Этапы освоения морского нефтегазопромысла

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 9Следующая ⇒

Этап	Процесс	Стадии	Цели и задачи работ	Основные виды работ	Комплекс технических средств (КТС)
Поисковые научно-исследовательские работы	Поисково-разведочные работы	Региональные геолого-геофизические работы	Изучение глубинного геологического строения.	Региональные геологические исследования	Геолого-геофизический комплекс
			Оценка перспектив нефтегазоносности. Выделение возможных зон нефтегазонакопления
		Подготовка площади под поисковое бурение	Выявление перспективных на нефть и газ площадей и подготовка их под глубокое бурение	Детальные геолого-геофизические исследования
		Поиск залежей нефти и газа	Открытие залежей нефти и газа и их предварительная оценка	Поисковое глубоководное бурение	Поисково-разведочный буровой комплекс
Разведочное бурение	То же	Разведка нефтяных и газовых месторождений. Подготовка их к разработке	Подсчет запасов по промышленным категориям. Изучение параметров коллекторов пластовой нефти, газа и воды	Разведочное глубокое бурение. Опытная эксплуатация. Исследование скважин. Отбор глубинных проб нефти и газа.	Поисково-разведочный буровой комплекс
Строительство сооружений на шельфе	Разработка и освоение запасов месторождения	Строительство оснований буровых скважин	Создание фундаментов и оснований для размещения бурового оборудования	Транспортировка и установка фундаментов оснований, оборудования и т.д.	Комплекс строительства платформ
Эксплуатационное бурение	Тоже	Строительство эксплуатационных скважин	Создание необходимого фонда эксплуатационных скважин	Бурение эксплуатационных скважин	Комплекс обустройства
Обустройство нефтегазопромысла	То же	Монтаж объектов обустройства	Обеспечение условий для начала промышленной добычи нефти и газа	Монтаж эксплуатационного оборудования, установок но первичной переработке углеводородов, компрессорных станций, буферных нефтехранилищ. Строительство внутрипромысловых и магистральных трубопроводов и т. д.	То же
Эксплуатация месторождения	» »	Добыча углеводородов с последующей транспортировкой из района добычи	Получение запланированного дебита нефти и газа	Осуществление сбора, предварительной обработки и хранения добытых запасов	Эксплуатационный комплекс
Демонтаж производственных объектов	Ликвидация месторождения	Прекращение эксплуатации скважин Демонтаж производственных, транспортных и прочих объектов, размещенных на месторождении	Прекращение эксплуатации скважин Освобождение района работ от объектов добычи и транспортировки нефти и газа	Изоляция нефтегазоносных пластов Демонтаж бурового оборудования и блоков верхнего строения, придание плавучести опорному блоку и его транспортировка из районов добычи нефти и газа, и т. д.	Комплекс ликвидации месторождения

Рис. 1.3. Судно сейсморазведки Ramform Explorer

Современные методы дешифровки отраженных сигналов позволяют получать трехмерную картину геологической структуры разведуемого участка земной коры. Ширина обрабатываемой полосы зависит от количества одновременно буксируемых сейсмокос (1-12). На рис. 1.3 показан продольный разрез норвежского судна сейсморазведки Ramform Explorer, которое может одновременно буксировать 12 сейсмокос, захватывая полосу шириной в 1, 5 морские мили. Судно оборудовано мощным вычислительным комплексом, вертолетной площадкой, выдвижной поворотной колонкой, двухвальной движительной установкой. Ширина кормы (рис. 1.4) зависит от условия размещения необходимого количества буксировочных лебедок.

Рис. 1.4. Вид с кормы судна Ramform Explorer

Примером универсального судна для разведки месторождений на шельфе может служить отечественное инженерно-геологическое судно «Искатель», созданное на базе сейнера-траулера (рис. 1.5). Основные характеристики судна: длина наибольшая – 45, 6 м; длина между перпендикулярами – 38, 0 м; ширина – 9, 3 м; высота борта – 5, 13 м; осадка по грузовую марку – 3, 65 м; водоизмещение (без балласта) – 703 т; водоизмещение с принятым балластом для улучшения остойчивости – 742 т; мощность главного двигателя – 590 кВт; скорость 11, 9 уз; дальность плавания 4000 миль; экипаж – 22 человека, в том числе буровая партия и научный персонал – 9 чел.

