книги / Морская нефть. Развитие технических средств и технологий

Устойчивостьустановкидоказываласьтем, что при необхо­ димости перевода ее на другой участок сваи-колонны, каждая из которых длиной 85 м и весом порядка 64500 кг, могли быть подняты настолько, чтобы ихнижние концы оказались на одном уровне снизомоснования. После этого вся плавучая установка вместе со всеми материалами, инструментом и оборудованием перемещаласьна новое место. Общая площадь спаренной уста­ новкисоставляла 1500 м2.

Для сравнения и наглядности все основные типы плавучих установок представлены водной общей схеме (рис. 2.27), на ко­ торой все типы оснований изображены в трех положениях:

Надводная площадка островного основания имела размеры порядка 15 х 30 м. На ней монтировались подвышенное основа­ ние, вышка, лебедка, ротор, двигательротора, один или два гря­ зевых насоса. На стационарном основании размещалась также часть вспомогательного оборудования и материалов для выпол­ нения работы вслучае отсутствиятендера.

Морское бурение с использованием барж-тендеров было начато в 1947 г., причем такой способ изначально применялся в болотистых местах и на озерах. В течение первого года ус­ пешного использования на озерах и в лагунах применение барж-тендеров распространилось и на Мексиканский залив. Согласно [115], при бурении скважин в Мексиканском заливе глубиной 3000 —3500 м использование небольших площадок и тендерных судов вместо автономных стационарных основа­ ний больших размеров позволило сократить капиталовложения на30 %.

Изучение зарубежного опыта по литературным данным [40, 131, 132] показывает, что применение буровых тендеров имеет следующие преимущества:

1.Значительно сокращаются размеры морского основания

иего металлоемкость. Этоснижаетрасходы, связанные состро­ ительством иэксплуатациейпостоянногосооружения.

2.Значительно сокращается объем работ по монтажу и де­

монтажубуровогооборудования.

3.Отпадает надобность в работах по демонтажучасти осно­ ванияпослезавершения буровыхработ.

4.Создаютсяудобные и безопасные жилищныеусловиядля

буровойбригады.

5.Тендерное судно благодаря его хорошим мореходным ка­ чествам быстро перебазируется с одной точки в другую, благо­ дарячемузначительноускоряетсястроительствоскважин.

6. Создаются безопасные условия работы пристроительстве морской скважины, так кактендерноесудновслучае необходи­ мости (открытое фонтанирование, пожари др.), взявнабортбу­ ровую бригаду, можетудалитьсяв безопасноеместо.

Специалисты СССР, изучив американский опыт бурения сиспользованием плавучихустановокв 1956 г., стали рассматри­ вать вариант оборудования кранового судна подтендерное для бурения в защищенныхакваторияхКаспия.

До I960г. максимальнаятолщина воды на разрабатываемых морскихместорожденияхуглеводородов составляла61м [97].

Всередине 1950-х гг. начинается освоение более удаленных

иглубоководных районов. Для этих целей используются специ­ альные суда, с помощью которых производили разведочное бу­ рение (структурные, поисковые скважины).

В1953 г. запускаетсявэксплуатацию дляглубоководногобу­

рения первое буровое судно, работающее автономно без судов снабжения вотдаленныхотбаз районов.

В начале 1955 г. значительное распространение на морских разведочных площадях получает метод, при котором использо­ вание плавучихбуровых судов позволяетустановкувсего устье­ вого оборудования на дне океана [44]. Все работы, связанные с проходкойскважины, отбором керна, цементировкой, а также электрометрические работы осуществлялись с судна. Управле­ ние подводным оборудованием также осуществлялось с судна. Разведочные скважины до глубины 3800 м бурили с помощью модернизированной плавучей установки для подводного буре­ ниятипа «CUSSI» и3,5" бурильныхтруб (рис. 2.28).

Вся установка размещалась на судне длиной 82 м, высотой корпуса 14,7 м и посадкой 2,75 м. Установка была оборудована вышкой специального типа высотой 30 м. Вышка монтировалась над бурильной шахтой. Схема процессов подводного бурения сприменениемданнойустановкипредставленанарис. 2.29.

Бурильными установками такого типа бурили скважины вводахКалифорниииЛуизианы нарасстоянии 4-ь 5кмот бере­ гаприглубинеокеанаот90 до 185 м.

ДляпроизводстваразведочныхработнаКаспии (СССР) при­ менялись буровые суда, переделанные из буксиров и других ти­ пов судов. Буровое судно «Багратион» осуществляло различного типа буровые работы в районе нефтяных морских месторожде­ нийАзербайджана (рис. 2.30) [2].

Одним из легендарных буровых судов является судно «Гломар Челленджер» фирмы «Глобал Марин Дриллинг», арендо­ ванное Институтом океанографии США. В 1969 г. с этого судна велибурениедляуточнениястроения Земливрайоне, гдеглуби­ на океана составляла 6100 м. Судно построено в 1968 г. фирмой «ЛевингстонШинбилдинг»вг. Ориндж, шт. Техас (рис. 2.31) [32]. Оноимелоследующие характеристики:

Рис.2.32.Полупогружнаяустановка «Оушн Дриллер»

—глубинабурениясоставляла6100м приглубинеморя 180 м;

—длинастороны треугольногокорпуса 115 м;

—размеры вертолетнойплощадки 18,3х18,9 м;

—буровоеоборудование: лебедкаEDA мощностью 1180 кВт фирмы «ГарднерДенвер»;

—Силоваяустановка: триагрегатаFM 38D81/2.

