Petrov stabilizacioni sistemi broda za bušenje preuzmite pdf. Analiza ponašanja pokretnog objekta u skučenom prostoru. Približna pretraga riječi
POSUDA ZA BUŠENJE (a. brod za bušenje; n. Bohrschiff; f. navire de forage; i. barso perforador) je plutajuća konstrukcija za bušenje bušotina na moru, opremljena centralnim prorezom u trupu, iznad kojeg se ugrađuje, i sistem za držanje plovila iznad glave bunara.
Bušenje pomoću broda za bušenje počelo je prvi put u Atlantskom oceanu 1968. (sa američkog broda Glomar Challenger). Moderni brodovi za bušenje (sl.), u pravilu, su samohodni, s neograničenim područjem plovidbe. Deplasman broda za bušenje je 6-30 hiljada tona, nosivost 3-8 hiljada tona, snaga elektrane koja obezbeđuje operacije bušenja, pozicioniranje i pogon broda je do 16 MW, brzina do 15 čvorova, rezervna autonomija je 3 mjeseca. Brod za bušenje koristi stabilizatore nagiba, koji omogućavaju bušenje bušotina u uvjetima mora od 5-6; u slučaju većih talasa bušenje prestaje i brod se nalazi u olujnom položaju sa pomakom od bušotine (udaljenost do 6-8% dubine mora) ili se bušaća kolona odvaja od glave bušotine. Za držanje broda za bušenje na datoj tački bušenja u granicama koje dozvoljava krutost bušaće kolone, koriste se 2 sistema pozicioniranja: statički (koristeći sidrenje broda) i dinamička stabilizacija (pomoću propelera i potisnika).
Sidreni sistem se koristi za brod za bušenje u dubinama mora do 300 m; uključuje sajle i lance, specijalna sidra težine 9-13,5 tona (8-12 komada), sidrena vitla sa silom od 2 MN, opremljena kontrolnom i mjernom opremom. Sidra se postavljaju i skidaju sa pomoćnih plovila. Za povećanje manevarske sposobnosti i smanjenje vremena rada pri napuštanju mjesta bušenja, tzv. sidreni sistemi za kružnu orijentaciju plovila (kupola posebno izgrađena u sredini trupa plovila s platformom na koju je montiran cijeli sidreni uređaj, uključujući vitla). Održavanje broda za bušenje na poziciji pomoću dinamičkog stabilizacionog sistema koristi se za plovila bilo koje klase na dubinama mora preko 200 m i vrši se automatski (ili ručno) putem mjernih, informaciono-komandnih i pogonsko-upravljačkih kompleksa.
Mjerni kompleks uključuje uređaje akustičkog sistema koji se koriste za stabilizaciju plovila u režimu bušenja, prilikom dovođenja plovila do bušotine, za određivanje položaja stuba uspona u odnosu na vrh bušotine. Rad akustičkog sistema zasniva se na snimanju impulsa koji se šalju sa donjih farova koji se nalaze u blizini glave bušotine i njihovom prijemu hidrofonima ispod dna plovila. Inklinometar se koristi kao rezervni sistem. Informaciono-komandni kompleks uključuje 2 računara koji istovremeno primaju informacije o položaju plovila i stanju okoline; u ovom slučaju, jedan od njih radi u komandnom režimu, kontrolišući motore, drugi (rezervni) radi automatski (ako prvi otkaže). Pogonski i kormilarski kompleks uključuje glavne pogonske jedinice plovila, potisnike i njihov upravljački sistem. Uzdužne sile potiska na brodu stvaraju propeleri podesivog nagiba, a poprečne potiske stvaraju posebni propeleri podesivog koraka ugrađeni u poprečne tunele u trupu broda. Promjena veličine i smjera graničnika vrši se podešavanjem nagiba vijaka na komandu računara ili ručno sa kontrolne table pogonskog sistema.
Posuda za bušenje je opremljena i kontrolnom pločom, koja je dizajnirana da kontroliše položaj plovila i stuba uzlaznog stuba u automatskom stabilizacijskom režimu, i daljinsko ručno upravljanje prilikom postavljanja plovila u poziciju. Vrsta posude za bušenje - tzv. Pupčane posude namijenjene prvenstveno za geotehničko bušenje na dubini od 200 metara u dubinama mora do 600 metara. Opremljeni su sustavom za dinamičku stabilizaciju i fleksibilnim pupčanikom, zbog čega su zahtjevi za pomakom posude u odnosu na vrh bušotine manje strogi nego kada se koriste bušaće cijevi.
Osnovna svrha BS stabilizacionih sistema je da spreče njegove horizontalne pomake od glave bušotine do vrednosti većih od dozvoljenih kako bi se izbegao lom omotača i bušaćih cevi. Istovremeno, neke vrste stabilizacijskih sistema, uz odgovarajuću tehnologiju za njihovu upotrebu, takođe obezbeđuju značajno smanjenje nagiba BS-a.
