Якорная система буровой платформы. Морская буровая платформа — Добыча нефти и газа

⁰

Самоподъёмной плавучей платформой называют платформу (буровую установку), состоящую из двух основных частей: верхнего строения 1 и опор 2 (a) . Верхнее строение (палуба) с помощью специальных устройств может подниматься и опускаться по опорам 2, занимая необходимое для работы положение. Верхнее строение обладает необходимой плавучестью, чтобы можно было обеспечить буксировку всей платформы от места ее изготовления к месту работы. В процессе подготовки платформы для буксировки опоры поднимаются в верхнее положение; после закрепления опор осуществляется буксировка (б) . Все сооружение при этом удерживается на плаву за счет плавучести верхней части, обладающей свойствами понтона.

Платформа (СПБУ) имеет несколько опор (обязательно более двух). Это объясняется необходимостью обеспечения устойчивого положения платформы в рабочем состоянии, когда нижние концы опор находятся на грунте. В практике имеются примеры трех, четырех, пяти и шестиопорных СПБУ. Наибольшее распространение в практике получили платформы трех- и четырехопорные. Глубина моря, где используются СПБУ, может достигать 200 м.

Опоры обычно размещаются по углам верхнего строения. Таким образом освобождается большая часть площади верхнего строения для размещения технологического оборудования, а большое расстояние между опорами повышает устойчивость платформы на опрокидывание под воздействием горизонтальных сил (течения, волны, ветер).

Платформа со стабилизирующими колоннами

Главной особенностью плавучих платформ является необходимость обеспечения их положительной плавучести. Поэтому все плавучие платформы имеют в своей комплектации емкости, позволяющие удерживать их в необходимом положении и регулировать его. Регулировка заключается как в изменении общей плавучести платформы, так и их отдельных частей, что позволяет изменять глубину погружения платформы и осуществлять необходимый крен (отклонение от вертикали).

Одной из таких платформ является платформа со стабилизирующими колоннами. Так называют платформу, состоящую из трех основных частей:

верхнего строения или понтона 1;
стабилизирующих колонн 2;
подводных водонепроницаемых корпусов или понтонов-стоп 3.

Стабилизирующие колонны и корпуса предназначаются для регулировки плавучести платформы и ее остойчивости. Сами стабилизирующие колонны делаются пустотными, имеют различные отсеки (помещения), которые могут заполняться водой (балласт) и тем самым регулируют величину плавучести вплоть до положения, при котором верхнее строение поднимется над поверхностью воды. Стопы также делаются пустотными (с отсеками) и могут регулировать величину плавучести. Не менее важной функцией колонн и стоп является стабилизация положения платформы, подвергающейся воздействию ветра, волн и течений. Масса колонн и стоп удерживает платформу от быстрых отклонений от вертикали и от резкого подъема вверх и вниз. Волны, набегая на колонны, разбиваются, и вода обтекает колонны.

Рассмотрим схему платформы, полностью находящейся в плавающем состоянии. Удержание такой платформы в точно заданном положении довольно сложно. Поэтому, если позволяет глубина моря и длина стабилизирующих колонн, платформа может опираться на дно через корпуса стоп. В этом случае устойчивость положения платформы намного выше, чем для случая полностью плавающих стабилизирующих колонн и корпусов. Даже без каких-либо расчетов ясно, что размеры и колонн, и корпусов весьма значительны, так как им приходится удерживать на плаву десятки тысяч тонн верхних конструкций.

Платформа, закрепляемая в рабочем положении с помощью якорей

Платформа, закрепляемая в рабочем положении с помощью якорей представляет собой верхнее строение (понтон) со стабилизирующими колоннами и корпусами (понтонами) на концах колонн, удерживаемое в рабочем состоянии на плаву с помощью якорной системы.

Платформа состоит из 5 основных частей. Понтон (верхнее строение) 1 располагается на стабилизирующих колонах 2 с корпусами-понтонами 3. Все эти части платформы представляют конструкции с регулируемой плавучестью за счет заполнения водой или опорожнения от воды. Оттяжки 4 соединяют платформу с якорями 5 и удерживают ее от плановых перемещений. Якорное удержание представляет собой весьма сложную систему якорей и оттяжек. Рассчитывают число якорей, их размещение. В практике имеются примеры использования до 20 якорей, причем вес каждого якоря может составлять несколько десятков тонн. Конструкции якорей разрабатывают в зависимости от необходимой удерживающей силы одного якоря и всей системы в целом. Рассчитывается и прочность каждой оттяжки.

