плавучие буровые установки. рефесрат. Реферат по дисциплине Буровые сооружения, машины и механизмы
 Скачать 1.58 Mb.
|
 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ» (МГРИ) Факультет технологии разведки и разработки Кафедра современных технологий бурения скважин Реферат по дисциплине «Буровые сооружения, машины и механизмы» на тему: «Плавучие буровые установки» Выполнил: студент группы НД-19-1 Пестов Ярослав Алексеевич __________________ (подпись, дата) Проверил: Сырчина А.С. __________________ (оценка) ______________ (подпись, дата) Москва 2022 г. Содержание 1. Введение...................................................................................................................3 2. Виды плавучих буровых установок........................................................................4 3. Особенности применения полупогружных буровых установок..........................4 4. Конструкция.............................................................................................................5 5. Классификация ППБУ.............................................................................................6 6. Принцип работы системы удерживания платформы............................................7 7. Популярные модели.................................................................................................8 8. Заключение.............................................................................................................11 9. Список использованной литературы....................................................................12 Введение Освоение человеком технологии морского бурения является огромным прорывом, положительные результаты которого трудно оценить. Ни для кого не секрет, что наземные запасы нефти иссякают очень быстрыми темпами, к тому же, ситуация усложняется отсутствием или несовершенством техники и технологии глубокого бурения. Это говорит о том, что с каждым годом нам будет всё тяжелее поднять нефть на поверхность, и наступит момент, когда оставшиеся запасы станут недосягаемыми. Добыча углеводородного вещества (нефти) на морском и океаническом шельфе также не лишена проблем. Они связаны с необходимостью огромных капиталовложений для проектирования буровых комплексов и проведения разведки, применения специального морского оборудования для транспортировки нефти. Большие проблемы возникают при оборудовании устья скважины и обслуживании оборудования. Однако, вследствие того, что на морском шельфе сконцентрировано до 55% запасов нефти, необходимость решения всех проблем и проведения разработки морских месторождений является актуальной. Добыча полезного ископаемого в условиях морского шельфа мало чем отличается от добычи на суши. Принцип один и тот же, отличие лишь в конструктивном исполнении оборудования. Так, для бурения в море применяются специальные плавучие буровые платформы. 1. Виды плавучих буровых установок До сих пор бурение морских скважин осуществляется с несколькими типами плавучих буровых платформ: Самоподъёмной плавучей установкой – монтируется на дно при помощи специальных опор, корпус поднимается над поверхностью воды на недосягаемую для волн высоту. Буровых судов – благодаря высокой автономности и мобильности используются в отдалённых районах. Не могут эксплуатироваться при большом волнении моря. Полупогружных плавучих установок, включающих собственно буровую площадку, понтоны, заполняемые забортной водой, и стабилизирующие колонны. — именно ППБУ являются наиболее востребованными при добыче нефти и газа. 2. Особенности применения полупогружных буровых установок Создание полупогружных буровых (ППБУ) явилось следствием необходимости проведения бурения на глубинах более 100 м. По мере развития технологии появилась возможность при помощи данных платформ проводить бурение глубиной до 10000 м при глубине акватории до 6000 м. Размещается конструкция на понтонах непосредственно над местом бурения. В основном ППБУ служат для разведочного бурения. Нефтяные и газовые структуры при этом находятся на глубине примерно от 90 м, когда эксплуатация самоподъёмных платформ становится уже неоправданной. Транспортируются платформы до места работ как самоходным способом, так и при помощи буксиров. На месте удерживаются огромными якорями массой приблизительно 15 т. Однако поддерживать постоянную нагрузку на подобную плавучую конструкцию довольно сложно и дорого, поэтому в современных ППБУ, таких как Deepwater Horizon, применяется цифровая система позиционирования, которая постоянно удерживает платформу при помощи подводных двигателей. Используя данную систему, от заданного места платформа может отклониться всего на несколько метров.  