RU2473451C1 - Method of emergent floating-up of underwater industrial structure in ice - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to ship building. Proposed method consists in releasing buoyancy tank on flexible links from underwater structure to allow floating-up with automatic stop and retention at preset safe depth after buoyancy tank gets in contact with ice blanket. Said buoyancy tanks are composed of one or several articulated streamlined bodies with large length-to-width ratio of 5:1, flexible links being secured to buoyancy tank bottom ends.

EFFECT: higher safety.

3 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области гражданского подводного судостроения, конкретно - к обеспечению безопасности всесезонно функционирующих подводно-подледных технических средств добычи полезных ископаемых в закрываемых льдами акваториях глубоководного арктического шельфа.The present invention relates to the field of civilian underwater shipbuilding, and in particular, to ensuring the safety of all-season functioning underwater-under-ice technical means of mining in ice-covered waters of the deep Arctic shelf.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известны проекты технических средств в составе подводно-подледных технологических комплексов добычи углеводородов на глубоководном шельфе арктических морей [1], [2]. В их составе, как правило, имеются обитаемые объекты, которые можно характеризовать как объекты повышенного технического и гуманитарного риска, например подводные буровые суда, подводные транспортные аппараты и др. Каждый из этих объектов проектируется с учетом их возможности всплытия на поверхность моря в штатном режиме без соударения со льдом в районах, планируемых к разработке месторождений, например, в Карском море месторождения газового конденсата «Ленинградское», «Русановское», где толщина льда доходит до 2 метров. Обычно режим всплытия во льдах осуществляют очень осторожно и медленно из-за возможности повреждения конструкции и устройств всплывающего объекта от соударения с ледовыми образованиями. После плавного приледнения объекта к нижней кромке льда решается вопрос дальнейших действий: либо всплытие за счет создания дополнительной плавучести путем осушения балластных цистерн и проламывания льда, либо, если плавучести недостаточно, оставаться в приледном положении в ожидании внешней помощи.Known projects of technical means as part of underwater-under-ice technological complexes for hydrocarbon production on the deep shelf of the Arctic seas [1], [2]. As a rule, they include inhabited objects that can be characterized as objects of increased technical and humanitarian risk, for example, submarine drilling vessels, underwater transport vehicles, etc. Each of these objects is designed taking into account their ability to ascend to the sea surface in the normal mode without collisions with ice in areas planned for field development, for example, in the Kara Sea, gas condensate fields Leningradskoye, Rusanovskoye, where the ice thickness reaches 2 meters. Usually, the ascent regime in ice is carried out very carefully and slowly due to the possibility of damage to the structure and devices of the pop-up object from collisions with ice formations. After smoothly adhering the object to the lower edge of the ice, the question of further actions is solved: either ascent due to the creation of additional buoyancy by draining ballast tanks and breaking ice, or, if buoyancy is not enough, remain in the ice position awaiting external assistance.

По опыту эксплуатации подводных лодок ВМФ в Арктике всплытие во льдах в штатном режиме, то есть плавно и без соударений, осуществляется обычно после маневрирования, иногда довольно продолжительного, в поисках «слабых» мест в ледовом покрове: полыньи, трещин, разводий, участков с тонким льдом. Этим ситуация принципиально отличается от необходимости экстренного всплытия промышленного подводного объекта в связи с аварийной ситуацией, например, на борту подводного бурового судна или на скважине, когда на поиски подходящих для всплытия «слабых» мест во льдах нет времени и возможности.According to the experience of the operation of the Navy submarines in the Arctic, ascent in ice in the normal mode, that is, smoothly and without collisions, is usually carried out after maneuvering, sometimes quite long, in search of “weak” places in the ice cover: wormwood, cracks, scattered spots, areas with thin ice. This situation is fundamentally different from the need for an emergency ascent of an industrial underwater object due to an emergency, for example, on board an underwater drilling vessel or at a well, when there is no time and opportunity to search for suitable “weak” spots in the ice.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

При возникновении аварийной ситуации, например, при буровых или ремонтных работах на подводной скважине, подводный объект экстренно должен быть отведен из опасной зоны, не считаясь с наличием и состоянием ледового покрова на поверхности моря.In the event of an emergency, for example, during drilling or repair work on a subsea well, the underwater object should be urgently removed from the danger zone, regardless of the presence and condition of the ice cover on the sea surface.

Предлагается создать необходимый эффект торможения при экстренном (аварийном) всплытии во льдах подводного объекта, например подводного бурового судна, за счет выноса цистерн плавучести на гибких связях перед всплывающим объектом, которые после приледнения к нижней поверхности ледового покрова теряют подъемную силу и автоматически остановят дальнейшее всплытие подводного объекта и его соударение со льдом.It is proposed to create the necessary braking effect during an emergency (emergency) ascent of an underwater object in the ice, for example, an underwater drilling vessel, due to the removal of buoyancy tanks on flexible connections in front of the pop-up object, which, when ice is attached to the bottom surface of the ice cover, lose lift and automatically stop further ascent of the underwater object and its collision with ice.