Пунктиром показана форма платформы с укороченными стабилизирующими колоннами. Это сделано для того, чтобы показать, что высота колонн зависит от величины создания необходимого запаса плавучести. Колонны могут быть длиннее, но меньшего диаметра (при круглой форме их поперечного сечения) и короче, но большей площади. Все эти вопросы решаются в каждом конкретном случае с учетом особенностей каждой платформы.

Основные размеры платформы: длина по низу понтонов 100 м, высота понтона 10 м; высота от дна понтонов до верха палубы 50 м.

На палубе 1, имеющей квадратную форму в плане, размещаются две буровые вышки б, вертолетная площадка 7, различное технологическое оборудование и помещения для обслуживающего персонала (для упрощения рисунка они не показаны). Вертикальные колонны 2 имеют высоту около 30 м, диаметр 12 м. Удерживается платформа в заданной точке системой якорных связей (цепей) 4 на якорях 5. Регулирование вертикального положения платформы осуществляется заполнением водой емкостей 2 и 3 (палуба опускается) или освобождением этих емкостей от воды (палуба поднимается). Регулировка наклона поверхности палубы производится за счет различного объема воды в колоннах и понтоне. Как в колоне, так и в понтоне 3 имеются отсеки, предотвращающие динамическое воздействие воды на стенки понтона и колонн при резких наклонах платформы.

Основное внимание при проектировании данной формы платформ должно уделяться расчету якорной системы: как самих якорных устройств, так и цепей (канатов) 4, регулирующих пространственную определенность платформы.

Платформы на натяжных связях

Плавучая платформа на натяжных связях, закрепленных на дне с помощью якорных устройств, представляет морское нефтегазовое сооружение, состоящее из трех основных частей:

плавучий блок 7, обладающий возможностью регулировать величину плавучести за счет изменения водоизмещения;
соединяется системой гибких связей 2;
с якорными или другого типа удерживающими устройствами, иногда называемыми анкерами 3.

Конструкция 7 по физической сущности представляет понтон, постоянно плавающий на воде, имеющий возможность изменять глубину погружения. Для того чтобы натянуть связи 2, понтон 7 притапливают на некоторую глубину, выбирают слабину связей с помощью натяжного устройства типа лебедок, а затем увеличивают плавучесть понтона, откачивая балластную воду из отсеков понтона. В результате связи оказываются натянутыми до расчетного значения и удерживают платформу в необходимом положении. Соответственно значению наибольшего усилия натяжения связей рассчитывается и удерживающая сила якорей 3.

Схему обычно применяют на малых глубинах и, что очень важно, на водоемах, где высота волны не достигает верхней части понтона 7, на которой размещается технологическое оборудование.

Для уменьшения воздействия волн и течений на понтон 7, его можно приподнять над поверхностью воды с помощью стабилизирующих колонн. Эти колонны 2 должны обладать плавучестью, достаточной для того, чтобы поднять все верхнее строение 1 над поверхностью воды.

Натяжные связи 3 крепятся к колоннам 2 и к якорной системе 4. Для того чтобы натянуть связи 2, понтон 7 притапливают на некоторую глубину, выбирают слабину связей с помощью натяжного устройства типа лебедок, а затем увеличивают плавучесть понтона, откачивая балластную воду из отсеков понтона. В результате связи оказываются натянутыми до расчетного значения и удерживают платформу в необходимом положении. Соответственно значению наибольшего усилия натяжения связей рассчитывается и удерживающая сила якорей 3.

Схема может применяться и на средних глубинах, а поскольку верхнее строение в рабочем положении поднято над поверхностью воды, то воздействие волн на него исключается. Зная максимальное значение высоты волн, можно определить и необходимую высоту размещения нижней части верхнего строения над поверхностью моря.

Описанная конструкция может применяться при освоении небольших месторождений, так как затраты на строительство самой платформы, связей и якорных систем (обычно это массивные бетонные блоки) существенно меньше, чем на более сложные стационарные и иные виды платформ.

Кроме того, платформу описанного типа можно построить без создания береговых баз, такой, например, как порт. Доставка платформ осуществляется буксировкой к уже установленным на дне якорным системам с прикрепленными к ним связями.

