.

Самоподъемные плавучие буровые установки

Классификация плавучих буровых установок — тип плавучих буровых установок (ПБУ, вид морского нефтегазового сооружения (МНГС)), используемый при разведке и добыче углеводородов в открытом море для строительства поисково-оценочных, разведочных и добычных скважин.

Используются на глубинах от 60 до 3 658 м. В зависимости от максимально допустимой глубины моря в точке бурения подразделяются на Midwater (60—1 219 м), Deepwater (до 2 286 м) и Ultra-deepwater (свыше 2 286 м).

По состоянию на 2018 год различают 7 поколений ППБУ. Принадлежность ППБУ к тому или иному поколению определяется её годом постройки, техническими характеристиками и комплексом технологического и бурового оборудования.

Назначение, область применения, основные типы и компоновка ПБУ

Классы и типы плавучих буровых средств

Плавучие буровые средства предназначены для бурения скважин на нефть и газ на месторождениях континентального шельфа. В настоящее время построены и эксплуатируются плавучие средства следующих типов.

Тип I. Погружные плавучие буровые установки, состоящие из нижнего водоизмещающего корпуса и жестко связанной с ним верхней (рабочей) площадки, с которой ведется бурение. В рабочем состоянии нижний корпус заполняется водой и погружается на дно; верхняя площадка остается на определенном уровне над поверхностью воды.

Тип II. Самоподъемные плавучие буровые установки имеют корпус, обладающий достаточной плавучестью для безопасной транспортировки всей установки с оборудованием и запасами к месту бурения. На точке бурения корпус поднимается и удерживается на заданной высоте над уровнем воды с помощью специальных подъемных механизмов и колонн, опирающихся на морское дно (рис. 1—3).

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 1 Плавучая буровая установка (ПБУ) 1 800/15 «Апшерон» в рабочем положении

Тип III. Плавучие буровые платформы полупогружного типа имеют корпус, состоящий из понтонов, и верхнюю (рабочую) площадку, связанные между собою стабилизирующими колоннами (поэтому их иногда называют платформами со стабилизирующими колоннами). В рабочем состоянии понтоны погружены на 20—25 м под воду; при этом резко сокращается площадь действующей ватерлинии и уменьшается влияние волнения моря на платформу. Полупогружные платформы удерживаются на точке бурения с помощью якорей или системы динамической стабилизации.

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 2 Плавучая буровая установка (ПБУ) 3 000/20 «Азербайджан» во время перевода из транспортного положения в рабочее

Тип IV. Буровые судаСуда технического флота удерживаются над точкой бурения с помощью якорей или системы динамической стабилизации.

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 3 Плавучая буровая установка (ПБУ) 6 000/60 «Бакы» в рабочем положении

До настоящего времени еще не выработана единая классификация этих установок в международном масштабе и поэтому в различных источниках информации плавучие буровые средства классифицируются по-разному. Целесообразно классифицировать плавучие буровые средства в зависимости от их рабочего (эксплуатационного) положения в процессе бурения скважин.

С этой точки зрения все типы плавучих буровых средств можно разбить на два класса.

  1. 1-й класс:
    • плавучие буровые средства, опирающиеся на морское дно. К ним относятся погружные и самоподъемные плавучие буровые установки.
  2. 2-й класс:
    • плавучие буровые средства, с которых ведется бурение скважины в положении на плаву. К ним относятся буровые суда, полупогружные платформы.

По зарубежным данным 1965-1970 гг., американские специалисты рекомендовали использовать плавучие буровые средства в зависимости от глубины моря:

  • Погружные — до 45 м;
  • Самоподъемные — от 15 до 75 м;
  • Полупогружные установки и буровые суда на якорях — 30-200 м;
  • Полупогружные установки и буровые суда с динамической системой стабилизации > 200 м.

По мере развития техники, приобретения опыта меняются и рекомендации. В настоящее время созданы плавучие буровые установки самоподъемного типа для глубин моря до 120 м. Созданы проекты таких установок до 180 м.

