EA011648B1 - Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых - Google Patents
Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых Download PDFInfo
- Publication number
- EA011648B1 EA011648B1 EA200801955A EA200801955A EA011648B1 EA 011648 B1 EA011648 B1 EA 011648B1 EA 200801955 A EA200801955 A EA 200801955A EA 200801955 A EA200801955 A EA 200801955A EA 011648 B1 EA011648 B1 EA 011648B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- complex
- equipment
- deposits
- underwater
- head part
- Prior art date
Links
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/52—Tools specially adapted for working underwater, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области конструирования оборудования для освоения таких природных ресурсов мирового океана, как нефть и газ из скважин и другие полезные ископаемые из россыпных подводных месторождений. Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых содержит монтажный корпус на плавбазе в открытом море, на острове или на побережье, предназначенный для изготовления, испытания и спуска на воду герметичных камер с размещённым внутри оборудованием. С камерами соединены герметичные кожухи с трубопроводами и кожухи с силовыми и управляющими кабелями. При этом головную часть комплекса перемещают в подводном положении от места нахождения монтажного корпуса до заданных координат морского дна путём периодического включения в работу подруливающих аппаратов понтонных блоков при постепенном наращивании длины транспортной системы комплекса за счёт добавления к ней очередных секций внутри монтажного корпуса. Для выдержки курса перемещения комплекса используют не менее двух подводных лодок, постоянно состыкованных с головной частью комплекса. Повышается надёжность работы комплекса.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области конструирования оборудования для освоения таких природных ресурсов Мирового океана, как нефть и газ из скважин, а также олово, золото, платина, цирконий, рутил, ильменит, никель, кобальт, медь, марганец, железистые пески и многие другие полезные ископаемые из россыпных подводных месторождений.
Уровень техники
Известно, что к концу семидесятых годов двадцатого века из морей извлекалось более 20% всей добываемой на Земле нефти и около 10% природного газа. Пионерами добычи нефти из-под дна моря считаются специалисты Соединенных Штатов Америки, которые после нефтяного кризиса семидесятых годов двадцатого века начали осваивать морские месторождения у мексиканского побережья. В оффшорном бурении (это разведка и добыча нефти и газа на нефтяных «полях», так называемых оффшорных зонах) используют в основном морские буровые установки, которые условно разделяют на два класса плавучие и стационарные (фиксированные). Одна морская платформа строится два-три года и стоимость ее в зависимости от класса доходит до 500 млн долларов США. Сооружение платформы, предназначенной для разведки и добычи углеводородов из-под дна морей, на поверхности которых образуются ледовые поля, обойдется заказчику уже в 700 млн долларов США. Для добычи и транспортирования нефти и газа из подводных месторождений требуется создание сложного многоотраслевого хозяйства. Кроме бурового оборудования оно включает нефтегазозаборные, транспортные и складские устройства. Нефть и газ из подводных месторождений добывают с использованием серийного нефтегазозаборного оборудования. Однако по мере увеличения глубины разработки, а также в акваториях морей с движущимися ледовыми полями более предпочтительным оказывается метод расположения устьевого оборудования на дне. Такой метод впервые был применен в 1943 г. при бурении нефтяной скважины на озере Эри. В настоящее время метод подводного устьевого оборудования используют до глубин в 150 м, но обнаружены месторождения нефти и газа на глубинах 1000 м, разработка которых целесообразна только подводным способом. Метод освоения нефтегазовых месторождений при расположении устьевого оборудования на дне позволяет снизить затраты, а это означает, что можно разрабатывать месторождения с небольшими запасами. Подводное оборудование, размещаемое на дне, защищено от неблагоприятных метеорологических явлений на поверхности воды, а также оно не может быть повреждено движущимися айсбергами. Уменьшается возможность утечек нефти и газа, а, следовательно, улучшается решение проблемы предотвращения загрязнения воды. Метод устьевого оборудования на дне позволяет определить эксплуатационные параметры и характеристики месторождения на ранних стадиях разработки, что создает условия для принятия решения о вводе месторождения в эксплуатацию