Рассмотрим схему платформы, позволяющей регулировать положение верхней палубы 7 в большом диапазоне. Это достигается за счет использования колонн 2 большой длины, располагаемых между верхней палубой и понтоном 3. Колонны 2 и понтон 3 должны обладать плавучестью, достаточной для того, чтобы поднимать верхнюю палубу 7 на необходимую высоту над поверхностью воды. Тросы натяжных устройств 4 крепятся у дна к крепежным узлам, расположенным в фундаментной плите 5, имеющей форму кольца, а также верхним крепежным устройствам, расположенным в понтоне. Особенностью верхних крепежных устройств заключается в том, что они имеют лебедки, позволяющие регулировать длину натягиваемых тросов. Это позволяет регулировать положение всей конструкции - понтон - колонны - верхняя палуба. Фундамент рассчитывается таким образом, чтобы он мог удержать выталкивающую силу, передающуюся на него через натягиваемые тросы 4. Кроме названных частей (1-5) платформа имеет трубопровод 6, по которому от платформы или к платформе по вертикальным трубам (стоякам) 7 подводятся или отводятся добываемые продукты (нефть, газ).

На плане платформы (вид сверху) видны места крепления четырех колонн 2, вертикальная площадка 8, а также обслуживающие платформу суда 9. Платформы описанной формы сооружались на глубинах до 300 м.

Рассмотрим форму платформы с наклонными натяжными тросами 2. Такое расположение натягиваемых тросов позволяет регулировать не только вертикальное положение понтона платформы 1, но и удерживать ее с помощью якорей 3 в необходимой точке в плане. Условия работы этой платформы упрощаются, так как обеспечивается необходимая стабильность пространственного положения платформы или, иначе говоря, обеспечивается ее статическая определенность.

В практике имеются примеры сооружения такой платформы при глубине моря до 500 м. Основной недостаток платформы - сложность управления натяжением слишком большого числа тросов и размещения на дне соответственно большого числа удерживающих фундаментов.

> Морская нефтяная платформа.

Это продолжение рассказа о том, как устроена морская нефтяная платформа. Первая часть с общим рассказом о буровой и о том, как живут на ней нефтяники здесь.

Все управление Морской Ледостойкой Стационарной Платформой (МЛСП) происходит с Центрального Пульта Управления (ЦПУ):

Вся платформа нашпигована датчиками, и даже если где-то в неположенном месте рабочий закурит сигарету, об этом сразу будут знать в ЦПУ и, чуть позже, в отделе кадров, который подготовит приказ об увольнении этого умника еще до того, как вертолет доставит его на большую землю:

Верхняя палуба называется Трубной. Здесь собирают свечи из 2-3 бурильных труб и отсюда же управляют процессом бурения:

Трубная палуба – единственное место на буровой, где есть хоть какой-то намек на грязь. Все остальные места на платформе надраены до блеска.

Большой серый круг справа – это новая скважина, которую в данный момент бурят. На бурение каждой скважины уходит около 2 месяцев:

Подробно процесс бурения я уже описывал в посте о том, как добывают нефть:

Главный бурильщик. У него кресло на колесиках с 4 мониторами, джойстиком и разными другими клевыми штуками. Из этого чудо-кресла он управляет процессом бурения:

Насосы, качающие буровой раствор под давлением в 150 атмосфер. На платформе 2 рабочих насоса и 1 запасной (о том, зачем они нужны и о назначении других устройств, читай в статье о том, как добывают нефть):

10.

Шарошка – долото. Именно она находится на острие бурильной колонны:

11.

С помощью бурового раствора, нагнетаемого насосами с предыдущей фотографии, крутятся эти зубья, а выгрызанная порода уносится наверх с отработанным буровым раствором:

12.

На данный момент на этой буровой платформе уже работает 3 нефтяных, 1 газовая и 1 водяная скважины. Еще одна скважина находится в процессе бурения.

Единовременно можно бурить всего одну скважину, а всего их будет 27. Каждая скважина от 2,5 до 7 километров длинной (не глубиной). Нефтяной пласт залегает на 1300 метрах под землей, так что все скважины горизонтальные и как щупальца расходятся от буровой:

13.

Дебит скважин (то есть, сколько нефти она качает в час) от 12 до 30 кубов:

14.

В этих баллонах-сепараторах попутный газ и воду отделяют от нефти, и на выходе после прогона через установку подготовки нефти, которая отделяет от нефти все примеси, получают товарную нефть:

15.

От Платформы проложен подводный трубопровод длиной 58 километров до плавучего нефтехранилища, установленного вне ледовой зоны Каспия:

16.

В трубопровод нефть закачивают магистральные насосы:

17.

