Классификация плавучих буровых установок

 

 

Атырауский институт нефти и газа                                                                                                                    

Курсовой проект по дисциплине «Морские нефтегазовые сооружение». Ст. гр МТТ-09к/о Данкенов М.Г.

 

 

 

План

1. Введение:

Добыча нефти  и газа из морского дна

2. Основная часть:

Классификация плавучих буровых агрегатов (ПБА)... 1. Плавучие буровые установки (ПБУ)

1. Общие требования к современным ПБУ;
2. Энергетическое оборудование ПБУ;
3. Буровое оборудование ПБУ;
4. Подъемные механизмы и управление подъемом ПБУ.

2. Буровые суда (БС) и полупогружные установки

1. Буровое технологическое оборудование (БТО);
2. Устьевое оборудование скважин;
3. Удерживающие системы БС.

3. Заключение:

Нефть и  газ - «локомотив» экономики Казахстана

1. Введение

Добыча  нефти и газа из морского дна

Значительное  развитие производительных сил и  техники за последние десятилетия  во всем мире вызвало огромный спрос  почти на все виды полезных ископаемых. Но наиболее интенсивные ни перед  чем не останавливающиеся поиски ведутся на всех континентах для  обнаружения и добычи нефти. И  действительно, трудно себе представить  на минуту мир машин и химию  без нефти и газа - самых дешевых, универсальных и транспортабельных  видов горючего и сырья.

В связи  с этим понятны те усилия, которые  прилагаются для поисков нефти в пустынях Сахары и ледовых просторах Арктики за сотни километров от обжитого места. Несмотря на все трудности ведется разработка месторождений нефти в Закаспийских песках Небит-Дага и полуострова Мангышлак, в необжитых местах суровой Сибири и Сахалина.

В конце  сороковых и начале пятидесятых  годов на Каспийском море и в Мексиканском заливе было предпринято широкое  наступление на морские залежи нефти, которые успешно завершились  созданием морских нефтепромыслов. Морские эстакады, индивидуальные и  плавучие основания для бурения  разведочных и эксплуатационных скважин, подводные трубопроводы и  парки товарной нефти, целые города в море - это реальность сегодняшнего дня.

Разведка  и добыча нефти ведутся в настоящее  время у берегов 46 стран на всех континентах как на морских акваториях, так и на внутренних озерах. Наиболее интенсивно ведется работа в Мексиканском и Персидском заливах, в Каспийском и Северном морях и на озере Моракаибо. Происходит непрерывный рост добычи нефти с морских акваторий. В 1960 г. в море было добыто 60 млн. т нефти, что составило только 8% от общей добычи в мире, в 1965 г. - 265 млн. т (16% всей добычи), в 1971 г. - 454 млн. т (19,2%). По прогнозам зарубежных специалистов к 1985 г. удельный вес добычи нефти в море достигнет 35 - 40% уровня всей мировой добычи.

Площадь мирового контиентального шельфа, т. е. прибрежного участка моря глубиной 200 м, составляет 28,7 млн. км², запасы нефти оцениваются в 95 млрд. т.

СНГ имеет  шельф площадью 8 млн. км². Уже сейчас более половины нефти Азербайджана добывается на море. Ведутся также разработка месторождений нефти на восточном берегу Каспийского моря, поиски газа и нефти на Черном, Азовском и Охотском морях. Не исключительно открытие месторождений нефти и газа на других морях и внутренних водохранилищах нашей страны. Из этих данных виден размах производимых на море работ по разведке и добыче нефти, видны усилия, которые прилагаются для освоения природных богатств шестого континента - моря.

Специфические условия работы в море позволили  при освоении нефтяных месторождений  широко использовать целый флот различных 

Создание  первых действующих плавучих буровых  агрегатов относится к концу  сороковых и началу пятидесятых  годов, в первую очередь, в Советском  Союзе и США, начавших первыми  осваивать морские месторождения.

К первой попытке создания передвижного основания  в море относится затапливаемое  передвижное деревянное основание  братьев Хубецовых, построенное ими в 1937 г. на Каспийском море. Вследствие недостаточной прочности деревянного корпуса основания оно было разрушено штормом после бурения первой же скважины. В 1947 г. инженером Тарасевичем был разработан проект плавучего стального острова, который был построен. Лишь в 1959 г. на Каспии была построена по проекту Гипроморнефти успешно действовавшая затапливаемая передвижная буровая установка. Затем в начале шестидесятых годов были сооружены также ПБУ с опорными колоннами для глубокого разведочного бурения.

