способ сооружения и технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых

Формула изобретения

1. Способ сооружения технологического комплекса для подводной добычи полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, при котором устанавливают донную опорную плиту на поверхности дна, устанавливают на донной опорной плите устьевые соединители и водоотделяющие средства с буровым и эксплуатационным оборудованием, причем в качестве основного водоотделяющего средства используют соответствующие отсеки подводного бурового судна, осуществляют процесс бурения, после завершения бурения снимают буровое оборудование с устьевого соединителя, устанавливают на устьевом соединителе эксплуатационное оборудование, а буровое оборудование перемещают и устанавливают на следующем устьевом соединителе, отличающийся тем, что отсек роторного агрегата и оборудования грузоподъемной системы подводного бурового судна поочередно соединяют с устьевыми соединителями промежуточными водоотделяющими средствами для забуривания скважины под направление и для эксплуатационного бурения с обеспечением герметизации коммуникаций различных технологических систем между собой и относительно водной среды, а упомянутые водоотделяющие средства располагают с возможностью перемещения по соответствующим направляющим на общей технологической тележке донной опорной плиты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что донную опорную плиту погружают и устанавливают на поверхности дна путем заполнения балластных емкостей жидким балластом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что снабжение расходными материалами подводного бурового судна осуществляют с помощью мобильных модулей снабжения, имеющих возможность перемещения и поочередного взаимодействия с подводным судном снабжения и подводным буровым судном.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что донную опорную плиту прикрепляют к поверхности дна путем установки устьевых соединителей с помощью силового оборудования, располагаемого на специализированном подводном судне.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сбор бурового шлама в процессе бурения осуществляют в балластные емкости донной опорной плиты, при этом вытесняют из упомянутых емкостей жидкий балласт.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют ликвидацию нефтяных и газовых проявлений посредством их сбора с последующим их разделением и удалением путем временного глушения скважины с последующим восстановлением циркуляции бурового раствора.

7. Технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых, содержащий донную опорную плиту с устьевыми соединителями, основные водоотделяющие средства в виде изолированных друг от друга отсеков подводного бурового судна с эксплуатационным и буровым оборудованием, имеющих возможность герметичного соединения с устьевыми соединителями, отличающийся тем, что донная опорная плита снабжена установленной на соответствующих направляющих технологической тележкой с промежуточными водоотделяющими средствами для забуривания скважины под направление и под эксплуатационное бурение, каждое из которых имеет возможность поочередного быстроразъемного герметичного соединения с отсеком роторного агрегата и оборудования грузоподъемной системы и устьевыми соединителями.

8. Технологический комплекс по п.7, отличающийся тем, что включает в себя подводное судно снабжения с мобильными модулями снабжения расходными материалами подводного бурового судна.

9. Технологический комплекс по п. 7, отличающийся тем, что подводное буровое судно снабжено системой динамического позиционирования относительно судна донной опорной плиты, включающей по крайней мере один выдвижной руль и одну выдвижную поворотную колонку с движителем, а также центровочные элементы на корпусе, предназначенные для взаимодействия с соответствующими ответными элементами опорной фермы донной опорной плиты.

10. Технологический комплекс по п.7, отличающийся тем, что отсек роторного агрегата и грузоподъемной системы подводного бурового судна снабжен универсальным и вращающимся превенторами для обеспечения герметизации его помещения и технологических коммуникаций между собой и относительно водной среды.

11. Технологический комплекс по п.7, отличающийся тем, что подводное буровое судно снабжено посадочными местами и стыковочными узлами для установки на них мобильных модулей снабжения расходными материалами.

12. Технологический комплекс по п.7, отличающийся тем, что подводное буровое судно дополнительно содержит отсек циркуляционной системы и буровых насосов, отсек цементировочного оборудования, а также отсек оборудования системы ликвидации нефтяных и газовых проявлений.

13. Технологический комплекс по п.7, отличающийся тем, что водоотделяющие средства для забуривания скважины под направление и эксплуатационного бурения снабжены элементами быстроразъемных замковых устройств для обеспечения быстроразъемного соединения с соответствующими элементами отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы подводного бурового судна и с устьевыми соединителями донной опорной плиты и универсальными превенторами для обеспечения герметизации технологических коммуникаций относительно водной среды, причем водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения дополнительно снабжено плашечными превенторами для осуществления герметизации скважины.

