|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Общие сведения о свойствах нефти и газаСтр 1 из 9Следующая ⇒
МОРСКИЕ БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ
Допущено Министерством образования Российской федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Океанотехника» направления подготовки дипломированных специалистов «Кораблестроение и океанотехника»
С.-Петербург «Судостроение» 2003
ББK 39.42 M79 Издание выпущено при поддержке Комитета по печати и связям с общественностью Санкт-Петербурга и Федерального государственного унитарного предприятия «Адмиралтейские верфи» Рецензенты: кафедра теории корабля и экологии судоходства Волжской государственной академии водного транспорта (зав. кафедрой д-р техн. наук В. Л. Этин); Российский Морской Регистр судоходства; канд. техн. наук, главный инженер ЦКБ МТ «Рубин» А. А. Завалишин.
М79 Морские инженерные сооружения. Ч. I. Морские буровые установки: Учебник / Р. В. Борисов, В. Г. Макаров, В. В. Макаров, В. С. Никитин, А. С. Портной, Л. С. Симоненко, В. Ф. Соколов, И. В. Степанов, О. Я. Тимофеев; Пол общ. ред. В. Ф. Соколова. – СПб.: Судостроение, 2003. – 535 с., ил. ISBN 5-7355-0598-Х Отражено общее состояние морской нефтегазодобычи в мире, приведены сведения о свойствах нефти и газа. Уделено внимание составу технического флота, обслуживающего шельфовые месторождения. Рассмотрены архитектурно-конструктивные типы морских буровых установок, их статика и динамика, конструкция корпуса, системы и устройства, технологии постройки и противопожарная защита, особенности морского бурения, вопросы экологии и др. Для студентов судостроительных специальностей вузов и учащихся средних технических заведений. ББК 39.42 ISBN 5-7355-0598-Х © Р. В. Борисов, В. Г. Макаров, В. В. Макаров, В. С. Никитин, © Издательство " Судостроение" 2003
ПРЕДИСЛОВИЕ Постепенно увеличивающееся истощение запасов нефти и газа на суше и обострение мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более и более широкого освоения нефтегазовых ресурсов морского дна. Началом морской добычи нефти можно считать 1824 г., когда на шельфе Апшеронского полуострова близь Баку и 25–30 м от берега стали сооружать нефтяные колодцы и вычерпывать нефть из неглубоко залегающих горизонтов. В 1891 г. на Калифорнийском побережье началось бурение наклонной скважины, забой которой находился в 250 м от берега. Первая скважина со свайного сооружения была пробурена в 1932 г. В настоящее время на шельфе эксплуатируется достаточно большое количество буровых установок различного типа. Ежегодно бурится около 1000 поисково-разведочных и примерно 2000 эксплуатационных скважин. Всего же в мире пробурено более 100 000 скважин. Добыча нефти в море составляет сейчас около трети от мировой. Уже в настоящее время такие страны, как Норвегия, Великобритания, Нидерланды, полностью удовлетворяют свои потребности в нефти за счет морских промыслов, а Великобритания также и в газе. Объясняется это тем, что потенциальные ресурсы нефти и газа в акваториях Мирового океана превосходят их запасы на суше почти в три раза. Россия в настоящее время находится на пороге промышленного освоения запасов нефти и газа на континентальном шельфе. Она располагает 22 % площади шельфа Мирового океана, 80–90 % из которых считаются перспективными для добычи углеводородов. Около 85% запасов топливно-энергетических ресурсов приходится на шельф арктических морей, 12 %, а по некоторым данным 14 %, приходится на шельф дальневосточных морей, а остальное на шельфы Каспийского, Черного, Азовского и Балтийского морей. Наиболее перспективной по запасам углеводородов является акватория Западной Арктики, включающая регионы Баренцева, Карского и Печорского морей. В последние годы здесь выявлены крупные структуры и открыто 10 месторождений нефти и газа и 2 газоконденсатных, среди которых четыре гигантских по запасам: Штокмановское – газоконденсатное, Ленинградское, Русановское – газовые и Приразломное – нефтяное. Ведутся разработки месторождений на Дальнем Востоке по проектам «Сахалин-I»–«Сахалин-V». На шельфе