Стаціонарні фермові бурові платформи

Размещено на http://www.allbest.ru

Міністертво освіти і науки України

ІФНТУНГ

Реферат на тему : «Стаціонарні фермові бурові платформи»

Виконав ст.гр.НО_10_1

Грудень А.В.

Івано-Франківськ 2014р

Зміст

Встсуп

1. Технічна частина

1.1 Морські стаціонарні платформи

1.2 Область застосування і класифікація морських стаціонарних платформ

1.3 Морські стаціонарні платформи пірамідального (фермового) типу

1.4 МСП баштового типу (ледостойких конструкції)

1.5 Пружні морські стаціонарні платформи (глибоководні конструкції)

1.6 Гравітаційні морські стаціонарні платформи (ГМСП)

Список використаної літератури

платформа морський опорний

Вступ

Морські бурові установки прийнято класифікувати за двома ознаками:

за принциповою конструктивній схемі і положенню в робочому стані споруди (кошти), службовця підставою (монтажною базою) бурового обладнання;

за умовною граничній глибині буріння, тобто за ознакою, що є основним для сухопутних бурових установок.

За першою ознакою, тобто за особливостями заснування (монтажною бази), всі бурові установки прийнято класифікувати таким чином: стаціонарні - пальові, опорно-пальові, опорні; пересувні опорні - самопіднімальні, з занурювальним корпусом; безопорний - напівзаглибні, бурові судна.

Конструкція стаціонарної платформи визначається, по-перше, умовами навколишнього середовища, а по-друге, прийнятою схемою розробки.

До умов навколишнього середовища відносяться: глибина моря, хвильові, вітрові, сейсмічні й льодові навантаження, течії, фізико-механічні властивості грунтів, що складають дно в місці установки платформи. Проекти розробки та оснащення морських нафтогазових родовищ передбачають визначення кількості похило спрямованих свердловин, що розташовуються на одній платформі (10 - 30 і більше, залежно від геологічних умов родовища), і всього комплексу обладнання для підготовки, транспортування і зберігання нафти. Поєднання всіх перерахованих факторів визначає навантаження на спорудження, а звідси і його конструктивне рішення. Стаціонарне заснування пов'язане з морським дном і передає на нього вагу бурового обладнання і все навантаження, що виникають в період будівництва свердловини. Конструкція стаціонарного підстави залежить від умов, для яких воно призначене, і в першу чергу від глибини моря. Найбільш простим видом стаціонарного підстави є пальове. Пальові підстави використовують при порівняно невеликих глибинах моря - близько 15-26 м і рідше до 40 м. Для їх створення в морське дно забивають палі, на них зварюють конструкцію платформи, роблять настил і монтують основне і допоміжне бурове обладнання. При глибині моря до 15-20 м для повідомлення з буровими, підвезення обладнання, інструменту та матеріалів на палях можна прокладати естакади. Якщо глибина моря перевищує 20 м, то будівництво естакад стає економічно нераціональнимОсновна перевага пальових підстав - їх низька вартість... у порівнянні з іншими видами підстав, недолік - в обмеженні області застосування малими глибинами моря (25 - 40 м) і неможливість багаторазового використання.

Стаціонарні опорно-пальові і опорні підстави дозволяють проводити бурові роботи до глибин моря порядку 150 м. Стаціонарна бурова платформа складається з двох частин: підводної і надводної. Підводна частина включає один або кілька опорних блоків. Найбільш широко застосовують опорні блоки пірамідальної форми. Надводна частина має одну або декілька секцій і являє собою просторовий каркас. Все обладнання може бути розміщено на одному рівні (палубі) або на двох. Двох'ярусне розміщення дозволяє скоротити розміри майданчика. У цьому випадку на нижній палубі встановлюють розчинний вузол, бурові насоси, блок очищення бурового розчину, гирлове обладнання. Все інше бурове устаткування виносять на верхню палубу. Тут же розташовують житлові приміщення і вертолітний майданчик. У стаціонарних платформ опорно-пальового типу після установки в заданому пункті забивають палі всередині опорних колон і потім цементують їх.

