Курс «Применение трубопроводной арматуры». Модуль «Арматура и оборудование морских платформ»
Шрифт:
– монтажепригодность – с полным или частичным демонтажем после завершения буровых и эксплуатационных работ.
1.4. Морские платформы
ОБЗОР ТИПОВ МОРСКИХ ПЛАТФОРМ
В морской добыче особенно актуальны наклонные и многозабойные скважины, когда вся территория промысла сосредоточена на платформе с ограниченной площадью 4–6 тыс. м2. Освоение морских месторождений нефти и газа, связанное со строительством дорогостоящих платформ, осуществляют исключительно методами кустового и направленного бурения. В кусте бурят до 40–60 скважин.
Профили каждой скважины должны быть тщательно продуманы и запроектированы. В процессе бурения необходим постоянный контроль
В зависимости от глубины вод и назначения скважин морские основания делят на стационарные (насыпи, насыпные и намороженные острова, свайные и крупноблочные основания, платформы гравитационного и каркасного типов) и мобильные, к которым относят баржи, самоподъемные и полупогружные установки.
На стационарных основаниях можно бурить и эксплуатировать скважины в привычных условиях, применяя обычный комплекс надежного стандартного бурового и эксплуатационного оборудования. Применение самоподъемных и особенно полупогружных установок требует принципиально нового подхода к оборудованию устьев и обслуживанию добычных скважин.
Конструкции всех типов оснований и применяемое оборудование для их обслуживания постоянно совершенствуются, поэтому доступные морские глубины непрерывно увеличиваются.
Организация морского промысла требует предварительных гидрометеорологических наблюдений за температурным режимом, направлением ветров и течений, их интенсивностью, состоянием грунта на морском дне.
Большое внимание при работе на акваториях уделяют защите металла от коррозии. Интенсивная коррозия, в десятки раз большая, чем в атмосфере и под водой, происходит в зоне попеременного смачивания и высыхания. Металл в этой зоне покрывают специальным защитным слоем.
Сооружения для морской добычи углеводородов
Хотя бурение скважин на море в основном осуществляется с использованием такого же основного оборудования, как и на суше, однако проекты освоения морских нефтяных и газовых месторождений существенно отличаются от проектов разработки наземных месторождений. Главное различие состоит в наличии верхнего строения платформы и подводного основания, на котором монтируется буровая установка.
Значительная сложность и специфика проведения буровых работ в море обусловливается окружающей средой, высокой стоимостью и уникальностью технических средств, необходимостью проведения работ под водой, организацией строительства и эксплуатации объектов в море. Главная особенность шельфовых разработок – высокие затраты и стесненность пространства для размещения оборудования. Стоимость выполнения буровых работ на море примерно на порядок превышает стоимость бурения на суше, табл. 1.1.
Табл. 1.1. Технико-экономические показатели бурения на море и на суше
Общее количество глубоководных добычных платформ и систем, установленных по всему миру к 2009 году, показано на рис. 1.4. и в табл.1.2.
Рис.1.8.
Табл. 1.2. Количество морских добывающих систем во всем мире
Подводные системы в данном случае означают, что трубопроводы подключаются к существующим подводным объектам или объектам на поверхности моря. Преимуществами подводных систем являются более низкая стоимость привлекаемого капитала и сокращение производственного цикла на 70% (до получения первой продукции) по сравнению с созданием систем на земле.
Геологическими особенностями морского бурения являются:
– Относительно меньшая величина горного давления в породах за счет того, что часть пород более высокой плотности заменяет морская вода плотностью 1,03 г\см3. Это обстоятельство учитывают при ликвидации нефтепроявлений во избежание гидравлического разрыва пород.
– Меньшая, чем на суше, глубина залегания газоносных пластов.
Особенностью континентального шельфа является то, что 75% акваторий расположено в районах, которые продолжительное время покрыты льдами. Основными факторами, определяющими возможность строительства и эксплуатации нефтепромысловых объектов в море, являются:
– глубина моря,
– температурные условия,
– ветер,
– волнение и течения,
– ледовый покров,
– химический состав воды.
Строительство морских нефтепромысловых сооружений требует проведения инженерно-геологических изысканий морского дна. Достоверность и полнота данных определяют безопасность эксплуатации сооружения и экономичность проекта.
Для морской добычи требуется обычно 4 основных элемента, как показано на рис. 1.9.
– подводная система
– система гибких трубопроводов и стационарных трубопроводов, подъемные системы и стояки
– стационарные или плавучие платформы и устройства (системы, баржи, суда)
– эксплуатационное надповерхностное оборудование на платформе или системе
Рис. 1.9. Основные элементы морской добычи
Подводные системы
Подводный системы могут быть разбиты на три части следующим образом:
– скважинное оборудование (елка) и манифольд (коллектор),
– система управления – модуль подводного контроля и система остановки добычи
– система связи – перемычки и трубопроводы.
Рис. 1.10. Подводные системы морской добычи
Конструкции стационарных и плавучих платформ, рис. 1.8, а также суда для проведения поисковых работ и добычи нефти и газа при всех своих различиях имеют необходимый комплект оборудования и помещения для работы и жилья. В районах с мягким климатом и неглубокими водами для различных типов работ могут устанавливаться отдельные специализированные платформы. В районах с суровыми условиями и глубокими водами количество и размер платформ ограничивается до минимума. Так, в мелководных районах Юго-Восточной Азии отдельно установлены буровые, добывающие, жилые и факельные платформы, тогда как в Северном море каждая платформа охватывает все упомянутые функции.