Схемы расположения наземных сооружений и оборудования
Решающими факторами, определяющими схему расположения наземных сооружений и оборудования являются, во-первых, цели, условия и глубина бурения и, во-вторых, географическое месторасположение скважины (суша, море, зона вечной мерзлоты, Арктика и т.п.). Исходя из этого расположение оборудования, конструкция привышечных сооружений и фундаментов существенно отличаются друг от друга:
при нормальных условиях бурения на суше;
сложных условиях бурения на суше (глубина свыше 5000 м, аномально высокие пластовые давления, температуры и поглощения промывочной жидкости);
бурении в зонах вечной мерзлоты и в условиях Западной Сибири;
бурении на море.
Однако в любом случае буровое оборудование должно быть расположено и смонтировано с учетом: особенностей выбранной буровой установки, климатических условий и рельефа местности, достижения наибольшей компактности в расположении оборудования, безопасности в работе и удобства в обслуживании, сокращения времени и максимального удешевления строительно-монтажных работ, охраны окружающей среды.
Для каждого нефтяного района в зависимости от конкретных условий разрабатывается наиболее рациональная схема расположения оборудования, технология монтажа, демонтажа и транспортировки оборудования с точки на точку. Нельзя рекомендовать единые для всех схему расположения оборудования, способ транспортировки с точки на точку и организацию монтажных и демон-тажных работ, так как экономически выгодное и возможное в одном районе может оказаться нерентабельным и просто невозможным в другом.
При нормальных условиях бурения применяют мелкоблочный или крупноблочный метод монтажа.
При бурении скважин в условиях возможных аномально высоких пластовых давлений, поглощения промывочной жидкости, совершенно неизвестного геологического разреза или же на значительную глубину (5000 м и более) буровое оборудование располагают по специально разработанной для каждого конкретного случая схеме. Основными факторами, которые принимаются во внимание при разработке такой схемы, являются:
сокращение времени и максимальное удешевление работ, связанных с проводкой скважины;
безопасность в работе и удобство в обслуживании;
максимальная сохранность окружающей среды.
При редкой сетке заложения структурных, поисковых и разведочных скважин на Крайнем Севере каждая буровая представляет собой индивидуальное законченное хозяйство с комплексом наземных зданий и сооружений, включающих в себя жилые и культурно-бытовые объекты. Как показал опыт, в районах распространения вечной мерзлоты успешная проходка скважин зависит от правильного ведения строительно-монтажных работ и особенно от выбора площадки и типа фундаментов для всего комплекса буровой установки. Для решения вопроса о пригодности любого мерзлого грунта и даже льда в качестве основания под буровое оборудование решающее значение имеет время года, за которое протекает процесс бурения скважин. Если бурение скважины начинается и заканчивается в период отрицательных температур, то основанием фундамента бурового и силового оборудования могут быть любые неустойчивые при оттаивании мерзлые грунты и даже лед. Лишь бы к этому грунту или льду не было доступа промывочной жидкости или воды.
В практике строительства временных фундаментов при глубоком бурении приняты следующие конструкции: фундаменты рамного типа (стулья) и основания на деревянных сваях. Достаточно часто используется монтаж бурового и силового оборудования на металлических основаниях, установленных на брусьях. При этом каждый брус укладывается на растительный слой грунта, предварительно тепловодоизолированный (опилки, шлак, сверху засыпанные слоем глины 5... 10 см). Расстояние между брусьями определяется из расчета допустимой максимальной нагрузки на грунт.
Привышечные сооружения на буровых Крайнего Севера отличаются большими размерами. Увеличение габаритных размеров объясняется стремлением обеспечить теплое хранение для большей части вспомогательных материалов и запасных частей, емкостей для промывочной жидкости устройством внутренней желоб-ной системы, большей мощностью электрического хозяйства. Привышечные сооружения строят брусчатые засыпные из досок или щитов или каркасные с тканевым покрытием.
