Морские энергетические плавучие платформы. Нефтяная платформа тролль

Новости и СМИ

Хотя количественные оценки экспертов относительно объема запасов морского сырья расходятся, тем не менее неоспоримым является тот факт, что многие из редко встречающихся на материке минералов в больших количествах растворены в морской воде, лежат на дне моря или покоятся под ним. Интенсивная добыча сырья из недр моря, прежде всего нефти и природного газа на континентальном шельфе, а также в полярных областях, началась только в последние годы. Первым этапом освоения морских месторождений нефти и газа является поисковое бурение в открытом море, которому предшествуют сейсмические исследования, проводимые с научно-исследовательских судов. Если поисковое бурение дает положительные результаты, то на следующем этапе осуществляется промысловое бурение. Независимо от вида бурения и типа бурового оборудования к месту проведения работ с материка необходимо доставлять большое количество материалов, топлива, пресной воды, а также рабочих. Причем объем и сроки доставки должны быть согласованы с графиком работы дорогостоящей буровой установки.

Добыча нефти и газа в море ведет к дальнейшей специализации судов снабжения

Для обеспечения этих перевозок потребовался целый ряд судов снабжения различных типов. Одну из групп образуют суда снабжения морских буровых платформ. Эти суда дедвейтом до 1000 т обеспечивают преимущественно доставку труб, топлива и пресной воды. Следующую группу составляют суда снабжения дедвейтом от 1000 до 3000 т, дополнительно оснащенные грузоподъемными средствами. Поскольку эти суда используют также для монтажных работ на морских буровых установках, грузоподъемность, вылет и высота подъема их крановых устройств должны быть весьма велики, так как для защиты от волн буровые платформы располагают на большой высоте (до 25 м) над уровнем моря. Эта же группа судов осуществляет снабжение специальных судов, занимающихся укладкой подводных трубопроводов. Постоянное пополнение труб на судах-трубоукладчиках является задачей крупных судов снабжения. Специальную группу образуют крановые суда. В отличие от обычных плавучих кранов, используемых для перевалки грузов в морских портах, крановые суда могут работать при сильном волнении. Эти суда дедвейтом до 3000 т предназначены в основном для монтажа морских буровых установок.

Морские буровые платформы

1 - стационарная платформа; 2 - погружная платформа; 3 - плавучая буровая установка; 4 - бурильное судно

В настоящее время в мире насчитывается более 2000 судов снабжения, что убедительно показывает растущее значение судов этого типа. Что касается самих морских буровых платформ, то выбор их типа зависит в первую очередь от глубины моря в месте бурения. Различают следующие типы платформ:

Стационарные буровые на сваях, которые можно применять только на небольших глубинах;

Самоподъемные платформы с выдвижными опорами-ногами, опирающимися о грунт во время бурения; по окончании буровых работ опоры поднимаются и платформа буксируется к новому месту работ; морские буровые платформы такого типа пригодны для эксплуатации при глубине примерно до 100 м;

Полупогружные платформы и буровые суда, сохраняющие стабилизированное положение во время бурения с помощью якорей либо специальных систем динамического удержания; они могут работать при глубине моря от 400 до 1500 м.

Добыча твердого минерального сырья со дна моря (слева направо): многочерпаковым земснарядом; землесосом; грейферным земснарядом; гидравлическим способом с помощью погружного насоса; длинным бесконечным канатом с черпаками; гидравлическим способом; гидропневматическим способом (эрлифтом)

Погружные и плавучие морские буровые платформы имеют очень большие размерения, что порождает многочисленные проблемы. Производственная площадь морских платформ уже достигла порядка 10 тыс. м2, а максимальный размер по высоте, включая буровую вышку, - 120 м. Подобные и даже большие габариты имеют платформы, предназначенные для сбора и передачи нефти, добытой из морских месторождений. Здесь выкристаллизовалось два варианта. В первом из них предусматривается применение легкой платформы или больших буев, связанных трубопроводом со скважиной на дне моря. Они служат также для размещения энергетической установки, питающей насосные агрегаты. Добытая нефть поступает на баржи, пришвартованные у пункта передачи нефти. Нефть отвозится либо на баржах с помощью буксиров-толкачей, либо на обычных танкерах. Во втором варианте предполагается использовать лежащие на дне моря нефтяные резервуары, которые будут обслуживаться, вероятно, подводными танкерами. Эти резервуары одновременно явятся фундаментом для расположенных над поверхностью моря электростанции и пункта передачи нефти. При небольшой глубине и малых расстояниях до материка нефть от морского нефтехранилища можно доставлять с помощью подводного нефтепровода. Наряду с описанными специальными транспортными средствами и буровыми установками, для которых термин «судно» уже нельзя счесть приемлемым, при освоении нефтяных и газовых месторождений на континентальном шельфе находит применение такое новое оборудование, как обитаемые подводные аппараты для проведения монтажных работ под водой, плавучие установки для сжижения природных газов, мощные морские буксиры, кабеле- и тросоукладчики, пожарные суда. Потребность в специальном оборудовании растет даже быстрее, чем число морских буровых платформ, в связи с освоением месторождений, расположенных далеко в море.

