Классификация морских буровых установок
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Морские буровые установки
Месторождения нефти и газа находятся не только на суше, но и под водой. Если месторожение находится недалеко от берега, можно построить наклонные разведочные скважины прямо с суши. Для месторождений, которые находятся далеко от берега (на шельфе), используют морские буровые установки.
Морские буровые установки — это нефтегазопромысловые сооружения, предназначенные для бурения скважин и добычи углеводородного сырья, залегающего под дном акватории.
По своему назначению морские буровые установки разделяются на установки, предназначенные для разведочного бурения скважин, и установки для добычи нефти и газа.
Первая морская установка для добычи нефти — это Луизианская платформа 1947 года. Она имела стальное каркасное основание, которое называется «jacket» или «несущая структура». Такой тип конструкции буровой установки до сих пор остается самым распространенным в мире. Это — 95% всех морских буровых платформ.
В СССР первая нефтяная скважина в открытом море (в 40 км от берега) была пробурена в 1949 году в Каспийском море. Для освоения крупнейшего в то время в мире нефтяного месторождения на мелководье были забиты стальные сваи и на металлических эстакадах были построены более двухсот стационарных платформ и поселок нефтяников Нефтяные камни, вошедший в книгу рекордов Гиннеса.
Сейчас в морском бурении задействовано более 8000 буровых установок. Из морских месторождений в настоящее время добывается более 30% объема добычи нефти и газа.
Типы морских буровых установок
Выделяют два класса морских буровых установок:
— плавучие буровые установки (ПБУ), представляющие собой судно, снабженное буровой установкой;
— морские стационарные платформы (МСП), состоящие из верхнего строения и опорного основания, зафиксированные на все время использования на грунте и являющиеся объектом обустройства морских месторождений нефти и газа. Применение стационарных платформ ограничено глубинами 300-400 м. Полустационарные установки могут работать и на больших глубинах.
Основные виды МСП — это платформы гравитационного типа, мачтовые и свайные.
Гравитационная МСП — это сооружение, устойчивость на грунте которого обеспечивается в основном за счет собственного веса и веса принимаемого балласта.
Буровые платформы гравитационного типа наиболее устойчивы, так как имеют мощное бетонное основание, опирающееся о морское дно. В основание встроены колонны для бурения скважин, резервуары для хранения добытого сырья и трубопроводы. Поверх основания располагается буровая вышка. На таких платформах могут жить десятки и даже сотни рабочих.
МСП мачтовая — морская глубоководная стационарная платформа, устойчивость которой обеспечивается либо оттяжками, либо соответствующим объемом плавучести.
МСП свайная — морская стационарная платформа свайного типа — сооружение, устойчивость на грунте которого обеспечивается в основном за счет забитых в грунт свай.
Мелководная платформа на колоннах — платформа на колоннах, высота которых сопоставима с характерным размером поперечного сечения.
Глубоководная платформа на колоннах — платформа на колоннах, высотой существенно превосходящих характерный размер поперечного сечения. Она состоит из следующих элементов: колонн, нижнего опорного основания, соприкасающегося с дном акватории, и верхней несущей конструкции.
Еще один вид МСП — это конструкционный остров (кессон), мелководная платформа на сплошном металлическом основании.
Из-за статичности конструкции применение стационарных платформ оправдано для месторождений с доказанными объемами полезных ископаемых.
Для иных случаев созданы ПБУ, способные самостоятельно или с помощью буксиров менять районы бурения.
Погружная ПБУ — это ПБУ, опирающаяся в рабочем состоянии на грунт.
Самоподъемные ПБУ представляют собой понтоны, в центре которых размещают буровые установки, а по краям — опорные колонны.
В точке бурения с помощью гидравлических домкратов колонны опускаются, достигают дна, опираются на грунт и заглубляются в него, а платформа поднимается над поверхностью воды. После окончания бурения в одном месте платформу переводят в другое.
Надежность установки самоподъемных буровых платформ зависит от прочности грунта, образующего дно в месте бурения.
На больших глубинах используют полупогружные буровые установки (ППБУ), которые плавают над зоной бурения, удерживаемые якорями, растяжками или подруливающими устройствами. Стабилизируются такие платформы с помощью выдвижных колонн. На платформе монтируется буровое оборудование, располагаются вспомогательные службы, жилье для персонала.
ППБУ, снабженные якорями, работают на глубинах от 120 до 1500 м. Другие установки этого типа работают на глубине до 2-3 км, проектная глубина бурения — до 8-10 км.
