Морські стаціонарні бурові установки

Освоєння родовищ нафти та газу, що залягають у надрах морського дна, передують їх пошуки і розвідка. На цих стадіях застосовуються різні методи, головним чином геофізичні. Заключним моментом всього комплексу цих робіт є буріння. Тільки свердловини відкривають доступ до підводним коморах нафти і газу.

Родовища нафти і газу, розташовані під дном моря поблизу берегової лінії, розкривають з берега або острова шляхом буріння похилих свердловин. Однак відхилення свердловини від вертикального напрямку незначні і не перевищують трьох кілометрів. Тому для розміщення бурової вишки і обладнання у морських умовах потрібні штучні споруди, або, як їх називають, нафтові підстави. Підставами служать насипні острови, стаціонарні платформи, лід, штучні залізобетонні острова, самопідйомні та долупогружні платформи, бурові судна і навіть підводні камери і човни. Два останніх типи існують поки лише в проектах. Але не виключено, що найнесподіваніші і сміливі проекти будуть реалізовані вже «на нашому століттю».

Одним з видів підстав для розміщення бурової вишки у мілководній зоні морів є штучні насипні або намивні острови. Їх споруджують з мулу, піску, щебеню, гравію, каміння або бетонних блоків та інших будівельних матеріалів.

Зведення штучних дамб і майданчиків в море для буріння нафтових свердловин відомо давно. Ще в 30-х роках такі підстави споруджувалися на Каспії, Штучні острови з’явилися пізніше. Так, в 1972 був намыт штучний острів Имерек-44. Для його створення використали несчано-гравійну суміш. Було перекачано близько 300 тис. м3 грунту, однак результат впливу течій і штормових хвиль на місці залишилася лише третя частина загального об’єму.

У 1974 р. з’явилися два нових острова, зведені фірмою «Сан ойл компані» в дельті р. Маккензі. Одні з них (Унарк) відсипали з гравію в море при глибині всього один метр. Острів розміром 122X61 м був орієнтований з півночі на південь з метою зменшення впливу сильних штормових хвиль. По периферії його укріпили мішками з піском, укладеними шаром 1,2 м, закріпленими мережкою та якірними ланцюгами. Розрахункова висота острова склала 3,7 м з урахуванням впливу характерних для району припливів, штормів і течій. На зведення острова пішло більше 40 тис. м3 гравію, більше 90 тис. мішків з піском, 4 тис. фільтрового покриття, така ж кількість металевої сітки і якірні ланцюги. На острові встановили прилади для реєстрації величини льодових навантажень і можливих деформацій. Всі роботи були виконані за два місяці.

Інше рішення було вибране для спорудження штучного бурового підстави Пеллі. Тут все обладнання вирішили розмістити на затоплених баржах, які оточили захисної бермой з дротяних ящиків (1,5X1,5X0,75 м), заповнених мішками з піском. Берма в плані утворила прямокутник (156X82 м), внутрішній простір якого було заповнено грунтом. На будівництво острова, спорудженого на глибині 2,3 м, було витрачено 3,5 тис. ящиків, в які уклали 300 тис. мішків з піском і 35 тис. м3 грунту. Баржі з’єднали загальної палубою розміром 73X26X4,3 м з поздовжньою прорізом посередині, над якою була змонтована вишка.
Давно існує спосіб розробки нафтових родовищ під дном моря за допомогою стаціонарних підстав і естакад. Всесвітньою популярністю користуються родовища, що експлуатуються в нашій країні на Каспійському морі. Ще перед Великою Вітчизняною війною на Каспії були впроваджені пальові основи трубчастої конструкції інж. Н. С. Тимофєєва з верхнім будовою з труб конструкції інж. Б. А. Рагинского, а потім підстави ригельно-пролітної конструкції, Пізніше морські бурові платформи на Касггии стали збирати з декількох великих виготовляються в заводських умовах призматичних опорних блоків і майданчиків за допомогою плавучих кранів вантажопідйомністю 100 т і більш. З кожної з таких платформ можна було пробурити до 10 похило спрямованих свердловин. Застосування таких платформ обмежувалося глибиною моря 25 м.

Другий етап будівництва морських споруд на Каспії характеризується широким застосуванням нафтопромислових естакад. Основна частина естакади — велике стаціонарне підставу, що використовується для причалювання суден, розміщення обладнання, інструменту та матеріалів, житлових і виробничих приміщень. З підставою з’єднані естакади, по обидва боки яких споруджені майданчики для кущового буріння. По естакадах прокладено трубопроводи і пересуваються транспортні засоби.

В деяких зарубіжних країнах також є морські нафтові промисли, влаштовані на стаціонарних підставах, але глибина моря зазвичай не перевищує 10-15 м. Гідністю естакадного способу є відносно невелика залежність експлуатації нафтопромислу від морських умов.