Химовоз Scanbio Orateca
Химовоз Scanbio Orateca, Каттегат

Выбор класса буровых средств для различных глубин моря определяется экономическими факторами — стоимостью 1 м проходки или стоимостью пробуренной скважины. На стоимость 1 м проходки влияют стоимость строительства установки для бурения и эксплуатационные расходы, которые в свою очередь зависят от затрат на содержание установки и средств обслуживания. На стоимость 1 м проходки существенно влияют простои из-за плохих метеоусловий.

Стоимость арендной платы за сутки (долл.), которая в основном определяется стоимостью строительства установки, для различных типов плавучих средств бурения по зарубежным данным за 1973—1974 гг. приведена ниже:

  • Самоподъемные ПБУ — 6 500-9 000;
  • Полупогружные платформы — 8 000-11 500;
  • Буровые суда — 9 000-13 000.

Наиболее низкую стоимость арендной платы имеют самоподъемные ПБУ, поэтому применение их в соответствующих диапазонах глубин моря предпочтительнее.

При оценке других экономических факторов следует учитывать, что самоподъемные плавучие буровые установки характеризуются высоким коэффициентом использования календарного времени для выполнения буровых операций, поскольку бурение может производиться практически при любых метеорологических условиях. По данным зарубежных источников, полезное время использования сооружения на точке бурения для полупогружной платформы составляет менее 75%, в то время как для самоподъемных установок оно превышает 85%. Это преимущество, а также отсутствие сложной системы управления якорными канатами или динамической системы стабилизации являются достоинствами самоподъемных установок. Этим, очевидно, и объясняется то, что число фирм, строящих самоподъёмные ПБУ, непрерывно растет.

Танкер Onyx
Танкер Onyx, Балтийское море

Эксплуатировать плавучие буровые средства, опирающиеся на морское дно, гораздо удобнее, так как обслуживающий персонал может работать в условиях, аналогичных условиям при бурении на суше. К преимуществу самоподъемных плавучих буровых установок по сравнению с погружными относится широкий диапазон глубин моря. Так, ПБУ «Азербайджан» работает на глубинах моря от 5 до 20 м, ПБУ «Бакы» — на глубинах от 20 до 60 м.

Конструкция и принципы работы самоподъемных ПБУ

Самоподъемная плавучая буровая установка представляет собой корпус-понтон, являющийся одновременно и производственной площадкой. На понтоне размещаются: технологическое и энергетическое оборудование, инструменты и запасы материалов, жилые и служебные помещения, склады, площадка для вертолетов и др. Установка имеет колонны, опирающиеся в рабочем положении на морское дно и удерживающие корпус со всем оборудованием и запасами на заданной высоте над поверхностью воды. В транспортном положении (когда установка находится на плаву) опоры подняты над палубой понтона. Специальные подъемные устройства служат для перевода ПБУ из транспортного положения в рабочее и обратно.

Предлагается к прочтению: Универсальный атомный ледокол

ПБУ самоподъемного типа различаются по конструкции и форме корпуса, числу опорных колонн и их конструкции, а также по конструкции подъемных механизмов. В настоящее время ПБУ в основном строят с корпусами, имеющими в плане прямоугольную и треугольную формы; встречаются также корпуса пяти- и шестигранной формы. По количеству опорных колонн ПБУ могут быть трех-, четырех-, шести-, восьми-, десяти- двенадцати- и четырнадцатиколонные. Опоры ПБУ (вертикальные или наклоняемые) могут быть выполнены в виде колонн (круглого и четырехугольного сечения) со сплошными стенами или решетчатых конструкций (в виде трех- и четырехгранных пространственных форм).

Танкер Sten Moster
Танкер Sten Moster, Северное море

В настоящее время ПБУ проектируются в основном с вертикальными опорами. Однако при больших глубинах моря для увеличения базы сооружения и, следовательно, повышения устойчивости установки в рабочем положении за рубежом спроектированы и построены ПБУ с наклоняемыми опорами.