Источник
Раздел I. Плавучие сооружения для морского бурения
Плавучие буровые установки подразделяются на погружные, самоподъемные, полупогружные (соответственно сокращения ПБУ, СПБУ, ППБУ) и буровые суда.
Глава 1. Плавучие буровые установки
1.1. Плавучие погружные буровые установки (пбу)
Погружные ПБУ являются одними из первых плавучих сооружений, которые появились в США начале 50-х годов XX столетия. Они предназначались для разведки морских месторождений нефти и газа. Так, в 1950 году была построена первая погружная ПБУ «Brenton Rig 20» («Transworld Rig 40»).
Она была рассчитана для бурения скважин глубиной 7600 м при глубине моря до 18 м в Мексиканском заливе (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Первая погружная ПБУ «Brenton Rig 20» (США)
Буровые установки этого типа характерны для периода освоения относительно небольших глубин (50–80-е годы XX столетия). Общее их количество к середине 80-х годов XX столетия достигло 40 единиц, затем строительство их сократилось [4]. В последние годы в связи с освоением мелководных газо-нефтеносных участков северных морей их строительство активизировалось.
Для конструктивного облика ПБУ присуще наличие верхнего и нижнего корпусов (фундаментный блок), связанных опорными колоннами. Существуют разновидности ПБУ, в которых плавучесть обеспечивается: в основном за счет водоизмещающего нижнего блока; водоизмещающих (стабилизирующих) колонн; комбинированным использованием для этих целей нижнего блока и колонн.
Высота ПБУ выбирается такой, чтобы при установке ее на дно, верхний блок (строение) возвышался над расчетным уровнем волновой поверхности моря в штормовых условиях.
На верхнем строении размещаются буровое оборудование, технологические и энергетические установки, вертолетная площадка, жилые помещения и т. п. Площадь верхней палубы ПБУ может достигать 1,1…6,5 тыс. м 3 .
Самой глубоководной погружной ПБУ считается построенная в 1962 году «Transworld Rig 54», предназначенная для глубины 53,4 м. (Эта морская буровая установка впоследствии послужила прототипом для создания ППБУ типа «Sedco» с тремя стабилизирующими колоннами).
Разнообразные конструктивные схемы первого этапа развития различных ПБУ с указанием года постройки приведены на рис. 1.3 [5].
Изготовителями морских буровых установок этого типа были в основном судостроительные компании США «Alabama Dry Dock», «Avondale Shipyards», «Chicago Bridge & Iron», «In galls Shipbuilding» и др.
Рис. 1.3. Конструктивные схемы ПБУ
В 1958–1959 годах институт «Гипроморнефть» спроектировал первую в СССР плавучую погружную буровую установку. Она была построена судоремонтным заводом «Каспморнефть» в г. Баку (рис. 1.4).
В последние десятилетия конструкции погружных буровых установок получают дальнейшее развитие. Ряд таких ледостойких установок спроекировало ЦКБ «Коралл» для северных мелководных месторождений России: ЛПБУ 6500/9–25; ЛПБУ 6500/3–10; супер-модуль верхнего строения МЛСП «Приразломная»; буровой комплекс для бурения на мелководье Тазовской губы; ледостойкая погружная платформа ЛПП 15–25; ледостойкий комплекс ЛПП 15–25+ СПБУ 6500/30.
На Тюменском судостроительном заводе в 2007 году была построена погружная буровая установка для бурения разведочных скважин на приямальском шельфе в Обской и Тазовской губсх (пр. «Обская-112»). Состоит из ППБУ и плавучей базы комплексного обеспечения бурения (ПБКОБ). ПБК «Обский-1» водоизмещением 4339 т представляет собой мобильное техническое средство для разведочного бурения в межледниковый период на глубинах моря от 4 до 10 м. Глубина бурения – до 2900 м.
ППБУ ПБК «Обский-1» имеет габариты: длину 100 м, ширину – 24,1 м, высота при буровой вышке, уложенной по-походному – 29 м, высота при проведении буровых работ – 66 м, водоизмещение порожнем – 2124 т, осадку при переходе минимальную – 1,65 м, водоизмещение при переходе 3748 т.
ОАО «Газпром» планирует строительство 4–5 плавучих буровых комплексов такого типа.
Рис. 1.4. Первая советская плавучая буровая установка (1959 г.)
Источник