Сахалина установлена первая в России стационарная ледостойкая платформа «Моликпак», с которой летом 1999 г. впервые была получена в промысловых объемах нефть (проект «Сахалин-II»). В последние годы активизировались работы на шельфе Каспийского моря. Морские буровые установки представляют собой сложные инженерные сооружения различного архитектурно-конструктивного типа. Условия их эксплуатации предъявляют к ним специфические требования, удовлетворение которых внесло ряд принципиальных изменений в сложившуюся традиционную практику проектирования и строительства судов. В последние годы в отечественном судостроении накоплен определенный опыт создания морских буровых установок. В то же время освоение новых нефтегазовых месторождений, научно-технический прогресс в области разведки и добычи нефти и газа, все возрастающие требования различных классификационных обществ к проектированию, строительству и эксплуатации буровых установок выдвигают новые, часто весьма сложные задачи. Решение таких задач требует подготовки квалифицированных специалистов в данной области. Такую подготовку осуществляют уже несколько вузов в стране. Однако при обучении студенты сталкиваются с практически полным отсутствием учебно-методической литературы по изучаемой проблеме. Опубликованные к настоящему времени учебник А. С. Симоненко «Устройства плавучих буровых установок» (Изд. центр СП6ГМТУ, 1994), монографии М. П. Дубровского, П. И. Яковлева, Е. А. Князева «Морские шельфовые и речные гидротехнические сооружения» (М., Недра, 1994) и «Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе» / Г. В. Симаков, К. Н. Шхинек, В. А. Смелов и др. (Л., Судостроение, 1989) отображают лишь некоторые частные вопросы, связанные с проектированием морских буровых установок. Предлагаемый учебник является первой попыткой восполнить существующий пробел в обеспечении учебно-методической литературой в области проектирования морских буровых установок. В нем отражено общее состояние морской нефтедобычи в мире и в России, приводятся сведения о свойствах нефти и газа, составе технического флота, обслуживающего шельфовые месторождения, рассматриваются основные архитектурно-конструктивные типы морских буровых установок, внешние силы, действующие на них, статика и динамика плавучих буровых установок, конструкция корпуса, системы и устройства, технология постройки, основное буровое оборудование, противопожарная защита, вопросы экологии, связанные с эксплуатацией морских буровых установок. Предисловие написано В. Г. Макаровым, В.Ф._Соколовым, гл. 1 – В. Г. Макаровым, В. С. Никитиным, А. С. Портным и О. Я. Тимофеевым, гл. 2 – А. С. Портным и О. Я. Тимофеевым, в гл. 3 параграфы 3.1, 3.2, 3.3 и 3.5 – И. В. Степановым, 3.4 – О. Н. Рабинович и О. Я. Тимофеевым, 3.6, 3.7 и 3.8 – С). Я. Тимофеевым; гл. 4 – О. Я. Тимофеевым; гл. 5 – Р. В. Борисовым, параграф 5.3 – А. С. Симоненко, 5.4 – Л. С. Артюшковым; гл. 6 – В. Г. Макаровым и В. С. Никитиным; гл. 7 – А. С. Симоненко; гл. 8, 9 и 10 – В. В. Макаровым, В. Ф. Соколовым, параграф 10.4 – Н. Я. Титовым; гл. И – В. Г. Макаровым и А. С. Портным; гл. 12 – В. Г. Макаровым; гл. 13 – И. В. Алешиным и В. Г. Макаровым. Как и любой вновь созданный труд, учебник, безусловно, имеет некоторые недостатки, поэтому замечания и пожелания по содержанию учебника авторы просят сообщать в адрес издательства «Судостроение»: 191186, С.-Петербург, ул. Малая Морская, 8. Все они будут приняты с большим вниманием и учтены в будущем.
Глава 1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ МОРСКОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА В МИРЕ Классификация МБУ Морские буровые установки (МБУ) как сооружения для разведки и разработки морских месторождений представляют собой наиболее многочисленную группу сооружений на шельфе, требующую определенной классификации. Любая классификация основывается на признаке или совокупности признаков. Основным признаком представленной классификации (рис. 2.1) является мобильность, что позволяет разделять установки на стационарные (неподвижные) и подвижные (плавучие).
