Примерные вопросы по дисциплине «Морские технические средства для бурения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин»
Поколения буровых установок. Маркеры 7-ого поколения.
В отрасли нет единого стандарта или строгого определения подходов к классификации буровых установок по поколениям. Поколение определяется годом ввода в эксплуатацию и ключевыми техническими характеристиками ППБУ.
Несмотря на отсутствие единого стандарта, можно выделить следующие маркеры ПБУ 7 поколения:
Год постройки – не позднее 2015
Максимальная глубина моря – более 3658 м
Нагрузка на крюке – 1130 т
Количество буровых насосов – 5 – 6
3 разделённые циркуляционные системы
7-8 превенторов в составе BOP 15000-2000 psi.
Гибридная система питания
Обладают системой бурения с управляемым давлением или возможностью её установки
Типология, классификация и области применения технических средств для бурения нефтяных и газовых скважин на море.
Классификация буровых установок для эксплуатационного и разведочного бурения
Область применения ПБУ:
Класс ПБУ определяется глубиной бурения (выше таблица)
Тип плавучих буровых установок определяется глубиной моря:
Модернизация морских буровых установок на примере ППБУ.
Направления модернизации:
- Увеличенная площадь верхней палубы - это важно, т.к. на буровой необходимо расположить очень большое количество оборудования. Например оборудование для проведения испытания скважин, оборудование для бурения скважины - забойные двигатели, различное сервисное оборудование, шлам так же собирают на верхней палубе и т.д.
- Увеличенное пространство для хранения секций райзера, примерно на 2900 метров глубины воды.
- Увеличен жилой модуль буровой до 140 коек. Это необходимо для удобного размещения всех возможных рабочих и посетителей.
- Установлена новая вертолётная площадка под правила CAP 437 - это международный стандарт.
- Добавлены спонсоны на колонны и понтоны, т.к. вес буровой увеличился, необходимо добавить плавучести и устойчивости.
- Добавили резервные емкости для бурового раствора примерно на 1500 м кубических.
- Установили 4-е новых мощных буровых насоса.
- Установили новые якорные лебёдки.
- Установлены два новых грузоподъемных крана.
- Была установлена принципиально другая система противовыбрсосового оборудования. Это электрогидравлическая система - MUX. Противыбросовая сборка теперь состоит из 5 плашечных превентора и двух универсальных.
- Установили принципиально новые натяжители райзера.
- Конечно же была установлена новая более грузоподъёмная буровая вышка. Установлен также современный кронблочный компенсатор вертикальных перемещений.
- И ещё много по мелочи.
Современные конструкции геологоразведочных морских нефтяных и газовых скважин.
Геологоразведочные скважины по-преимуществу вертикальны. Типовые конструкции морских геологоразведочных скважин пяти- или четырехколонные
Сооружаемые с использованием СПБУ скважины, как правило, имеют надводное расположение устья скважины. В этом случае фундаментная колонна – направление, или кондуктор 1 – в морском бурении выполняет функцию водоотделяющей колонны:
она предназначена для изоляции скважины от водной среды, начиная от морского дна до превенторной площадки понтона.
Диаметр направления обычно составляет 762 мм, реже – 914 мм.
Способы транспортировки СПБУ. Установка СПБУ на точке бурения при работе с блок-кондуктором.
СПБУ с помощью буксиров ориентируют в соответствии с розой ветров: понтон буксирами подводится на возможно близкое расстояние к заранее установленным рейдовым бочкам, затем с лебедок СПБУ разматывают швартовые тросы, используя для этого специальное судно, и закрепляют их на бочках, далее буксиром, связанным тросами с носовой частью СПБУ, дают натяжение швартовым тросам и наматывают их на лебедки, фиксируя СПБУ в заданном положении. После этого начинается процесс подъема СПБУ на колонны. При этом корпус удерживается буксирами. Для повышения безопасности буксировки СПБУ предлагается множество технических решений. В частности, для уменьшения вертикальных перемещений корпуса при волнении моря были успешно использованы выдвижные горизонтальные демпфирующие пластины, расположенные по периметру понтона.
