Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Морская нефть. Развитие технических средств и технологий

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
8.05 Mб
Скачать

4.2. ПЕРВЫЕ ПРОЕКТЫ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

АРКТИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (1977-1983 гг.)

Открытиезначительныхзапасовнефтии газав зонеАркти­ киявилосьстимулом кразработке большогочислановыхпроек­ тов морских оснований и эксплуатационного оборудования, предназначенныхдляработы всуровыхклиматическихуслови­ ях. И хотяосуществлены тольконекоторыеиз этихпроектов, все ониобладаютопределеннымидостоинствами, которые следует учитыватьвновыхразработках.

В начале 80-х гг. XX столетия число новых предложений быстроувеличивалось:до 1977 г. былоразработанотрипроекта,

в1977—1978 гг. —два; в 1979 г. — четыре, в 1980 г. — восемь,

в1981 г.—четырнадцать, в 1982 г.—пятнадцать. Всетруднееста­ новилось следить за развитием идеи и всесторонне оценивать новыеразработки [17].

Дляизучения исистематизациитехнической информации

вморском отделефирмы «Браун эндРут» вэтотпериодсоздана специальная группа, которая изучила 51 проект освоения иэксплуатации арктическихместорождений [17].

Конструкцияоснованийдляразработкиморскихместорож­ дений вАрктике определяется в основном величиной воздей­ ствиянанее горизонтальныхсилдвижущегосяльда. Если сред­ нее давление ветра на платформупринимается равным 2 кПа, волн — от96до144 кПа,толедоваянагрузкасоставляет2,88МПа иболее. В связисдоминирующейвеличинойледовойнагрузки большинствопостроенныхдонастоящеговремениморских ос­ нованийпредставляютсобойискусственные острована мелко­ воднойчастишельфа. Из-занедостаткаточныхданных оледо­ вой нагрузке ихсооружали массивными. По мере накопления знанийобокружающейсредеиопытаработы сталиразрабаты­ ватьи осуществлятьпроекты строительствастальных, бетонных

игрунтовыхоснований.

Всезон, когдаморе свободноотольда, все нефтяные компа­ нииобычноначиналибурениесбуровыхсудов, полупогружных

илисамоподъемныхплатформ, апотом пыталисьпродлитьвремя работы с помощью противоледовой защиты корпуса и других

мер. В [17] рассматривались только проёкты оснований с харак­ терными отличительными признаками, предназначенные специальнодля работы вАрктике. Эти проекты классифициро­ ваны авторами по способу сопротивления давлениюльдов иде­ лятся натри основных класса:

—основания, устанавливаемые на морское дно и снабжен­ ные фундаментом, на который воздействуетледовая нагрузка;

—плавучие основания, давление льда в которых восприни­ мает корпус иякорная система, если она имеется;

—основания островного типа, устойчивость которыхдости­ гается с помощью песка илигравия.

Каждый класс делится на группы, группы — на категории (табл. 4.1) [17].

Неплавучие основания можно устанавливать непосред­ ственно на морское дно или на искусственную подводную на­ сыпь. В ряде случаев насыпь выполняет функциюмола, который снижаетдавление льда на основание. Наибольшее число разра­ ботанных неплавучих оснований относится к сооружениям гра­ витационного типа (рис. 4.5). Их отличительные признаки — большой диаметр фундамента, обеспечивающего устойчивость конструкции, и относительно малый диаметр сечения опорной колонны на уровне моря, благодаря чемуледовая нагрузка сни­ жается до минимума. Примером такой конструкции является платформа на моноопоре, предназначенная для работ в Север­ ном море (рис. 4.5а). Позднее она была рекомендованадля рабо­ ты в глубоководнойчасти Берингова моря. Гравитационные опо­ ры башенного типа могут снабжаться неподвижным (рис. 4.56) или вертикально перемещающимся коническим ледоломом (рис. 4.5в).

Однаконефтяные компании отдавали предпочтение полно­ профильным основаниям (рис. 4.5 д, е). Защита основания от айсбергов может осуществляться с помощью оградительного кольца, которое можно монтировать после установки основания (рис. 4.5ж).

Основания со свайным креплением ко дну хорошо зареко­ мендовали себя вумеренной субарктической ледовой обстанов­ кезаливаКука. Основания этоготипабыли построеныспециаль­ но дляАрктики. Они могут быть многоопорными (рис. 4.6а) или с одной цилиндрической опорой (рис. 4.6б).