Большое внимание уделяется добыче минерального сырья с морского дна. В настоящее время в прибрежных районах добывают цинк, известняк, бариты и прежде всего гравий и песок. Много усилий прилагается для организации добычи находящихся на дне морей в больших количествах железомарганцевых конкреций, а также рудосодержащих илов и наносов. После завершившейся успехом американской экспедиции на научно-исследовательском судне «Челленджер» в 1973-1976 гг. - тогда удалось извлечь со дна Тихого океана первые марганцевые конкреции - появилось множество как неосуществимых, так и удачных проектов освоения этих громадных месторождений. Решающей в данном случае, независимо от вида разрабатываемого месторождения, является проблема подъема добытого сырья с больших глубин. С целью ее разрешения были предложены модификации хорошо зарекомендовавших себя на небольших глубинах многочерпаковых и грейферных земснарядов. По экономическим соображениям наиболее целесообразным представляется применение принципа многочерпакового земснаряда. В Японии проводятся опыты по использованию полипропиленового каната с прикрепленными к нему ковшами. При помощи этого бесконечного каната ковши, заполненные добытым сырьем, поднимаются на специальное судно. Затем ковши опускаются, волокутся по морскому дну, наполняются марганцевыми конкрециями и снова поднимаются на судно. Диаметр конкреций может достигать примерно 10 см. Очень перспективным представляется рефулерный способ, согласно которому добытое сырье во взвешенном состоянии будет подниматься вверх по вертикальной трубе, а несущей средой явится либо вода, либо водовоздушная смесь. Пока в качестве плавучих баз для добычи минеральных ресурсов используются переоборудованные суда. Но в будущем предполагается вести работы со специальных плавучих сооружений, подобных морским буровым платформам. В отличие от последних такие сооружения в процессе работы будут непрерывно передвигаться по строго намеченному пути. Их размеры будут существенно увеличены ввиду большей массы установленного на них оборудования. Энергоемкость подобного производства потребует мощных энергетических установок и больших запасов топлива. Именно поэтому здесь открываются широкие возможности для принятия нетрадиционных решений. Создание подобных комплексов по добыче морского минерального сырья, состоящих из добывающих и добывающе-перерабатывающих судов, судов снабжения, а также транспортных судов, явится важным полем деятельности судостроения и судоходства будущего.

О том, что запасы нефти есть не только на суше, но и под морским дном, известно довольно давно. Вот уже, считай, полвека существуют «Нефтяные камни» - промысел в Каспийском море. Сегодня нефтяные вышки появились и на других морях. Нефть добывают в Северном море, в Охотском, на Балтике...

На платформу можно попасть на вертолете или на катере. Семь миль от берега, и вот вы уже у цели. Остов искусственного острова, который издали казался сложенным из спичек, вблизи оказывается переплетением толстенных труб. Сорок восемь из них уходят в толщу воды и еще на полсотни метров - в дно. Эти ноги и держат все сооружение.

Сама платформа состоит из двух площадок, каждая из которых - в четверть футбольного поля. На одной площадке уходят в поднебесье фермы буровой вышки, другая представляет собой административно-жилую зону. Здесь с трех сторон по краям площадки стоят уютные домики, в которых разместились каюты бригадиров, прорабов и мастеров, а также красный уголок, столовая с кухней, бытовые помещения...

Подобные платформы могут иметь разную конструкцию. Ведь одно дело добывать нефть на южном Каспийском море, другое на мелководной Балтике, где платформу можно укрепить на дне, и третье - на севере или востоке страны. Здесь большие глубины, частые штормы, ледяные поля... В таких условиях гораздо лучше стационарных платформ - полупогружные. Их буксируют к месту бурения как большие баржи. Здесь они опускают вниз свои «ноги» - опоры. И опираясь ими в дно, платформа приподнимается над поверхностью моря с таким расчетом, чтобы волны ее не захлестывали. По окончании буровых работ такая платформа без особых хлопот может быть переведена в другой район.

Проектируются и строятся суда обеспечения морских нефтяных промыслов. В начале января 1987 г. в финском городе Турку спущено на воду уникальное судно «Трансшельф». Оно предназначено для транспортировки морских буровых самоподъемных установок.

Новый гигант длиной 173 метра и шириной 40 метров имеет ряд особенностей. Судно полупогружное, да и как иначе взгромоздить на палубу тысячетонные буровые платформы? «Трансшельф» набирает в танки забортную воду и с этим балластом погружается. Палуба площадью 5100 квадратных метров уходит на 9 метров под воду. Платформа затаскивается или заталкивается на борт. Балласт откачивается, и судно к походу готово.

«Трансшельф» - это еще и судоремонтный док с мощной судостроительной техникой. Управляется он с помощью бортовой ЭВМ, которая контролирует все эксплуатационные секторы сложного судового хозяйства, в том числе и размещение груза на палубе.

Еще один способ морского бурения - непосредственно со специализированного бурового судна. В предыдущих выпусках мы упоминали о «Челленджере», с борта которого вели глубинное бурение американцы. Но сейчас у нас есть возможность познакомиться с одним из таких судов поближе. Для этого, правда, придется отправиться на север, в город моряков и полярников Мурманск, а уж оттуда - дальше, знакомиться с особенностями бурения с плавучего основания и с людьми уникальной профессии - нефтяниками-акванавтами.

Итак, в путь.

Сюрпризы погоды в арктических морях непредсказуемы даже коротким полярным летом. Небольшой пассажирский пароходик с трудом раздвигает носом тяжелые свинцовые валы. Ветер срывает с волн грязно-серые клочья пены, и порою кажется, что именно из этой пены и состоят низкие косматые облака. Потом ветер неожиданно стих, и над морем повисла плотная пелена тумана. А когда она раздвинулась, мы увидели буровое судно «Виктор Муравленко» уже совсем рядом. Несмотря на качку, оно неподвижно стояло на месте, как будто его удерживала неведомая сила.

Немного погодя мы узнали, в чем тут секрет: судно стояло на месте, благодаря системе динамического позиционирования, носовым и кормовым подруливающим устройствам. Иначе и нельзя. Помните, как потеряли устье скважины американские геологоразведчики?

Экипаж в большинстве своем имеет вполне земные профессии: буровики, электрики, машинисты дизельных и газотурбинных силовых установок... Но есть все же в морском бурении и своя специфика, с какой не встретишься на суше.

При бурении в океане, например, приходится принимать специальные меры, в которых земные буровики просто не нуждаются. Здесь есть райзер - колонна стальных труб, тянущаяся от судна до дна. Толщина их стенок - около 20 миллиметров; таков необходимый запас прочности, чтобы предохранить буровой инструмент от воздействия окружающей среды. И наоборот - чтобы защитить океан от загрязнения нефтепродуктами.

Такие взаимоотношения людей и океана вполне рабочие, обыденные. А вот устройство под названием превентер рассчитано как раз на исключительные ситуации. Если говорить попросту, это пробка, которой можно быстро заткнуть скважину при аварийной ситуации, когда, скажем, ураган станет срывать буровое судно с намеченной точки. Но поскольку земные недра все-таки не термос, то и превентер значительно сложнее обыкновенной пробки. Судите сами: длина этого устройства 18 метров, а весит оно без малого 150 тонн!

Когда шторм закончится, вернуться на то же самое место с точностью до сантиметров буровому судну помогут сверхточные навигационные приборы. Превентер поднимут на борт, и буровые работы будут продолжены.