Рис. 1.5. Продольный разрез судна «Искатель»

Суда этого типа снабжены гидровибрационным пробоотборником, позволяющим брать пробы осадочного слоя при глубине моря до 300 м и волнении до 4 баллов; помещением для хранения проб; сейсмокосой; гидролокатором бокового обзора; магнитометром; комплексом гидрологического оборудования (автоматические цифровые измерители течения, температуры, параметров волнения).

Разведочные работы, проводимые в целях определения местонахождения геологических структур, в которых возможно скопление нефти и газа, осуществляются в три фазы:

- региональные исследования для выделения перспективных геологических формаций;

- изучение общих черт геологического строения, оценка перспектив нефтегазоносности и подготовка площадей к поисковому бурению;

- подготовка месторождений (залежей) к разработке с подсчетом запасов по промышленным категориям.

В первой фазе разведочных работ применяют методы гравиметрической и магнитной разведки. Во второй фазе проводят сейсмические исследования, изучают пробы, взятые со дна моря. Эта фаза включает также структурное и параметрическое бурение. Третья фаза разведочных работ является завершающей и ведет к открытию месторождения (глубокое разведочное бурение). При этом производят оконтуривание месторождения, испытание скважины и подсчет запасов нефти и газа.

При поисково-разведочном бурении довольно высок процент получения «сухих» скважин. Если же углеводородсодержащие слои обнаружены, необходимо бурение дополнительных скважин для оценки ресурсов и определения общего объема производства.

Для бурения разведочных скважин в море используют оборудование, аналогичное применяемому на суше. По способу установки можно выделить две основные группы средств для бурения морских скважин: опирающиеся при бурении на морское дно и производящие бурение в плавучем состоянии. К первой группе относятся так называемые погружные и самоподъемные буровые установки, ко второй – полупогружные буровые установки и буровые суда[1].

Погружные буровые установки опираются на грунт в результате заполнения водой нижних водоизмещающих корпусов (понтонов) либо вертикальных стабилизирующих колонн. Верхняя палуба как во время буксировки, так и в процессе бурения находится над поверхностью воды. Этот тип плавучих буровых установок (ПБУ) не нашел широкого применения, так как платформы можно использовать только на ограниченной глубине моря, в среднем до 50 м. Такие платформы строились в начале 60-х гг., но в настоящее время интерес к ним вновь возрос, так как архитектурно-конструктивный тип (АКТ) погружной установки позволяет использовать ее в ледовых условиях.

Самоподъемная плавучая буровая установка (СПБУ) состоит из плавучей конструкции, на которой смонтировано буровое оборудование, и опор «ног», которые можно поднимать и опускать. СПБУ имеют большой запас плавучести, который позволяет обеспечить буксировку установки со всем необходимым для производства бурения к месту работ. Процессы установки, буксировки и снятия платформы с точки бурения весьма сложны. Поэтому буксировку платформ производят обычно при волнении не более 2 баллов и ветре до 3-х баллов. СПБУ последнего поколения допускается устанавливать на глубинах до 120 м. Однако необходимо учитывать, что профиль дна не везде благоприятен для монтажа такой БУ. Несущая способность донного грунта местами недостаточна, и опоры подвержены действию сильных течений.

Буровые установки, производящие бурение в плавучем состоянии (буровые суда и полупогружные платформы), удерживаются в заданном месте с помощью 8–10 якорей или динамической системы позиционирования с использованием подруливающих устройств. Буровые суда (БС), так же как и транспортные самоходные суда, легко перемещаются самоходно или на буксире, оборудованы системой динамического удержания и способны проводить бурение на глубине моря до 1000 м. Полупогружные плавучие буровые установки (ППБУ) обычно проектируются с учетом использования в условиях сильного волнения моря и поэтому более остойчивы. Однако их постройка и эксплуатация обходится дороже, а буксировка занимает больше времени. Полупогружные буровые установки, самоходные и буксируемые, обеспечивают бурение скважин при глубинах моря до 500 м. При транспортировке в погруженном состоянии находятся только водоизмещающие понтоны. В рабочее состояние платформа приводится путем балластировки отсеков понтонов. Осадка платформы в рабочем состоянии достигает 25 м. Полупогружные платформы обладают высокой остойчивостью, так как основная масса платформы находится под водой, а влияние волнения с глубиной снижается по степенной зависимости. Кроме того, при погружении установки резко сокращается площадь парусности, следовательно, и метровое воздействие.