Рис. 2.1. Классификация морских буровых установок
Плавучая буровая установка (ПБУ) – сооружение, способное выполнять буровые работы с целью разведки или эксплуатации природных ресурсов, находящихся под дном моря. В литературе существует множество терминов для обозначения конструктивных элементов ПУ. Будем придерживаться терминологии, приведенной на рис. 2.2. Нормально эксплуатирующаяся ПБУ может находиться в трех состояниях: рабочем – с целью производства буровых работ и других подобных операций при действии внешних эксплуатационных нагрузок, перехода (транспортном) – связано с перемещением ПБУ из одного района в другой, и состоянии штормового отстоя, при котором прекращается выполнение буровых работ. ПБУ, которые в рабочем состоянии контактируют с морским дном, можно подразделить на погружные и самоподъемные. ПБУ, не контактирующие с морским дном в рабочем состоянии, делятся на полупогружные и платформы с натянутыми связями. По способу осуществления перехода ПБУ делятся на самоходные и несамоходные (буксируемые). Стационарными считаются те сооружения, которые в течение всего периода эксплуатации остаются на месте. Плавучие сооружения неоднократно меняют свое местоположение в течение периода эксплуатации в пределах одного или нескольких месторождений.
Рис. 2.2. Конструктивные элементы плавучих буровых установок: а – ППБУ; б – СПБУ 1 – буровая вышка; 2 – вертолетная площадка; 3 – жилой блок (жилой модуль) 4 – функциональный блок (функциональный модуль); 5 – корпус, «верхнее строение» для СПБУ иногда применяют название «понтон»; 6 – стабилизирующая колонна; 7 – якорная связь; 8 – водоизмещающий понтон (иногда называют «нижний понтон»); 9 – решетка; 10 – буровая колонна; 11 – опорная колонна По расположению верхнего строения стационарные БУ подразделяются на надводные и подводные. Надводные испытывают значительные нагрузки от воздействия волн, течений, ветра, льда. Подводные сооружения для морского бурения, существующие пока лишь в проектах, и подводные добывающие системы, опыт эксплуатации которых постепенно накапливается, не испытывают ледовых, ветровых и большинства волновых нагрузок. Такие сооружения считаются перспективными для арктических районов с глубинами до 150 м. Существует несколько способов фиксации надводных и подводных стационарных установок на грунте, но преимущественно применяется два: за счет собственной массы установки (гравитационные) и за счет монтажа установки с предварительно сооруженным специальным свайным основанием (установки на свайном основании). Первые опираются непосредственно на морское дно, и их устойчивость достигается за счет собственной массы балласта и значительной площади контакта с грунтом. Вторые возводятся на мягких грунтах, когда вес сооружения, сдвигающие усилия и опрокидывающие моменты от внешних воздействий передаются через сваи на более плотные слои грунтового основания. По конструкции и применяемым при строительстве материалам надводные морские БУ делятся на стальные и железобетонные. Внешний вид МБУ различных архитектурно-конструктивных типов (АКТ) приведен на рис. 2.3, а их характеристики – в табл. 2.1. Масса стационарной буровой платформы существенно зависит от глубины моря и района эксплуатации и может достигать нескольких десятков и даже сотен тысяч тонн. Ферменные конструкции стационарных платформ доставляются к месту бурения на специальных баржах, плотах или за счет собственной плавучести. При этом использование барж целесообразно для платформ, предназначенных для эксплуатации на относительно малых глубинах, когда масса ферменных конструкций сравнительно невелика. С увеличением этой массы реализация такого способа транспортировки связана со значительными трудностями, вызванными необходимостью обеспечивать остойчивость баржи с тяжелым грузом и высоко расположенным центром тяжести. Транспортировка ферменных конструкций за счет их собственной плавучести требует применения трубчатых элементов большого диаметра, что приводит к увеличению волновых нагрузок и удорожанию буровых платформ. Наиболее предпочтительным является использование специальных плотов. Этот способ лишен недостатков двух предыдущих, а возможность многократного использования плота делает оправданным расходы на его постройку.