На территории Тюменской, Томской и других областей Западной Сибири, где проводится бурение на нефть и газ, все в больших объемах из-за природных условий (сильная болотистость и лесистость) широкое распространение получило кустовое бурение на насыпных островах. В условиях Западной Сибири при этом виде бурения устья скважин размещаются на площадке по одной прямой через каждые 3...5 м. Если в кусте более шести-восьми скважин, то они обычно разделяются противопожарным разрывом в 50 м. Исходя из этого на всех разрабатываемых месторождениях Западной Сибири внедрена типовая схема монтажа бурового оборудования, предусматривающая передвижение в кусте вышеч-но-лебедочного блока буровой установки и стационарное распо-
ложение насосно-емкостной группы с циркуляционной системой очистки бурового раствора. Такое передвижение блока осуществляется, как правило, на специальных основаниях с применением колесного хода или пневмодвигателей.
В конце 1940-х и начале 1950-х гг. в СССР на Каспийском море и в США в Мексиканском заливе были созданы первые морские нефтепромыслы. Разведка и добыча нефти ведутся в настоящее время у берегов 46 стран на всех континентах как на морских акваториях, так и на внутренних озерах. Наиболее интенсивно ведется работа в Мексиканском и Персидском заливах и в других морях. За рубежом происходит непрерывный рост добычи с морских акваторий. Интенсивно начали развиваться эти работы и у нас в стране.
Площадь мирового континентального шельфа, т.е. прибрежного участка моря глубиной 200 м, составляет 23,7 млн км2. Бурение скважин на море в зависимости от условий и характера проводимых работ может осуществляться по-разному. Все установки для морского бурения подразделяют на три основные категории:
стационарные — постоянные основания, эстакады, искусственные острова;
полустационарные — плавучие (самоподнимающиеся) буровые установки;
подвижные — буровые суда, баржи и другие плавучие устройства (полупогружные установки).
Помимо перечисленных основных типов установок существуют еще и промежуточные.
Стационарные установки.В зависимости от того, где монтируется буровое оборудование, можно принять следующую классификацию стационарных морских установок:
буровая установка на индивидуальном морском основании (платформе) островного типа;
буровая установка на кустовых площадках островного и эстакадного типов;
буровая установка на отдельно выступающих в море камнях и островах.
Рис. 2.14. Схема платформы башенного типа с оттяжками |
Все перечисленные установки имеют свои характерные особенности и применяются для конкретных производственных усло-
вий. В настоящее время дается предпочтение двум вариантам индивидуальных морских оснований (платформ). Это платформа башенного типа с оттяжками (рис. 2.14) и платформа полупогружного типа с избыточной плавучестью (рис. 2.15).
^- | ||
V | \1/Гч1/Г\ | л |
Платформа с оттяжками состоит из крупных вертикальных секций, собранных в опорную башню, которая закрепляется на большом фундаменте. Башня раскреплена оттяжками, которые соединены с якорями, закрепленными в морском дне.
Рис. 2.15. Схема платформы полупогружного типа с избыточной пла-вучестью: 1 — платформа; 2 — натянутые тросы; 3 — фунда ментная плита |
Платформа полупогружного типа крепится к фундаментной плите с помощью натянутых вертикальных тросов. Избыточная плавучесть платформ создает большие растягивающие напряжения в тросах и обеспечивает этим возвращение платформы в вертикальное положение, нарушенное волновыми воздействиями.
Морская платформа предназначена для монтажа на ней вышки, бурового и вспомогательного оборудования и размещения при-вышечных сооружений. На платформе предусматривается дополнительная площадь для размещения бурильных и обсадных труб, запасов глинопорошка, химических реагентов и других материалов. Платформа является основным конструктивным элементом всей буровой установки и воспринимает все нагрузки, возникающие в процессе строительства скважины. Поэтому в конструктивном отношении морское основание должно быть прочным и обеспечивать надежную и безаварийную работу в процессе бурения скважины.
В разработке морских месторождений нефти и газа иногда применяется эстакадный способ. Морская эстакада представляет собой мост облегченной конструкции. Сущность разработки месторождения этим способом заключается в том, что по заранее составленному плану сооружаются металлические эстакады мостового типа с площадками для бурения, расположенными на определенном расстоянии друг от друга. С площадок производится бурение скважин и последующая их эксплуатация.
На площадках, сооруженных при эстакадах, размещают также отдельные производственные, административные и культурно-бытовые объекты морского нефтепромысла. В качестве примера эстакадного способа разработки нефтяных месторождений можно привести широко известные «Нефтяные камни», расположенные близ Баку.