Современные буровые суда, ведущие разведочные работы в различных условиях и на значительных по площади и глубинам акваториях, снабжены ледовыми подкреплениями и обладают высокой мобильностью. Они способны в экстренных случаях за кратчайшее время покинуть точку бурения, а затем вновь вернуться для продолжения работ на уже забуренной скважине. Кроме буровых судов, предназначенных для проведения глубокого разведочного бурения, имеется целый ряд судов, используемых для производства инженерно-геофизических работ и картировочного бурения.

После обнаружения нефти или газа, необходимо определить, оправдывает ли объем запасов добычу, и если да, выбрать наиболее рациональный метод добычи. Будет ли это коммерчески выгодно, зависит от многих факторов (размера, формы, характеристик геологического резервуара, вида содержащихся в нем жидкостей и, др.). Чтобы правильно оценить эти факторы, необходимо пробурить оконтуривающие скважины. Для этой цели используется оборудование, аналогичное разведочному.

Когда собрана вся информация по обнаруженному месторождению, производятся исследования с целью выбора рационального метода разработки.

Этап разработки может начаться лишь тогда, когда проведенные технические и экономические исследования подтвердят обоснованность данного проекта.

Разработка месторождений нефти и газа – долгосрочный проект, требующий больших капитальных затрат. На этом этапе к работе подключаются проектно-конструкторские организации.

Установки, предназначенные для постоянного использования, должны быть в состоянии выдержать суммарное воздействие ветра, волн, течений и других внешних сил в продолжении 20–30 лет продуктивной эксплуатации месторождения. Для уменьшения потребного количества МБУ стремятся пробурить с каждой из них наибольшее количество скважин.

Оптимальное количество устьевых устройств скважины определяется в зависимости от глубины моря, протяженности отложений, от потребностей в электроэнергии для компрессоров и насосов. В устье скважины поступает флюид[2]*, представляющий собой нефть, газ, воду или их смеси (нефть и газ, газ и воду, газ и конденсат, нефть и воду и т. д.). При нефтегазодобыче осуществляют сепарацию флюидов. Для предотвращения «карманов», нарушающих неразрывность потока, нефть перед транспортировкой должна быть освобождена от газа. Газ должен быть сухим, без присутствия конденсата, чтобы исключить образование «пробок» в трубопроводе. Наличие воды помимо коррозийных повреждений в трубопроводах способствует образованию гидратов, которые также создают препятствие для потока газов.

На каждой МБУ монтируются также общесудовые и специальные системы и устройства, оборудование бурового комплекса, манифольды бурового и цементировочного растворов, циркуляционной системы, комплекс противовыбросового оборудования, электрооборудование, насосные, компрессорные и газокаротажные станции, установки для сжигания газа или конденсата. В целяхповышения эффективности добычи углеводородов на платформах иногда устанавливают агрегаты для закачивания воды или газа в разрабатываемые пласты. На большинстве МБУ имеются вертолетные площадки. Обслуживающий персонал размещается в жилых помещениях, которые, как правило, собираются в виде самостоятельных жилых модулей.

Если глубина моря не очень велика или если этого требуют особые геологические условия, для каждой технологической операции (бурение, добыча) создаются отдельные платформы. В некоторых случаях для каждой скважины предусматривают свою платформу, однако с увеличением глубины моря стоимость платформ значительно возрастает, поэтому налицо тенденция, особенно в Северном море, совмещать все функции на одной платформе. На таких платформах предусматривают палубу, способную принять до 30 тыс. т оборудования.

