Sistemet e stabilizimit të anijeve të shpimit Petrov shkarko pdf. Analiza e sjelljes së një objekti në lëvizje në një hapësirë të kufizuar. Kërkimi i përafërt i fjalëve
ENJA E SHPIMIT (a. anije shpimi; n. Bohrschiff; f. navire de forage; i. barso perforador) është një strukturë lundruese për shpimin në det të hapur të puseve, e pajisur me një çarje qendrore në byk, mbi të cilën është instaluar dhe një sistemi për mbajtjen e enës mbi kokën e pusit.
Shpimi duke përdorur një anije shpimi filloi për herë të parë në Oqeanin Atlantik në 1968 (nga anija amerikane Glomar Challenger). Anijet moderne të shpimit (Fig.), si rregull, janë vetëlëvizëse, me një zonë lundrimi të pakufizuar. Zhvendosja e anijes së shpimit është 6-30 mijë ton, pesha e vdekur është 3-8 mijë ton, fuqia e termocentralit që siguron operacionet e shpimit, pozicionimin dhe shtytjen e anijes është deri në 16 MW, shpejtësia është deri në 15 nyje, Autonomia rezervë është 3 muaj. Anija shpuese përdor stabilizues të ngritjes, të cilët lejojnë shpimin e puseve në kushte deti prej 5-6; në rast valësh më të larta, shpimi ndalon dhe anija është në një pozicion stuhie me një zhvendosje nga pusi (distanca deri në 6-8% e thellësisë së detit) ose vargu i shpimit shkëputet nga pusi. Për të mbajtur enën e shpimit në një pikë të caktuar shpimi brenda kufijve të lejuar nga ngurtësia e vargut të shpimit, përdoren 2 sisteme pozicionimi: statik (duke përdorur ankorimin e anijes) dhe stabilizim dinamik (duke përdorur helikë dhe shtytës).
Sistemi i ankorimit përdoret për një anije shpimi në thellësi deti deri në 300 m; përfshin kabllo dhe zinxhirë, spiranca speciale me peshë 9-13,5 ton (8-12 copë), çikrikë ankorimi me forcë 2 MN, të pajisur me pajisje kontrolli dhe matëse. Ankorat vendosen dhe hiqen nga anijet ndihmëse. Për të rritur manovrueshmërinë dhe për të zvogëluar kohën e punës gjatë daljes nga pika e shpimit, të ashtuquajturat. sistemet e ankorimit për orientimin rrethor të anijes (një frëngji e ndërtuar posaçërisht në qendër të bykut të anijes me një platformë mbi të cilën është montuar e gjithë pajisja e ankorimit, duke përfshirë çikrikët). Mbajtja e një anije shpimi në pozicion duke përdorur një sistem stabilizimi dinamik përdoret për anijet e çdo klase në thellësi deti mbi 200 m dhe kryhet automatikisht (ose manualisht) përmes komplekseve matëse, informacion-komandë dhe shtytje-drejtues.
Kompleksi matës përfshin pajisje të sistemit akustik që përdoren për të stabilizuar anijen në modalitetin e shpimit, kur e çoni anijen në pus, për të përcaktuar pozicionin e kolonës ngritëse në lidhje me kokën e pusit. Funksionimi i sistemit akustik bazohet në regjistrimin e pulseve të dërguara nga fenerët e poshtëm të vendosur pranë grykës së pusit dhe marrjen e tyre nga hidrofonët nën fundin e anijes. Një inklinometër përdoret si një sistem rezervë. Kompleksi i informacionit dhe komandës përfshin 2 kompjuterë që marrin njëkohësisht informacione për pozicionin e anijes dhe gjendjen e mjedisit; në këtë rast, njëri prej tyre funksionon në modalitetin e komandës, duke kontrolluar motorët, i dyti (backup) funksionon automatikisht (nëse i pari dështon). Kompleksi i shtytjes dhe drejtimit përfshin njësitë kryesore shtytëse të anijes, shtytësit dhe sistemin e tyre të kontrollit. Forcat e shtytjes gjatësore në anije krijohen nga helika të rregullueshme të hapit, dhe shtytjet e tërthorta krijohen nga helika të posaçme të rregullueshme me hap të instaluar në tunele tërthore në bykun e anijes. Ndryshimi i madhësisë dhe drejtimeve të ndalesave kryhet duke rregulluar hapin e vidave me komandën e një kompjuteri ose manualisht nga paneli i kontrollit të sistemit të shtytjes.
Anija e shpimit është gjithashtu e pajisur me një panel kontrolli, i cili është krijuar për të kontrolluar pozicionin e anijes dhe kolonën ngritëse në modalitetin e stabilizimit automatik, dhe kontrollin manual në distancë kur vendoset anijen në pozicion. Një lloj anije shpimi - e ashtuquajtura. Anije kërthizë të projektuara kryesisht për shpime gjeoteknike në një thellësi prej 200 metrash në thellësi deti deri në 600 metra. Ato janë të pajisura me një sistem dinamik stabilizimi dhe një kërthizë fleksibël, për shkak të së cilës kërkesat për zhvendosjen e anijes në lidhje me kokën e pusit janë më pak të rrepta sesa kur përdorni tuba shpimi.
Qëllimi kryesor i sistemeve të stabilizimit BS është të parandalojë zhvendosjet e tij horizontale nga koka e pusit në vlera më të larta se sa lejohet, në mënyrë që të shmanget thyerja e gypave të shtresës së jashtme dhe shpimit. Në të njëjtën kohë, disa lloje të sistemeve të stabilizimit, me teknologjinë e duhur për përdorimin e tyre, sigurojnë gjithashtu një reduktim të ndjeshëm në pitching të BS.
Ndikimi i llojit dhe parametrave të sistemit të stabilizimit të anijes në ngritjen dhe lëvizjen e tij
Qëllimi kryesor i sistemeve të stabilizimit BS është të parandalojë zhvendosjet e tij horizontale nga koka e pusit në vlera më të larta se sa lejohet për të shmangur
prishje të zorrëve dhe tubave të shpimit. Në të njëjtën kohë, ofrojnë edhe disa lloje sistemesh stabilizimi, me teknologjinë e duhur për përdorimin e tyre
reduktim i ndjeshëm në BS pitching.
