Буровое судно

Буровое судно

Буровое судно должно быть сконструировано с таким расчетом, чтобы была возможность одинаково успешно осуществлять как надводное, так и подводное заканчивание морских скважин.

Буровые суда, приспособленные к ледовым условиям, оборудуются системой динамического позицировашя для бурения через значительную толщу воды.

Буровые суда могут быть использованы только летом, когда поверхность моря свободна от льда. Но даже и летом существует угроза столкновения с дрейфующими льдами. Это вынуждает прерывать работы в отводить судно, что вызывает простой.

Буровое судно должно удерживаться с максимально допустимым отклонением относительно заданной точки бурения, составляющим 6 % от глубины моря и определяемым гибкостью водоотделяющей колонны, при неблагоприятных условиях окружающей среды и при полной надежности круглосуточного бурения.

Буровые суда ( БС) благодаря их более высокой маневренности и скорости перемещения, большей автономности по сравнению с ППБУ в основном применяются для бурения поисковых и разведочных скважин в отдаленных районах при глубинах моря до 1500 м и более. Большие запасы ( до 100 дней работы) обеспечивают бурение нескольких скважин, а большая скорость передвижения ( до 24 км / ч) - быструю их перебазировку с законченной бурением скважины на новую точку. Недостатком БС, по сравнению с ППБУ, является их относительно большее ограничение в работе в зависимости от волнения моря. Так как ППБУ обладает большей остойчивостью ( за счет погружения нижних понтонов до 30 м и более) по сравнению с БС, то вертикальная качка ППБУ составляет 20 - 30 % высоты волн. Таким образом, бурение скважин ППБУ практически осуществляют при значительно большем волнении моря, чем при бурении с БС.

Буровые суда ( БС) позволяют вести геологоразведочное бурение при глубинах моря до 1000 м и более. БС представляет собой обычное морское судно водоизмещением 7 - 35 тыс. м3, на палубе которого смонтирована вышка и буровое оборудование, аналогичное применяемому на ППБУ.

Буровое судно представляет собой обычное морское судно, имеющее площадь палуб и грузоподъемность, достаточные для размещения буровой - установки и запаса различных материалов. Часто под БС переоборудуются обычные транспортные и даже военные суда.

Буровое судно во время бурения перемещается относительно подводного противовыбросового устьевого оборудования, размещенного над устьем бурящейся скважины и закрепленного на морском дне. Для компенсации вертикальных перемещений бурильной колонны между талевым блоком и крюком устанавливается специальное устройство - компенсатор вертикальных перемещений. Горизонтальные перемещения судна компенсируются специальным устройством - водоотделяющей колонной ( стояком), устанавливаемым между подводным противовыбросовым оборудованием и палубой установки.

Буровое судно - плавучее сооружение для морского бурения скважин, оборудованное центральной прорезью в корпусе, над которой установлена буровая вышка, и системой для удержания судна над поверхностью скважины. Современные Б.с., как правило, самоходные, с неограниченным районом плавания. Водоизмещение Б.с. 6 - 30 тыс. т, дедвейт 3 - 8 тыс. т, мощность энергетической установки, обеспечивающей буровые работы, позици-рование и ход судна, до 16 МВт, скорость хода до 15 узлов, автономность по запасам 3 мес. На Б.с. применяются успокоители качки, позволяющие вести бурение скважин при волнении моря 5 - 6 баллов; при большем волнении бурение прекращается, и судно находится в штормовом отстое со смещением от скважины ( расстояние 6 - 8 % от глубины моря) или бурильная колонна отсоединяется от устья скважины. Якорная система используется для Б.с. при глубине моря до 300 м: включает тросы и цепи, спец.

Буровые суда ( БС) благодаря их более высокой маневренности и скорости перемещения, большей автономности по сравнению с ППБУ в основном применяются для бурения поисковых и разведочных скважин в отдаленных районах при глубинах моря до 1500 м и более.

Буровые суда оснащаются только такими системами. В этих системах используются судовые винты как с постоянным, так и с переменным шагом лопастей. В первом случае регулирование винта осуществляется за счет изменения угла наклона его лопастей, и для привода таких винтов применяют односкоростные или двухскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Такая же схема привода обычно используется в системах электродвижения буровых судов. Для привода судовых винтов постоянного шага используют двигатели постоянного тока, питаемые через управляемые тиристорные выпрямители. Регулирование осуществляется изменением напряжения на якоре двигателя. Мощность приводных двигателей ходовых винтов и винтов системы динамического позиционирования составляет сотни киловатт.