очередями. Для транспортирования нефти и газа, извлеченных из подводного месторождения, на небольшие расстояния, особенно в ледовых условиях арктических морей, предпочтительно использование трубопроводных систем. Одним из главных преимуществ трубопроводных систем является непрерывность процесса транспортирования и независимость от погодных условий. Широкое распространение трубопроводный транспорт получил при разработке подводных месторождений Северного моря. Во второй половине семидесятых годов 20 века трубопроводный транспорт был применен на крупнейшем месторождении Северного моря - «Экофикс», связанном с шестью другими месторождениями этого района. Здесь действует трубопровод длиной 440 км с толщиной стенок в морской части 22,2 мм, а в прибрежной части - 25 мм. По трубопроводу ежесуточно пропускают 40 миллионов кубометров газа. От коррозии трубопровод предохраняют антикоррозионная изоляция и катодная защита. Необходимую отрицательную плавучесть трубопровода обеспечивает бетонное покрытие, которое также предназначено для дополнительной изоляции трубопровода от механических повреждений. Горизонтальный участок трубопровода, расположенный на дне моря, соединен с вертикальным стояком на платформе с использованием камер, погружаемых с платформы. Вертикальные участки трубопровода, расположенные на платформе, защищены от коррозии и механических повреждений стальными кожухами, заполненными цементным раствором. В шестидесятые годы 20 века внимание человечества привлекли руды Мирового океана и особенно два типа из месторождений, имеющих многометалльный состав - залежи конкреций в центральных районах океанов и металлоносные илы в некоторых разломах коры морского дна. Удивительные минеральные образования были обнаружены в пробах грунта, поднятых со дна океана в последней четверти 20 века. Честь этого открытия принадлежит сотрудникам английской океанографической экспедиции на корвете «Челленджер». По форме эти образования были похожи на картофелины, имели темную окраску, слоистое строение, малую прочность. Химическими анализами конкреций установлено повышенное содержание железа, марганца, меди, никеля и многих других редких и рассеянных элементов. Глубины, на которых были обнаружены конкреции, равны нескольким тысячам метров. Наиболее богатые участки найдены на глубинах от 4000 до 6000 м в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. Американские исследователи выявили залежи конкреций вблизи берегов США на глубинах всего в 500-1000 м, но эти конкреции бедны по составу ценными элементами. На основании геологических и океанологических данных о плотностях залегания конкреций в различных районах океанов были установлены общие площади их распространения и подсчитаны ориентировочные запасы. На одном квадратном метре дна может находиться от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов конкреций. Содержание в залежах, перспективных для
- 1 011648 разработки, составляет в среднем 10 кг конкреций на одном квадратном метре дна. Первая в международной практике заявка на разработку полезных ископаемых в открытом океане за пределами юрисдикции государства была подана в 1974 г. фирмой «Дипси венчурс». Были представлены документы об открытии в Тихом океане на глубине от 3500 до 5500 м месторождения площадью 60 тысяч км2 с координатами 15° северной широты и 127° западной долготы. Исследования показали, что перспективными для разработки могут считаться залежи конкреций и металлоносных илов в глубоководных впадинах. Для разработки выбирают месторождение конкреций, залегающих на поверхности дна в виде монослоя, и металлоносные илы, заполнившие донные трещины и впадины слоем в несколько десятков метров. Эти отличия в характере залегания месторождений двух типов влияют на выбор конструкции добычных установок. Одновременно также учитывают, что конкреции и металлоносные илы залегают в грунтах, которые сравнительно легко подвергаются рыхлению и черпанию. Принципиальные технические решения по созданию установок для добычи конкреций начали предлагать с шестидесятых годов 20 века. Механическая система предусматривала опускание на тросе драги-волокуши, черпание со дна океана конкреций и подъем заполненного ковша на поверхность. Гидравлическая система требовала наличия придонного устройства, предназначенного для сбора конкреций с прилегающей площади дна и перекачивания вместе с водой по трубопроводам на добычное судно. Добычу конкреций по замыслу конструкторов можно было также вести из автономных аппаратов (типа подводных лодок). Металлосодержащие илы предполагалось добывать установками эрлифтного и насосного типов.