Stabilizimi i BS me ndihmën e shtyllave të ankorimit eliminon plotësisht zhvendosjen e tij dhe zvogëlon pitching. Megjithatë, zona e përdorimit efektiv të shtyllave të ankoruara
e kufizuar nga thellësia e ujit deri në 8 m dhe dallgët e detit deri në 3 pikë.
Sistemi i ankorimit shfaq kapacitetin maksimal mbajtës kur forca nga kablloja zbatohet horizontalisht në spirancë. Është vërtetuar se nëse këndi
Kur një ngarkesë aplikohet më shumë se 12° nga horizontali, kapaciteti mbajtës i spirancës zvogëlohet ndjeshëm. Nëse supozojmë se kablloja e ankorimit është e zgjatur në
vijë e drejtë, atëherë gjatësia e saj për të marrë një kënd të tillë prirjeje duhet të jetë 4.8 herë më i madh se thellësia e ujit në vendin e shpimit.
Megjithatë, nuk mund të bëhet asnjë përpjekje për të tërhequr një kabllo të drejtuar në mënyrë të pjerrët në një vijë të drejtë; nën ndikimin e gravitetit, ai gjithmonë ulet dhe kjo zvogëlon
këndi i prirjes kur i afrohemi spirancës. Prandaj, rekomandohet të merret gjatësia e kabllit të ankorimit të hedhur në ujë në mot të qetë, në mungesë të fortë
rrymat dhe luhatjet e nivelit të ujit janë 3-4 herë më të mëdha se thellësia e zonës së ujit, dhe kur punoni në kushte të pafavorshme moti - 2-3 herë. Për rritje
duke mbajtur forcën dhe duke përmirësuar vetitë e thithjes së goditjeve të sistemit të ankorimit, rekomandohet të varni një të veçantë
ngarkoni ose instaloni një zinxhir të rëndë 2-3 m të gjatë midis spirancës dhe kabllit.
Forca e ngarkesave të papritura nga era dhe valët shpenzohet kryesisht në uljen e uljes së kabllit të ankorimit. Njëkohësisht me uljen e uljes së kabllit, forca e tensionit të tij rritet, gjë që krijon një moment që parandalon animin e anijes. Kështu, një kabllo ankorimi i gjatë zbut ngarkesat e papritura dhe zvogëlon rrotullimin, hapin dhe ngritjen e anijes.
Stabilizuesit e anijeve
Funksionimi i stabilizuesve të lëvizjes së anijes bazohet në faktin se ata krijojnë një moment stabilizues vetëm kur ndodh një moment devijimi, d.m.th. kur anija
ka marrë tashmë një prirje këndore që ndryshon nga vlera e saj në ujë të qetë. Prandaj, stabilizuesit nuk mund të eliminojnë plotësisht pitching. megjithatë
Amplituda e rrotullës kompensojnë pjesërisht momentin shqetësues kur anija rrotullohet, si rezultat i të cilit ulet amplituda, shpejtësia dhe nxitimi i saj. Kjo
ka një efekt të dobishëm në funksionimin e mekanizmave të anijeve dhe mirëqenien e njerëzve në bord.
Sipas parimit të kontrollit të funksionimit, stabilizuesit e katranit ndahen në pasivë dhe aktivë. Ato pasive nuk kanë kontroll artificial të çift rrotullues stabilizues
dhe nuk kërkojnë ndonjë burim të veçantë energjie. Amortizuesit aktivë ndryshojnë momentin e stabilizimit duke përdorur speciale
mekanizmat. Kilet anësore dhe fundore, timonat anësore të kontrolluara, xhiroskopët qetësues pasiv dhe aktiv dhe
tanke.
Keels anësore dhe fundore janë pllaka të gjata të instaluara në byk BS poshtë vijës së ujit. Keels krijojnë rezistencë shtesë gjatë rrotullimit dhe pitching dhe kontribuojnë në
një reduktim i ndjeshëm i amplitudës së lëkundjeve (keels anësore dhe fundore nuk ndikojnë në periudhën e rrotullimit). Përdorimi i keeleve anësore të zonës racionale çon në
zvogëlimi i amplitudës së rrotullimit të një anijeje me lëvizje të shpejtë me 20 - 30% (me sipërfaqe të mëdha të kelit deri në 50%). Strukturisht, keels janë
qetësuesit pasivë më të thjeshtë. Megjithatë, përdorimi i tyre çon në disa humbje të shpejtësisë së anijes.
Timonat anësore të drejtimit janë krahë të vegjël të zgjatur që dalin nga të dy anët e anijes dhe janë të pajisur me mekanizma që sigurojnë
rrotullimi, zgjatja nga trupi dhe pastrimi brenda tij. Timona të tillë klasifikohen si shufra aktive kundër rrotullimit. Timonet anësore të drejtimit janë veçanërisht të efektshme
operojnë me shpejtësi të lartë të anijes, duke reduktuar amplitudën e rrotullimit me disa herë. Falë kësaj, shpejtësia e anijes në det të trazuar rritet, pavarësisht
fakti që timonët e zgjatur rrisin rezistencën ndaj lëvizjes së tij në ujë të qetë.
Veprimi i amortizuesit xhiroskopik bazohet në faktin se një xhiroskop masiv, kur rrotullohet me shpejtësi, kundërvepron një ndryshim në drejtimin e tij.
boshti i rrotullimit në hapësirë. Amortizatorët xhiroskopikë janë ose pasivë ose aktivë. Ato janë po aq efektive në moderimin e lëvizjes gjatë lëvizjes së anijes dhe gjatë lëvizjes.
Disavantazhet e stabilizuesve xhiroskopikë përfshijnë peshën e konsiderueshme, vendndodhjen e papërshtatshme, koston e lartë, kompleksitetin e pajisjes në
funksionimi, lirimi i lidhjeve të kafazit dhe rreziku i dëmtimit të konsiderueshëm të tij në rast aksidenti me xhiroskop. Siç tregohet nga studimi i projektimit të kryer
Specialistët amerikanë në lidhje me një anije të tipit AGOR-3 (zhvendosja -1400 ton), masa e stabilizatorit xhiroskopik duhet të jetë rreth 70 tonë, për të
vendosja do të kërkojë një sipërfaqe prej -145 m3, dhe konsumi i energjisë do të jetë 260 kW, d.m.th. 35% e fuqisë totale të termocentralit të anijes.