Таблица 2.1 Характеристики морских буровых установок
Примечание. Все платформы, за исключением № 6 и № 18, являются стационарными.
Рис. 2.3. Морские буровые установки для добычи углеводородов
Ведутся разработки проектов ППБУ, крепящихся ко дну с помощью якорных растяжек (подробнее см. параграф 2.5). Особенностью является то, что платформа крепится к мертвым якорям на гибких тросовых растяжках такой длины, которая необходима для поддержания избыточной плавучести, обеспечивающей натяжение тросов и тем самым устойчивость положения корпуса платформы. Преимущества платформ указанного типа заключаются в том, что рост стоимости их постройки с увеличением глубины моря, при которой ведутся работы, незначителен; кроме того, они менее, чем платформы других типов, чувствительны к подводным землетрясениям и их перестановка на новые места бурения не вызывает особых трудностей. К недостаткам таких платформ следует отнести возможность горизонтальных смещений, которые усложняют соединение их с оборудованием устья скважин. Подробнее перечисленные типы установок будут рассмотрены в соответствующих разделах настоящей главы. Основные характеристики
СПБУ «Бакы» предназначена для бурения разведочных и эксплуатационных скважин глубиной до 6000 м при глубинах воды до 60 м. Она имеет прямоугольный понтон, четыре опорные колонны ферменного типа (квадратные в сечении). В носовой части имеется подрез для уменьшения сопротивления при буксировке. Буровая вышка из трубчатых профилей высотой 54 м смонтирована на перемещающемся портале с гидравлическим приводом над кормовым вырезом, что обеспечивает возможность бурения до трех скважин без перестановки СПБУ. Носовая надстройка трехъярусная. На уровне палубы третьего яруса находится вертолетная площадка, поддерживаемая системой раскосов. Под вертолетной площадкой смонтированы две шлюпки вместимостью по 30 чел. Материал корпуса имеет предел текучести 235 МПа. Для наиболее напряженных узлов при толщинах более 12 мм применяется низколегированная сталь с пределом текучести 100 МПа. Система набора корпуса – продольная.
Для повышения безопасности буксировки СПБУ используется целый ряд технических решений. В частности, для уменьшения вертикальных перемещений корпуса призматической формы на волнении были успешно использованы выдвижные горизонтальные демпфирующие пластины, расположенные по периметру понтона. В результате увеличения присоединенных масс уменьшились как амплитуды вертикальной качки, так и угловые характеристики движения. Ведутся исследования по использованию заполненных водой внутренних отсеков верхних частей опор для стабилизации буровой установки на последних этапах касания морского дна. Буровые суда По мере увеличения глубин и удаления районов бурения от береговых баз повышается эффективность использования буровых судов и барж для поисковоразведочного бурения. По сравнению с ППБУ они обладают такими преимуществами, как большая автономность и грузоподъемность, а также хорошая мореходность. Корпус бурового судна (БС) имеет полную носовую оконечность, цилиндрическую вставку максимальной длины и полную кормовую оконечность транцевого типа. В носу и корме судна размещаются подруливающие устройства, в корме расположены также два гребных винта. Полупогружные буровые установки строятся на специальных верфях, требуют значительных глубин акваторий для достройки и специальных доков, а БС могут строиться на любой судостроительной верфи, переходы или буксировка их на значительные расстояния несложны. Кроме того, для БС могут использоваться корпуса обычных водоизмещающих судов и барж. Основной архитектурно-конструктивной особенностью БС является наличие на палубе буровой вышки с подвышечным основанием. Положение вышки на палубе БС может быть различным. На небольших судах, предназначенных для разведочного бурения в прибрежной зоне, она может устанавливаться на боковой, выдвинутой с борта рабочей площадке. Недостатком такого расположения являются значительные колебания бурового агрегата вследствие качки судна, а также ограниченная нагрузка на крюке, зависящая от остойчивости судна. Сказанное относится также к судам, у которых буровая вышка расположена в кормовой прорези. Чаще вышка располагается в центральной части судна, а бурение производится через шахту овальной, квадратной или прямоугольной формы. Для уменьшения парусности и понижения центра тяжести на некоторых судах последних лет постройки буровые вышки во время переходов крепятся в горизонтальном положении. В дополнение к буровой вышке, БС должно иметь достаточные объемы и площади для хранения технологических запасов бурового раствора, цемента, буровых и обсадных труб. Особенностью БС является также наличие системы динамического позиционирования, состоящей из носовых и кормовых подруливающих устройств. Подруливающие устройства управляются единой автоматической системой, включающей в себя сенсоры (датчики) для определения текущих значений перемещения судна как твердого тела по всем шести степеням свободы и бортовую вычислительную машину для анализа сигналов с датчиков и выработке решений о параметрах работы подруливающих устройств. БС, работающие на малых глубинах, могут иметь якорную систему позиционирования. На рис. 2.22 и 2.23 показан вид сбоку и вид сверху типового БС.
