§ 9. Буровые сооружения для бурения на море

В связи со значительным расширением объема бурения сква­жин на нефть и газ на море и морских шельфах в настоящее время созданы различные буровые сооружения. Их можно раз­делить на несколько типов.

Эстакады или искусственные острова, на которых монтируют буровые установки. Верхняя поверхность эстакады образует площадку, расположенную на 6—15 м над уровнем воды, на которой на специальных основаниях монтируется вышка ба­шенного типа.

Комплектом бурового оборудования с каждой такой пло­щадки бурят от 3 до 20 скважин в зависимости от условий и размеров площадки. Оборудование по окончании бурения очередной скважины перемещается практически без разборки на другую точку, расположенную в нескольких метрах от ра­нее пробуренной скважины.

Оборудование устья скважин и его герметизации в этих случаях применяется такое же, как и при бурении скважин на суше. На рис. 11.18 показана схема такой эстакады. Буре­ние с подобных эстакад ведут при глубинах дна моря от 10 до 300 м.

Плавучие буровые установки (ПБУ) самоподъемного типа представляют собой сооружения, состоящие из понтона упро­щенной формы, снабженного тремя — пятью опорными колон­нами, буровой вышкой и комплектом бурового оборудования (рис. 11.19). При перемещении понтона опорные колонны под­нимают. В рабочем положении они опущены до упора на дно, а понтон поднимают на б—12 м в зависимости от интенсив­ности волнения моря. Затем вдавливают опорные колонны в грунт, иногда на глубину 15 м.,

Поднимают понтон механическими или гидравлическими подъемниками. При использовании гидравлических подъемни­ков подъем ПБУ в рабочее положение осуществляется циклично по шаговой системе.

Буровое энергетическое оборудование и жилые помещения для обслуживающего персонала размещены внутри понтона. Вышка и подъемное оборудование в ряде случаев находятся на передвижной платформе, что позволяет бурить несколько скважин (3—5) без перемещения понтона.

На ПБУ имеются хранилища для топлива, бурового раст­вора, труб и других материалов, благодаря чему ПБУ пред­ставляют собой автономную установку, которая в случае слож­ных погодных условий может работать несколько недель без связи с берегом. Таким образом, ПБУ является как бы плаву­чей буровой площадкой, устанавливаемой на сваях-колоннах в точке бурения. Верхняя часть кондуктора бурящейся сква­жины и ее устье расположены выше уровня моря.

Рис. 11.18. Буровая установка, смонтированная на металлическом основании на море МОС-3:

1, 3, 4 — блоки опоры оснований; 2 — опора вышки; 5, 6 — секции верхних ферм, 7 — пешеходный мост

ПБУ применяют главным образом для бурения разведочных скважин больших глубин (6000 м и более). По окончании бу­рения, если скважина окажется непродуктивной, то ее ликвиди­руют, а кондуктор срезают на уровне дна моря. Если пробурен­ная скважина окажется продуктивной, то строят стационарную площадку-эстакаду на металлических фермах для дальнейшей эксплуатации пробуренной скважины, а ПБУ перевозят на другую точку. При этом буровое оборудование устья сква­жины демонтируют и заменяют его эксплуатационным. По окончании буровых работ опорные колонны поднимают и ПБУ перемещают на новую точку бурения.

Буровые суда (БС) применяют для бурения разведочных и эксплуатационных скважин при больших глубинах дна моря (150 м и более), где строительство эстакад экономически не­целесообразно пли технически невозможно. В настоящее время имеются БС, рассчитанные на бурение скважин при глубинах дна моря более 1000 м. В этих случаях устье скважины монти­руется на дне моря. На устье устанавливают противовыбросо­вое оборудование, автоматически управляемое с поверхности моря с бурового судна. Устье скважины связано с БС водо­отделяющей колонной с телескопическим устройством.

Буровое судно плавучего типа закрепляется над устьем при помощи якорной системы и ориентирующих устройств. При волнениях моря судно подвергается качке, и расстояние от устья до судна, где находится буровое оборудование,

Рис. 11.19. Плавучая буровая установка ПБУ с четырьмя опорными колон­нами:

/ — понтон; 2 — яодвышечное основание портального типа; 3 — вышка башенная; 4 — кран; 5 —ферма; 6 — шлюпка; 7 —якорные устройства; в —опорные колонны; 9 — баш­маки колонны

Рис. 11.20. Полупогружное буровое судно:

1 — движители; 2 — понтоны; 3 — угловые колонны; 4 — вышка; 5 — краны-стрелы; 6—рабочая площадка; 7 — основание вышки;

8 — жилая рубка; 9, 15 — якорные устройства; 10 — цистерны прес­ной воды; 11 — подруливающее носовое устройство; 12 — балласт; 13 — промежуточная колонна; 14 — цепные ящики; 16 — подкосы; 17 — распоры

изменяется. При бурении с БС оборудование для герметизации устья скважины и система его управления значительно сложнее, чем при бурении со стационарных площадок. Подъемная система буровой установки также отличается от обычной. Она должна обеспечивать при бурении ствола неизменность расстояния между крюком и забоем скважины при перемещающемся от качки судне.

Буровое судно, являющееся плавучим основанием буровой, представляет собой или обычное морское судно, или судно с по­гружающимся под воду корпусом, называемым полупогружным. Корпус современных полупогружных судов (ПБС) имеет три основных элемента: рабочую площадку, понтон и колонны, ко­торые поддерживают верхнюю рабочую площадку (рис. 11.20).

Понтон служит для поддерживания ПБС на плаву как во время транспортировки, так и в рабочем состоянии. Он соеди­нен с рабочей площадкой, на которой расположены подъемная система, мачта, ротор, трубы, жилые помещения и другое обо­рудование.

При транспортировке мачта иногда укладывается в горизон­тальное положение. Во время транспортировки ПБС плавает на понтонах с минимальным балластом в корпусе, служащим для его дифферентовки. На точке бурения отсеки понтонов за­полняются балластом (водой), благодаря чему ПБС погружа­ется на заданную глубину. Понтоны в рабочем положении на­ходятся под водой, в зоне ослабленного волнового действия, а рабочая площадка над водой, вне зоны волнового действия.

Устойчивость ПБС обеспечивается балластом в отсеках понтона, а при циклических колебаниях, вызываемых волне­нием,— широко расставленными колоннами и большой инер­цией подводных частей судна. Большая парусность ПБС и волновая нагрузка требуют для его удержания мощной якор­ной системы. Достаточно сказать, что масса якорной системы некоторых ПБС достигает 500 т без учета брашпилей.

Габаритные размеры ПБС: длина 80—125 м, ширина 60—105 м, высота палубы 30—55 м, водоизмещение 7—35 тыс. м³, установленная мощность 4500—10000 кВт.

В настоящее время в мире насчитывается около двухсот буровых судов различных типов и конструкций, построенных по индивидуальным проектам.

ТАЛЕВАЯ СИСТЕМА

И СПУСКО-ПОДЪЕМНЫЙ ИНСТРУМЕНТ