1.Технічна частина

1.1 Морські стаціонарні платформи

На першому етапі розвитку конструкцій Перші металеві пальове підставу було розроблено Н.С.Тімофеевим, металеві палі якого занурювалися методом забурювання. Після буріння шурфів під палі і установки і цементування паль у морському дні пролітна будова збиралося і зварюють на місці будівництва.У 1940 р. Б.А. Рагінський запропонував великоблочну конструкцію верхньої будови морського підстави, яка встановлювалася і монтувалася на зацементованих палях. Застосування великоблокових елементів заводського виготовлення різко скоротило час будівництваУ процесі розробки морських родовищ знадобилося надійне сполучення між окремими об'єктами, розташованими на морських стаціонарних підставах. Доставка вантажів на судах при хвилюванні понад 4 балів і вітрі понад 5 балів була утруднена. Крім цього, несудноплавними акваторії в місцях розробки (наприклад, район Нафтових каменів) зумовила створення естакад як засобів сполучення між об'єктами існуючого промислу. Наступним кроком у розвитку конструкцій було створення металевих стаціонарних підстав ЛАМ конструкції Л.А. Межлумова, підстав МОС конструкції Л.А. Межлумова, С.А. Оруджева і Ю.А. Саттарова. У 1976 р. на родовищі ім.28 квітня побудовано стаціонарне металеву підставу на глибині моря 84 м.

У зарубіжній практиці освоєння морських нафтових родовищ також було розпочато із застосуванням стаціонарних підстав на дерев'яних палях. Характерною особливістю американської практики будівництва стаціонарних морських підстав було використання залізобетонних та бетонних конструкцій у вигляді кесонів, масивів, відпускних колодязів і паль. Наприклад, підстава Колінса, що представляє собою циліндричну бетонну к...олону-масив діаметром 5,8 м, занурену в грунт на необхідну глибину. Застосовувалися гігантські масиви на кесонах з розміром в плані 12 ' 20 м, по периметру якої забивали ряд шпунтових паль. Весь простір, оточене шпунтовим поруч, засипалося піском. Зважаючи на високу вартість ці конструкції не набули широкого поширення. На Марокарібском озері на глибинах до 30 м встановлювали залізобетонні стійки діаметром 1,5 м з товщиною стінок 15 см і загальною довжиною 55 - 60 см, на яких будували підставу.

На меншій глибині застосовували палі 60 ' 60 см, які забивали в грунт за допомогою парових копрів. Металеві стаціонарні морські підстави для буріння свердловин і видобутку нафти за кордоном почали свій розвиток з найпростіших конструкцій на глибину 6 м до складних конструкцій на глибини до 305 м і більше.

Другим етапом у розвитку конструкцій морських гідротехнічних споруд для буріння свердловин і видобутку нафти було створення морських стаціонарних платформ (МСП), що складаються з опорної частини, масивного моноблока і знімного багатопалубні верхньої будови. Особливість цих конструкцій - застосування масивних блоків (модулів) заводського виготовлення, укомплектованих певним технологічним обладнанням та розміщуються на різних за висотою палубах багатопалубні верхньої будови стаціонарної платформи. Це забезпечило одночасне проведення бурових робіт і видобуток нафти. Найбільш прискорений розвиток конструкцій морських стаціонарних платформ відбулося при освоєнні нафтових і газових родовищ Північного моря. Поряд з масивними стаціонарними металевими платформами, що закріплюються до морського дна палями, в Північному морі широко застосовуються масивні залізобетонні платформи гравітаційного типу. Використовують також конструкції комбіновані: низ конструкції виготовляють із залізобетону, а верх - з металу. Для глибоководних акваторій є ряд розробок платформ з натяжними опорами.

1.2 Область застосування і класифікація морських стаціонарних платформ

Морська стаціонарна платформа (МСП) - унікальне гідротехнічна споруда, призначена для установки на ній бурового, нафтопромислового і допоміжного обладнання, що забезпечує буріння свердловин, видобуток нафти і газу, їх підготовку, а також обладнання та систем для виробництва інших робіт, пов'язаних з розробкою морських нафтових і газових родовищ (обладнання для закачування води в пласт, капітального ремонту свердловин, засоби автоматизації з транспорту нафти, засоби зв'язку з береговими об'єктами і т.п.).

При розробці морських родовищ в основному два головних фактори визначають напрямок робіт в області проектування і будівництва гідротехнічних об'єктів у морі. Такими факторами є обмеження, що накладаються умовами навколиш...нього середовища, і висока вартість морських операцій. Ці фактори в основному обумовлюють всі рішення в проектуванні і конструюванні МСП, виборі обладнання, способів будівництва і організації робіт в даній акваторії моря. Таким чином, морська стаціонарна платформа є індивідуальними конструкціями, призначеними для конкретного району робіт.

В останні роки, у зв'язку з широкими розробками з освоєння морських нафтових родовищ в різних районах Світового океану, запропонований і здійснений ряд нових типів і конструкції МСП. Ці типи і конструкції МСП розрізняють за такими ознаками:

способом опирання і кріплення до морського дна;

типом конструкції;

по матеріалу та іншими ознаками.

За способом обпирання і кріплення до морського дна МСП бувають: пальові, гравітаційні, пальово-гравітаційні, маятникові і натяжні, а також плаваючого типу.

За типом конструкції: наскрізні, суцільні і комбіновані.

За матеріалом конструкції: металеві, залізобетонні і комбіновані.