Tanket qetësuese janë ose pasive ose aktive. Strukturisht, këta amortizues janë rezervuarë të veçantë komunikues
uji që rrjedh në to, i vendosur përgjatë anëve të anijes. Parimi i funksionimit të një amortizuesi të tillë është që kur pomponi, derdhni ujë nga rezervuari
njëra anë në rezervuarin e tjetrës mbetet pas pjerrësisë së enës. Kjo krijon një moment stabilizues që kundërshton animin e anijes.
Rezervuarët aktivë qetësues ofrojnë qetësim pothuajse të plotë të rrotullimit të anijes në të gjitha raportet midis periudhës së saj dhe periudhës së valës
(d.m.th. me eksitim të parregullt). Ato funksionojnë në mënyrë efektive ndërsa anija është duke lëvizur dhe duke lëvizur, por kërkojnë pajisje komplekse dhe të shtrenjta (pompë ose ventilator,
pajisjet e kontrollit), konsumi shtesë i energjisë për makinën e tij. Për shembull, fuqia e motorit të pompës së rezervuarëve aktivë të instaluar në
anija kërkimore "Meteor" (Gjermani), e barabartë me 110 kW.
Tanket e qetësisë pasive janë joefektive në kushte të parregullta detare dhe efektiviteti i tyre varet nga ngarkesa e anijes. Ne te njejten kohe
Sistemi më i përdorur i stabilizimit për reduktimin e rrotullimit në anijet kërkimore është sistemi i stabilizimit të tipit Flume, i cili bazohet në
Parimi i funksionimit të rezervuarëve të qetësimit pasiv. Elementet kryesore të sistemit Flume janë tre rezervuarë: dy anë dhe një në mes, të lidhura ndërmjet tyre
me kanale dhe te pajisura me valvola ajrimi. Përafërsisht gjysma e lartësisë së tyre, tanket dhe kanalet janë të mbushura me ujë.
Parimi i funksionimit të sistemit është si më poshtë: uji rrjedh nga rezervuari i mesëm në rezervuarin anësor ose anasjelltas në mënyrë që niveli i ujit të jetë
rezervuari i mesëm mbeti konstant kur anija u anua. Uji që rrjedh krijon një moment rikuperimi, i cili lag rrotullën.
Duke ndryshuar sasinë e ujit në rezervuarë, lartësia metacentrike mund të rritet ose zvogëlohet, gjë që është veçanërisht e rëndësishme për anijet e shpimit. BS ka kuptim
lartësia metacentrike gjatë shpimit mund të luhatet deri në 30 - 50% në varësi të konsumit të rezervave të karburantit dhe kryesisht nga vendi ku
stërvitja është e vendosur në një pus ose në kuvertën e një anijeje.
Sistemi Flume karakterizohet nga thjeshtësia dhe efikasiteti i tij i lartë, kostot e ulëta fillestare dhe operative, madhësia relativisht e vogël dhe
pesha (0,7 - 3% e zhvendosjes), aftësia për të përdorur karburantin si lëng pune. Në kushte normale, sipas kompanisë Matson,
zvogëlon amplituda e rrotullimit me 75 - 80%, dhe në kushte afër rezonancës - deri në 90%. Gjatë testimit të sistemit në një model, u arrit një reduktim
amplituda e rrotullimit me 2-3 herë. Efekti i përdorimit të sistemit Flume ishte aq domethënës sa që instalimi i këllëfeve anësore nuk ndikoi ndjeshëm në uljen e rrotullimit të modelit.
Ndikimi i raportit të dimensioneve kryesore të anijes në parametrat e pitching saj
Për të reduktuar ngritjen dhe ngritjen, është e këshillueshme që të projektohen anije, gjatësia e të cilave do të jetë më e madhe se gjatësia e valës në të cilën ato
parashikoni shpime (me një valë prej 4 pikësh, gjatësia e valës është 25 - 40 m, 5 pikë - 40 - 75 m). Në pikën e shpimit, BS duhet
vendose hundën në valë. Megjithatë, gjatë procesit të shpimit të një pusi, drejtimi i valës së erës mund të ndryshojë sipas
141 disa herë. Dhe meqenëse është e vështirë të ndryshosh pozicionin e anijes në pus në mënyrë sinkrone me një ndryshim në drejtimin e valës, anija mund të përfundojë në një pozicion
dërrasë në valë. Në të njëjtën kohë, drifti rritet ndjeshëm dhe qëndrueshmëria e anijes zvogëlohet, d.m.th. këndet e rrotullimit të tij rriten për shkak të ngarkesave në thembër.
Rritja e qëndrueshmërisë së anijes arrihet duke ulur qendrën e saj të gravitetit. Megjithatë, në të njëjtën kohë, kushtet e punës dhe të jetesës së njerëzve përkeqësohen, që nga koha në bord
rrotullimi bëhet më i shpejtë, më i vrullshëm dhe më i rëndë.
Për të përmirësuar kushtet e jetesës në një anije, periudha e rrotullimit të saj duhet të rritet. Siç del nga shprehja, kjo mund të bëhet duke reduktuar
lartësia metacentrike e enës ose rritja e gjerësisë së saj. Zvogëlimi i lartësisë metacentrike të anijeve arrihet duke mprehur konturet në pjesën nënujore
byk dhe kryesisht duke rritur qendrën e gravitetit të anijes. Kjo e fundit përmirëson kushtet e jetesës në anije, por e bën atë, siç u përmend tashmë, më pak
të qëndrueshme.
Stabiliteti i anijes rritet dhe kushtet e jetesës në të përmirësohen me një rritje në gjerësinë e BS. Bazuar në mënyrën e funksionimit të anijes (parkimi në pikën e shpimit
përbën 85-90% të të gjithë kohës), gjerësia e trupit të saj mund të rritet në çdo madhësi të kërkuar. Së bashku me këtë, forma dhe gjerësia e trupit nuk duhet
krijojnë rezistencë të madhe ndaj lëvizjes së enës nëpër ujë me shpejtësi 1 0-1 4 nyje.
