Буровые установки на натянутых связях

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 9Следующая ⇒

Плавучие буровые установки на натянутых связях, тип которых получил в англоязычной литературе аббревиатуру TLP (Tension Legs Platform), являются разновидностью ППБУ. Позиционирование этих установок осуществляется якорной системой, особенность которой состоит в том, что натяжение якорных канатов обеспечивается избыточной плавучестью установки (рис. 2.17). Избыточная плавучесть может составлять до 50 % от водоизмещения установки. Корпусные конструкции установок такого типа испытывают в основном вертикальные усилия, что приводит к отказу от распорок и раскосов между стабилизирующими колоннами (рис. 2.18). Такая форма корпуса позволяет эффективно использовать в качестве основного материала железобетон. Буровые установки на натянутых связях целесообразно использовать на глубинах 200–300 м для бурения эксплуатационных скважин и освоения мелких месторождений, где стационарные и плавучие установки других типов невыгодны.

Рис. 2.17. Установки на натянутых связях

1 – стабилизирующие колонны; 2 – верхнее строение; 3 –понтон; 4 – якорные канаты; 5 – якорные блоки

Рис. 2.18. Установка на натянутых связях с прямоугольным верхним строением

Рассматриваемый тип ПБУ может быть классифицирован по следующим признакам: по количеству стабилизирующих колонн; по форме корпуса; по типу якоря или якорей; по типу якорных канатов; по схеме работы якорных канатов. Количество стабилизирующих колонн колеблется в пределах от 3 до 8. Длина стабилизирующих колонн, составляющая большую часть высоты борта, зависит от объема понтона и необходимого клиренса установки, который, в свою очередь, зависит от высоты расчетной волны. Форма верхнего строения представляет собой, как правило, равносторонний многоугольник или окружность. В углах многоугольника располагаются узлы крепления стабилизирующих колонн. Такой симметричный относительно вертикальной оси способ организации верхнего строения способствует равномерному натяжению якорных канатов.


Рис. 2.19. Якорь-массив установки с натянутыми связями	Рис. 2. 20. Способы организации системы удержания: а – вертикальные канаты; б – наклонные канаты; в – перекрестные гибкие связи

Якорь для БУ с натянутыми связями должен надежно противостоять вертикальным усилиям в тысячи тонн. Возможно два способа организации системы якорей платформы TLP:

- установка донного якоря (массива), который в рабочем состоянии заполнен жидким балластом, и перед переходом продувается сжатым воздухом и газами и подтягивается к корпусу установки на якорных канатах;

- точная расстановка судами обеспечения нескольких якорей-массивов, аналогичных показанному на рис. 2.19.

В качестве якорных канатов, кроме обычных стальных тросов, могут применяться гирлянды стальных труб.

Предварительное натяжение якорных канатов позволяет снизить отклонения до 1 % от глубины воды, значительно уменьшить амплитуды бортовой и вертикальной качки.

Применяется несколько способов заводки якорных канатов (рис. 2.20). Вертикальные канаты удобны при использовании массивов. Наклонные и перекрестные канаты являются более сложными способами организации системы удержания, позволяющими на больших глубинаx добиться приемлемых параметров стабилизации установки. Организация системы связей платформы TLP показана на рис. 2.21.

Рис. 2.21. Система устройств обеспечения работы гибких связей платформы TLP

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.

	Рис. 2.22. Боковой вид бурового судна
Рис. 2.23. Вид сверху бурового судна

На рис. 2.24 изображено современное буровое судно «Михаил Мирчинк», характеристики которого приведены ниже:

Основные характеристики БС «Михаил Мирчинк»

Длина максимальная, м	149, 0
Ширина, м	24, 0
Осадка, м	7, 3
Дедвейт, м	7000, 0
Скорость, уз	13, 0
Экипаж, чел.
Мощность главных генераторов, МВт	12, 0
Глубина воды при бурении, м	60–300
Максимальная глубина бурения, м

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.

Рис. 2.24. Буровое судно «Михаил Мирчинк»

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

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 Следующая ⇒