Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 [ 314 ] 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

При определении типа ППБУ для конкретного района работ изучают окружающую среду и, располагая достоверными данными о скорости ветра, высоте волн, скорости течения, ледовой обстановке и другими сведениями, приступают к рассмотрению характеристики ППБУ, ее возможности по обеспечению безопасности ведения буровых работ в этом районе с наибольшей экономической отдачей.

Особенностью эксплуатации ППБУ при бурении скважин является то, что такая установка, в отличие от СПБУ, находится на плаву и жестко не связана с морским дном. Связь ППБУ с морским дном осуществляется через водоотделяющую колонну (морской стояк). Ее верхний подвижный конец присоединен к ППБУ, а нижний с помощью телескопического соединения - к верхнему концу нижней секции, нижний конец которой шар-нирно прикреплен к подводному устьевому оборудованию (ПУО), установленному на морском дне.

Морской стояк обеспечивает замкнутую циркуляцию бурового раствора и изоляцию ствола бурящейся скважины от морской воды. Находящаяся в морском стояке бурильная колонна подвешена через компенсатор вертикального перемещения на талевом блоке. Телескопическое соединение морского стояка и наличие компенсатора вертикального перемещения обеспечивают ограниченное перемещение ППБУ по вертикали по отношению к ПУО, жестко закрепленному на морском дне. Горизонтальное перемещение ППБУ по отношению к устью скважины ограничивается допустимой гибкостью бурильной и обсадной колонн и конструкции шарнира морского стояка. Обычно горизонтальное перемещение составляет 3-5 % глубины моря. Вертикальное перемещение ограничивается длиной хода компенсатора.

На рис. 25.9 показана схема сил, действующих на ППБУ. Эти силы подразделяют на три группы. К первой группе относят F1, F2, F3 - сил1

внешних воздействий (ветра, волн, течений); ко второй - Р2 - постоянные сил1 тяжести ППБУ; Q1, Q2 - сил1 поддержания ППБУ; Р3 - сил1 тяжести технологических и судовых запасов, относящихся к медленно изменяющимся нагрузкам; к ним относятся также сил1 тяжести Р4, Р5 балласта в нижних понтонах. И, наконец, в третью группу входят Р1 - допускаемая максимальная нагрузка на кронблок буровой вышки, создаваемая бурильной или обсадной колонной; Т1, Т2 - функциональные нагрузки от натяжения якорных цепей; Т3, Т4 - функциональные нагрузки от сил натяжения морского стояка.

Рис. 25.9. Схема сил, действующих на

ППБУ

В процессе спускоподъемных операций нагрузка на кронблок изменяется в широких пределах - от нуля до максимального значения. Изменяются также нагрузки от натяжения морского стояка, якорных цепей, технологических и судовых запасов, сил тяжести балласта. Воздействие нагрузок от этих сил вызывает вертикальные и горизонтальные перемещения ППБУ. Эти перемещения ограничиваются конструкцией узлов и материала бурильной и обсадной колонн, а также конструкцией узлов морского стояка.

Современные ППБУ в режиме бурения могут выдерживать воздействие волн высотой 10-12 м, скорости ветра 18-24 м/с, скорость течения 1,5 м/с и более. Например, ППБУ нового поколения «Зейн барнес», рассчитанная на работу в водах до 1520 м, может бурить при ветре 38 м/с и высоте волн 20 м.

С увеличением скорости ветра и высоты волн выше допускаемых для данного типа установки бурение прекращают и ППБУ переводят в другой эксплуатационный режим - штормовой отстой. Для этого бурильную колонну поднимают из скважины, ослабляют натяжение якорных цепей, тросов, морского стояка в целях уменьшения действия на них усилий от ветра и волн. При этом горизонтальные перемещения допускаются, равные 7- 10 % глубины моря. Подход судов и посадка вертолета запрещаются.

В случае жесткого шторма бурильные свечи убирают и укладывают их в горизонтальное положение на палубные стеллажи. Морской стояк разбирают и секции укладывают на палубу. Якорные цепи ослабляют больше, чем в первом случае. Во избежание ударов волн в конструкцию верхнего корпуса ППБУ увеличивают клиренс установки путем откачки балласта из нижних понтонов и уменьшения осадки. Указанные операции проводят в соответствии с требованиями нормативных документов, правил, предписаний и т.п.

