Бурение нефтяных и газовых скважин
 Скачать 165.5 Kb.
|
Якорная система удержания ПБУ на точке бурения.Основными элементами якорной системы удержания являются: якоря, якорные связи, якорные лебедки и системы контроля и управления положением ПБУ. Якоря.Основной характеристикой якоря является держащая ( удерживающая) сила якоря, т.е. сила, которую необходимо приложить к якорю, чтобы вырвать его из зацепления с грунтом. Тя = Ря х Кя, Н, где Тя- держащая сила якоря, Н; Ря- вес якоря, Н; Кя- коэффициент держащей силы, который зависит от конструкции якоря и физико- механических свойств грунта. Кя изменяется от 2-3 до 10-20. Удерживающая сила якоря с якорной цепной связью равна Тя.ц.= Ря х Кя + Кт х Рц х Lц, Н, где Кт – коэффициент трения якорной цеп о грунт; Рц – вес 1м цепи в воде, Н/М; Lц –длина якорной цепи, лежащей на грунте, М. Судовые ( корабельные) якоря в зависимости от конструкции можно подразделить на следующие типы : Адмиралтейский якорь, якорь Холла, якорь Матросова, однорогий якорь, четырехрогий якорь. Якорные связи.Они подразделяются на якорные цепи, якорные канаты ( тросы) и комбинированные связи. Якорные цепи различают по их калибру, т.е. диаметру поперечного сечения прутка звена. Калибр в зависимости от глубины моря изменяется от 70мм до 130мм. Якорные канаты имеют диаметры от 57мм до 90мм. Комбинированные якорные связи применяют в диапазоне глубины моря 300-600м. Они состоят из двух равнопрочных участков: верхнего - из каната и нижнего - из цепи. Якорные лебедки.Они служат для подъема и спуска якоря и подразделяются на 3 этапа: Брашпили - лебедка с горизонтальной осью вращения. Шпили - лебедка с вертикальной осью вращения. Лебедки-применяются при использовании якорных канатов. Системы контроля и управления положением ПБУ.Существуют две системы: динамическая система и гидроакустическая и инклинометрическая системы позицирования . Характеристика ЯСУ.1. Длина якорных связей составляет до 4-6 глубин моря. 2. Количество якорных связей- до 6-12. 3. Масса якорей составляет до 10-20т. Кроме того, при необходимости к якорным связям прикрепляют грузы массой до 15-20т. 4. Общая масса якорной системы удержания может достигать до 800- 1200т., т.е. до 10% водоизмещения полупогружной ПБУ. Достоинства ЯСУ.Небольшие затраты электроэнергии. Простота в эксплуатации. Недостатки ЯСУ.Ограниченность глубины стоянки (до 200-300м). Трудоемкость постановки ПБУ на якорь и снятие с якорей, а также большие затраты времени. Необходимость иметь вспомогательные суда (буксиры, плавучие краны). Зависимость точности удержания ПБУ от глубины моря, гидродинамических условий и физико- механических свойств грунтов. Динамическая система позицирования (ДСП).ДСП предназначена для удержания плавучей буровой установки над подводным устьем скважины на глубинах моря более 300м и до 2000-3000м и более. В 1964г. первое научно-исследовательское судно с применением ДСП было изготовлено во Франции Основные приборы и устройства ДСП.1 .Акустический излучатель. 2. Маяки- ответчики. 3. Анемометр – определяет скорость ветра. 4. Флюгер – показывает направления ветра. 5. Гирокомпас – определяет курс ПБУ. 6. Гировертикаль – учитывает влияние бортовой и килевой качек ПБУ. 7. Измеритель скорости морского течения. 8. Отвесный кренометр ( инклинометр). 9. Кренометр водоотделяющей колонны. 10.Гидрофоны-приемники на ПБУ. 11.Подруливающие устройства и гребные винты. Принцип работы ДСП.Динамическая система позицирования представляет собой замкнутую цепь автоматического управления и включает следующие элементы : 1.Датчики, определяющие координаты продольного и поперечного перемещений и угол поворота ПБУ. 2.Блоки сравнения, определяющие величину отклонений ПБУ от первоначального положения. 3.Пульты управления, рассчитывающие усилия и подающие команды на двигатели, гребные винты и подруливающие устройства для возвращения ПБУ в первоначальное положение. 4.Подрувающие устройства и гребные винты, обеспечивающие перемещение ПБУ в первоначальное положение, отклонившегося под действием внешних сил. Подруливающие устройства представляют собой сквозные отверстия с одного борта на другой, внутри которых размещены насосы, которые создают упор и обеспечивают поворот ПБУ. Подруливающие устройства выполнены также в виде откидных или выдвижных колонок с гребными винтами. Для повышения надежности работы ДСП все ее блоки дублированы и представляют две параллельные цепи автоматического управления : одна работает, а другая находится в резерве и подключается в случае неисправности первой. В системе управления имеется цепь опережения действия ветра. Она необходима для немедленного противодействия порыву ветра, не дожидаясь его влияния на отклонение ПБУ. Данные о скорости ветра поступают от анемометра, а направление ветра – от флюгера. В случае возможных помех на акустическую связь, во избежание прерывания сигнала о положении ПБУ, причиной которых может быть , например, косяк рыбы, в системе управления имеется отвесный кренометр, расположенный на натяжном тросе. В этом инклинометре установлены два маятника во взаимно перпендикулярных плоскостях. Измеряя углы отклонения троса от вертикали, вычисляют отклонения ПБУ от подводного устья скважины. Преимущества ДСП по сравнению с якорной системой удержания.1.Отсутствие механических связей с дном моря и ДСП не имеет ограничений по глубине моря. 2.Возможность ПБУ быстро изменять курс с целью уменьшения влияния бортовой, килевой и вертикальной качек. 3.Возможность при необходимости быстрого снятия ПБУ с точки бурения и возвращения обратно, а также обеспечение повторного ввода бурового инструмента в подводное устье скважины при бурении на больших глубинах моря. 4.Стоимость ДСП не увеличивается с глубиной моря, а стоимость и трудности с применением ЯСУ существенно возрастают в таких условиях. Недостатки ДСП.1.ДСП потребляет больше электроэнергии, при этом увеличиваются мощность двигателей и расход топлива. 2.В целом стоимость ДСП по сравнению с ЯСУ больше до 2 – 3 раз и составляет до 30% от стоимости полупогружной ПБУ. |