книги / Морская нефть. Развитие технических средств для освоения морских арктических месторождений нефти и газа. Переработка продукции скважин

вертолетами), чтобы пробурить скважину, необходимую для ликвидации от­ крытого выброса. На основании можно разместить материалы, обеспечиваю­ щие работу в течение 270 дней. Проект разработан фирмами «Чикаго бридж энд айрон» и «Паркер дриллинг».

Ледорезная платформа (рис. 1.90). Классификация: BGM. 13 (основание, устанавливаемое на дно, гравитационное, передвижное). Заказчик: фирма «Си-Лог». Состояние разработки: техническое предложение. Район эксплуа­ тации: арктические моря, воды глубиной 15-36,5 м. Ледовая обстановка: круглогодично дрейфующие льды.

Рисунок 1.90 — Ледорезная платформа

Конструкция платформы базировалась на проекте ледорезного полупогружного бурового судна (FDM. 1) фирмы «Си-Лог». Она состоит из квад­ ратного или круглого нижнего корпуса диаметром 91 м, центральной колонны диаметром 9,1 м и палубы размером 49 х 49 м. Вращающийся ледорез рас­ положен на центральной колонне. Платформа самоходная, передвигающаяся во льдах и в свободной ото льда воде круглогодично. На базе проекта пред­ полагалось разработать самоподъемные системы, объединяющие моноопору с понтоном обычной самоподъемной установки. Фирма «Си-Лог» предлагала оборудовать ледорезами кессонные гравитационные буровые платформы для их перемещения в зимнее время.

Передвижной арктический остров MAI (рис. 1.91). Классификация: BGM. 14 (основание, устанавливаемое на дно, гравитационное, передвижное). Заказчик: фирма «Бау аркгик рисорсиз». Состояние разработки: технический проект. Район эксплуатации: море Бофорта, воды глубиной 6-23 м. Ледовая нагрузка: 3,4 МН/м при бурении и 8,6 МН/м при добыче.

Рисунок 1.91 — Передвижной арктический остров

Основание предназначено для бурения и добычи нефти. Изготовляется оно из танкеров. С этой целью корпуса танкеров режут пополам, корму и нос удаляют, центральные блоки соединяют бортами и упрочняют. К сооружению добавляют новую носовую часть и две угловые секции для защиты помеще­ ния силовой установки от ледовой нагрузки. Движители танкеров могут быть сохранены. Все сооружение балластируется и устанавливается на тонкую песчаную фундаментную подушку без бермы. Для строительства основания предполагалось использовать крупнотоннажные океанские танкеры дедвей­ том 250-300 тыс. т. Проект разработан фирмой «Олбери пуллеритс диксон».

Комбинированное буровое основание SHADS (рис. 1.92). Классифи­ кация: BGM. 15 (основание, устанавливаемое на дно, гравитационное, пе­ редвижное). Заказчик: фирма «Сонат оффшор дриллинг». Состояние разра­ ботки: рабочий проект фирм «Суон вустер» и «Маклелланд И-Би-Эй». Район эксплуатации: море Бофорта у берегов Аляски, глубиной 9-20 м. Суммарная ледовая нагрузка 450 МН/м, температура воздуха до -46 °С.

Основание состоит из стальной фундаментной плиты 131 * 131 м, бетон­ ной средней секции со стальным сердечником и стальной верхней секции. Фундаментная плита снабжена юбкой с пологими откосами, обеспечивающей сцепление с грунтом при воздействии горизонтальной ледовой нагрузки. Осадка основания на плаву при буксировке 6,7 м. Балластировка осущест­ вляется водой самотеком, для откачки балласта установлены 12 вертикальных центробежных насосов. Буровое оборудование и жилые помещения распо­ ложены на верхних палубах. Запас материалов обеспечивает бурение пяти скважин.

Блочная бетонная платформа (рис. 1.93). Классификация: BGM. 16 (основание, устанавливаемое на дно, гравитационное, передвижное). Заказ­ чик: фирма «Баугыоз оффшор». Состояние разработки: технический проект. Район эксплуатации: бухта Гаррисон, море Бофорта у берегов Аляски, воды глубиной 9-24 м.