Для перевода самоподъемной ПБУ из транспортного положения в рабочее и обратно, т. е. для спуска опорных колонн, задавливания их в грунт и подъема корпуса на необходимую высоту над уровнем воды, спуска корпуса на воду после завершения бурения, выдергивания и подъема опорных колонн, применяются гидравлические и механические подъемные механизмы.

Полный цикл работы ПБУ самоподъемного типа состоит из следующих операций (рис, 4):

  • транспортировка ПБУ к намеченной точке бурения;
  • подготовка ПБУ к установке на точку бурения;
  • спуск опорных колонн до дна моря;
  • задавливание опорных колонн в грунт;
  • подъем корпуса ПБУ на заданную высоту над уровнем моря;
  • стопорение подъемников и подготовка к бурению скважин;
  • бурение скважин;
  • подготовка к переводу ПБУ в транспортное положение;
  • спуск корпуса ПБУ на воду;
  • выдергивание и подъем опорных колонн;
  • подъем опорных колонн в транспортное положение.
Классификация плавучих буровых установок
Рис. 4 Полный цикл работы: а — ПБУ в исходном положении до установки на точку бурения; б — опорные колонны опущены до дна моря; в — опорные колонны «задавлены» в грунт; г — ПБУ поднята на заданную высоту над уровнем воды — исходное положение для бурения скважины; д — бурение скважины; е — бурение скважины завершено; установлен блок-кондуктор (только в случае сохранения ствола скважины); ПБУ готова к спуску на воду; ж — корпус ПБУ спущен на воду; з — опорные колонны выдернуты из грунта; и — опорные колонны подняты в транспортное положение, ПБУ готова к переходу на новую точку бурения

Если ствол скважины не ликвидируется (при бурении эксплуатационных скважин), после окончания бурения устанавливается блок-кондуктор, к которому крепится ствол скважины.

Поскольку основным эксплуатационным режимом ПБУ является бурение скважин, конструкция установки должна в первую очередь обеспечивать выполнение технологических процессов по проводке скважины, включая:

  1. строительство и обустройство устья скважины;
  2. бурение скважины заданной глубины;
  3. приготовление, хранение, циркуляцию и дегазацию бурового раствора, очистку бурового раствора от выбуренной породы (шлама);
  4. исследование и анализ кернов выбуренной породы и бурового раствора;
  5. приготовление цементного раствора для заливки обсадных колонн;
  6. цементирование обсадных колонн: кондуктора, промежуточных и эксплуатационных колонн;
  7. прием и транспортировку пневмотранспортом сыпучих материалов (цемента, барита, бентонита) к потребителям и хранение сыпучих материалов в бункерах;
  8. электрометрические каротажные работы в процессе бурения скважины;
  9. опробование нефтеносных пластов на приток нефтепродуктов;
  10. сбор выбуренной породы (шлама) для нейтрализации или последующего вывоза на береговые приемные пункты с целью предотвращения загрязнения морской среды;
  11. сжигание продуктов опробования скважины с целью предотвращения загрязнения морской среды.

На ПБУ должно быть предусмотрено оборудование для сбора, очистки и нейтрализации сточных вод с целью предотвращения загрязнения морской среды.

Факторы, определяющие основные размеры и архитектурный тип ПБУ

Основное назначение ПБУ — проводка разведочных скважин — определяет состав и параметры технологического оборудования, которое наряду с гидрометеорологическими условиями эксплуатации, глубиной моря и автономностью является основным критерием при выборе размеров и архитектурного типа ПБУ. Технологическое оборудование предназначается для обеспечения технологических процессов, приведенных выше.

Ниже рассматривается только та часть технологического оборудования, которая имеет значительную массу и размеры и является определяющей для установления площадей и объемов помещений и открытых пространств ПБУ.