Приборам доверена большая часть подводных операций. Они «прощупывают» и «прослушивают» дно моря, где должна быть заложена скважина, потом обследуют саму скважину... И кажется, чем могут помочь сверхбыстрым электронным приборам, могучим стальным механизмам слабые человеческие руки? Да еще там, на большой глубине, где царят тьма и огромные давления?..

Но представьте себе ситуацию: где-то в глубине откажут вдруг те самые сверхразумные и сверхточные датчики, которые позволяют судну с такой точностью находить свое место. Что делать?.. Тут уж не люди от приборов, а приборы от людей будут ждать помощи. И эта помощь обязательно придет.

Спуск под воду водолазы глубоководники начинают, еще находясь на судне. Они читают, слушают музыку, смотрят видеофильмы совсем рядом с другими членами экипажа, и в то же время как бы на морском дне! Во всяком случае, давление в барокамере, где они находятся - такое же. Это сделано не случайно.

Чтобы подняться с двухсотметровой глубины на поверхность, водолазам физически надо всего несколько минут. А вот, чтобы привыкнуть к смене «климата», порой - несколько суток. Поэтому на протяжении всей вахты они дышат гелиокислородной смесью под строго определенным давлением и даже во время сна находятся под присмотром врачей - специалистов по физиологии глубоководных погружений. Иначе нельзя. Если на глубине люди будут дышать газовой смесью при обычном давлении, океан их попросту раздавит. Поэтому давлению снаружи надо противопоставить давление изнутри. Если при поднятии вверх резко сбросить давление, неизбежна кессонная болезнь, резкие перепады давлений могут привести к тяжелым травмам легких.

Поэтому во время рабочего цикла акванавты все время находятся в мире высоких давлений. А вверх-вниз перемещаются с помощью особого лифта - водолазного колокола. Эта кабина, открытая снизу. Воде не дает проникнуть внутрь давление газовой смеси. Таким образом, прибыв на морское дно, акванавт может тотчас выйти в воду без особых затруднений. Покинув колокол, он работает под водой, а дыхание, тепло и связь осуществляются через пуповину шланг-кабеля.

За акванавтами с поверхности моря следят приборы, врачи и коллеги. И все же, прежде всего они сами ведут диалог с океаном. Они - это «тройка»: оператор колокола, номер первый и номер второй. Они понимают друг друга с полуслова, а порой даже без слов. Они работают вместе столь же согласованно, как пальцы одной руки.

Шаг за шагом, не торопясь, как будто медленно, а на самом деле - в хорошем рабочем темпе, сообщая наверх о каждом своем движении, терпеливо дожидаясь следующей команды, люди внимательно осматривают узлы буровой установки, проверяют датчики системы позиционирования... Словом, работают.

Впрочем, эти водолазы работают точно так же, как, например, при подъеме затонувших судов, по давно известной технологии. В то же время развитие морской добычи нефти и газа привело к появлению новых профессий. Поскольку 80% водолазных работ на морских месторождениях составляют осмотр, техническое обслуживание и ремонт, большим спросом пользуются водолазы-осмотрщики. В колледже подводно-технических работ - коммерческой школе водолазов, расположенной в гавани Лос-Анджелеса, с 1982 года организован курс подготовки водолазов к проведению осмотров и неразрушающего контроля подводного оборудования. Этот курс официально одобрен и Британским агентством аттестации персонала, проводящего контроль сварных соединений.

В обязанности водолаза-осмотрщика входят визуальный контроль сварных соединений, подводная фотография и видеозапись (первая ступень подготовки); ультразвуковой и магнитный неразрушающий контроль сварных соединений (вторая ступень).

Это специалисты высокого класса. Прежде чем подать заявление о сдаче экзаменов на вторую ступень, водолазу необходимо не менее года проработать с квалификацией первой ступени. Его суммарное время выполнения визуального контроля под водой должно составить не менее 30 часов.

После прохождения второй части курса водолаз допускается к выполнению работ на месторождениях.

Как представителям большинства современных профессий, осмотрщикам приходится работать со сложной аппаратурой. Здесь и ультразвуковой детектор повреждений со встроенным осциллографом, и установка для магнитного контроля, и даже комбинированная система, включающая полиэкранную ультразвуковую аппаратуру и дисплей.

Мы видим, что кроме завидного здоровья, современному буровику-водолазу нужна куча технических знаний. Ведь от его работы зависит сохранность немыслимо дорогого сооружения. Платформа для бурения на шельфе со 100-метровой глубиной стоит столько же, что и супертанкер грузоподъемностью 200 000 тонн. А вообще стоимость платформ растет с рабочей глубиной шельфа в геометрической прогрессии.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 6 минут

А А

Особенности морской добычи нефти и газа

Морская и газа, так же как извлечение других трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья (к примеру, разработка ), по прогнозам многих специалистов с течением времени станет преобладать, а затем и вовсе вытеснит добычу этих энергоресурсов на месторождениях традиционного вида, поскольку такие залежи уже сейчас серьезно истощены, а в не таком уж и далеком будущем будут совсем исчерпаны.

Нефть в море добывается главным образом с использованием весьма дорогостоящих и трудозатратных технологий, применяя при этом очень сложные технические сооружения, которые называются нефтяными платформами. О том, как добывают «черное золото» с морского и океанского дна, и пойдет речь в этой статье.

Постепенное истощение запасов углеводородов на традиционных месторождениях, расположенных на суше, с одной стороны, и наличие на морских и океанских шельфах огромных запасов этих энергоресурсов, с другой, привели к тому, что ведущие нефтедобывающие компании усилили работу по освоению морских промыслов. Первым и главным толчком к развитию этого сегмента нефтедобычи послужило введенное странами ОПЕК в период арабо-израильского конфликта нефтяное эмбарго, в 70-е годы прошлого столетия.

Подавляющее большинство специалистов сходятся во мнении, что предполагаемые запасы углеводородного сырья, расположенные в осадочных породах морского и океанского дна, составляют 70 процентов от всех имеющихся на планете запасов этих полезных ископаемых, что в количественном выражении составляется несколько сотен миллиардов тонн. Из всего этого количества около 60-ти процентов залежей расположены на шельфовых участках.