Utjecaj vrste i parametara sistema stabilizacije plovila na njegovo kotrljanje i zanošenje
Osnovna svrha stabilizacijskih sistema BS je da spriječi njegove horizontalne pomake sa ušća bušotine na vrijednosti veće od dozvoljenih kako bi se izbjeglo
kvarovi omotača i bušaćih cijevi. Istovremeno, obezbeđuju i neke vrste stabilizacijskih sistema, sa odgovarajućom tehnologijom za njihovu upotrebu
značajno smanjenje BS pitchinga.
Stabilizacija BS uz pomoć sidrenih pilota u potpunosti eliminira njegovo zanošenje i smanjuje nagib. Međutim, područje efikasne upotrebe sidrenih pilota
ograničeno dubinama vode do 8 m i morskim valovima do 3 boda.
Sistem sidra pokazuje maksimalan kapacitet držanja kada se sila iz sajle primjenjuje horizontalno na anker. Utvrđeno je da ako ugao
Kada se opterećenje primijeni više od 12° od horizontale, kapacitet držanja sidra se značajno smanjuje. Ako pretpostavimo da je sidreni kabel produžen na
prava linija, tada njena dužina da bi se dobio takav ugao nagiba mora biti 4,8 puta veća od dubine vode na mjestu bušenja.
Međutim, ne može se uložiti nikakav napor da se koso usmjereni kabel povuče u pravu liniju; pod utjecajem gravitacije on uvijek opada, a to smanjuje
ugao nagiba pri približavanju sidru. Stoga se preporučuje da se dužina sidrenog kabla baci u vodu po mirnom vremenu, u nedostatku jakih
struje i fluktuacije vodostaja su 3-4 puta veće od dubine vodenog područja, a pri radu u nepovoljnim vremenskim uvjetima - 2-3 puta. Za povećanje
zadržavajući silu i poboljšavajući svojstva amortizacije sidrenog sistema, preporučuje se objesiti poseban
između sidra i sajle utovariti ili postaviti teški lanac dužine 2-3 m.
Sila iznenadnih opterećenja od vjetra i valova troši se prvenstveno na smanjenje progiba sidrenog kabela. Istovremeno sa smanjenjem progiba sajle, povećava se njegova sila zatezanja, što stvara moment koji sprječava naginjanje posude. Dakle, duga sidrena sajla ublažava iznenadna opterećenja i smanjuje prevrtanje, nagib i nagib broda.
Stabilizatori broda
Rad stabilizatora ljuljanja broda zasniva se na činjenici da oni stvaraju stabilizirajući moment tek kada nastupi moment otklona, tj. kada brod
već je dobio ugaoni nagib koji se razlikuje od njegove vrijednosti u mirnoj vodi. Stoga stabilizatori ne mogu u potpunosti eliminirati nagib. Ipak
Prigušivači kotrljanja djelomično kompenziraju uznemirujući trenutak kada se brod kotrlja, zbog čega se smanjuje njegova amplituda, brzina i ubrzanje. Ovo
ima blagotvoran učinak na rad brodskih mehanizama i dobrobit ljudi na brodu.
Prema principu upravljanja radom, stabilizatori nagiba se dijele na pasivne i aktivne. Pasivni nemaju umjetnu kontrolu momenta stabilizacije
i ne zahtijevaju nikakve posebne izvore energije. Aktivni amortizeri mijenjaju moment stabilizacije koristeći specijalne
mehanizama. Bočne i krajnje kobilice, kontrolirana bočna kormila, pasivni i aktivni umirujući žiroskopi i
tenkovi.
Bočne i krajnje kobilice su dugačke ploče postavljene na trup BS ispod vodene linije. Kobilice stvaraju dodatni otpor tokom kotrljanja i bacanja i doprinose
značajno smanjenje amplitude oscilacija (bočne i krajnje kobilice ne utiču na period kotrljanja). Upotreba bočnih kobilica racionalne površine dovodi do
smanjenje amplitude kotrljanja broda koji se brzo kreće za 20 - 30% (sa velikim površinama kobilice do 50%). Strukturno, kobilice jesu
najjednostavniji pasivni sedativi. Međutim, njihova upotreba dovodi do određenog gubitka brzine plovila.
Upravljiva bočna kormila su mala izdužena krila koja strše s obje strane plovila i opremljena su mehanizmima koji osiguravaju njihovo
rotacija, izvlačenje iz tela i čišćenje unutar njega. Takva kormila su klasifikovana kao aktivne šipke protiv prevrtanja. Posebno su efikasna bočna kormila
rade pri velikim brzinama broda, smanjujući amplitudu kotrljanja za nekoliko puta. Zahvaljujući tome, brzina plovila na uzburkanom moru se unatoč tome povećava
činjenica da produžena kormila povećavaju otpor njegovom kretanju u mirnoj vodi.
Djelovanje žiroskopskog prigušivača nagiba temelji se na činjenici da masivni žiroskop, kada se brzo rotira, suprotstavlja promjenu smjera svog
osa rotacije u prostoru. Žiroskopski amortizeri su pasivni ili aktivni. Jednako su efikasne u ublažavanju kretanja dok se plovilo kreće i dok se pluta.