Наскрізні конструкції виконуються гратчастими. Елементи решітки займають відносно невелику площу в порівнянні з площею граней просторової ферми. Суцільні конструкції (наприклад, бетонні) непроникні по всій площі зовнішнього контуру споруди. Реалізація та розробка великої кількості проектів конструкцій МСП утруднили їх вивчення і визначення техніко-економічних можливостей, і головне - визначення напряму розвитку проектування і виробництва МСП. Для полегшення робіт у даному напрямку вітчизняними та зарубіжними фахівцями запропоновані варіанти класифікації МСП. Основними ознаками класифікації прийняті: розміщення обладнання (підводне, надводна, комбіноване), спосіб монтажу, характер деформації опор, тип конструкції, опір зовнішнім впливам, статична і динамічна жорсткості, характер кріплення, матеріал, спосіб транспортування і монтаж опорної частини. На даному рівні розвитку проектної справи автори рекомендують провести умовно кордон між глибоководними і звичайними конструкціями МСП, прийнявши глибину моря 300 м, вище якої всі конструкції слід вважати глибоководними. На малюнку 4.1 наведено класифікацію глибоководних МСП. На першому рівні класифікації проведено розподіл МСП на жорсткі і пружні. На думку авторів, такий поділ є об'єктивними, оскільки воно відображає конструкцію платформи (розміри, конфігурацію) і вказує період власних коливань, який у жорстких становить 4 - 6 с і пружних перевищує 20 с, а в окремих випадках досягає 138 с.

На другому рівні класифікації жорсткі конструкції класифіковані за способом забезпечення їх стійкості під впливом зовнішніх навантажень на гравітаційні, пальові і гравітаційно-пальові.

У першому випадку споруда не зрушується щодо морського дна завдяки власн...ій масі і в другому - воно не зміщується через кріплення його палями. Гравітаційно-пальові споруди не зрушуються завдяки власній масі і системі паль. Третій рівень класифікації жорстких МСП характеризує матеріал конструкції: бетон, сталь або бетон-сталь.

Пружні конструкції на другому рівні за способом кріплення розділені на вежі з відтяжками, плавучі вежі та гнучкі вежі.

Вежі з відтяжками зберігають свою стійкість системою відтяжок, понтонів плавучості і противаг. Плавучі вежі подібні Кача маятнику, вони повертаються в стан рівноваги за допомогою понтонів плавучості, розташованих у верхній частині конструкції. Гнучкі вежі відхиляються від вертикалі під дією хвиль, але при цьому вони, подібно стислій пружині, прагнуть повернутися в стан рівноваги. Через невелику кількість проектів пружних споруд автори не вважають за доцільне класифікувати їх на третьому рівні. На останньому рівні класифікації є 10 груп конструкцій, кожна з яких позначається початковими буквами слів англійської мови, наприклад RGS - «гдж Гревіті стілВ» (В«жорстка гравітаційна сталеваВ»), RGС (В«жорстка гравітаційна бетоннаВ» ) і т.д.

З розглянутих 40 конструкцій глибоководних МСП (глибина моря 300 м) 76% складають жорсткі, у тому числі 45% сталеві ферменние зі пальовим кріпленням, 26% гравітаційні і 5% гравітаційно-пальові. Серед пружних МСП 13% плавучі вежі, 8% башти з відтяжками і 3% гнучкі вежі. Відзначено збільшення частки проектів сталевих опор залежно від глибини моря. При глибинах моря 305 - 365 м сталеві опори складають 13%, а при глибинах від 365 до 520 м - 50%. З виконаних проектів 79% - сталеві опори, 15% - бетонні та 6% - сталь-бетон. Найбільше число проектів 57% розроблено для вод глибиною 305 - 365 м. 30% - для глибин 365 - 460 м і 13% - на глибини більше 460 м. Є проекти, в яких передбачається горизонтальна збірка секцій опорної частини МСП на плаву шляхом обертання збираної конструкції навколо її поздовжньої осі і в похилому положенні.

Виготовлення суцільнозварний опорної частини, транспортування її на супербаржах і буксирування опорної частини МСП В«ХармоніВ» передбачаються на баржі розмірами 274 ' 67 ' 15 м. Серед споруджуваних веж МСП поки найбільшої є башта В«БаллуінклВ». Вона встановлена ​​в Мексиканській затоці на глибині 411 м. Загальна маса платформи 78 тис. т, розмір фундаменту 121 ' 146 м, вартість склала близько 500 млн. $, МСП розрахована на 60 свердловин. Очікувався максимальна добова видобуток нафти 7,95 тис. м в 1991 р. і газу - 2,5 млн. м в 1992 р.