Рис. 1. Полупогружная плавучая буровая установка 1-погружной понтон, 2-стабилизационная колонна, 3-верхний корпус, 4-буровая установка, 5-грузовой кран, 6-вертолетная площадка 3. Конструкция В конструкцию таких платформ входят верхний корпус, нижние понтоны, стабилизирующие колонны. Последние сверху присоединяются к корпусу, а в нижней части – к понтонам. При заполнении понтонов морской водой происходит их погружение (обычно на 18-30 м), при этом над поверхностью воды находится часть колонн и сам верхний корпус. Далее система заякоривается. В результате площадь ватерлинии резко уменьшается, что способствует уменьшению волновых нагрузок и облегчает задачу неподвижного удерживания платформы на месте. Внутреннее пространство колонн имеет водонепроницаемые отсеки, в которых размещается различное оборудование, складские помещения, технологические и энергетические блоки. Понтоны также имеют внутренние отсеки, предназначенные для размещения технической и балластной воды, масла, топлива и т. п.  Рис. 2. Схема полупогружной буровой установки 4. Классификация ППБУ Конструкций ППБУ сегодня много, различаются они как по способу транспортировки, о чём выше уже было упомянуто, так и по способу удержания. Последняя классификация предусматривает возможность создания следующих типов платформ: с системой удерживания при помощи якорей с динамическим позиционированием с удерживанием при помощи натяжных опор По понятным причинам ППБУ с якорной системой удерживания могут использоваться для бурения на довольно небольших (до 300 м) глубинах. В противном случае приходится существенно наращивать длины тросов якорей, увеличивать габариты и массу якорных лебёдок. В результате дрейф основания увеличивается. Динамическое позиционирование платформы позволяет значительно упростить задачу удержания установки в неподвижном состоянии. Данная система состоит из вычислительной машины, акустической аппаратуры и восьми винтов продольного и поперечного направлений. 5. Принцип работы системы удерживания платформы Акустическая аппаратура принимает свои же сигналы, отражаемые ото дна, а вычислительная машина, соответственно, определяет текущие координаты установки и при необходимости подаёт сигналы на двигатели, возвращая платформу в исходное местоположение. Эффективность данной системы с глубиной только возрастает, поэтому используют ППБУ с динамическим позиционированием для работ на глубинах до 6000 м. ППБУ вышеперечисленных систем удерживаются полупогруженными в воду благодаря плавучести опор. Однако данная конструкция чрезвычайно чувствительна к изменениям схемы нагрузки платформы, возникающим, например, при перемещении тяжёлого оборудования на верхнем корпусе. На приливно-отливных акваториях работать на этих платформах чрезвычайно тяжело – установка смещается по горизонтали, что вызывает провисание или обрыв тросов якорей. Этих недостатков лишён третий тип конструкции ППБУ – на натяжных опорах. В настоящее время они используются наиболее активно. Их основные элементы – опоры, понтоны, фундамент и растяжки для их соединения. Схема монтажа ППБУ 1. Фундамент, часто выполняемый в виде пустотелой массивной ёмкости, первым буксируется на место, куда доставляются и растяжки нужной заранее просчитанной длины. 2. Растяжки нижними концами сцепляются скобами с фундаментом, отсеки которого заполняется водой пока лишь частично. Количество воды рассчитывается таким образом, чтобы фундамент погрузился не до самого дна, а на расстояние, на котором верхние части растяжек находились бы над поверхностью воды. 3. Фундамент опускается в воду. Растяжки имеют положительную плавучесть, поэтому под водой они сами занимают вертикальное положение. 4. Далее приходит платформа, верхние края растяжек закрепляются на понтонах, после чего оставшиеся секции фундамента полностью заполняются водой. Далее фундамент погружается на дно, увлекая понтоны на просчитанную глубину. 