Танкер Fjellstraum
Танкер Fjellstraum, Норвежское побережье

Комплекс оборудования, необходимый для бурения скважин роторным или турбинным способом, имеет характеристики, устанавливаемые и зависящие от глубины бурения. Буровая вышка, ротор и спускоподъемный агрегат этого комплекса размещаются на подвышенном портале, а буровые насосы в трюме. Комплекс оборудования для приготовления, хранения и циркуляции бурового раствора, а также устройства для дегазации и очистки бурового раствора от выбуренной породы размещаются в непосредственной близости к повышенному порталу. Обычно оборудование для приготовления и цистерны для хранения бурового раствора размещаются в трюме, а устройства для дегазации и очистки бурового раствора устанавливаются на палубе ПБУ.

Комплекс оборудования для приготовления, нагнетания и продавки цементного раствора в скважину располагается в трюме.

Комплекс оборудования для хранения и транспортировки порошкообразных материалов и компрессорная станция системы пневмотранспорта для технологических нужд размещаются в трюме. Оборудование для электрометрических исследований скважины, включающее каротажный подъемник и измерительную аппаратуру, устанавливается, как правило, на уровне, близком к уровню стола ротора. Измерительная аппаратура располагается в закрытом помещении вблизи от каротажного подъемника.

На главной палубе ПБУ размещаются стеллажи для хранения запасов бурильных и обсадных труб — трубная площадка. Для ее обслуживания и для других грузовых операций на палубе устанавливают грузовые краны.

Конструкция подвышенного портала и его размещение на корпусе ПБУ определяются:

  • возможностью размещения на нем и под ним необходимого технологического оборудования;
  • возможностью снятия ПБУ с точки бурения;
  • условиями закрепления ствола скважины после снятия ПБУ с точки бурения;
  • числом скважин, которые предполагается пробурить с ПБУ без ее перестановки.

Для сохранения надводной части ствола скважины после снятия ПБУ с точки бурения, а также для обеспечения бурения нескольких скважин без перестановки ПБУ применяется подвышечный портал, перемещаемый вдоль и поперек корпуса. В этом случае при проводке скважин подвышечный портал размещается над проемом в корпусе, который обычно имеет прямоугольную в плане форму по всей высоте корпуса. Длина проема зависит от расположения бурового оборудования на подвышечном портале и его положения относительно корпуса при проводке скважин, а также от габаритных размеров при­меняемого противовыбросового оборудования. Ширина проема определяется условиями снятия ПБУ с точки бурения и способом закрепления скважины на блок-кондукторе после смятия ПБУ с точки бурения, а также габаритными размерами противовыбросового оборудования.

Танкер Stolt Cormorant
Танкер Stolt Cormorant, Северное море

Следует учитывать, что на глубинах моря до 20 м ствол скважины может в течение некоторого времени оставаться свободностоящим и крепиться к блок-кондуктору после отвода ПБУ от точки бурения. На глубинах моря более 20 м ствол скважины необходимо закреплять на блок-кондукторе. ПБУ для указанных глубин моря выполняются с проемом, ширина которого позволяет ввести часть блок-кондуктора или кронштейны для крепления ствола скважины.

При глубинах моря более 70 м трудно сохранить ствол скважины. Например, при глубине моря 100 м для закрепления ствола скважины требуется блок-кондуктор с массой около 1 000 т, установка которого экономически нецелесообразна. В этом случае для сохранения скважины применяется подводное устьевое оборудование для бурения, а надводная часть ствола скважины демонтируется до снятия ПБУ с точки бурения. Такой способ проводки скважины позволяет выполнить подвышечный портал неподвижным и располагать ствол в шахте корпуса (буровая шахта). В некоторых конструкциях подвышечный портал закрепляется на выносных кронштейнах, тем самым ось бурящейся скважины выносится за пределы корпуса и проем в корпусе не делается.

Существенное значение при выборе размеров ПБУ имеют виды и количество запасов, одновременно находящихся на установке, которые в свою очередь зависят от глубины бурения, конструкции скважины и автономности. Под автономностью ПБУ следует понимать время работы установки без пополнения запасов и вывоза отходов при режиме работы, соответствующем собственно бурению. Основную массу запасов, которые необходимо размещать на ПБУ, составляют материалы и инструмент для бурения, топливо для энергетической установки, а также пресная и забортная вода.