На данный момент из четырёхсот разведанных мировых нефтегазоносных бассейнов 50 процентов расположены не только на суше, но также захватывают шельфы близлежащих морей и океанов. В настоящее время активные разработки в мировом океане обхватывают примерно 350-т морских нефтяных месторождений, разбросанных по всему земному шару. Все эти месторождения относятся к шельфовым, а большая часть добычи ведется на глубинах, не превышающих 200 метров.

Современное развитие добывающих технологий делает разработку морских нефтяных и газовых залежей весьма затратным и технически сложным делом. Кроме того, такая добыча сопряжена с высокими рисками, связанными с внешними неблагоприятными факторами.

Эффективной и спокойной работе морских нефтяных платформ часто мешают высокая сейсмичность, наличие в северных широтах айсбергов и дрейфующих ледовых полей, сильные подводные течения, большие глубины, а также разного рода природные катаклизмы – смерчи, ураганы, подводные землетрясения и цунами.

Помимо перечисленных неблагоприятных факторов, бурному росту объемов морской нефтедобычи препятствует большая капиталоемкость обустройства таких промыслов (дороговизна оборудования, сложность и высокая стоимость платформ и так далее). Кроме того, суммы эксплуатационных расходов постоянно растут по мере увеличения глубины добычи, при которой повышается твёрдость и толщина пробуриваемых пород.

Также на эти затраты влияет удалённость промысла от берега и сложные донные рельефы на участках от берега до места добычи, по которым прокладываются трубопроводы. Много денег вкладывается в обеспечение безопасности работы платформы и предотвращение утечек в воды океана добываемого сырья.

стоимость только самой буровой платформы, рассчитанной для эксплуатации на глубине до 45-ти метров, начинается от двух миллионов долларов США;
оборудование, которое может работать на глубинах до 320-ти метров, обойдется добывающей компании уже в 30 миллионов долларов;
средняя стоимость обустройства эксплуатационного основания для глубоководной нефтедобычи в акватории Мексиканского залива составляет 113 миллионов долларов США.

Далее идут эксплуатационные расходы. Так, эксплуатация нефтяной передвижной платформы на глубине пятнадцати метров стоит шестнадцать тысяч долларов США в сутки. При повышении глубины до сорока метров эта сумма вырастает до 21-ой тысячи. Если используется платформа самоходного типа, то её эксплуатация на глубине от 30-ти до 180-ти метров обходится в 1,5 – 7 миллионов долларов (в зависимости от глубины).

Такие высокие первоначальные и эксплуатационные расходы на разработку морских месторождений оправданы только в тех случаях, когда запасы таких месторождений отличаются большими, а лучше громадными объемами.

Также необходимо учитывать тот факт, что затратность нефтедобычи напрямую зависит от географического расположения таких месторождений.

К примеру, средняя стоимость работ, связанных с разведкой месторождения в акватории Персидского залива, составляет около 4-х миллионов долларов, на шельфе Индонезии эта сумма составляет 5 миллионов, а в акватории Северного моря эти затраты возрастают до 11-ти миллионов долларов США.

Кроме того, лицензии на разработку морских месторождений тоже стоят совсем недешево – почти в два раза дороже, чем лицензия на разработку сухопутного промысла.

Нефтяные платформы. Разновидности и особенности устройства

Основная добыча нефти из месторождений, расположенных в Мировом океане, производится при помощи специальных технологических сооружений, называемых нефтяными платформами.

Это сложные и дорогостоящие инженерные комплексы, которые позволяют проводить как само бурение, так и непосредственную добычу углеводородов из горных пород морского дна.

Первой нефтяной платформой, которая была использована в прибрежных морских водах, была платформа, запущенная в 1938-ом году вблизи побережья штата Луизиана (Соединенные Штаты Америки).

Первая в мире именно морская добывающая платформа называлась «Нефтяные Камни». Её ввели в эксплуатацию в 1949-ом году на азербайджанском шельфе Каспийского моря.

Нефтедобывающие морские платформы бывают следующих типов:

стационарного;
свободно закреплённого;
полупогружного (подтипы разведочный, буровой и добывающий);
самоподъёмного бурового;
тип с растянутыми опорами;
тип плавучие нефтехранилища.

Стоит сказать, что различные типы таких платформ могут как относиться к какому-либо конкретному виду, так и быть комбинированными.

Выбор конкретного типа морской платформы производится с учетом конкретных задач, выполнение которых она должна обеспечивать, а также с учетом особенностей конкретного месторождения. Поэтому говорить о существовании каких-либо типовых платформ, производство которых можно было бы поставить на поток, не приходится.

Конструкция самой нефтяной платформы представляет собой четыре основных элемента:

Корпус представляет собой треугольный или четырёхугольный понтон, который опирается на шесть колонн. На плаву вся конструкция держится за счёт того, что сам понтон наполнен воздухом.

Палуба предназначена для размещения бурильных труб, подъёмных кранов и механизмов, а также вертолётной площадки.

Буровая вышка, как понятно из названия, предназначена для опускания бурового инструмента на морское дно и его обратный подъем в случае возникновения такой необходимости.

Якорная система удерживает весь технологический комплекс на месте. Она состоит из девяти лебёдок, расположенных на бортах платформы, системы стальных тросов и крепящихся к ним якорей. Вес одного якоря может достигать 13-ти тонн.

Типы нефтедобывающих морских платформ

Стабилизацию современных нефтяные платформ в заданном месте в настоящее время обеспечивают не только сваи и якоря, но и применение передовых технологий позиционирования. Платформа может оставаться заякоренной в одной и той же точке в течение нескольких лет, и все это время она должна выдерживать переменчивые морские погодные условия.

Работу бура, выполняющего разрушение донных пород, контролируют специальные подводные роботы. Бур собирается из отдельных стальных трубных секций, длина каждой из которых – 28-мь метров. Современные буры обладают широким спектром своих возможностей. Например, бур, используемый на платформе EVA-4000, может состоять из трёхсот трубных секций, что позволяет проводить бурение на глубину до 9,5 километров.

Строительство буровой платформы заключается в доставке на место предполагаемой добычи и последующего затопления основания плавучей конструкции. На этот своеобразном «фундаменте» затем надстраивают остальные необходимые компоненты.

