СПБУ применяют преимущественно для разведочного бурения морских нефтяных и газовых скважин в акваториях с глубинами вод 30-120 м. Эти установки состоят из плавучего понтона, служащего корпусом установки, и трех и более выдвижных опорных колонн, установленных по углам корпуса при числе колонн три-пять и на длинных сторонах корпуса при шести и более опорах.
На корпусе СПБУ размещают технологическое, энергетическое и вспомогательное оборудование, технологические запасы материалов, топлива, питьевую и технологическую воду, инструмент, трубы, жилые и служебные помещения, склады, вертолетную площадку и др.
При транспортировке на точку бурения СПБУ передвигается с поднятыми вверх и закрепленными в этом положении опорами. На точке бурения колонны с помощью подъемных устройств опускают вниз, и корпус с установленным оборудованием, инструментом, трубами, материалами поднимается подъемными устройствами вверх по опорным колоннам на высоту, исключающую удар волны в днище корпуса. Возвышение днища Н0 над уровнем спокойной воды регламентируется Правилами Регистра и определяется (в м) с учетом астрономических и штормовых приливов не менее, чем на клиренс:
|
|
H0 = 0,6h50+ 1,5,
где А5о - экстремальная высота волны 50-летнего шторма для данного района моря, м.
Существует ряд конструкций и типов СПБУ. Их различают по конструкции опорных колонн и подъемных устройств. На определение числа опорных колонн влияет ряд факторов: глубина моря, гидрометеорологические условия, способ задавливания опорных колонн в грунт и извлечение их из грунта, морское дно, общая масса поднимаемого корпуса, технологичность и трудоемкость изготовления и др.
На больших глубинах возрастают волновые нагрузки на каждую колонну.
В целях обеспечения прочности на изгиб большой длины колонн требуется увеличение ее поперечного сечения. Поэтому на глубинах более 60 м в установках применяют не более четырех опор со значительным преобладанием установок с тремя опорами и начиная с глубины 90 м используют установки только с тремя опорами.
Установки с цилиндрическими опорами применяют на глубинах до 45 м (примерно 65-70 %) и в диапазоне глубин 45-74 м -установки с цилиндрическими и ферменными опорами, а на глубинах свыше 75 м используют установки только с ферменными опорами. Конструкции ферменных опор проектируют прямоугольной, квадратной и треугольной формы. Наиболее удачная конструкция - опора треугольного сечения. Такая конструкция удачно вписывается в треугольную форму корпуса и имеет относительно меньшее число элементов, подверженных воздействию волн. Нижние концы опор заканчиваются башмаками или общей опорной плитой, связывающей опорные колонны между собой.
|
|
Устройство СПБУ
На рис. 5.1 показана конструкция СПБУ «Каспий». Она состоит из прямоугольного в плане металлического понтона 1, который в рабочем положении опирается на четыре опорные колонны 8, расположенные по углам. Расстояние между опорными колоннами (база) как вдоль СПБУ, так и поперек равно 35,4 м, длина опорных колонн 100 м. Колонны квадратного сечения выполнены в виде сквозных решетчатых ферм из сварных трубчатых элементов с рейками по углам колонны для механизма подъема. Нижние концы колонн выполнены в виде резервуаров 9. Они могут вдавливаться в грунт на дне моря на глубину до 15 м. Скорость подъема понтона при работе домкратов равна 0,5 м/мин, а скорость опускания — 0,4 м/мин.
На палубе установки по двум продольным направляющим рельсам в корме СПБУ передвигается подвышечный портал 2 размером 18x16 м, на котором находится буровая лебедка 11 и вышка 3. Перемещение портала позволяет бурить три скважины с одного положения СПБУ.
На палубе в носовой части СПБУ расположена четырехъярусная рубка 14, в которой имеются жилые помещения для обслуживающего персонала, размещенного в двухместных каютах с общим числом мест 50. Жилые помещения имеют камбуз, прачечную, столовую, комнату отдыха, кают-компанию, изолятор, душевые, туалеты и снабжены системой кондиционирования воздуха. Помимо этого, в рубке размещается пульт управления подъемом, лаборатория грунтов, каротажная станция.
На СПБУ для грузовых работ установлены два полноповоротных электрических крана 4 грузоподъемностью по 12 т. В центре на палубе размещены стеллажи общей площадью 500 м для хранения до 450 т бурильных и обсадных труб.
СПБУ снабжена якорным устройством судового типа, состоящее из двух якорей Холла 7 по 8 т каждый, цепи калибром 77 мм при длине в 300 м, хранящихся в цепных ящиках. Использование этого якорного устройства предусмотрено лишь в аварийных случаях. СПБУ на рейдовые точки ставят при помощи двух насосных палубных лебедок 10 грузоподъемностью 15 т каждая и четырех кормовых лебедок с емкостью барабана 350 м троса диаметром 44,5 мм.
Спасательное устройство состоит из шести надувных спасательных плотов вместимостью по 14 человек и двух моторных шлюпок 6 вместимостью по 30 человек каждая, подвешенных под вертолетной площадкой. Для посадки и высадки людей имеется подвесная люлька на шесть человек и оборудованная вертолетная площадка 5 размером 25x25 м. На палубе СПБУ размещены четыре портала 13 для подъемных механизмов опорных колонн, домкраты которых способны обеспечить грузоподъемность 4x2500 т при подъеме корпуса установки.
На СПБУ расположена полностью электрифицированная с приводом от электродвигателей переменного тока буровая установка 6000ПЭ. Буровая вышка с крупнопанельной решеткой имеет высоту 53 м и грузоподъемность 320 т. Спуско-подъемные операции выполняютсяпомощью механизма АСП-4 и механизма подачи долота на забой РПД-ЗП.
Рисунок 5.1. СПБУ «Каспий» с четырьмя порными колоннами
Буровой раствор подается тремя буровыми насосами У8-6 с приводом от электродвигателей 17 постоянного тока с мощностью 800 кВт, цементный раствор - четырьмя насосами 75 с приводом от электромотора ПТ с мощностью 450 кВт. Циркуляционная система бурового раствора состоит из трех рабочих емкостей 12 по 30 м3 и двух по 50 м, двух сдвоенных вибросит и трех гидроциклонов с расходом 60 л/сек для очистки раствора. Все они установлены на главной палубе. В трюме установлены три запасные емкости 16 для раствора по 60 м3.
Сыпучие материалы (барит, цемент и т.д.) хранятся в девяти закрытых бункерах 19 емкостью по 45 м3 каждый, загрузка и выгрузка материала из них производится пневмотранспортом от компрессорной станции по трубопроводам. Объем бункеров позволяет одновременно хранить 135 т цемента, 282 т барита и 144 т бентонита.
|
|
Электростанция СПБУ состоит из четырех дизельгенераторов 18 переменного тока мощностью по 1000 кВт каждый с приводом от дизельных двигателей мощностью 1500 л.с., двух вспомогательных котлов производительностью 1 т/ч пара и два опреснителя морской воды по 20 т/сутки.
В составе противопожарных средств на СПБУ имеется система водяного тушения - для всей установки, жидкого и пенотушения -машинно-котельного отделения и цистерн бурового раствора, паротушения - для топливных цистерн.
СПБУ рассчитано на работу в штормовых условиях при высоте волн 11,4 м и ветре скоростью до 44,5 м/с.