способ отсоединения буя от судна и устройство для использования в этом способе

Формула изобретения

1. Способ отсоединения буя от турели в системе, включающей судно, содержащее турель, установленную с возможностью вращения на судне, и буй, несущий восходящие трубопроводы, который можно прикреплять к турели и отсоединять от нее, причем указанная система также содержит швартовы, соединяющие буй со швартовочными местами на морском дне и нагружающие буй швартовочными усилиями, отличающийся тем, что перед отсоединением буя от турели манипулируют швартовами так, что по меньшей мере в момент отсоединения буя от турели швартовочные усилия уменьшаются или даже по существу устраняются.

2. Способ по п.1, в котором манипулирование швартовами включает предоставление им возможности увеличивать свою эффективную длину, которая определяется как допустимое швартовом максимальное расстояние между буем и соответствующим швартовочным местом,

3. Способ по п.2, в котором каждый швартов проходит через удерживающее и освобождающее устройство и удерживается в нем в двух расположенных на расстоянии друг от друга зажимах, между которыми находится избыточная часть швартова, причем для увеличения эффективной длины швартова его освобождают из одного зажима, чтобы выпустить избыточную часть швартова.

4. Способ по п.3, в котором удерживающее и освобождающее устройство закреплено на морском дне, а швартов для увеличения его эффективной длины освобождают из зажима, ближайшего к бую.

5. Способ по п.3, в котором удерживающее и освобождающее устройство закреплено на буе, а швартов для увеличения его эффективной длины освобождают из зажима, ближайшего к швартовочному месту.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором буй имеет первую часть, с которой соединены швартовы, и вторую часть, с которой соединены восходящие трубопроводы и которая снабжена вспомогательными швартовами, причем перед манипулированием швартовами вторую часть буя отсоединяют от его первой части и опускают относительно нее.

7. Способ по любому из пп.1-5, в котором соединение турели и буя друг с другом, когда они соединены, является водонепроницаемым, и перед манипулированием швартовами в турель над буем нагнетают воду.

8. Способ по п.7, в котором воду нагнетают до уровня выше уровня моря.

9. Удерживающее и освобождающее устройство для использования в способе отсоединения буя от турели в системе, включающей судно, содержащее турель, установленную с возможностью вращения на судне, и буй, несущий восходящие трубопроводы, который может быть прикреплен к турели и отсоединен от нее, причем система также содержит швартовы, соединяющие буй со швартовочными местами на морском дне, а указанное устройство содержит корпус с по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга зажимами для швартова, выполненными так, что между ними может находиться избыточная часть швартова, при этом по меньшей мере один зажим может быть установлен в положение отпускания швартова.

10. Удерживающее и освобождающее устройство по п.9, выполненное с возможностью крепления к бую.

11. Удерживающее и освобождающее устройство по п.9, выполненное с возможностью крепления к морскому дну.

Описание изобретения к патенту

Изобретение, в первую очередь, относится к способу отсоединения буя от турели в системе, включающей судно, содержащее турель, установленную с возможностью вращения на судне, и буй, несущий восходящие трубопроводы, который можно прикреплять к турели и отсоединять от нее, причем система также содержит швартовы, соединяющие буй со швартовочными местами на морском дне и нагружающие его швартовочными усилиями.

Суда указанного типа используют для нефте- и газодобычи в открытом море. В нормальных условиях турель и буй соединены друг с другом и судно под воздействием внешних факторов, таких как течение, волны и ветер, может двигаться наподобие флюгера вокруг турели. При необходимости буй можно отсоединить от турели и судно может перемещаться к другим швартовочным местам. Сам процесс отсоединения и повторного присоединения может быть выполнен сравнительно быстро, тогда как момент времени, когда нужно выполнить повторное присоединение, а иногда и отсоединение, обычно определяется внешними факторами, а именно течением и волнами.

Одним из примеров ситуации, в которой может потребоваться перемена местоположения судна, является появление пакового льда. Поскольку после отсоединения буя от турели (и соответственно прекращения работ по добыче) на его повторное соединение с ней требуется много времени, то предпочитают повременить, насколько это возможно, с принятием решения об отсоединении. Например, скопление льда может прекратиться и отсоединения не потребуется. Однако существующая система, включающая турель, буй и швартовы, не позволяет долго медлить с принятием решения об отсоединении. Паковый лед, толкающий судно, создает в швартовах очень большие швартовочные усилия, которые в момент отсоединения буя от турели действуют на него так, что буй может заклинить в турели и/или его неуправляемое движение может повредить элементы конструкции, например восходящие трубопроводы.