Количество запасов материалов и инструмента для некоторых ПБУ приведено в табл. 1.

Табл. 1 Количество запасов материалов и инструментов для ПБУ
Наименование параметровПБУ 1800/5-15 «Апшерон»ПБУ 3000/5-20 «Азербайджан»ПБУ 6000/60 «Бакы»
Глубина бурения, м1 8003 0006 000
Автономность, сут303030
Запасы, т:
трубы бурильные;60150
трубы обсадные;160220
порошкообразные материалы;200450600
буровой раствор;120400600
топливо;60270440
масло;41730
пресная вода;30100100
морская вода;30100100
провизия;4912
химические реагенты;5050
буровой инструмент.121428
Итого5201 7202 180

 
Запасы топлива, пресной и забортной воды размещаются преимущественно в междудонных отсеках корпуса. Инструмент для буровых работ — в стеллажах, на подвышечном портале и в помещениях корпуса. Места размещения труб, порошкообразных материалов и цистерн бурового раствора указаны выше.

Танкер Global Princess
Танкер Global Princess, персидский залив

Кроме перечисленных запасов, на ПБУ предусматриваются отсеки и площадки для хранения отходов бурения (выбуренный шлам, остатки бурового раствора), загрязненной технологической воды, бытовых отходов и отходов энергетической установки. При определении объемов и мест расположения балластных отсеков учитывается, что балластировкой могут достигаться:

  • удифферентовка ПБУ, имеющая особо важное значение при постановке и снятии установки с точки бурения;
  • увеличение массы ПБУ для получения необходимых усилий при задавливании в грунт опорных колонн (преимущественно для трехопорных ПБУ).

Балластные отсекиГрузовые помещения и балластные цистерны стремятся размещать вблизи опорных колонн. Технологическое оборудование является основным потребителем энергии, вырабатываемой энергетической установкой ПБУ. Кроме того, энергия требуется для работы подъемников, общесудовых устройств и систем. Поэтому энергетическая установка занимает значительное место в составе сооружения по объему и массе. Последние зависят от установленной мощности и типов применяемых энергетических агрегатов. Мощность энергетических установок ПБУ изменяется в широких пределах.

Энергетическая установка является источником интенсивного тепловыделения и шума. Кроме того, возможно искрообразование из газовыхлопных трубопроводов и электрооборудования. Поэтому энергетическую установку на ПБУ необходимо удалять от устья скважины и других взрывоопасных зон, которые могут создаваться в местах расположения оборудования, участвующего в процессе проводки скважины. Для снижения влияния шума энергетическую установку необходимо по возможности удалять от жилых и служебно-бытовых помещении.

Энергетические установки обычно размещаются в средней части корпуса. Такое решение создает лучшую возможность выемки тяжелых агрегатов энергетической установки ввиду отсутствия рубок в этом месте.

Apollo
Танкер Apollo

Как было отмечено выше, ПБУ строят с тремя и большим числом опорных колонн. В последнее время преобладают ПБУ с тремя и четырьмя вертикальными опорными колоннами. ПБУ с наклоняемыми опорными колоннами для увеличения базы в рабочем положении получили ограниченное применение ввиду сложности конструкции и возможности обеспечения устойчивости сооружения другими, более простыми решениями.

Четырёхопорные ПБУ наиболее распространены для глубины моря до 60 м. Как правило, такие ПБУ имеют прямоугольный в плане корпус с опорными колоннами, расположенными по углам. Упрощение конструкции и удобство эксплуатации четырёхопорных ПБУ связаны с возможностью выполнения «задавки» опорных колонн с использованием в основном массы сооружения. Кроме того, прямоугольная форма корпуса по сравнению с треугольной при равных размерах создает более благоприятные условия устойчивости. Несмотря на указанные преимущества, с увеличением глубины моря более широко применяются трёхопорпые ПБУ. Это объясняется следующим.