6. Популярные модели В мире построено много плавучих нефте- и газодобывающих платформ, и каждая из них способна поразить обывателя своими масштабами. Это настоящие плавучие города посреди моря, в которых живут и работают десятки и даже сотни человек. West Alpha Одной из известнейших ППБУ можно смело назвать West Alpha. Именно на этой платформе в сентябре 2014 года в Карском море при бурении скважины «Университетская-1» было обнаружено крупное месторождение, названное в последствие «Победа». Сама же West Alpha – это норвежская буровая, построенная в 1986 году. ППБУ West Alpha До вышеназванного события эксплуатировалась исключительно в норвежских водах, но для работы в условиях крайнего севера была соответствующим образом модернизирована – добавили оборудование для мониторинга ледовой обстановки и установили систему для предотвращения столкновений с айсбергами. Характеристики West Alpha: Параметры Показатели Водоизмещение конструкции, т 17 193 Длина, м 89 Глубина акватории, м от 60 до 600 Глубина бурения, м 7000 Северное сияние ППБУ «Северное сияние» — чрезвычайно большая и одна из наиболее современных в своём классе. Оснащена огромным количеством современного оборудования, причём не только импортного. Построена по заказу «Газпрома» для строительства разведочных и эксплуатационных скважин в суровых условиях на Выборгском СЗ. Платформа позволяет бурить скважины глубиной до 7500 м на акватории от 70 до 500 м глубиной. Фиксируется восьмью якорями весом каждый по 15 т. Эксплуатироваться может при волнении моря до 8 баллов. Имеет подруливающие устройства и способна к самостоятельному передвижению со скоростью до 8 узлов. Фото плавучей буровой установки «Северное сияние» Арктическая «Арктическая» относится к классу СПБУ и предназначена для бурения на шельфе разведочных и эксплуатационных скважин. Стоит она на трёх цилиндрических опорах шестиметрового диаметра высотой 72 м. Буровой блок размещается в кормовой части установки на выдвижной консоли. Вертолётная площадка и жилой комплекс — в носовой части. Главный проектант – ЦКБ «Коралл». Характеристики СПБУ «Арктическая»: Параметры Показатели Размеры (длина/ширина/высота), м 106/75/75 Водоизмещение, т 16 350 Глубина бурения, м 6 500 Глубина акватории, м 10-30 Плавучая буровая установка «Арктическая» Беркут Одна из самых больших в мире ледостойких буровых платформ, обладающая массой надводной части 45 тыс. т. Устанавливается на гравитационное основание. Платформа оборудована системами защиты, позволяющими ей выдерживать землетрясения до 9 баллов и ледяные глыбы толщиной до 2 м. Конструктивно представляет собой бетонный кессон прямоугольной формы с четырьмя бетонными колоннами высотой 55 м для размещения верхнего сооружения. Устанавливается на грунте при заполнении кессона и опор морской водой. С береговым комплексом сообщается посредством двух 500-мм трубопроводов. Платформа оснащается дополнительной мобильной буровой установкой для разведочного бурения на удалении до 7 километров от основной платформы. Установлена для освоения месторождения Аркутун-Даги летом 2014 года, входит в проект «Сахалин-1». Работает на глубине 30-40 м. Заключение Разведка и разработка морских нефтяных и газовых месторождений отличаются от аналогичных работ на суше большой стоимостью и сложностью. Комплекс технических средств для освоения морских нефтяных и газовых месторождений состоит из большого количества типов и видов уникальных и дорогостоящих гидротехнических сооружений (стационарных платформ, буровых судов и т.д.), бурового и нефтепромыслового оборудования, систем связи, навигации и охраны окружающей среды. При бурении с передвижных плавучих средств широко применяются комплексы подводного устьевого оборудования. Это комплекс предназначен для направления в скважину бурильного инструмента и обеспечения замкнутой циркуляции бурового раствора. Технология бурения морских нефтяных и газовых скважин в основном не отличается от бурения скважин на суше. Вместе с тем самоплавучая буровая установка, буровое судно или полупогруженная плавучая буровая установка во время бурения перемещаются относительно подводного устьевого оборудования. Для компенсации вертикальных перемещений. Горизонтальные перемещения компенсируются водоотделяющей колонной (стояком). Циркуляционная система должна быть закрытой и замкнутой. При бурении морских нефтяных и газовых скважин широко используют комплекс механизмов для автоматизации спускоподъемных операций. Список использованной литературы 1.Проектирование общесудовых устройств /В.В. Зайцев и др. - Николаев: Изд. Илион.2004.300с. 2.Галахов И.Н., Литонов О.Е. , Алисейчик А.А. Плавучие буровые платформы. Л.: Судостроение, 1981,-224 с. .Морские инженерные сооружения. Часть 1. Морские буровые установки. Учебн./ Р.В. Борисов и др. - СПб.: судостроение, 2003-535с. .Симоненко А.С. устройства плавучих буровых установок . Учебн.- СПб.: Изд. Центр СПбГМТУ. 1994.-371с. .Ветер и волны в океанах и морях . Справочные данные. Регистр СССР. - Л.: Транспорт , 1974.- 360 с. |