1.3 Морські стаціонарні платформи пірамідального (фермового) типу

Морські стаціонарні платформи, що закріплюються палями, являють собою гідротехнічну металеве стаціонарне спорудження, що складається із зібраного на береговій будівельній базі опорної частини (підстави), яка простягається від морського дна до деякої позначки над водною поверхнею і кріпиться до морського дну палями, і металевого, заздалегідь виготовленого верхньої будови, оснащеного комплексом технологічного обладнання та допоміжних засобів і встановлюється на опорну частину МСП.

Найбільш поширених типів МСП пірамідального (фермового) типу, призначених для глибин 110 - 150 м, показані на малюнку 4.2. Металеве опорна підстава має вигляд одного або декількох блоків у формі піраміди або прямокутного паралелепіпеда (просторової ферми). Стрижні решітки блоку виготовляють в основному з металевих трубчастих елементів. Кількість блоків опор визначається надійністю і безпекою роботи в даному конкретному районі, техніко-економічними обгрунтуваннями і наявністю вантажопідіймальних і транспортних засобів на заводі-виробнику опорної частини МСП. Трубчасті палі забиваються в грунтову основу через колони опорного підстави. Ці палі не лише підтримують платформу, але і фіксують споруда в цілому від сдвигающих навантажень, викликаних вітром, хвилею і перебігом. p Типова конструкція бурової морської стаціонарної платформи розташована в Мексиканській затоці на глибині близько 90 м.

Верхнє будова має в плані розміри 18 ' 36 м і масу близько 900 т. Маса опорного підстави близько 1800 т . Вісім трубчастих паль 1, забитих через колони опорного підстави, мають зовнішній діаметр 1,22 м і товщину стінки близько 25 мм. На додаток до них по периметру підстави забиті чотири В«оздоблюютьВ» палі 2. Всі палі забиті в грунт з нахилом 1:7 до вертикалі на глибину від 60 до 90 м.

Споруда розрахована на сумарну горизонтальне навантаження від вітру, хвилі й течії, рівну 13,5 МН, відповідну максимальним штормовим умов.

Платформа складається з двох опорних блоків, встановлених на відстані 31 м один від одного, і Трипалубний верхньої будови, яке включає 14 модулів, в тому числі: два подвишечних, шість модулів нижньої палуби з експлуатаційним обладнанням 450 т кожен, шість модулів верхньої палуби з буровим обладнанням до 600 т кожен.

На платформі розміщено комплекс технологічного та допоміжного устаткування, систем, інструментів і матеріалів, що забезпечують буріння свердловин двома буровими установками.

Платформа оснащена блочними житловими і побутовими приміщеннями, вертолітним майданчиком, вантажно-розвантажувальними кранами та ін

З платформи передбачено буріння 12 свердловин.

Нижче наведені короткі технічні дані МСП для одночасного буріння свердловин двома буровими установками на родовищі ім. 28 квітня на глибині 100 м.

Розмір в плані, мм:

виробничого майданчика ................ .. 71 ' 50

опорного блоку .................................... 16 ' 49

Маса, тис, т:

платформи ............................................ 12,1

опорного блоку ...................................... 2,04

Опорні блоки кріпляться до морського грунту палями. На опорні блоки встановлюється верхнє Трипалубний будову з модулями, оснащеними відповідними технологічним і допоміжним обладнанням та системами. У зарубіжній практиці в цілях вдосконалення конструкцій МСП є ряд принципових рішень. Наприклад, у проекті платформи для родовища Ейдер (Північне море) з конструкції виключені напрямні пристрої для забивання паль з поверхні, скорочено кількість поясів ферми; елементи, розташовані у важкодоступних для огляду місцях мають втомну довговічність 120 років. Кріплення паль до опор платформи за допомогою бетонування виконується під водою із застосуванням дистанційно керованого підводного апарату. Виключена дистанційна баластування опор платформи і спрощена трубопровідна обв'язка. У Мексиканській затоці в 1978 р. встановлена жорстка опорна частина МСП В«КоньякВ» (проект фірми В«МакдермоттВ») на глибині 312 м. Пірамідальний моноблок складається з трьох секцій, восьміопорних і двох виносних опор. Виносні опори прикріплені до опорної фермі на висоті 122 м від морського дна. Моноблочна ферма кріпиться до морського дна палями довжиною 190 м. Палі заглиблені в морське дно на 137 м і пропущені через 24 напрямних кондуктора по зовнішньому периметру фундаменту. Період власних коливань конструкції від 4 до 5 сек. Маса блоку 33,5 тис. т, паль і направляючих кондукторів 23 тис. т, загальна маса МСП 59 тис. т.