Эти компрессора качают попутный газ обратно в пласт для поддержания пластового давления, которое выталкивает нефть на поверхность, соответственно, отдача нефти становится больше:

18.

Воду, которую отделили от нефти, очищают от механических примесей и возвращают обратно в пласт (ту же самую воду, что и выкачали из недр)

19.

Насосы 160 атмосфер закачивают воду обратно в пласт:

20.

На платформе есть своя химическая лаборатория, где контролируют все параметры нефти, попутного газа и воды:

21.

22.

Буровую снабжают электричеством 4 турбины, работающие от попутного газа, суммарной мощностью около 20 МЕГАватт. В белых ящиках турбины на 5 мегаватт каждая:

23.

Если турбины по каким-либо причинам отрубятся, буровую будут питать резервные дизель-генераторы:

24.

Электрощитовая занимает 2 этажа:

25.

Специальные котлы дожигают выхлоп из турбины и им обогревают жилой комплекс. То есть, даже выхлоп, как у машины из глушителя, утилизируется и в атмосферу попадает ноль загрязняющих веществ:

26.

27.

Мы застали редкий момент, когда попутный газ просто сжигали на факельной стреле, так как в это время заливали бетон между стенками скважины и обсадной колонной, а вообше, 98% попутного газа используется на собственные нужды:

28.

История развития

В настоящее время на долю нефти, добытой из морских месторождений, приходится около 30 % всей мировой продукции, а газа - еще больше. Как люди добираются до этого богатства?

Самое простое решение - на мелководье забивают сваи, на них устанавливают платформу, а на ней уже размещают буровую вышку и необходимое оборудование.

Другой способ - "продлить" берег, засыпав мелководье грунтом. Так, в 1926 г. была засыпана Биби-Эйбатская бухта в районе Баку и на ее месте создан нефтяной промысел.

После того как в Северном море были обнаружены большие залежи нефти и газа более полувека назад, родился смелый проект его осушения. Дело в том, что средняя глубина большей части Северного моря едва превышает 70 м, а отдельные участки дна покрыты всего лишь сорокаметровым слоем воды. Поэтому авторы проекта считали целесообразным с помощью двух дамб - через пролив Ла-Манш в районе Дувра, а также между Данией и Шотландией (длина более 700 км) - отсечь огромный участок Северного моря и откачать оттуда воду. К счастью, этот проект остался только на бумаге.

В 1949 г. в Каспийском море в 40 км от берега была пробурена первая в СССР нефтяная скважина в открытом море. Так началось создание города на стальных сваях, названного "Нефтяные Камни". Однако сооружение эстакад, уходящих на многие километры от берега стоит очень дорого. Кроме того, их строительство возможно только на мелководье.

При бурении нефтяных и газовых скважин в глубоководных районах морей и океанов использовать стационарные платформы технически сложно и экономически невыгодно. Для этого случая созданы плавучие буровые установки, способные самостоятельно или с помощью буксиров менять районы бурения.

Различают самоподъемные буровые платформы, полупогружные буровые платформы и буровые платформы гравитационного типа.

Самоподъемная буровая платформа

Самоподъемная буровая платформа представляет собой плавучий понтон 1 с вырезом, над которым расположена буровая вышка. Понтон имеет трех-, четырех- или многоугольную форму. На ней размещаются буровое и вспомогательное оборудование, многоэтажная рубка с каютами для экипажа и рабочих, электростанция и склады. По углам платформы установлены многометровые колонны-опоры 2.

В точке бурения с помощью гидравлических домкратов колонны опускаются, достигают дна, опираются на грунт и заглубляются в него, а платформа поднимается над поверхностью воды. После окончания бурения в одном месте платформу переводят в другое. Надежность установки самоподъемных буровых платформ зависит от прочности грунта, образующего дно в месте бурения.

Самоподъемная буровая платформа в транспортном положении: 1 - плавучий понтон; 2 - подъемная опора; 3 - буровая вышка; 4 - поворотный (грузовой) кран; 5 - жилой отсек; 6 - вертолетная площадка; 7 - подвышенный портал; 8 - главная палуба

Полупогружные буровые платформы

Полупогружные буровые платформы применяют при глубинах 300...600 м, где неприменимы самоподъемные платформы. Они не опираются на морское дно, а плавают над местом бурения на огромных понтонах. От перемещений такие платформы удерживаются якорями массой 15 т и более. Стальные канаты связывают их с автоматическими лебедками, ограничивающими горизонтальные смещения относительно точки бурения.

