Noll, Tobias G.

Schwann, Robert

Stache, N.

Пухляков, Любим Андреевич

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

И 3 В E С T И яТом 252 1975ТОМСКОГО О РДЕНА О КТЯБРЬСКО Й  РЕВО ЛЮ Ц И Й  И О РДЕН А  ТРУДОВОГОКРАСНОГО ЗН А М ЕН И  ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТАИМ ЕНИ С. іМ. КИРОВАК В О ПР О С У  С Т Р О И Т Е Л Ь С Т В А  Н ЕФ Т Я НЫ Х  И ГАЗОВЫХ П Р О М Ы С Л О В  В А КВ А Т ОР ИЯ Х  М О Р Е Й  с  п о д в и ж н ы м и  Л Ь Д А М ИЛ. А. ПУХЛЯКОВ(Представлена профессором А. В. Аксариным)Плавучие льды способны повредить даже самые прочные свайные основания. В связи с этим в акваториях морей с подвижными льдами бурение следует івести с плавучих оснований. Известно большое количе­ство типов плавучих оснований [1, 3,  4], однако все они испытывают определенную качку. Ниже описывается тип судна, качка которого бу­дет минимальной. Оно называется тримараном и представляет собой платформу, опирающуюся на три качающихся судна-поплавка (рис. і и 2 ) .Как известно, при любой качке судна центр тяжести его либо ос­тается совершенно неподвижным (когда длина судна превышает дли­ну волны), либо относительно неподвижным (когда длина волны пре­вышает длину судна). При этом амплитуда движений центра тяжести данного судна будет тем больше, чем меньше длина судна по отноше­нию к длине волны. Приближенно эта величина может быть выражена соотношениемгде s — амплитуда поднятия и опускания центра тяжести судна, h — высота волны,X — длина іволіны и I — длина <судна.В настоящее время техника позволяет строить суда довольно большой длины. Таким образом, имеется реальная возможность иметь суда, центры тяжести которых будут оставаться практически непод­вижными при любых волнениях.Основу тримарана составляет то, что предполагается использовать три судна-поплавка, которые располагаются таким образом, чтобы центры тяжести их образовывали равносторонний треугольник. При этом первое из этих судов 4 (рис. 2) должно быть носовым, а два дру­гих 3 кормовыми. Платформа 1 опирается іна эти суда посредством сто­ек 2. Стойки соединяются с несущими стержнями судов-поплавков шарнирно. Это позволяет судам-поплавкам совершать колебательные движения относительно платформы в продольной плоскости. В попе­речной плоскости суда-поплавки не должны совершать колебательных движений. Этому будут препятствовать несущие стержни, удерживае­мые в неподвижном относительно платформы положении цацфами стоек.На платформе в ее геометрическом центре располагается буровая вышка 5 (рис. 1,2).8* 115Рис. 1. Тримаран— платформа для бурения -на трех качающихся судах-поплавках (вид сбоку). 1 — собственно !платформа; 2 — опорные стойки платформы; 3 — кормо­вые суда-іпоплавки; 4 — носовое судно-поплавок; 5 — буровая вышка.Предполагается, что на саімой платформе должно располагаться лишь то оборудование, .которое имеет непосредственное отношение к процессу бурения: лебедки, глиномешалки и т. п. Энергетическое обо­рудование, запасы топлива и материалов, а также жилые помещения буровиков должны располагаться на судах-поплавках.Ho разбурить !структуру — еще ,не значит начать іна ней добычу неф­ти, так как плавающие льды могут повреждать не только свайные ос­нования под буровые, но также и площадки с расположенным на них устьевым оборудованием скважин. В США в связи с этим уже с 1959 года начали применять сквіажины с подводным расположением устьев. В настоящее время строительство таких скважин получило довольно широкое распространение [б].Из достоинств скважин с подводным /расположением устьев, кро­ме того, что они не боятся плавучих льдов, следует отметить то, что на них не оказывают вредного влияния волны и ветер, а также то, что на таких скважинах практически исключается возможность пожаров. Однако они обладают и довольно серьезным недостатком, заключаю­щимся в том, что их очень трудно обслуживать, в частности произзо-116дить их ремонт. На самом деле, самая простая работа в подводных условиях оказывается весьма сложной, так как водолазные костюмы сильно затрудняют движения человека. В связи с этим Дж. В. Кларк [2] для проведения некоторых работ на таких скважинах рекоменду­ет использовать небольшие подіводные лодки с манипуляторами. Р а ­зумеется, стоимость таких лодок будет весьма высокой, однако неко­торые работы с помощью их выполнять будет все-таки невозможно.С большей эффективностью работы по обслуживанию этих сква­жин можно будет вести, если устьевое оборудование их 1 (рис. 3) рас­полагать не на самом дне, а на особых площадках 2, поднятых на оп­ределенную высоту над дном на сваях 3 (рис. 3). Обсадная колонна такой скважины 4 также должна подниматься до этой площадки. А чтобы условия работы на такой скважине приблизить к наземным в наибольшей степени, площадку следует покрыть металлическим кол­паком 5, заполненным воздухом. Для устойчивого положения колпака на площадке он должен быть снабжен особым выступам 6. Наличие этого выступа позволяет устанавливать колпак таким образом, что нижняя кромка его оказывается ниже уровня площадки, а сама пло­щ адка— выше уровня воды (рис. 3).