14. Технологический комплекс по п.7, отличающийся тем, что донная опорная плита выполнена понтонного типа и содержит днище с расположенными по ее периметру балластными емкостями, а также устьевые соединители, установленные в соответствующих направляющих отверстиях донной опорной плиты.

15. Технологический комплекс по п.14, отличающийся тем, что донная опорная плита снабжена технологическими тележками с эксплуатационным оборудованием, число которых соответствует числу устьевых соединителей, которые установлены с возможностью перемещения по соответствующим направляющим, расположенным на днище донной опорной плиты, и совмещения стыковочных элементов эксплуатационного оборудования со стыковочными элементами соответствующих устьевых соединителей.

16. Технологический комплекс по п.14, отличающийся тем, что донная опорная плита снабжена жесткой фермой, которая содержит опоры и центровочные элементы для установки на них корпуса подводного судна.

17. Технологический комплекс по п.12, отличающийся тем, что циркуляционная система бурового раствора выполнена изолированной от водной среды и внутренних помещений отсеков бурового судна и включает в себя по крайней мере один буровой насос с замкнутым оборотным водоснабжением, емкость бурового раствора с последовательно расположенными резервуарами с перемешивающими устройствами, причем всасывающая полость бурового насоса связана с емкостью бурового раствора, а нагнетательная через буровой манифольд, силовой вертлюг, внутреннюю полость буровой трубы и обратный клапан связана с рабочей полостью скважины, с внутренней полостью водоотделяющей колонны буровой трубы, верхняя часть которой связана с входной полостью виброочистителя, один выход которого через подпорный клапан связан с входной камерой емкости бурового раствора, а второй - с емкостью сбора шлама.

18. Технологический комплекс по п. 12, отличающийся тем, что система ликвидации нефтяных и газовых проявлений выполнена изолированной от водной среды и внутренних помещений бурового судна и включает в себя контур отвода нефтяных и газовых проявлений и контур глушения скважины, причем контур отвода нефтяных и газовых проявлений включает в себя многофазный газожидкостный сепаратор, вход которого через противовыбросовый манифольд и через водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения связан с полостью скважины, первый выход газожидкостного сепаратора связан гибким газопроводом с входом факельной установки, а второй гидравлически связан с резервной емкостью, а контур глушения скважины включает в себя последовательно соединенные емкость утяжеленного раствора, насос, блок глушения, противовыбросовый манифольд, водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения и устьевой соединитель, связанный с полостью скважины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых в арктических условиях, преимущественно жидких и газообразных, к сооружению подводных технологических комплексов, которые обеспечивают проведение работ по методу кустового бурения независимо от погодных условий и наличия ледового покрова.

Известно техническое решение, которое характеризует способ добычи подводных месторождений полезных ископаемых, при котором их освоение осуществляют посредством расположения бурового оборудования с использованием водоотделяющего средства выполненного в виде кессона, устанавливаемого на соответствующей донной опорной плите, при этом верхняя часть кессона с соответствующей частью бурового оборудования располагается выше уровня моря /1/.

К недостаткам известного технического решения относится то, что несмотря на возможность обеспечения надводных условий функционирования технологического оборудования, такой способ требует больших капитальных затрат на строительство кессонов, причем его конструкция должна предусматривать средства, позволяющие с соответствующей эффективностью противостоять давлению айсбергов и движению мощного ледового покрова.

Известно техническое речение, характеризующее способ подводной добычи полезных ископаемых, при котором бурение осуществляют с помощью технологического оборудования, располагаемого в подводной камере с герметически изолированными отсеками с устьевым оборудованием, устанавливаемой на донной плите /2/. При этом доставка экипажа, необходимых частей технологического оборудования и инструмента осуществляется через герметизирующие люки камеры с использованием специальных транспортных средств.

К недостаткам известного технического решения относится то, что после завершения буровых работ и в начале эксплуатации буровых скважин буровое оборудование либо временно не используется, либо требуется специальная операция по его демонтажу, выемке через герметизирующие люки, а затем транспортировке к следующему участку промысла.

Известно техническое решение, которое характеризуется тем, что устанавливают донную опорную плиту с устьевыми соединителями на поверхности дна путем заполнения балластных емкостей жидким балластом, устанавливают на донной опорной плите устьевые соединители и водоотделяющие средства с расположенным внутри них буровым и эксплуатационным оборудованием, осуществляют процесс бурения, после завершения бурения снимают буровое оборудование с устьевого соединителя, устанавливают на устьевом соединителе эксплуатационное оборудование, а буровое оборудование перемещают и устанавливают на следующем устьевом соединителе /3/.

