Бурение на морских платформах. Морская нефтяная платформа
История выхода нефтяников в море началась в Баку, на Каспийском море, и близ Санта-Барбары, штат Калифорния, на Тихом океане. Как российские, так и американские нефтяники пытались строить своего рода пирсы, которые уходили в море на несколько сот метров, чтобы начать бурение уже открытых на суше месторождений. Но настоящий прорыв произошел в конце 1940-х годов, когда опять же близ Баку и теперь уже в Мексиканском заливе начались работы в открытом море. Американцы гордятся достижением компании Kerr-McGee, которая в 1947 году пробурила первую промышленную скважину «вне видимости суши», то есть на расстоянии примерно 17 км от берега. Глубина моря была маленькая — всего 6 метров.
Однако знаменитая Книга рекордов Гиннесса первой в мире нефтедобывающей платформой считает знаменитые «Нефтяные камни» (Neft Daslari — азерб.) близ Баку. Сейчас это грандиозный комплекс платформ, который продолжает функционировать с 1949 года. Он состоит из 200 отдельных платформ и оснований и является настоящим городом в открытом море.
В 1950-е годы шло строительство морских платформ, основание которых представляли собой решетчатые башни, сваренные из металлических труб или профилей. Такие конструкции буквально прибивались к морскому дну специальными сваями, что обеспечивало им устойчивость при волнении. Сами конструкции были достаточно «прозрачны» для проходящих волн. Форма такого основания напоминает усеченную пирамиду, в донной части поперечник такой конструкции может быть вдвое шире, чем в верхней, на которой и устанавливается сама буровая платформа.
Существует множество конструкций подобных платформ. Собственные разработки, созданные на основе опыта эксплуатации «Нефтяных камней», были в СССР. Например, в 1976 году была установлена платформа «Имени 28 апреля» на глубине 84 метров. Но все же самой знаменитой платформой такого типа является Cognac в Мексиканском заливе, установленная для компании Shell в 1977 году на глубине 312 метров. Долгое время это был мировой рекорд. Разработка подобных платформ для глубин 300-400 метров ведется и поныне, однако подобные конструкции не могут сопротивляться ледовым атакам, и для решения данной проблемы были созданы специальные ледостойкие конструкции.
В 1967 году на арктическом шельфе Аляски было открыто крупнейшее американское месторождение Прудо-Бей. Потребовалось разработать стационарные платформы, которые бы выдержали ледовую нагрузку. Уже на ранних этапах появились две базовые идеи — создания больших кессонных платформ, а по сути своеобразных искусственных островов, которые бы выдерживали навал льда, либо же платформ на сравнительно тонких ногах, которые бы пропускали лед, разрезая этими ногами его поля. Таким примером является платформа Dolly Varden, прибитая к морскому дну через свои четыре стальные ноги, диаметр каждой из которых чуть больше 5 метров, при том, что расстояние между центрами опор — почти 25 метров. Сваи, которыми крепится платформа, уходят в грунт на глубину около 50 метров.
Примерами кессонной ледостойкой платформы являются платформы «Приразломная» в Печерском море и Molikpaq, она же «Пильтун-Астохская-А» на шельфе острова Сахалин. «Моликпак» разработан и построен для работы в море Бофорта, а в 1998 году она прошла реконструкцию и приступила к работе уже на новом месте. «Моликпак» представляет собой кессон, заполненный песком, который служит балластом, прижимающим дно платформы к поверхности морского дна. По сути дела дно «Моликпака» — огромная присоска, состоящая из нескольких секций. Эта технология была с успехом развита норвежскими инженерами в процессе освоения глубоководных месторождений Северного моря.
Североморская эпопея началась еще в ранние 70-е, однако поначалу нефтяники вполне обходились без экзотических решений — они строили проверенные платформы из трубчатых ферм. Новые решения потребовались при движении на большие глубины. Апофеозом строительства бетонных платформ стала башня Troll A, установленная на глубине 303 метров. Основание платформы представляет собой комплекс железобетонных кессонов, которые присасываются к морскому дну. Из основания растут четыре ноги, которые и поддерживают саму платформу. Общая высота этого сооружения — 472 метра, и это самое высокое сооружение, которое когда-либо перемещали в горизонтальной плоскости. Секрет тут еще в том, что такая платформа передвигается без барж, — ее надо только буксировать.
Определенным аналогом «Тролля» является ледостойкая платформа «Луньская-2», установленная в 2006 году на сахалинском шельфе. Несмотря на то, что глубина моря там всего около 50 метров, она, в отличие от «Тролля», должна сопротивляться ледовым нагрузкам. Разработка платформы и ее строительство велось норвежскими, российскими и финскими специалистами. Ее «сестрой» является однотипная платформа «Беркут», которая установлена на Пильтун-Астохском месторождении. Ее технологический комплекс, построенный компанией Samsung, является крупнейшим в мире сооружением такого рода.