Рисунок 1.93 — Блочная бетонная платформа

Легкая буровая платформа представляет собой пространственную ферму, состоящую из бетонных прямых литых стержней, подвергнутых растяжению для однородности. Снаружи ферма покрывается ледоломными стенами. На плотном донном грунте основание удерживается с помощью балластировки. На слабом грунте сквозь фундаментную плиту основания пропускаются тро­ сы, концы которых бетонируются в дне. Ширина платформы 124 м, высота 27,4 м, ориентировочная стоимость 100 млн дол.

Глубоководное основание на замороженном грунте DAFS (рис. 1.94). Классификация: BMP. 4 (основание, устанавливаемое на дно, с комбиниро­ ванным способом крепления, стационарное). Заказчик: фирма «Галф-Канада рисорсиз». Состояние разработки: технический проект фирм «Эм-Эм-Эм гэс энд просесс», г. Торонто, «Харди ассошиэйтс», г. Калгари, и «Хэн-Падрон ассошиэйтс», г. Нью-Йорк. Район эксплуатации: море Бофорта, воды глубиной 25-50 м. Ледовая нагрузка 24,5 МН/м, контактное давление льда 1,3-10,5 МПа.

Конструкция представляет собой восьмиугольный стальной кессон высо­ той 45 м, шириной 150 м в верхней части, несколько шире в нижней. Кессон прикрепляется к дну с помощью стальных зубьев и свай. Перед монтажом сваи располагаются в направляющих рукавах, находящихся в наружном кольце кессона шириной 32 м. После балластировки сваи забивают в дно на заданную глубину. Два холодильных агрегата с электроприводом массой 600 т прокачивают внутри свай хладоагент, замораживая грунт. Осадка кессона на плаву при буксировке 8 м.

Рисунок 1.94 — Глубоководное основание на заморож енном грунте

Ячеистый остров (рис. 1.95). Классификация: IRP. 9 (основание остров­ ного типа, многоразового использования, стационарное). Заказчик: фирма «Дэниэл Манн Джонсон энд Менденхалл/Форссен». Состояние разработки: техническое предложение. Район эксплуатации: море Бофорта у берегов Аляски, воды глубиной до 28 м. Давление льда: на верхний пояс, включая 3-метровую отметку выше уровня моря, 2,8 МПа/м, контактное 7 МПа/м.

Основание островного типа строится непосредственно на месте монтажа из стальных свай и листов. Сваи забивают по замкнутому кругу диаметром 21,3 м. Каждый такой круг образует отсек; несколько отсеков, сооруженных вплотную друг к другу, образуют остов основания. Каждый отсек и остов обшиваются снаружи стальным листом. Пространство между отсеками и об­ шивкой можно заполнять водой и замораживать. Для разведочного бурения рекомендуется основание диаметром 55 м, состоящее из четырех отсеков диаметром 21,3 м; для добычи — 137 м.

Песчаный остров (рис. 1.96). Классификация: IRP. 3 (основание остров­ ного типа, многоразового использования, стационарное). Заказчик: фирма «Сэндайл стракчес». Состояние разработки: техническое предложение. Район эксплуатации: море Бофорта, воды глубиной до 60 м. Ледовая обстановка: ледяные поля толщиной 2 м, глубина погружения торосов 12 м, скорость передвижения льда 1,5 м/сут.

Рисунок 1.96 — Песчаный остров

Основание для бурения и добычи состоит из двух концентрических стальных цилиндров, заканчивающихся в нижней части гибкой непроницае­ мой оболочкой. Сердцевину конструкции заполняют песком 3. Кроме того песок насыпают снаружи оболочки внешнего цилиндра 4 и через шлюзы 2 в кольцевое пространство между оболочками. На морском дне 5 уклады­ вают дренажный слой гравия 7. Песчаная засыпка непрерывно дренируется через скважины 6. Таким образом, на оболочки действует наружное гидро­ статическое давление, обеспечивающее их устойчивость. Буровое и эксплу­ атационное оборудование располагается в помещениях 1 палубного блока. Для строительства бурового основания используется один цилиндр с оболоч­ кой.

В конце 80-х гг. довольно часто рассматривались варианты использования танкеров для плавучих буровых установок, а также для оснований под буро­ вые установки в условиях Арктики.

