Тема 7-8. Стационарные платформы, их основные типы и области применения. Строительство и транспортировка платформ к месту назначения и монтаж оборудования

 

Морская стационарная платформа (МСП) – гидротехническое сооружение, предназначенное для установки на ней бурового, нефтепромыслового и вспомогательного оборудования, обеспечивающего бурение скважин, добычу нефти и газа, их сбор и подготовку, а также оборудования и систем для производства других работ, связанных с разработкой морских нефтяных и газовых месторождений (оборудование для закачки воды в пласт, капитального ремонта скважин, средства автоматизации по транспорту нефти, средства связи с береговыми объектами и т.п.).

При разработке морских месторождений в основном два главных факторов определяют направление работ в области проектирования и строительства гидротехнических объектов в море. Такими факторами являются ограничения, накладываемые условиями окружающей среды, и высокая стоимость морских операций. Эти факторы в основном обусловливают все решения в проектировании и конструировании МСП, выборе оборудования, способов строительства и организации работ в данной акватории моря. Таким образом, МСП являются индивидуальными конструкциями, предназначенными для конкретного района работ.

В последние годы, в связи с широким разворотом работ по освоению морских нефтяных месторождений в различных районах Мирового океана, предложен и осуществлен ряд новых типов и конструкции МСП. Эти типы и конструкции МСП различают по следующим признакам:

ü способу опирания и крепления к морскому дну;

ü типу конструкции;

ü по материалу и другим признакам.

По способу опирания и крепления к морскому дну МСП бывают: свайные, гравитационные, свайно-гравитационные, маятниковые и натяжные, а также плавающего типа.

По типу конструкции: сквозные, сплошные и комбинированные.

По материалу конструкции: металлические, железобетонные и комбинированные.

Сквозные конструкции выполняются решетчатыми. Элементы решетки занимают относительно небольшую площадь по сравнению с площадью граней пространственной фермы. Сплошные конструкции (например, бетонные) непроницаемы по всей площади внешнего контура сооружения.

Реализация и разработка большого количества проектов конструкций МСП затруднили их изучение и определение технико-экономических возможностей, и главное – определение направления развития проектирования и производства МСП.

Для облегчения работ в данном направлении отечественными и зарубежными специалистами предложены варианты классификации МСП.

В работе приведен вариант классификации морских нефтегазопромысловых сооружений. В качестве основных признаков классификации приняты: размещение оборудования (подводное, надводное, комбинированное), способ монтажа, характер деформации опор, тип конструкции, сопротивление внешним воздействиям, статическая и динамическая жесткости, характер крепления, материал, способ транспортировки и монтаж опорной части. На рис. 1 приведена классификация глубоководных МСП.

Рисунок 1. Классификация глубоководных МСП

 

 

На первом уровне классификации проведено деление МСП на жесткие и упругие. Такое деление является объективными, так как оно отражает конструкцию платформы (размеры, конфигурацию) и указывает период собственных колебаний, который у жестких МСП составляет 4-6 с и у упругих превышает 20 с, а в отдельных случаях достигает 138 с.

На втором уровне классификации по способу обеспечения устойчивости МСП под воздействием внешних нагрузок жесткие конструкции классифицированы на гравитационные, свайные и гравитационно-свайные. В первом случае МСП не сдвигается относительно морского дна благодаря собственной массе и во втором - оно не смещается из-за крепления его сваями. Гравитационно-свайные МСП не сдвигаются благодаря собственной массе и системе свай.

Упругие конструкции по способу крепления разделены на башни с оттяжками, плавучие башни и гибкие башни.

Башни с оттяжками сохраняют свою устойчивость системой оттяжек, понтонов плавучести и противовесов. Плавучие башни подобны качающемуся маятнику, они возвращаются в состояние равновесия с помощью понтонов плавучести, расположенных в верхней части конструкции. Гибкие башни отклоняются от вертикали под действием волн, но при этом они, подобно сжатой пружине, стремятся возвратиться в состояние равновесия. Из-за небольшого количества проектов упругих сооружений авторы не считают целесообразным классифицировать их на третьем уровне.

Третий уровень классификации жестких МСП характеризует материал конструкции: бетон, сталь или бетон-сталь.

На этом уровне классификации имеется 10 групп конструкций, каждая из которых обозначается начальными буквами слов английского языка, например RGS – (жесткая гравитационная стальная), RGС (жесткая гравитационная бетонная) и т.д.

Среди строящихся МСП пока крупнейшей является башня «Баллуинкл». Она установлена в Мексиканском заливе на глубине 411 м. Общая масса платформы 78 тыс. т, размер фундамента 121´146 м, стоимость составила около 500 млн.$, МСП рассчитана на бурение и обслуживание 60 скважин. Ожидался максимальная суточная добыча нефти 7,95 тыс.м в 1991 г. и газа – 2,5 млн.м в 1992 г.

Строительство МСП состоит из трех этапов: изготовления, транспортировки и установки на место эксплуатации МСП. Развитие технологии изготовления, общестроительных, гидротехнических и транспортных работ требует разработки соответствующих технических средств: специальных верфей, сухих доков, грузоподъемных, монтажных и транспортных средств, сваебойного оборудования и др.

Широкое развитие модульное строительство в море получило в связи стем, что в морских условиях стоимость строительства нефтепромысловых объектов обходится в кратно раз дорже, а трудоемкость строительства и монтажа агрегатов непосредственно на месте работы платформы из-за большого объема строительно-монтажных работ, погодных условий и других факторов очень высока.

В зависимости от конструкции опорной части платформы транспортировка ее производится тремя способами:

- на барже платформ-моноблоков пирамидального типа;

- на плаву платформ башенного типа;

- на специальном понтоне.

Наиболее широко применяется первый способ транспортировки. Транспортировка платформы к месту установки сложная и ответственная операция, требующая тщательной подготовки и предварительного проектирования, а иногда и экспериментирования в бассейнах.

Контрольные вопросы:

   1.Что такая морская стационарная платформа?

   2.Стационарные платформы, их основные типы и области применения

   3.Строительство и транспортировка платформ

   4.Монтаж оборудования