система эксплуатационного обслуживания морского технического средства

Формула изобретения

1. Система эксплуатационного обслуживания морского технического средства, включающая стрелу, закрепленную одним концом с возможностью поворота на морском техническом средстве и имеющую на другом конце соединительное устройство для соединения со вспомогательным судном, и трубопровод, закрепленный на стреле с возможностью стыковки его концов с ответными устройствами морского технического средства и вспомогательного судна, отличающаяся тем, что стрела снабжена устройствами разворота и удержания в вертикальной и горизонтальной плоскостях и выполнена из двух последовательно шарнирно сочлененных частей, соединительное устройство стрелы со вспомогательным судном выполнено шарнирным быстроразъемным, а шарниры выполнены шаровыми, при этом на стреле закреплены несколько трубопроводов двусторонней передачи сред, объединенные в пакет, и электрические кабели, объединенные в плети, на концах трубопроводов установлены запорная арматура и быстроразъемные соединительные устройства, а на концах кабелей - герметичные электрические разъемы, при этом система снабжена датчиками угловых перемещений частей стрелы, установленными в области ее шарнирных соединений.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что пакет трубопроводов закреплен на стреле посредством подвесок и включает в себя трубопроводы передачи жидких сред и трубопроводы парогазоконденсата, скомпонованные вокруг кабелей, при этом трубопроводы парогазоконденсата снабжены теплоизоляцией и закреплены на стреле с провисанием.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводах предусмотрены средства управления их резонансными характеристиками, выполненные в виде устройств дросселирования.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что в области шарнирных соединений стрелы трубопроводы снабжены гибкими вставками, а кабели образуют петли.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что стрела закреплена с возможностью поворота в вертикальной плоскости на портале, а последний закреплен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на основании морского технического средства.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройства разворота и удержания стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях выполнены в виде лебедок и тросов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения, а именно к средствам для обеспечения взаимодействия морских технических средств (МТС), преимущественно, при передаче жидких и газообразных грузов в условиях моря, например, для обслуживания буровых платформ.

Известны морские технические средства, например морские буровые установки, выполненные на буровых судах, а также погружные и полупогружные буровые установки, которые характеризуются хорошей мореходностью, автономностью, грузоподъемностью, что позволяет эффективно использовать их на любых расстояниях от мест добычи полезных ископаемых до береговых баз.

Известно устройство для передачи грузов в море /СССР, а.с. №1088989, В 63 В 27/30/, содержащее связанный с направляющим канатом гибкий шланг, соединенный одним концом с грузохранилищем, а другим - с плавсредством, имеющий узел подвески над морем со средствами ориентации и стабилизации его положения в пространстве. Такое устройство недостаточно стабильно и надежно при работе в условиях моря.

Известно передающее судно со стрелой для загрузки танкеров жидкостью, имеющее трубопровод для передачи жидкого груза, при этом стрела установлена на фундаменте на шарнире с возможностью разворота и связана посредством тросов и противовесов с элементами передающего судна /Япония, заявка №53-16594, В 63 В 27/24, опубл. 02.06.78/. Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей устройства только передачей жидких грузов.

Известна система передачи груза с судна на судно, содержащая установленные на передающем судне лебедку, связанные с нею и с грузом тросами полиспасты грузового и подтягивающего тросов с подвижными и обводными блоками, исполнительный орган в виде системы гидроцилиндров, штоки которых кинематически связаны с подвижными блоками полиспастов, а также посредством шарнира - с коромыслом и кареткой, размещенной в направляющих коромысла, а также установленный на принимающем судне канифасблок (одношкивный блок, предназначенный для отклонения или натяжения троса при передаче груза) /А.с. СССР №935372, В 63 В 27/30, B 66 D 1/50/. Известная система позволяет передавать лишь пакетированные грузы и не предусматривает передачу жидких грузов, преимущественно по трубопроводам, без ограничения объема грузов.

Известно устройство для подачи жидкости на судно, которое включает жесткий кронштейн (стрелу), по которому проложен трубопровод, связывающий платформу с судном. Один конец кронштейна шарнирно закреплен на платформе (МТС), другой конец снабжен механическими средствами для соединения с судном. Кронштейн поддерживает жесткий трубопровод. Один конец трубопровода соединен с трубопроводом платформы, а на другом конце имеется гибкий шланг для соединения с трубопроводом, проложенным на судне /Франция, заявка №2230543, МКИ: В 63 В 27/24, опубл. 24.01.75 г./. Известное устройство служит только для передачи одновременно одного вида жидкой среды.