Rrjedhimisht, me efekte të ndryshme të ndryshimeve në lartësinë metacentrike të anijes në stabilitetin dhe kushtet e jetesës së saj, dhe gjerësinë në stabilitetin dhe
Shpejtësia e BS duhet të projektohet në atë mënyrë që, me qëndrueshmëri të mjaftueshme, periudha e rrotullimit të jetë maksimale. Puna vëren se amplituda e rrotullimit të një pajisjeje shpimi lundruese gjatë shpimit nuk duhet të jetë më shumë se 5 - 7° me një periudhë dhjetëra sekondash.
Zakonisht lartësia relative metacentrike (raporti i lartësisë metacentrike me rrezen maksimale të bykut) për anijet e mallrave dhe pasagjerëve në
zhvendosja e plotë është afërsisht 0,05; për anijet kërkimore (RV) arrin në 0.082. Periudha e rrotullimit të një anijeje kërkimore me një byk me gjerësi 1
2 m (vlera mesatare e gjerësisë së anijeve të specializuara për kërkime gjeologjike dhe gjeofizike të raftit), e llogaritur me formulën në
vlera e treguar e lartësisë relative metacentrike është vetëm 9.4-10.3 s, e cila nuk mjafton qartë për kushtet normale të jetesës në një anije
të njerëzve.
Sa më sipër tregon se masat për të zvogëluar pjerrësinë e BS duke zgjedhur qendrën e tij të gravitetit, formën e kontureve dhe dimensionet e bykut janë të kufizuara
rëndësi dhe nuk janë mjaftueshëm efektive në kushtet e valëve që ndryshojnë vazhdimisht në forcë dhe drejtim.
Metodat për reduktimin e amplitudës dhe forcës së valëve që prekin një anije
Pajisjet më të lëvizshme që mbrojnë stacionin bazë nga valët e mëdha janë valët e valëve, ose valëthyesit. Veprimi i tyre bazohet në faktin se ndërsa largoheni
nga sipërfaqja në thellësi të detit, forca e valëve zbehet sipas ligjit hx = h / e5.5(x/X)0′8,
ku h dhe hx janë përkatësisht lartësia e valës së erës në sipërfaqen e detit dhe në thellësinë x nga sipërfaqja; X është gjatësia e valës.
Llogaritjet tregojnë se 75% e energjisë së valës së detit bie në shtresën sipërfaqësore të tij, thellësia e së cilës është 10% e gjatësisë së valës; në thellësi të detit,
e barabartë me gjysmën e gjatësisë së valës, valët e erës praktikisht mungojnë.
Në mënyrë tipike, valëkëmbësit janë kontejnerë cilindrikë me lëvizje pozitive, të cilat janë të lidhura në mënyrë të varur me njëra-tjetrën ose të vendosura në një rrjetë.
guaska vendoset në disa rreshta rreth enës ose në anën e detit dhe sigurohet me spiranca.
Që valëkëmbësit të funksionojnë në mënyrë efektive, boshtet e rezervuarëve cilindrikë duhet të jenë nën nivelin e ujit, ku energjia e valës është maksimale. Për këtë qëllim llogaritet
një pjesë e secilës enë mbushet me ujë të detit, kurse pjesa e mbetur me ajër të ngjeshur. Efikasiteti i një valëprerës rritet me rritjen e diametrave
enë cilindrike. Eksperimentalisht, duke përdorur valëthyesit, specialistët nga kompanitë e shpimit në Angli ulën amplituda e valës nga 9 në 1.5 m.
Teknikisht komplekse, shumë të shtrenjta dhe të shoqëruara me rrezik të konsiderueshëm, operacionet për zhvillimin e fushave të naftës dhe gazit në zonat e rafteve të deteve dhe oqeaneve përfshijnë një kompleks të tërë fazash të ndërlidhura.
Puna eksploruese. E kryer për të përcaktuar vendndodhjen e strukturave gjeologjike në të cilat mund të grumbullohet nafta dhe gazi, puna e kërkimit kryhet në tre faza:
Studime rajonale për të nxjerrë në pah informacionin gjeologjik premtues;
Studimi i veçorive të përgjithshme të strukturës gjeologjike, vlerësimi i perspektivës së potencialit të naftës dhe gazit dhe përgatitja e zonave duke përdorur metoda gjeologjike dhe gjeofizike për shpime eksploruese;
Përgatitja e fushave (depozitave) për zhvillim me llogaritjen e rezervave sipas kategorive industriale.
Në fazën e parë përdoren metoda gravimetrike dhe magnetike të zbulimit, duke përfshirë fotografimin e sipërfaqes së Tokës nga satelitët dhe matjet duke përdorur teknologjinë infra të kuqe.
Në fazën e dytë, kërkoni dhe punë të detajuar gjeologjike dhe gjeofizike. Për këto qëllime përdoren metoda të tjera eksplorimi - kërkimi sizmik, studimi i mostrave të marra nga fundi i detit. Faza e dytë përfshin gjithashtu shpimin strukturor dhe parametrik.
Faza e tretë e kërkimit është e fundit dhe çon në zbulimin e vendburimit (shpimi i kërkimit të thellë). Në të njëjtën kohë, fusha përvijohet, puset testohen dhe llogariten rezervat e naftës dhe gazit.
Elementet e regjimit hidrogjeologjik
Zhvillimi i fushave të naftës dhe gazit në det të hapur është thelbësisht i ndryshëm nga kërkimi dhe zhvillimi në tokë. Kompleksiteti i madh dhe veçoritë specifike të kryerjes së kësaj pune në det përcaktohen nga mjedisi, anketat inxhinierike dhe gjeologjike, kostoja e lartë dhe unike e mjeteve teknike, problemet mjekësore dhe biologjike të shkaktuara nga nevoja për të kryer punë nën ujë, teknologjia dhe organizimi i ndërtimit dhe funksionimit të objekteve në det, mirëmbajtja e punës etj.
E veçanta e shelfit kontinental të vendit tonë është se 75% e sipërfaqeve ujore ndodhen në rajonet veriore dhe arktike, të cilat janë të mbuluara me akull për një kohë të gjatë dhe kjo krijon vështirësi shtesë në zhvillimin industrial. Mjedisi karakterizohet nga faktorë hidrometeorologjikë që përcaktojnë kushtet për punë në det, mundësinë e ndërtimit dhe funksionimit të objekteve të fushës së naftës dhe mjeteve teknike.
