Погружной передвижной кессон, обладающий ледовым сопротивлением, для морского бурения нефтяных скважин в арктике

Погружной передвижной кессон, обладающий ледовым сопротивлением, для морского бурения нефтяных скважин в арктике

Реферат

 

Использование: в горном деле для использования в акватории открытого океана со сложными ледовыми условиями не обладающих ледовым сопротивлением передвижных морских буровых и нефтедобывaющих установок. Сущность изобретения: кессон включает образованную неподвижными вертикальными передней, боковыми и задней стенками конструкцию с бассейном внутри нее. Кессон выполнен с палубами, верхняя из которых расположена выше уровня воды в погруженном положении кессона и с наклонным участком на наружной поверхности конструкции, размещенным в погруженном положении кессона выше и ниже уровня воды для направления вверх движущегося на кессон льда. В задней стенке кессона выполнен вырез, при этом высота кессона превышает глубину океана в месте его установки. Кессон снабжен основанием в виде размещенной по периметру кессона под его стенками окружной опорой и днища, выполненного из сплошного армированного строительного материала. Кессон снабжен также входным затвором, установленным в вырезе задней стенки. Нижняя часть выреза ограничена основанием, а также внутренними стенками, при этом палубы размещены между внутренними и наружными стенками. Наружная поверхность кессона армирована для противостояния усилиям плавающего в океане льда. Стенки кессона выполнены с высотой, достаточной для отражения максимальной расчетной волны при погруженном положении кессона. В основании кессона и между внутренними и наружными стенками выполнены балластные отсеки, большая часть каждого из которых расположена ниже уровня воды в погруженном положении кессона. Верхняя палуба вдоль каждой из боковых сторон имеет по меньшей мере один люк для бурения и/или для добычи. Каждая из боковых частей окружной опоры кессона выполнена с проходящей вертикально через нее системой буровых шахт, совмещенных с соответствующим люком. Основание кессона размещено относительно верхней палубы на расстоянии, обеспечивающем вход и выход морских буровых и/или нефтедобывающих установок в плавающем положении кессона при открытом затворе. 14 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, а более точно касается погружного передвижного кессона, обладающего ледовым сопротивлением и предназначенного для использования в акватории открытого океана со сложными ледовыми условиями, не обладающими ледовым сопротивлением передвижных морских буровых и нефтедобывающих установок.

Арктические морские районы рассматриваются как последний рубеж гигантского проекта развития месторождений нефти и газа. Там находятся обширные нетронутые нефтеносные районы, простирающиеся от Канады и американского моря Бофорта вокруг Северного полярного круга и далее по нефтеносным районам России. В этих районах наблюдалась значительная активность, однако, была осуществлена незначительная добыча в открытом море. Отсутствие добычи в этой области обусловлено главным образом капиталловложениями, чтобы обеспечить добычу на фоне снижающихся в настоящее время цен на нефть. Поэтому, любая разработка месторождения в Арктике продолжает оставаться неэкономичной. Однако, существующие залежи в Арктике делают их разработку стоящим делом. Учитывая способ, которым обычные морские буровые и эксплуатационные системы адаптируются к более низким ценам на нефть, настало время разработать экономически выгодный подход к изыскательским работам, бурению и добыче нефти из морских нефтяных скважин в Арктике.

При подходах, применяющихся не в арктических районах морского бурения и добычи, интерес может представить тот факт, чтобы сделать эти проекты экономически выгодными. Эти подходы могут быть реализованы в виде подводных опорных плит для бурения, бурения с помощью тендерного судна /БТС/ и самоподъемных платформ устьевого оборудования. Концепция подводных опорных плит для бурения работает достаточно успешно в открытом море, однако, она будет неприемлема в Арктике в виде потенциальных проблем, обусловленных размыванием льда на дне моря и последующих ударов об опорную плиту. Кроме того, этот подход не стыкуется с очень ограниченным сезоном бурения в Арктике, который может составлять порядка 100-120 дней. За этот период в лучшем случае можно пробурить и завершить две неглубокие скважины, тогда как фактически для разработки месторождения может потребоваться от 20 до 40 скважин.

Бурение с помощью тендерного судна устраняет проблемы, связанные с буровым оборудованием, расположенным на эксплуатационных платформах. Однако, эти системы не пригодны для использования в Арктике, так как они очень чувствительны к ледовому давлению.

Самоподъемные платформы устьевого оборудования, являющиеся разновидностью бурения с помощью тендерного судна, пригодны для мелководья и районов с благоприятной окружающей средой. Хотя эти системы являются экономичными, однако, они чувствительны к воздействию льда и не пригодны для использования в незащищенном виде в Арктике.

Попытки достичь круглогодичного бурения и эксплуатации до некоторой степени были удовлетворены пятью основными системами, которые либо уже не используются, либо имеют ограниченное применение: 1. ледяные острова; 2. убыточные береговые острова; 3. буровые суда усиленного ледового класса; 4. острова, удерживаемые с помощью неглубоких кессонов; 5. передвижные глубокие кессоны для Арктики.

Ледовые острова имеют очень ограниченное применение, в частности, на глубинах не более 15 м. Общая проблема для ледовых островов заключается в их тенденции к разрушению, и, следовательно, в проблеме поддержания устойчивости ледяной платформы в летние месяцы. Убыточные береговые острова возможны на глубинах от 15 до 20 м. Такие острова являются очень дорогостоящими при их создании и не обладают никакой подвижностью, кроме как того, что может возникнуть потребность в перемещении бурового и/или эксплуатационного оборудования. Кроме того, небольшой уклон в конструкции острова создает проблему с набегающими волнами, в результате чего необходимо постоянно укреплять остров. Могут использоваться буровые суда усиленного ледового класса, однако, они предназначены или для полномасштабного арктического бурения или развитию добычи. Такие установки почти целиком посвящены разведке или эксплуатационному бурению и не имеют практического применения в качестве эксплуатационных установок. Удерживаемые мелкими кессонами острова представляют собой другое возможное решение, однако, они как и убыточные прибрежные острова, подвержены потенциально волновой эрозии. Они также не обладают эффективной конструкцией подводного борта и, как результат, имеют ограниченное применение.

Глубоководные передвижные арктические кессоны нашли до некоторой степени применение при бурении и/или добыче в Арктике. Такие устройства могут работать на глубинах от 40 до 50 м, но предпочтительно в пределах 20 м. Такие устройства являются очень крупными и обычно сочетают бурение с ограниченной способностью пробной эксплуатации. Однако, пространство, занимаемое буровыми системами, является постоянным и составляет порядка 50% от имеющейся площади палубы, в результате чего после завершения бурения это пространство теряется для дальнейшего использования.

Примеры установок такого типа существуют. Ледовые конструкции описаны в патенте США N 4.699.545. Ледовый остров возводится путем распыления воды. Однако, учитывая размер создаваемого ледяного острова, эта процедура является очень продолжительной при условии, что применяется она только зимой. Другой способ создания крупных масс льда, который может использоваться при морском бурении, описан в патенте США N 4.431.346. В патенте США N 4.596.291 описывается плавучая полупогружная буровая платформа, предназначенная для бурения нефтяных скважин. Буровая установка является до некоторой степени подвижной на платформе, чтобы осуществлять бурение из различных мест. Система защищена от льда путем монтажа платформы на погружном понтоне, который может быть выполнен из бетона. С наступлением зимы система поднимается и ее бетонная часть противостоит ударам льда. Для защиты буровой системы в зимние месяцы она может помещаться в одну из колонн, соединенную с понтонной частью, тем самим защищая буровую систему от льда в зимние месяцы. Очевидно, однако, что эта система будет иметь ограниченное использование в районах с тяжелым льдом, как например, в Арктике. Другой вид передвижного полупогружного кессона для использования при бурении скважин описан в патенте США N 5.098.219. Эта система включает погружение кессона под воду, при этом буровая система находится внутри кессона. Экипаж всегда находится внутри кессона, где он перемещается в свои жилые помещения и из них с помощью подъемников. Эта конечно не способствует проведению продолжительного бурения из-за погруженного характера системы.

Полупогружная эксплуатационная система описана в патенте Великобритании N 2.185.446. Система выполнена в виде восьмиугольника, который образует прочную коробчатую конструкцию, окружающую ряд производственных палуб. Однако, эта система связана троcами и, следовательно, не пригодна для использования в Арктике. Кроме того, здесь почти не уделено внимания конструкции подводного корпуса понтона.

Плавучие кессоны, способные погружаться и располагаться на дне океана и пригодные для использования в Арктике, описаны в патенте России N 1.700.138 и канадском патенте N 1.178.812. В соответствии с русским патентом конструкция имеет круглую форму, усиленную по ее периметру и заполненную наполняющим материалом для стабилизации балластированной конструкции. Аналогично кессон по канадскому патенту балластируется для размещения его на дне океана и затем его центральная часть заполняется наполняющим материалом, который поддерживается в незамороженном состоянии. Периметр кессона образует опору, на которой выполняется несущая палуба. Бурение и добыча могут осуществляться с рабочей палубы. Периметр или окружность кессона выполняется с наклонной поверхностью, обеспечивающей движение льда вверх, его разрушение и падение в сторону от кессона. Кессон, находясь в положении, обеспечивает круглогодичное бурение и в любой момент, когда Арктика становится достаточно свободной от ледяного покрова, может всплывать и перемещаться в другое место. Однако в процессе своего использования система может применяться или для эксплуатационного бурения, или для бурения и добычи с последующим увеличением капитальных вложений.

До некоторой степени требования, предъявляемые к буровым и эксплуатационным устройствам, удовлетворялись известными устройствами, в частности, погружным кессоном по канадскому патенту N 1.178.812. Однако капитальные вложения, связанные с этим типом конструкции кессона, требующей своей собственной буровой и/или эксплуатационной установки, остаются по-прежнему слишком большими, делающими поэтому ее использование неэкономичным в условиях Арктики для эксплуатации нефтяной скважины.

В патенте США N 4.786.210 раскрыт погружной передвижной кессон, обладающий ледовым сопротивлением и предназначенный для использования в акватории открытого океана со сложными ледовыми условиями не обладающих ледовым сопротивлением передвижных морских буровых и нефтедобывающих установок. Он включает образованную неподвижными вертикальными передней, боковыми и задней стенками конструкцию с бассейном внутри нее, с палубами, верхняя из которых расположена выше уровня воды в погруженном положении кессона, с наклонным участком на наружной поверхности конструкции, размещенным в погруженном положении кессона выше и ниже уровня воды для направления вверх движущегося на кессон льда и с вырезом в задней стенке. Высота кессона превышает глубину океана в месте погружения.

Однако вышеописанный кессон не способен противостоять большим разрушающим усилиям в течение всей арктической зимы из-за отсутствия у него полного основания и четырех сторон. Лед будет заходить в бассейновую честь кессона и разрушать ее внутреннюю часть в суровые зимние периоды. Поэтому в этих условиях невозможно будет поддерживать воду в бассейне незамерзающей и избежать разрушений.

Техническим результатом настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Этот технический результат достигается тем, что погружной передвижной кессон, обладающий ледовым сопротивлением, предназначенный для использования в акватории открытого океане со сложными ледовыми условиями не обладающих ледовым сопротивлением передвижных морских буровых и нефтедобывающих установок и включающий образованную неподвижными вертикальными передней, боковыми и задней стенками конструкцию с бассейном внутри нее, с палубами, верхняя из которых расположена выше уровня воды в погруженном положении кессона, с наклонным участком на наружной поверхности конструкции, размещенным в погруженном положении кессоне выше и ниже уровня воды для направления вверх движущегося не кессон льда и с вырезом в задней стенке, причем высота кессона превышает глубину океана в месте погружения, согласно изобретению кессон снабжен основанием в виде размещенной по периметру кессона под его стенками окружной опоры и днища, выполненных из сплошного армированного строительного материала, входным затвором, установленным в вырезе, нижняя часть которого ограничена основанием, и внутренними стенками, установленными по периметру кессона и на входном затворе с образованием зазора между наружными и внутренними стенками, при этом палубы размещены между внутренними и наружными стенками, наружная поверхность кессона армирована для противостояния разрушающим усилиям плавающего в океане льда, стенки кессона выполнены с высотой, достаточной для отражения максимальной расчетной волны при погруженном положении кессона, в основании кессона и между внутренними и наружными стенками выполнены балластные отсеки, большая часть каждого из которых расположена ниже уровня воды в погруженном положении кессона, верхняя палуба вдоль каждой из боковых сторон имеет по меньшей мере один люк для бурения и/или добычи, каждая из боковых частей окружной опоры кессона выполнена с проходящей вертикально через нее системой буровых шахт, совмещенных с соответствующим люком, а основание кессона размещено относительно верхней палубы на расстоянии, обеспечивающем вход и выход морских буровых и/или нефтедобывающих установок в плавающем положении кессона при открытом затворе.

Передвижной кессон, выполненный согласно настоящему изобретению, обеспечивает следующее: 1. быстрое достижение первой даты добычи нефти; 2. легкое строительство, установку и присоединение арматуры; 3. использование преобразуемых передвижных морских буровых установок; 4. разделение буровых и эксплуатационных функций по желанию; 5. потенциальное использование законсервированных скважин; 6. применение спаренных буровых установок, что невозможно на других передвижных кессонах, с дополнительным преимуществом, заключающемся в возможности бурения вспомогательной скважины; 7. сведение к минимуму ударной нагрузки бурового оборудования на конструкцию платформы; 8. бурение нескольких скважин благодаря отдельным опорным плитам, т.е. многощелевое бурение; 9. независимую систему; 10. экспорт добытой нефти; 11. возможность перемещения в любой требуемый район Арктики.

Другие аспекты настоящего изобретения и его преимущества станут более понятными из последующего подробного описания со ссылками на чертежи, на которых: фиг.1 изображает перспективный вид погружного передвижного кессона в cooтветствии с настоящим изобретением; фиг.2 изображает передвижной кессон, показанный на фиг.1 со стороны заднего затвора; фиг.3 изображает вид сбоку кессона, показанного на фиг.2, балластированного для его установки на дно океана; фиг.4 изображает перспективный вид передвижного кессона согласно настоящему изобретению, показывающий дополнительные детали окружной конструкции рабочей палубы и отсеков для балласта и хранения; фиг.5 изображает схематически процесс бурения четырех законсервированных скважин с помощью передвижных морских буровых установок; фиг.6 изображает в увеличенном масштабе вид опорной плиты пробуренных законсервированных скважин с бетонным бункером, выполненным в дне океана; фиг.7 изображает вид сверху двух расположенных на расстоянии друг от друга опорных плит с местами расположений промежуточных скважин; фиг.8 изображает перспективный вид передвижного кессона согласно настоящего изобретения, приближающего к законсервированным скважинам, над которыми должен разместиться кессон; фиг.9 изображает вид в сечении, выполненном по буровой шахте кессона, имеющей наклонные кромки, гарантирующие, что нагрузки при установке кессона будут расходиться в стороны от основной зоны бетонного бункера, тем самым гарантируя ему минимальную помеху; фиг.10 изображает частичное сечение задней части кессона с затвором в плавающем положении, удаленном от кессона; фиг.11 изображает частичное сечение задней части кессона с затвором, балластированным в закрытом положении на кессоне; фиг.12 изображает вид сверху в плане кессона с передвижной морской буровой установкой внутри его периметра, защищенной от окружающей среды, и с передвижной морской буровой установкой, разгружающей буровое оборудование на рабочую платформу кессона; фиг.13 изображает перспективный вид кессона, имеющего два буровых устройства, установленных в положение над соответствующими буровыми шахтами, а оставшиеся две передвижные морские буровые установки покидают место с наступлением зимы. фиг.14 изображает размещение подвижной морской буровой установки, производящей бурение на боковой стороне кессона для получения дополнительных скважин в процессе эксплуатации; фиг.15 изображает вход в кессон через открытые задний затвор чувствительной к воздействию льда полупогружной эксплуатационной системы; фиг.16 изображает вид сбоку, показывающий эксплуатационную систему, находящуюся внутри кессона и защищенную от окружающей среды, с самоподъемной установкой, приближающейся к кессону; фиг.17 изображает самоподъемную установку, показанную на фиг. 14 в положении рядом с кессоном для осуществления дополнительного бурения, при продолжении добычи в кессоне; фиг.18 изображает вид сбоку кессона с буровой вышкой в положении на платформе, при этом боковые панели буровой вышки, направленные внутрь кессона, ослаблены относительно других панелей так, что при фонтанировании внутренние панели освобождаются, направляя нефть внутрь кессона для сдерживания и отделения от воды; фиг.19 изображает нефтяной танкер для приема нефти с передвижного кессона; фиг.20 изображает перспективный вид, показывающий выгрузку нефти из передвижного кессона в нефтяной танкер.

Погружной передвижной кессон 10, показанный на фиг.1, находится в плавающем положении, когда он буксируется с помощью буксира 12, соединенного с ним буксировочными тросами 14. У кессона, находящегося на плаву, его задний затвор может быть открыт для обеспечения входа 16 в бассейн 18 кессона 10. Однако при буксировке кессона затвор находится в положении, чтобы закрыть бассейн 16, как показано на фиг.1, где затвор 60 /частично/ закрывает заднюю часть кессона. Кессон 10 имеет противостоящие боковые стенки 20 и 22, соединенные с помощью передней стенки 24. Задняя стенка имеет части 26 и 28, между которыми располагается затвор, завершающий периметр конструкции кессона. Противостоящие боковые стенки, передняя и задняя стенки соединены угловыми частями для образования по существу четырехстороннего кессона, имеющего выполненные под углом угловые части 30, 32, 34 и 36. Периметр кессона является опорой для U-образной рабочей палубы 38, имеющей переднюю часть 40 и противостоящие боковые части 42 и 44 /фиг.12/. На каждой стороне рабочей платформы расположена опорная плита 46 и 48, которая определяет бурение и консервацию эксплуатационных скважин с помощью соответствующей буровой установки.

Передние угловые части 30 и 32 снабжены верхней секцией 48 и 50, которые могут шарнирно откидываться наружу для обеспечения доступа к передним частям боковых палуб 42 и 44 и передней палубе 40 для загрузки самоподъемной буровой установки, как будет описано ниже со ссылками на фиг.12.

Высота кессона является такой, чтобы обеспечить бурение/добычу в открытом море, а когда кессон находится в погруженном положении, как показано на фиг.3, то приемлемые глубины составляют порядка до 50 м Берма или аналогичный фундамент может выполняться для поддержания кессона, когда он погружен на большую глубину.

На фиг. 2 показан кессон 10, находящийся на плаву, при глубине океана, составляющей от 10 до 50 м и обозначенной буквой Д. Кессон 10 в плавающем небалластированном состоянии находится на высоте Н над дном 52 океана. Уровень воды L может находиться выше поверхности 54 основания 56 кессона. Высота воды в бассейне 16, как обозначено буквой Z, может составлять 3-5 м. Будет очевидно, что в зависимости от плавучего положения кессона высота Z уровня воды в бассейне 16 будет изменяться. Необходимость изменения этой высоты станет понятна при рассмотрении перемещения передвижных морских буровых установок и других полупогружных устройств в бассейн 16 кессона и из него.

Кессон 10, когда находится в положении над дном 52 океана, балластируется для погружения в направлении стрелки 58, как показано на фиг.3. Кессон может погружаться с закрытым затвором или находящимся в другом положении. После установки затвора он не предназначен для обеспечения герметичного уплотнения, а просто служит в качестве открывающихся ворот, обладающих ледовым сопротивлением, чтобы обеспечить вход и выход чувствительных к воздействию льда передвижных морских буровых установок и конструкций. Уровень воды в бассейне 16 будет таким же, как уровень воды h. Для погружения кессона 10 его балластные отсеки заполняются балластной жидкостью по крайней мере до тех пор, пока кессон 10 не начнет погружаться. При погружении устойчивость кессона поддерживается буксирами и буксировочными тросами для направления его ориентации. За счет испольэования соответствующих насосов скорость погружения может регулироваться так, чтобы гарантировать требуемое размещение кессона на дне 52 океана. Когда кессон погружается, то высота H между его основанием 56 и дном океана уменьшается до тех пор, пока днище 62 основания 56 не ляжет на дно океана. Кессон выполнен так, что глубина Д образует уровень воды L в районе идущей с наклоном внутрь поверхности 64 баковой стенки 22 или, как показано, на противолежащей боковой идущей с наклоном внутрь поверхности 66 боковой стенки 20. Назначение этой идущей с наклоном внутрь поверхности, как то 64 и 66, будет описано более подробно со ссылками на фиг. 18 при рассмотрении противодействия и разрушения молодого и старого льда, а также участие в отражении волн. Выше наклоненных внутрь поверхностей расположены вертикальные поверхности, например, поверхности 68 и 70, противостоящих боковых стенок 20 и 22. Над этими поверхностями установлены с наклоном наружу участки 72 и 74. Как отмечалось со ссылками на фиг.1, выполненный с наклоном наружу козырек 30, включающий участки 72 и 74, располагается по всему периметру и служит для отражения максимальной расчетной волны, которая может быть от 20 до 30 м, чтобы избежать переливания ее через периметр кессона. Обычно кессон имеет полную высоту 45 м, хотя она может изменяться в зависимости от особых условий местоположения. Желательно, что уровень воды L пересекал идущие с наклоном внутрь поверхности в точке 76 для поверхности 64, чтобы обеспечить по крайней мере 5 м выше и ниже метки 76, которые определяют прилив и отлив. Другие размеры кессона включают: высоту А основания, составляющую примерно 10 м, высоту В идущей с наклоном внутрь стенки 17,5 м, высоту С вертикальной стенки 13,5 м и высоту Е козырька палубы примерно 4 м. Внутри кессона высота рабочих палуб 42, как они представлены рабочими поверхностями 78, 80 и 82, может составлять от 5 до 5,5 м между палубами 73 и 80 и между палубами 80 и 82, чтобы обеспечить общую высоту в пределах 11-12 м от палубы 78 до палубы 82. Верхняя палуба 82 с размерами, выполненными в соответствии с фиг.2, находится на высоте 34 м от днища 62 основания кессона. Будет очевидно, что эти размеры являются только примером и что в зависимости от района, для которого рассчитан кессон, высота может пропорционально увеличиваться или уменьшаться для компенсации глубины Д океана. Будет очевидно также, что рабочие палубы 78 и 80 обычно закрыты наружной обшивкой, например обшивкой 79. Такая обшивка может быть постоянной, но иметь открывающиеся участки, чтобы обеспечить доступ сбоку на палубы 78 и 80.

Когда кессон правильно сбалансирован, то он имеет достаточный вес для размещения его на дне океана таким образом, чтобы обеспечить круглогодичное бурение и/или эксплуатацию скважин без какого-либо смещения кессона по дну океана. Когда требуется, то кессон может дебалластироваться для обеспечения плавучести или его перемещения на другое место работы. Кроме того, как будет описано, задний затвор 60 может открываться, при этом кессон находится в погруженном состоянии, как показано на фиг.3. Когда затвор открыт, то довольно просто заплывать и выходить из бассейна различным передвижным морским буровым установкам и/или эксплуатационным установкам, в результате чего, находясь в бассейне 16, они защищены от окружающей среды. Это, в частности, является важным в зимнее время, когда необходимо защитить чувствительное к разрушающему действию льда буровое или эксплуатационное оборудование от воздействия на него деструктивных сил от движущегося и формирующегося льда.

При сравнении кессона согласно настоящего изобретения с известными, а также за счет различия бассейна внутри кессона, доступ в который обеспечивается с помощью открывающегося затвора, выявляется ряд важных и неожиданных преимуществ. Кессон позволяет использовать легко доступные чувствительные к разрушающему действию льда передвижные морские буровые установки и полномасштабные эксплуатационные установки. Такие установки имеют безопасный проход внутрь кессона и из него, где обеспечивается полная их защита от льда. Достигается значительная экономия денежных средств, что уменьшает первоначальные капиталовложения в систему. В основании кессона и его боковых стенках предусмотрено значительное пространство для балласта и хранения нефти. Балласт используется для установки положения кессона. Хранение нефти является таким, чтобы поддержать круглогодичную морскую загрузку даже из крупного нефтяного месторождения. Кессон может использоваться в качестве тяжелого подъемного средства благодаря его способности принимать внутрь бассейна 16 всевозможные установки, а за счет закрытия обладающего ледовым сопротивлением затвора и балластирования вверх он может перемещать эти установки на большое расстояние как по чистой воде, так и по покрытой льдами воде. Использование такого мощного подъема может осуществляться независимо от других функций кессона, связанных с эксплуатацией нефтяного месторождения.

Эти преимущества и особенности достигаются с помощью кессона, как показано в увеличенном масштабе на фиг.4, где открывающийся затвор 60 показан установленным в свое положение, чтобы закрыть бассейн 16 с целью защиты от льда. Подробности монтажа закрытия и герметизации затвора относительно задних концевых частей 26 и 28 кессона описаны ниже со ссылками на фиг.10 и 11. Периметр затвора, когда он установлен на кессоне, определяется его боковыми сторонами 84 и 86 и основанием 88. Затвор взаимодействует с кромками 84 и 86 частей 26 и 28 задней стенки. Основание 38 также взаимодействует с основанием 56 кессона. Хотя затвор не является водонепроницаемым, однако он достаточно плотно установлен, чтобы предотвратить отрицательное воздействие волн, а также прилива и отлива на операции, производимые в бассейне 16. Будет очевидно, что в зимние месяцы значительное тепло, вырабатываемое при бурении и добыче, используется для сведения к минимуму или полного устранения замерзания воды в бассейне для гарантирования того, чтобы защищенные в бассейне установки не были повреждены.

На верхней палубе 82, снабженной опорной плитой 46 для бурения, расположены направляющие рельсы 90, закрепленные на ее поверхности. Когда козырьковая часть 48 открыта, то самоподнимающаяся буровая установка может спускаться на направляющие рельсы 90 и затем перемещаться по ним для размещения над опорными плитами 46 для начала бурения или консервации. Такой спуск буровой вышки с самоподъемной платформы показан на фиг.12, который будет рассмотрен более подробно ниже. Угловые части 48 козырька могут сниматься различными способами. Предпочтительным из них является снятие козырьковой части 48 с помощью шарнирной конструкции, которая будет рассмотрена со ссылками на фиг.12.

Расположение кают для персонала, работающего на буровой и эксплуатационной установках, обслуживающих кессон, может находиться на передней верхней палубе 40. Такое расположение может быть выполнено в виде многокомнатного отсека. Такой комплекс кают может располагаться выше волноотражающего козырька 94, выполненного на передней стенке 24 кессона. Благодаря размещению буровых вышек и расположению кают на верхней палубе противолежащих боковой и передней палубах зона эксплуатации, хранения материала и монтажа оборудования может выполняться на нижней палубе 78 и 80 стороны 42 и на палубах 96, 98 и 100 передней части периметра кессона. Аналогично для противоположной боковой стороны 42 предусмотрены соответствующие нижние рабочие палубы.

Под опорной влитой 46, как показано на другой стороне кессона, выполнена буровая шахта 102. Последняя содержит бункер 104 с расширяющимся наружу основанием 106. Бункер 104 проходит через палубные конструкции и часть армированного основания кессона, при этом имеются две такие буровые шахты, расположенные на удаленных друг от друга палубах. Таким образом, может осуществляться одновременно бурение двух скважин с помощью соответствующих буровых вышек. Буровые шахты расположены в самой задней части кессона с тем, чтобы находиться на значительном удалении от кают на передней палубе 40. Исходя из размеров кессона это удаление может составлять 100-150 м, которое гарантирует безопасность персоналу и каютам в случае фонтанирования скважины и возникновения пожара.

Боковые стороны или борта кессона изготавливаются из армированного материала, будь то сталь или бетон, при этом их форма и армирование будут рассмотрены более подробно со ссылками на фиг.18. Такое усиление периметра кессона и основания служит для обеспечения нескольких балластных танков в периметре кессона, включая часть основания под затвором 60. Имеется система 108 балластных танков, простирающаяся от буровой шахты 102 вокруг до буровой шахты под опорной плитой 46 палубы 42. Система 108 балластных танков снабжена перегородками для достижения разделения между танками для хранения различных материалов, а также для предотвращения утечки в атмосферу всего балласта в случае повреждения одного или более танков системы 108. Как будет описано со ссылками на фиг.18, наружная часть периметра основания существенно усилена для противостояния обычным ударам льда или т.п. Однако, если судно случайно ударяется о кессон и пробивает наружную обшивку, то в этом случае только один или два балластных танка будут повреждены и потеряют свое содержимое, что не будет иметь какого-либо существенного опрокидывающего влияния на кессон, поскольку существует еще несколько таких же отдельных балластных танков. Аналогично вокруг задней части периметра кессона имеется система 110 балластных танков, которая простирается сзади буровой шахты 102, вокруг и до задней части буровой шахты под опорной плитой 46. Эта система содержит также большое число индивидуальных танков, как и система 108, где балласт может простираться под затвором 60, по периметру основания 56 кессона. Внутри этой окружной системы балластных танков 108 и 110 имеется другая система 112 балластных танков, располагающаяся внутри пола основания 56 бассейна. Внутренняя система балластных танков 112, находящаяся под бассейном 16, содержит решетчатую конструкцию из отсеков балластных танков 114, как показано пунктиром. Эти отдельные балластные танки могут заполняться индивидуально с помощью центральной насосной системы, в которые подается вода или нефть для балласта или в целях хранения. Будет очевидно, что приемлемый баланс между количеством нефти в кессоне и количеством воды, хранящейся в нем, включая вес оборудования на кессоне, является таким, чтобы кессон находился или в плавающем или погруженном положениях, как показано на фиг. 2 и 3. Обычно емкость танков кессона может обеспечивать хранение 600000 барелей нефти. Дополнительные 600000 барелей нефти могут храниться за счет использования соответствующих хранилищ на передвижных морских буровых установках или эксплуатационных установках, которые размещены в бассейне 16. Это дает потенциал хранения нефти порядка 1200000 барелей, при этом оставшейся частью хранящегося является вода, которая по-прежнему обеспечивает достаточный балласт для удержания кессона в погруженном положении, как показано на фиг.3. При потенциале хранения в 1200000 барелей это позволит использовать кессон настоящего изобретения на самой крупной из нефтяных конструкций, задуманных в настоящее время в Арктике. Такие возможности хранения будут конкурировать даже с некоторыми наиболее распространенными конструкциями Северного моря.

Как отмечалось со ссылками на фиг.1 и 4, зона буровой шахты 102 служит для приспосабливания к комбинации из законсервированных скважин и пробуренных с платформы скважин. Зона, предназначенная для связывания предварительно пробуренных скважин, расположена на любом конце промежуточных пробуренных скважин. Прямо ниже каждой из этих зон в дне океана выполнен бетонный бункер. Прямо под каждой из этих зон в дне океана выполняется бетонный бункер. Последний служит для обеспечения бурения с четырьмя опорными плитами с самоподъемной передвижной морской буровой установки. С помощью двух таких бункеров внутри каждой зоны отсека для скважин обеспечивается предварительное бурение до 16 скважин прежде, чем подойдет кессон. Обычно расстояние между каждой из этих связанных зон будет определяться требуемым числом пробуренных с платформы скважин и не будет превышать от 25 до 30 м. Законсервированные скважины могут буриться и цементироваться на месте в летний период, тогда как кессон находится на заключительной стадии изготовления. В начальный период вскрытия льда передвижные морские буровые установки могут использоваться для бурения и цементирования законсервированных скважин, как показано на фиг.5. Могут использоваться четыре отдельных передвижных буровых установки, обозначенные в общем 116, 118, 120 и 122, где каждая из них может бурить и завершать две из четырех законсервированных скважины за обычный летний сезон открытой воды, длящийся 100-120 дней. При способности одновременно разворачивать до четырех самоподъемных установок, как показано на фиг.5, за два летних сезона можно предварительно пробурить до 16 скважин. Это является значительным шагом вперед по сравнению с существующими понятиями об Арктике. Как показано на фиг. 5, законсервированная обсадная колонна 124 содержит пробуренные отдельные скважины 126. Аналогично законсервированная обсадная колонна 128 имеет четыре отдельных скважины 130. Законсервированная обсадная колонна 132 содержит четыре отдельных скважины 134, а колонна 136 четыре скважины 138. Будет понятно, что каждая из передвижных морских буровых установок может устанавливать свою буровую вышку над любой из предложенных скважин без переустановки самой буровой установки.

На фиг.6 в увеличенном масштабе показана законсервированная обсадная колонна. Например, колонна 124 имеет четыре отдельные скважины 126, каждая из которых закрыта с помощью обычного колпакового устройства 140. Бункер 142, в котором находятся скважины 126, обычно изготавливается из цемента и с фундаментом 144 в океанских осадочных породах.

Бункер 142 обычно простирается в дно океана на глубину порядка 10 м. Открытая верхняя часть 146 его имеет периферийную часть 148, которая по существу