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, которые заключаются лишь в перегрузке жидких грузов одного вида одновременно, в ходе которой не могут быть произведены операции по эксплуатационному обслуживанию морских технических средств, в частности по электроснабжению морской добывающей платформы или нефтехранилища.

Известное устройство для подачи жидкости на судно /Франция, заявка №2230543, МКИ: В 63 В 27/24, опубл. 24.01.75 г./, включающее жесткий кронштейн - стрелу, закрепленную подвижно за счет шарнирного соединения одним концом на морском техническом средстве (МТС) - буровой платформе и имеющую на другом конце соединительное устройство для соединения с другим, вспомогательным судном, а также трубопровод, закрепленный на стреле с возможностью стыковки его концов с ответными устройствами морского технического средства и вспомогательного судна, выбрано в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы эксплуатационного обслуживания морского технического средства, обеспечение передачи различных видов жидких, газообразных грузов, а также электроэнергии.

Задача решена тем, что в известной системе эксплуатационного обслуживания морского технического средства, включающей стрелу, закрепленную с возможностью поворота одним концом на морском техническом средстве и имеющую на другом конце соединительное устройство для соединения со вспомогательным судном, и трубопровод, закрепленный на стреле с возможностью стыковки его концов с ответными устройствами морского технического средства и вспомогательного судна, стрела снабжена устройствами ее разворота и удержания в вертикальной и горизонтальной плоскостях, выполнена из двух последовательно шарнирно сочлененных частей, соединительное устройство стрелы со вспомогательным судном выполнено шарнирным быстроразъемным, а шарниры выполнены шаровыми, при этом на стреле закреплены трубопроводы одновременной двусторонней передачи сред, объединенные в пакет, и электрические кабели, объединенные в плети, на концах трубопроводов установлена запорная арматура и быстроразъемные соединительные устройства, а на концах кабелей - герметичные электрические разъемы, с возможностью их стыковки с разъемами кабельных трасс морского технического средства и вспомогательного судна, при этом система снабжена датчиками контроля угловых перемещений частей стрелы, установленными в области ее шарнирных соединений.

Кроме того, пакет трубопроводов закреплен на стреле посредством подвесок и включает в себя трубопроводы передачи жидких сред и трубопроводы парогазоконденсата, скомпонованные вокруг кабелей, при этом трубопроводы парогазоконденсата снабжены теплоизоляцией и закреплены на стреле с провисанием.

Кроме того, на трубопроводах предусмотрены средства управления их резонансными характеристиками, выполненные в виде устройств дросселирования.

Кроме того, в области шарнирных соединений стрелы трубопроводы снабжены гибкими вставками, а кабели - петлями.

Кроме того, стрела закреплена с возможностью поворота в вертикальной плоскости на портале, а последний закреплен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на основании морского технического средства.

Кроме того, устройства разворота и удержания стрелы в вертикальной и горизонтальной плоскостях выполнены в виде лебедок и тросов.

Предлагаемая система эксплуатационного обслуживания морского технического средства многофункциональна, она позволяет в сложных морских условиях обеспечивать комплексное обслуживание МТС (буровой платформы): достаточно надежно и оперативно передавать (забирать) на(с) обслуживаемое(ого) МТС (буровую платформу) не только жидкие и газообразные среды, но и электропитание, обеспечивая бесперебойный рабочий процесс и связь с обслуживаемым морским объектом.

Это достигнуто за счет закрепления пакета трубопроводов двусторонней передачи сред, а также кабельных плетей на поворотной стреле, снабженной устройством ее разворота и удержания, закрепленной шарнирно на МТС, выполненной из двух шарнирно сочлененных частей, на конце которой выполнено шарнирное быстроразъемное соединение для стыковки со вспомогательным судном, при этом на концах трубопроводов установлена запорная арматура и быстроразъемные соединительные устройства, а на концах кабелей - герметичные электрические разъемы, причем шарниры стрелы выполнены шаровыми, а в местах их установки на трубопроводах выполнены гибкие вставки, а на кабелях - петли, к тому же система снабжена датчиками угловых перемещений частей стрелы, что позволяет в сложных морских условиях определить взаимное расположение морских технических средств, компенсировать перемещения вспомогательного судна и оперативно обеспечить стыковку и соединение стрелы с вспомогательным судном, трубопроводов и кабельных трасс обслуживаемого МТС и вспомогательного судна, обеспечивая работу системы эксплуатационного обслуживания морского технического средства (СЭОМТС) в целом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - общий вид системы эксплуатационного обслуживания морского технического средства;