Первая  ПБУ в США была создана в 1949 г., после чего быстро развивался флот передвижных буровых агрегатов, а к 1957 г. в строю было уже 38 ПБУ.

Первые  буровые суда (БС) появилась в  США и в Советском Союзе  почти одновременно, в начале пятидесятых  годов. Первоначально они предназначились лишь для неглубокого структурно-поискового бурения и геологических изысканий при строительстве гидротехнических сооружений в море. Обычно они переоборудовались из различных неболыпых морских судов путем установки обычного бурового станка, предназначавшегося для суши. На Каспийском море для этой цели использовались спаренные кержимы, а позже переоборудовались самоходные суда типа «Багратион» и буксировщики типа «Скорый» и «Казах».

В США  в 1956 г. с плавучего судна компанией  «Кусс» была пробурена морская скважина. Для этой цели была перероборудована морская несамоходная баржа, которая имела центральное расположение устья скважины и обычную сухопутную буровую установку. Позже, в конце 50-х годов, в США был разработан подводный комплекс бурового оборудования, позволяющий бурить глубокие скважины на глубоководных акваториях моря.

Перспектива развития работ по бурению скважин  в море с применением ПБУ и  БС делает своевременным освещение  вопросов их конструирования, теории и  эксплуатации в специальной литературе, учитывающей накопленный в отечественной  и мировой практике опыт. В курсовой работе использованы экспериментальные  данные, полученные в отечественных и зарубежных лабораторях, и теоретические исследования, выполненные мною.

передвижных сооружений, с помощью которых  производятся разнообразнейшие работы при строительстве нефтепромыслов. К ним относятся плавучие буровые  установки и буровые суда для  бурения разведочных и эксплуатационных скважин. Вследствие высокой мобильности  и автономности их применение оказалось  чрезвычайно эффективным, несмотря на значительную первоначальную стоимость.

Плавучие  платформы могут быть использованы также в качестве маяков, метеорологических  станций, военных пунктов наблюдения и для исследований морского дна.

Об  эффективности применения плавучих буровых установок (ПБУ) может служить  пример плавучего основания, построенного на Каспии для структурно-поискового бурения в 1959 г. За один год эксплуатации ПБУ пробурено 22 скважины, общая проходка составила 14 тыс. м, т. е. 1200 м на станок в месяц, в то время как на стационарных индивидуальных основаниях проходка составляет 400 м на станок в месяц. Производительность труда увеличилась в 3 раза. Годовая экономия составила 8 млн. руб., а металла - более 2 тыс. т, который прошел бы на постройку стационарных оснований. ПБУ окупила свою первоначальную стоимоть за первые три месяца эксплуатации.

Не  менее успешна работа буровых  судов. Одно из них, БС «Сокол», ведущее  геологическую разведку на море, за 10 месяцев 1960 г. пробурило 140 скважин  со скоростью 1600 м на станок в месяц.

За  рубежом для выполнения необходимого объема разведочного и эксплуатационного  бурения в основном используют передвижные  плавучие буровые агрегаты: при глубине  моря до 100 м - ПБУ, при большей глубине  моря - буровые суда и полупогружные установки. К настоящему времени построено 273 подобные установки; из 214 находящихся в эксплуатации единиц 108 (50%) составляют самоподъемные установки ПБУ, 56 (27%) - буровые суда, 50 (23%) - полупогружные установки. В строительстве находятся 59 единиц, из них 39 (66%) полупогружные установки, 14 (24%) самоподъемные ПБУ и 6 (10%) буровые суда.

Для обеспечения  флотом этих установок за рубежом (в  США, Голландии, Японии, Норвегии и Франции) было признано целесообразным создание целой отрасли кораблестроения, позволяющей во все возрастающем количестве производить плавучие буровые  агрегаты. Нефтяные фирмы проводят многолетние программы научно-исследовательских  и экспериментальных работ по разработке техники и технологии бурения в морских условиях, в  которых участвует большое количество предприятий всех отраслей промышленности. Программа этих исследований включает в себя также работы по проекту  Мохол, связанные с бурением сверхглубокой скважины на дне океана до слоя Мохоровича с целью научных изысканий строения земной коры. Стоимость только этой программы оценивается в 400 млн. долларов, к ее разработке привлечены Академия наук, университеты и крупнейшие лаборатории США. Практическое и научное значения всех этих работ трудно переоценить. 