По ориентировочным подсчетам рентабельная добыча может быть обеспечена предприятием, ежегодно добывающим 3 миллиона тонн сухих конкреций. Российским акционерным обществом «Лазурит» разработан «Способ промысловой комплексной подводной разработки морских месторождений», на который был выдан патент КП 2014243, опубликованный 15 июня 1994 г. в Бюллетене Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам № 11. Это изобретение относится к разработке месторождений на морских глубинах в условиях сложной метеорологической обстановки, включая ледовые районы Арктики, например морского Штокмановского газоконденсатного месторождения при глубине моря в этом районе 300-350 м. В районе предполагаемой добычи на морском дне должна быть установлена донная плита, в которой с помощью морской буровой платформы или бурового судна производят разработку скважин. На донной плите устанавливают устьевое оборудование, фонтанную арматуру, трубопроводы. На минимально допустимом расстоянии от донной плиты на якорных связях устанавливают блоки промысловой обработки, которые в зависимости от состояния моря и ледовых условий поддерживают на необходимой глубине. Блоки промысла обработки соединяют с донной плитой эксплуатационной магистралью для подачи в них продукта добычи и с транспортной магистралью для подачи продукта промысла потребителю. Постоянное комплексное обеспечение подводного промысла осуществляют с помощью обеспечивающего судна и подводных аппаратов. Водоизмещение подводного судна обеспечения около 5000 т (тонн), длина 119 м, ширина 11 м, автономность его работы 40 суток, глубина погружения 500 м. На судне имеется колокол для доставки под водой обслуживающего персонала, а также предусмотрены средства жизнеобеспечения, автономные аппараты для инспекции подводных сооружений и коммуникаций, для транспортировки водолазов, эвакуации персонала. Кроме этого, судно оснащено обитаемым рабочим подводным аппаратом для монтажных и ремонтных работ, грузозахватным устройством для подъема и транспортировки грузов, а также водолазным комплексом для работ на глубинах до 500 м. Однако, как отмечают авторы «Способа подводной добычи полезных ископаемых», на который выдан в 2001 г. патент КН 2166065, к числу недостатков технического решения по патенту КН 2014243 относится то, что надводные плавучие составляющие технологического комплекса обладают недостаточной надежностью при взаимодействии с мощным ледовым покровом вследствие необходимой их якорной привязки ко дну водоема, а также низкой функциональной возможностью вследствие отсутствия средств непосредственного технологического взаимодействия с береговыми техническими службами. Для устранения отмеченных недостатков авторы изобретения по патенту КН 2166065 разработали технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых, который содержит донную опорную плиту, на которой имеются посадочные места для установки подводного технологического модуля, выполненного в виде подводного судна, снабженного буровым и/или эксплуатационным (фонтанным) оборудованием. Подводный буровой технологический модуль может быть несамоходным, но для этого варианта должны предусматриваться транспортные средства для доставки модуля и установки его на донную опорную плиту. Доставку расходных материалов, элементов оборудования и экипажа на подводные технологические модули осуществляют с помощью подводного судна обеспечения. Транспортировку полезных ископаемых с подводных технологических модулей на берег водоема и далее к потребителю осуществляют по магистральным трубопроводам с помощью насосных станций, располагаемых на подводном буровом модуле, и/или на базовой стационарной технологической платформе, и/или на береговой технологической станции. Базовая стационарная технологическая платформа может быть установлена на дне водоема в непосредственной близости от берега. В предпочтительном варианте базовую стационарную технологическую платформу устанавливают на дне водоема между местом расположения донных опорных плит подводных технологических модулей и местом расположения береговой технологической станции, выбираемым из условия минимизации волновой и ледовой нагрузки на ее корпус и кратчайшего суммарно
