Буровые вышки, применяемые в морском бурении за рубежом

Применяемые в морском бурении за рубежом буровые вышки можно разделить на две группы: буровые вышки, устанавливаемые на стационарных платформах; буровые вышки, устанавливаемые на плаву­чих средствах (СПБУ, ППБУ, БС). Применяют в основном три типа вы­шек: стандартные вышки (в терминологии, применяемой в РФ, башен­ные); специальные вышки; портативные мачтовые.

Специальные вышки, в том числе для кустового бурения, могут быть пирамидальные квадратного или прямоугольного сечения и состоять из решетчатых или фермерных узлов. Размеры их и грузоподъемность ус­танавливаются заказчиком. Вышки собирают в промысловых условиях с помощью болтов, пальцев или сваривают. Размеры вышек определяют в зависимости от количества скважин, предусматриваемых бурением со стационарной платформы. При бурении очередной скважины на кусте с платформы талевая система устанавливается по центру скважины пере­мещением кронблока. Применяются и другие виды специальных вышек, конструкция которых определяется по требованиям заказчика (склады­вающиеся конструкции и др.).

Портативные мачтовые вышки без оттяжек для плавучих средств представляют собой металлические конструкции прямоугольной формы с тремя или четырьмя опорными точками. Собираются на болтах, пальцах или с помощью сварки. Эти вышки устанавливаются на основаниях для плавучих средств, конструкция которых проектируется из расчета установки на них вышки, оборудования для бурения, подсвечника, ротора и т.д. и способности основания воспринимать нагрузки от установленных на нем механизмов и уз­лов, и нагрузки, связанные с плавсредством. Башенные и мачтовые вышки, устанавливаемые на плавсредствах, рассчитывают с учетом воздействий ди­намических нагрузок от внешних сил при качке плавсредства.

Расчетные нагрузки и их сочетания определяют в соответствии с рекомендациями APIи др. Исходными данными для проектирования яв­ляются выданные заказчиком параметры боковой (бортовой), носовой

141

(килевой) и высотной (вертикальной) качек с указанием их периода для каждого сочетания нагрузок.

В табл. 3.10 приведены рекомендации APIпо нагрузкам на вышке.

Таблица 3.10

Расчетные сочетания нагрузок для морских башенных вышек и матч

Показатели	Рабочее состояние с частичной за­грузкой подсвеч­ника	Пребывание в ожидании хоро­шей погоды при заполнении под­свечника	Штормовой ве­тер при отсутст­вии свеч за пальцем	Транспорти­ровка с опу­шенной мачтой
1	2	3	4	5
Необходимая на­грузка на крюке Вертикальная и го­ризонтальная со­ставляющие натя­жение в неподвиж­ной и подвижной ветвях талевого ка­ната и соответст­вующая нагрузка на крюке	Учитывается	-	-	-
Вес оборудования	При заполнении 60% объема под­свечника	Полный вес обо­рудования с 100%-ным заполнением подсвечника	Полный вес обо­рудования без свечи на под­свечнике	Полный вес оборудова­ния
Ветер, узлы	50	70	100
Угол бортовой качки 0 с периода Т, при соответствующем расстоянии zдля каждого состояния	При 60%-ном за­полнении объема подсвечника	При 100%-ном заполнении объе­ма подсвечника	Воспринимается вышкой и талевой системой
Угол килевой качки φ с соответствую­щим периодом кач­ки Тр (в с) и рас­стоянием Z	То же	То же	Учитывается
Центр талевой системы	В крайнем верх­нем положении	В нижнем крайнем положении		-
Высота вертикаль­ной качки Н с пе­риодом Th(в с), м	Воспринимается вышкой с 60%-ной нагрузкой подсвеч­ника в сочетании с максимальной боко­вой и килевой кач­ками либо в сочета­нии с другими худ­шими вариантами нагружения (распо­ложение металло­конструкций не по центру качки и др.)	Полный комплект свеч за пальцем с оборудованной талевой системой	Воспринимается вышкой с тале­вой системой	Учитывается

142

Продолжение табл. 3.10

1	2	3	4	5
Горизонтальная реакция от наклон­ного расположения свеч за пальцем	При 60%-ной за­грузке подсвечни­ка	При 100%-ной загрузке подсвеч­ника	-	-
Горизонтальная реакция от ветровой нагрузки на свечи	То же	При 100%-ной загрузке подсвеч­ника и скорости ветра 70 узлов		-

Параметры, входящие в техническую характеристику вышек и мачт

Условия	Рабочее состояние	Ожидание благоприятной погоды	Чрезвычайные условия
Максимальная статическая нагрузка на крюке	+	-	-
Максимальное число свечей и диаметр труб, устанавливаемых на подсвечник	+	-	-
Максимальные значения одновременно действующих факторов Максимальная рабочая нагрузка на крюке	+ +	- -	- -
Скорость ветра	+	+	+
Угол бортовой качки и период	+	+	+
Угол килевой качки и период	+	+	+
Высота качки и период (вертикальная качка)	+	+	+
Требуемый объем подсвечника	+	+	-

При подъеме и опускании мачт учитывают вес мачты (оснащен­ной), нагрузку на кронблок, нагрузки от натяжения канатом при подъеме и талевого каната.

Ведущими фирмами по проектированию и изготовлению вышек, устанавливаемых на стационарных платформах и плавучих средствах, яв­ляются фирмы США: «Ли С. Мур», «Бранхиминдастриз», «Скейтоп Брюстер».

Вышки изготовляют с допустимой нагрузкой на крюк до 4540 кН высотой до 49 м, базой до 12,2x12,2 м. Качка допускается до 10° с труба­ми и до 30° без труб и период качки до 10 с.

143