Nedostaci žiroskopskih stabilizatora uključuju značajnu težinu, nezgodnu lokaciju, visoku cijenu, složenost uređaja u
rad, labavljenje spojeva kućišta i opasnost od značajnijeg oštećenja u slučaju nezgode žiroskopa. Kao što je pokazalo provedena studija dizajna
Američki stručnjaci u odnosu na brod tipa AGOR-3 (deplasman -1400 tona), masa žiroskopskog stabilizatora trebala bi biti oko 70 tona, za njega
za postavljanje će biti potrebna površina od -145 m3, a potrošnja energije će biti 260 kW, tj. 35% ukupne snage brodske elektrane.
Rezervoari za smirenje su pasivni ili aktivni. Konstruktivno, ovi amortizeri su posebni spremnici za komunikaciju
voda koja teče u njih, smještena duž bokova broda. Princip rada takvog prigušivača je da se prilikom pumpanja izlijeva voda iz spremnika
jedna strana u rezervoar druge zaostaje za nagibom plovila. Ovo stvara stabilizirajući moment koji se suprotstavlja nagibu plovila.
Aktivni rezervoari za umirivanje omogućavaju gotovo potpuno smirivanje kotrljanja broda u svim odnosima između njegovog perioda i perioda talasa
(tj. sa nepravilnim uzbuđenjem). Efikasno rade dok se brod kreće i pluta, ali zahtijevaju složenu i skupu opremu (pumpa ili ventilator,
upravljački uređaji), dodatna potrošnja energije za njegov pogon. Na primjer, snaga motora pumpe aktivnih rezervoara instaliranih na
istraživački brod "Meteor" (Njemačka), jednak 110 kW.
Pasivni rezervoari za mirovanje su neefikasni u nepravilnim morskim uslovima, a njihova efikasnost zavisi od opterećenja broda. U isto vrijeme
Najrasprostranjeniji stabilizacioni sistem za smanjenje kotrljanja na istraživačkim brodovima je sistem stabilizacije tipa Flume, koji se zasniva na
princip rada pasivnih rezervoara za smirenje. Glavni elementi Flume sistema su tri rezervoara: dva bočna i jedan srednji, međusobno povezani
sa kanalima i opremljena ventilacionim ventilima. Približno polovinu svoje visine, rezervoari i kanali su ispunjeni vodom.
Princip rada sistema je sledeći: voda teče iz srednjeg rezervoara u bočni rezervoar ili obrnuto tako da nivo vode bude
srednji rezervoar je ostao konstantan kada se brod naginjao. Tekuća voda stvara moment obnavljanja, koji prigušuje rolnu.
Promjenom količine vode u rezervoarima može se povećati ili smanjiti metacentrična visina, što je posebno važno za brodove za bušenje. BS ima značenje
metacentrična visina tokom bušenja može varirati i do 30 - 50% u zavisnosti od potrošnje rezervi goriva i uglavnom od toga gde
bušilica se nalazi u bušotini ili na palubi broda.
Flume sistem karakteriše njegova jednostavnost i visoka efikasnost, niski početni i operativni troškovi, relativno mala veličina i
težina (0,7 - 3% zapremine), mogućnost korištenja goriva kao radnog fluida. U normalnim uslovima, prema kompaniji Matson,
smanjuje amplitudu kotrljanja za 75 - 80%, au uslovima blizu rezonancije - do 90%. Prilikom testiranja sistema na modelu postignuta je redukcija
amplituda kotrljanja za 2-3 puta. Efekat korišćenja Flume sistema bio je toliko značajan da ugradnja bočnih kobilica nije značajno uticala na smanjenje kotrljanja modela.
Utjecaj omjera glavnih dimenzija plovila na parametre njegovog nagiba
Da bi se smanjio nagib i izdizanje, preporučljivo je projektirati brodove čija bi dužina bila veća od valne dužine na kojoj su
obezbediti bušenje (sa talasom od 4 tačke, talasna dužina je 25 - 40 m, 5 tačaka - 40 - 75 m). Na mjestu bušenja, BS bi trebao
stavi nos na talas. Međutim, tokom procesa bušenja bušotine, smjer vjetra može se promijeniti u skladu s
141 nekoliko puta. A budući da je teško sinhrono promijeniti položaj plovila na bušotini s promjenom smjera vala, plovilo može završiti u položaju
daska na talasu. Istovremeno se značajno povećava drift i smanjuje stabilnost plovila, tj. njegovi uglovi nagiba se povećavaju zbog opterećenja nagiba.
Povećanje stabilnosti broda postiže se spuštanjem njegovog centra gravitacije. Međutim, u isto vrijeme, uslovi rada i života ljudi se pogoršavaju, od kada su na brodu
kotrljanje postaje brže, ubrzanije i teže.
Da bi se poboljšali uslovi života na brodu, mora se povećati period njegovog kotrljanja. Kao što slijedi iz izraza, to se može učiniti smanjenjem
metacentrična visina posude ili povećanje njene širine. Smanjenje metacentrične visine brodova postiže se izoštravanjem kontura u podvodnom dijelu
trupa i to uglavnom povećanjem težišta plovila. Ovo posljednje poboljšava uslove života na brodu, ali ga čini, kao što je već napomenuto, manje
stabilan.
