Назначение и типы СПБУ

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.