Рис.1.
Схема конструкции ППБУ катамаранного типа:
1 – водоизмещающие корпуса (понтоны); 2 – стабилизирующие колоны; 3 – промежуточные трубчатые связи между понтонами; 4 – верхнее строение; 5 – жилые и технологические помещения; 6 – грузоподъемные краны; 7 – буровая вышка; 8 – якорные механизмы; 9 – якоря; 10 – ледовое подкрепление; 11 – вертолетная площадка
Основную часть (до 70 %) ППБУ составляют катамаранные конструкции.
Отечественная судостроительная промышленность приступила к освоению постройки ППБУ во второй половине 70-х годов XX столетия.
Конструкция полупогружных буровых установок обладает таким важным положительным качеством как высокая остойчивость в продольных и поперечных плоскостях. Поэтому нередко буровые установки такого типа переоборудуются под другое назначение: крановые суда, суда трубоукладчики и др. Наиболее известным таким случаем является международный проект «Морской старт» (Украина, Россия, США, Норвегия), предназначенный для запуска космических аппаратов с экватора.
ППБУ относится к многоопорным полустационарным (подъем опор на поверхность моря с помощью буксиров) конструкциям, которые в процессе работы по бурению или постоянно(от начала бурения и весь период эксплуатации) опираются на несколько опор.
Одним из главных вопросов эксплуатационного использования ППБУ является обеспечение стабилизации установки относительно точки бурения. Применяется два вида устройств стабилизации ППБУ: многоякорная (пассивная) и динамическая (активная). Пассивная система представляет собой специальное якорное устройство, включающее 8–12 и больше цепей специальной категории прочности с якорями, якорными лебедками, роликами якорных цепей, обеспечивающими проводку цепей по колоннам вниз (рис. 2). Якоря с помощью судна обеспечения развозят на необходимое расстояние от ППБУ и опускают на дно акватории. В результате ППБУ оказывается зафиксированной на радиально разнесенных якорных канатах. Предварительное натяжение, создаваемое якорными лебедками, обеспечивает необходимую жесткость удержания ППБУ при горизонтальных смещениях от воздействия волнения и ветра.
Активная система представляет собой совокупность подруливающих устройств, связанных с системой автоматического контроля положения относительно точки бурения и выдачи команд на включение подруливающих устройств с целью возврата в это положение при горизонтальных отклонениях ППБУ.
Несмотря на многие преимущества активной системы (в частности, высокая точность удержания, компактность, простота постановки), ей присущ и существенный недостаток – необходимость постоянной затраты энергии для работы, и, следовательно, расхода топлива. Пассивная система лишена этого недостатка, но имеет ограничения по глубине постановки ППБУ и габаритным размерам зоны расположения.
Находит применение комбинированная схема, когда на больших глубинах свыше 600 м используется динамическая, а на меньших – якорная. В объяснительной записке идет речь именно про ППБУ с комбинированной системой стабилизации.
Установка якорной системы относится к наиболее сложным морским операциям. Сложность заключается прежде всего в необходимости манипулирования тяжеловесными якорями и цепными линиями при больших глубинах моря. Есть одно обязательное условие, которое необходимо выполнить перед осуществлением морской операции по установке ПБУ на точку, якоря должны быть установлены на дне с присоединенными к ним якорными цепями, которые также должны быть уложены в расчетном положении якорной линии, определенном при проектировании системы закрепления ППБУ в зоне статической определенности.
Процедура установки якорной системы удержания для ППБУ может осуществляться по двум основным схемам: первая – установка якорей и раскладка цепей по дну производится до прибытия ПБУ на точку. Вторая – ПБУ приходит на точку с якорными цепями и с якорями, расположенных специально отведенных для них местах. Иногда эти две схемы совмещают для устранения неудобств при их отдельном применении.
ППБУ, как и СПБУ, имеет два основных режима эксплуатации: транспортный и рабочий. Особенность перегона ППБУ заключается в том, что для уменьшения сопротивления ватерлиния проходит по понтонам ,вследствие чего высота борта иногда превышает 40 м.Для уменьшения площади парусности буровую вышку укладывают горизонтально, если это возможно конструктивно. Перегоны с одной точки бурения на другую в пределах акватории можно осуществлять без изменения осадки ППБУ. Количество технологических и судовых запасов, оставляемых на борту во время перегона, регламентировано остойчивостью БУ. Якоря при перегонах специально укрепляют на кронштейнах. Поскольку мощности 2-3 буксиров, используемых на перегоне, ограничены, погодные условия для перегона лимитированы волнением 5-6 баллов и ветром 7-8 баллов.
Наведение ППБУ на точку бурения при якорной системе удержания осуществляют с помощью судов для заводки якорей (судов обслуживания) или судов-снабженцев, и закрепляется на рейдовых бочках. Самоходные ППБУ позиционируют носом навстречу наиболее вероятному направлению максимального внешнего воздействия. Несамоходные установки используют в этом случае ориентированную раскладку якорей. Очередность раскладки якорей определяется действующим направлением ветра. После раскладки якорей якорные канаты подтягивают для создания предварительного натяжения, величину которого подбирают таким образом, чтобы при действии максимальных внешних сил установка смещалась бы в допустимых пределах. После завершения позиционирования в понтоны ППБУ принимают жидкий балласт для погружения установки по рабочую ватерлинию. Для бурения допустимое горизонтальное отклонение ППБУ составляет 4-5% от глубины воды в точке бурения. Одним из главных факторов, влияющих на эффективность бурения, является вертикальная качка. В системе бурового оборудования применяются специальные компенсаторы вертикальной качки.
Нагрузки в процессе эксплуатации значительно меняются. При горизонтальных колебаниях разность сил натяжения якорных канатов противоположных бортов может достигать 12-15%.Нагрузка на блок буровой вышки может достигать 5 МН при выдергивании буровой колонны в случае ее заклинивания. Менее значительные местные нагрузки (нагрузки при посадке вертолета, нагрузки при швартовке судов-снабженцев и буксиров) также необходимо учитывать при проектировании конструкции корпуса ППБУ.
Современные установки этого типа могут производить бурение при высоте волн до 10-12 м ,скорости ветра 18-24 м/с, скорости течения до 1,5 м/с.Ухудшение погодных условий – усиление ветра и волнения – приводит к тому, что невозможно выдержать допустимые горизонтальные и вертикальные перемещения ППБУ. Экономическую эффективность сооружения определяет возможность продолжительность периода бурения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.