Povećanjem širine BS povećava se stabilnost plovila i poboljšavaju se uslovi života na njemu. Na osnovu načina rada plovila (parking na mjestu bušenja
čini 85-90% cjelokupnog vremena), širina njegovog tijela može se povećati na bilo koju potrebnu veličinu. Uz to, oblik i širina tijela ne bi trebali
stvaraju veliki otpor kretanju plovila kroz vodu brzinom od 1 0-1 4 čvora.
Posljedično, uz različite efekte promjena metacentrične visine plovila na njegovu stabilnost i uslove života, te širine na stabilnost i
Brzina BS treba da bude projektovana tako da, uz dovoljnu stabilnost, period kotrljanja bude maksimalan. U radu se napominje da amplituda kotrljanja plutajuće bušaće opreme tokom bušenja ne bi trebala biti veća od 5 - 7° sa periodom od nekoliko desetina sekundi.
Tipično relativna metacentrična visina (omjer metacentrične visine i maksimalne širine trupa) za teretne i putničke brodove na
puni pomak je približno 0,05; za istraživačke brodove (RV) dostiže 0,082. Period kotrljanja istraživačkog broda s jednim trupom širine 1
2 m (prosječna vrijednost širine specijaliziranih plovila za geološka i geofizička istraživanja šelfa), izračunato po formuli na
naznačena vrednost relativne metacentrične visine je samo 9,4-10,3 s, što očigledno nije dovoljno za normalne uslove života na brodu
ljudi.
Prethodno navedeno ukazuje da su mjere za smanjenje nagiba BS-a odabirom njegovog težišta, oblika kontura i dimenzija trupa ograničene
značaj i nisu dovoljno efikasni u uslovima talasa koji se stalno menjaju u jačini i smeru.
Metode za smanjenje amplitude i jačine valova koji djeluju na brod
Najmobilniji uređaji koji štite BS od velikih valova su lukobrani, odnosno lukobrani. Njihovo djelovanje zasniva se na činjenici da se kako se udaljavate
od površine do morskih dubina, sila valova slabi prema zakonu hx = h / e5.5(x/X)0′8,
gdje su h i hx visina vjetrovitog vala na površini mora i na dubini x od površine; X je talasna dužina.
Proračuni pokazuju da 75% energije morskog vala pada na njegov površinski sloj čija je dubina 10% valne dužine; u morskim dubinama,
jednaka polovini talasne dužine, talasi vetra su praktično odsutni.
Obično su lukobrani cilindrični kontejneri sa pozitivnim uzgonom, koji su zglobno povezani jedni s drugima ili postavljeni u mrežu.
školjka se postavlja u nekoliko redova oko plovila ili na morskoj strani i učvršćuje sidrima.
Da bi lukobrani efikasno radili, ose cilindričnih rezervoara moraju biti ispod nivoa vode, gde je energija talasa maksimalna. U tu svrhu izračunat
dio svake posude napuni se morskom vodom, a preostali dio komprimiranim zrakom. Efikasnost lukobrana raste sa povećanjem prečnika
cilindrične posude. Eksperimentalno, koristeći lukobrane, stručnjaci iz kompanija za bušenje u Engleskoj smanjili su amplitudu talasa sa 9 na 1,5 m.
Tehnički složene, veoma skupe i povezane sa značajnim rizikom, operacije razvoja naftnih i gasnih polja u zonama šelfa mora i okeana uključuju čitav kompleks međusobno povezanih faza.
Istražni radovi. Sprovedeni radi utvrđivanja lokacije geoloških struktura u kojima se mogu akumulirati nafta i plin, istražni radovi se izvode u tri faze:
Regionalne studije za isticanje obećavajućih geoloških informacija;
Proučavanje opštih karakteristika geološke strukture, procjena perspektiva naftnog i gasnog potencijala i priprema područja geološkim i geofizičkim metodama za istražno bušenje;
Priprema polja (ležišta) za razradu sa obračunom rezervi po industrijskim kategorijama.
U prvoj fazi koriste se metode gravimetrijskog i magnetskog izviđanja, uključujući fotografisanje Zemljine površine sa satelita i mjerenja pomoću infracrvene tehnologije.
U drugoj fazi pretražite i detaljne geološke i geofizičke radove. U te svrhe koriste se i druge metode istraživanja - seizmičko istraživanje, proučavanje uzoraka uzetih sa dna mora. Druga faza također uključuje strukturno i parametarsko bušenje.
Treća faza istraživanja je završna i vodi do otkrivanja ležišta (dubinsko istražno bušenje). Istovremeno se vrši ocrtavanje polja, ispitivanje bušotina i proračun rezervi nafte i gasa.
Elementi hidrogeološkog režima
Razvoj naftnih i plinskih polja na moru bitno se razlikuje od istraživanja i razvoja na kopnu. Veliku složenost i specifičnosti izvođenja ovog posla na moru određuju okoliš, inženjersko-geološka istraživanja, visoka cijena i jedinstvenost tehničkih sredstava, medicinski i biološki problemi uzrokovani potrebom izvođenja radova pod vodom, tehnologijom i organizacija izgradnje i rada objekata na moru, održavanje radova i sl.
Posebnost epikontinentalnog pojasa naše zemlje je da se 75% vodenih površina nalazi u sjevernim i arktičkim regijama, koje su dugo pokrivene ledom, što stvara dodatne poteškoće u industrijskom razvoju. Okoliš karakterišu hidrometeorološki faktori koji određuju uslove za rad na moru, mogućnost izgradnje i eksploatacije naftnih polja i tehničkih sredstava.