80-е и 90-е годы ХХ века ознаменовались появлением новых конструктивных идей для освоения глубоководных месторождений нефти. При этом формально нефтяники, пересекая 200-метровую глубину, вышли за пределы шельфа и стали спускаться глубже по материковому склону. Циклопические конструкции, которые должны были стоять на морском дне, приближаются к пределу возможного. И новое решение предложили вновь в компании Kerr-McGee — построить плавучую платформу в форме навигационной вехи.
Идея до гениальности проста. Строится цилиндр большого диаметра, герметичный и очень длинный. В нижней части цилиндра размещается груз из материала, который имеет удельный вес больше, чем у воды, — например, песок. В результате получается поплавок с центром тяжести далеко ниже уровня воды. За свою нижнюю часть платформа типа Spar крепится тросами к донным анкерам — специальным якорям, которые ввинчены в морское дно. Первая платформа такого типа под названием Neptune была построена в Мексиканском заливе в 1996 году на глубине 590 метров. Длина конструкции более 230 метров при диаметре 22 метра. На сегодняшний день самой глубоководной платформой такого типа является установка Perdido, работающая на компанию Shell, в Мексиканском заливе на глубине 2450 метров.
Освоение морских месторождений требует все новых и новых разработок и технологий не только в собственно строительстве платформ, но и по части обслуживающей их инфраструктуры — такой как трубопроводы, например, которые должны обладать особенными свойствами для работы в морских условиях. Этот процесс идет во всех развитых странах, которые занимаются выпуском соответствующей продукции. В России, например, уральские трубники из ЧТПЗ активно развивают производство трубной продукции, специально ориентированной для эксплуатации на шельфе и в сложных условиях Арктики. В начале марта были представлены новые разработки — такие, как трубы большого диаметра для райзеров (водоотделяющих колонн, связывающих платформу с подводным оборудованием) и прочих конструкций, требующих стойкости в условиях Арктики. Работы ускоряет необходимость в импортозамещении — от российских компаний поступает все больше запросов на обсадные трубы и прочее оборудование для обустройства скважин под водой. Технологии не стоят на месте, а значит, и появляются возможности для освоения новых перспективных месторождений.
БУРОВАЯ ПЛАТФОРМА, гидротехническое сооружение для бурения скважин при разработке морских месторождений нефти и газа. В зависимости от конструкции и назначения различают морские стационарные платформы (для эксплуатационного бурения) и плавучие буровые установки (для поисково-разведочного бурения).
Морские стационарные платформы, в основном трёхъярусные, используют при глубинах до 350 м для одновременного бурения, добычи и подготовки пластовой продукции к транспортировке. Платформы, предназначенные только для бурения нефтяных или газовых скважин, изготавливают в одноярусном исполнении. С палубы буровой платформы, находящейся на недосягаемой для волн высоте, одним или двумя буровыми станками может осуществляться строительство нескольких десятков вертикальных, наклонно направленных, горизонтальных и разветвлённых (многозабойных) скважин. Стационарные буровые платформы закрепляются на морском дне следующими способами: свайным (забивка в морское дно свай, жёстко скреплённых с опорным блоком буровой платформы); гравитационным (удерживаются на дне за счёт массы сооружения, при этом опорный блок заполняется грунтом или водой для надёжного оседания на морское дно); комбинированным, или свайно-гравитационным (затапливаемый опорный массив, располагаемый на дне, дополнительно закрепляется сваями по всему периметру); с помощью якорных цепей или натяжных тросов (если опорный блок буровой платформы выполнен из понтонов, погружённых в воду полностью или частично). Опорный блок буровой платформы выполняют стальным (преимущественно трубчатым), железобетонным или же комбинированным (железобетонная гравитационная нижняя часть, верхняя - стальная решётчатая конструкция). Надводная часть буровой платформы включает основные комплексы: буровой, эксплуатационный, энергетический, жилой и жизнеобеспечения. В акваториях арктических морей используют буровые платформы в ледостойком исполнении с опорами в форме цилиндра, призмы или конуса для снижения ледовой нагрузки.
Плавучие буровые установки подразделяют на погружные (ПБУ), самоподъёмные (СПБУ), полупогружные (ППБУ) и буровые суда (БС).
ПБУ предназначены для бурения скважин на мелководье в диапазоне глубин от 2 до 20 м (некоторые до 50 м). Все ПБУ имеют подводный корпус (затопляемый понтон), на который опираются опорные колонны. Для подъёма ПБУ со дна используется система размыва грунта под днищем для уменьшения сил присоса.
С СПБУ ведётся разведочное бурение на глубинах от 5 до 150 м. СПБУ состоит из водоизмещающего корпуса (понтона), опорных колонн (от 3 до 6), подъёмных механизмов и буровой вышки. В корпусе имеются помещения различного назначения - для размещения оборудования, складские, жилые каюты. При транспортировке СПБУ опорные колонны максимально выдвинуты вверх. На точке бурения колонны опускаются на грунт, корпус с помощью гидравлического или электромеханического подъёмника поднимается из воды, а нижняя часть колонн, оборудованная специальными башмаками, вдавливается в грунт.