В известном способе рабочие отсеки с буровым оборудованием имеют возможность поочередного бурения скважин путем обеспечения поворота верхнего строения технологического комплекса относительно вертикальной оси.

Указанное техническое решение /3/ в части устройства конструктивно включает в себя донную опорную плиту с устьевыми соединителями, основные водоотделяющие средства которого выполнены в виде изолированных друг от друга отсеков с буровым и эксплуатационным оборудованием, имеющих возможность герметичного соединения с устьевыми соединителями.

При завершении бурения на данном участке, переводе пробуренных скважин на эксплуатационный режим и необходимости транспортировки технологического оборудования к следующему участку промысла требуется подъем верхнего строения с буровым оборудованием, которое должно извлекаться на поверхность с помощью соответствующих дополнительных средств, осуществление его транспортировки в надводном положении, а затем повторное погружение для соответствующей установки, что при наличии мощного ледового покрова влияет как на дополнительные затраты, так и на увеличение времени освоения месторождения в целом.

Известный технологический комплекс является конструктивно сложным и, как следствие, менее надежным, поскольку в опорной колонне верхнего строения предусматривается наличие податливого элемента и соответствующей системы балластировки для обеспечения заданной ориентации при осуществлении процесса бурения.

Наиболее близким техническим решением, как в части способа, так и в части технологического комплекса, реализующего способ, является техническое решение, при котором устанавливают донную опорную плиту на поверхности дна, устанавливают на донной опорной плите устьевые соединители и водоотделяющие средства с буровым и эксплуатационным оборудованием, причем в качестве основного водоотделяющего средства используют соответствующие отсеки подводного бурового судна, осуществляют процесс бурения, после завершения бурения снимают буровое оборудование с устьевого соединителя, устанавливают на устьевом соединителе эксплуатационное оборудование, а буровое оборудование перемещают и устанавливают на следующем устьевом соединителе /4/ - прототип.

Однако известный технологический комплекс является достаточно дорогостоящим и сложным как с точки зрения конструктивного выполнения, поскольку предусматривает использование двухкорпусного подводного судна (катамарана), в котором необходимо выполнение связующих конструкций и внешних отсеков для расположения бурового оборудования, так и с точки зрения его технологических возможностей, а именно сложностью управления двухкорпусным судном при обеспечении его стыковки с донной опорной плитой и с соответствующими устьевыми соединителями при кустовом бурении.

Кроме того, известный способ добычи подводных полезных ископаемых не предусматривает при бурении скважин удаление шлама в специальные изолированные емкости, что существенно влияет как на экологию окружающей водной среды, так и на качество процесса бурения, при котором без удаления шлама с участка обрабатываемой поверхности наблюдается нарушение устья скважины.

Настоящее изобретение направлено на решение задач по снижению затрат на изготовление и обслуживание технологических комплексов подводной добычи полезных ископаемых, уменьшение времени на освоение подводных месторождений, а также повышение эффективности работы бурового и эксплуатационного оборудования в арктических условиях с соответствующим обеспечением экологических требований.

Указанный единый технический результат в части способа достигается тем, что реализуется способ сооружения технологических комплексов для подводной добычи полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, при котором устанавливают донную опорную плиту на поверхности дна, устанавливают на донной опорной плите устьевые соединители и водоотделяющие средства с буровым и эксплуатационным оборудованием, причем в качестве основного водоотделяющего средства используют соответствующие отсеки подводного бурового судна, осуществляют процесс бурения, после завершения бурения снимают буровое оборудование с устьевого соединителя, устанавливают на устьевом соединителе эксплуатационное оборудование, а буровое оборудование перемещают и устанавливают на следующем устьевом соединителе, при этом отсек роторного агрегата и оборудования грузоподъемной системы подводного бурового судна поочередно соединяют с устьевыми соединителями промежуточными водоотделяющими средствами, для забуривания скважины под направление и для эксплуатационного бурения, с обеспечением герметизации коммуникаций различных технологических систем между собой и относительно водной среды, а упомянутые водоотделяющие средства располагают с возможностью перемещения по соответствующим направляющим на общей технологической тележке донной опорной плиты.

Донную опорную плиту погружают и устанавливают на поверхности дна путем заполнения балластных емкостей жидким балластом.