На рис. 2.24 изображено современное буровое судно «Михаил Мирчинк», характеристики которого приведены ниже: Основные характеристики БС «Михаил Мирчинк»
Поведение БС на развитом волнении в процессе бурения в большей степени зависит от геометрических характеристик корпуса. Вертикальная качка оказывает наиболее сильное влияние на безопасность бурения. Если предположить, что бурение ведется через точку, совпадающую с центром тяжести площади действующей ватерлинии, то килевая, бортовая, продольно- и поперечно-горизонтальная качка и рыскание имеют меньшее значение.
Чрезмерная вертикальная качка может привести к повреждению буровой колонны или устьевого оборудования, а также к разрушению устья скважины. Установка оборудования, компенсирующего вертикальные перемещения буровой колонны, и обеспечение постоянных напряжений в устьевом оборудовании позволяют продолжать безопасное бурение до размаха вертикальной качки судна в 5, 5 м; при большем размахе следует отсоединять буровую колонну.
В заключение рассмотрим преимущества и недостатки ПБУ различных типов (табл. 2.2). Таблица 22 Преимущества и недостатки различных типов ПБУ
МОРСКИЕ БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ
Допущено Министерством образования Российской федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Океанотехника» направления подготовки дипломированных специалистов «Кораблестроение и океанотехника»
С.-Петербург «Судостроение» 2003
ББK 39.42 M79 Издание выпущено при поддержке Комитета по печати и связям с общественностью Санкт-Петербурга и Федерального государственного унитарного предприятия «Адмиралтейские верфи» Рецензенты: кафедра теории корабля и экологии судоходства Волжской государственной академии водного транспорта (зав. кафедрой д-р техн. наук В. Л. Этин); Российский Морской Регистр судоходства; канд. техн. наук, главный инженер ЦКБ МТ «Рубин» А. А. Завалишин.
М79 Морские инженерные сооружения. Ч. I. Морские буровые установки: Учебник / Р. В. Борисов, В. Г. Макаров, В. В. Макаров, В. С. Никитин, А. С. Портной, Л. С. Симоненко, В. Ф. Соколов, И. В. Степанов, О. Я. Тимофеев; Пол общ. ред. В. Ф. Соколова. – СПб.: Судостроение, 2003. – 535 с., ил. ISBN 5-7355-0598-Х Отражено общее состояние морской нефтегазодобычи в мире, приведены сведения о свойствах нефти и газа. Уделено внимание составу технического флота, обслуживающего шельфовые месторождения. Рассмотрены архитектурно-конструктивные типы морских буровых установок, их статика и динамика, конструкция корпуса, системы и устройства, технологии постройки и противопожарная защита, особенности морского бурения, вопросы экологии и др. Для студентов судостроительных специальностей вузов и учащихся средних технических заведений. ББК 39.42 ISBN 5-7355-0598-Х © Р. В. Борисов, В. Г. Макаров, В. В. Макаров, В. С. Никитин, © Издательство " Судостроение" 2003
ПРЕДИСЛОВИЕ Постепенно увеличивающееся истощение запасов нефти и газа на суше и обострение мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более и более широкого освоения нефтегазовых ресурсов морского дна. Началом морской добычи нефти можно считать 1824 г., когда на шельфе Апшеронского полуострова близь Баку и 25–30 м от берега стали сооружать нефтяные колодцы и вычерпывать нефть из неглубоко залегающих горизонтов. В 1891 г. на Калифорнийском побережье началось бурение наклонной скважины, забой которой находился в 250 м от берега. Первая скважина со свайного сооружения была пробурена в 1932 г. В настоящее время на шельфе эксплуатируется достаточно большое количество буровых установок различного типа. Ежегодно бурится около 1000 поисково-разведочных и примерно 2000 эксплуатационных скважин. Всего