Морская буровая скважина.
Морская буровая скважина — это цилиндрическая вертикальная или наклонная выработка, проходимая с помощью буровой установки со дна моря вглубь земной коры. Скважина имеет начало (устье), дно (забой) и ствол. Глубина ее бурения зависит от залегания нефтегазоносных пластов и при среднем значении в 2 — 3 тыс.м может достигать 6 — 8 тыс.м.
Строительство и эксплуатация инженерных сооружений на шельфе осуществляются в иных условиях, чем строительство и эксплуатация портовых сооружений. Незащищенность акватории, большие глубины и удаленность от береговой базы приводят к тому, что инженерные сооружения на шельфе подвергаются значительным воздействиям окружающей среды. В арктических морях такие сооружения испытывают различные виды ледового воздействия, в том числе давление дрейфующих ледовых полей, удары отдельных льдин. При этом толщина ледяного поля может достигать 2 - 3 м.
Сложные погодные условия вынуждают производственные бригады сводить к минимуму объем сборочно -монтажных и других работ, выполняемых непосредственно в открытом море. Требования высокой степени готовности и транспортабельности сооружения к месту установки сказываются на выборе конструктивных решений. В связи с необходимостью длительной транспортировки сооружениям придают качества, свойственные объектам судостроения: плавучесть, остойчивость, непотопляемость и пр. Плавучие сооружения оснащаются балластными системами, обеспечивающими их безопасный перевод из транспортного в эксплуатационное состояние.
Высокие требования предъявляются и к технологиям морских работ, время на выполнение которых может быть жестко ограничено погодными условиями. К их числу относятся технологии ведения свайных, монтажных, трубоукладочных и других видов работ.
В связи с удаленностью инженерных сооружений от береговых баз снабжения, возможными перерывами в их снабжении из-за тяжелых штормовых или ледовых условий, такие сооружения должны обладать достаточной автономностью, имея достаточные запасы топлива, материалов, снабжения для обеспечения работы и быта персонала, проведения аварийных и спасательных работ.
Стальные стационарные платформы
Особенностью рассматриваемых сооружений является наличие стальной ферменной конструкции, проницаемой для волн и течений, что дает основание называть их платформами со сквозным опорным блоком.
Классификация стальных стационарных платформ по конструктивному признаку
На свайном основании
На нескольких опорных блоках
С опорным моноблоком
Со сваями, забитыми через колонны
Со сваями, забитыми через колонны и окаймляющими
С окаймляющими сваями вокруг опорных колонн
Со сваями в низком ростверке
На погружном понтоне или башмаках
С железобетонным понтоном – нефтехранилищем
С железобетонным понтоном и сваями оболочками
В виде мачты с оттяжками
Со сваями
Без использования свай
Стальные стационарные платформы на свайном основании.
Такие платформы являются самой распространенной группой сооружений морского шельфа. Общее их число достигает по разным источникам 3 — 10 тыс.единиц. Платформы такого типа предназначены в основном для установки на малых глубинах, но опыт показал, что возможна их успешная эксплуатация в диапазоне глубин от 30 до 300 м.
Платформы на пространственных стержневых опорах имеют массу, недостаточную для надежного сцепления с грунтом, обеспечивающим устойчивость к опрокидыванию и горизонтальному смещению. По этой причине такие платформы крепятся ко дну моря с помощью свай.
По количеству опорных блоков платформы разделяются на платформы с несколькими опорными блоками и моноблочные.
Рис
1.
Платформы на нескольких опорных блоках устанавливаются, как правило, на глубинах до 100 м. На глубинах до 40 м используют призматические блоки, а свыше — пирамидальные. С ростом глубины число блоков сокращается с 4 - 6 до 2, а их масса растет. При глубине 100 м масса блока достигает 4 тыс.т.
Рис
2
Платформы с опорным моноблоком на свайном основании возводят во всем диапазоне глубин до 300 м. С ростом глубины моря меняются функции опорного блока и свайного основания. В многоблочных конструкциях, которые на глубинах свыше 100 м практически не применяются, нагрузку от верхнего строения, волн, течений, льда воспринимают непосредственно сваи. Опорные блоки лишь придают жесткость пространственной системе. В моноблоке же сваи и пространственная ферма работают совместно. В моноблочных платформах сваи имеют завершение в нижней части блока, а стойки блока передают часть нагрузки непосредственно на грунт.
Опорные блоки изготавливаются в заводских условиях либо целиком, либо ярусами. Основные элементы блоков – стальные трубы диаметром 1,2 – 10 м. Сваи для крепления донной части представляют собой трубы диаметром 0,2-2,13 м. Глубина забивки свай в грунт – до 170 м.
Рис
3
Держащая сила свай, забитых через стойки опорного блока, может оказаться недостаточной для обеспечения устойчивости платформ от опрокидывания. В этом случае дополнительно забивают окаймляющие сваи, размещаемые по контуру блока или вокруг стоек. Возможно уширение нижней части опорного блока в виде ростверка с креплением его сваями по всему контуру.