Є проекти та розробки МСП з пірамідальним моноблоком на глибину 488 м (проект В«Галф оф Мексико платформВ»), на глибину 396 м (проект В«Фіксед платформВ»), проект з двох опорних блоків на глибину 450 м (проект В«Твін тауерВ» для Північного моря) та ін

1.4 МСП баштового типу (ледостойких конструкції)

Перше істотне зміна конструкції морських платформ відбулося в 60-х роках при проектуванні споруд, призначених для експлуатації в затоці Кука в Аляски. Обширні рухомі льодові поля можуть заглиблюватися про спорудження та чинити на нього навантаження більші, ніж штормові вітер, хви...лі і течія. У конструкціях споруд, призначених для цього району, видалені діагональні і горизонтальні зв'язки в зоні, відповідної приливним змінам горизонту води, а також там, де вони можуть бути зруйновані плаваючим льодом. Верхнє будова у таких споруд спирається на чотири колони великого діаметру. Усередині кожної колони по периметру забито кілька паль. Такі конструкції МСП баштового типу отримали назву ледостойких. Одне з таких споруд в період його експлуатації має наступні параметри. Колони опорного підстави мають діаметр 4,6 м і висоту 42 м, через кожну з них у грунт на глибину до 27 м забито по вісім паль діаметром 0,75 м.

Розраховані в основному на сприйняття льодових впливів, ці споруди встановлюють так само, як звичайні. Опорна підстава збирають на береговій майданчику, буксирують до місця експлуатації, встановлюють у вертикальному положенні і закріплюють за допомогою паль, що забиваються через колони. Завдяки великому діаметру колон, опорна підстава володіє достатньою плавучістю, що дозволяє обійтися без спеціальних барж для транспортування.

Нижче як приклад наведено короткий опис платформи В«Доллі УорденВ», встановленої в затоці Кука. Платформа розроблена для буріння куща свердловин з 32 - 48 свердловин двома буровими установками і розрахована на наступні параметри:

Швидкість, м/с:

максимальна безперервно триває ............. 27

поривчастого вітру ............................................... 36

морських течій ........................................ ...... 3,05

Товщина крижаного покриву, м ................................. 1,8

Температура, 0 С:

навколишнього повітря .................................. ....... 40

підводного середовища ......................................... ........ 7

Максимальний коливання відливів і припливів, м ........ 10,7

Максимальна маса айсбергів, т ....................... ...... 40

Квадратний корпус платформи розташований на висоті 54,6 м від морського дна. Маса корпусу 500 т. Корпус спирається на чотири циліндричні опори діаметром 5,2 м. Відстань між центрами опор 24,4 м. Опори виготовлені з хладостойкого сталевого листа товщиною 19 - 51 м. Товща частину листа опор розташована в місці контакту лід - повітря на довжині періодичної смачиваемости. Усередині опорні колони посилені внутрішньої трубою діаметром 2,75 м і рядом горизонтальних діафрагм і вертикальних ребер жорсткості по всій довжині колони. Вгорі колони з'єднані чотирма горизонтальними поясами, виготовленими з хладостойкого сталевого листа товщиною 19 - 25 мм. Пояси всередині посилені кільцевими діафрагмами і поздовжніми ребрами жорсткості і служать опорою палуби платформи. Усередині ...поясів розміщені відсіки для зберігання питної і технічної води, палива та стоків рідини. Підводна частина конструкції внизу пов'язана горизонтальними і діагональними трубчастими елементами діаметром 1,8 м. Платформа кріпиться до дна 28 палями діаметром 840 мм і довжиною 106,7 м., розташованими всередині ніг і поглибленими в морське дно на 55 м. Паль служать також напрямком для буріння восьми свердловин в кожній опорі. Маса опорної частини 4400 т.

Трипалубний система встановлена ​​на корпусі і складається з верхньої бурової, середньої експлуатаційної та нижньої палуб. Бурова палуба розрахована на питоме навантаження 0,040 - 0,075 МПа з більш високою несучою здатністю в зоні підсвічників. На палубі змонтовані дві бурові установки, робітники і запасні ємності бурового розчину і стелажі для труб, шість ємностей місткістю по 28,3 м Ві для зберігання цементу .

За межами палуби на консолі встановлено житлове приміщення на 72 людини, а під стелажами бурильних труб - додаткове житлове приміщення. Над дахом основного житлового блоку розташована вертолітний майданчик. Кожна бурова на платформі укомплектована вишкою з навантаженням на гаку 4500 кН, бурової лебідкою з електроприводом, розрахованої на глибину буріння до 6000 м. Циркуляційна система з двох ємностей загальною місткістю 100 м Ві і запасний - 90 м Ві.