Снабжение расходными материалами подводного бурового судна осуществляют с помощью мобильных модулей снабжения, имеющих возможность перемещения и поочередного взаимодействия с подводным судном снабжения и подводным буровым судном.

Донную опорную плиту закрепляют к поверхности дна путем установки устьевых соединителей с помощью силового оборудования, располагаемого на специализированном подводном судне.

Сбор бурового шлама в процессе бурения осуществляют в балластные емкости донной опорной плиты, при этом вытесняют из упомянутых емкостей жидкий балласт.

Осуществляют ликвидацию нефтяных и газовых проявлений посредством их сбора с последующим их разделением и удалением путем временного глушения скважины с последующим восстановлением циркуляции бурового раствора.

Указанный единый технический результат в части устройства достигается тем, что технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых содержит донную опорную плиту с устьевыми соединителями, основные водоотделяющие средства в виде изолированных друг от друга отсеков подводного бурового судна с эксплуатационным и буровым оборудованием, имеющих возможность герметичного соединения с устьевыми соединителями, при этом донная опорная плита снабжена установленной на соответствующих направляющих технологической тележкой с промежуточными водоотделяющими средствами для забуривания скважины под направление и под эксплуатационное бурение, каждое из которых имеет возможность поочередного быстроразъемного герметичного соединения с отсеком роторного агрегата и оборудования грузоподъемной системы и устьевыми соединителями.

Технологический комплекс включает в себя подводное судно снабжения с мобильными модулями снабжения расходными материалами подводного бурового судна.

Подводное буровое судно снабжено системой динамического позиционирования относительно донной опорной плиты, включающей по крайней мере один выдвижной руль и одну выдвижную поворотную колонку с движителем, а также центровочные элементы на корпусе, предназначенные для взаимодействия с соответствующими ответными элементами опорной фермы донной опорной плиты.

Отсек роторного агрегата и грузоподъемной системы подводного бурового судна снабжен универсальным и вращающимся превенторами для обеспечения герметизации его помещения и технологических коммуникаций между собой и относительно водной среды.

Подводное буровое судно снабжено посадочными местами и стыковочными узлами для установки на них мобильных модулей и снабжения расходными материалами.

Подводное буровое судно, дополнительно содержит отсек циркуляционной системы и буровых насосов, отсек цементировочного оборудования, а также отсек оборудования системы ликвидации нефтяных и газовых проявлений.

Водоотделяющие средства для забуривания скважины под направление и эксплуатационного бурения снабжены элементами быстроразъемных замковых устройств для обеспечения быстроразъемного соединения с соответствующими элементами отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы подводного бурового судна и с устьевыми соединителями донной опорной плиты и универсальными превенторами для обеспечения герметизации технологических коммуникаций относительно водной среды, причем водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения дополнительно снабжено плашечными превенторами для осуществления герметизации скважины.

Донная опорная плита выполнена понтонного типа и содержит днище с расположенными по ее периметру балластными емкостями, а также устьевые соединители, установленные в соответствующих направляющих отверстиях донной опорной плиты.

Донная опорная плита снабжена технологическими тележками с эксплуатационным оборудованием, число которых соответствует числу устьевых соединителей, которые установлены с возможностью перемещения по соответствующим направляющим, расположенным на днище донной опорной плиты, и совмещения стыковочных элементов эксплуатационного оборудования со стыковочными элементами соответствующих устьевых соединителей.

Донная опорная плита снабжена жесткой фермой, которая содержит опоры и центровочные элементы для установки на них корпуса подводного судна.

Циркуляционная система бурового раствора выполнена изолированной от водной среды и внутренних помещений отсеков бурового судна и включает в себя по крайней мере один буровой насос с замкнутым оборотным водоснабжением, емкость бурового раствора с последовательно расположенными резервуарами с перемешивающими устройствами, причем всасывающая полость бурового насоса связана с емкостью бурового раствора, а нагнетательная через буровой манифольд, силовой вертлюг, внутреннюю полость буровой трубы и обратный клапан связана с рабочей полостью скважины с внутренней полостью водоотделяющей колонны буровой трубы, верхняя часть которой связана с входной полостью виброочистителя, один выход которого через подпорный клапан связан с входной камерой емкости бурового раствора, а второй - с емкостью сбора шлама.