Колонны при транспортировке СПБУ могут быть опущены в целях уменьшения внешних воздействий на 0,3—0,4 длины, что значительно демпфирует качку.
Подъем понтона на колонны включает ряд этапов. Уже при подходе к точке бурения опорные колонны, как правило, опущены на 0,3 - 0,4 глубины моря. После закрепления СПБУ на данной точке, колонны с помощью специальных механизмов опускают ко дну со скоростью до 1,3 м/мин. Для предотвращения их удара о грунт из-за вертикальной качки корпуса на волнах, опускание прекращают, когда расстояние от башмаков колонн до дна становится сопоставимым с амплитудой колебаний корпуса. После этого опускание колонн ведется на минимальной скорости и при неровном рельефе дна - поочередно. Как только одна из ног достигнет грунта, а это фиксируется с помощью установленных на ногах тензодатчиков, ее перемещение прекращается. То же происходит, когда следующая нога достигнет грунта, и т.д. Затем производится задавливание ног в грунт.
Как только фиксируется, что внедрение колонн в грунт прекратилось, и положение понтона над водой стабилизировалось, делается пауза, в ходе которой проверяется, происходит ли постепенная просадка опор. Если таковой не наблюдается, понтон поднимается над водой уже на расчетную высоту
h ≥ 0,6 h50 + 1,5.
Здесь h50– экстремальная высота волны в метрах за 50 лет наблюдений
Противовыбросовое оборудование современных СПБУ. Компоновка, особенности конструкции.
Под полом буровой в перемещаемом портале и кантеливере размещено противовыбросовое оборудование: дивертор, блок превенторов с универсальным превентором и плашечными превенторами с трубными и глухими срезными плашками (не менее 4-х превенторов в сумме); задвижки с гидравлическим и аварийным ручным управлением, штуцерный манифольд со станцией управления, гидронасосы и аккумуляторные батареи системы управления превенторами и гидроприводом механизмов трубного манипулятора top drive оборудования для испытания и опробования скважины.
Дивертор - это устройство, предназначенное для герметизации устья в случае возникновения аварии, для предотвращения выбросов газов, нефтяных фонтанов.
Дивертор предполагает отвод скважинных флюидов от буровой установки: с его помощью происходит отклонение и освобождение флюида по трубопроводу при бурении скважины.
Конструкции и технология бурения скважин с подводным устьем с помощью ППБУ.
Конструкция полупогружной плавучей буровой установки (ППБУ) включает опорные понтоны, буровую платформу и соединяющие их стойки. Во многих случаях понтоны соединены между собой горизонтальными, а опорные колонны — боковыми трубчатыми распорками. Такая конструкция служит для увеличения структурной прочности основания и поглощения волновых нагрузок.
Технология бурения скважин с подводным устьем с помощью ППБУ включает следующие этапы:
Подготовка направления. В морское дно забивают направление, играющее роль сваи. На нём устанавливают донную плиту, на которой с помощью водолазов, направляющих канатов и подводных роботов монтируют подводный устьевой буровой комплекс массой 90–175 т и высотой до 12 м.
Соединение комплекса с плавучей буровой платформой. Комплекс соединяют с платформой водоотделяющей колонной, на которой снаружи закреплены линии манифольда и выкида. Для натяжения водоизолирующей колонны применяют специальные системы натяжения, а в случае длинных колонн для уменьшения веса к ним крепят специальные поплавки. Так же эти колонны называют райзерами.
Монтаж подводного устьевого комплекса. Он включает блок дивертора и переходный блок с системами управления, блок превенторов, аварийную акустическую систему управления противовыбросовым оборудованием и другое оборудование.
Размещение компенсатора вертикальных перемещений. Его устанавливают над вертлюгом в кронблоке, чтобы сохранять постоянную нагрузку на буровой инструмент при вертикальных перемещениях судна, вызванных волнением моря.
Опускание подводно-устьевого оборудования на дно моря. С ним шарнирно соединяются секции морского стояка, обеспечивающего изоляцию бурящейся скважины от морской воды.