С увеличением глубины моря возрастают нагрузки на опорные колонны; повышение прочности и жесткости последних достигается увеличением площади и момента инерции сечения и, следовательно, массы опорной колонны. Необходимая суммарная жесткость опорных колонн у трехопорных ПБУ может быть достигнута при меньшей суммарной массе колонн, чем у четырехопорных. Кроме того, уменьшение числа опорных колонн приводит к уменьшению числа и массы подъемников. Все это привело к преимущественному применению трехолорных ПБУ. Корпуса трехопорных ПБУ имеют преимущественно треугольную или близкую к ней форму. Опорные колонны в этом случае залавливают с помощью дополнительного водяного балласта, для чего в корпусе ПБУ оборудуются соответствующие отсеки.

Химовоз Amanda
Химовоз Amanda, Северное море

На архитектурный тип ПБУ влияют конструкция подъемника и размещение опорной колонны в корпусе. Жилые и служебно-бытовые помещения на большинстве ПБУ находятся в рубках. На некоторых ПБУ эти помещения располагаются в корпусе. При размещении жилых и служебно-бытовых помещений учитывается необходимость создания хороших условий для людей: соблюдение допустимого нормами уровня шума, обеспечение эвакуации команды при аварийных ситуациях, удобство доступа к рабочим местам. Поэтому рубки жилых и служебно-бытовых помещений размещаются в наибольшем удалении от устья скважины. Особенное влияние на архитектурный тип ПБУ оказывают размещение и устройство взлетно- посадочной вертолетной площадки.

В качестве примера ниже приведено распределение площадей на ПБУ 6 000/60:

Распределение площадей ПБУ 6 000/60
Наименование помещенийПлощадь, м2*
В трюме
Энергетическая установка340*
Насосное отделение (буровые насосы)234
Компрессорная станция технологического оборудования81
Склад хранения порошкообразных материалов270*
Отделение цементировочного комплекса162*
Цистерны запаса бурового раствора162*
Отделение электрооборудования технологического комплекса63*
Проем в корпусе в районе устья скважины245*
Балластные цистерны216*
Цистерны сточных, льяльных и фекальных вод104
Цистерны пресной воды60*
Цистерны забортной воды систем охлаждения35*
Кладовые100
На платформе
Цепной ящик30
Шпилевая78
Кладовые провизии, прачечная, сушилка78
Механическая и электрическая мастерская118
Цистерна запаса масла8
Такелажная кладовая30
Жилые и служебно-бытовые помещения
Жилые каюты в рубке I и II-го ярусов298
Красный уголок, кают-компания, столовая112
Умывальные, душевые, раздевалка, сушилки55
Лаборатории: растворов, фоторабот17
Камбуз35
Оборудование кондиционеров, щитовые23
Радиооперационная, аппаратная, аккумуляторная41
Пульт управления подъемником25
Главная палуба, подвышечный портал
Трубная площадка500
Желобная система, цистерны бурового раствора124
Подвышечный портал290
* Помещения простираются до глубины палубы.

 
Нагрузка (в тс) некоторых ПБУ дана в табл. 2.

Табл. 2 Нагрузка в тс
Статьи нагрузкиПБУ 1800/5-15 «Апшерон»ПБУ 3000/5-20 «Азербайджан»ПБУ 6000/60 «Бакы»
Корпус3551 0743 550
Оборудование помещений394954
Буровое и технологическое оборудование52170893
Судовые устройства4787282
Подъемное устройство226354698
Системы1338116
Энергетическая установка40117197
Электрооборудование и связь720218
Опорные колонны3146123 150
ЗИП и инвентарь510239
Экипаж и багажом и др.24122*
Запас водоизмещения 70138
Водоизмещение порожнем1 1002 5049 722
* Включая запас питьевой и технической воды — 110 т.