Система ликвидации нефтяных и газовых проявлений выполнена изолированной от водной среды и внутренних помещений бурового судна и включает в себя контур отвода нефтяных и газовых проявлений и контур глушения скважины, причем контур отвода нефтяных и газовых проявлений включает в себя многофазный газожидкостной сепаратор, вход которого через противовыбросовый манифольд и через водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения связан с полостью скважины, первый выход газожидкостного сепаратора связан гибким газопроводом с входом факельной установки, а второй - гидравлически связан с резервной емкостью, а контур глушения скважины включает в себя последовательно соединенные: емкость утяжеленного раствора, насос, блок глушения, противовыбросовый манифольд, водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения и устьевой соединитель, связанный с полостью скважины.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку образует единый изобретательский замысел, причем изобретения относятся к объектам одного вида, одинакового назначения, обеспечивающих получение одного и того же результата принципиально одним и тем же путем.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах как для объекта-способа, так и для объекта-устройства, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, как для способа, так и для устройства, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам как для способа, так и устройства заявленной группы изобретений. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволяет выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем единому техническому результату отличительных признаков для каждого из заявленных объектов группы, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, каждый из объектов заявленной группы соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия каждого из объектов заявленной группы изобретения требований изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающими с отличительными от выбранного прототипа признаками для каждого из объектов заявленной группы изобретений, результаты которого показывают, что каждый из объектов заявленной группы изобретений не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, каждый из объектов заявленной группы изобретений соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Способ и технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых поясняется рисунками, представленными на фиг. 1-6.

На фиг. 1 и 2 представлен общий вид технологического комплекса подводной добычи полезных ископаемых, на фиг. 3 и 4 - конструкция донной опорной плиты - общий вид и виду сверху соответственно, на фиг.5 схема циркуляционной системы бурового раствора с водоотделяющим средством для забуривания скважины под направление, на фиг. 6 - схема системы ликвидации нефтяных и газовых проявлений с водоотделяющим средством для эксплуатационного бурения.

Технологический комплекс (фиг. 1 и 2) включают в себя донную опорную плиту 1, подводное буровое судно 2 и подводное судно снабжения 3 с мобильными модулями снабжения расходными материалами 4.

Подводное буровое судно 2 содержит отсек роторного агрегата и грузоподъемной системы 5, отсек циркуляционной системы и буровых насосов 6 и отсек цементировочного оборудования 7, а также посадочные места для установки и взаимодействия с мобильными модулями снабжения расходными материалами 4, предназначенными в частности для обсадных труб и сыпучих материалов.

Подводное буровое судно 2 снабжено системой динамического позиционирования относительно донной опорной плиты, включающей по крайней мер один выдвижной руль 8 и одну выдвижную поворотную колонку 9 с движителем. Количество выдвижных рулей и поворотных колонок и их расположение в дополнение к основным силовым движителям и рулям подводного бурового судна определяется в зависимости от его массогабаритных характеристик.

Отсек роторного агрегата и грузоподъемной системы 5 подводного бурового судна 2 снабжен вращающимся превентором 10 и универсальным превентором 11, причем универсальный превентор 11 предназначен для использования как при погружении подводного судна 2, так и для обеспечения герметизации его помещения и технологических коммуникаций относительно водной среды совместно с вращающимся превентором 10 при бурении скважин.

Донная опорная плита 1 (фиг.3 и 4) содержит днище 12, по периметру которого расположены балластные емкости 13, и снабжена жесткой опорной фермой 14 с опорами 15 для установки на них корпуса подводного бурового судна 2. В соответствующих направляющих отверстиях 16 днища 12 установлены устьевые соединители 17. На днище 12 также установлены технологические тележки 18 и 19 на соответствующих направляющих 20 и 21. На технологической тележке 18 расположены промежуточное водоотделяющее средство для эабуривания скважины под направление 22 (фиг. 5) и промежуточное водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения 23 (фиг.6).

На технологических тележках 19, число которых соответствует числу устьевых соединителей 17, установлено эксплуатационное оборудование (фонтанная арматура).

Возможно выполнение универсального водоотделяющего средства, позволяющего осуществлять как забуривание скважины под направление, так и эксплуатационное бурение, однако представляется экономически целесообразным использование специализированных водоотделяющих средств.

Водоотделяющее средство для забуривания скважины под направление 22 (фиг.5) снабжено элементами быстроразъемных замковых устройств для обеспечения герметичного и быстроразъемного соединения с соответствующими элементами отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы 5 подводного бурового судна 2 и с устьевыми соединителями 17 донной опорной плиты 1, а также универсальным превентором 11 для обеспечения герметизации технологических коммуникаций.