Glavni:
nivo vode
pokrivač morskog leda
hemijski sastav vode itd.
temperaturni uslovi
nemir
Uzimanje ovih faktora u obzir omogućava procjenu njihovog uticaja na ekonomske pokazatelje istraživanja i proizvodnje nafte i plina na moru. Izgradnja objekata naftnih polja na moru zahtijeva geotehnička istraživanja morskog dna. Prilikom projektovanja temelja za konstrukcije naftnih polja posebna se pažnja poklanja kompletnosti i kvalitetu geotehničkih istraživanja tla na gradilištu iu laboratorijima. Pouzdanost i potpunost podataka u velikoj mjeri određuju sigurnost konstrukcije i isplativost projekta.
Kako se dubina mora povećava, troškovi razvoja polja naglo rastu. Na dubini od 30 m cijena razvoja je 3 puta veća nego na kopnu, na dubini od 60 m - 6 puta i na dubini od 300 m - 12 puta.
Posljednjih godina izvedeni su opsežni istraživački radovi i probni industrijski pogon, kako pojedinačnih jedinica tako i čitavih kompleksa opreme za rad podvodnih bušotina. Posebnu pažnju zaslužuje podvodna eksploatacija podvodnih polja u uslovima leda. To je zbog otklanjanja mogućih uticaja leda na tehničku opremu, smanjenja opasnosti od plovidbe i požara i osiguranja ekonomskog razvoja polja.
Dosadašnji problem predstavlja polaganje, a posebno inspekcija i popravka podvodnih cjevovoda u periodu bez leda. Rad pomorske tehničke opreme, a uglavnom opreme za podvodne metode razvoja, zahtijeva osiguranje bezbednog obavljanja podvodnih tehničkih radova prilikom popravke i pregleda podvodnog dijela plutajuće opreme i hidrauličnih objekata. Uz rješavanje tehničkih pitanja, potrebno je riješiti niz problema koji se odnose na medicinsko-biološku podršku života ljudi, uključujući i u ekstremnim uslovima, kao i probleme medicinsko-tehničkih aspekata termičke zaštite života ljudi pri radu pod vodom.
Istraživanje i razvoj morskih naftnih i gasnih polja su tehnički složene operacije, veoma skupe i povezane sa značajnim rizikom. Glavni problemi u razvoju ovih ležišta su problemi opreme i tehnologije za izvođenje ovih radova.
Radovi na istraživanju i razvoju morskih polja obično se odvijaju u dvije faze:
U prvoj fazi se izvode geološko istražni radovi u međuledenom periodu iu tom slučaju je moguće koristiti opremu koja radi u umjerenim zonama.
U drugoj fazi, tokom razvoja polja, odnosno proizvodnje, pripreme i transporta nafte i gasa, zbog kontinuiranog proizvodnog ciklusa, u kojem se proces mora odvijati tokom cijele godine, uključujući i zimu, kada je more prekriveno ledom. , potrebna je jedinstvena i pouzdana tehnologija, čiji su tehničko-tehnološki parametri i projektna rješenja određeni zahtjevima visoke pouzdanosti i trajnosti, osiguravajući sigurnost rada u svakoj specifičnoj oblasti.
Jedan od osnovnih uslova za uspešno rešavanje problema razvoja je dostupnost dovoljnog obima i kvalitetnih informacija o životnoj sredini. Stopa rasta opservacijskih podataka u svjetskim okeanima je vrlo visoka, što osigurava da se obim akumuliranih informacija udvostručuje svakih 5-6 godina. Zbog brzog razvoja svemirskih posmatračkih sposobnosti, očekuje se da bi se trajanje povećanja informacija moglo donekle smanjiti u bliskoj budućnosti.
Temeljno proučavanje hidrometeoroloških uslova je najpotrebnije pri razvoju naftnih i plinskih polja. To je zbog činjenice da se hidraulične konstrukcije grade i rade u nezaštićenim vodenim područjima u teškim vremenskim uvjetima. U ekstremnim uslovima okoline, konstrukcije moraju izdržati i ne urušiti se od uticaja elemenata i osigurati operativnu pouzdanost za čitav period eksploatacije polja (25-30 godina).
U različitim fazama projektovanja razvoja naftnih i gasnih polja, potrebne su različite količine hidrometeoroloških informacija.
U fazi projektovanja objekata naftnih polja na moru, potrebni su detaljniji i veliki obim podataka za određivanje lokacije i rasporeda hidrauličnih objekata na području polja i stepena uticaja na životnu sredinu na njih. Ovo uključuje sljedeće ulazne podatke:
Maksimalna visina talasa i odgovarajući period;
Maksimalne vrijednosti brzine vjetra i struja;
Ekstremne promjene nivoa vode zbog plime i oluje;
Ledeni uslovi;
Režimske distribucije visina, perioda i parametara talasa, talasa po kursevima, brzine i pravca vetrova i struja;
Profili struja, vjetar i talasni spektar, grupna svojstva valova;
Varijacije brzine vjetra i parametara valova u tipičnim i najjačim olujama.