Условия строительства морских оснований и монтажа на них оборудования находятся в постоянной зависимости от состояния моря и погоды. При работе с плавучим краном нагрузка оборудования и материалов может производиться при ветре до 2 баллов; монтаж вышки может производиться при ветре до 4 баллов; при ветре свыше 5 баллов все строительно-монтажные работы прекращаются.
Полустационарные установки.К ним прежде всего относятся плавучие буровые установки (ПБУ). К ПБУ предъявляются следующие требования: потребность минимального времени на строительно-монтажные работы в море; способность к быстрой передислокации с одной точки бурения на другую; многократность использования; мореходность в плавучем состоянии при переходах на короткие расстояния при ограниченной погоде и разовые переходы на значительные расстояния без ограничения погоды; способность установки на точке бурения в течение гарантированного прогноза погоды времени; автономность, т.е. достаточность материалов для бурения; обеспеченность нормальными жилищными условиями для буровой бригады и другого персонала, которые могут находиться на ПБУ в течение 3...4 недель; обеспеченность полным комплектом бурового оборудования для бурения как разведочной, так и эксплуатационной скважины.
Рис. 2.16. Плавучая буровая установка: а — положение на плаву; б — положение при бурении |
Современные ПБУ самоподъемного типа отвечают всем перечисленным требованиям (рис. 2.16). Они имеют следующие конструктивные особенности: корпус ПБУ представляет собой понтон
с упрощенными формами; опорные колонны расположены или по углам понтона при числе опор три-пять, или вдоль бортов при числе опор шесть-восемь; жилые помещения и вертолетная площадка расположены в противоположном конце по отношению к буровой вышке с порталом; понтон ПБУ часто имеет местные платформы или второе дно. В отсеках понтона размещают буровое и энергетическое оборудование, насосную станцию, емкости для хранения и приготовления глинистого раствора, запасы материально-технических средств, глинопорошков и химических реагентов; главная палуба во всей средней части используется для размещения бурильных, обсадных труб, полноповоротных кранов грузоподъемностью 25...75 т.
Подвижные установки.К ним относятся буровые суда (БС) и полупогружные установки (ПБС). Буровое судно представляет собой обычное морское судно, имеющее площадь палуб и грузоподъемность, достаточные для размещения буровой установки и запаса различных материалов. Часто под БС переоборудуются обычные транспортные и даже военные суда.
При бурении с буровых судов технологический процесс, за исключением оборудования подводного устья, в принципе не отличается от бурения на суше. Поэтому для комплектования буровой установки используются стандартные узлы и оборудование. Однако оборудование, применяемое на БС, имеет и некоторые особенности в силу того, что площадка, с которой бурят, перемещается. Эти особенности оборудования состоят в следующем:
1.В виду колебаний БС при качке невозможно применение же-
лобной системы очистки с самотечным движением раствора, по
этому циркуляционная система глинистого раствора должна иметь
замкнутую принудительную циркуляцию.
2. Так как с БС обычно бурится лишь одна скважина, то нет
необходимости устанавливать наклоняющуюся вышку или вышку
с передвигающимися кронблоками.
3. При бурении с БС в связи с колебанием судна затруднена,
а в некоторых случаях невозможна, установка бурильных труб на
подсвечник внутри вышки при спускоподъемных операциях. В свя
зи с этим для ускорения сборки и разборки применяются механи
зированные стеллажи. При таких стеллажах подача труб на мостки
со склада (стеллажи на палубе БС) производится механически.
4. Буровая установка, как правило, электрифицирована, т.е. все
приводы для механизмов электрические.
Проблема удержания бурового судна над точкой бурения при жестких условиях ограничения перемещений является одной из основных проблем при бурении на море. В зависимости от размеров судна, глубины бурения и района плавания применяются различные по мощности и принципу работы, удерживающие системы БС.
С начала 1960-х гг. используются буровые судна со специальным погружающимся под воду корпусом, так называемые полупогружные установки. У этих установок сохранились главные особенности при бурении с судна: бурение на плаву и якорные системы удержания. Корпус ПБС имеет три основных элемента: понтон, колонны и верхнюю рабочую площадку. Во время транспортировки ПБС плавает на понтонах с минимальным балластом. Затем на точке бурения сооружение принимает балласт в понтоны и погружается на заданную глубину. В рабочем положении понтоны находятся под водой, а верхняя рабочая площадка находится над водой.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 5295;