|
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 |
Самоподъемные плавучие буровые установки
Самоподъемная плавучая буровая установка – ПБУ, поднимаемая в рабочем состоянии над поверхностью моря на колоннах, опирающихся на грунт. Колонны подвижны в вертикальном направлении относительно основного корпуса (понтона) (рис. 2.4–2.6). На верхней палубе понтона и в понтоне располагается технологическое оборудование и средства жизнеобеспечения. СПБУ можно классифицировать по форме понтона; по количеству опорных колонн; по форме поперечного сечения колонн и их конструкции; по конструктивному оформлению нижней части колонн; по типу подъемного механизма; по расположению буровой вышки. В настоящее время сформировались следующие формы понтона (ПБУ (рис.2.7): треугольная, прямоугольная, прямоугольная с аутригерами. Первая и последняя используются для трехопорных СПБУ. И данном случае под аутригерами понимается конструкция для размещения опорно-подъемного устройства, жестко соединенная с основным понтоном. Основное назначение такой конструкции – восприятие вертикальной и горизонтальной нагрузки от колонны и размещение подъемного устройства. Количество опорных колонн – три или четыре. Па ранних проектах СПБУ оно доходило до восьми. Конструкция колонн может быть цилиндрическая сплошностенная, ферменная или призматическая.
Рис. 2.4. Общий вид надводной части трехопорной СПБУ 1 – понтон; 2 – опорная колонна; 3 - подъемное устройство; 4 – полноповоротный кран; 5 – буровая вышка; в – консоль подвышенного портала; 7 – стеллажи для хранения труб; 8 – жилой блок; 9 - вертолетная площадка; 10 – энергетический блок
Рис. 2.5. Нижняя палуба трехопорной СПБУ
Рис. 2.6. Верхняя палуба трехопорной СПБУ
Все типы колонн имеют зубчатые рейки, которые являются частью подъемного механизма (подробнее механизм подъема описан в гл. 7 настоящего издания). Цилиндрическая колонна имеет круглую форму поперечного сечения с выступающими рейками (рис. 2.8, а). Ферменные колонны могут быть треугольными или квадратными в поперечном сечении (рис. 2.8, б, в). В углах колонн находятся зубчатые рейки. Длина ферменных колонн может достигать 180 м.
Конструктивное оформление нижней части колонны зависит от предполагаемого механизма взаимодействия колонн с грунтом: опора на грунт или проникновение в грунт. В первом случае колонны соединяются внизу общим опорным матом (такой тип опорного устройства применяется на мягких грунтах), во втором колонна заканчивается внизу башмаком определенной формы. Буровая вышка может располагаться на верхней палубе понтона или выдвигаться за корму по направляющим консолям. В последнем случае экономится площадь палубы. Ниже приведены основные характеристики крупнейших СПБУ дляработы в Мексиканском заливе и Северном море: Основные характеристики крупнейших СПБУ
Нa рис. 2.9 показан вид сбоку на платформу Galaxy с указанием размеров основных элементов (м). Основные эксплуатационные состояния СПБУ – рабочее и перехода (транспортировка). Переход осуществляется без технологических запасов или с частью технологических запасов, если СПБУ перемещается с одной точки бурения на другую в пределах одного района. Поднятые вверх колонны уменьшают остойчивость СПБУ за счет увеличения аппликаты центра тяжести установки и увеличивают силы ветрового воздействия, динамические моменты бортовой и килевой качки. В целях уменьшения перечисленных внешних воздействий колонны опускают на 0, 3–0, 4 длины, что значительно демпфирует качку.