Возникает новый вопрос, каким образом можно построить свайное основание с площадкой, располагающейся ниже уровня воды. По-ви­димому, строительство таких площадок следует начинать не ранее за­вершения строительства скважины и получения из нее промышленного притока нефти. Порядок работы предполагается следующий.1. Скважина заполняется глинистым раствором, и рядом с нею за­бивается нужное количество свай.2. С бурящего судна над сваями устанавливается кессон, который опускается на определенную глубину (пять-шесть метров). После это­го в надводных условиях окажется значительная часть свай.Рис. 3. Схема расположения устьевого оборудования скважин на подводном промысле. 1 — фонтанная арматура; 2' — площадка для размещения устьевого оборудования скважин; 3'— сваи для уста­новки площадки; 4 — выступающая над уровнем дна обсадная ко­лонна скважины; 5 — колпак; 6 — выступ для установки колпака; 7 — переходная галерея; 8 — сваи для установки переходной галереи; '9 — камера для отдыха обслуживающего персонала; 10 — водозаградительные колена; 11 — насос для откачки воды из водо­заградительных колен; 110 — трубопровод для откачки воды; 18>— патрубок для выброса насосом воды в море; 14 — зумпф, (углубле­ние в водозаградительном колене для улучшения откачки из него воды) ; 15 — воздухопровод для подачи воздуха в соединительные галереи; 16 — нефтепроводы (выкидные линии скважин).1173. Сваи срезаются на заданной глубине, и к ним приваривается или крепится другим способом площадка для размещения устьевого оборудования.4. На заданной глубине срезается обсадная колонна скважины, и на ней устанавливается либо фонтанная арматура, либо другое обору­дование. Одновременно от нее отводятся выкидные линии. После этого скважину снова возбуждают, и струю жидкости направляют в выкид­ную линию (16) (рис. 3).5. Кессон поднимают, и на скважину устанавливают описанный выше колпак.Для того, чтобы 'работники промысла, находясь в подводных усло­виях, могли свободно переходить от устья одной скважины к устью другой, площадки рекомендуется соединять переходными галереями 7 (рис. 3). Переходные галереи предполагается устанавливать, как и пло­щадки, около скважиін, на сваях 8. В определенных местах таких гале­рей необходимо размещать камеры для отдыха 9, а по концам водоза­градительные колена 10.На рис. 3 показана схема действия такого колена. Оно сводится к следующему. Допустим, что с одной из скважин снят колпак. Площад­ку такой скважины немедленно зальет вода, которая заполнит и водо- запрадительное колено. Однако дальше колена в галерею вода не про­никнет. Этому помешает давление воздуха внутри галереи (ом. рис. 3). После установления над данной скважиной нового колпака через воз­духопровод 15 в галерею интенсивно накачивается воздух, который прорывается под колпак и постепенно его заполняет. Уровень жидкости под колпаком при этом постепенно опускается, и опускание его продол­жается до тех пор, пока он не достигнет нижнего среза колпака. После этого включается насос 11, который посредством трубопровода 12 отса­сывает воду из данного колена и через патрубок 13 выбрасывает ее в море. Чтобы отбор воды из водозаградительного колена был более полным, в нем создается углубление или зумпф 14, непосредственно из которого начинается трубопровод 12.Посредством галерей, подобных описанной, можно соединять не только отдельные скважины, но и весь промысел с сушей, если промы­сел будет расположен сравнительно недалеко от берега .Если же про­мысел будет располагаться далеко от берега, то доставку обслужива­ющего персонала на промысел выгоднее будет осуществлять другими средствами, например, на небольших подводных лодках. 'Конечно, обслуживание подводных промыслов не обойдется без водолазных работ, но они будут во много раз меньшими по сравнению с объемом таких работ на промысле, где устья скважин будут распо­лагаться на самом дне моря. Аналогичным образом дело обстоит при сравнении данных промыслов с сухопутными. Затраты труда на них будут превосходить затраты труда по сравнению с обычными промыс­лами. Однако необходимость в моторном топливе требует освоения как можно большего числа месторождений нефти и в том числе таких, которые располагаются в акваториях морей с периодически появляю­щимися льдами.Значительное удешевление по обслуживанию таких промыслов мо­жет дать автоматизация, которая в настоящее время все шире и шире применяется на сухопутных промыслах. Здесь, кстати, следует отме­тить, что современные автоматы без особой переделки могут быть пере­несены в условия несколько повышенных давлений, которые будут иметь место под колпаками в подводных условиях. Большинство из этих ав­томатов потребует коренной переделки, если их приспосабливать к ра­боте на дне моря без покрытия колпаками, заполненными воздухом,П§ЛИТЕРАТУРА1. Е. Д  ж е  р ме н.  Нефтяные разработки Англии в Северном море.— В сб.: Нефть и море. Т. 1. «Недра», М., 1Ѳ67.2. Д  ж. В. К л а р к .  Дистанционное управление работами на дне океана.— В сб.: Нефть и море. T. И. «Недра», М., 1968.3. Г. Л и л л. Проект Мохол.— В сб.: Нефть и море. Т. 1. «Недра», М., 1967.4. Л. А. П у х л я к о в .  К вопросу бурения на -морских нефтеносных площадях. «Известия ТПИ», Т. 217, 1971.5. К. Х о р н .  Методы заканчиваініия и эксплуатации морских скважин — В сб.: Нефть и море. T. II. «Недра», М., 1968.

К вопросу строительства нефтяных и газовых промыслов в акваториях морей с подвижными льдами

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

RWTH Publications

Publikationsserver der RWTH Aachen University