Глава 3. Плавучие буровые средства (пбс)

Бурение нефтяных и газовых скважин в условиях моря и кон­тинентального шельфа осуществляют при различных глубинах моря, со­стоянии грунта, волнении моря, ледовой обстановке и других факторах с буровых судов, барж, плавучих установок самоподъемного, полупогруж­ного и погружного типов. Один из основных факторов выбора типа ПБС -глубина моря на месте бурения. Плавучие установки полупогружного ти­па применяют для геологоразведочных работ при глубинах моря до 300 м с якорной системой удержания над устьем бурящейся скважины и более 300 м с динамической системой стабилизации.

Буровые суда (БС) используют в основном для бурения поисковых и разведочных скважин в отдаленных районах при глубинах моря 1500 м и более. Высокая скорость передвижения (до 25 км/ч) обеспечивает бы­строе перебазирование с законченной скважины на новую точку, однако они ограничены в работе в случае волнения моря. Бурение скважин с пла­вучих установок полупогружного типа (ППБУ) осуществляют при значи­тельно большем волнении моря, однако ППБУ имеют малую скорость пе­редвижения с пробуренной скважины на новую точку.

Плавучие буровые средства классифицируют прежде всего по спо­собу их установки над скважиной в процессе бурения, разделяя на два ос­новных класса: опирающиеся при бурении на морское дно и находящееся при бурении в плавучем состоянии. К Iклассу относят плавучие БУ само­подъемного (СПБУ) и погружного (ПУ) типов, ко IIклассу - полупогруж­ные буровые установки (ППБУ) и буровые суда (БС).

СПБУ имеют большие корпуса, значительный запас плавучести (экипированы всем оборудованием, инструментом, материалами). При буксировке опоры подняты, а на точке бурения опоры опускаются на дно и задавливаются в грунт; корпус поднимается по этим опорам на расчет­ную высоту над уровнем моря.

ПУ применяют на мелководье. При заполнении водой нижних корпу­сов либо стабилизирующих колонн они устанавливаются на морское дно.

ППБУ и БС в рабочем состоянии находятся на плаву и удержива­ются якорными системами или системами динамической стабилизации.

3.1. Самоподъемные плавучие буровые установки (спбу) Назначение и типы спбу

Такие установки применяют главным образом в разведочном бу­рении в акваториях при глубинах моря 30-120 м. СПБУ состоят из пла­вучего понтона (это корпус установки) и трех и более выдвижных опор­ных колонн, размещающихся в углах корпуса при числе колонн 3-5 и длинных сторонах корпуса при шести и более опорах.

80

На корпусе СПБУ размещают технологическое, энергетическое и вспомогательное оборудование, технологические материалы, топливо, питьевую и техническую воду, инструмент, трубы, жилые и служебные помещения, склады, вертолетную площадку и т.д. При транспортировании СПБУ перемещается с поднятыми и закрепленными опорами. На точке бурения колонны с помощью подъемных устройств опускают, и корпус с установленным оборудованием, материалами, инструментом поднимается по опорным колоннам на высоту, исключающую удар волны о днище кор­пуса. Возвышение днища над уровнем спокойной воды регламентируется Правилами Регистра РФ. Его определяют с учетом астрономических и штормовых приливов не менее чем на клиренс (в м):

Н = 0,6h₅₀+1,5,

где h₅₀ - экстремальная высота волны 50-летнего шторма для данного района моря, м.

СПБУ различают в зависимости от конструктивных особенностей: по конструкции опорных колонн и подъемных устройств. На выбор числа опорных колонн влияют: глубина моря, гидрометеорологические условия, способ задавливания опорных колонн в грунт и их извлечения из грунта, характер морского дна, общая масса поднимаемого корпуса, технологич­ность и трудоемкость изготовления и др.

На больших глубинах возрастают волновые нагрузки на колонны.

С целью обеспечить прочность на изгиб большой длины колонн тре­буется увеличение ее поперечного сечения, поэтому на глубинах более 60 м в установках применяют не более четырех опор со значительным пре­обладанием установок с тремя опорами; начиная с глубины 90 м используют установки только с тремя опорами.

На глубинах до 45 м применяют установки с цилиндрическими опорами (примерно 65-70 %) и в диапазоне глубин от 45 до 75 м - уста­новки с цилиндрическими и ферменными опорами; на глубинах свыше 75 м используют установки только с ферменными опорами. Конструкции ферменных опор проектируют прямоугольной, квадратной и треугольной формы. Наиболее удачная конструкция - опора треугольного сечения, она вписывается в треугольную форму корпуса и имеет относительно мень­шее число элементов, подверженных воздействию волн. Нижние концы опор заканчиваются башмаками или общей опорной плитой, связываю­щей опорные колонны между собой.

Имеются подъемные устройства, состоящие из пары ведущих ко­лес, находящихся в зацеплении с двойной зубчатой рейкой. Число пар ве­дущих колес может быть от двух до шести и более в зависимости от гру­зоподъемности подъемной системы СПБУ. Отличительная особенность этих устройств - непрерывный подъем корпуса, при этом исключаются паузы в процессе подъема платформы СПБУ. Подъем и спуск опор могут осуществляться одновременно и раздельно. Привод зубчатой шестерни

81

имеет надежный дисковый тормоз с встроенным редуктором и поворот­ным механизмом, обеспечивающим подъем и спуск платформы со скоро­стью 0,4-0,9 м/мин. Имеются спускоподъемные устройства, позволяющие осуществлять спуск и подъем опор со скоростью 0,46-1,37 м/мин (СПБУ «Летурно»).