Буровые платформы и другие инженерные сооружения соединяются между собой системами внутрипромысловых подводных или надводных, размещенных на специальных эстакадах, трубопроводов. Транспортировка продукции морского промысла от МБУ на материк осуществляется по магистральным трубопроводам, имеющим обычно большой диаметр. Подводные трубопроводы связаны стояками с надводными строениями.

В настоящее время в море эксплуатируется достаточно много комплексов сооружений для добычи нефти и газа. В частности, один из таких комплексов спроектирован фирмой «McDermott» для месторождения Main Poss Block 209 в Мексиканском заливе. Он предназначен для добычи нефти, газа и серы и включает 6 основных платформ, 9 опор для мостков, 13 мостков, электростанцию, жилые модули и пр. Общая длина комплекса превышает милю.

Выявление крупных месторождений нефти на Каспийском море способствовало началу строительства в 1948 г. первых в мире нефтепромысловых эстакад при освоении месторождения Гюргяны-море вблизи о. Артем, а в 1951 г. месторождения Нефтяные Камни, расположенного в море в 50 км от о. Артем. Это целый город нефтяников. Здесь построено более 200 км эстакад и приэстакадных площадок, из них свыше 120 км на Нефтяных Камнях. На эстакадах построены мощные водоочистные сооружения, компрессорные и насосные станции, нефтесборные пункты, парки товарных резервуаров, причалы для танкеров, электростанция и др. На Нефтяных Камнях сооружены два жилых поселка для нефтяников, Дворец культуры, магазины, столовые, многие другие объекты культурно-бытового назначения.

Альтернативой трубопроводному транспорту нефти и газа от МБУ служат танкеры и суда-газовозы. Они могут осуществлять грузовые операции у береговых причалов и терминалов, непосредственно с борта МБУ. При большой осадке танкеров и газовозов и при малой глубине моря у берегов грузовые операции могут выполняться у выносных точечных причалов, являющихся дальнейшим развитием рейдовых причалов. Они устанавливаются на некотором расстоянии от берега обычно на глубинах 30–50 м. Все точечные причалы оборудуются поворотным столом, специальными шарнирами, вертлюгом трубопроводов, поворотным швартовным устройством, к которому судно закрепляется носом или реже кормой швартовными канатами или жесткой рамой. К точечному причалу нефть или газ подаются по подводному трубопроводу, а на судно – по плавучему, висячему, подводному гибкому шлангу или через специальную соединительную раму. На больших глубинах используются точечные причалы с одиночной анкерной связью типа трубчатой опоры. При глубинах 100–200 м верхнюю часть точечного причала в виде буя и трубчатую опору объединяют в единую конструкцию, представляющую собой плавучую башню, соединенную с фундаментной плитой. Точечный причал позволяет осуществлять погрузку танкеров дедвейтом до 750 тыс. т при глубинах до 200 м, скорости ветра до 25 м/с и высоте волны до 4 м. Перспективность развития подводных технологий нефтегазодобычи способствует появлению многих отечественных и зарубежных разработок придонных причалов – терминалов различных конструкций. Как правило, такие терминалы оборудуются подводными резервуарами-хранилищами.