Классификация предназначенных дляразработки

Основания устанавливаемые на морскоедно (В)

Тип

гравитационные (BG)

свайные

комбинированные (ВМ)

конст-

рук-

стационар­

передвиж­

стационар­

стационар­

передвиж­

ции

 

ные (Р)

ные (М)

ные (Р)

ные (Р)

ные (М)

 

BGP

BGM

ВРР

BMP

ВММ

1

Наподвод­

Полнопро­

Сполыми

Составное

Платформа

 

нойнасыпи

фильное

опорамидля

коническое

СССР

 

 

 

заливаКука

длядобычи

 

2

Натрех

Намоно­

С одной

С моноблоч­

Фирмы

 

опорахдля

опоредля

полой

ной палубой

«Сохно»

 

Северного

разведочно­

опорой

 

 

 

моря

го бурения

и монолит­

 

 

 

 

 

ным фунда­

 

 

3

Мноопора

Смонолит­

ментом

 

 

 

Эксплуата­

 

 

 

нымкорпу­

 

ционноедля

 

 

 

сом

 

о.Сахалин

 

4

Мноопора с

Для бурения

 

 

 

 

коническим

 

 

 

 

 

ледоломом

 

 

 

 

5

Бетонное

Платформа

 

 

 

 

коническое

дляАрктики

 

 

 

 

длядобычи

 

 

 

 

 

ихранения

 

 

 

 

морских оснований, месторождений вАрктике

 

 

Основания

 

 

 

плавучие (F)

островноготипа (I)

с якорной

с системой

многоразового

одноразово­

позициони­

го использо­

системой (FM)

рования (FD)

использования (IR)

вания (IN)

стационар­

передвиж­

передвиж­

стационар­

передвиж­

стационар­

ные (Р)

ные (М)

ные (М)

ные (Р)

ные (М)

ные (Р)

FMP

FMM

FDM

IRP

IRM

INP

Кессонное

Буровое

П лупо-

Измешков

Кольце­

Гравийное

для

судное

гружное

с песком

образное

 

бурения,

вертлюгом

ледорезное

 

 

 

добычи и

 

для бурения

 

 

 

хранения

Круглое

 

Изтруб

Кессонное

Песчаное

 

 

 

буровое

 

с песком

со сталь­

 

 

судно

 

 

ным

 

 

 

 

 

кольцом

 

 

Баржа

 

Песчаное

Кессонное

 

 

в форме

 

для буре­

 

 

 

яйца,

 

ния

 

 

 

противо­

 

идобычи

 

 

 

стоящая

 

 

 

 

 

льду

 

Избутово­

Кессонное

 

 

Буровая

 

 

 

установка

 

го камня

 

 

 

с устрой­

 

 

 

 

 

ствомдля

 

 

 

 

 

протаива-

 

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

 

полыньи

 

Атоллдля

Кессонное

 

 

П лупо-

 

 

 

гружное

 

добычи и

составное

 

погрузки

Основания

Тип

 

устанавливаемые наморскоедно (В)

 

гравитационные (BG)

свайные

комбинированные (ВМ)

конст­

рук­

стационар­

передвиж­

стационар­

стационар­

передвиж­

ции

 

ные (Р)

ные (М)

ные (Р)

ные (Р)

ные (М)

 

BGP

BGM

ВРР

BMP

ВММ

6

Коническое

Со стальным

 

 

 

 

стальное

кессоном

 

 

 

 

переменной

 

 

 

 

7

жесткости

 

 

 

 

С огради­

Кессонное

 

 

 

 

тельным

 

 

 

 

 

кольцом

 

 

 

 

8

С бетонной

Коническое

 

 

 

 

подушкой

дляразве­

 

 

 

 

длядобычи

дочного

 

 

 

9

 

бурения

 

 

 

 

Длябурения

 

 

 

10

 

Самоподъ­

 

 

 

 

 

емная

 

 

 

 

 

буровая

 

 

 

 

 

установкана

 

 

 

11

 

моноопоре

 

 

 

 

Буровая

 

 

 

 

 

установка

 

 

 

 

 

на бетонной

 

 

 

 

 

подушке

 

 

 

плавучие (F)

Основания

островноготипа (I)

с якорной системой (FM)

стационар­ передвиж­

ные (Р)

ные(М)

FMP

FMM

 

Кониче­

 

скоедля

 

бурения

с системой позициони­ рования (FD)

передвиж­ ные (М)

FDM

Кессондля

хранения с якорной системой

многоразового

одноразово­

го использо­

использования (IR)

вания (IN)

стационар­

передвиж­

стационар­

ные (Р)

ные (М)

ные (Р)

IRP

IRM

INP

ПолупоКессонное гружное фирмы для «Галф»