Поэтому целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа отсоединения буя от турели.

Способ согласно изобретению отличается тем, что перед отсоединением буя от турели манипулируют швартовами так, что по меньшей мере в момент отсоединения буя от турели швартовочные усилия уменьшаются или даже по существу устраняются.

Уменьшение швартовочных усилий или даже по существу устранение их позволяет отсоединять буй от турели без неприятных последствий даже в ситуации, когда перед этим швартовочные усилия в швартовах были велики. Это позволяет отсрочить время принятия решения об отсоединении, например, до возникновения предельно допустимых нагрузок.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа, манипулирование швартовами включает предоставление им возможности увеличивать свою эффективную длину, что определяется допустимым швартовом максимальным расстоянием между буем и соответствующим швартовочным местом. При таком увеличении длины швартовочные усилия временно уменьшаются или исчезают.

В одном из вариантов осуществления способа эффективную длину увеличивают благодаря тому, что каждый швартов проходит через удерживающее и освобождающее устройство и удерживается им в двух расположенных на расстоянии друг от друга зажимах, между которыми находится избыточная часть швартова, причем для увеличения эффективной длины швартова его освобождают из одного зажима, чтобы выпустить указанную избыточную часть швартова.

Удерживающее и освобождающее устройство может быть закреплено на морском дне, а для увеличения эффективной длины швартова его освобождают из зажима, ближайшего к бую. Как альтернатива, удерживающее и освобождающее устройство может быть закреплено на буе, а для увеличения эффективной длины швартова его освобождают из зажима, ближайшего к швартовочному месту.

При увеличении эффективной длины швартовов швартовочные усилия значительно уменьшаются и судно может какое-то время дрейфовать (например, вместе с дрейфующим паковым льдом). Такая ситуация будет сохраняться до тех пор, пока избыточная часть швартовов не будет выпущена полностью. Эта часть должна быть достаточно длинной, чтобы за время, когда швартовочные усилия уменьшились, можно было выполнить отсоединение буя от турели.

Согласно еще одному варианту осуществления способа, буй имеет первую часть, с которой соединены швартовы, и вторую часть, с которой соединены восходящие трубопроводы и которая имеет вспомогательные швартовы, причем перед манипулированием швартовами вторую часть буя отсоединяют от первой части и опускают относительно нее.

Основные швартовочные усилия возникают в швартовах, а во вспомогательных швартовах они ограничены. Поэтому вторую часть буя (с восходящими трубопроводами) можно отсоединить, когда основные швартовочные усилия еще присутствуют.

Соединение турели и буя друг с другом, когда они соединены, может быть водонепроницаемым, причем перед манипулированием швартовами в турель над буем нагнетают воду предпочтительно до уровня, превышающего уровень моря.

Эта вода создает действующую на буй вниз силу, которая после отсоединения буя способствует его опусканию. Благодаря давлению воды расстояние между буем и судном увеличивается быстрее и уменьшается вероятность их столкновения друг с другом сразу после отсоединения.

Согласно второму аспекту изобретения, предложено удерживающее и освобождающее устройство для использования в способе отсоединения буя от турели в системе, включающей судно, содержащее турель, установленную с возможностью вращения на судне, и буй, несущий восходящие трубопроводы, который можно прикреплять к турели и отсоединять от нее, причем система также содержит швартовы, соединяющие буй со швартовочными местами на морском дне, а указанное устройство содержит корпус с по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга зажимами для швартова, выполненными так, что между ними может находиться избыточная часть швартова, при этом по меньшей мере один зажим может быть приведен в положение отпускания швартова.

Зажимы могут иметь различную конструкцию, например могут быть гидравлическими зажимами. Поскольку швартовочные усилия передаются через эти зажимы, они должны выдерживать большие усилия.

В зависимости от конкретного варианта, удерживающее и освобождающее устройство может быть приспособлено для крепления к бую или к морскому дну.

Далее изобретение описано со ссылками на чертежи, на которых:

Фиг.1 схематично изображает первый вариант выполнения системы для осуществления способа согласно изобретению и

Фиг.2 - второй вариант выполнения системы для осуществления способа согласно изобретению.

