1.12. Строительство буровых вышек в открытом море

47538

Нефтяные месторождения, залегающие на суше, очень часто продолжаются под дном морей, озер, рек и океанов. Наличие нефти в уходящих под дно моря нефтяных пластах, разрабатывающихся на побережье, установлено в ряде пунктов Бакинского нефтяного района. В бухте Ильича, на островах Артем и уже существуют морские нефтепромысла. Для создания морского нефтепромысла в бухте Ильича часть бухты была засыпана.
В дальнейшем разработку морских площадей у Апшеронского полуострова вели с отдельных оснований. В настоящее время для разбуривания прибрежных морских и озерных месторождений нефти известны следующие четыре метода.
Первый метод заключается в наклонно направленном бурении. При таком методе бурения забой скважины достигает нефтяного пласта на расстоянии 1-1,5 км от точки заложения скважины.
Второй метод заключается в строительстве деревянной или металлической пристани (на сваях), уходящей далеко в море. На этой эстакаде возводят вышки, с которых бурят вертикальные и направленные скважины до нефтяного пласта.
Третий метод заключается в строительстве специального основания - стального или деревянного острова, с которого вскрывают нефтяной пласт одиночной скважиной, вертикальной или направленной, а также группой или кустом скважин.


Четвертый метод заключается в установке на якорь специальной баржи со смонтированной на ней вышкой и комплектом бурильного оборудования. Баржу расчаливают на якорях или затопляют и скважину бурят через специальный трюмный отсек.
Выбор вида установки зависит от состояния дна моря, глубины воды, частоты штормов, колебания высоты уровня воды, приливов, отливов, зыби и т. д. В отдельных случаях возможны также намыв нефтеносной площади, находящейся в море, или строительство намывных или каменных дамб, откуда можно разбуривать нефтяной пласт. Рассмотрим недостатки некоторых способов сооружения морских оснований.
Недостатки эстакадного метода:
а) потребность в большом количестве металлических труб для свай и невозможность сооружения эстакад на глубине больше 15-25 м;
б) подверженность свай коррозии (по заключению комиссии по обследованию коррозии на эстакадах острова Артем срок службы металлических свай определен в 6 лет);
в) затруднения при обслуживании процессов бурения и эксплоатации вследствие сравнительно малой площади эстакад и лишние транспортные операции;
г) необходимость применять наклонное бурение для охвата наибольшей площади;
д) опасность в пожарном отношении, особенно во время сильных штормов.
Строительство деревянных эстакад крайне опасно в пожарном, отношении, а забивка деревянных свай, помимо большого расхода времени и средств, требует особенно дорогих сортов леса - бревен длиной 13-14 м.
К недостаткам отдельных оснований-островов, помимо общих с эстакадами, относятся:
а) затруднительность подвоза оборудования, материалов и рабочей силы к строящимся и бурящимся на море буровым;
б) необходимость прокладки индивидуальных трубопроводов по дну моря (водопроводов, воздухопроводов), подачи силовой энергии и т. д., что вызывает дополнительный расход сил, времени и средств;
в) сложность обслуживания бурящихся буровых при фонтанных выбросах, пожарах и других авариях;
г) более дорогое и сложное обслуживание буровых, перешедших из бурения в эксплуатацию, чем обычных скважин;
д) необходимость содержать и эксплуатировать значительный морской транспорт, что значительно повышает стоимость бурения и эксплуатации морского промысла;
е) невозможность движения морского транспорта, а следовательно, и обслуживающего персонала, а также подвоза снабжения бурящихся скважин при бурях и штормах.

Бурение отдельных скважин (разведочных) с барж - плавучих островов возможно на сравнительно тихих водах, но эксплуатация их в открытом море при штормах и осенне-зимней непогоде крайне затруднительна.
Строительство морских нефтяных промыслов требует хорошо поставленной гидрометеорологической службы, знания инженерной геологии морского дна и четкой организации работ.
В относительно мягкие грунты забивка свай осуществляется легко, но в твердые (известняки, песчаники) или содержащие твердые прослойки (плитняк) грунты, что характерно для морского дна прибрежья Апшерона, забивать сваи очень трудно.
Инженер Н. С. Тимофеев предложил и успешно осуществил метод забуривания свай. Сущность метода заключается в забуривании на дне моря скважины глубиной до 10-15 м. В скважину вставляют трубчатую стойку-сваю, которую цементируют.
Когда цементный раствор начинает твердеть, в трубе устанавливают фундаментные болты для крепления балок. Опоры этого типа обладают большой грузоподъемностью (в среднем выдерживают 80-100 т осевой нагрузки, подобно набивным железобетонным сваям).
Забетонированные 20 массивных свай связывают сварными трубчатыми фермами и тягами. На них укладывают настил из брусьев, устанавливают вышку и все буровое оборудование.
Широкое распространение в Баку получила следующая конструкция оснований. Сетка свай этого типа имеет четыре ряда по шесть свай, расположенных через 8 м; на эти сваи устанавливают пространственные секции надводной конструкции и несколько плоских 8 ферм. Каждая плоская ферма связывает пару свай. Таким образом, после установки всех плоских ферм на сваях надводная часть основания будет состоять из параллельно уложенных двух рядов ригелей с двойным коридором между ними. В пролет между плоскими фермами укладывают пространственные секции.
Конструкция пространственных секций состоит из двух пар плоских ферм, различающихся схемой и размерами.
Первая пара ферм по расположению в плане может быть названа внутренней; расстояние между фермами 4 м; расстояние между осями верхнего и нижнего поясов 1,5 м.
Вторая пара ферм - наружная; расстояние между фермами 7,3 или 8,0 м; высота 1,85 м. Концы ферм выполнены в виде лап; с помощью последних эта секция ложится на ригельные фермы, с которыми ее скрепляют болтовыми связями.
В последнее время стали применять морские основания системы ЛАМ.
Принцип этой системы заключается в устройстве призматических сквозных блоков, заготовляемых на берегу и опускаемых на морское дно. На дне блоки укрепляют с помощью свай, забуриваемых сквозь стойки основания.
Описанная система состоит из шести блоков, устанавливаемых на расстоянии 6 м один от другого в продольном направлении и на расстоянии 2 м в поперечном. Промежутки между блоками перекрывают описанными выше пространственными секциями ферм.
Стойки блоков имеют выдвижное устройство, внутреннюю телескопически выдвигаемую трубу-опору с башмаком для установки на морском дне. Такое устройство способствует нивелировке блоков основания в случае неровности дна.
До установки каждого блока на нем закрепляют балки-брусья и устраивают дощатый настил. Установленный блок закрепляют на морском дне путем забуривания свай с готовой площадки блока. Для забуривания свай применяют передвижной агрегат для мелкого бурения. Сваи забуривают через полость внутренней выдвижной стойки. Таким образом, диаметр сваи ограничен размером 305 мм, что в свою очередь требует большей глубины погружения свай (до 20 м).

Понравилась эта статья? Поделитесь ею!