же в мире пробурено более 100 000 скважин. Добыча нефти в море составляет сейчас около трети от мировой. Уже в настоящее время такие страны, как Норвегия, Великобритания, Нидерланды, полностью удовлетворяют свои потребности в нефти за счет морских промыслов, а Великобритания также и в газе. Объясняется это тем, что потенциальные ресурсы нефти и газа в акваториях Мирового океана превосходят их запасы на суше почти в три раза. Россия в настоящее время находится на пороге промышленного освоения запасов нефти и газа на континентальном шельфе. Она располагает 22 % площади шельфа Мирового океана, 80–90 % из которых считаются перспективными для добычи углеводородов. Около 85% запасов топливно-энергетических ресурсов приходится на шельф арктических морей, 12 %, а по некоторым данным 14 %, приходится на шельф дальневосточных морей, а остальное на шельфы Каспийского, Черного, Азовского и Балтийского морей. Наиболее перспективной по запасам углеводородов является акватория Западной Арктики, включающая регионы Баренцева, Карского и Печорского морей. В последние годы здесь выявлены крупные структуры и открыто 10 месторождений нефти и газа и 2 газоконденсатных, среди которых четыре гигантских по запасам: Штокмановское – газоконденсатное, Ленинградское, Русановское – газовые и Приразломное – нефтяное. Ведутся разработки месторождений на Дальнем Востоке по проектам «Сахалин-I»–«Сахалин-V». На шельфе Сахалина установлена первая в России стационарная ледостойкая платформа «Моликпак», с которой летом 1999 г. впервые была получена в промысловых объемах нефть (проект «Сахалин-II»). В последние годы активизировались работы на шельфе Каспийского моря. Морские буровые установки представляют собой сложные инженерные сооружения различного архитектурно-конструктивного типа. Условия их эксплуатации предъявляют к ним специфические требования, удовлетворение которых внесло ряд принципиальных изменений в сложившуюся традиционную практику проектирования и строительства судов. В последние годы в отечественном судостроении накоплен определенный опыт создания морских буровых установок. В то же время освоение новых нефтегазовых месторождений, научно-технический прогресс в области разведки и добычи нефти и газа, все возрастающие требования различных классификационных обществ к проектированию, строительству и эксплуатации буровых установок выдвигают новые, часто весьма сложные задачи. Решение таких задач требует подготовки квалифицированных специалистов в данной области. Такую подготовку осуществляют уже несколько вузов в стране. Однако при обучении студенты сталкиваются с практически полным отсутствием учебно-методической литературы по изучаемой проблеме. Опубликованные к настоящему времени учебник А. С. Симоненко «Устройства плавучих буровых установок» (Изд. центр СП6ГМТУ, 1994), монографии М. П. Дубровского, П. И. Яковлева, Е. А. Князева «Морские шельфовые и речные гидротехнические сооружения» (М., Недра, 1994) и «Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе» / Г. В. Симаков, К. Н. Шхинек, В. А. Смелов и др. (Л., Судостроение, 1989) отображают лишь некоторые частные вопросы, связанные с проектированием морских буровых установок. Предлагаемый учебник является первой попыткой восполнить существующий пробел в обеспечении учебно-методической литературой в области проектирования морских буровых установок. В нем отражено общее состояние морской нефтедобычи в мире и в России, приводятся сведения о свойствах нефти и газа, составе технического флота, обслуживающего шельфовые месторождения, рассматриваются основные архитектурно-конструктивные типы морских буровых установок, внешние силы, действующие на них, статика и динамика плавучих буровых установок, конструкция корпуса, системы и устройства, технология постройки, основное буровое оборудование, противопожарная защита, вопросы экологии, связанные с эксплуатацией морских буровых установок. Предисловие написано В. Г. Макаровым, В.