Експлуатаційна палуба розрахована на питоме навантаження 0,04 - 0,047 МПа. Палуба висотою 6,1 м розділена вогнетривкими перегородками на сім відсіків. На нижній палубі встановлені відцентрові насоси, два котли, парогенератор, агрегат для дистиляції морської води, повітряні компресори та насоси для перекачування нафти на берег. Система обігріву включає два котла еквівалентної потужністю по 129 кВт, що живляться водогліколевої сумішшю, і використовується для обігріву всіх приміщень на платформі, крім житла, яке обігрівається електричними джерелами тепла. Два відцентрових насоса потужністю по 11 кВт забезпечують циркуляцію водогліколевої суміші по замкнутій системі. У вузлових пунктах платформи встановлені автоматичні нагрівачі, забезпечені вентиляторамиЕлектросистема змінного струму напругою 480 В живиться від дизель-генераторів потужністю 750 і 500 кВт і газотурбогенератора потужністю 850 кВт. В одному з відсіків опорних поясів зберігається 570 м Ві палива, видаткова ємність палива розміщена у відсіку дизель-генераторів. Котли, парогенератор і всі газові турбіни працюють на попутному газі.

Працюючий персонал на платформі, включаючи бурові бригади, операторів з видобування і допоміжних робітників, становить 85 осіб.

...Крім конструкцій, що мають по чотири колони в опорному підставі, в затоці Кука встановлена конструкція з однією колоною (монопод). Необхідна для буксирування плавучість створюється тут завдяки резервуарам, що прикріплюється до нижньої частини опорного підстави. Для закріплення споруди на дні і підтримки верхньої будови в грунт через опорні колони забиваються основні палі, а по периметру підстави В«оздоблюютьВ» палі.

1.5 Пружні морські стаціонарні платформи (глибоководні конструкції)

На відміну від жорстких конструкцій МСП період основних власних (поперечних) коливань пружних МСП (веж) перевищує період морських хвиль. При цьому велика частина хвильової навантаження на вежу поглинається за рахунок інерції конструкції і не передається стрижням ферми. Пружною вежею називають відносно тонку сталеву просторову ферму зі стрижнів з досить рівномірним по висоті відстанню між горизонтальними поясами. На малюнку 4.3 показана конструкція у вигляді щогли (вежі), що складається з вертикального стовбура постійного перерізу і утримують його відтяжок, прикріплених до лежачих на дні гірляндам масивів. Від масивів відтягнення йдуть до анкерів, утворюючи систему подвійного заякоренних. За звичайних навантаженнях на спорудження гірлянди масивів не відриваються від дна і виключають бічні переміщення стовбура. Але під час жорстокого шторму гірлянди масивів відриваються від дна внаслідок натягу відтяжок зусиллями, що передаються від стовбура. У результаті цього зовнішні навантаження на спорудження амортизуються його коливаннями, а відтяжки не перевантажувати. Вважається, що такі споруди застосовні при глибинах до 600 м.

До класу пружних веж відносять знаходиться в експлуатації в Мексиканській затоці на глибині 305 м МСП В«ЛенаВ». Конструкція її представляє собою ферму квадратного перетину зі стороною квадрата 36,6 ' 36,6 м, висотою 320 м і масою 21 тис. т. У верхній частині ферми є 16 опор діаметром 1220 мм, на яких встановлено верхню будову. Нижня частина вежі має 12 таких опор. У межах верхньої половини вежі розміщено 12 понтонів діаметром 6,1 м, довжиною 36,6 м, що забезпечують 9100 т плавучості. Понтони стабілізують платформу, зменшують тиск на фундамент, значно полегшують монтаж платформи та відтяжок.

Виготовлена вежа транспортувалася баржею довжиною понад 200 м, з якої був вперше здійснений бічній узвіз (на борт). Це дозволило знизити на 3 тис. т масу вежі МСП і в 4 рази скоротити час на спуск. На місці монтажу вежі були встановлені чотири відтяжки, які пос ле спуску вежі на воду були приєднані до башти. Після установки на місце вежа була закріплена вісьмома основними палями діаметром 1330 мм, які проходять до палубного блоку. На думку фахівців фірми В«ЕксонВ», чотири відтяжки і основні палі здатні утримувати вежу у вертикальному положенні б...ез верхньої будови за будь-яких погодних умовах, що трапляються один раз на 100 років в Мексиканській затоці (висота хвилі 22 м, швидкість вітру 58 м/с).

Потім до башти прикріпили 16 додаткових відтягнення діаметром 127 мм, в морське дно по зовнішньому периметру забили шість додаткових торсіонних паль діаметром 1900 мм на глибину 30,5 м. Відтягнення виконані з 292 спірально навитих гальванізованих сталевих дротів, захищених поліетиленовою оболонкою, з розривним зусиллям 13 мН. Кожна відтяжка довжиною 549 м від платформи до якоря. Відтягнення введені в конструкцію вежі через спеціальний роульс і спрямовує черевик і кріпляться до опори вежі на глибині 4,5 м від рівня моря. Це забезпечило введення відтягнення в конструкцію опори башти на глибині 30 м від рівня моря.