Водоотделяющее средство для эксплуатационного бурения 23 (фиг.6) снабжено элементами быстроразьемных замковых устройств для обеспечения герметичного и быстроразъемного соединения с соответствующими элементами отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы 5 подводного бурового судна 2 и с устьевыми соединителями 17 донной опорной плиты 1, а также универсальными превенторами 11 для осуществления технологических коммуникаций и плашечными превенторами 24 для осуществления глушения скважины при нефтяных и газовых проявлениях.

Циркуляционная система бурового раствора (фиг.5) содержит буровой насос 25, емкость бурового раствора, состоящую из последовательно расположенных резервуаров 26 с перемешивающими устройствами 27. Всасывающая полость бурового насоса 25 связана с выходным резервуаром 26 емкости бурового раствора, а нагнетательная - через буровой манифольд 28, силовой вертлюг 29, внутреннюю полость буровой трубы 30, обратный клапан 31 и внутреннюю полость рабочего инструмента 32 - с полостью скважины и внутренней полостью водоотделяющего средства 22 или 23. Внутренняя полость водоотделяющего средства 22 или 23 гидравлически связана с входной полостью виброочистителя 33, один выход которого через подпорный клапан 34 связан с входным резервуаром 26 емкости бурового раствора, а второй - с емкостью сбора шлама 35.

Система ликвидации нефтяных и газовых проявлений включает в себя контур отвода нефтяных и газовых проявлений и контур глушения скважины (фиг.6).

Контур отвода нефтяных и газовых проявлений включает в себя многофазный газожидкостной сепаратор 36, вход которого через блок дроселирования 27 противовыбросового манифольда 38 через промежуточное водоотделяющие средство 23 и устьевой соединитель 17 связан с полостью скважины. Один выход газожидкостного сепаратора 36 связан газопроводом 39 с входом факельной установки (на фиг. не показано), а второй выход гидравлически связан с резервной емкостью 40.

Контур глушения скважины включает в себя последовательно соединенные емкость утяжеленного раствора 41, насос 42, блок глушения 43, связанный посредством противовыбросового манифольда 44 через промежуточное водоотделяющиее средство 23 и устьевой соединитель 17 с полостью скважины.

Способ подводной добычи полезных ископаемых реализуется следующим образом.

Предварительно производят выравнивание участка поверхности дна, предназначенного для установки донной опорной плиты 1 (фиг.1). При отсутствии ледового покрова либо малой его мощности донную опорную плиту 1 транспортируют к месту ее установки в надводном положении с помощью соответствующего транспортного судна, заполняют балластные емкости 13 жидким балластом и погружают ее на соответствующий участок дна.

Закрепление донной опорной плиты 1 к поверхности дна осуществляют путем установки устьевых соединителей 17 с помощью виброударного оборудования, установленного на транспортном подводном судне (на фиг. не показано).

После закрепления донной опорной плиты 1 транспортное подводное судно снимают и на опоры 15 жесткой опорной фермы 14 донной опорной плиты 1 устанавливают подводное буровое судно 2, часть отсеков которого используют в качестве основного водоотделяющего средства расположения бурового оборудования.

Для осуществления процесса бурения производят герметичное соединение отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы 5 подводного бурового судна 2 с устьевым соединителем 17 с помощью промежуточных водоотделяющих средств 22 - при осуществлении бурения под направления или 23 - при осуществлении эксплуатационного бурения с обеспечением герметизации коммуникаций технологических систем относительно водной среды и внутренних помещений соответствующих отсеков расположения оборудования подводного бурового судна 2 посредством вращающегося превентора 10 и универсальных превенторов 11.

Снабжение расходными материалами подводного бурового судна 2 осуществляют с помощью мобильных модулей снабжения 4, имеющих возможность перемещения и поочередного взаимодействия с подводным судном снабжения 3 и подводным буровым судном 2 (фиг.2).

Сбор шлама первоначально производят в емкости сбора шлама 35 (фиг.5), а затем, по мере его накопления, шлам перегружают с помощью соответствующих насосов в балластные емкости 13 донной опорной плиты 1 (фиг.3 и 4) с вытеснением из них жидкого балласта.

При этом осуществляют ликвидацию нефтяных и газовых проявлений посредством их сбора с последующим их разделением и удалением путем глушения скважины с использованием плашечных превенторов 24 (фиг.6).

Работа технологического комплекса осуществляется следующим образом.

При осуществлении процесса бурения под направление включается в работу оборудование грузоподъемной системы и роторного агрегата 5 (фиг.1) и циркуляционной системы (фиг. 5). При этом буровая труба 30 с рабочим инструментом 32 осуществляет вращение и осевое перемещение в соответствии с заданным режимом. Одновременно включается в работу буровой насос 25. Буровой раствор из выходного резервуара 26 емкости бурового раствора поступает во всасывающую полость бурового насоса 25, а из нагнетательной - через буровой манифольд 28 силовой вертлюг 29 поступает во внутреннюю полость буровой трубы 30 и через обратный клапан 31 - к рабочему инструменту 32.

Буровой раствор вместе со шламом поднимается вверх через внутренние полости устьевого соединителя 17 и водоотделяющего средства 22, поступает в виброочиститель 33 и далее по трубопроводу с подпорным клапаном 34 во входной резервуар 26 емкости бурового раствора. Очищенный буровой раствор подвергается перемешиванию с помощью соответствующих перемешивающих устройств 27 для обеспечения равномерного взвешенного состояния.

По мере заполнения емкости сбора шлама 35 буровой шлам перегружают в балластные емкости 13 донной опорной плиты 1 с соответствующим вытеснением жидкого балласта.

По завершении бурения под направление и установки кондуктора с помощью дистанционного управления промежуточное водоотделяющее средство 22 отсоединяют от отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы 5 и устьевого соединителя 17. Технологическую тележку 18 перемещают по направляющим 20 до совмещения и соединения элементов замковых устройств промежуточного водоотделяющего средства 23 с соответствующими ответными элементами отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы 5 подводного бурового судна 2 и устьевого соединителя 17. При этом водоотделяющее средство 23 позволяет осуществлять работу оборудования роторного агрегата, грузоподъемной и циркуляционной систем по описанному выше циклу (фиг.5).

В процессе работы производится контроль за возможными нефтяными и газовыми проявлениями и в случае их обнаружения включается в работу система их ликвидации (фиг.6).

При первых признаках нефтяных и газовых проявлений включают контур их отвода. При этом используют универсальные превенторы 11 водоотделяющего средства 23 для перекрытия затрубного пространства и задвижки блока дросселирования 36. Смесь шлама, нефти и газа из скважины по устьевому соединителю 17, водоотделяющему средству 23, через противовыбросовый манифольд 38, блок дросселирования 37 поступает в газожидкостный сепаратор 36. Газ по газопроводу 39 поступает в факельную установку, а жидкая фаза - в резервную емкость 40.

При дальнейшем увеличении нефтяных и газовых проявлений используют плашечные превенторы 24 с одновременным включением в работу контура глушения скважины (фиг. 6). При этом включается в работу насос 42, который подает раствор с повышенным удельным весом из емкости 41 через блок глушения 43, противовыбросовый манифольд 44, водоотделяющее средство 23 и устьевой соединитель 17 в полость скважины.

После завершения процесса бурения скважины водоотделяющее средство 23 отсоединяется от подводного бурового судна 2 и устьевого соединителя 17 пробуренной скважины. Технологическая тележка 18 с водоотделяющими средствами 22 и 23 перемещается к следующему устьевому соединителю 17 по направляющим 20 днища 12 донной опорной плиты 1.

Подводное буровое судно 2 перемещается и позиционируется относительно следующего устьевого соединителя 17. Производится соединение отсека роторного агрегата и грузоподъемной системы подводного бурового судна 2 со следующим устьевым соединителем 17 посредством промежуточного водоотделяющего средства 22 и процесс работы повторяется.

При этом соответствующая технологическая тележка 19 с располагаемым на ней эксплуатационным оборудованием перемещается по направляющим 21 к устьевому соединителю 17 пробуренной скважины. Производится стыковка устьевого соединителя 17 пробуренной скважины с эксплуатационным оборудованием с использованием соответствующего кондуктора (на фиг. не показано) и начинается эксплуатация скважины.

Таким образом, для заявленной группы изобретений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах ниже изложенной формулы изобретения, подтверждается возможность их осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленная группа изобретений соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Литература:

1. Патент РФ N 2030503, E 02 B 17/00, 1995.

2. Патент СССР N 908254, E 21 B 43/01, 1982.

3. Патент РФ N 2045618, E 02 B 17/00, 1995.

4. Патент РФ N 2081289, E 21 B 7/12, 1997.