Наличие хранилищ в районе морских нефтегазопромыслов необходимо для обеспечения непрерывности процесса транспортировки нефти, газа и конденсата танкерами и судами-газовозами. Нарушение этого процесса может быть вызвано задержками судов по различным причинам, простоями, вызванными штормовыми и ледовыми условиями. Хранилища нефти и газа служат своего рода накопителями, позволяющими вести нефтегазодобычу без перерыва в течение длительного времени. На Северном море, например, объем хранилищ рассчитан на прием трехсуточного количества добычи промысла, а в Арктике с учетом сложных природно-климатических условий – до пяти- и шестисуточных объемов добычи. Зачастую на нефтехранилищах предусматривается первичная переработка сырья, а газохранилища в обязательном порядке оборудуются установками или целыми заводами по сжижению газа. Нефтегазохранилища представляют собой стационарные или плавучие резервуары, изготавливаемые чаще всего из стали или из предварительно напряженного железобетона. Их строительство наиболее активно началось с середины 60-х гг. XX в. в Персидском и Мексиканском заливах, Северном море, у берегов Японии. Стационарные нефтехранилища бывают надводными, строящимися, как правило, в нефтяных портах, и подводными, устанавливаемыми на дне морей. Подводные хранилища выполняют в виде цилиндра, усеченного конуса, параболоида или гиперболоида и монтируют вблизи мест добычи нефти. В последние годы при освоении месторождений нередко применяют гравитационные БУ, фундаментный блок которых используется в качестве резервуара для хранения нефти. Примером может служить железобетонная платформа, установленная в Северном море на месторождении Стэтфиорд на глубине 150 м. Высота платформы 270 м при массе 917, 5 тыс. т. Фундаментный блок состоит из 24 цилиндрических ячеек, из которых 19 ячеек, диаметром 23 м и высотой 64 м, используются в качестве нефтехранилищ суммарным объемом 300 тыс. м³. Плавучие хранилища широко применяют при освоении шельфовых месторождений. Часто в качестве хранилищ используются обычные танкеры, наливные баржи, прямоугольные или цилиндрические емкости на якорях. Плавучие газохранилища строят совместно с заводами по сжижению газов в виде отдельных секций-барж. Грузовместимость таких газохранилищ – от 165 до 200 тыс. м³. Длина барж 140–150 м, ширина 40–45 м при осадке около 10 м. Общие габариты таких хранилищ примерно 200x85 м вместе с плавучим заводом. Полное водоизмещение завода с хранилищами и с балластом – около 18 тыс. т. Завод способен обслуживать до пяти судов грузовместимостью 125 тыс. м³. На глубоководных участках шельфа и в районах со сложными гидрометеоусловиями используют плавучие точечные причалы-хранилища полупогружного типа с якорной системой, в надводной части которых размещают поворотное, швартовное и раздаточное устройства. Распространены полупогружные базы-хранилища башенного типа в виде вертикальных цилиндров большой высоты. Такое хранилище, состоящее из трех вертикальных цилиндров, расположенных один над другим, установлено на месторождении Брент в Северном море. Его общая высота 140 м при осадке 109 м. Хранилище раскреплено якорями на глубине 140 м.

В период эксплуатации все скважины требуют определенного ухода. Это касается также производственного оборудования, опорных конструкций и пр. Для этого необходимы специальные устройства и оборудование.

Кроме того, на всех перечисленных этапах используются крановые суда, основными задачами которых являются доставка оборудования на морские нефтегазопромыслы, установка и монтаж верхних строений стационарных буровых платформ, снабжение платформ сменным оборудованием. Особенностями крановых судов являются: большая площадь верхней палубы для приема крупногабаритных грузов; наличие одного или нескольких палубных кранов грузоподъемностью до 3000 т с вылетом стрелы до 40 м и высотой подъема стрелы над уровнем воды до 90 м; развитая якорная система, состоящая из 8–16 якорей повышенной держащей силы, позволяющей надежно вести работу при волнении до 5 баллов. Энергетическая установка (ЭУ), как правило, состоит из нескольких дизель-генераторов, снабжающих электроэнергией гребные электродвигатели и приводы кранового и вспомогательного оборудования. Скорость хода таких судов около 12 уз. Для увеличения площади палубы в ряде случаев применяется катамаранная схема, примером которой может служить крановое судно типа «Титан» (рис. 1.6–1.8). Использование стандартного однокорпусного варианта показано на рис. 1.9.

Возможно, в качестве кранового судна использовать понтон с краном на нем. По конструкции кран может быть полноповоротным и неповоротным. Полноповоротные краны вращаются вокруг вертикальной оси на 360°. К неповоротным кранам относятся мачтовые и козловые. По способу изменения угла наклона стрелы соответствующий механизм крана может быть жестким (винтовой привод) или гибким (стрела поднимается полиспастной системой). В качестве движителей могут использоваться гребные винты, крыльчатые движители или винторулевые колонки. На рис. 1.10 показан вариант плавкрана неповоротного типа.

Построены также плавучие краны полупогружного типа. На таких судах могут устанавливаться два полноповоротных крана суммарной грузоподъемностью до 15000 т с полезной высотой стрелы до 20 м при двухкрановой системе подъема груза.

