книги из ГПНТБ / Капустин, К. Я. Плавучие буровые установки и буровые суда

бурения и цементации помещаются в трюме в 12 закрытых емко­ стях 19 и подаются пневмотранспортом в помещение приготовле­

буровую вышку.

Судно имеет два крана 3 и 6 грузоподъемностью 40 и 25 т, вертолетную площадку 1. В кормовом твиндеке расположена судовая электростанция, имеющая пять дизель-генераторов пере­ менного тока 15 мощностью 3400 л. с. каждый. Преобразование переменного тока в постоянный для питания приводов бурового оборудования осуществляется тиристорными преобразователями.

Два кормовых ходовых движителя 14 с приводом от двух электромоторов 17 мощностью 1500 л. с. на каждый винт обеспе­ чивают скорость свободного хода судна в 13 узлов. От судовой электростанции получают энергию пять туннельных движителей системы динамической стабилизации 16 с приводом от электро­ моторов 1500 л. с. каждый.

На судне установлены успокоители качки, состоящие из двух 500-тонных балластных цистерн пассивного типа в носовой и кор­ мовой части корпуса.

В носовой части судна расположена четырехъярусная рубка 7

сжилыми помещениями на 80 человек экипажа, ходовой рубкой

инавигационными постами управления. На баке расположено судовое якорное устройство 11 и -спасательные шлюпки 8.

Втабл. 9 приведены основные данные по некоторым буровым судам.

В начале 60-х годов начали использовать буровые суда со специальным погружающимся под воду корпусом, так называ­ емые, полупогружные установки. Вследствие необычной конструк­ ции корпуса, далекой от традиционной морской формы судна, название БС в применении к этому типу установок несколько условно. Однако ввиду того что сохранились главные особенности при бурении с судна (бурение на плаву и якорные системы удер­ жания), это сооружение можно считать полупогружным буровым судном. Если такие важные элементы бурового судна, как систе­ ма удержания, буровая установка с подводным комплексом не отличаются от подобных на обычных БС, то корпус полупогружной установки имеет совершенно иную конструкцию.

У современных полупогружных БС корпус имеет три основных элемента: понтон, колонны и верхнюю рабочую площадку. Пон­ тон служит для поддержания ПБС на плаву как во время транс­ портировки,- так и в рабочем состоянии. Конструктивно он выпол­ няется у одних ПБС в виде отдельных понтонов, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, у других, более ран­ них ПБС, понтон выполнен в виде прямоугольника или крыла из труб большего диаметра. По углам понтона установлены три (у треугольных в плане ПБС) или четыре колонны большого

85

*Данных о массе якорей нет.

**Данные приведены в т.

диаметра для придания сооружению устойчивости при погруже­ нии и всплытии и во время нахождения на плаву в погруженном

состоянии.

Колонны поддерживают верхнюю рабочую площадку, на ко­ торой расположено все оборудование для бурения, запасы и жи­

лые помещения.

Во время транспортировки ПБС к точке бурения оно плавает на понтонах с минимальным балластом в корпусе лишь для его дифферентовки. Затем на точке бурения сооружение принимает балласт в отсеки понтонов и погружается постепенно на заданную глубину. Понтоны в рабочем положении находятся под водой, а остойчивость ПБС на плаву обеспечивается за счет ватерлинии верхней части погрузившихся колонн. Верхняя рабочая пло­

действия.

Широко расставленные колонны, большая инерция подводных частей корпуса ПБС создают большую устойчивость ему на вол­ нении, особенно против циклических колебаний. Однако парус­ ность сооружения и значительная волновая нагрузка требуют для

сходна с конструкцией затапливаемых ПБУ с погружными колон­ нами. Первое ПБС было переоборудовано из затапливаемой ПБУ путем установки на нем якорного устройства. В настоящее время наметилась тенденция изготавливать четырехколонные ПБС с дву­ мя раздельными понтонами, при этом вся перевязка между колон­ нами осуществляется за счет пространственной рабочей площадки. В нижней плоскости понтоны между собой не связываются. Внешний вид подобной установки показан на рис. 31.