Создание  первых действующих плавучих буровых  агрегатов относится к концу  сороковых и началу пятидесятых  годов, в первую очередь, в Советском  Союзе и США, начавших первыми  осваивать морские месторождения.

К первой попытке создания передвижного основания  в море относится затапливаемое  передвижное деревянное основание  братьев Хубецовых, построенное ими в 1937 г. на Каспийском море. Вследствие недостаточной прочности деревянного корпуса основания оно было разрушено штормом после бурения первой же скважины. В 1947 г. инженером Тарасевичем был разработан проект плавучего стального острова, который был построен. Лишь в 1959 г. на Каспии была построена по проекту Гипроморнефти успешно действовавшая затапливаемая передвижная буровая установка. Затем в начале шестидесятых годов были сооружены также ПБУ с опорными колоннами для глубокого разведочного бурения.

Первая  ПБУ в США была создана в 1949 г., после чего быстро развивался флот передвижных буровых агрегатов, а к 1957 г. в строю было уже 38 ПБУ.

Первые  буровые суда (БС) появилась в  США и в Советском Союзе  почти одновременно, в начале пятидесятых  годов. Первоначально они предназначились лишь для неглубокого структурно-поискового бурения и геологических изысканий при строительстве гидротехнических сооружений в море. Обычно они переоборудовались из различных неболыпых морских судов путем установки обычного бурового станка, предназначавшегося для суши. На Каспийском море для этой цели использовались спаренные кержимы, а позже переоборудовались самоходные суда типа «Багратион» и буксировщики типа «Скорый» и «Казах».

В США  в 1956 г. с плавучего судна компанией  «Кусс» была пробурена морская скважина. Для этой цели была перероборудована морская несамоходная баржа, которая имела центральное расположение устья скважины и обычную сухопутную буровую установку. Позже, в конце 50-х годов, в США был разработан подводный комплекс бурового оборудования, позволяющий бурить глубокие скважины на глубоководных акваториях моря.

Перспектива развития работ по бурению скважин  в море с применением ПБУ и  БС делает своевременным освещение  вопросов их конструирования, теории и  эксплуатации в специальной литературе, учитывающей накопленный в отечественной  и мировой практике опыт. В курсовой работе использованы экспериментальные  данные, полученные в отечественных и зарубежных лабораторях, и теоретические исследования, выполненные мною.

2. Основная часть

Классификация плавучих буровых  агрегатов (ПБА)

Плавучие  буровые агрегаты (ПБА) в зависимости  от способа установки и удержания  их на точке бурения делятся на плавучие буровые установки (ПБУ) и  буровые суда (БС).

Схема классификации  их приведена на рис. 1.

1. Плавучие буровые установки (ПБУ) на опорных колоннах устанавливаются на дно моря. Устойчивость положения таких установок обеспечивается собственным весом.

Такая ПБУ состоит из понтона, несущего на себе в плавучем состоянии колонны, буровое и вспомогательное оборудование. На точке бурения опорные колонны опускают на морское дно, и затем понтон поднимают вверх по колоннам над уровнем моря с помощью специальных домкратов или реечно-шестеренчатых механизмов. При этом колонны вдавливают в грунт на 4 - 15 м в зависимости от его несущей способности.

Достоинствами таких установок являются большой  диапазон обслуживания глубин моря и  пригодность сооружений для строительства  при значительных глубинах моря (80 - 100 м).

На  слабых илистых грунтах работа этих ПБУ представляет определенную опасность.

2. ПБУ с затопляемым понтоном состоит из надводной конструкции, которая несет на себе все буровое и вспомогательное оборудование, плавучего понтона и ситемы, связывающих колонн. Для установки сооружения на морские дно понтон погружают на дно, надводную конструкцию оставляют на колоннах над водой вне зон действия волн. При погружении понтона его остойчивость достигает следующими средствами: а) стабилизирующими кессонами. В этом случае по углам понтона на высоту погружения ПБУ устанавливают цилиндрические колонны большого диаметра (5-8 м), связанные с понтоном и рабочей площадкой. Эти колонны в процессе погружения основания на дно обеспечивают остойчивость сооружения, создавая положительную метацинтрическую высоту; б) специальными понтонами с теми же задачами, что и кессоны; в) затоплением одной оконечности понтона и посадки ее на грунт. В это время другая оконечность создает ватерлинию, достаточную для устойчивого равновесия ПБУ против опрокидывания. Такие ПБУ имеют выдвижные опоры, которые увеличивают глубину погружения основания.