Состав технологического процесса монтажа буровых вышек

Буровые вышки имеют высоту до 60 м. Как правило, их прихо­дится возводить в труднодоступных районах при отсутствии кра­нового оборудования. Поэтому эти сооружения чаще всего монти­руют в целом виде после предварительной сборки на земле в го­ризонтальном положении.

Наиболее распространен способ их монтажа поворотом вокруг шарнира в нижней опоре вышки с использованием монтажной («падающей») стрелы, а в качестве грузоподъемных средств — тракторных лебедок или вертолетов (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Монтаж буровых вышек:

а, б — поворотом «падающей» стрелой; в — поворотом двумя вертолетами; г — наращиванием; 1 — поворотный шарнир; 2 — тяговый канат; 3 — «падающая» стрела; 4 — полиспаст; 5 — якорь; 6 — направляющие уголки-ловители; 7 —блок

При таком способе установки необходимо учитывать следующие особенности:

· требуется устройство якорей на большие усилия;

· «падающая» стрела должна быть размером около 1/3 высоты вышки,

· строповку конструкции необходимо осуществлять несколько выше ее центра тяжести;

· для торможения конструкции в период ее подхода к положе­нию неустойчивого равновесия и предотвращения опрокидыва­ния вышка обязательно должна удерживаться страховочными ка­натами.

При использовании в качестве грузоподъемных средств вер­толетов поворот конструкции может быть осуществлен без уста­новки «падающей» стрелы. Этот способ требует меньшей подго­товки при производстве работ, но более высокой квалификации пилотов, особенно если подъем осуществляется двумя вертоле­тами.

Если отсутствуют условия для подъема вышки поворотом, то ее можно возводить методом блочного вертикального наращивания (см. рис. 11.7, г). Однако этот метод, как правило, является экономически менее выгодным и применяется только в исключи­тельных случаях.

Более сложные технические задачи возникают при установке буровых вышек на морских платформах, так как, во-первых, их монтаж осуществляется в открытом море на большой глубине, а во-вторых, они имеют большие размеры и массу в несколько со­тен тысяч тонн.

Конструктивно морская платформа состоит из трех основных частей: фундамента, несущей опоры и надводного сооружения в виде одной или нескольких палуб с буровым и эксплуатацион­ным оборудованием.

В качестве фундаментов используются сваи с донной плитой, выполняющей роль ростверка, и сваи-анкеры, к которым присо­единяются плавучие или полупогружные платформы. Сваи могут забиваться в донное основание или устраиваться набивным спо­собом.

Несущие опоры представляют собой решетчатые башни, труб­чатые стальные или железобетонные столбы. Надводные сооруже­ния служат для размещения оборудования и обслуживающего пер­сонала. Они составляются из стальных или железобетонных бло­ков (модулей), число которых в зависимости от размеров плат­формы может быть 14 и более.

По конструкции платформы могут быть каркасно-свайного, полупогружного, плавучего (гравитационного) и башенного типа.

Опоры каркасно-свайных платформ при изготов­лении оснащаются встроенными камерами плавучести. Сухой док, где изготавливается несущая конструкция платформы, заполня­ется водой. Конструкция всплывает и буксируется к месту уста­новки.

В местах установки опоры постепенно заполняются водным балластом, принимают вертикальное положение, а при увеличе­нии балластировки погружаются и устанавливаются на донную опорную плиту.

После выверки положения опор по углам забивают трубчатые стальные сваи, затем с помощью плавучего крана монтируют модули надводного строения.

Платформы полупогружного типа опираются на вертикальные стальные колонны с затопленными понтонами в основании и удерживаются на месте тяжелыми анкерами или струн­ными канатами, закрепленными на дне моря. Изменяя объем воды в затопленных понтонах, можно приподнимать или опускать ус­тановку. Чем ниже понтоны погружены в воду, тем менее уста­новка подвержена воздействию волн.

Плавучий корпус платформы собирают в сухом доке, выводят в глубокие воды, пригружают водной балластировкой и монтируют надстройки. Затем сооружение буксируют к месторасположению, присоединяют опоры к предварительно заложенным якорным сва­ям и, освобождая понтоны от балласта, натягивают опоры.

Платформы плавучего (гравитационного типа) имея большую массу, сохраняют свою устойчивость без специального прикрепления к морскому дну.

Сотовидное железобетонное основание платформы изготавли­вают в сухом доке и транспортируют по воде в защищенную глубоководную бухту, где четыре ячейки доращивают с помощью скользящей опалубим до получения железобетонных опорных ко­лонн. Для удобства ведения работ ячейки закрывают и пригружают водным балластом с таким расчетом, чтобы место выполне­ния бетонных работ все время было на одном уровне.

Параллельно с бетонированием собирают стальное надводное строение, устанавливают на понтоны и подводят к опорам. За счет увеличения водной балластировки понтонов строение устанавли­вается на колонны. Затем всю конструкцию в вертикальном поло­жении буксируют и устанавливают на требуемом месте.

После откачки воды закрытый сотовидный фундамент служит в качестве резервуаров для хранения нефти и дизельного топлива.

Платформы башенного типа) представляют собой стальные решетчатые башни, опирающиеся на дно и прикреп­ленные к нему сваями, анкерами и якорными канатами с пригру- зами. В условиях относительно спокойного моря пригрузы будут лежать на дне, натягивая канаты, а во время шторма они будут медленно подниматься, позволяя башне наклоняться в пределах 2 % от вертикального положения.

Башенные опоры собирают из плоских блоков на стапеле, пе­ремещают по нему на понтон и транспортируют по воде к месту установки. Там их с помощью плавучих кранов устанавливают на основание и закрепляют анкерами и растяжками.

В настоящее время около 1/3 мировой добычи нефти и газа приходится на скважины, обслуживаемые морскими платформа­ми, поэтому строительству этих сооружений в настоящее время уделяется большое внимание.