- 2 011648 го расстояния до донных опорных плит. При этом базовую стационарную технологическую платформу выполняют с подводной и надводной частями, причем их параметры выбирают из условия обеспечения возможности маневрирования и обработки подводных буровых технологических модулей, подводных судов обеспечения, а также надводных кораблей. Первоначальную доставку расходных материалов, элементов оборудования и экипажа на базовую стационарную технологическую платформу и/или береговую технологическую станцию, а также транспортировку между ними осуществляют подводными и/или надводными кораблями, воздушными и/или наземными, а также и подземными транспортными средствами. Первичная промышленная обработка и хранение полезных ископаемых, а также переработка или уничтожение сопутствующих газов с учетом экологических требований может осуществляться как на базовой стационарной технологической платформе, так и на береговой технологической станции. При всей привлекательности технических решений, осуществленных в изобретении по патенту КП 2166065, приходится констатировать, что авторам не удалось решить проблему изоляции всего оборудования промысла от воздействия неблагоприятных метеорологических процессов над поверхностью моря из-за наличия базовой стационарной технологической платформы, конструкции которой должны выдерживать воздействие на них обширных ледовых полей, а также и айсбергов. Кроме этого, ни в изобретении по патенту КИ 2014243, ни в изобретении по патенту КИ 2166065 не решена проблема доставки и установки на морское дно опорных донных плит. С целью устранения отмеченных недостатков предложен комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых, на конструкции которого не могут воздействовать движущиеся ледовые поля, айсберги, а также тайфуны, ураганы, смерчи, волны цунами, «волны-убийцы» над поверхностью воды.
Раскрытие изобретения
Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых включает монтажный корпус, предназначенный для постепенного наращивания защищенных от коррозии трубопроводов, внутри которых будут перемещать герметичные капсулы с материалами, требующимися для функционирования оборудования в головной части комплекса, а в процессе эксплуатации месторождения также использовать их для транспортирования добытых полезных ископаемых на побережье. Одновременно с наращиванием технологических трубопроводов производят наращивание кожухов для силовых кабелей, предназначенных для подачи электроэнергии к оборудованию в головной части комплекса, ко всем системам жизнеобеспечения людей, которые будут работать в головной части комплекса, и к каждому понтонному блоку, а также и кожухов для кабелей дистанционного управления работой всего оборудования. Перемещение в подводном положении головной части комплекса вместе с понтонными блоками и кожухами для трубопроводов и кабелей от места нахождения монтажного корпуса на суше или на плавбазе до запланированного места посадки головной части комплекса на дно осуществляют за счет управления работой подруливающих устройств, имеющихся на каждом понтонном блоке, либо подводными лодками, состыкованными с головной частью комплекса через стыковочные узлы. На фигуре изображена блок-схема размещения модулей комплекса для разработки подводных месторождений полезных ископаемых. Монтажный корпус 1 показан в варианте размещения его на суше. Головная часть 2 комплекса с оборудованием для бурения и обустройства скважин, а также запасом труб, соединительных муфт, бурильных коронок и других расходуемых изделий и материалов в случае добычи нефти, газа, либо с оборудованием для засасывания воды вместе с конкрециями или илом в случае добычи твердых полезных ископаемых имеет герметичные соединения со всеми трубопроводами транспортной системы 3. На всем протяжении транспортной системы 3 от ее выхода из монтажного корпуса до места посадки головной части 2 на дно 4 размещены понтонные блоки 5, имеющие стяжки 6, предназначенные для надежного соединения понтонных блоков 5 с кожухами трубопроводов транспортной системы 3. С головной частью 2 комплекса постоянно состыкованы не менее двух подводных лодок 7, предназначенных для размещения людей, свободных от вахты, а также для обеспечения всего оборудования подводной части комплекса электроэнергией в периоды прекращения энергоснабжения оборудования из монтажного комплекса. Головная часть 2 имеет не менее четырех шлюзовых устройств для состыковки с ней подводных лодок.