на фиг.2 - вид сверху на систему эксплуатационного обслуживания морского технического средства;

на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1 - крепление трубопроводов и кабелей на стреле;

на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1 - крепление трубопроводов и кабелей на стреле;

на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1 - узел подвижного сочленения опорно-поворотного устройства и основания МТС);

на фиг.6, 7, 8 - Узел "Г" - узел быстроразъемного соединения трубопроводов;

на фиг.9, 10 - Узел "Д" - узел стыковки стрелы с палубой вспомогательного судна.

Система эксплуатационного обслуживания морского технического средства (СЭО МТС), например плавучей погружной буровой установки (ППБУ), при помощи вспомогательного судна, например плавучей базы комплексного обеспечения бурения (ПБКОБ), включает в себя стрелу, состоящую из двух частей: балки 1 и стойки 2 (см. фиг.1 и 2), соединенных посредством шарового шарнира 3. Балка 1 установлена с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством подшипника 4, закрепленного на портале 5, который, в свою очередь, установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости с помощью опорно-поворотного устройства 6, например подшипника, закрепленного на основании 7, которое закреплено на верхней палубе обслуживаемого МТС - ППБУ 8.

Балка 1 со стойкой 2 стрелы могут быть подняты, опущены в вертикальной плоскости или зафиксированы с помощью устройства разворота и удержания, выполненного в виде лебедки 9, установленной на портале 5 с тросом 10, закрепленным на балке 1 стрелы посредством обуха 11.

Кроме того, балка 1 со стойкой 2 стрелы и порталом 5 могут быть развернуты в горизонтальной плоскости с помощью устройства разворота, выполненного в виде лебедки с тросом (на чертежах не показано), закрепленным за обух 12 (фиг.2), предусмотренный на портале 5.

В нерабочем, походном положении системы портал 5 застопорен стопором 13 (см. фиг.1), а стойка 2 стрелы застопорена с помощью замка 14 (фиг.2), предусмотренного на палубе ППБУ 8.

На палубе вспомогательного судна - ПБКОБ 15 установлено быстроразъемное соединение (фиг.1, 9, 10) для стыковки стойки 2 стрелы с палубой ПБКОБ 15 в рабочем положении, которое включает шаровой шарнир 16, установленный на стыкуемом конце стойки 2 и связанный со штоком 17, который взаимодействует с замком 18, установленным на палубе ПБКОБ 15(см. фиг.1, 9, 10).

Вдоль балки 1 и стойки 2 стрелы проложены трубопроводы 19 двусторонней передачи жидких сред с размещенной на их концах запорной арматурой - клапанами 20 и средствами управления резонансными характеристиками трубопроводов, выполненными в виде дросселирующих устройств 21. Кроме трубопроводов 19, которые включают трубопроводы двусторонней передачи углеводородов, сточных вод и др., вдоль стрелы проложены также трубопроводы 22 парогазоконденсата, которые снабжены теплоизоляцией. Кроме того, вдоль стрелы проложены кабели 23, механически объединенные в многопучковые плети. Трубопроводы 19 жидких сред скомпонованы в пакет и закреплены при помощи подвесок 24 (фиг.1, 3) на балке 1 и стойке 2 стрелы вокруг кабелей 23, исходя из учета действия на них резонансных характеристик, а трубопроводы 22 парогазоконденсата - на некотором расстоянии от трубопроводов 19, с провисанием.

На концах трубопроводов 19, 22 выполнена запорная арматура 20 (фиг.1, 2), а на концах кабелей 23 выполнены герметичные электрические разъемы 25 для соединения с ответными кабельными трассами МТС - обслуживаемого ППБУ 8 и вспомогательного судна - ПБКОБ 15 (фиг.1).

Система эксплуатационного обслуживания морского технического средства (СЭО МТС) снабжена также датчиками 26 контроля угловых перемещений балки 1 и стойки 2 стрелы, которые установлены на балке 1 и стойке 2 в области их шарнирных соединений и в области подшипника 4. Показания датчиков 26, после соответствующей компьютерной обработки, позволяют судить о взаимном положении ППБУ 8 и ПБКОБ 15.