Režim vjetra je glavni meteorološki faktor koji utječe na hidrološke elemente kao što su valovi, struje, zanos leda itd. Jačina vjetra i njegov utjecaj na hidrometeorološko stanje sliva obično se određuju na Bofortovoj skali.
Morske struje - napredno kretanje novih kopnenih masa itd. Morske struje, koje imaju veliki utjecaj na atmosfersku cirkulaciju i klimu u raznim dijelovima zemaljske kugle, uzrokovane su trenjem vjetra o površinu mora, neravnomjernom raspodjelom saliniteta (a samim tim i gustine) vode i promjenama atmosferskog tlaka koje nastaju. zbog dotoka i odliva morske vode. Morske struje se razlikuju prema stepenu stabilnosti: promjenjive, privremene, periodične (sezonske), stabilne; po lokaciji: duboka površina, dno; po fizičko-hemijskim i temperaturnim svojstvima.
Talas je širenje oscilacija (poremećaja) u bilo kojoj deformiranoj sredini. Od mnogih vrsta talasa, vetar i gravitacija igraju značajnu ulogu. Najvažniji parametri za proračune su njihova dužina, visina i učestalost.
Studije životne sredine provode se prema posebnim metodama i preporukama koje su razvile posebne organizacije, društva i odeljenja, uzimajući u obzir potrebe industrije. Fundamentalna istraživanja provode vladine organizacije, udruženja itd.
Kontrolna pitanja:
1. Koja je poteškoća razvoja offshore polja?
2. Kako se karakteriše okruženje?
3. Šta je uključeno u hidrometeorološke faktore?
4. Koji su početni podaci potrebni za projektovanje naftnih i gasnih objekata na moru?
5. Definirajte uvjete vjetra, morske struje i valove.
Udaljenost područja bušenja od obalnih baza, složenost i mala brzina vuče, kao i niska autonomija smanjuju efikasnost korištenja polupotopnih bušaćih uređaja . Stoga se za prospekcijsko i istražno bušenje u udaljenim područjima koriste brodovi za bušenje. (Sl. 11).
Glavni način rada brodova za bušenje je bušenje bunara (85-90% ukupnog vremena rada broda). Stoga su oblik trupa i omjer glavnih dimenzija određeni zahtjevima stabilnosti i obezbjeđenjem parkiranja uz najmanja moguća kretanja. Istovremeno, oblik trupa mora odgovarati brzini plovila od 10-14 čvorova ili više. Karakteristična karakteristika brodova za bušenje je mali omjer širine i gaza od 3-4.
| Rice. 11- Usidren brod za bušenje. |
Osim toga, postoji tendencija smanjenja ovog omjera (za plovila “Pelican”, “Saipem II” itd.), što se može objasniti proširenjem radnih područja i zahtjevima za povećanje sposobnosti za plovidbu. Izbor glavnih dimenzija plovila ovisi o potrebnoj nosivosti, koja je određena procijenjenom dubinom bušenja bušotine i autonomijom plovila.
U praksi bušenja istražnih bušotina na moru široko se koriste jednotrupna i višetrupna samohodna i nesamohodna plovila. Od sredine 50-ih do kraja 70-ih za bušenje su korišćena samo plovila sa sidrenim i sidrenim stabilizacionim sistemima, čiji je udio u floti plutajućih bušaćih uređaja iznosio 20-24%. Opseg primjene za brodove za bušenje sa sidrenim stabilizacijskim sistemom ograničen je na dubine mora do 300 m.
Nove perspektive u razvoju pučinskih polja otvorile su se 1970. godine zahvaljujući stvaranju dinamičkog sistema pozicioniranja, čija je upotreba omogućila postavljanje niza rekorda po dubini istraženih akvatorija. Od tog vremena, došlo je do relativno brzog povećanja svjetske flote brodova za duboko morsko bušenje.
Primeri stranih plovila sa dinamičkim stabilizacionim sistemom su "Pelikan" (do dubine mora do 350 m), "Sedko-445" (do 1070 m), "Discoverer Seven Seas" (do 2440 m), "Pelerin " (do 1000 m prve i do 3000 m druge generacije), "Glomar Challenger" (do 6000 m, zapravo osvojio dubinu mora od 7044 m), "Sedko-471" (do 8235 m).
Samohodni brodovi za bušenje Postoje jednotrupni i dvotrupni (katamarani). Domaće proizvodne organizacije uglavnom koriste one za jedan slučaj. To je zbog nižih kapitalnih troškova njihove proizvodnje, budući da su nastali na temelju gotovih dizajna trupa za ribarska plovila.
Jednotrupni brodovi za bušenje tipa "Diorit", "Diabase", "Charoit", "Kimberlite", koji rade na proizvodnim ekspedicijama VMNPO "Soyuzmorinzhgeologiya", opremljeni su sistemom za stabilizaciju sidra, vretenastim bušaćim uređajima i tehnološkom opremom. za izvođenje inženjersko-geoloških istraživanja u dubokim vodama od 15 do 100 m.