Полупогружная буровая платформа: 1 - погружной понтон; 2 - стабилизационная колонна; 3 - верхний корпус; 4 - буровая установка; 5 - грузовой кран; 6 - вертолетная площадка.

Первые полупогружные платформы были несамоходными, и их доставляли в район работ с помощью буксиров. Впоследствии платформы были оборудованы гребными винтами с приводом от электромоторов суммарной мощностью 4,5 тысяч кВт.

Недостатком полупогружных платформ является возможность их перемещения относительно точки бурения под воздействием волн.

Буровые платформы гравитационного типа

Более устойчивыми являются буровые платформы гравитационного типа. Они снабжены мощным бетонным основанием, опирающемся на морское дно. В этом основании размещаются не только направляющие колонны для бурения, но также ячейки-резервуары для хранения добытой нефти и дизельного топлива, используемого в качестве энергоносителя, многочисленные трубопроводы. Элементы основания доставляются к месту монтажа в виде крупных блоков.

Морское дно в месте установки гравитационных платформ должно быть тщательно подготовлено. Даже небольшой уклон дна грозит превратить буровую в Пизанскую башню, а наличие выступов на дне может вызвать раскол основания. Поэтому перед постановкой буровой "на точку" все выступающие камни убирают, а трещины и впадины на дне заделывают бетоном.

Наиболее мобильной конструкцией, способной ра-ботать на произвольной глубине, является буровое судно, т.е. корабль, специально построенный или модифициро-ванный для бурении в глубокой воде. Динамическое по-зиционирование оборудования с помощью двигателя с регулируемым шагом позволяет удерживать судно над стволом скважины.

Все типы буровых платформ должны выдерживать напор волн высотой до 30 м, хотя такие волны и встречаются раз в 100 лет.