Кожен якір складається з декількох ланок, що мають ланцюгове з'єднання. Під час відхилення вежі від вертикалі під дією вітру, хвиль і течій частково піднімають ланки з морського дна. Верхню будову вежі Трипалубний розміром 47,6 ' 47,6 м і загальною площею 6970 м2. На ньому розміщені дві бурові установки для буріння до 58 свердловин і житло для 140 осіб. Верхня палуба платформи розташована на висоті 35 м і нижня - 18,6 м від рівня моря. Загальна маса опорної частини башти і палубного верхньої будови становить приблизно 47 тис.т.

Використовуючи досвід експлуатації МСП В«ЛенаВ», фірма В«ЕксонВ» вивчила шість проектів глибоководних МСП, розроблених фахівцями фірми. Навантаження від навколишнього середовища і гравітаційні, що діють на МСП В«ЛенаВ», розподіляються на палі, відтяжки, інерційність конструкції та понтони. p Перерозподіляючи ці навантаження на перераховані вузли конструкції, можна досягти оптимального варіанту вирішення конструкції. Наприклад, вага палуби можна передати на палі або компенсувати підйомної силою понтонів. Понтони, крім цього, компенсують горизонтальні сили, забезпечуючи стійкість платформи, зменшують або повністю знімають навантаження на відтяжки. Інерція підстави збільшує період бічних коливань, знижує їх амплітуду і відповідно знижує динамічні навантаження на відтяжки і палі.

1.6 Гравітаційні морські стаціонарні платформи (ГМСП)

Гравітаційні МСП відрізняються від металевих пальових МСП як по конструкції, матеріалу, так і за технологією виготовлення, способу їх транспортування і установки в морі. Загальна стійкість ГМСП при впливі зовнішніх навантажень від хвиль і вітру забезпечується їх власною масою і масою баласту, тому не потрібно їх кріплення палями до морського дна. ГМСП застосовують в акваторіях морів, де міцність основи морського грунту забезпечує надійну стійкість споруди. Гравітаційні МСП - дуже масивні об'єкти, що складают...ься з двох частин: верхньої будови і опорної частини. Опорна частина складається з однієї або декількох колон, виготовлених із залізобетону. Колони циліндричної або конічної форми спираються на многоячеістую монолітну базу. База щодо невеликої висоти в порівнянні з колонами, складається з осередків-понтонів, жорстко пов'язаних між собою, і закінчується в нижній частині спідницями з розвиненою загальної опорної площею на морське дно. Розміри опорної многоюбочной плити бувають в довжину 180 м і по ширині до 135 м.

Перевага ГМСП - нетривалий час встановлення їх у морі, приблизно 24 год замість 7 - 12 міс, необхідних для встановлення та закріплення палями металевих пальових платформ. Власна плавучість і наявність системи баластування дозволяють буксирувати ГМСП на великі відстані і встановлювати їх в робоче положення на місці експлуатації в море без застосування дорогих вантажопідйомних і транспортних засобів. Перевагою їх також є можливість повторного використання на новому родовищі, підвищені вогнестійкість і вібростійкість, висока опірність морської корозії, незначна деформація під впливом навантажень і більш висока захист від забруднення моря . ГМСП застосовують у різних акваторіях Світового океану. Вперше конструкції такого роду встановлені в середині 70-х років в районі Північного моря. На малюнку 4.4 приведена схема платформи типу В«КондіпВ», розробленої в Норвегії і встановленою в норвезькому секторі Північного моря, на родовищі Статфьорд. В«КондіпВ» означає В«concrete deepwateВ», тобто В«БетоннаВ», В«глибоководнаВ».

Конструкція ГМСП складається з: нижньої частини 1, що представляє собою з'єднання в монолітну конструкцію 24 понтонів, в яких зберігається нафта і чотирьох опорних колон 6 (двох бурових, в яких встановлено ряд труб діаметром близько 750 мм, службовців напрямками для бурильної колони під час буріння свердловини, третьої розвідний колони, в якій розміщено ряд труб, що з'єднують її з іншими платформами або з завантажувальними буями, і четвертої підсобно-господарської, в якій розташована більша частина обладнання.

Всередині колона розділена на 13 горизонтальних майданчиків, на яких встановлені великі і дрібні агрегати і пристрої (насоси, трубопроводи, вентиляційне обладнання, ліфти, сходи тощо).

Верхня будова 5 складається з двох ферм масою по 2000 т, з'єднаних між собою перемичками, і палуби розміром 144 ' 55 ' 14 м масою ...5000 т. На палубі встановлені модулі. Маса окремих блоків становить близько 2000 т, загальна транспортна маса оснащеної палуби 39000 т. Ферми встановлені на чотири насадки верхній частині опорних колон.