 
Таким образом, факторами, определяющими размеры и архитектурный тип, являются:

  1. возможность размещения в определенной последовательности комплексов технологического оборудования, энергетической установки, подъемников с опорными колоннами, а также жилых и служебно-бытовых помещений;
  2. обеспечение достаточных площадей и объемов складских помещений для хранения инструмента, ЗИПа, бурильных и обсадных труб, порошкообразных материалов, других сухих и жидких запасов;
  3. обеспечение устойчивости на максимальной глубине моря в рабочем положении;
  4. обеспечение остойчивости при переходе морем с максимально поднятыми опорными колоннами;
  5. обеспечение запаса плавучести и соответствующей величины надводного борта для выдергивания опорных колонн из грунта;
  6. размещение всех видов оборудования с учетом выполнения требований по взрывобезопасности помещений и открытых пространств ПБУ.

Архитектурно-конструктивный тип ПБУ

Самоподъемные плавучие буровые установки существенно отличаются по архитектурно-конструктивному типу. Как было отмечено выше, к основным отличительным элементам ПБУ следует отнести форму понтона, число опорных колонн и их конструкцию.

Из 84 построенных в 1971—1973 гт. ПБУ можно выделить следующие группы:

  • по форме понтона: прямоугольный — 54 (64,3%); треугольный — 29 (34,5%); в виде многоугольника — 1 (1,2%);
  • по количеству опорных колонн: на трех опорах — 36 (43%); на четырех опорах — 28 (34%); более четырех опор — 19 (23%);
  • по конфигурации опорных колонн: квадратные 10 (12 %); треугольные — 39 (47% ); цилиндрические — 34 (41%),

На форму и конструкцию корпуса понтона влияют технология и условия постройки и транспортировки ПБУ к месту эксплуатации. При расположении завода-строителя и района эксплуатации в различных морских бассейнах появляется необходимость транспортировки ПБУ частями, при этом наиболее целесообразно создание модулей. Под модулем понимается часть конструкции корпуса, обладающая положительной плавучестью и остойчивостью, в которой монтируется и испытывается по возможности законченный комплекс оборудования. Готовые модули транспортируются к месту достройки и эксплуатации ПБУ водными путями.

Рассмотрим некоторые характеристики ПБУ.

ПБУ 1 800/15 «Апшерон», построенная в 1966 г., предназначена для бурения структурных, поисковых и разведочных скважин. Расположение помещений и оборудования показано на рис. 5. Особенностью расположения помещений на ПБУ «Апшерон» является сосредоточение энергетической установки и технологического оборудования в кормовой части, вблизи оси бурящейся скважины. Такое решение обеспечило нормальный поток технологических материалов, снижение шума в жилых помещениях.

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 5. Расположение оборудования на ПБУ 1 800/15 «Апшерон»: 1 — ротор; 2 — лебедка; 3 — редуктор; 4 — электрический двигатель; 5 — вертолетная площадка; 6 — кран; 7 — глиномешалка; 8 — рубка для размещения бурового оборудования; 9 — радиорубка; 10 — каротажная лебедка; 11 — каюта на два человека; 12 — шпиль; 13 — бытовые помещения; 14 — люки помещений для сыпучих материалов; 15 — стеллаж для труб; 16 — вибросито; 17 — подъемник; 18 — управление превенторами; 19 — бытовые помещения; 20 — помещения для производственной одежды; 21 — каюта на четыре человек; 22 — цепной ящик; 23 — шкиперская; 24 — шпилевая; 25 — отсек для питьевой воды; 26 — отсек для топлива; 27 — котельное отделение; 28 — помещение для порошкообразных материалов; 29 — отсек для балласта; 30 — мастерская и кладовая; 31 — помещение гидросиловой установки подъемника; 32 и 38 — отсеки для глинистого раствора соответственно V=25 и 30 м³; 33 — опорная колонна; 34 — помещение главного распределительного щита и вспомогательного дизельгенератора; 35 — насосное отделение: 36 — превентерная площадка; 37 — машинное отделение; 39 — помещение электрозадвижек

С ПБУ «Апшерон» успешно проведены буровые работы, открыт и оконтурен ряд морских месторождений нефти и газа. В процессе эксплуатации ПБУ «Апшерон» получены положительные результаты; основные задачи, поставленные при создании этой установки, выполнены успешно.