Буровые суда ( БС) используют в основном для бурения поисковых и разведочных скважин в отдаленных районах при глубинах моря до 1500 м и более. Высокая скорость передвижения ( до 25 км / ч) обеспечивает быстрое перебазирование с законченной скважины на новую точку, однако они ограничены в работе в случае волнения моря. Бурение скважин с плавучих установок полупогружного типа ( ППБУ) осуществляют при значительно большем волнении моря, однако ППБУ имеют малую скорость передвижения с пробуренной скважины на новую точку.

Буровое судно во время бурения перемещается относительно подводного противовыбросового устьевого оборудования, размещенного над устьем бурящейся скважины и закрепленного на морском дне. Для компенсации вертикальных перемещений бурильной колонны между талевым блоком и крюком монтируют специальное устройство - компенсатор вертикальных перемещений. Горизонтальные перемещения судна компенсируются специальным устройством - водоотделяющей колонной ( стояком), устанавливаемым между подводным противовыбросовым оборудованием и палубой установки.

Буровые суда могут автономно плавать, и на них возможно проживание людей. Строят буровые суда по Правилам и под надзором Регистра СССР с присвоением им соответствующего класса. Водоизмещение ПБУ и АБУ, как правило, составляет менее 80 т, и они не могут плавать автономно. Допускаются только их технологические перемещения в пределах участка работ. Работают ПБУ и АБУ без проживания на них персонала, и строят их без надзора Регистра СССР и без присвоения класса.

Самоходное буровое судно оснащено системой фиксации на точке бурения. На нем также смонтировано все основное и вспомогательное оборудование и размещены запасы материалов, благодаря чему глубокие скважины можно бурить в местах, отдаленных от баз снабжения.

Обледенение буровых судов возникает от разбрызгивания морской воды и атмосферных осадков и возрастает при увеличении скорости ветра. На судно увеличивается ветровая нагрузка вследствие увеличения площади от намороженного льда, растет его масоа, повышается натяжение якорных цепей, что приводит к изменению осадки судна и перегрузке оборудования. Нарастание ЛЬДЕ, на элементах бурового судна вызывает опасность их разрушения от недопустимых нагрузок на разрыв, срез и изгиб.

Комплекс механизмов типа АСП ( КМСП. Для полупогружных и буровых судов предусмотрен дополнительно нижний МРС. Конструкция его аналогична верхнему МРС. Отличие состоит в том, что к его стреле крепится захват нижний ( ЗН), который поддерживает низ свечи от раскачивания при ее переносе при сильном волнении моря.

Ни одно буровое судно не может противостоять вторжениям айсбергов или массивного пакового льда, при приближении которых корабль отводится в безопасное место.

Дальнейшее совершенствование буровых судов направлено на расширение области их применения ( повышение освоенных морских глубин), повышение надежности, создание более благоприятных условий для роста производительности морского бурения. Большое внимание уделяется разработке надежных заякориваю-щих устройств и стабилизирующих систем, оптимизации размещения бурового оборудования на палубе судна, проектированию судов, приспособленных для работы в суровых условиях.

Дальнейшее совершенствование буровых судов направлено на расширение области их применения ( повышение освоенных морских глубин), повышение надежности, создание более благоприятных условий для роста производительности морского бурения. Большое внимание уделяется разработке надежных заякоривающих устройств и стабилизирующих систем, оптимизации размещения бурового оборудования на палубе судна, проектированию судов, приспособленных для работы в суровых условиях.

Рабочая грузоподъемность бурового судна должна составлять не менее 3000 т и даже до 4000 т, с учетом возможных работ в будущем и в районах моря с тяжелыми гидрометеорологическими условиями и значительно отдаленных от баз.

Наибольшее число буровых судов заякориваются четырьмя якорями в носу и четырьмя якорями в корме, благодаря чему достигается максимальная стабилизация и имеется большая площадь рабочей палубы для буровых работ.