Изначально такие платформы изготавливались при помощи сварки решетчатых башен, имеющих форму усеченной пирамиды, из металлических труб и профилей, которые затем намертво прибивали сваями к морскому или океанскому дну. На таких конструкциях впоследствии устанавливалось необходимое буровое или эксплуатационное оборудование.

Когда появилась необходимость разработки месторождений, расположенных в северных широтах, потребовались ледостойкие платформы. Это привело к тому, что инженерами были разработаны проекты сооружения кессонных оснований, фактически представляющих собой искусственные острова. Сам такой кессон заполняют балластом, в качестве которого, как правило, выступает песок. Ко дну моря такое основание прижимается под действием своего собственного веса, на который действуют силы гравитации.

Однако, со временем размеры морских плавучих сооружений стали увеличиваться, что вызывало необходимость пересмотреть особенности их конструкций. В связи с этим, разработчиками американской компании Kerr-McGee был создан проект плавучего объекта, имеющего форму навигационной вехи. Сама конструкция является цилиндром, нижняя часть которого заполнена балластом.

Днище этого цилиндра ко дню крепится с помощью специальных донных анкеров. Такое техническое решение дало возможность строительства достаточно надёжных платформ воистину гигантских размеров, которые используются для добычи нефтяного и газового сырья на сверхбольшой глубине.

Справедливости ради стоит сказать, что каких-либо принципиальных отличий между процессом извлечения углеводородного сырья и его последующей отгрузки между добывающими скважинами морского и сухопутного типа нет.

Например, основные элементы стационарной морской платформы совпадают с основными элементами сухопутного промысла.

Главная особенность морской буровой – это, в первую очередь, автономность её работы.

Чтобы достичь такой автономности, морские буровые установки оборудуют очень мощными электрическими генераторами, а также опреснителями морской воды. Запасы на удаленных от берега платформах возобновляются с помощью обслуживающих судов.

Также применение морского транспорта необходимо для доставки всей конструкции к месту добычи, в случае проведения спасательных и противопожарных мероприятий. Транспортировка добытого с морского дна сырья осуществляется посредством донных трубопроводов, а также с помощью танкерного флота или через плавающие нефтехранилища.

Современные технологии в случае, если место добычи расположено неподалеку от побережья, предусматривают бурение наклонно-направленных скважин.

В случае необходимости этот технологический процесс предусматривает применение передовых разработок, позволяющих дистанционно управлять буровыми процессами, чем обеспечивается высокая точность проводимых работ. Такие системы предоставляют оператору возможность отдавать буровому оборудованию команды даже с расстояния нескольких километров.

Глубины добычи на морском шельфе, как правило, находятся в пределах двухсот метров, в отдельных случаях достигая значения в полкилометра. Применение той или иной буровой технологии напрямую зависит от глубины залегания продуктивного слоя и удалённости места добычи от берега.

На участках мелководья, как правило, возводят укреплённые основания, представляющие собой искусственные острова, на которых впоследствии монтируется бурильное оборудование. В некоторых случаях на мелководье применяется технология, предусматривающая ограждение участка добычи системой дамб, что дает возможность получить огороженный котлован, из которого затем можно откачать воду.

В случаях, когда от места разработки до берега – сотня или более километров, без использования плавучей нефтяной платформы уже никак не обойтись. Самыми простыми по своей конструкции являются платформы стационарного типа, однако их можно применять только при глубине добычи несколько десятков метров, поскольку на таком мелководье есть возможность закрепить стационарную конструкцию при помощи свай или бетонных блоков.

Начиная с глубин около 80-ти метров, начинается использование плавучих платформ, оборудованных опорами. На участках с большими глубинами (до 200 метров) закрепить платформу уже становится проблематично, поэтому в таких случаях используются буровые установки полупогружного типа.

На месте такие платформы удерживаются с помощью якорных систем и систем позиционирования, которые представляют собой целый комплекс подводных двигателей и якорей. Бурение на сверхбольших глубинах осуществляется с помощью специализированных буровых судов.

При обустройстве морских скважин применяется как одиночный, так и кустовой методы. В последние годы стали практиковать применение так называемых передвижных буровых оснований. Сам процесс морского бурения выполняется при помощи райзеров, которые представляют собой опускаемые до самого дна трубные колонны больших диаметров.

После того, как процесс бурения заканчивается, на дно ставится многотонный превентор, который представляет собой противовыбросную систему, а также устьевая арматура. Все это дает возможность предотвратить утечки добываемого сырья из пробуренной скважины в открытые воды. Кроме того, обязательно устанавливается и запускается контрольно-измерительное оборудование, следящее за текущим состоянием скважины. Сам подъем нефти на поверхность производится при помощи системы гибких шлангов.

Как становится понятно, сложность и высокий уровень технологичности процессов по освоению морских месторождений – очевидны (даже без углубления в технические детали таких процессов). В связи с этим возникает вопрос: «Является ли такая сложная и затратная нефтедобыча целесообразной?» Однозначно – да. Здесь основными факторами, говорящими в её пользу, являются постоянно растущий спрос на нефтепродукты при постепенном истощении сухопутных месторождений. Все это перевешивает затратность и сложность такой добычи полезных ископаемых, поскольку сырье востребовано и окупает затраты на свою добычу.

В настоящее время Россия и некоторые азиатские страны в ближайшем будущем планируют нарастить мощности в морской добыче углеводородов. И обусловлено это чисто практической стороной вопроса, поскольку многие российские месторождения имеют высокую степень выработанности, и пока они приносят доход, необходимо обустройство альтернативных месторождений с большими запасами сырья, чтобы впоследствии безболезненно перейти на морскую добычу.

Несмотря на существующие технологические проблемы, высокие трудозатраты и большие капитальные вложения, извлеченная с морского и океанского дна нефть уже сейчас является конкурентоспособным товаром и прочно занимает свою нишу на мировом рынке углеводородного сырья.

Самой большой нефтяной платформой в мире считается размещенная в Северном море норвежская платформа под названием «Тролл-А». Её высота составляет 472 метра, а общая масса – 656 тысяч тонн.

В Соединенных Штатах датой начала американской морской нефтедобычи считают 1896-ой год, а её основателем – калифорнийского нефтяника по фамилии Уильямс, который уже в те годы бурил скважины, используя построенную им собственноручно насыпь.