У таблиці 4.1 наведені короткі технічні дані ГМСП, встановлених на родовищі Статфьорд.

У розробках проектів гравітаційних платформ застосовуються нові рішення. Наприклад, у проекті комбінованої конструкції платформи В«КарінВ» використаний ефект взаємної компенсації хвильових навантажень. Це досягається тим, що геометрична форма моноблока платформи являє собою правильний шестикутник. По кутах шестикутника і в його центрі розміщено сім опор. Відстань між опорами вибрано таке, при якому дві з'єднані між собою опори піддаються впливу однакових за величиною, але протилежних за напрямком сил. Це відстань дорівнює половині довжини хвилі (малюнок 4.5). Хоча ефект взаємної компенсації хвильових навантажень враховувався і раніше, проте в фермах чотирикутного перетину ступінь цієї компенсації залежить від напрямку хвилі і, отже, повністю враховуватися він не міг. Ферма шестикутного перерізу має практично в будь-якому напрямку однакову ширину, і цим досягається найбільша компенсація хвильових навантажень. Найбільші втомні руйнування конструкції викликають інерційні складові хвиль, допустимий період яких складає 4 - 7 с. Для повної взаємної компенсації хвильових навантажень необхідно, щоб між площами перерізу елементів в центрі ферми і кутових опор малося певне співвідношення. У разі відсутності направляючих колон перетин центральної опори має бути в 2 рази більше площі перерізу кутової опори.

А - довжина хвилі, що дорівнює двом радіусам кола; Б - довжина хвилі, що дорівнює двом апофемой; I - напрямок хвилі; II - напрямок сил лобового опору

У практиці конструювання зазвичай навколо центральної опори розміщують напрямні колони свердловин, які також піддаються впливу хвиль. Вони розташовуються так, що вплив максимальних навантажень не відбувається одночасно, тому простір, який вони займають, має бути більше ніж в 2 рази. br/>

На глибинах більше 300 м, на думку зарубіжних фахівців, більш вигідно використовувати опорні частини платформ легкої сталевої конструкції, яка має достатню статичної міцністю. В цілях зниження маси між опорами передбачені діагональні розкоси без горизонтальних поясів. Це також знижує лобовий опір платформи. Передбачається також застосування кувально-штампувальних з'єднувальних елементів в конструкції моноблока. З їх використанням, за проектом фірми, довговічність платформи складе 160 років. Конструкція також витримає будь-які, що враховуються при проектуванні, землетрусу. Широке застосування в зарубіжній практиці ГМСП обумовлено деякими перевагами в порівнянні з металевими стаціонарними платформами: доступністю і низькою вартістю вихідних матеріалів, використанням робочої сили низької кваліфікації, простотою виготовлення, відносно простими засобами механізації будівельних робіт і т.п . Разом з тим будівництво цих масивних споруд вимагало вирішення ряду технологічних завдань, пов'язаних з їх виготовленням і транспортуванням по морю, а також установкою їх на місце експлуатації в море.

Список використаної літератури

1. Агагусейнов Ю.А. та ін В«Самопідйомні плавучі бурові установкиВ». - М.: Надра, 1979 г.

2. Архангельський І.В., Тимофєєв О.М. Буріння свердловин з плавучих установок при інженерно-геологічних вишукуваннях. - М., Надра, 1976. - 260 с. p align="justify">. Бреббік К., Уокер С. В«Динаміка морських спорудВ». Л., Суднобудування, 1983 р.;

3. Баладінскій В.Л., Лобанов В.А., Галанов Б.А. В«Машини та механізми для підводних робітВ»: Л. - Суднобудування, 1979 р.;

4. Волков Ю.С., Рибалов І.І. В«Споруди із залізобетону для континентального шельфуВ». М., Стройиздат, 1985 р.;

5. Вяхірєв Р.М., Мірзоєв Д.А. В«Облаштування та освоєння морських нафтогазових родовищВ». М., вид. Академії гірничих наук, 1999 р.;

6. Галахов І.М., Літонію О.Е., Алісейчік А.А. В«Плавучі бурові п...латформиВ». - Л.: Суднобудування, 1981 р.;

7. Гусейнов Ч.С., Іванець В.К., Іванець Д.В. В«Облаштування морських нафтогазових родовищВ». - М.: Видавництво В«Нафта і газВ». РГУ нафти і газу ім. І.М. Губкіна, 2003 р.;

8. Доусон Т. В«Проектування споруд морського шельфуВ». - Л., Суднобудування, 1986 р.;

9. Єрмолаєв Г.Г., Зотєєв Є.С. В«Основи морського судноводінняВ». - М., Транспорт, 1988 р.;

Размещено на Allbest.ru