Буровая платформа

(a. drilling platform; н. Bohrplattform, Bohrinsel; ф. echafaudage de forage; и. plataforma de sondeo ) - установка для бурения на акваториях с целью разведки или эксплуатации минеральных ресурсов под дном моря. Б. п. в осн. несамоходные, допустимая скорость их буксировки 4-6 узлов (при волнении моря до 3 баллов, ветра 4-5 баллов). В рабочем положении на точке бурения Б. п. выдерживают совместное действие волнения при высоте волн до 15 м и ветра со скоростью до 45 м/с. Эксплуатац. масса плавучих Б. п. (с технол. запасами 1700-3000 т) достигает 11 000-18 000 т, автономность работы по судовым и технол. запасам 30-90 сут. Мощность энергетич. установок Б. п. 4-12 МВт. В зависимости от конструкции и назначения различают самоподъёмные, полупогружные, погружные, стационарные Б. п. и Буровые суда. Наиболее распространены самоподъёмные (47% от общего числа, 1981) и полупогружные (33%) Б. п.
буровая вышка; 2 - грузовой кран; 3 - стеллаж для труб; 4 - жилой ; 5 - бункера для порошкообразных материалов; 6 - компрессорные станции; 7 - трубопроводы продукции скважин; 8 - насосно-турбинный блок; 9 - оборудования для подготовки нефти и газа; 10 - блок сжигания газа; 11 - газовыхлопы дизель-генератора. ">
Рис. 1. Эксплуатационная стационарная буровая платформа: 1 - буровая вышка; 2 - грузовой кран; 3 - стеллаж для труб; 4 - жилой блок; 5 - бункера для порошкообразных материалов; 6 - компрессорные станции; 7 - трубопроводы продукции скважин; 8 - насосно-турбинный блок; 9 - оборудования для подготовки нефти и газа; 10 - блок сжигания газа; 11 - газовыхлопы дизель-генератора.
Самоподъёмные (рис. 1) плавучие Б. п. используют для бурения гл. обр. при глубине моря 30-106 м. Они представляют собой водоизмещающий трёх- или четырёхопорный понтон с производств. оборудованием, поднятый над поверхностью моря с помощью подъёмно-стопорных механизмов на высоту 9-15 м. При буксировке понтон с поднятыми опорами находится на плаву; в точке бурения опоры опускаются. В совр. самоподъёмных плавучих Б. п. скорость подъёма (спуска) понтона составляет 0,005-0,08 м/с, опор - 0,007-0,01 м/с; суммарная грузоподъёмность механизмов до 10 тыс. т. По способу подъёма различают подъёмники шагающего действия (в осн. пневматические и гидравлические) и непрерывного действия (электромеханические). Конструкция опор обеспечивает возможность постановки Б. п. на с несущей способностью не менее 1400 кПа при макс. заглублении их в грунт до 15 м. Опоры имеют квадратную, призматич. и сферич. форму, по всей длине оборудуются зубчатой рейкой и заканчиваются башмаком.
Плавучие Б. п. полупогружного типа используют для бурения скважин в осн. при глубине моря 100- 300 м и представляют собой понтон с производств. оборудованием, поднятый над поверхностью моря (на вые. до 15 м) с помощью 4 и более стабилизирующих колонн, к-рые опираются на подводные корпуса (2 и более). Б. п. транспортируют к точке бурения на ниж. корпусах при осадке 4-6 м. Плавучая Б. п. погружается на 18-20 м путём приёма водяного балласта в ниж. корпуса. Для удержания полупогружных Б. п. используется восьмиточечная якорная , обеспечивающая ограничение перемещения установки от устья скважины не более 4% от глубины моря.
Погружные Б. п. применяют для бурения разведочных или эксплуатац. скважин на на глубине моря до 30 м. Они представляют собой понтон с производств. оборудованием, поднятый над поверхностью моря с помощью колонн квадратной или цилиндрич. формы, ниж. концы к-рых опираются на водоизмещающий понтон или башмак, где расположены балластные цистерны. Погружная плавучая Б. п. встаёт на грунт (с несущей способностью не менее 600 кПа) в результате заполнения водой балластных цистерн водоизмещающего понтона.
Стационарные морские Б. п. используют для бурения и эксплуатации куста скважин на и газ при глубине моря до 320 м. С одной платформы бурят до 60 наклонно направленных скважин. Стационарные Б. п. представляют собой конструкцию в виде призмы или четырёхгранной пирамиды, возвышающейся над уровнем моря (на 16-25 м) и опирающейся на дно с помощью забитых в дно свай (каркасные Б. п.) или фундаментных башмаков (гравитац. Б. п.). Надводная часть состоит из площадки, на к-рой размещено энергетич., буровое и технол. оборудование, жилой блок с вертолётной площадкой и др. оборудование общей массой до 15 тыс. т. Опорный блок каркасных Б. п. выполняют в виде трубчатой металлич. решётки, состоящей из 4-12 колонн диаметром 1-2,4 м. Закрепляют блок посредством забивных или бурозаливных свай. Гравитац. платформы изготавливаются целиком из железобетона либо комбинированными (опоры из металла, башмаки из железобетона) и удерживаются за счёт массы сооружения. Основания гравитац. Б. п. состоят из 1-4 колонн диаметром 5-10 м. Стационарные Б. п. предназначены для длит. (не менее 25 лет) работы в открытом , и к ним предъявляются высокие требования по обеспечению пребывания обслуживающего персонала, повышенной пожаро-и взрывобезопасности, защите от коррозии, мероприятиям по охране окружающей среды (см. Морское бурение) и др. Отличит. особенность стационарных Б. п. - постоянная динамичность, т.е. для каждого м-ния разрабатывается свой проект комплектации платформ энергетич., буровым и эксплуатац. оборудованием, при этом конструкцию платформы определяют условия в районе бурения, глубина бурения, и число скважин, количество станков для бурения. В. И. Панков.

Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984-1991 .

Буровая платформа - drilling platform Установка для бурения на акваториях с целью разведки или эксплуатации минеральных ресурсов под дном моря. В рабочем положении на точке бурения буровой платформы выдерживают совместное действие волнения при высоте волн до 15 м… … Нефтегазовая микроэнциклопедия

Несамоходное плавучее сооружение с оборудованием для бурения скважин в морском дне Различают буровые платформы самоподъемные с опорой на дно (применяются обычно при глубинах 60 80 м) и полупогруженные с якорным или динамическим (с помощью… … Морской словарь

буровая платформа с минимальной поддержкой - — Тематики нефтегазовая промышленность EN minimum offshore support structure … Справочник технического переводчика

См. Буровая платформа. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 1991 … Геологическая энциклопедия

самоподнимающаяся буровая платформа - самоподнимающаяся платформа (с выдвижными опорными колоннами и подъёмными устройствами) Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы самоподнимающаяся платформа EN… … Справочник технического переводчика

Добыча полезных ископаемых ведется с помощью специальных инженерных сооружений - буровых платформ. Они обеспечивают нужные условия для того, чтобы велись разработки. Буровая платформа может обустраиваться на разной глубине - это зависит от того, насколько глубоко залегают и газа.