В 1949-ом году на расстоянии 42 километра от Апшеронского полуострова, на металлических эстакадах, которые были возведены для нефтедобычи со дна Каспийского моря, построили целый поселок, который был назван «Нефтяные Камни». В этом поселке обслуживающие работу промысла люди жили по нескольку недель. Эта эстакада (Нефтяные Камни) даже появилась в одном из фильмов «Бондианы», который назывался «И целого мира мало».

С появлением плавучих буровых платформ появилась необходимость обслуживания их подводного оборудования. В связи с этим стало активно развиваться глубоководное водолазное оборудование.

Для быстрой герметизации нефтяной скважины в случае возникновения аварийных ситуаций (к примеру, если шторм бушует такой силы, что буровое судно на месте удержать не удается), используется превентер, который представляет собой своеобразную пробку. Длина такой «пробочки» может доходить до 18-ти метров, а весить такой превентер может до 150-ти тонн.

Основным побудительным мотивом к развитию морской нефтедобычи стал мировой нефтяной кризис 70-х годов прошлого столетия, спровоцированный эмбарго, наложенным странами ОПЕК на поставку черного золота западным странам. Такие ограничения вынудили американские и европейские нефтяные компании искать альтернативные источники нефтяного сырья. Кроме этого, освоение шельфа стало вестись более активно с появлением новых технологий, которые уже в то время позволяли производить морское бурение на больших глубинах.

Самая большая в мире морская буровая платформа Troll

Начало разработке шельфа Северного моря было положено в момент открытия у голландского побережья газового месторождения под названием Гронинген (1959-ый год). Интересно, что название этого месторождения привело к появлению нового экономического термина – эффект Гронингена (по-другому – «голландская болезнь»). Суть этого термина с экономической точки зрения – значительное удорожание национальной валюты, которое произошло из-за резкого увеличения объемов экспортных поставок газа, что крайне негативно отразилось на прочих отраслях экономики, связанной с экспортно-импортными операциями.

Нет соответствующих видео

Добыча полезных ископаемых ведется с помощью специальных инженерных сооружений - буровых платформ. Они обеспечивают нужные условия для того, чтобы велись разработки. Буровая платформа может обустраиваться на разной глубине - это зависит от того, насколько глубоко залегают и газа.

Бурение на суше

Нефть залегает не только на суше, но и в континентальном шлейфе, который окружен водой. Именно поэтому некоторые установки оснащаются специальными элементами, благодаря которым они держатся на воде. Такая буровая платформа - это монолитное сооружение, которое выступает как опора для остальных элементов. Монтаж конструкции выполняется в несколько этапов:

сначала бурится тестовая скважина, что нужно для определения нахождения месторождения; если есть перспектива разработки конкретной зоны, то выполняются дальнейшие работы;
подготавливается площадка для буровой установки: для этого окружающая территория максимально выравнивается;
заливается фундамент, особенно если вышка имеет большой вес;
на подготовленной основе собирается буровая башня и остальные ее элементы.

Методы определения месторождения

Буровые платформы - основные сооружения, на основе которых ведутся разработки нефти и газа как на суше, так и на воде. Строительство буровых платформ ведется только после того, как определено наличие нефти и газа в конкретном регионе. Для этого бурится скважина разными методами: вращательным, роторным, турбинным, объемным, винтовым и многими другими.

Наиболее распространен роторный метод: при его использовании внутрь породы проводится вращающееся долото. Популярность данной технологии объясняется возможностью бурения выдерживать значительные нагрузки в течение длительного времени.

Нагрузки на платформы

Буровая платформа может быть самой разной по конструкции, но возводиться она должна грамотно, в первую очередь с учетом показателей безопасности. Если о них не позаботиться, последствия могут быть серьезными. Например, из-за неправильных расчетов установка может просто разрушиться, что приведет не только к потерям финансов, но и к гибели людей. Все нагрузки, которые действуют на установки, бывают:

Постоянными: под ними подразумевают силы, действующие на всем протяжении эксплуатации платформы. Это и вес самих конструкций над установкой, и сопротивление воды, если речь идет о морских платформах.
Временными: такие нагрузки воздействуют на конструкцию в определенных условиях. Только во время запуска установки наблюдается сильная вибрация.

В нашей стране разработаны разные виды буровых платформ. На сегодняшний день на российском шлейфе работают 8 стационарных добычных систем.

Надводные платформы

Нефть может залегать не только на суше, но и под толщей воды. Чтобы добывать ее в таких условиях, применяются буровые платформы, которые ставятся на плавучие сооружения. В качестве плавательных средств в этом случае используются понтоны, самоходные баржи - это зависит от специфических особенностей разработки нефти. Морские буровые платформы имеют определенные конструктивные особенности, поэтому могут держаться на воде. В зависимости от того, какова глубина нефти или газа, используются разные буровые установки.

Около 30% нефти добывается именно с морских месторождений, поэтому все чаще возводятся скважины именно на воде. Чаще всего делается это на мелководье с помощью фиксирования свай и установки на них платформ, вышек, нужного оборудования. Для бурения скважин на глубоководных участках используются плавучие платформы. В некоторых случаях выполняется сухое бурение скважин на воду, что целесообразно для неглубоких проемов до 80 м.

Плавучая платформа

Плавучие платформы устанавливаются на глубину 2-150 м и могут применяться в разных условиях. Такие конструкции могут быть компактных размеров и работать в небольших реках, а могут устанавливаться и в открытом море. Плавучая буровая платформа - это выгодное сооружение, так как даже при небольших размерах она может выкачать большой объем нефти или газа. А это дает возможность экономить на затратах на транспорт. Такая платформа проводит в море несколько дней, затем возвращается на базу, чтобы опустошить резервуары.

Стационарная платформа

Стационарная морская буровая платформа представляет собой сооружение, которое состоит из верхнего строения и опорного основания. Оно фиксируется в грунте. Конструктивные особенности таких систем разные, поэтому выделяются следующие виды стационарных установок:

гравитационные: устойчивость этих сооружений обеспечивается собственным весом конструкции и весом принимаемого балласта;
свайные: они обретают устойчивость за счет забитых в грунт свай;
мачтовые: устойчивость этих конструкций обеспечивается оттяжками или нужным объемом плавучести.