Iskustvo u bušenju ovih brodova otkrilo je niz njihovih projektnih nedostataka, od kojih su glavni nepouzdan sistem stabilizacije na bušotini, mala veličina mjesta bušenja i ograničen broj sjedišta zbog upotrebe serijskih trupova ribarskih plovila. , nemogućnost prenosa potrebnog aksijalnog opterećenja na donju bušotinu pri bušenju vretenastim postrojenjima bez kompenzatora za vertikalne pomake bušotine, nemogućnost izvođenja kompleksa geotehničkih istraživanja bušotine i odabira monolita udubljivanjem zbog upotrebe bušaći niz geološko-istražnog asortimana prečnika 0,050 - 0,064 m. Jedina vrsta istraživanja bušotina koja se može izvršiti iz ovih posuda je tlakometrija.
Tehnološki kompleks svakog plovila sastoji se od uređaja za bušenje, sistema za izvođenje geotehnoloških istraživanja bušotina (statičko sondiranje i uzorkovanje) i jedinice za probijanje dna. Upotreba bušaćeg provodnika (ulaznog stuba) na ovim plovilima nije predviđena. Pogon glavnih mehanizama za bušenje je hidraulički, operacije podizanja su mehanizovane.
U Rusiji trenutno ne postoje specijalizovani brodovi za bušenje istražnih bušotina na dubinama mora većim od 300 m.
Obećavajući tip plovila za bušenje istražnih bušotina su katamarani. U odnosu na jednotrupna plovila istog deplasmana, imaju niz prednosti: veću stabilnost (amplituda kotrljanja katamarana je 2-3 puta manja nego kod jednotrupnih plovila), što omogućava rad u boljim uvjetima na teškom moru (koeficijent radnog vremena ima više brodova s dvostrukim trupom nego jednotrupnih za najmanje 25%)); pogodniji oblik za rad i znatno veća (50%) korisna površina palube (s obzirom da se koristi međutrupni prostor), što omogućava postavljanje potrebne količine teške opreme za bušenje na palubu; plitki gaz i visoka manevarska sposobnost (svaki trup je opremljen olovnim zavrtnjem), što olakšava njihovu upotrebu u uslovima plitke vode. Troškovi izgradnje jednotrupnog broda sa uporedivom radnom površinom palube su 20 - 30% veći od cijene katamarana.
 |
| Rice. 12- Brod za bušenje "Katamaran". |
Američka kompanija Reading and Bates izgradila je brod za bušenje Katamaran, koji se sastoji od dvije barže spojene zajedno sa devet nosača (slika 12). Dužina plovila je 79,25 m, širina 38,1 m. Može da buši bunare do 6000 m dubine na bilo kojoj dubini mora. Plovilo je opremljeno: bušaćom platformom visine 43,25 m sa silom dizanja od 4500 kN; rotor; vitlo sa dvostrukim bubnjem koje pokreću dva dizel motora; dvije blatne pumpe koje pokreću dva druga dizel motora; jedinica za cementiranje; rezervoari za rastvor gline; osam sidrenih vitla sa električnim pogonom od dva dizel generatora naizmjenične struje snage po 350 kW; stambeni prostor za 110 osoba.
Od brodova za bušenje katamarana sa znatno manjim geometrijskim i energetskim parametrima treba istaknuti domaće katamarane "Geolog-1" i "Geolog Primorja", čije su tehničke karakteristike navedene u nastavku.
"Geolog-1" "Geolog Primorja"
Zapremina, t................. 330 791
Dužina, m................................ 24 35.1
Širina, m................................ 14 18.2
Gaz bez tereta, m................. 1,5 3.26
Visina nadvodnog boka, m 1,7 4,47
Snaga dizel agregata,
glavni................................. 2x106.7 2x225
pomoćni................... 2x50 2x50
Brzina putovanja, čvorovi................. 8 9
Plodnost, bodovi...... 6 8
Uslovi rada:
udaljenost od obale, km......... Do 3 Do 360
minimalna dubina
rya, m......................................... 2 5
uzburkano more, tačke............ 3 4
Minimalna dubina mora na kojoj je moguće bušenje iz katamarana određena je njegovim gazom, maksimalna - dužinom sidrenih sajli. Moguće dubine za bušenje bunara ovise o vrsti bušaćih uređaja instaliranih na katamaranima.
Katamaran "Geolog-1" (Sl. 13) izgrađen je posebno za inženjersko-geološka istraživanja u obalnim vodama Crnog mora.
Katamaran je opremljen: instalacijom UGB-50M sa električnim pogonom za bušenje bušotina do 30 m dubine kroz stijene udarnim, jezgrom i pužnim metodama; podvodna i karotehnička stanica PSPK-69 za proučavanje fizičko-mehaničkih svojstava mekog tla i utvrđivanje litološke strukture morskog dna; seizmičko-akustička stanica "Grunt" za kontinuirano profiliranje u cilju dobijanja informacija o litološkoj strukturi morskog dna u cijeloj zoni između referentnih bušotina. Na istražnom mestu "Geolog-1" je obezbeđen sa četiri sidra, a na dubinama mora do 7 m - dodatno sa dva sidrena šipa dužine 8 m.
Nesamohodne plutajuće bušaće platforme nastaju na bazi nesamohodnih plovila (teglenice, gumenjaci, čamci), drvenih splavova ili metalnih pontona, katamarana i trimarana posebno napravljenih za bušenje.