Ato kryesore:
niveli i ujit
mbulesa e akullit të detit
përbërja kimike e ujit etj.
kushtet e temperaturës
shqetësim
Marrja parasysh e këtyre faktorëve bën të mundur vlerësimin e ndikimit të tyre në treguesit ekonomikë të kërkimit dhe prodhimit të naftës dhe gazit në det të hapur. Ndërtimi i strukturave të fushës së naftës në det të hapur kërkon rilevime gjeoteknike të shtratit të detit. Gjatë projektimit të themeleve për strukturat e fushës së naftës, vëmendje e veçantë i kushtohet plotësisë dhe cilësisë së sondazheve gjeoteknike të tokës në terren dhe në laboratorë. Besueshmëria dhe plotësia e të dhënave përcaktojnë kryesisht sigurinë e strukturës dhe kosto-efektivitetin e projektit.
Ndërsa thellësia e detit rritet, kostoja e zhvillimit të fushave rritet ndjeshëm. Në një thellësi prej 30 m, kostoja e zhvillimit është 3 herë më e lartë se në tokë, në një thellësi prej 60 m - 6 herë dhe në një thellësi prej 300 m - 12 herë.
Vitet e fundit, janë kryer punë të gjera kërkimore dhe operacione pilot industriale, si njësi individuale, ashtu edhe komplekse të tëra pajisjesh për funksionimin e puseve nënujore. Vëmendje e veçantë meriton shfrytëzimi nënujor i fushave në det të hapur në kushte akulli. Kjo është për shkak të eliminimit të efekteve të mundshme të akullit në pajisjet teknike, gjë që redukton rreziqet e lundrimit dhe rreziqet nga zjarri dhe siguron zhvillimin ekonomik të fushës.
Problemi i deritanishëm është shtrimi dhe veçanërisht inspektimi dhe riparimi i tubacioneve nënujore gjatë periudhës pa akull. Funksionimi i pajisjeve teknike detare, dhe kryesisht i pajisjeve për metodat e zhvillimit nënujor, kërkon sigurimin e kryerjes së sigurt të punës teknike nënujore gjatë riparimit dhe inspektimit të pjesës nënujore të pajisjeve lundruese dhe strukturave hidraulike. Së bashku me zgjidhjen e çështjeve teknike, është e nevojshme të zgjidhen një sërë problemesh që lidhen me mbështetjen mjekësore dhe biologjike të jetës së njeriut, përfshirë në kushte ekstreme, si dhe problemet e aspekteve mjekësore dhe teknike të mbrojtjes termike të jetës së njeriut gjatë punës nën ujë.
Eksplorimi dhe zhvillimi i fushave të naftës dhe gazit në det të hapur janë operacione teknikisht komplekse, shumë të shtrenjta dhe të shoqëruara me rrezik të konsiderueshëm. Problemet kryesore në zhvillimin e këtyre vendburimeve janë problemet e pajisjeve dhe teknologjisë për kryerjen e këtyre punimeve.
Puna për eksplorimin dhe zhvillimin e fushave në det të hapur zakonisht kryhet në dy faza:
Në fazën e parë, puna e kërkimit gjeologjik kryhet gjatë periudhës së akullit dhe në këtë rast është e mundur të përdoren pajisje që punojnë në zona të buta.
Në fazën e dytë, gjatë zhvillimit të fushës, pra prodhimit, përgatitjes dhe transportit të naftës dhe gazit, për shkak të ciklit të vazhdueshëm të prodhimit, në të cilin procesi duhet të kryhet gjatë gjithë vitit, duke përfshirë edhe dimrin, kur deti është i mbuluar me akull. , kërkohet teknologji unike dhe e besueshme, parametrat teknikë dhe teknologjikë dhe zgjidhjet e projektimit të të cilave përcaktohen nga kërkesat e besueshmërisë dhe qëndrueshmërisë së lartë, duke siguruar sigurinë e punës në çdo zonë specifike.
Një nga kushtet kryesore për zgjidhjen me sukses të problemit të zhvillimit është disponueshmëria e vëllimit të mjaftueshëm dhe informacionit cilësor për mjedisin. Shkalla e rritjes së të dhënave vëzhguese në oqeanet e botës është shumë e lartë, gjë që siguron që vëllimi i informacionit të grumbulluar të dyfishohet çdo 5-6 vjet. Për shkak të zhvillimit të shpejtë të aftësive vëzhguese të bazuara në hapësirë, pritet që kohëzgjatja e rritjes së informacionit të reduktohet disi në të ardhmen e afërt.
Një studim i plotë i kushteve hidrometeorologjike është më i nevojshëm gjatë zhvillimit të fushave të naftës dhe gazit. Kjo për faktin se strukturat hidraulike ndërtohen dhe funksionojnë në zona ujore të pambrojtura në kushte të rënda atmosferike. Në kushte ekstreme mjedisore, strukturat duhet të përballojnë dhe të mos shemben nga efektet e elementeve dhe të sigurojnë besueshmëri operacionale për të gjithë periudhën e funksionimit të fushës (25-30 vjet).
Në faza të ndryshme të projektimit të zhvillimit të fushave të naftës dhe gazit, kërkohen sasi të ndryshme informacioni hidrometeorologjik.
Në fazën e projektimit të strukturave të fushës së naftës në det të hapur, kërkohen vëllime më të detajuara dhe të mëdha të të dhënave për të përcaktuar vendndodhjet dhe paraqitjen e strukturave hidraulike në zonën e fushës dhe shkallën e ndikimit mjedisor mbi to. Kjo përfshin të dhënat hyrëse të mëposhtme:
Lartësia maksimale e valës dhe periudha përkatëse;
Vlerat maksimale të shpejtësisë dhe rrymave të erës;
Ndryshime ekstreme në nivelet e ujit për shkak të baticave dhe stuhive;
Kushtet e akullit;
Shpërndarjet e regjimit të lartësive, periudhave dhe parametrave të valëve, valëve sipas kushinetave, shpejtësisë dhe drejtimit të erërave dhe rrymave;
Profilet e rrymave, spektri i erës dhe i valës, vetitë e grupit të valëve;
Ndryshim i shpejtësisë së erës dhe parametrave të valës në stuhitë tipike dhe më të forta.