Расположение подводного устьевого комплекса на морском дне внесло специфику не только в технологию бурения, но и в технологию крепления скважин. В частности, спуск, цементирование и герметизация обсадных колонн с плавсредств требуют определения допустимой скорости спуска обсадной колонны с учетом вертикального перемещения ППБУ для предотвращения гидравлического разрыва пласта; надежности ее подвески с помощью специальных подводных колонных устройств, заменяющих традиционную колонную головку, применяемую на суше.

25.6. БУРОВЫЕ СУДА (БС)

НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Удаление районов буровых работ от береговых баз, сложность и малая скорость буксировки, а также небольшая автономность снижают эффективность использования полупогружных буровых установок, поэтому для поискового и разведочного бурения в отдаленных районах применяют буровые суда.

Конструктивная особенность бурового судна - расположение на палубе оснащенной буровой вышки с подвышечным основанием, а внутри судна и на палубе - комплекса бурового и другого технологического обо-

рудования и систем, обеспечивающих бурение нефтяных и газовых скважин в морских экваториях.

Обычно буровую вышку устанавливают в центральной части судна и скважину бурят через шахту, встроенную в судне. На некоторых судах после окончания бурения скважины буровые вышки опускают с помощью специальных устройств и укладывают в горизонтальном положении.

Основным режимом эксплуатации буровых судов является бурение скважины (85-90 % всего времени эксплуатации судна). В связи с этим форма корпуса и соотношение главных размеров определяются требованиями устойчивости и обеспечения стоянки с возможно малыми перемещениями. Вместе с тем форма корпуса должна соответствовать скорости передвижения судна не менее 10 узлов. Характерная особенность для буровых судов - малое отношение ширины к осадке, равное 3-4. Причем наблюдается тенденция уменьшения этого отношения, что можно объяснить расширением районов работы и требованиями повышения мореходности. Выбор главных характеристик судна зависит от требуемой грузоподъемности, которая определяется расчетной глубиной бурения скважин и автономностью судна.

Дедвейт современных буровых судов достигает до 5000-7000 т. Он включает жидкое топливо, жидкий буровой раствор, порошкообразные материалы, химические реагенты для приготовления бурового раствора, цемент, питьевую, техническую и пресную воду, обсадные и бурильные трубы, другие материалы и оборудование. Например, дедвейт бурового судна «Валентин Шашин» составляет 6990 т.

Дизель-электрическое буровое судно «Валентин Шашин» предназначено для бурения поисковых и разведочных нефтяных и газовых скважин глубиной до 6500 м на глубинах акваторий морей и шельфа до 300 м.

Корпус судна, оборудование, трубопроводы, кабели, расположенные на верхней палубе судна, изготовлены из материалов, обеспечивающих устойчивость к длительному воздействию низких температур (до -40 °С). Запасы расходных материалов, продовольствия, пресной воды и другие должны обеспечивать работу судна в течение 100 сут.

Производство буровых работ обеспечивается судном при перемещениях судна и метеорологических условиях, указанных в табл. 25.3.

Максимально допустимое отклонение судна от центра скважины при бурении скважины 0-5 % глубины воды, а при находящейся в скважине бурильной колонне (без ведения бурения) - 5-16 % глубины воды. Минимальная температура воздуха, при которой судно можно эксплуатировать для ограниченного района эксплуатации, составляет -25 °С. Максимальная температура воды +32 °С, минимальная -3 °С.

Безопасность судна обеспечена благодаря двойным бортам средней части корпуса. Спасательные средства рассчитаны на 100 чел. Фекально-сточные воды обрабатывают в двух установках биологической очистки. Твердые осадки обработки складируют в контейнерах и периодически удаляют на берег. Нефть, извлеченная из бурового раствора, сжигают в специальной форсунке на факеле. Буровое судно состоит из трех отделений (рис. 25.10).

1. Носовое отделение разделено тремя твиндеками. В твиндеке № 3 (4100 мм от килевой линии) имеется помещение подруливающих устройств и вспомогательных двигателей. В твиндеке № 2 (7155 мм над килевой линией) 28 размещены: рефрижераторные помещения для сухой провизии, ус-