Od nesamohodnih plovila najčešće se koriste teglenice. Od raznih vrsta teglenica, nisu svi prikladni za operacije bušenja na moru. Najprikladniji tip je barža za suhi teret sa otvorima koji se otvaraju na dnu, tako da se bušaća oprema može ugraditi u sredinu teglenice. Prije početka rada, barža se puni balastom kako bi se dobila veća stabilnost.
Ponekad se za bušenje koriste dvije teglenice istog tipa, uparene s poprečnim gredama. Katamaran se formira s razmakom između teglenica, u kojem se nalazi vrh bunara. Uparivanje barži omogućava korištenje teških bušaćih uređaja i bušenje u nepovoljnim hidrodinamičkim uvjetima mora.
Splavovi za bušenje su najlakše dostupni za proizvodnju. Teški splavovi su duboko u vodi. To povećava njihovu stabilnost, ali povećava gaz i ne sprječava da oprema bude preplavljena čak i malim valom. Vremenom, splavovi gube svoju plovnost, a njihov vijek trajanja je relativno kratak.
Po svojoj pomjeri, metalni pontoni za bušenje dijele se na lake površine 30-40 m2 i teške površine 60-70 m2. Stabilnost pontona je niska, a koriste se uglavnom u zatvorenim akvatorijima sa morskim valovima do 2 boda.
U Rusiji, prilikom bušenja na polici dalekoistočnih mora, široko se koriste katamarani tipa Amur i trimarani tipa Primorets, koji su mala plovila s ograničenjem plovidbe u uvjetima morskih valova do 5. Prvi su nesamohodni. Potonji se mogu samostalno kretati brzinom do 4 čvora po mirnom vremenu na kratkim udaljenostima unutar istraženog zaljeva. Međutim, oni su također klasificirani kao nesamohodni, jer uvjeti rada u velikoj većini slučajeva prisiljavaju korištenje pomoćnih plovila za njihovo vuču. Navedene katamarane i trimarane razvio je SKV Dalmorgeologiya dd za bušenje istražnih bušotina specifičnih parametara udarnim i rotacijskim metodama i imaju sljedeće tehničke karakteristike:
Katamaran Trimaran
"Amur" "Primorets"
Dužina, m................................ 13,6 18,60
Širina, m................................. 9,0 11,80
Visina bočne strane, m................................ 1,5 1,85
Gaz, m................................ 0,8 0,95
Pomak, t................. 40 65
Broj i težina (kg) ankera......... 4x150 4x250
Sila dizanja bušenja
kula zavijanje, kN................. 200 300
Parametri bunara, m:
dubina vode................................. 25 50
dubina kamenja.......... 25 50
Maksimalni prečnik po
konopac za kućište............ 0,146/0,166 0,219/0,243
Rice. 14- Plutajuća bušaća oprema Dalmorgeologiya dd:
A- PBU "Amur": 1 - sidreno vitlo, 2 - rezanje, 3 - bušenje crteža, 4 - oprema za bušenje; b- PBU "Primorets": 1 - nadgradnja, 2 - oprema za bušenje, 3 - bušenje crteža, 4 - putujuće vitlo, 5 - vibrator, 6 - rotator
Trimaran "Primorets" je MODU sa tri trupa serijskih brodova povezanih ravnim mostom od valjanog čelika (sl. 14, b). Pogonski motor i kormilarski mehanizam smješteni su u srednjem trupu, pomaknuti prema krmi u odnosu na bočne. Dizel generator i pumpa za ispiranje nalaze se u dva paralelna bočna trupa trimarana. Na palubi u krmenom dijelu instalacije nalazi se nadgrađe kućnih i uslužnih prostorija, u pramcu se nalazi oprema za bušenje koja sadrži bušaću platformu u obliku slova L, vitlo za udarno bušenje, opremu za hvatanje i vitlo za podizanje cijevi, rotator i vibrator.
Palube platformi Amur i Primorets imaju izreze u obliku slova U za pomicanje platforme od bušotine bez uklanjanja obložnih cijevi tokom oluje, loše vidljivosti ili popravka, a zatim približavanje bušotini radi nastavka bušenja. Nepotopivost i stabilnost ovih instalacija se održavaju kada je bilo koji odeljak poplavljen.
Katamaran "Amur" je PDU sa dva paralelna trupa serijskih čamaca za pecanje rakova, spojenih na vrhu ravnim mostom od valjanog čelika, čineći zajedničku palubu (Sl. 14, A). Snaga i pomoćna oprema instalacije smještena je u trupu katamarana, što je povećalo radnu površinu. Paluba je opremljena bušaćim stubom u obliku slova A, vitlom za udarno bušenje, vibratorom, cijevima za kućište, radnim alatom, kormilarnikom i četiri sidrena vitla.
Glavni: 2. [74-77], 3.
Dodati: 7.
Kontrolna pitanja:
1. Za šta su BS namijenjeni i na koje dubine?
2. Dizajn posude za bušenje.
3. Posebnost u dizajnu SSDR-a iz BS.
4. Šta se koristi za držanje BS?
5. Koje su prednosti BS?