Рис. 1.6. Крановое судно типа «Титан»

Рис. 1.7. Вид спереди судна «Титан»

Рис. 1.8. Боковой вид кранового судна «Титан»

Рис. 1.9. Крановое судно «Станислав Юдин»

Рис. 1.10. Общий вид плавучего крана неповоротного (мачтового) типа

Необходимость постройки полупогружных крановых судов (ППКС) вызвана ограниченными возможностями плавучих кранов в открытом море, которые по причине значительных волновых и ветровых нагрузок могут работать только 50 % летнего и 10% зимнего периода при волнении до 4 баллов и имеют площадь палубы недостаточную для приема одновременно 2–3 строительных блок-модулей. На рис. 1.11 показано ППКС японской постройки «Нарвал» водо-измещением 93 400 т с полноповоротным краном грузоподъемностью 1800 т, предназначенное для эксплуатации в Северном море.

Рис. 1.11. Полупогружной плавучий кран «Нарвал»

При освоении шельфовых месторождений на водолазные работы приходится значительный объем, для чего в состав вспомогательного флота включаются водолазные суда. Основная задача водолазного судна – обеспечение водолазных работ, которые включают подготовку морского дна, подводное бетонирование, подводную резку и сварку металлоконструкций, обеспе-чение укладки и инспектирование подводных трубопроводов и кабелей. Водолазное судно оборудовано водолазной станцией, обеспечивающей погружение и всплытие водолазов на глубинах до 60 м (дыхание сжатым воздухом) и на глубинах от 60 до 100 м (дыхание азотно-воздушными или гелиево-кислородными смесями).

Универсальное судно обеспечения подводно-технических работ имеет на борту, кроме нескольких водолазных станций, декомпрессионные камеры, предназначенные для длительного пребывания водолазов под давлением, транспортную камеру или водолазный колокол для транспортировки водолазов под рабочим давлением на глубину и обратно. На некоторых проектах таких судов предусмотрена центральная шахта для спуска и подъема водолазов, что обеспечивает возможность погружения водолаза на глубину до 450 м. Одновременно такие суда могут быть носителями подводного аппарата (ПА), что приводит к необходимости установки спускоподъемного устройства ПА, ангара ПА с комплексом технического обслуживания, системы управления ПА и пр. Общий вид такого судна показан на рис. 1.12.

Транспортировка нефти, газа или газового конденсата из района морской добычи к месту переработки часто осуществляют по подводным трубопроводам, для сборки и укладки которых строятся специальные суда-трубоукладчики.

Рис. 1.12. Судно для подводно-технических работ

В настоящее время на судах этого типа используются два способа укладки трубопровода: непрерывное наращивание трубопровода и разматывание заранее подготовленных плетей гибких труб с барабана большого диаметра. Необходимость укладки труб диаметром до 1200 мм на глубину до 360 м при волнении 4–5 баллов способствовала постройке современных судов-трубоукладчиков катамаранного и полупогружного типа.

Рассмотрим способ укладки трубопровода, который наращивается из отдельных труб на механизированной монтажной линии, где трубы стыкуются, центрируются, прихватываются, свариваются, осуществляется контроль сварного шва и изоляция стыков. Судно перемещается с помощью якорного устройства. Якоря заводятся буксирами обеспечения. Укладка готового трубопровода при небольшой глубине, когда радиус изгиба трубы довольно велик, производится со спускового устройства, которое расположено за кормой или по борту (рис. 1.13).

На больших глубинах при небольшом радиусе кривизны трубы используется специальное наклонное устройство – стингер (рис, 1.14). Длина стингера может достигать 180 м.