В зависимости от того, на какой глубине ведутся разработки нефти и газа, все стационарные платформы делятся на несколько видов:

глубоководные на колоннах: основание таких установок соприкасается с дном акватории, а в качестве опор используются колонны;
мелководные платформы на колоннах: они имеют такое же строение, как и глубоководные системы;
конструкционный остров: такая платформа стоит на металлическом основании;
монопод - это мелководная платформа на одной опоре, выполняется в виде башенного типа и имеет вертикальные или наклонные стенки.

Именно на фиксированные платформы приходятся основные добывающие мощности, так как они более выгодны в экономическом плане и более просты в монтаже и эксплуатации. В упрощенном варианте такие установки имеют стальное каркасное основание, которое выступает как несущая конструкция. Но использовать стационарные платформы нужно с учетом статичности и глубины воды в районе бурения.

Установки, в которых основание выполнено из железобетона, укладываются на дно. Они не нуждаются в дополнительных креплениях. Такие системы применяются на мелководных месторождениях.

Буровая баржа

На море выполняется посредством мобильных установок следующих видов: самоподъемных, полупогружных, буровых судов и барж. Баржи применяются на мелководных месторождениях, причем существует несколько видов барж, которые могут работать на самой разной глубине: от 4 м до 5000 м.

Буровая платформа в виде баржи используется на начальных этапах разработки месторождений, когда нужно бурить скважины на мелководье или защищенных участках. Такие установки применяются в устьях рек, озер, болот, каналов на глубине 2-5 м. Такие баржи в большинстве своем несамоходные, поэтому с их помощью нельзя проводить работы в открытом море.

Буровая баржа имеет три основных составляющих: подводный погружной понтон, который устанавливается на дно, надводную платформу с рабочей палубой и конструкцию, которая соединяет эти две части.

Самоподъемная платформа

Самоподъемные буровые платформы похожи на буровые баржи, но первые более модернизированные и совершенные. Они поднимаются на мачтах-домкратах, которые опираются на дно.

Конструктивно такие установки состоят из 3-5 опор с башмаками, которые опускаются и вдавливаются в дно на время проведения буровых работ. Такие конструкции могут ставиться на якоря, но опоры - более безопасный режим эксплуатации, так как корпус установки не касается поверхности воды. Самоподъемная плавучая платформа может работать на глубине до 150 м.

Данный вид установки возвышается над поверхностью моря благодаря колоннам, которые опираются на грунт. Верхняя палуба понтона - это место, где монтируется необходимое технологическое оборудование. Все самоподъемные системы отличаются формой понтона, количеством опорных колонн, формой их сечения и конструктивными особенностями. В большинстве случаев понтон имеет треугольную, прямоугольную форму. Количество колонн - 3-4, но в ранних проектах системы создавались на 8 колоннах. Сама буровая вышка или располагается на верхней палубе, или выдвигается за корму.

Буровое судно

Эти буровые установки являются самоходными и не требуют буксировки на участок, где проводятся работы. Проектирование таких систем выполняется специально для установки на небольшой глубине, поэтому они не отличаются устойчивостью. Буровые суда используются при разведке нефти и газа на глубине 200-3000 м и глубже. На такое судно ставится буровая вышка, а бурение выполняется непосредственно через технологическое отверстие в самой палубе.

При этом судно оснащается всем необходимым оборудованием, чтобы можно было управлять им при любых погодных условиях. Якорная система позволяет обеспечить должный уровень устойчивости на воде. Добытая нефть после очищения хранится в специальных резервуарах в корпусе, а затем перегружается в грузовые танкеры.

Полупогружная установка

Полупогружная нефтяная буровая платформа - одна из популярных буровых установок на море, так как она может эксплуатироваться на глубине свыше 1500 м. Плавучие конструкции могут погружаться на значительную глубину. Установка дополнена вертикальными и наклонными раскосами и колоннами, которые обеспечивают устойчивость всего сооружения.

Верхний корпус таких систем - это жилые помещения, которые оборудованы по последнему слову техники и имеют нужные запасы. Популярность полупогружных установок объясняется разнообразными вариантами архитектурных решений. Они зависят от количества понтонов.

Полупогружные установки имеют 3 вида осадки: бурение, режим штормового отстоя и переход. Плавучесть системы обеспечивается опорами, которые к тому же позволяют установке сохранять вертикальное положение. Отметим, что работа на буровых платформах России оплачивается высоко, однако для этого нужно иметь не только соответствующее образование, но и большой опыт работы.

Выводы

Таким образом, буровая платформа - это модернизированная система разного типа, которая может бурить скважины на различной глубине. Конструкции широко применяются в нефте- и газодобывающей промышленности. Перед каждой установкой ставится конкретная задача, поэтому они отличаются и конструктивными особенностями, и функциональностью, и объемом переработки, и транспортировкой ресурсов.

нефтяной платформы в Каспийском море.

Хоть платформа и стоит почти в центре Каспия, глубина здесь всего 12 метров. Вода прозрачная и дно хорошо просматривается с вертолета.

Данная буровая начала качать нефть чуть меньше года назад 28 апреля 2010 года и рассчитана на 30 лет эксплуатации.

Она состоит из двух частей, соединенных между собой 74-метровым мостом:

В жилом блоке, размером 30 на 30 метров, живут 118 человек. Работают в 2 смены по 12 часов в день. Вахта длится 2 недели. Купаться и рыбачить с платформы строго запрещено, также как и выкидывать за борт любой мусор. Курить можно только в одном месте в жилом блоке. За выкинутый в море бычок тут же увольняют:

Жилой блок называется ЛСП2 (Ледостойкая Стационаная Платформа), а основная буровая - ЛСП1:

Ледостойкой она называется, потому что зимой море покрывается льдом и она рассчитана ему противостоять. Шланг, который вы видите на фотографии - это морская вода, которую использовали для охлаждения. Ее забрали из моря, прогнали через трубы и вернули обратно. Платформа построена по принципу нулевого сброса:

Вокруг платформы постоянно курсирует судно обеспечения, способное принять на борт всех людей в случае аварии:

Рабочих на станцию доставляют вертолетом. Лететь час:

Перед полетом все проходят инструктаж, а летят в спасательных жилетах. Если вода холодная, то еще и гидрокостюмы заставляют надевать:

Как только вертолет приземляется, на него направляют 2 брандспойта - пожаров здесь очень боятся:

Прежде чем попасть на платформу, все прилетевшие проходят обязательный инструктаж по технике безопасности. Для нас провели расширенный инструктаж, так как мы попали на платформу впервые:

Передвигаться по ЛСП1 можно только в касках, рабочих ботинках и куртках, а вот в жилом блоке можно ходить хоть в домашних тапочках, что многие и делают:

Морская платформа - объект повышенной опасности, и безопасности здесь уделяют очень много внимания:

На жилом блоке и на ЛСП 1 есть спасательные шлюпки, каждая из которых вмещает по 61 человеку. Таких шлюпок 4 на жилой ЛСП2 и 2 на ЛСП1, то есть все 118 человек смогут спокойно поместиться на спасательные средства - это вам не Титаник:

Пассажиров с корабля поднимают на специальном "лифте", вмещающем 4 человека одновременно:

В каждой комнате на каждой палубе есть указатели направления эвакуации - красные стрелки на полу:

Все провода аккуратно убраны, низкие потолки или ступеньки обозначены красно-белой полосатой маркировкой:

В конце нашей экскурсии я узнал, что эту платформу полностью построили у нас. Я был удивлен, так как был уверен, что она "иномарка" - совком здесь и не пахнет. Все сделано очень аккуратно и из качественных материалов:

По ЛСП2 нас водил сам капитан. Платформа-то морская, и главный здесь, как и на корабле, капитан:

В жилом блоке есть дублирующий ЦПУ (Центральный Пульт Управления). Вообще, все управление дОбычей (нефтяники ставят ударение на О), ведется с другого пульта управления, расположенного на ЛСП1, а этот используется как резервный:

Из окна резервного пульта хорошо видно рабочий блок:

Кабинет капитана, а за дверью слева его спальня:

Покрывала на кроватях и цветное постельное белье - единственное, что диссонирует с европеидным обликом буровой:

Все каюты были открыты, хотя их хозяева находились на смене. Воровства на платформе нет, и двери никто не закрывает:

Каждая каюта оборудована своим санузлом с душевой кабиной:

Кабинет инженеров:

Врач платформы. В основном сидит без дела:

Местный лазарет. Вертолет прилетает не каждый день, и в "случае чего" больной может отлежаться здесь под присмотром врача:

На платформе работает много девушек:

Перед столовой все моют руки:

В столовой было 4 варианта обеда на выбор:

Я выбрал треугольные пельмени "Прощай диета":

Запас еды и воды позволяет платформе автономно существовать в течение 15 дней. Алкоголь строжайше запрещен, так как в случае аварийной ситуации все люди должны быть в адекватном состоянии.

Все управление Морской Ледостойкой Стационарной Платформой (МЛСП) происходит с Центрального Пульта Управления (ЦПУ):

Вся платформа нашпигована датчиками, и даже если где-то в неположенном месте рабочий закурит сигарету, об этом сразу будут знать в ЦПУ и, чуть позже, в отделе кадров, который подготовит приказ об увольнении этого умника еще до того, как вертолет доставит его на большую землю:

Верхняя палуба называется Трубной. Здесь собирают свечи из 2-3 бурильных труб и отсюда же управляют процессом бурения:

Трубная палуба - единственное место на буровой, где есть хоть какой-то намек на грязь. Все остальные места на платформе надраены до блеска.

Большой серый круг справа - это новая скважина, которую в данный момент бурят. На бурение каждой скважины уходит около 2 месяцев:

Главный бурильщик. У него кресло на колесиках с 4 мониторами, джойстиком и разными другими клевыми штуками. Из этого чудо-кресла он управляет процессом бурения:

Насосы, качающие буровой раствор под давлением в 150 атмосфер. На платформе 2 рабочих насоса и 1 запасной (о том, зачем они нужны и о назначении других устройств, читай в статье о том, как добывают нефть):

Шарошка - долото. Именно она находится на острие бурильной колонны:

С помощью бурового раствора, нагнетаемого насосами с предыдущей фотографии, крутятся эти зубья, а выгрызанная порода уносится наверх с отработанным буровым раствором:

На данный момент на этой буровой платформе уже работает 3 нефтяных, 1 газовая и 1 водяная скважины. Еще одна скважина находится в процессе бурения.

Единовременно можно бурить всего одну скважину, а всего их будет 27. Каждая скважина от 2,5 до 7 километров длинной (не глубиной). Нефтяной пласт залегает на 1300 метрах под землей, так что все скважины горизонтальные и как щупальца расходятся от буровой:

Дебит скважин (то есть, сколько нефти она качает в час) от 12 до 30 кубов:

В этих баллонах-сепараторах попутный газ и воду отделяют от нефти, и на выходе после прогона через установку подготовки нефти, которая отделяет от нефти все примеси, получают товарную нефть:

От Платформы проложен подводный трубопровод длиной 58 километров до плавучего нефтехранилища, установленного вне ледовой зоны Каспия:

В трубопровод нефть закачивают магистральные насосы:

Эти компрессора качают попутный газ обратно в пласт для поддержания пластового давления, которое выталкивает нефть на поверхность, соответственно, отдача нефти становится больше:

Воду, которую отделили от нефти, очищают от механических примесей и возвращают обратно в пласт (ту же самую воду, что и выкачали из недр)

Насосы 160 атмосфер закачивают воду обратно в пласт:

На платформе есть своя химическая лаборатория, где контролируют все параметры нефти, попутного газа и воды:

Буровую снабжают электричеством 4 турбины, работающие от попутного газа, суммарной мощностью около 20 МЕГАватт. В белых ящиках турбины на 5 мегаватт каждая:

Если турбины по каким-либо причинам отрубятся, буровую будут питать резервные дизель-генераторы:

Электрощитовая занимает 2 этажа:

Специальные котлы дожигают выхлоп из турбины и им обогревают жилой комплекс. То есть, даже выхлоп, как у машины из глушителя, утилизируется и в атмосферу попадает ноль загрязняющих веществ:

Мы застали редкий момент, когда попутный газ просто сжигали на факельной стреле, так как в это время заливали бетон между стенками скважины и обсадной колонной, а вообше, 98% попутного газа используется на собственные нужды: