Установки и сооружения для морского бурения

 

По прогнозам экспертов морское дно содержит около половины мировых запасов нефти и значительные запасы газа. Разработка нефтяных и газовых месторождений в зоне континентального шельфа осуществляется более чем в 20 странах. 140 стран мира бурят разведочные скважины на море.

В настоящее время в ряде стран имеется обширный парк бурового оборудования для морского бурения.

Морские буровые установки принято классифицировать по двум признакам:

1.По конструктивным особенностям основания (монтажной базы буровой установки).

2.По условной предельной глубине бурения.

По первому признаку все буровые установки принято классифицировать на:

- стационарные (свайные, опорно-свайные, опорные);

- передвижные опорные (самоподъемные и с погружным корпусом);

- безопорные (полупогружные и буровые суда).

Стационарное основание связано с морским дном и передает на него все нагрузки.

Свайное – наиболее простой вид стационарного основания. Используется при глубине моря 15-25, реже 40 м. В морское дно забивают сваи и на них сваривают конструкцию платформы, делают настил и монтируют оборудование.

При глубине моря до 20 м на сваях делают и эстакады (подъездные дороги), свыше 20 м – не выгодно.

Преимущество: низкая стоимость.

Недостатки: малые глубины (25-40 м.) и невозможность многократного использования.

Опорно-свайные и опорные – до глубины моря 150 м.

Буровая платформа состоит из двух частей: подводной и надводной. Подводная часть включает один или несколько опорных блоков (обычно пирамидальной формы). Надводная часть имеет одну или несколько секций и представляет собой пространственный каркас.

У опорно-свайных платформ после установки забивают сваи внутри опорных колонн и затем цементируют их.

Платформы опорного вида (островного типа) получают все большее распространение, у них упрощается и ускоряется установка на точку, благодаря фиксации такой платформы на месте под влиянием собственного веса.

Есть еще несколько разновидностей глубоководных стационарных платформ: одноопорные (моноподы) и качающиеся.

Опора монопода – это колонна большого диаметра, состоящая из 4 секций. Нижняя секция заглубляется в морское дно и бетонируется, две промежуточные заполняются водой, а верхняя – частично возвышается над уровнем моря.

Монопод хорошо себя зарекомендовал в тяжелой ледовой обстановке (1966г., залив Кука на Аляске).

Качающаяся платформа – это одноколонная опора, снабженная специальным соединением с донной опорной площадкой (рис. 12). Имеются погружные понтоны, обеспечивающие несущую способность опоры. Во Франции разработана конструкция качающейся опоры для бурения скважин при глубине моря 400 м.

Затем стали появляться передвижные опорные платформы двух типов с погружным корпусом и самоподъемные. Все они обладают плавучестью – легко транспортируются.

У первого типа имеется водонепроницаемый надводный корпус, нижний понтон и вертикальные колонны, соединяющие корпус с понтоном. На точке понтон заполняется водой и вдоль колонн опускается на дно. По этим же колоннам корпус поднимают над водой, чтобы волны под ним проходили. Эта установка не получила практического применения из-за повышенной сложности конструкции.

 

Самоподъемная плавучая буровая установка (СПБУ) – рис 13.

Это понтон с несколькими опорами, которые могут опускаться до дна. Опор может быть от 3 до 14.

Конструкции опор – различные. Глубина моря до 90 м.

Марки: Апшерон (глубина моря – 15метров), Азербайджан (20М), Баку (75М), 60 лет октября (70М).

К безопорным основаниям относятся полупогружные и буровые суда.

 

Полупогружные – погружные камеры понтонов располагаются в воде на некотором расстоянии от поверхности. Вертикальные стабилизационные колонны большого диаметра создают дополнительное водоизмещение и стабилизируют положение плавучего средства, поддерживая верхний корпус, на котором размещается буровое оборудование. Установка называется ППБУ (рис.14).

ППБУ может выдержать действие волн (в режиме бурения) высотой 10-12 м, скорость ветра до 18-24 м/с.

Выпущено несколько установок типа Шельф (глубина скважин до 6000 м, моря – 200м).

Буровые суда – строятся специально или переделывают имеющиеся (рис. 15)

Судно «Пеликан» (Голландия, 1972 – глубина бурения до 4600 метров).

При глубине скважин до 75-90 метров создают надводное завершение устья скважины, т.е. от дна моря до превенторной площадки устанавливают водоизолирующую колонну, которую заглубляют в дно до плотных осадков.

Если глубина более 90 м., то устье скважины оборудуют на дне моря придонной арматурой. Организуется специальная система связи поверхности с донным оборудованием.

В настоящее время во многих странах работают над совершенствованием оборудования, обеспечивающего надежную работу буровых установок на море.