Regjimi i erës është faktori kryesor meteorologjik që ndikon në elementë të tillë hidrologjikë si valët, rrymat, zhvendosja e akullit, etj. Forca e erës dhe ndikimi i saj në gjendjen hidrometeorologjike të pellgut ujor zakonisht përcaktohet në shkallën Beaufort.
Rrymat detare - lëvizja përpara e masave të reja tokësore etj. Rrymat detare, të cilat kanë një ndikim të madh në qarkullimin atmosferik dhe klimën në pjesë të ndryshme të globit, shkaktohen nga fërkimi i erës në sipërfaqen e detit, shpërndarja e pabarabartë e kripës (dhe, rrjedhimisht, dendësia) e ujit dhe ndryshimet në presionin atmosferik që ndodhin. për shkak të hyrjes dhe daljes së ujit të detit. Rrymat e detit ndryshojnë sipas shkallës së qëndrueshmërisë: të ndryshueshme, të përkohshme, periodike (sezonale), të qëndrueshme; sipas vendndodhjes: sipërfaqja e thellë, fundi; nga vetitë fiziko-kimike dhe të temperaturës.
Vala është përhapja e lëkundjeve (çrregullimeve) në çdo mjedis të deformuar. Nga shumë lloje të valëve, era dhe graviteti luajnë një rol të rëndësishëm. Parametrat më të rëndësishëm për llogaritjet janë gjatësia, lartësia dhe frekuenca e tyre.
Studimet mjedisore kryhen sipas metodave dhe rekomandimeve të veçanta të zhvilluara nga organizata, shoqëri dhe departamente të veçanta, duke marrë parasysh kërkesat e industrive. Hulumtimi themelor kryhet nga organizata qeveritare, shoqata etj.
Pyetjet e kontrollit:
1.Cila është vështirësia e zhvillimit të fushave në det të hapur?
2. Si karakterizohet mjedisi?
3. Çfarë përfshihet në faktorët hidrometeorologjikë?
4. Cilat të dhëna fillestare nevojiten për projektimin e strukturave të naftës dhe gazit në det të hapur?
5. Përcaktoni kushtet e erës, rrymat e detit dhe valët.
Distanca e zonave të shpimit nga bazat bregdetare, kompleksiteti dhe shpejtësia e ulët e tërheqjes, si dhe autonomia e ulët zvogëlojnë efikasitetin e përdorimit të pajisjeve të shpimit gjysmë zhytëse. . Prandaj, për kërkimin dhe shpimin eksplorues në zona të largëta, ata përdorin anije shpuese. (Fig. 11).
Mënyra kryesore e funksionimit të anijeve shpuese është shpimi i një pusi (85-90% e kohës totale të funksionimit të anijes). Prandaj, forma e bykut dhe raporti i dimensioneve kryesore përcaktohen nga kërkesat e stabilitetit dhe sigurimit të parkimit me lëvizjet më të vogla të mundshme. Në të njëjtën kohë, forma e bykut duhet të korrespondojë me shpejtësinë e anijes prej 10-14 nyje ose më shumë. Një tipar karakteristik për anijet e shpimit është një raport i vogël rreze-dramë prej 3-4.
| Oriz. 11- Anije shpuese e ankoruar. |
Për më tepër, ka një tendencë për ulje të këtij raporti (për mjetet lundruese “Pelican”, “Saipem II”, etj.), gjë që mund të shpjegohet me zgjerimin e zonave të punës dhe kërkesat për rritje të aftësisë detare. Zgjedhja e dimensioneve kryesore të anijes varet nga kapaciteti i kërkuar mbajtës, i cili përcaktohet nga thellësia e vlerësuar e shpimit të pusit dhe autonomia e anijes.
Në praktikën e shpimit të puseve kërkimore në det, përdoren gjerësisht mjete lundruese vetëlëvizëse dhe jo-lëvizëse me një dhe shumë byk. Nga mesi i viteve '50 deri në fund të viteve '70, vetëm anijet me sisteme të ankorimit dhe stabilizimit të ankorimit u përdorën për shpime; pjesa e tyre në flotën e pajisjeve të shpimit lundrues ishte 20-24%. Shtrirja e aplikimit për anijet e shpimit me një sistem stabilizimi të ankorimit është i kufizuar në thellësi detare deri në 300 m.
Perspektiva të reja në zhvillimin e fushave në det u hapën në vitin 1970 falë krijimit të një sistemi pozicionimi dinamik, përdorimi i të cilit bëri të mundur vendosjen e një numri rekordesh për thellësinë e zonave ujore të eksploruara. Që nga ajo kohë, ka pasur një rritje relativisht të shpejtë në flotën botërore të anijeve shpuese në det të thellë.
Shembuj të anijeve të huaja me një sistem stabilizimi dinamik janë "Pelican" (deri në një thellësi deti 350 m), "Sedko-445" (deri në 1070 m), "Discoverer Seven Seas" (deri në 2440 m), "Pelerin " (deri në 1000 m të parë dhe deri në 3000 m të gjeneratës së dytë), "Glomar Challenger" (deri në 6000 m, në fakt pushtoi një thellësi deti prej 7044 m), "Sedko-471" (deri në 8235 m).
Anije shpimi vetëlëvizëse Ka një byk dhe me dy byk (katamaran). Organizatat e prodhimit vendas përdorin kryesisht ato me një rast. Kjo është për shkak të kostove më të ulëta kapitale për prodhimin e tyre, pasi ato u krijuan në bazë të modeleve të gatshme të bykut për anijet e peshkimit.
Anijet shpuese me një byk të tipit "Diorit", "Diabase", "Charoit", "Kimberlite", të operuara në ekspeditat e prodhimit të VMNPO "Soyuzmorinzhgeologiya", janë të pajisura me një sistem stabilizimi të ankorimit, pajisje shpimi të tipit bosht dhe pajisje teknologjike. për kryerjen e rilevimeve inxhiniero-gjeologjike në ujëra të thella nga 15 deri në 100 m.