Компенсация перемещений вспомогательного судна - ПБКОБ 15 относительно ППБУ 8 обеспечена за счет шарниров 3, 16, подшипника 4, опорно-поворотного устройства 6, а также за счет гибких вставок 27, выполненных на трубопроводах 19, 22, и петель 28, выполненных на кабелях 23 в местах установки шарниров 3, 16, а также в области опорно-поворотного устройства 6 (см. фиг.1).

Петли 28 кабелей 23 в месте их стыковки с кабельной трассой ППБУ 8 проведены через опорно-поворотное устройство 6 и основание 7 для исключения повреждения и запутывания кабеля 23 (см. фиг.1, 5).

С целью сокращения усилий, необходимых для подъема-опускания балки 1 со стойкой 2 стрелы, предусмотрен противовес 29.

Для оперативности процесса стыковки-расстыковки, что актуально в морских условиях, на концах трубопроводов 19, 22 в местах стыковок их с ответными частями коммуникаций ПБКОБ 15 и ППБУ 8 предусмотрены быстроразъемные герметичные соединения 30, содержащие уплотнения 31, помещенные между фланцами 32 трубопроводов, и хомут 33 (см. фиг.6, 7, 8).

Для исключения пролива проводимых сред за борт на всех трубопроводах 19, 22 с обоих концов в местах разъемов предусмотрены по два клапана 20. Кроме того, на палубе ПБКОБ 15 в местах установки клапанов 20 на трубопроводах 19 предусмотрены поддоны, а в поддоне трубопроводов нефтепродуктов предусмотрен слив пролитых нефтепродуктов в цистерну нефтеостатков (на чертежах не показаны).

Работает система эксплуатационного обслуживания морского технического средства (СЭО МТС) следующим образом.

Производят стыковку элементов СЭО МТС (трубопроводов 19, 22 и кабелей 23) с ответными устройствами коммуникаций ППБУ 8.

Производят позиционирование вспомогательного судна - ПБКОБ 15 относительно обслуживаемого МТС - ППБУ 8 при помощи системы якорей и тросов (на чертежах не показана).

Для осуществления стыковки трубопроводов 19, 22 и кабелей 23 СЭО МТС с соответствующими ответными устройствами коммуникаций вспомогательного, обслуживающего судна - ПБКОБ 15 необходимо произвести следующие операции.

Открывают замок 14, удерживающий стойку 2 стрелы в походном положении на консольной площадке палубы ППБУ 8, отдают стопор 13, удерживающий портал 5, и разворачивают балку 1 со стойкой 2 стрелы при помощи поворотного устройства (на чертежах не показано) и обухов 12 портала 5 в горизонтальной плоскости в сторону ПБКОБ 15 на 90 градусов.

При помощи лебедки 9 и троса 10 добиваются точной установки балки 1 со стойкой 2 стрелы над заданным местом стыковки трубопроводов 19, 22 и кабелей 23 с ответными устройствами коммуникаций ПБКОБ 15.

Для обеспечения компенсации перемещений ПБКОБ служат шарниры 3 и 16, а также петли 28 кабелей 23 и гибкие вставки 27 трубопроводов 19, 22.

После стыковки тросу 10 лебедки 9 дают слабину для исключения его обрыва при взаимных перемещениях ППБУ 8 и ПБКОБ 15. Стойку 2 стрелы при помощи штока 17 и замка 18 быстроразъемного соединения крепят на корпусной конструкции палубы ПБКОБ 15. Затем соединяют трубопроводы 19 при помощи быстроразъемных соединений 30 и трубопроводы 22 с соответствующими трубопроводами систем ПБКОБ 15, кабели 23 при помощи герметичных электрических разъемов 25 соединяют с соответствующими кабельными трассами, находящимися на ПБКОБ 15.

Система готова к передаче жидких и газообразных грузов и электроэнергии.

В случае усиления ветра до 14 м/сек и высоты волн до 1,0 м СЭО МТС подлежит расстыковке, которая производится в обратном порядке.

Предложенная СЭО МТС позволяет оперативно и относительно дешевым способом наладить связь между двумя морскими техническими средствами, осуществляя передачу одновременно не только различных сред, но и электроэнергии.