходящих за шпоночный паз. 16. Платформа по п.15, дополнительно содержащая буровую установку, состоящую из буровой вышки, подъемного механизма, насосов для бурового раствора и поворотного стола,при этом буровая установка смонтирована на рельсах для перемещения по ним вперед и назад. 17. Платформа по п.12, в которой плавучие корпусные элементы состоят из металлического каркаса, имеющего покрытие из водонепроницаемых металлических листов и содержащего множество металлических балок, несущих нагрузку. 18. Платформа по п.17, в которой, по меньшей мере, один соединитель прочно прикреплен, по меньшей мере, к одной из балок,несущих нагрузку. 19. Платформа по любому из пп.1-12, в которой каждая опора проходит через водонепроницаемую втулочную часть корпуса, идущую сквозь один из плавучих корпусных элементов. 20. Платформа по п.12, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одну пристыковываемую часть, прикрепленную к паре корпусных элементов и проходящую на определенном расстоянии между ними. 21. Платформа по п.20, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть обладает плавучестью. 22. Платформа по п.21, в которой, по меньшей мере, одна пристыковываемая часть имеет размер по вертикали, фактически равный размеру по вертикали множества корпусных элементов. 23. Платформа по п.12, дополнительно содержащая внутреннюю сваю, расположенную,по меньшей мере, в одной из опор и вбитую в дно под водой на желаемую глубину.

МПК / Метки

МПК: E02B 17/08, E02D 5/00

Метки: корпусом, искусственный, самоподъемный, подвижный, рабочий, модульным, остров

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/12-3481-podvizhnyjj-samopodemnyjj-iskusstvennyjj-rabochijj-ostrov-s-modulnym-korpusom.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Подвижный, самоподъемный искусственный рабочий остров с модульным корпусом</a>

Похожие патенты