Përvoja e shpimit nga këto anije ka nxjerrë në pah një sërë mangësish të tyre në projektim, kryesore prej të cilave janë sistemi jo i besueshëm i stabilizimit në pus, madhësia e vogël e vendit të shpimit dhe numri i kufizuar i vendeve për shkak të përdorimit të bykut serik të anijeve të peshkimit. , pamundësia për të transferuar ngarkesën e kërkuar boshtore në vrimën e poshtme gjatë shpimit me pajisje boshtore të tipit pa kompensues për lëvizjet vertikale të shpimit, pamundësia e kryerjes së një kompleksi rilevimesh gjeoteknike të puseve dhe përzgjedhja e monoliteve me dhëmbje për shkak të përdorimit të një varg shpimi i asortimentit të kërkimit gjeologjik me diametër 0,050 - 0,064 m. I vetmi lloj i studimeve të puseve që mund të kryhen nga këto anije është presionometria.
Kompleksi teknologjik i secilës anije përbëhet nga një platformë shpimi, një sistem për kryerjen e kërkimit gjeoteknologjik të pusit (tingëllimi statik dhe kampionimi) dhe një njësi depërtimi në fund. Përdorimi i një përcjellësi shpimi (kolona ngritëse) në këto anije nuk sigurohet. Makina e mekanizmave kryesorë të shpimit është hidraulike, operacionet e ngritjes janë të mekanizuara.
Aktualisht nuk ka anije të specializuara për shpimin e puseve kërkimore në thellësi detare më të mëdha se 300 m në Rusi.
Një lloj anijeje më premtuese për shpimin e puseve të kërkimit janë catamaranët. Krahasuar me anijet me një byk të të njëjtit zhvendosje, ato kanë një sërë avantazhesh: stabilitet më të lartë (amplituda e rrotullës së një katamaran është 2-3 herë më e vogël se ajo e anijeve me një byk), gjë që lejon punën në kushte më të mira. në dete të rënda (koeficienti i kohës së punës ka më shumë anije me dy byk sesa ato me një byk me të paktën 25%); një formë më e përshtatshme për punë dhe një sipërfaqe dukshëm më e madhe (50%) e shfrytëzueshme e kuvertës (pasi përdoret hapësira ndërmjet bykëve), gjë që bën të mundur vendosjen e sasisë së kërkuar të pajisjeve të rënda të shpimit në kuvertë; rrymë e cekët dhe manovrim i lartë (çdo byk është i pajisur me një vidë plumbi), gjë që lehtëson përdorimin e tyre në kushtet e rafteve me ujë të cekët. Kostoja e ndërtimit të një anijeje monohull me një sipërfaqe të krahasueshme të kuvertës së punës është 20 - 30% më e lartë se kostoja e një anije catamaran.
 |
| Oriz. 12- Anija shpuese “Catamaran”. |
Kompania amerikane Reading dhe Bates ndërtoi anijen shpuese Catamaran, e përbërë nga dy maune të lidhura së bashku nga nëntë trarët (Fig. 12). Gjatësia e anijes është 79,25 m, gjerësia 38,1 m. Mund të shpojë puse deri në 6000 m të thella në çdo thellësi deti. Anija është e pajisur me: një shpim shpimi me lartësi 43,25 m me forcë ngritëse 4500 kN; rotor; çikrik me dy daulle i drejtuar nga dy motorë me naftë; dy pompa balte të drejtuara nga dy motorë të tjerë me naftë; njësi çimentimi; rezervuarë për zgjidhje balte; tetë çikrikë ankorimi me lëvizje elektrike nga dy gjeneratorë të rrymës alternative me naftë me fuqi 350 kW secili; ambiente banimi për 110 persona.
Nga anijet e shpimit me katamaran me parametra gjeometrikë dhe energjetikë dukshëm më të vegjël, duhet të theksohen catamaranët vendas "Geologist-1" dhe "Geologist of Primorye", karakteristikat teknike të të cilave jepen më poshtë.
"Gjeologu-1" "Gjeologu i Primorye"
Zhvendosja, t................... 330 791
Gjatësia, m................................ 24 35.1
Gjerësia, m................................ 14 18.2
Skicë pa ngarkesë, m................... 1.5 3.26
Lartësia e dërrasës së lirë, m 1,7 4,47
Fuqia e gjeneratorëve me naftë,
kryesore................................... 2x106.7 2x225
ndihmëse................. 2x50 2x50
Shpejtësia e udhëtimit, nyjet................... 8 9
Vlefshmëria e detit, pikë...... 6 8
Kushtet e punës:
distanca nga bregdeti km......... Deri ne 3 deri ne 360
thellësia minimale
rya, m.......................................... 2 5
det i trazuar, pika............. 3 4
Thellësia minimale e detit në të cilën është e mundur shpimi nga një katamaran përcaktohet nga drafti i tij, maksimumi - nga gjatësia e kabllove të ankorimit. Thellësitë e mundshme për shpimin e puseve varen nga lloji i platformave të shpimit të instaluara në catamaran.
Katamarani "Geologist-1" (Fig. 13) është ndërtuar posaçërisht për studime inxhinierike dhe gjeologjike në ujërat bregdetare të Detit të Zi.
Katamarani është i pajisur me: një instalim UGB-50M me një makinë elektrike për shpimin e puseve deri në 30 m të thella nëpër shkëmbinj duke përdorur metodat e goditjes, bërthamës dhe shpimit; Stacioni i depërtimit dhe prerjes nënujore PSPK-69 për të studiuar vetitë fizike dhe mekanike të tokave të buta dhe për të përcaktuar strukturën litologjike të shtratit të detit; Stacioni sizmiko-akustik "Grunt" për profilizimin e vazhdueshëm me qëllim marrjen e informacionit për strukturën litologjike të shtratit të detit në të gjithë zonën midis puseve referente. Në pikën e kërkimit, "Geologist-1" është siguruar me katër spiranca, dhe në thellësi detare deri në 7 m - përveç kësaj me dy shtylla ankorimi 8 m të gjata.