Опыт эксплуатации ПБУ показал необходимость внесения ряда конструктивных улучшений: выполнение требований взрыво- и пожаробезопасности при компоновке оборудования и помещений, закрытое хранение и транспортировка порошкообразных материалов и др.

В построенных в последние годы ПБУ 6 000/60 учтен опыт эксплуатации отечественных и зарубежных ПБУ. На рис. 6 показано расположение оборудования на главной палубе, а на рис. 7 — расположение оборудования в трюмах ПБУ «Бакы». Расположение помещений в корпусе и на главной палубе этой установки выполнено с учетом функционального назначения технологического оборудования.

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 6. Элементы конструкций ПБУ «Бакы»: 1 — подвышенный портал (условно смещен на корму); 2 — проем в корпусе в районе устья скважины; 3 — буровая лебедка; 4 — ротор; 5 — вспомогательная лебедка; 6 — буровая вышка; 7 — портал подъемника; 8 — стеллаж для труб; 9 — грузовой кран; 10 — шахта погружных насосов; 11 — рубка жилых и служебно-бытовых помещений; 12 — вертолетная площадка; 13 — опорная колонна; 14 — баллон опорной колонны
Классификация плавучих буровых установок
Рис. 7. Расположение оборудования в трюмах ПБУ «Бакы»: 1 — запасные емкости бурового раствора; 2 — помещение для буровых насосов; 3 — помещение для цементировочного комплекса; 4 — помещение для хранения порошкообразных материалов; 5 — помещение компрессорной станции; 6 — энергетическая установка

Типичная конструкция корпуса трехопорных ПБУ представлена на рис. 8, а. Из рисунка видно, что сборка такого корпуса из модулей практически невозможна. Поэтому корпус изготовляется либо полностью на заводе-строителе, либо из плоскостных секций в районе эксплуатации. Такое конструктивное решение создает трудности, если завод-строитель и район эксплуатации находятся в разных бассейнах.

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 8 Трехопорные ПБУ: а — типовая конструкция корпуса; б — модульный корпус конструкции фирмы «Скаидрилл»; в — модульный корпус конструкции Гипроморлефти

Попытка преодолеть эти осложнения сделана фирмой «Скан дрилл», которой запатентован корпус трехопорной ПБУ (рис. 8, б). Конструкция предусматривает корпус, состоящий из 12 укрупненных блоков, некоторые из которых могут транспортироваться на плаву. Однако оборудование в этих блоках не может монтироваться комплектно, так как не все узлы технологических комплексов размещаются в одном блоке. Кроме того, порталы подъемников и опорные колонны монтируются после сборки корпуса. Такое решение только частично улучшает условия транспортировки и монтажа ПБУ.

Читайте также: Противопожарные системы буксирных судов

В Гипроморнефти предложена конструкция трехопорной ПБУ, состоящая из модулей (рис. 8, в). В этой конструкции модули образуются монтажными стыками, параллельными транцу. Каждый модуль в районе монтажных стыков с носовой и кормовой сторон заканчивается водонепроницаемой переборкой, которая может быть монтажной или штатной. Главные связи корпуса расположены в плоскостях, соединяющих оси опорных колонн, и в плоскостях, им параллельных. Такая конструкция позволяет создать модули, как это показано на рис. 9.

Классификация плавучих буровых установок
Рис. 9. Размещение оборудования в модулях трехопорной ПБУ: 1 — кормовой модуль (буровое и цементировочное оборудование); 2 — средний модуль, первый (помещения для хранения порошкообразных материалов и бурового раствора, компрессорная станция); 3 — средний модуль, второй (энергетическая установка); 4 — носовой модуль (жилые и служебно-бытовые помещения, якорное устройство)

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Октябрь, 05, 2019 60 0
Читайте также