Бурение на суше

Нефть залегает не только на суше, но и в континентальном шлейфе, который окружен водой. Именно поэтому некоторые установки оснащаются специальными элементами, благодаря которым они держатся на воде. Такая буровая платформа - это монолитное сооружение, которое выступает как опора для остальных элементов. Монтаж конструкции выполняется в несколько этапов:

сначала бурится тестовая скважина, что нужно для определения нахождения месторождения; если есть перспектива разработки конкретной зоны, то выполняются дальнейшие работы;
подготавливается площадка для буровой установки: для этого окружающая территория максимально выравнивается;
заливается фундамент, особенно если вышка имеет большой вес;
на подготовленной основе собирается буровая башня и остальные ее элементы.

Методы определения месторождения

Буровые платформы - основные сооружения, на основе которых ведутся разработки нефти и газа как на суше, так и на воде. Строительство буровых платформ ведется только после того, как определено наличие нефти и газа в конкретном регионе. Для этого бурится скважина разными методами: вращательным, роторным, турбинным, объемным, винтовым и многими другими.

Наиболее распространен роторный метод: при его использовании внутрь породы проводится вращающееся долото. Популярность данной технологии объясняется возможностью бурения выдерживать значительные нагрузки в течение длительного времени.

Нагрузки на платформы

Буровая платформа может быть самой разной по конструкции, но возводиться она должна грамотно, в первую очередь с учетом показателей безопасности. Если о них не позаботиться, последствия могут быть серьезными. Например, из-за неправильных расчетов установка может просто разрушиться, что приведет не только к потерям финансов, но и к гибели людей. Все нагрузки, которые действуют на установки, бывают:

Постоянными: под ними подразумевают силы, действующие на всем протяжении эксплуатации платформы. Это и вес самих конструкций над установкой, и сопротивление воды, если речь идет о морских платформах.
Временными: такие нагрузки воздействуют на конструкцию в определенных условиях. Только во время запуска установки наблюдается сильная вибрация.

В нашей стране разработаны разные виды буровых платформ. На сегодняшний день на российском шлейфе работают 8 стационарных добычных систем.

Надводные платформы

Нефть может залегать не только на суше, но и под толщей воды. Чтобы добывать ее в таких условиях, применяются буровые платформы, которые ставятся на плавучие сооружения. В качестве плавательных средств в этом случае используются понтоны, самоходные баржи - это зависит от специфических особенностей разработки нефти. Морские буровые платформы имеют определенные конструктивные особенности, поэтому могут держаться на воде. В зависимости от того, какова глубина залегания месторождения нефти или газа, используются разные буровые установки.

Около 30% нефти добывается именно с морских месторождений, поэтому все чаще возводятся скважины именно на воде. Чаще всего делается это на мелководье с помощью фиксирования свай и установки на них платформ, вышек, нужного оборудования. Для бурения скважин на глубоководных участках используются плавучие платформы. В некоторых случаях выполняется сухое бурение скважин на воду, что целесообразно для неглубоких проемов до 80 м.

Плавучая платформа

Плавучие платформы устанавливаются на глубину 2-150 м и могут применяться в разных условиях. Такие конструкции могут быть компактных размеров и работать в небольших реках, а могут устанавливаться и в открытом море. Плавучая буровая платформа - это выгодное сооружение, так как даже при небольших размерах она может выкачать большой объем нефти или газа. А это дает возможность экономить на затратах на транспорт. Такая платформа проводит в море несколько дней, затем возвращается на базу, чтобы опустошить резервуары.

Стационарная платформа

Стационарная морская буровая платформа представляет собой сооружение, которое состоит из верхнего строения и опорного основания. Оно фиксируется в грунте. Конструктивные особенности таких систем разные, поэтому выделяются следующие виды стационарных установок:

гравитационные: устойчивость этих сооружений обеспечивается собственным весом конструкции и весом принимаемого балласта;
свайные: они обретают устойчивость за счет забитых в грунт свай;
мачтовые: устойчивость этих конструкций обеспечивается оттяжками или нужным объемом плавучести.

В зависимости от того, на какой глубине ведутся разработки нефти и газа, все стационарные платформы делятся на несколько видов:

глубоководные на колоннах: основание таких установок соприкасается с дном акватории, а в качестве опор используются колонны;
мелководные платформы на колоннах: они имеют такое же строение, как и глубоководные системы;
конструкционный остров: такая платформа стоит на металлическом основании;
монопод - это мелководная платформа на одной опоре, выполняется в виде башенного типа и имеет вертикальные или наклонные стенки.