Makina shpimi lundruese jo vetëlëvizëse krijohen duke përdorur si bazë mjete lundruese jo vetëlëvizëse (maune, gomone, skarë), gomone druri ose pontone metalike, katamaranë dhe trimaran të krijuar posaçërisht për shpime.
Nga anijet jo vetëlëvizëse, më shpesh përdoren maune. Nga shumëllojshmëria e llojeve të mauneve, jo të gjitha janë të përshtatshme për operacionet e shpimit në det të hapur. Lloji më i përshtatshëm është një maune e thatë e ngarkesave me kapele që hapen në fund, në mënyrë që pajisja e shpimit të mund të instalohet në qendër të maunes. Para fillimit të punës, maune ngarkohet me çakëll për t'i dhënë asaj një stabilitet më të madh.
Ndonjëherë dy maune të të njëjtit lloj, të çiftëzuara me trarë kryq, përdoren për shpime. Një katamaran është formuar me një hendek midis maunave, në të cilat ndodhet pusi. Çiftimi i maunave lejon përdorimin e pajisjeve të rënda të shpimit dhe shpimin në kushte të pafavorshme hidrodinamike detare.
Raftet e stërvitjes janë më të disponueshmet për t'u prodhuar. Barkat e rënda janë thellë në ujë. Kjo rrit stabilitetin e tyre, por rrit tërheqjen dhe nuk pengon që pajisjet të mbingarkohen qoftë edhe nga një valë e vogël. Me kalimin e kohës, gomat humbasin lëvizjen e tyre dhe jeta e tyre e shërbimit është relativisht e shkurtër.
Sipas zhvendosjes së tyre, pontonet metalike të shpimit ndahen në të lehta me sipërfaqe 30-40 m2 dhe të rënda me sipërfaqe 60-70 m2. Qëndrueshmëria e pontoneve është e ulët dhe ato përdoren kryesisht në zona ujore të mbyllura me valë deti deri në 2 pikë.
Në Rusi, kur shponi në raftin e deteve të Lindjes së Largët, përdoren gjerësisht catamaranët e tipit Amur dhe trimaranët e tipit Primorets, të cilat janë anije me madhësi të vogël me një kufizim lundrimi të kushteve të valëve të detit deri në 5. Të parët janë jo vetëlëvizës. Ky i fundit mund të lëvizë në mënyrë të pavarur me një shpejtësi deri në 4 nyje në mot të qetë në distanca të shkurtra brenda gjirit të eksploruar. Sidoqoftë, ato klasifikohen gjithashtu si jo vetëlëvizëse, pasi kushtet e funksionimit në shumicën dërrmuese të rasteve detyrojnë përdorimin e anijeve ndihmëse për t'i tërhequr ato. Katamaranët dhe trimaranët e specifikuar janë zhvilluar nga SKV Dalmorgeologiya SHA për shpimin e puseve eksploruese të parametrave specifikë duke përdorur metoda të drejtimit me goditje dhe rrotulluese dhe kanë këto karakteristika teknike:
Katamarani Trimaran
"Amur" "Primorets"
Gjatësia, m................................... 13,6 18,60
Gjerësia, m........................ 9,0 11,80
Lartësia anësore, m............................ 1,5 1,85
Draft, m................................ 0.8 0.95
Zhvendosja, t................... 40 65
Numri dhe pesha (kg) e spirancave......... 4x150 4x250
Forca ngritëse e shpimit
ulërima e kullës, kN................. 200 300
Parametrat e pusit, m:
thellësia e ujit...................... 25 50
thellësia sipas shkëmbinjve................ 25 50
Diametri maksimal nga
vargu i mbështjelljes........... 0,146/0,166 0,219/0,243
Oriz. 14- Pajisjet lundruese të shpimit të Dalmorgeologiya SHA:
A- PBU "Amur": 1 - çikrik spirancë, 2 - prerje, 3 - punimet e shpimit, 4 - pajisje shpimi; b- PBU "Primorets": 1 - superstrukturë, 2 - pajisje shpimi, 3 - punimet e shpimit, 4 - çikrik udhëtues, 5 - vibrator, 6 - rrotullues
Trimaran "Primorets" është një MODU me tre byk anijesh serike të lidhura me një urë të sheshtë prej çeliku të mbështjellë (Fig. 14, b). Motori shtytës dhe ingranazhet e drejtimit janë të vendosura në bykun e mesëm, të zhvendosur prapa në krahasim me ato anësore. Gjeneratori me naftë dhe pompa e shpëlarjes janë të vendosura në dy pjesët anësore paralele të trimaranit. Në kuvertën në pjesën e prapme të instalimit ka një superstrukturë të ambienteve shtëpiake dhe të shërbimit, në hark ka pajisje shpimi që përmbajnë një shpim në formë L, një çikrik për shpimin me goditje, pajisje për trajtimin dhe një çikrik për ngritjen e tubave. një rrotullues dhe një vibrator.
Kuvertët e platformave Amur dhe Primorets kanë prerje në formë U-je për largimin e pajisjes nga pusi pa hequr tubat e shtresës së jashtme gjatë një stuhie, dukshmërie të dobët ose riparime, dhe më pas afrohen te pusi për të vazhduar shpimin. Pambytshmëria dhe qëndrueshmëria e këtyre instalimeve ruhen kur çdo ndarje është e përmbytur.
Catamaran "Amur" është një PDU me dy trupa paralele të varkave të peshkimit serial të gaforreve, të lidhura në krye me një urë të sheshtë prej çeliku të mbështjellë, duke formuar një kuvertë të përbashkët (Fig. 14, A). Fuqia dhe pajisjet ndihmëse të instalimit janë të vendosura në bykat e katamaranit, gjë që rriti zonën e punës. Kuverta është e pajisur me një shpim në formë A-je, një çikrik për shpimin me goditje, një vibrator, tubat e shtresës së jashtme, veglat e punës, një kasolle me rrota dhe katër çikrikë ankorimi.
Kryesor: 2. [74-77], 3.
Shtoni: 7.
Pyetjet e kontrollit:
1. Për çfarë synohen BS dhe deri në çfarë thellësie?
2. Projektimi i anijes së shpimit.
3. Një tipar dallues në hartimin e SSDR nga BS.
4. Çfarë përdoren për të mbajtur BS?
5. Cilat janë avantazhet e BS?