Лучший вариант осуществления изобретения
Размещение монтажного корпуса 1 на суше позволяет создать условия для разведки подводных месторождений полезных ископаемых, а также для последующего освоения их при любых метеорологических процессах над водой круглогодично, так как продвижение головной части комплекса и соединенной с ней транспортной системы 3 вместе с управляющими и силовыми кабелями осуществляют в придонных слоях воды. Головную часть 2 комплекса для разработки подводных месторождений полезных ископаемых строят, испытывают и спускают под воду в специальном бассейне, размещенном внутри монтажного корпуса 1. Там же к головной части 2 присоединяют конструкции транспортной системы 3, а также кожухи с силовыми и управляющими кабелями. Для обеспечения плавучести головной части 2 комплекса к ней присоединяют расчетное количество понтонных блоков 5. По мере наращивания длины транспортной системы 3 в бассейн спускают очередные понтонные блоки и надежно соединяют их с кожухами трубопроводов с использованием стяжек 6. Управление плавучестью головной части комплекса 2 и соединенных с ней конструкций транспортной системы 3, а также кожухов с силовыми и управляющими кабелями обеспечивают путем применения метода дозированной перекачки жидкости из безкинг
- 3 011648 стонных цистерн понтонных блоков 5 в кингстонные цистерны этих блоков и обратно. Этот метод раскрыт в описании изобретения к патенту КИ № 2246421, которое опубликовано 20 февраля 2005 г. в Бюллетене Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам Российской Федерации № 5. Конструкция понтонных блоков 5, показанная в описании изобретения к патенту Ки № 2246421, обеспечивает размещение в батискафах акванавтов, либо дистанционное управление оборудованием каждого понтонного блока. При применении указанных понтонных блоков для управления плавучестью головной части 2 комплекса для разработки подводных месторождений полезных ископаемых, а также всей транспортной системы 3 дистанционное управление оборудованием каждого понтонного блока из монтажного корпуса 1 и из состыкованных с головной частью комплекса подводных лодок 7 позволяет в любой момент времени работы комплекса послать в каждый понтонный блок 5 команду в виде электрических импульсов на перекачку жидкости из одних цистерн в другие с целью изменения плавучести этого понтонного блока, что приведет к изменению его отметки относительно поверхности воды. Многократным дозированием количества перекачиваемой жидкости внутри понтонных блоков достигают поддержания экономически выгодного профиля всей транспортной системы 3, что позволит избежать резких прогибов кожухов и трубопроводов при пересечении ими понижений и возвышений дна. Применение дистанционной системы управления плавучестью каждого понтонного блока 5 обеспечивает возможность подъема головной части 2 и всей транспортной системы 3 комплекса для разработки подводного месторождения полезных ископаемых с последующим перемещением его к новому месту посадки головной части 2 на дно. Доставку труб и других изделий и материалов, необходимых для бурения и обустройства очередных скважин, осуществляют в капсулах, которые перемещают внутри труб транспортной системы 3 за счет создания разности давлений воздуха с разных сторон уплотняющих манжет на поверхности капсул. Подачу воздуха в трубы осуществляют всегда со стороны монтажного корпуса 1, причем для перемещения капсулы от монтажного корпуса 1 к головной части 2 комплекса воздух под давлением вводят в ту трубу, в которой находится капсула, а для перемещения капсулы от головной части 2 комплекса к монтажному корпусу 1 сжатый воздух вводят в свободную от капсул трубу для того, чтобы после попадания воздушного потока в головную часть комплекса его можно было бы направить в трубу с капсулой со стороны головной части 2 комплекса. Для уменьшения сопротивления движению капсулы на ее внешней поверхности размещают опоры, контактирующие с направляющими рельсами внутри трубы. После завершения разработки подводного месторождения полезных ископаемых все оборудование комплекса можно возвратить в монтажный корпус 1 за счет постепенного втягивания в монтажный корпус 1 очередных секций транспортной системы 3 вместе с понтонными блоками 5. Для того чтобы втягиваемые в монтажный корпус 1 очередные секции транспортной системы 3 и понтонные блоки 5 не были повреждены ограждающими конструкциями подводных ворот монтажного корпуса 1, дистанционно управляют работой подруливающих систем на понтонных блоках.
