Морские буровые установки
Яндекс.Метрика
Райзеры (водоотделяющие колонны)


Райзер (морская водоотделяющая колонна, морской стояк, marine riser) – представляет собой трубу большого диаметра, составленную из нескольких труб диаметром 400-500 мм и предназначен для соединения морской буровой установки с подводным противовыбросовым оборудованием или блоком устьевого соединителя, установленным на устье скважины, для последующего спуска в скважину бурильной и обсадной колонн, отвода использованного бурового раствора на регенерацию и очистку и управления скважиной через манифольдные линии.

структура райзера (водоотделяющей колоны)


Секция морского стояка (райзера) конструктивно представляет собой центральную трубу, к которо
й приварены муфтовый и ниппельный элементы, имеющие замковые устройства для соединения секций между собой, а также уплотнительные элементы для герметизации стыка секций. На ниппельном конце трубы установлен фланец, служащий опорой при выполнении спуско-монтажных работ. К центральной трубе крепятся манифольдные линии.

 

гибкая шаровая шарнирная муфта


Телескопический компенсатор предназначен для компенсации вертикальных перемещений, бортовой и килевой качки ПБУ. Он состоит из наружной трубы с манифольдными линиями, внутренней трубы, уплотнительного узла, состоящего из рабочего и аварийного уплотнителей и переходника, служащего для соединения внутренней трубы с блоком дивертора. Муфто-ниппельные элементы телескопического компенсатора аналогичны элементам секций морского стояка.

 

телескопический компенсатор (telescopic joint)


Масса морского стояка составляет 70 - 90 т (одной секции морского стояка длиной 12,5 м 3- 4 т).
Система натяжения морского стояка создает и поддерживает растягивающее усилие, приложенное к морскому стояку, уменьшающее нагрузку на устье, а также изгиб морского стояка от собственного веса и действия подводных течений.

Типы райзеров


По типу конструкции райзеры подразделяются на:
- жесткие натяжные;
- гибкие;
- цепные.

Для платформ с натяжными связями, в основном, применяются жесткие райзеры. Гибкие райзеры разных конфигураций используют на судах FPSO и полупогружных морских буровых установках.

Также райзеры различают:
по назначению - на эксплуатационные и буровые;
по материалу - на райзеры из алюминиевых и титановых сплавов, стали и из композитных материалов.

Эксплуатационные райзеры используются для транспортировки продукции, нагнетания газа и воды, а также применяются в системах капитального ремонта и управления. Они могут быть натяжными но, как правило, выполняются гибкими и цепными, так как обеспечивают транзит от дна к борту эксплуатационной морской буровой установки.

Жесткие буровые райзеры задают направление колонне бурильных труб и обеспечивают циркуляцию воды между буровой палубой и стволом скважины. Обычно жесткие морские стояки выполняются как натяжные системы с выдвижными соединениями, которые позволяют райзеру компенсировать наклон и движение морской буровой установки.

Стальные цепные райзеры

Конструкция стального цепного райзера (steel catenary riser, SCR) представляет соединенные между собой участки труб. Соединение осуществляется при помощи гибких соединений.

Гибкие соединения применяются в структуре SCR благодаря следующим своим особенностям:
- при перемещениями райзера и судна, вызываемые этим напряжения, существенно уменьшаются при использовании гибкого соединения,
- гибкие соединения используются как для экспортирующих, так и для импортирующих райзеров, транспортирующих нефть, газ или воду;
- позволяют осуществлять свободное вращение на угол ±20° в случае односторонних соединений и на угол ±35° в случае двусторонних соединений;
- способность выдерживать рабочее давление до 70,3 МПа (10000 psi);
- способность выдерживать осевое растяжение до 48930 кН (11000 kips).

Наиболее распространенные конструкции гибких морских стояков имеют следующие особенности:
- свободно провисающая: форма, принимаемая гибкой трубой, когда она провисает между двумя точками и на нее действует только собственный вес.
- Lazy S: форма гибкого морского стояка с двойным провисанием, в этом случае под водой райзер поддерживается подводным буем. Этот буй удерживается на позиции с помощью каната или цепи от неподвижного якоря на дне.
- Lazy Wave: в целом похожа на форму Lazy S, но в данном случае буй заменен распределенной вдоль одной из секций райзера плавучестью. В данной конфигурации якорь не требуется.
- Steep S: форма райзера схожая с конфигурацией Lazy S, но нижняя секция трубы между основанием райзера и буем находиться в вертикальном положении и является элементом натяжения.
- Steep Wave: немного повторяет форму Steep S, но буй заменяется плавучестями, которые равномерно распределяются по секции морского стояка.

Конструкция гибкой трубы может быть двух типов: со связанными и несвязанными слоями. Гибкая труба обязательно содержит стальной и/или армированный текстильный слой для обеспечения осевой и радиальной прочности, но может включать в себя спиральную или винтовую конструкцию для обеспечения прочности при сжатии. Жидкости и газы содержатся в слоях принципиально изготавливаемых из полимерных материалов. Количество армированного материала, толщина и выбор материала слоев, порядок чередования слоев в конструкции трубы определяется требованиями к работе и установке.

Труба с несвязанными слоями состоит из нескольких отдельных слоев, не имеющих между собой сцепления. Каждый последующий слой трубы намотан или отштампован на предыдущий по всей длине.

В конструкции со связанными слоями гибкая труба состоит из нескольких отдельно намотанных или отштампованных слоев и затем связанных при использовании клеящих материалов или высоких температур и/или давления (по типу вулканизации) для объединения слоев в единую конструкцию. В некоторых конструкциях стальной внутренний каркас не связан со смежными слоями.

В конструкцию гибкого райзера может входить ограничитель изгиба, который работает как стопор и ограничивает локальный радиус кривизны гибких труб до минимального значения

 
Ограничитель изгиба


Подводная часть конструкции жесткого райзера включает в себя гидравлическую соединительную муфту и шарнирное (гибкое) соединение. Муфта стыкует райзер со сборным блоком противовыбросового превентора. Противовыбросовый превентор - это механизм контролирующий давление в скважине. Он присоединяется непосредственно над обсадной колонной, и может закрыть скважину в случае необходимости. Гибкие соединения применяются для создания углового смещения между райзером и сборным блоком противовыбросового превентора, в результате изгибный момент в райзере уменьшается.

Конструкция гибкой трубы с несвязаными слоями

Гибкое соединение используется и на вершине райзера между буровой палубой и телескопическим соединением для снижения нагрузок, передающихся на райзер при движении буровой установки. В отдельных случаях они могут быть установлены на некоторых средних уровнях водоотделяющей колонны под телескопическим соединением с целью снижения напряжения в райзере.

Для снижения веса конструкции райзера погруженных в воду, к ним может присоединяться оборудование плавучести. Оно закрепляется на внешней стороне и тем самым, на некоторых участках может несколько увеличиться внешний диаметр райзера. Все это приводит к увеличению статической и динамической волновых нагрузок (выталкивающей силы).

Сайт управляется SiNG cms © 2010-2017