Применение СПБУ, у которых во время транспортировки верхние секции опор снимаются и устанавливаются на палубе, позволяет существенно уменьшить динамические нагрузки на опоры и повысить остойчивость без увеличения размеров понтона. Для монтажа верхних секций при размещении буровой установки на месте бурения на палубе предусматриваются специальные подъемно-монтажные устройства. Для уменьшения длины опор при транспортировке СПБУ, предназначенных для эксплуатации на больших глубинах, разработаны конструкции с телескопическими цилиндрическими опорами. При этом полная длина выдвинутых опор составляет около 120 м, наружная опора имеет длину около 77 м и наружный диаметр около 4, 6 м, а внутренняя выдвижная опора – длину 71 м и наружный диаметр около 4, 3 м. Однако подобные конструкции для обеспечения жесткости должны иметь поперечное крепление в местах телескопического разъема. Наличие подобного крепления не позволяет осуществить полный подъем опор, что обусловливает большую осадку буровой установки при транспортировке. Существуют предложения отделить подъемный корпус от опор. В этом случае опоры преобразуются в опорный ферменный блок, аналогичный стационарным платформам. Опорный блок доставляется и скрепляется в месте бурения. Затем на него наводится понтон, имеющий подъёмники, которые стыкуются с опорным блоком, и с их помощью производится подъем понтона. Перегоны тщательно подготавливают, выбирая наиболее благоприятный маршрут. На маршруте должны быть районы, защищенные от волнения (бухты, защитные гидротехнические сооружения), где установка могла бы отстояться, встав на колонны при получении неблагоприятного метеорологического прогноза Перегон осуществляется с помощью нескольких буксиров. На СПБУ, у которых буровая вышка смонтирована на перемещающемся портале, перед перегоном портал сдвигают ближе к мидель-шпангоуту. Дополнительно тщательно проверяют закрытия вырезов на палубе, на внутренних переборках, устройства фиксации колонн. Ограничение на перегон – 5 баллов по волнению и 7 баллов по ветру. В рабочем состоянии понтон должен быть поднят над уровнем тихой воды на высоту не менее: h = 0, 6hв + hп+ Dh , где hв – высота расчетной волны; hп – перепад уровня воды в результате приливов и отливов; Dh – зазор между гребнем волны и днищем понтона. Величина Dh устанавливается в пределах от 1 до 2 м. СПБУ устанавливают с учетом наиболее вероятного направления ветра так, чтобы суммарная ветровая нагрузка была минимальной. Одной из опасностей при длительной стоянке на точке бурения является размыв грунта под одной из колонн, что приводит к ее просадке. При этом угол крена (дифферента) понтона может превысить допустимый предел в 1°, что вызывает заклинивание понтона на колоннах. Дополнительными режимами эксплуатации являются периоды перехода из одного основного режима в другой. Подъем СПБУ на колонны происходит при волнении до 3 баллов, чтобы обеспечить безударное касание дна башмаками колонн. После прекращения движения колонн вниз начинается процедура их задавливания путем небольшого подъема понтона над водой. Если количество опор равно трем, то СПБУ принимает дополнительный балласт, для чего предусматриваются балластные отсеки. На четырехопорной установке задавливание колонн происходит попарно для диагонально расположенных опор. Сначала нагружают две колонны, стоящие на одной диагонали. После их заглубления нагрузка переносится на другую пару колонн. Нагрузку при задавливании выбирают такую, чтобы она была больше максимальной эксплуатационной. Процесс задавливания сопровождается выдержкой во времени. При отсутствии дальнейшей просадки опор понтон СПБУ поднимается над водой на расчетную высоту. Рассмотрим отечественную СПБУ «Бакы» (для эксплуатации на Каспийском море) (рис. 2.10), основные характеристики которой приведены ниже, вместе с параметрами СПБУ «Арктическая» (для эксплуатации в Печорской губе Баренцева моря):
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. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-03; Просмотров: 1439; Нарушение авторского права страницы
Рис. 2.7. Формы понтона в плане:
а – треугольная; б – прямоугольная;
в – прямоугольная с аутригерами
Рис. 2.8. Формы поперечного сечения опорных колонн:
а – круглая цилиндрическая с выступающими рейками; б – квадратная ферменная; в – треугольная ферменная