Общий вид современного трубоукладчика полупогружного типа показан на рис. 1.15. Его главные параметры: длина наибольшая 146, 5 м, ширина 33, 0 м, высота борта 13, 0 м, осадка максимальная 7, 0 м, экипаж 200 чел. Судно оборудовано десятью якорными лебедками тяговым усилием 1700 кН каждая, диаметр якорного каната 64 мм, длина каната на каждой лебедке 3000 м. Привод дизельэлектрический, количество главных генераторов 5, каждый мощностью по 1, 15 МВт, кроме того, суммарная мощность вспомогательных генераторов 2, 9 МВт. На судне установлен кран грузоподъемностью 250 т, вылет стрелы 40 м, высота подъема гака над уровнем воды 60 м. Диаметр укладываемого трубопровода от 216 до 813 мм, глубина воды при укладке от 10 до 300 м, производительность укладки от 1500 до 1800 м/сут. На рис. 1.16 приведена схема такого трубоукладочного судна.

Рис. 1.13. Укладка трубопровода при небольших глубинах: 1 – спусковое устройство; 2 – корпус трубоукладчика; 3 – кран; 4 – трубопровод; 5 – якорный канат

Рис. 1.14. Укладка трубопровода при больших глубинах: 1 – спусковое устройство; 2 – стингер; 3 – якорный канат; 4 – трубопровод; 5– корпус трубоукладчика

Рис. 1.15. Трубоукладчик полупогружного типа

Технологический процесс монтажа и укладки трубопровода с судна, оборудованного барабаном (рис. 1.17), заключается в следующем:

- на береговой базе предварительно сваренные плети наматываются на судовой барабан;

- в районе укладки трубопровода судно отдает носовые якоря и перемещается с помощью гребных винтов, вытравливая трубопровод и якорные цепи.

Рис. 1.16. Различные виды трубоукладочного судна

Рис. 1.17. Трубоукладчик барабанного типа

Очевидно, что трубоукладчики такого типа имеют ряд преимуществ, главное из которых – высокая скорость укладки. Вместе с тем имеются серьезные недостатки, ограничивающие их применение: пластическая деформация материала труб; применение только эпоксидного или полиэтиленового покрытия; увеличенная толщина стенки труб для обеспечения требуемой отрицательной плавучести трубопровода и, следовательно, повышенная стоимость трубопровода; ограничение на диаметр укладываемых труб; относительно небольшая емкость барабана, позволяющая укладывать преимущественно вспомогательные трубопроводы небольшого диаметра.

Защита трубопровода от якорей судов, орудий лова в районах промысла или от килей дрейфующих торосов, стамух, айсбергов в районах с тяжелой ледовой обстановкой требует заглубления трубопровода в донный грунт. В этом случае трубопровод укладывается в предварительно подготовленную траншею и засыпается песком, гравием, щебнем или камнем. Траншея подготавливается траншеекопателем, который может быть несамоходным (буксируемым) и самоходным. Тип используемого траншеекопателя зависит от типа донного грунта. Для мягких грунтов (осадочные породы, пески) используется буксируемый плуг с гидравлическим (гидромониторным или гидроэжжекторным) рыхлителем. Для плотных грунтов (тяжелые глины, скальные грунты) используются роторные траншеекопатели. Скорость прокладки траншеи зависит от типа грунта и составляет 0, 3–3, 0 м/мин.

Подводные кабельные линии используются как для передачи аналоговой информации (телефонные линии), так и для передачи цифровых сигналов (компьютерные сети). Важнейшими требованиями к инженерным объектам этого типа являются надежность и помехозащищенность. В настоящее время насчитывается более 10 трансатлантических кабельных трасс. Общая длина подводных кабелей превысила 300 тыс. км, глубина прокладки достигла 7500 м; срок службы подводного кабеля до 20 лет. Прокладка подводного кабеля и его обслуживание осуществляется специальным судном-кабелеукладчиком, или кабельным судном. Кабельные суда делятся на большие и малые. Малые кабельные суда предназначены для подъема и ремонта подводных кабелей, а также укладки участков линий длиной до 100 км и вывода кабеля на берег. Водоизмещение таких судов от 500 до 4000 т, они могут вести прокладку кабеля на глубинах до 1 км. Большие кабельные суда предназначены для прокладки кабеля на расстояния до 4000 км и глубинах свыше 1 км. Водоизмещение таких судов от 5000 до 12000 т. Кабелеукладчики имеют скорость 15–16 уз. Прокладка кабеля ведется со скоростью до 8 уз при волнении моря до 4баллов. Основными конструктивными особенностями кабельных судов являются:

- наличие сквозного прохода от носа до кормы для проводки кабеля. Протяжка кабеля осуществляется с помощью кабельных машин тягой 30 тс;

- наличие специальных емкостей для хранения и тестирования кабелей – тенксов. Тестирование кабеля проходит под рабочим давлением электромагнитным способом;

- наличие водолазного комплекса, комплекса подводного телевидения, устройства для подъема и сращивания кабеля, участка для монтажа и ремонта встроенных в кабель усилителей.