Ф._Соколовым, гл. 1 – В. Г. Макаровым, В. С. Никитиным, А. С. Портным и О. Я. Тимофеевым, гл. 2 – А. С. Портным и О. Я. Тимофеевым, в гл. 3 параграфы 3.1, 3.2, 3.3 и 3.5 – И. В. Степановым, 3.4 – О. Н. Рабинович и О. Я. Тимофеевым, 3.6, 3.7 и 3.8 – С). Я. Тимофеевым; гл. 4 – О. Я. Тимофеевым; гл. 5 – Р. В. Борисовым, параграф 5.3 – А. С. Симоненко, 5.4 – Л. С. Артюшковым; гл. 6 – В. Г. Макаровым и В. С. Никитиным; гл. 7 – А. С. Симоненко; гл. 8, 9 и 10 – В. В. Макаровым, В. Ф. Соколовым, параграф 10.4 – Н. Я. Титовым; гл. И – В. Г. Макаровым и А. С. Портным; гл. 12 – В. Г. Макаровым; гл. 13 – И. В. Алешиным и В. Г. Макаровым. Как и любой вновь созданный труд, учебник, безусловно, имеет некоторые недостатки, поэтому замечания и пожелания по содержанию учебника авторы просят сообщать в адрес издательства «Судостроение»: 191186, С.-Петербург, ул. Малая Морская, 8. Все они будут приняты с большим вниманием и учтены в будущем.
Глава 1. ОБЩЕЕ СОСТОЯНИЕ МОРСКОЙ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА В МИРЕ Общие сведения о свойствах нефти и газа Развитие стран мирового сообщества сопровождается значительным ростом потребления топливно-энергетических ресурсов. В начале источником энергии служили дерево и уголь, затем с VI в. до н. э. к ним добавились нефть и ее фракции, а в 20-е гг. прошлого столетия началось промышленное освоение газа в качестве топлива. Нефть (от турецкого пеft)представляет собой горючую маслянистую жидкость красно-коричневого, а иногда почти черного цвета, распространенную в осадочной оболочке Земли. Это сложная смесь алканов, некоторых цикланов и аренов, а также кислородных, сернистых и азотистых соединений. Физические и технологические свойства нефти существенно изменяются в зависимости от ее химического состава. По плотности различают легкую (0, 65–0, 87 г/см3), среднюю (0, 87–0, 91 г/см') и тяжелую (0, 91–1, 05 г/см') нефть при определенной температуре (20 °С). Иногда пользуются понятием относительной плотности, что представляет собой отношение плотности нефти при температуре 20 °С к плотности дистиллированной воды того же объема при температуре 4 °С. Температуры кипения нефти находятся в пределах 74–176 °С, вспышки 17–100 °С и выше, застывания от -20° до +20 °С. Теплота сгорания нефти составляет 43, 7-46, 2 МДж/кг (10 400-11 000 ккал/кг). По содержанию серы нефть делится на малосернистую (до 0, 5 % 5), сернистую (0, 5–2, 0 % 5) и высокосернистую (свыше 2, 0 % 5). В нефти могут содержаться смолы в пределах 8–28 %. При содержании смол менее 8 % нефть считается малосмолистой, а при содержании смол более 28 % – высокосмолистой. Главную часть нефти составляют три группы углеводородов (УВ): метановые, нафтеновые и ароматические. Метановые углеводороды (алкановые, или алканы) химически наиболее устойчивы, они относятся к предельным УВ и имеют формулу СnН2n+2. Если количество атомов углерода в молекуле колеблется от 1 до 4 (СН4–С4Н10), то УВ представляет собой газ, от 5 до 16 (С5Н12-С16Н34 ) – это жидкие УВ, а если оно выше 16 (С17Н36 и т.д.) – твердые (например, парафин). Нафтеновые углеводороды (циклановые, или алициклические) имеют кольчатое строение, поэтому их иногда называют карбоциклическими соединениями. Все связи углерода с водородом здесь также насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-03; Просмотров: 963; Нарушение авторского права страницы