Використання льоду в якості бурового підстави може служити одним з економічно вигідних рішень в умовах Арктики і Антарктики. При цьому бурові вишки слід будувати в таких районах, де відсутні зрушення і дрейф льоду, тобто переважно в затоках, між островами і в прибережно-морських зонах. Для установки важких сталевих конструкцій і розміщення бурових труб і обладнання товщину льоду штучно нарощують шляхом наливу його поверхні водою.

Навесні 1973 р. поблизу о-ва Эллеф Рингес на відстані 2-8 км від берега велося успішне буріння на нафту з льоду при глибині води 42-88 м. Товщина льоду в місці буріння (1,8—2,4 м) виявилася достатньою для роботи на ньому стандартної 150-тонної бурової вишки протягом восьми днів, за які були пробурені чотири свердловини на проектну глибину (254-518 м).

Так, для цілорічної роботи в південній частині моря Бофорта запропонована платформа «Монопод». Вона складається з палубного блоку, змонтованого на колоні, що спирається на кругле підставу (діаметр 100 м, висота 7 м), що встановлюється на день при заповненні баластних відсіків. Для захисту від ударів крижин під час транспортування служить зовнішнє бетонне кільце товщиною 1,5 м, яке одночасно є постійним баластом для збільшення остійності колони. Всередині центральної колони (діаметр 9 м, висота 24 м) проходить бурової стовбур. Палубний вузол (25X50 м) несе на трьох рівнях всі бурове устаткування для проходки свердловин глибиною до 6 тис. м. Вся платформа важить 15 тис. т. Вона призначена для буріння свердловин на глибинах до 12 м Для встановлення платформи на дні готується виїмка, в яку підставу занурюється повністю уникнути пошкодження рухомим льодом. Таким чином, дії льоду піддається лише вертикальна потужна, відносно вузька колона. За закінчень робіт платформа дебалластируется; гідромонітори розмивають грунт, усуваючи ефект присмоктування днища платформи до дна. Спочатку до рівня поверхні води подвсплывает один край підстави, потім — вже все основу. Повна баластування проводиться 8а 12 годину, а операції з переказу платформи з робочого стану в транспортний — за три дні. Конструкція «Монопод» порівняно проста, її можна виготовити в заводських умовах, вона безпечна в роботі і дозволяє вести буріння в несприятливих умовах, наприклад в Арктиці.

Фірмою «Термодайнамик енд К» (США) розроблено проект пересувної бурової платформи, призначеної для кущового буріння 32 свердловин. Платформа вагою 16 тис. т розрахована на роботу на глибинах до 20 м. В проекті передбачено використання замерзлої води для додання міцності корпусу платформи, що спирається на дно. Морська вода закачується в вертикальні сталеві труби (діаметром 12 м) і є баластом для занурення установки, а потім вже заморожується за допомогою холодильного обладнання. В цілому конструкція штучного «крижаного острова» являє собою два усічені конуси, звернених вершинами один до одного: нижній руйнує лід, а верхній — відводить крижини. У підстави центральної труби розміщені насосні відділення, в її верхній частині — машинні відділення. Чотири труби (діаметром 2,4 м кожна), що розташовані поруч з центральною і служать кондукторами для буріння свердловин, причому кожна обслуговує вісім окремих свердловин. Для переміщення острова на нову точку буріння буде потрібно не більше двох тижнів, протягом яких буде растапливаться лід і відкачували воду з баластних відсіків. Для буксирування платформи потрібні чотири буксири по 7 тис. л. с. кожен з використанням тросів завдовжки по 750 м.

Відомий ще один вид бурової установки для роботи в льодових умовах, розроблений американськими фірмами. Її корпус має в розрізі форму усіченого конусу з меншою основою внизу. Нахил утворює в районі ватерлінії дорівнює 57°, що дозволяє бурової установки під дією сил стиснення видавлюватися з води до тих пір, поки під її вагою не розкришиться лід. Над точкою буріння установку утримують вісім якорів (вагою по 13,6 т) і якірних ланцюгів (діаметр 84,6 мм, довжина 860 м), намотуваних на лебідки, що мають привід потужністю 20 л. с. Для місцевих пере мощень на підставі передбачені два рушія з приводом потужністю 350 л. с. Установка розрахована для роботи на глибинах до 180 м при товщині льоду до 1,2—1,4 м. На палубі, крім бурової вишки, встановленої над центральною шахтою, і бурової лебідки, є два крана по 35 т. Тут же знаходяться житлові приміщення для 40 осіб обслуговуючого персоналу, Бурові насоси і допоміжне устаткування розміщені всередині корпусу.

Посилання на основну публікацію