Плавучие буровые установки и суда

В общем комплексе технических средств, предназначенных для освоения углеводородных месторождений континентального шельфа, важная роль принадлежит плавучим буровым установкам, резко отличающимся по архитектурно-конструктивному оформлению от традиционных морских судов.

На формирование облика этих установок основное влияние оказывают условия эксплуатации, заключающиеся в удержании с необходимой точностью над заданной точкой бурения, а также в обеспечении надежной и безопасной эксплуатации установки при воздействии значительной интенсивности волнения и ветра.

К группе плавучих буровых установок (ПБУ) относятся:

– погружные (ПОБУ) – Submersibles drilling units;

– самоподъемные (СПБУ) – Jack up drilling units;

– полупогружные (ППБУ) – Semisubmersibles drilling units;

– буровые суда и баржи (БС и ББ) – Drillships and barges.

1. Погружные буровые установки

Эти установки предназначены, в основном, для разведочного, а также эксплуатационного бурения на мелководных участках шельфа (20-25 м).

Обладая плавучестью и остойчивостью, эти установки могут буксироваться на значительные расстояния. По прибытию на рабочую точку, установка балластируется, погружается на дно, приобретая положение гравитационного гидротехнического сооружения. Впоследствии, в связи с освоением глубоководных участков континентального шельфа, необходимость создания таких установок отпала, начиная с 80-х годов, интерес к мелководным месторождениям возник снова, что предопределило разработку погружных буровых установок. Несмотря на сравнительно небольшое число погружных буровых установок, они довольно разнообразны по конструкции (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Типы погружных буровых установок:

а, б) установки с водоизмещающим нижним корпусом-понтоном; в, г) установки со стабилизирующими колоннами.

1 – нижний корпус-понтон; 2 – верхнее строение; 3 – колонны; 4 – трубчатые связи; 5 – фундаментный блок; 6 – стабилизирующие колонны.

ПОБУ высокомобильны – постановка сооружения на подготовленное дно занимает всего несколько часов. После проведения работ установку можно снять с грунта и перевести на новую точку бурения или добычи.

Основными элементами погружных установок являются:

– верхний корпус, на котором размещаются буровое оборудование, жилые помещения, энергетическая установка, технологические блоки и т.п.;

– нижний корпус (или фундаментный блок), опирающийся непосредственно на морское дно;

– опорные колонны (трубчатые связи), соединяющие нижний и верхний корпуса.

Плавучесть одних установок обеспечивается, в основном, за счет водоизмещающего нижнего корпуса (рис. 1.1 (а,б)), других – за счет водоизмещающих опорных колонн (рис. 1.1 (в)), в ряде конструкций плавучесть может быть обеспечена за счет фундаментного блока и колонны (рис. 1.1 (г)).

Поскольку погружные буровые установки используются, в основном, на мелководье, устойчивость сооружения от сдвига обеспечивается прежде всего за счет увеличения опорной базы. Значительная площадь опирания позволяет устанавливать погружные установки на слабые грунты.

В связи с опасностью размыва грунта вокруг фундаментного блока донными течениями; возможного отложения наносов на нижнем корпусе; присоса, что особенно, характерно для глинистых грунтов, возникают определенные трудности по снятию установки с грунта, при этом неравномерный отрыв от грунта нижнего корпуса может привести к опрокидыванию установки. Во избежание таких аварий, которые имели место на практике, погружные установки должны обладать запасом плавучести, который обеспечивается балластными отсеками, располагаемыми в нижнем корпусе и в колоннах.