Типовая схема подводного заканчивания морской скважины при небольшой глубине воды. После заякорения бурового судна в морское дно залавливается кессон со сварным кондуктором наружным диаметром 760 мм. Кондуктор приварен к кессону с таким расчетом, что отрезок кондуктора высотой около 90 см находится внутри кессона. На головке кондуктора установлено запирающее замковое устройство, соединенное специальным щелевым замком ( в виде буквы G, называемое джи-слот) с 127-мм промывочной ( сопловой) трубой. Для ускорения процесса спуска и задавлива-ния в грунт кессона в нижней части кессона установлены 76-мм труба и 51-лш трубы, приваренные к кондуктору. Через эти трубы нагнетается вода под давлением.

Проблема удержания бурового судна над точкой бурения при жестких условиях ограничения перемещений является одной из основных проблем при бурении на море. В зависимости от размеров судна, глубины бурения и района плавания применяются различные по мощности и принципу работы, удерживающие системы БС.

За рубежом сконструировано буровое судно для работы в арктических морях о необычной системой разрушения льда. Система располагает механизмом качки, способным ломать лед, надвигающийся на судно, которое в процессе бурения остается неподвижным. Проектировщики - считают, что применение такого бурового судна-ледокола позволит увеличить рабочий сезон от 6 до 12 месяцев по сравнению с 2 - 3 месяцами в настоящее время.

Ледокол, сопровождающий буровое судно, разрушает вокруг него лед и на определенном расстоянии сбрасывает первый якорь. Затем через одну из ниш буровой установки спускают троз с грузом на конце. Над грузом на тросе закреплено кольцо, в которое подается сжатый воздух по шлангу, расположенному вдоль троса. Когда кольцо вместе с тросом всплывает, то его зацепляют крючком и поднимают на борт ледокола. Затем кольцо и шланг отсоединяют и к концу троса крепят свободный конец первой якорной цепи, которую втягивают электролебедкой 10 в нишу 9 и закрепляют. Ледокольное судно, сбрасывает остальные якоря, которые таким же образом закрепляются на буровом судне.

Система для стабилизации бурового судна состоит из гребных винтов с индивидуальными двигателями. Гребные винты автоматически управляются с центрального пульта.

При бурении с буровых судов технологический процесс, за исключением оборудования подводного устья, в принципе не отличается от бурения на суше. Поэтому для комплектования буровой установки используются стандартные узлы и оборудование. Однако оборудование, применяемое на БС, имеет и некоторые особенности в силу того, что площадка, с которой бурят, перемещается.

При проектировании таких буровых судов основным архитектурно-конструктивным типом, вероятно, будет многокорпусный. Существует два метода создания таких судов: 1) разработка специального многокорпусного судна; 2) соединение буровой площадки ( понтона) с серийным однокорпусным судном.

Сравнительно новой для плавучих буровых судов является мультиплексная электрогидравлическая система. Она требует только два кабеля для передачи всех сигналов каждой камере управления и от них. Для надежности может быть использовано более двух кабелей. Сигналы кодируются в соответствии с предстоящей операцией. В камере управления логическая схема считывает сигнал и осуществляет нужную операцию через соленоидный и пилотный клапаны.

Челенджер - специально оборудованное буровое судно грузоподъемностью свыше 10 тысяч тонн.

К безопорным основаниям относятся полупогружные и буровые суда.

Уже построено несколько корпусов буровых судов таких типов, строятся они и в настоящее время.

Другим положительным свойством таких буровых судов является возможность использования установленной приводной мощности не только для технологических нужд, но и для обеспечения самоходности судна и стабилизации его, например при якорной системе удержания.

Прокладка морских трубопроводов с бурового судна ( рис. 23) производится при помощи буровой вышки и оборудования, предназначенного для морского бурения скважин.

Высокая мобильность и автономность делают буровые суда особенно эффективными при проведении поискового и разведочного бурения на глубоководных участках моря. Наиболее совершенные буровые суда позволяют осваивать глубины моря до 1800 м и более.

На разделенные пальцы магазина для бурового судна установлены защелки, которые запирают каждую свечу.

В другом случае для защиты бурового судна от воздействия плавающих льдин создают вокруг него зону чистой воды / рис. 27 /, а на следующем участке постепенным намораживанием увеличивают толщину льда. На поверхности буферной зоны со льдом нормальной толщины создают радиальные и кольцевые канавки для уменьшения прочности ледяного покрова. При возникновении горизонтальных сил по этим канавкам образуются трещины и в буферной зоне происходит торошение льда. Образующиеся торосы создают барьер на пути льдин к буровому судну.