Весьма важной составной частью при эксплуатации ПБС яв­ ляется балластная система для погружения, всплытия и регули­ рования положения сооружения на плаву и в рабочем положении. Для выкачки балласта используют центробежные насосы высокой производительности, размещаемые в нижней части колонн. Для доступа в насосные отделения в колоннах имеются особые шахты, соединяющие их с рабочей площадкой; внутри шахт иногда уста­ навливают лифты для быстрой доставки обслуживающего персо­ нала. Балластная система обычно имеет централизованный пост управления, из которого дистанционно производится открытие и закрытие гидравлических задвижек, пуск и остановка насосов. Пост снабжается также указателями уровня воды в балластных отсеках и кренометрами для определения крена и дифферента установки.

На некоторых последних ПБС для управления балластной системой с целью автоматического выравнивания крена и посто-

90

янного контроля за положением ПБС на плаву устанавливается электронное вычислительное устройство.

Расчет якорной системы перемещений и колебаний ПБС не отличается от рассмотренных далее расчетов для обычных буро­ вых судов. Диаметр и число колонн выбираются, исходя из остой­ чивости ПБС на плаву в погруженном состоянии, так же как и затапливаемых Г1БУ. Весовую нагрузку предварительно можно выбрать по данным, приведенным в гл. II для затапливаемых ПБУ с добавлением веса якорного устройства.

Высота ПБС от днища до верхней рабочей площадки А опреде­ ляется в зависимости от интенсивности волнения. Чем больше высота волн hB и глубина распространения волнового давления, тем выше ПБС.

А = Т -1- hrр 4-1,5,

где Г — осадка ПБС в рабочем положении; hvv — высота гребня

волны над уровнем спокойного моря.

Для океанских установок величина Т обычно находится в пре­ делах 20—25 м, для морских условий, в относительно защищен­ ных акваториях, в пределах 12—18 м.

Общая высота сооружения колеблется в пределах для океан­

ских 40—60 м, для морских 30—40 м.

Мощная якорная система ПБС позволяет ему выдерживать жесткие штормовые условия и сохранять при этом приемлемые перемещения. Так, якорная система ПБС удержала сооружение при ветре до 40 м/с и волнении 8,5 м, при этом угол крена не превосходил 5°.

На рис. 31 показана полупогружная установка Акер-НЗ, пред­ назначенная для работы в Северном море. Установка самоходная, оснащена двумя движителями 1 в насадках Корта, установленных в кормовой части понтонов 2, и подруливающим носовым устрой­ ством 11.

Корпус установки состоит из двух понтонов шириной И м и высотой 6,7 м каждый, понтоны связаны с верхним строением 6 (рабочей площадкой) с помощью четырех угловых колонн 3 диа­ метром 7,9 м и четырех промежуточных колонн 13 диаметром 5,8 м, подкосов 16 и распора 17.

В каждом понтоне установки расположено машинное отделе­ ние 26 движителей, насосное отделение 27 балластных и топлив­ ных отсеков. В угловых колоннах располагаются цепные ящики 14. 600 т сухих запасов, цистерны пресной воды 10\ в -промежуточных

полупогружной установки: машинное отделение 25, насосное от­ деление буровой установки 24, площадка для труб 20, портал для буровой вышки 7, буровая лебедка 22, ротор 21, два грузовых крана 5, каротажная лебедка 19, заваливающая вышка 4, жилая рубка 8, вертолетная площадка 23.

92

Якорное устройство Состоит из восьми якорей 15 по два на каждой угловой колонне, площадки 18 для подвески якорей в походном положении, якорных цепей, брашпилей 9 для работы с якорной цепью, цепных ящиков. Вес якорного устройства состав­ ляет около 500 т, исключая вес брашпилей.

Автоматический контроль за положением центра тяжести и весом ПБС осуществляется с помощью ЭВМ. Размеры корпуса обеспечивают ПБС благоприятные условия нахождения на взвол­ нованном море; период собственных колебаний при вертикальной качке 22 с, бортовой качки 34 с, килевой качки 30 с.