Общий вид кабельного судна показан на рис. 1.18.

Заглубление кабеля в грунт ведут одновременно с его прокладкой с помощью специальных подводных заглубителей кабеля различных конструкций (пассивный нож; гидромониторный размыв; направляющие трубчатые устройства, разрушающие грунт при буксировке по дну).

Рис. 1.18. Кабельное судно

Суда снабжения буровых установок производят доставку обсадных и буровых труб, цемента, бурового раствора, топлива и пр. По назначению такие суда делятся на специализированные (например, трубовозы, цементовозы) и универсальные, которые могут использоваться как буксиры. Суда-снабженцы имеют свободную грузовую часть верхней палубы, длина которой составляет до 75 % длины судна, носовое расположение надстройки. Во избежание получения пробоин при швартовке к БУ и при маневрировании вблизи нее такие суда оборудуют двойными бортами. Длина судов-снабженцев 40–60 м, мощность ЭУ до 4000 кВт, дедвейт до 2500 т у трубовозов и до 1500 т у универсальных судов-снабженцев. На рис. 1.19 показан общий вид универсального судна этого класса.

В связи с повышением доли глубоководного бурения с 1988 г. сформулированы новые проектные требования к судам-снабженцам БУ, которые можно объединить в несколько групп:

1. Требования к главным размерениям судна (вытекают из необходимой вместимости по количеству стандартных контейнеров, бурового раствора и жидких грузов). Судно должно иметь длину 60–65 м; ширину 12, 5–13, 5 м; осадку не более 4, 3 м, что ограничено глубиной воды в портах базирования.

2. Требования к форме корпуса, способствующей снижению волновых нагрузок, улучшению мореходности, повышению управляемости и динамическому позиционированию.

3. Требования к мощности на валах – от 2, 2 до 3, 1 МВт.

Рис. 1.19. Судно снабжения буровых установок

Суда для заводки якорей (рис. 1.20) используются в основном при установке ППБУ и платформ на натянутых связях над точкой бурения. Часто функции таких судов выполняют суда-снабженцы, водоизмещение и мощность ЭУ которых достаточны для таких операций.

Рис. 1.20. Судно для заводки якорей

Важным элементом системы освоения морских шельфовых месторождений являются суда-доставщики ПБУ, которые призваны значительно сократить сроки перебазирования установок из одного района добычи в другой. Суда этого типа работают по принципу плавучих доков, имеют развитые балластные системы, грузовую палубу, длина которой составляет 70–75 % длины судна. Процесс погрузки ПБУ на судно состоит из следующих этапов (рис. 1.21):

- прием балласта, достаточного для повышения ватерлинии судна-доставщика. Ватерлиния судна должна быть такой, чтобы грузовая

Рис. 1.21. Этапы погрузки на судно-доставщик: а – ППБУ, б – СПБУ

- палуба была ниже осадки. ППБУ или высота надводной части судна с учетом надстройки в одной из оконечностей была меньше максимального клиренса СПБУ;

- взаимное позиционирование судна-доставщика и ПБУ таким образом, чтобы корпус ПБУ находился над грузовой палубой судна;

- всплытие судна и закрепление ПБУ на грузовой палубе.

На рис. 1.22 показано судно-доставщик ПБУ дедвейтом 13 000 т, длиной наибольшей 183, 2 м, шириной 36, 0 м, с высотой борта 13, 0 м, осадкой в грузу 8, 9 м и скоростью в грузу 11 уз

Рис. 1.22. Судно-доставщик ПБУ: а – после приема балласта, б – во время транспортировки СПБУ

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 Следующая ⇒