Перваяполупогружнаяустановкапредназначаласьдляпрове­ денияработвМексиканском заливе. Первыеипоследующие полупогружные буровыеустановкипредставлялисобой простран­ ственную конструкцию из понтонов различной конфигурации, находившихсянижеповерхностиводы. Надводныйкорпусспро­ изводственнымиижилымипомещениямидляустойчивостиуста­ новкиукреплялинастабилизирующихколоннах. Наиболее рас­ пространены установкистремя, пятью, шестью иливосемью ста­ билизирующими колоннами, обычно цилиндрической формы (диаметр 10—12 м). Высота колонн в рабочем положении была рассчитанатак, чтобы понтоны заглублялисьниже поверхности взволнованногоморя, инадводныйкорпусдостаточновозвышал­

сянадводойвоизбежаниеударово неговолн. Причетном числе колоннполупогружныеустановки, какправило, имели двапарал­ лельныхпонтона, принечетном —под каждойколонной располо­ женопопонтону. Длядостиженияобщей прочности полупогружной установки понтоны, колонны и надводный корпус соединя­ ли системой горизонтальных и наклонныхтрубчатых раскосов.

Подводная часть полупшружнойустановки сконструирована так,чтобыустановкавыдерживаланагрузкиотволненияитечения, а конструкция надводного корпуса —ветровые нагрузки. Буро­ вая вышка обычно располагалась в центре полупогружной уста­ новки,реже— быласмещенавсторону.Полупогружнаяустановка удерживалась над точкой бурения системой позиционирования.

Позиционирование буровой платформы —удержание по­ лупогружной буровойустановкинадточкой буренияв пределах допустимых отклонений отосискважины втечениевсего цикла буровых работ поддействием ветра, волнения и течения. Пози­ ционирование достигается с помощью системы позиционирова­ ния, состоящейиз средствудержанияплатформы над точкой бу­ рения и средств контроля положения платформы относительно осибуровой скважины.

Средства удержания могут быть: пассивными —якорные системы, включающиеобычно8 —12якорныхлинийизякорных цепей или канатов повышенной прочности и якорей повышен­ нойдержащей силы; активными—автоматически управляемые поворотные движительные колонки, гребные винты и под­ руливающиеустройства; комбинированными—состоящими из элементовпассивныхиактивныхсредствудержания.

Средства контроля положения платформы, обычно акусти­ ческого типа, показывают относительное отклонение платфор­ мы от оси скважины, которое принятовыражатьв процентахот глубины моря наточке бурения.

Различают три основных режима позиционирования буро­ войплатформы:

— режим бурения, при котором для вращения бурильной колонны отклонение платформы от оси скважины не должно превышать5 —6%;

— режим штормового отстоя, при котором бурение прекра­ щено, нопоусловиям гибкостиморскогоотклоненияплатформы недолжнопревышать8 —10%;

— режим выживания, при котором платформа отсоедине­ на отскважины и допустимые отклонения определяются только конструкциейсредствудержания.

Для возможности выполнения буровых работ в условиях волнениякачкаустановкидолжнабытьминимальной. В системе подвески бурильной колонны применяют специальные компен­ саторы вертикальных перемещений, позволяющие проводить бурение при волнениидо б - 8 м. В условиях шторма, когда бу­ рение невозможно из-за усиления качки полупогружной уста­ новки, из понтонаудаляютчастьбалласта, чтобы установка мог­ ла всплыть, и предохраняют этим надводный корпус от ударов волн. При перегоне полупогружной установки весь балласт из понтоновудаляют, иосадкаустановкистановитсяминимальной. Полупогружныеустановкиимеютдвижителидляулучшенияма­ невровыхкачествприперегоне. Бурение сполупогружнойуста­ новки ведут в районах, свободных отольда, с подводным распо­ ложением устья скважины, на глубинах, как правило, до 200 м, хотя существуют установки для глубин 450 м и более. В СССР

первая полупогружнаяустановкадля глубиндо 200м построена

в1980 г. и эксплуатируетсянаКаспийском море.

Споявлением полупогружных установок флот буровых ус­ тановок к середине 60-х годовдвадцатого столетия имелчетыре разновидностиплавучихустановок: погружные, самоподъемные, полупогружные, буровыесуда.

Наибольшее распространение в морской нефтедобыче име­ листационарныеплатформы. С учетом того, чтосамоподъемные платформы описаны достаточно подробно выше, все остальные типы оснований для освоения морских месторождений пред­ ставлены нарис. 2.33 [60, 61].

Период с 1979 по 1981 гг. является важным в развитии тех­ нических средств для морского бурения и эксплуатации мор­ ских месторождений. В эти годы началось освоение глубоких вод; пробурены разведочные скважины в водахглубиной 1500 м и подготовлены буровые установки для бурения в водах глуби­ нойдо 1800 м; заканчиваласьразработкаоборудованиядлябуре­ нияскважинвводахглубинойдо2400 м.

Динамика освоения морских глубин к 1980 г. представлена нарис. 2.34 [76].

Существующее оборудование для морского бурения, выпу-