бурения

Для Кессонное

бурения фирмы «Шелл»

Рис. 4.5.Гравитационныеоснования,устанавливаемыенаморскоедно:

а—башенного типа—для Северного моря (BGP.2,3,4);б —башенного типас неподвижным коническимледо­ ломом (BGP. 1,5, BGM. 4,5,8); в —башенного типа с вертикально перемещающимся коническим ледоломом (MG.3);г—намоноопоредляразведочногобурения (BGH.2,10);d —полнопрофильноес наклоннымистенками BGP.6,8, BGM.1); е —полнопрофильное (BGM,6,7,9, 11);ж —с оградительным кольцом (BGP.7)

Рис. 4.6.Свайныеоснования:

а—многоопорное (ВРР.1),б—соднойопоройимонолитнымфундаментом (ВРР.2)

В основаниях со смешанным способом крепления ко дну (рис. 4.7 а, б) сваи обеспечиваютустойчивостьнаслабом грунте. У составного основания (рис. 4.7 в) при угрозе столкновения с очень крупными айсбергами средний блок опоры и палубу можно демонтировать, а фундамент, прикрепленный к грунту сваями, оставитьнаместедлязащиты устьевогооборудования.

Четырехопорноеоснованиесмоноблочной палубой (рис.4.7 г) можно устанавливать на дно без крепления или дополнительно­ го использования сваи. Относительно короткие сваи большого диаметра (рис. 4.7 д) значительно повышаютустойчивостьосно­ вания, таккаквыдерживаютбольшую поперечную нагрузку.

Плавучие основания не рассчитаны на значительную ледо­ вую нагрузку, нопри разведочном бурении и добычевглубоких водахих практическое значение велико; крометого, приугрозе столкновения с айсбергам они могут передвигаться. Стационар­ ное основание сякорной системой представляет собой большой кессон в форме двойного конуса на уровне моря, который взла­ мываетледсверхуи снизу за счет своей конфигурации и верти­ кальных колебанийвсегосооружения (рис. 4.8 а).

Основным направлением в создании плавучих оснований с якорной системой для Арктики является разработка их противоледовой защиты с целью продления эксплуатационного сезона. Примером служит коническое основание (рис. 4.8 б), ломающее лед сверху. По-другому решается вопрос в случае применения буровогосудна, снабженноговертлюгом (рис. 4.8 а).

Рис.4.7.Основанияскомбинированным способомустановкинаморское

дно:

а—большоймассы (ВММ,1); б—башенноготипа (ВМР.З);в —башенного типас промежуточнойсекциейиприставнойпалубой (BMP.1);г—много­ опорное смоноблочнойпалубой (BMP.2);g гравитационное основание фирмы «Сохно» (ВММ.2)

Вертлюг обеспечивает выгодное положение судна по отноше­ нию к движущемусяльду. Полупогружные арктические основа­ нияснабжаютсяконическимиледоломаминавертикальныхкес­ сонах и вокруг бурильной колонны (рис. 4.8 г). В двух проектах использованаидея протаивания полыньи внутрикессона, имею­ щегопротиволедовую защиту, с помощью гибкихтруб, по кото­ рым подаетсягорячийвоздух(рис. 4.8 д, е).

Интерес представлял проект плавучего основания с систе­ мой динамического позиционирования (рис. 4.9). Это основание снабженовращающимсяледорезом.

Искусственные острова. В 1980 г. самыми распространен­ нымиоснованиями на арктическомшельфе являлись искусст­ венныеострова(рис. 4.10).

Рис.4.8.Плавучиеоснованияс якорной системой:

а —кессонное с двумя конусами (FMP. 1); 6 —коническое или сфери­ ческое(FMM.2,6,8);в —буровое судно с вертлюгом (FMM.1,3);г—полу- погружное с противоледовой защитой {FMM.5,7);д—струбчатымнагре­ вателем для протаивания полыньи (FMM.4); е —с устройством для протайвания полыньи и с передвижной по направляющим буровой уста­

новкой (FMM.4)

Первый насыпной остров «Иммерк В-4Б» был построен в 1972 г. в канадском секторе моря Бофорта в водах глубиной 3 м. За­ тем у побережья Канады и Аляски былопостроеноещеоколо30 остро­ вов. На мелководье естественные откосы насыпи при намывке зем­ снарядами летом образуют уклон 1: 20, апригравийнойзасыпкесав­ тосамосваловзимой— 1:3.

С увеличением глубины моря объем насыпного материала при

Рис. 4.9. Полупогружное основание с ледорезом (FDM.1)

Соседние файлы в папке книги