В таком положении возможна реализация нескольких сценариев дальнейшего развития событий:In this situation, several scenarios for the further development of events are possible:

а) плавно подтягиваясь на гибких связях, подводный объект входит в прямой жесткий контакт со льдом и, за счет откачки воды из цистерн главного балласта и создания необходимой плавучести, проламывает лед и всплывает в заданное положение;a) smoothly pulling up on flexible connections, the underwater object makes direct hard contact with ice and, due to pumping water from the tanks of the main ballast and creating the necessary buoyancy, breaks the ice and floats to a predetermined position;

б) при невозможности создания величины плавучести, достаточной для разрушения льда при всплытии, подводный объект после приледнения к нижней кромке льда дрейфует вместе с ним в ожидании внешней помощи, например, ледокола;b) if it is not possible to create a buoyancy value sufficient to break the ice upon ascent, the underwater object drifts with it after gliding to the bottom edge of the ice in anticipation of external assistance, for example, an icebreaker;

в) при наличии на борту источника энергии и средств, достаточных для самостоятельного движения объекта под водой, со скользящими по нижней кромке льда буксируемыми цистернами плавучести, которые для исключения зацепов изготавливают в виде одного или нескольких сочлененных между собой удобообтекаемых тел, представляющих собой поплавки с большим соотношением длины к ширине, например 5:1, с креплением гибких связей к нижним оконечностям цистерн плавучести.c) if there is an energy source on board and sufficient means for independent movement of the object under water with towed buoyancy tanks sliding along the lower edge of the ice, which, in order to exclude hooks, are made in the form of one or more conveniently flowing bodies interconnected, which are floats with large the ratio of length to width, for example 5: 1, with the fastening of flexible ties to the lower ends of the buoyancy tanks.

На Фиг. 1 на примере подводного бурового судна представлен начальный этап всплытия судна 1 с донной опорной плиты 2 с цистернами плавучести 3 на вытравленных гибких связях. На Фиг. 2 представлен конечный результат всплытия, когда цистерны плавучести 3 вошли в контакт с нижней поверхностью ледового покрова 4, дальнейший процесс всплытия прекращается и подводное буровое судно 1, после колебаний, зависло на заданном определенном заранее расстоянии от нижней кромки льда, не ударившись о ледовые образования. Имея на борту источник энергии, за счет своего движительно-рулевого комплекса судно перемещается на другую позицию, не теряя в процессе передвижения контакта цистерн плавучести 3 с ледовым покровом 4, тем самым предотвращая соударения судна со льдом.In FIG. 1 on the example of an underwater drilling vessel presents the initial stage of the ascent of the vessel 1 from the bottom base plate 2 with buoyancy tanks 3 on the etched flexible connections. In FIG. Figure 2 shows the final result of the ascent, when the buoyancy tanks 3 came into contact with the lower surface of the ice sheet 4, the further ascent process stops and the submarine drilling vessel 1, after oscillations, hovered at a predetermined distance from the lower edge of the ice without impacting the ice formations. Having a source of energy on board, due to its propulsion and steering complex, the vessel moves to another position, without losing contact between the tanks 3 buoyancy 3 and the ice cover 4, thereby preventing the vessel from colliding with ice.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент на изобретение №2166065 «Способ подводной добычи полезных ископаемых».1. Patent for invention No. 2166065 "Method for underwater mining".

2. Патент на изобретение №2140516 «Способ сооружения и технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых».2. Patent for invention No. 2140516 "Method of construction and technological complex of underwater mining".

Claims (3)

1. Способ экстренного всплытия во льдах подводного промышленного объекта, отличающийся тем, что во избежание повреждения конструктивных элементов и оборудования всплывающего объекта от соударения со льдом с него на опережение выпускают на гибких связях цистерны плавучести, благодаря чему процесс всплытия объекта происходит с автоматической остановкой и удержанием на заданной безопасной глубине после вступления цистерн плавучести в контакт с ледовым покровом.1. The method of emergency ascent in the ice of an underwater industrial facility, characterized in that in order to avoid damage to the structural elements and equipment of the pop-up object from collision with ice, buoyancy tanks are let out ahead of them on flexible connections, due to which the process of floating the object occurs with automatic stop and hold at a given safe depth after the buoyancy tanks come into contact with the ice sheet. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отвод из опасной зоны экстренно всплывшего в приповерхностный слой подводного объекта на закрытой льдами акватории осуществляют с помощью своего движительно-рулевого комплекса с автоматическим удержанием объекта на заданной безопасной глубине на ходу при постоянном контакте выпущенных на гибких связях цистерн плавучести с нижней поверхностью ледового покрова.2. The method according to claim 1, characterized in that the removal from the danger zone of an underwater object that emerges urgently into the surface layer in the ice-covered water area is carried out using its propulsion-steering complex with the object automatically held at a given safe depth on the move with constant contact released to flexible connections of buoyancy tanks with the lower surface of the ice sheet. 3. Устройство для осуществления способа экстренного всплытия во льдах подводного промышленного объекта, содержащее цистерны плавучести, отличающееся тем, что цистерны плавучести изготавливают в виде одного или нескольких сочлененных между собой удобообтекаемых тел с большим соотношением длины к ширине, например 5:1, с креплением гибких связей к нижним оконечностям цистерн плавучести. 3. A device for implementing the method of emergency ascent in the ice of an underwater industrial facility containing buoyancy tanks, characterized in that the buoyancy tanks are made in the form of one or more articulated bodies with a large ratio of length to width, for example 5: 1, with flexible fastening ties to the lower extremities of buoyancy tanks.

Images