Именно на фиксированные платформы приходятся основные добывающие мощности, так как они более выгодны в экономическом плане и более просты в монтаже и эксплуатации. В упрощенном варианте такие установки имеют стальное каркасное основание, которое выступает как несущая конструкция. Но использовать стационарные платформы нужно с учетом статичности и глубины воды в районе бурения.

Установки, в которых основание выполнено из железобетона, укладываются на дно. Они не нуждаются в дополнительных креплениях. Такие системы применяются на мелководных месторождениях.

Буровая баржа

Разведочное бурение на море выполняется посредством мобильных установок следующих видов: самоподъемных, полупогружных, буровых судов и барж. Баржи применяются на мелководных месторождениях, причем существует несколько видов барж, которые могут работать на самой разной глубине: от 4 м до 5000 м.

Буровая платформа в виде баржи используется на начальных этапах разработки месторождений, когда нужно бурить скважины на мелководье или защищенных участках. Такие установки применяются в устьях рек, озер, болот, каналов на глубине 2-5 м. Такие баржи в большинстве своем несамоходные, поэтому с их помощью нельзя проводить работы в открытом море.

Буровая баржа имеет три основных составляющих: подводный погружной понтон, который устанавливается на дно, надводную платформу с рабочей палубой и конструкцию, которая соединяет эти две части.

Самоподъемная платформа

Самоподъемные буровые платформы похожи на буровые баржи, но первые более модернизированные и совершенные. Они поднимаются на мачтах-домкратах, которые опираются на дно.

Конструктивно такие установки состоят из 3-5 опор с башмаками, которые опускаются и вдавливаются в дно на время проведения буровых работ. Такие конструкции могут ставиться на якоря, но опоры - более безопасный режим эксплуатации, так как корпус установки не касается поверхности воды. Самоподъемная плавучая платформа может работать на глубине до 150 м.

Данный вид установки возвышается над поверхностью моря благодаря колоннам, которые опираются на грунт. Верхняя палуба понтона - это место, где монтируется необходимое технологическое оборудование. Все самоподъемные системы отличаются формой понтона, количеством опорных колонн, формой их сечения и конструктивными особенностями. В большинстве случаев понтон имеет треугольную, прямоугольную форму. Количество колонн - 3-4, но в ранних проектах системы создавались на 8 колоннах. Сама буровая вышка или располагается на верхней палубе, или выдвигается за корму.

Буровое судно

Эти буровые установки являются самоходными и не требуют буксировки на участок, где проводятся работы. Проектирование таких систем выполняется специально для установки на небольшой глубине, поэтому они не отличаются устойчивостью. Буровые суда используются при разведке нефти и газа на глубине 200-3000 м и глубже. На такое судно ставится буровая вышка, а бурение выполняется непосредственно через технологическое отверстие в самой палубе.

При этом судно оснащается всем необходимым оборудованием, чтобы можно было управлять им при любых погодных условиях. Якорная система позволяет обеспечить должный уровень устойчивости на воде. Добытая нефть после очищения хранится в специальных резервуарах в корпусе, а затем перегружается в грузовые танкеры.

Полупогружная установка

Полупогружная нефтяная буровая платформа - одна из популярных буровых установок на море, так как она может эксплуатироваться на глубине свыше 1500 м. Плавучие конструкции могут погружаться на значительную глубину. Установка дополнена вертикальными и наклонными раскосами и колоннами, которые обеспечивают устойчивость всего сооружения.

Верхний корпус таких систем - это жилые помещения, которые оборудованы по последнему слову техники и имеют нужные запасы. Популярность полупогружных установок объясняется разнообразными вариантами архитектурных решений. Они зависят от количества понтонов.

Полупогружные установки имеют 3 вида осадки: бурение, режим штормового отстоя и переход. Плавучесть системы обеспечивается опорами, которые к тому же позволяют установке сохранять вертикальное положение. Отметим, что работа на буровых платформах России оплачивается высоко, однако для этого нужно иметь не только соответствующее образование, но и большой опыт работы.

Выводы

Таким образом, буровая платформа - это модернизированная система разного типа, которая может бурить скважины на различной глубине. Конструкции широко применяются в нефте- и газодобывающей промышленности. Перед каждой установкой ставится конкретная задача, поэтому они отличаются и конструктивными особенностями, и функциональностью, и объемом переработки, и транспортировкой ресурсов.