На фиг.1 показано судно 1, содержащее турель 2, установленную в судне с возможностью вращения (на подшипниках 3 и 4), и буй 5, несущий восходящие трубопроводы 6. Буй 5 известным образом (например, посредством верхней конической части 7) может прикрепляться к турели 2 и отсоединяться от нее. Имеются швартовы 8, соединяющие буй 5 со швартовочными местами 9 (содержащими якоря или сваи) на морском дне 10 и нагружающие буй швартовочными усилиями.

Удерживающее и освобождающее устройство 11 содержит корпус 12 с по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга зажимами 13 и 14 для швартова (например, гидравлическими зажимами), выполненными так, что между ними может находиться избыточная часть 15 швартова 8. С помощью не показанных подробно средств устройство 11 может быть прикреплено к морскому дну 10 (в альтернативном варианте оно может быть прикреплено к бую 5). Зажим 13 может быть приведен в положение отпускания швартова 8.

Следует отметить, что такие удерживающие и освобождающие устройства 11 могут потребоваться для каждого швартова 8.

Система работает следующим образом. Когда нужно отсоединить буй 5 от турели 2 при больших швартовочных усилиях в швартовах, перед отсоединением буя от турели швартовами манипулируют так, что по меньшей мере в момент отсоединения швартовочные усилия снижаются или даже по существу исчезают. Это достигается тем, что швартовам предоставляют возможность увеличить свою эффективную длину, которая определяется как допустимое швартовом 8 максимальное расстояние между буем 5 и соответствующим швартовочным местом 9. Это увеличение длины происходит тогда, когда ближайший к бую зажим 13 освобождает швартов 8 (например, путем дистанционного управления с судна по кабелю (не показан)).

Процесс отсоединения любого трубопровода в турели 2 от восходящих трубопроводов 6 представляет собой известную стандартную процедуру и поэтому здесь не описан.

После того как зажим 13 освободит швартов 8, буй 5 отсоединяют от турели 2 (например, путем расцепления запорных средств) и он опускается. Это отсоединение при уменьшенных швартовочных усилиях можно продолжать до тех пор, пока избыточная часть 15 швартова 8 не выйдет из удерживающего и освобождающего устройства 11.

Подобная операция возможна и в альтернативном варианте осуществления способа, в котором удерживающее и освобождающее устройство 11 закреплено на буе 5 и увеличение эффективной длины швартова 8 происходит в результате его освобождения зажимом, ближайшим к швартовочному месту 9.

Соединение турели 2 и буя 5, когда они соединены, может быть водонепроницаемым. Тогда перед манипулированием швартовами и отсоединением буя турель 2 над буем 5 можно наполнить водой предпочтительно до уровня выше уровня моря. Давление воды будет способствовать отделению буя от турели.

Повторное присоединение буя 5 к турели можно выполнить следующим образом: сначала швартовы 8 устанавливают в удерживающем и освобождающем устройстве 11 между зажимами 13 и 14 (с восстановлением избыточной части 15). Например, зажимы 13 могут быть связаны со звездочкой для возврата освобожденного швартова в прежнее положение между зажимами 13 и 14.

Подъемный трос, соединенный с установленной на турели лебедкой (не показана), опускают и соединяют с буем, плавающим в воде на некоторой глубине. Буй 5 поднимают, вставляя его верхнюю часть 7 в соответствующее углубление в турели, и закрепляют. Из турели откачивают воду и присоединяют восходящие трубопроводы к соответствующим трубопроводам в турели.

На фиг.2 показан альтернативный вариант осуществления изобретения, в котором буй 5 имеет первую часть 5 , с которой соединены швартовы 8, и вторую часть 5 , с которой соединены восходящие трубопроводы 6 и которая снабжена дополнительными швартовами 16. В этом варианте перед манипулированием швартовами 8, описанным выше со ссылками на фиг.1, вторую часть 5 буя отсоединяют от его первой части 5 и опускают относительно нее.

Изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, которые допускают изменения в пределах объема изобретения, определяемого его формулой. Например, удерживающее и освобождающее устройство может разрезать соответствующий швартов в аварийной ситуации, например, если зажим 14 выполнен как разрывной элемент.