За умеренную плату фирма «Канмар» переоборудовала танкер грузоподъ­ емностью 250 тыс. т в буровую установку кессонного типа SSDC, способную работать в арктических условиях. Так как установка на точку осуществлялась только балластированием, то кессон было довольно просто перемещать на новое место. Эта операция занимала не более четырех суток.

За зимний период 1982-1983 гг. с помощью буровой установки SSDC для компании «Доум петролеум» на месторождении Ювилик были пробурены две скважины. Далее она работала на точке Коджак по заказу компании «Галф ойл».

В создании бурового кессона SSDC принимала участие японская фирма «Хитачи зосен», которая за 5 месяцев успела обрезать и существенно укре­ пить корпус танкера, для чего потребовалось 8 тыс. т стали и 16 тыс. т бе­ тона. Дальнейшее оснащение, включая и установку бурового оборудования, производилось сотрудниками фирмы «Канмар». Общие затраты времени на переоборудование танкера составили около 10 месяцев. В октябре 1982 г. установка SSDC была введена в строй.

На месторождении Ювилик SSDC была установлена на насыпную опору высотой 22 м при глубине моря 31м. Для того чтобы уменьшить нагрузки на корпус кессона, на тщательно выровненную поверхность бермы нанесли по­ крытие, состоящее из сжатой пены и бетона. Затем опустили буровую установ­ ку, заполнив водой девять имеющихся отсеков. Оставшийся промежуток между корпусом и бермой заполнили песком. В зимние месяцы для подогрева воды в балластных емкостях использовалось тепло, вырабатываемое двигателями.

На корпусе кессона размещалась аппаратура для непрерывной регистрации опорного давления, горизонтальных смещений и геохимических параметров. Помимо этого на корпусе SSDC и на поверхности бермы устанавливались приборы, контролирующие состояние насыпной опоры, сейсмоактивность и подвижки льда. Проектное сопротивление сдвигу для SSDC составляет 760 МН. По опыту работы на месторождении Ювилик можно было утверж­ дать, что регистрируемые параметры никогда не превышали малой доли этой величины.

Большая часть ледовой нагрузки приходится на крутые склоны (1:5) на­ сыпной опоры. Благодаря такой крутизне удалось значительно сэкономить объем песка, необходимого для сооружения насыпи (рис. 1.97).

Дополнительным средством снижения ледовой нагрузки на корпус танкера явилось создание искусственных ледяных гор по периферии насыпной опо­ ры. SSDC имеет большие складские помещения, позволяющие осуществлять бесперебойную работу в течение всего зимнего периода. На борту находился достаточный запас материалов и оборудования для проходки двух скважин глубиной 4900 м каждая и запас горючего на полтора года автономной ра-

Затем секции скомпоновывали по-новому и скрепляли. В предлагаемом варианте компоновки секций (рис. 1.98б) кормовой отсек с 6 двигателями размещали в нише секций 2 и 4, а для защиты от воздействия льдов слева и справа от него устанавливали специально изготовленные угловые секции 8 и 9. Изготавливалась также носовая часть платформы 7. Выбор варианта компоновки зависел от желания заказчика и целей использования. Плавучее основание можно было применять для бурения или длительных испытаний скважин, как временный, так и стационарный нефтегазодобывающий комп­ лекс, а также в качестве резервного хранилища нефти. Техническая характе­ ристика плавучего основания приведена в табл. 1.5.

Таблица 1.5 — Технические характеристики плавучего арктического основания

Плавучее основание могло быть установлено в водах глубиной до 19 м, если оно изготавливалось из танкера водоизмещением 250 тыс. т, или до 23 м при водоизмещении танкера 300 тыс. т. Для этого требовалось только соору­ жение на морском дне песчаной подушки (рис. 1.99).

Насыпные бермы позволяли устанавливать основания в водах большей глу­ бины. Корпус основания, построенного из танкера водоизмещением 250 тыс. т, мог выдерживать давление ледовых полей до 35,7 кПа, если основание будет использовано для бурения разведочных скважин, и до 92 кПа — в качестве нефтегазодобывающей платформы. Плавучее основание можно было исполь­ зовать в водах глубиной 6-23 м.

Анализируя представленные проекты разработки арктических морских месторождений, можно отметить, что их основные идеи сохранились и в по­ следующих работах, а совершенство и улучшение происходило за счет со­ здания и внедрения новой техники и технологий бурения при эксплуатации арктических месторождений.