Морские буровые установки
Яндекс.Метрика
Самоподъемные плавучие буровые установки

Самоподъемные плавучие буровые установки 

Самоподъемная плавучая буровая установка (СПБУ) — это буровая установка, поднимаемая в рабочем состоянии над поверхностью моря на колоннах, опирающихся на грунт. Колонны подвижны в вертикальном направлении относительно основного корпуса (понтона). На верхней палубе понтона и в понтоне располагается технологическое оборудование и средства жизнеобеспечения. СПБУ можно классифицировать по форме понтона; по количеству опорных колонн; по форме поперечного сечения колонн и их конструкции; по конструктивному оформлению нижней части колонн; по типу подъемного механизма; по расположению буровой вышки.

В настоящее время сформировались следующие формы понтона СПБУ: треугольная, прямоугольная, прямоугольная с аутригерами. Первая и последняя используются для трехопорных СПБУ. В данном случае под аутригерами понимается конструкция для размещения опорно-подъемного устройства, жестко соединенная с основным понтоном. Основное назначение такой конструкции — восприятие вертикальной и горизонтальной нагрузки от колонны и размещение подъемного устройства.

Количество опорных колонн — три или четыре. На ранних проектах СПБУ оно доходило до восьми. Конструкция колонн может быть цилиндрическая сплошностенная, ферменная или призматическая. Нее типы колонн имеют зубчатые рейки, которые являются частью подъемного механизма. Цилиндрическая колонна имеет круглую форму поперечного сечения с выступающими рейками. Ферменные колонны могут быть треугольными или квадратными в поперечном сечении. В углах колонн находятся зубчатые рейки. Длина ферменных колонн может достигать 180 м.

Конструктивное оформление нижней части колонны зависит от предполагаемого механизма взаимодействия колонн с фунтом: опора на грунт или проникновение в грунт. В первом случае колонны соединяются внизу общим опорным матом (такой тип опорного устройства применяется на мягких грунтах), во втором колонна заканчивается внизу башмаком определенной формы.

Буровая вышка может располагаться на верхней палубе понтона или выдвигаться за корму по направляющим консолям. В последнем случае экономится площадь палубы.

На рисунке показаны основные элементы конструкции самоподъемной плавучей буровой установки:

 

1 - понтон; 2 - опорная колонна; 3 - устройство подъема опор; 4 - кран; 5 - буровая вышка; 
6 - консоль подвышечного портала; 7 - стеллажи для хранения труб; 8 - жилой модуль; 
9 - вертолетная площадка

Основные эксплуатационные состояния СПБУ — рабочее и перехода (транспортировка). Переход осуществляется без технологических запасов или с частью технологических запасов, если СПБУ перемещается с одной точки бурения на другую в пределах одного района.

Поднятые вверх колонны уменьшают остойчивость СПБУ за счет увеличения аппликаты центра тяжести установки и увеличивают силы ветрового воздействия, динамические моменты бортовой и килевой качки. В целях уменьшения перечисленных внешних воздействий колонны опускают на 0,3—0,4 длины, что значительно демпфирует качку.

Применение СПБУ, у которых во время транспортировки верхние секции опор снимаются и устанавливаются на палубе, позволяет существенно уменьшить динамические нагрузки на опоры и повысить остойчивость без увеличения размеров понтона. Для монтажа верхних секций при размещении буровой установки на месте бурения на палубе предусматриваются специальные подъемно-монтажные устройства.

Для уменьшения длины опор при транспортировке СПБУ, предназначенных для эксплуатации на больших глубинах, разработаны конструкции с телескопическими цилиндрическими опорами. При этом полная длина выдвинутых опор составляет около 120 м, наружная опора имеет дайну около 77 м и наружный диаметр около 4,6 м, а внутренняя выдвижная опора — длину 71 м и наружный диаметр около 4,3 м. Однако подобные конструкции для обеспечения жесткости должны иметь поперечное крепление в местах телескопического разъема. Наличие подобного крепления не позволяет осуществить полный подъем опор, что обусловливает большую осадку буровой установки при транспортировке.

Существуют предложения отделить подъемный корпус от опор. В этом случае опоры преобразуются в опорный ферменный блок, аналогичный стационарным платформам. Опорный блок доставляется и закрепляется в месте бурения. Затем на него наводится понтон, имеющий подъёмники, которые стыкуются с опорным блоком, и с их помощью производится подъем понтона.

Перегоны тщательно подготавливают, выбирая наиболее благоприятный маршрут. На маршруте должны быть районы, защищенные от волнения (бухты, защитные гидротехнические сооружения), где установка могла бы отстояться, встав на колонны при получении неблагоприятного метеорологического прогноза. Перегон осуществляется с помощью нескольких буксиров. На СПБУ, у которых буровая вышка смонтирована на перемещающемся портале, перед перегоном портал сдвигают ближе к мидель-шпангоуту. Дополнительно тщательно проверяют закрытия вырезов на палубе, на внутренних переборках, устройства фиксации колонн. Ограничение на перегон — 5 баллов по волнению и 7 баллов по ветру.

Одной из опасностей при длительной стоянке на точке бурения является размыв грунта под одной из колонн, что приводит к ее просадке. При этом угол крена (дифферента) понтона может превысить допустимый предел в 1°, что вызывает заклинивание понтона на колоннах.

Дополнительными режимами эксплуатации являются периоды перехода из одного основного режима в другой. Подъем СПБУ на колонны происходит при волнении до 3 баллов, чтобы обеспечить безударное касание дна башмаками колонн. После прекращения движения колонн вниз начинается процедура их задавливания путем небольшого подъема понтона над водой.

Если количество опор равно трем, то СПБУ принимает дополнительный балласт, для чего предусматриваются балластные отсеки. На четырехопорной установке задавливание колонн происходит попарно для диагонально расположенных опор. Сначала нагружают две колонны, стоящие на одной диагонали. После их заглубления нагрузка переносится на другую пару колоны. Нагрузку при задавливании выбирают такую, чтобы она была больше максимальной эксплуатационной. Процесс задавливания прекращается выдержкой во времени. При отсутствии дальнейшей просадки опор понтон СПБУ поднимается над водой на расчетную высоту.

 Для повышения безопасности буксировки СПБУ используется целый ряд технических решений. В частности, для уменьшения вертикальных перемещений корпуса призматической формы на волнении были успешно использованы выдвижные горизонтальные демпфирующие пластины, расположенные по периметру понтона. В результате увеличения присоединенных масс уменьшились как амплитуды вертикальной качки, так и угловые характеристики движения. Ведутся исследования по использованию заполненных водой внутренних отсеков верхних частей опор для стабилизации буровой установки на последних этапах касания морского дна.

Сайт управляется SiNG cms © 2010-2017