Основные данные для ряда ПБС приведены в табл. 10.

БУРОВОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ (БТО)

Технологический процесс бурения скважины, за исключением оборудования подводного устья, в принципе не отличается от на­ земного бурения. Поэтому для комплектования буровой установки могут быть использованы стандартные узлы и оборудование, выпускаемые промышленностью в серийном порядке.

Однако оборудование, применяемое на БС, имеет и некоторые особенности в силу того обстоятельства, что площадка, с которой ведется бурение, имеет перемещения. Эти особенности оборудова­ ния состоят в следующем.

1. Циркуляционная система глинистого раствора должна иметь замкнутую принудительную циркуляцию. Ввиду колебаний БС при качке затруднено применение желобной системы очистки с самотечным движением жидкости. Поэтому на БС поступающий из скважины глинистый раствор сразу же из приемного отверстия (шарнирной опоры) через трубу подается на вибросито для очистки, после чего сливается в приемную цистерну, из которой с помощью шлангового насоса подается по трубопроводам на гидроциклоны для тонкой очистки и оттуда в хранилище раствора под палубой судна.

2. Так как с БС обычно с одной установки бурится лишь одна скважина, то, естественно, нет необходимости устанавливать выш­ ку с передвигающимся с помощью портала кронблоком или на­ клоняющуюся.

учитывается. В принципе можно применять и стандартные вышки без растяжек, однако с одним условием: эти вышки должны быть проверены на нагрузку, вызванную силами инерции при колебашии БС. Из опыта установки буровых вышек на зарубежных БС можно отметить, что высота этих вышек, по-видимому, по усло-

93

* Диаметры коллон не /казаны. ** Данные приведены в *г.

на мостки со склада (стеллажа на палубе БС) производится механизмами, практически без ручного труда, с большой ско­ ростью.

Механизированный стеллаж представляет собой ряд кассет, куда закладываются трубы или свечи из труб. Трубы из кассет вынимаются и вставляются с помощью цепной самодвижущейся

как указано нами ранее при описании плавучих буровых устано­ вок ПБУ, связано с рядом получающихся в этом случае преиму­

ществ.

. 5. Отличительной особенностью шлангокабельного судна фран­ цузской постройки является установленное на нем оригинальное буровое оборудование, которому принадлежит большое будущее при использовании в морских условиях. На рис. 33 показана об щая схема этого оборудования.

Бурение ведется с помощью гибкого шлангокабеля I, намо­ танного на барабан шлангоприемника 2 секциями по 900 м и 500 м. В торце барабана установлено устройство для подачи гли­ нистого раствора в любую секцию шлангокабеля. Движение шлангокабеля в скважину и стопорение производится гусеничной цепью 3.

Для компенсации вертикальных колебаний судна в буровой вышке 4 установлен кулисный компенсатор, состоящий из каретки 5 и шкива 6 шлангокабеля, передвигающийся по двум вертикаль­ ным рельсам 7, вышки с помощью двух вертикальных пневмо­ домкратов 8. Эти домкраты обеспечивают постоянное натяжение шлангокабеля при бурении путем изменения положения каретки вниз и вверх от нейтрального положения на величину амплитуды вертикальной качки судна. Каретка связана с устройством, регу­ лирующим ее положение в вертикальной плоскости путем изме­ нения наклона вертикальных рельс от горизонтальных гидро­ домкратов 9, что позволяет отводить шлангокабель от оси сква­ жины для спуска в шахту устьевого оборудования и проведения других операций. Эта конструкция называется иногда качающейся кулисой.

В качестве забойного двигателя при шлангокабельном бурении могут быть применены как турбобур, так и электробур. В послед­ нем случае для подачи электроэнергии к забойному двигателю в шлангокабеле вмонтирован электрокабель, а для проведения каротажных работ могут быть помещены также специальные сигнальные линии.

Помимо шлангокабеля, для заглубления в грунт труб на дно моря опускают вибропогружатель с гидравлическим приводом и пучок шлангов для подачи рабочей жидкости от буровых насосов. Гидромотор мощностью 300 л. с. вращает два маховика вибро-