Промышленная применимость изобретения
Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых будет широко применяться во многих странах мира по следующим причинам:
1) процесс перемещения всего оборудования комплекса к месту посадки его головной части на дно не зависит от ураганов, волн «цунами», «волн-убийц», а также от ледовой обстановки на поверхности воды, что позволит осуществлять эти работы круглогодично, т.е. без простоев оборудования и людей;
2) устройство транспортной системы одновременно с перемещением головной части в нужный район моря создает условия для круглогодичной доставки любых добытых полезных ископаемых потребителям на побережье немедленно после начала работы головной части комплекса;
3) использование специализированных подводных лодок с ядерными реакторами на борту, предназначенных на этапе перемещения всего оборудования комплекса для сохранения направления этого перемещения за счет состыковки с головной частью комплекса не менее двух подводных лодок, позволяет осуществить доставку головной части комплекса в нужный район моря, а в процессе разработки месторождения свободные от работы вахтовики смогут отдыхать в благоустроенных специализированных отсеках лодок, после завершения вахты их доставят на берег в одной из лодок, оставляя состыкованными с головной частью комплекса не менее двух лодок;
4) возможность перемещения головной части комплекса вместе со всем оборудованием транспортной системы за счет регулирования плавучести понтонных блоков с дистанционным управлением их работой позволяет осуществить добычу всего намеченного объема полезных ископаемых в заданном районе моря одним комплексом, после чего возвратить все подводное оборудование комплекса в монтажный корпус и хранить его до использования в новых районах моря или перевезти в другое место;
5) отсутствие необходимости иметь корабли или платформы над точками размещения подводного оборудования позволит добывать полезные ископаемые с таких глубин, на которых работа известной техники невозможна.
- 4 011648
Источники информации
1. Патент КП 2014243 С1, 5 В63В 35/44, В63О 8/00 опубликован 15.06.1994 г. в Бюллетене Комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам № 11.
2. Патент КИ 2166065 С2, Е21В 43/01 опубликован 27.04.2001 г. Российским агентством по патентам и товарным знакам.
3. Патент КИ 2246421 С2, В63С 7/08 опубликован 20.02.2005 г. в Бюллетене Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам № 5.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯКомплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых, включающий сооружения, размещённые на плавбазе в открытом море, либо на острове, либо на побережье, предназначенные для спуска под воду готовых к эксплуатации конструкций комплекса для разработки подводных месторождений полезных ископаемых, отличающийся тем, что головная часть комплекса с обустроенными внутри неё рабочими местами для вахтовиков, укомплектованная оборудованием для бурения скважин без выхода людей на грунт в случае добычи нефти, газа либо оборудованием для засасывания воды вместе с конкрециями или илом при добыче твёрдых полезных ископаемых, имеющая герметичные соединения с трубопроводами, предназначенными для транспортировки добытых полезных ископаемых к потребителям, надёжно сблокирована с понтонными блоками, каждый из которых оснащён подруливающими аппаратами и системой регулирования процессом погружения, всплытия или зависания на определённой отметке от уровня поверхности воды, с управлением ими из головной части комплекса, либо из монтажного корпуса комплекса, либо из подводной лодки, состыкованной с головной частью комплекса.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000320 WO2008002172A1 (fr) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | Ensemble destiné à la mise en valeur de gisements sous-marins de minerais |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200801955A1 EA200801955A1 (ru) | 2008-12-30 |
| EA011648B1 true EA011648B1 (ru) | 2009-04-28 |
Family
ID=38845838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200801955A EA011648B1 (ru) | 2006-06-20 | 2006-06-20 | Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA011648B1 (ru) |
| WO (1) | WO2008002172A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2532280A (en) * | 2014-11-17 | 2016-05-18 | Leslie Chappell Alan | Deep sea mining system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2108264C1 (ru) * | 1996-01-31 | 1998-04-10 | Кораблев Юрий Дмитриевич | Подводная буровая платформа |
| RU2166065C2 (ru) * | 1999-05-20 | 2001-04-27 | ОАО "Газпром" | Способ подводной добычи полезных ископаемых |
| JP2001260982A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-09-26 | Hitachi Zosen Corp | 浮体式石油貯蔵兼払出し設備 |
| JP2004204562A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Kajima Corp | 海底ガスハイドレート採掘方法及びシステム |
| RU2261818C2 (ru) * | 2003-04-29 | 2005-10-10 | Ярославский государственный технический университет | Плавающая платформа для морского строительства и подъема затонувших судов |
-
2006
- 2006-06-20 EA EA200801955A patent/EA011648B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-06-20 WO PCT/RU2006/000320 patent/WO2008002172A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2108264C1 (ru) * | 1996-01-31 | 1998-04-10 | Кораблев Юрий Дмитриевич | Подводная буровая платформа |
| RU2166065C2 (ru) * | 1999-05-20 | 2001-04-27 | ОАО "Газпром" | Способ подводной добычи полезных ископаемых |
| JP2001260982A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-09-26 | Hitachi Zosen Corp | 浮体式石油貯蔵兼払出し設備 |
| JP2004204562A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Kajima Corp | 海底ガスハイドレート採掘方法及びシステム |
| RU2261818C2 (ru) * | 2003-04-29 | 2005-10-10 | Ярославский государственный технический университет | Плавающая платформа для морского строительства и подъема затонувших судов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008002172A1 (fr) | 2008-01-03 |
| EA200801955A1 (ru) | 2008-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3366173A (en) | Subsea production system | |
| Chandrasekaran et al. | Ocean structures: Construction, materials, and operations | |
| EP1303681A1 (en) | Well management system | |
| US6263971B1 (en) | Multiphase production system suited for great water depths | |
| US3552903A (en) | Subsea production satellite | |
| WO2005003509A1 (en) | Method for, and the construction of, a long-distance well for the production, transport, storage and exploitation of mineral layers and fluids | |
| RU2349489C2 (ru) | Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых | |
| Palmer et al. | Design and installation of an offshore flowline for the Canadian Arctic Islands | |
| EA011648B1 (ru) | Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых | |
| RU2014243C1 (ru) | Способ промысловой комплексной подводной разработки морских месторождений | |
| US20040079530A1 (en) | Method for, and the construction of, a long-distance well for the production, transport, storage and exploitation of mineral layers and fluids | |
| Wheaton et al. | The Solan Field Subsea Oil Storage Tank after One Year's Operation West of Shetland, UK-is it a Concept that has Delivered? | |
| Prescott et al. | Shallow Water Subsea Drilling and Production Structure to Resist Sand and Ice Keel Intrusion in Arctic Environments | |
| Adams et al. | The development of the Maui gas and condensate field | |
| Kurbonshoeva | Pipeline shore crossing approach in the arctic conditions | |
| Timerbaev | Subsea Pipeline Design Features on the Russian Shelf Conditions | |
| Atmer et al. | Dredging, trenching and rock placement works for the Sakhalin-1 project, Russian Far East | |
| Patten | Future trends in offshore engineering | |
| Razhev | Assessment of technical building blocks for the development of Leningradskoe field in the Kara Sea | |
| RU2408764C1 (ru) | Морская стационарная платформа для добычи углеводородов | |
| Evgenii | Development of the cluster of fields in the Pechora Sea through the use of modern computer and engineering solutions | |
| Mahmoud | Underwater Precast Reinforced Concrete Silo For Oil Drilling and Production Applications | |
| Austin | Undersea drilling and production sites for petroleum | |
| Krieg | Criteria For Planning and Offshore Pipeline | |
| CN114802630A (zh) | 一种用于临时储存海上钻井平台石油的储罐 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ RU |