ППБУ и БС используются при глубинах моря 150-1500 м. Устойчивость ППБУ обеспечивается формой корпуса понтона, расстоянием между понтонами, а также числом и диаметром опорных колонн, на которых установлена надводная часть. ППБУ и БС фиксируются на точке бурения с помощью якорных систем или путём обеспечения динамического позиционирования, осуществляемого специальными движителями, встроенными в корпус погружённого в воду понтона. БС, в отличие от других типов плавучих буровых установок, сохраняют высокие мореходные качества, свойственные обычным судам.
Лит.: Вяхирев Р. И., Никитин Б. А., Мирзоев Д. И. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений. М., 2001.
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.
С целью разведки или эксплуатации минеральных ресурсов под дном моря.
Буровые платформы в основном несамоходные, допустимая скорость их буксировки 4-6 узлов (при волнении моря до 3 баллов, ветра 4-5 баллов). В рабочем положении на точке бурения буровые платформы выдерживают совместное действие волнения при высоте волн до 15 м и ветра со скоростью до 45 м/с. Эксплуатационная масса плавучих буровых платформ (с технологическими запасами 1700-3000 т) достигает 11 000-18 000 т, автономность работы по судовым и технологическим запасам 30-90 суток. Мощность энергетических установок буровой платформы 4-12 МВт. В зависимости от конструкции и назначения различают самоподъёмные, полупогружные, погружные, стационарные буровые платформы и буровые суда. Наиболее распространены самоподъёмные (47% от общего числа, 1981) и полупогружные (33%) буровые платформы.
Самоподъёмные (рис. 1) плавучие буровые платформы используют для бурения главным образом при глубине моря 30-106 м. Они представляют собой водоизмещающий трёх- или четырёхопорный понтон с производственным оборудованием, поднятый над поверхностью моря с помощью подъёмно-стопорных механизмов на высоту 9-15 м. При буксировке понтон с поднятыми опорами находится на плаву; в точке бурения опоры опускаются. В современных самоподъёмных плавучих буровых платформах скорость подъёма (спуска) понтона составляет 0,005-0,08 м/с, опор — 0,007-0,01 м/с; суммарная грузоподъёмность механизмов до 10 тысяч т. По способу подъёма различают подъёмники шагающего действия (в основном пневматические и гидравлические) и непрерывного действия (электромеханические). Конструкция опор обеспечивает возможность постановки буровых платформ на грунт с несущей способностью не менее 1400 кПа при максимальном заглублении их в грунт до 15 м. Опоры имеют квадратную, призматическую и сферическую форму, по всей длине оборудуются зубчатой рейкой и заканчиваются башмаком.
Плавучие буровые платформы полупогружного типа используют для бурения в основном при глубине моря 100-300 м и представляют собой понтон с производственным оборудованием, поднятый над поверхностью моря (на высоте до 15 м) с помощью 4 и более стабилизирующих колонн, которые опираются на подводные корпуса (2 и более). Буровые платформы транспортируют к точке бурения на нижних корпусах при осадке 4-6 м. Плавучая буровая платформа погружается на 18-20 м путём приёма водяного балласта в нижний корпус. Для удержания полупогружных буровых платформ используется восьмиточечная якорная система, обеспечивающая ограничение перемещения установки от устья скважины не более 4% от глубины моря.
Погружные буровые платформы применяют для бурения разведочных или эксплуатационных скважин на и на глубине моря до 30 м. Они представляют собой понтон с производственным оборудованием, поднятый над поверхностью моря с помощью колонн квадратной или цилиндрической формы, нижние концы которых опираются на водоизмещающий понтон или башмак, где расположены балластные цистерны. Погружная плавучая буровая платформа встаёт на грунт (с несущей способностью не менее 600 кПа) в результате заполнения водой балластных цистерн водоизмещающего понтона.
Стационарные морские буровые платформы используют для бурения и эксплуатации куста скважин на нефть и газ при глубине моря до 320 м. С одной платформы бурят до 60 наклонно направленных скважин. Стационарные буровые платформы представляют собой конструкцию в виде призмы или четырёхгранной пирамиды, возвышающейся над уровнем моря (на 16-25 м) и опирающейся на дно с помощью забитых в дно свай (каркасные буровые платформы) или фундаментных башмаков (гравитационное буровые платформы). Надводная часть состоит из площадки, на которой размещено энергетическое, буровое и технологическое оборудование, жилой блок с вертолётной площадкой и другое оборудование общей массой до 15 тысяч т. Опорный блок каркасных буровых платформ выполняют в виде трубчатой металлической решётки, состоящей из 4-12 колонн диаметром 1-2,4 м. Закрепляют блок посредством забивных или бурозаливных свай. Гравитационные платформы изготавливаются целиком из железобетона либо комбинированными (опоры из металла, башмаки из железобетона) и удерживаются за счёт массы сооружения. Основания гравитационной буровой платформы состоят из 1-4 колонн диаметром 5-10 м.
Стационарные буровые платформы предназначены для длительной (не менее 25 лет) работы в открытом море, и к ним предъявляются высокие требования по обеспечению пребываний обслуживающего персонала, повышенной пожаро- и взрывобезопасности, защите от коррозии, мероприятиям по охране окружающей среды (см. Морское бурение) и др. Отличительная особенность стационарных буровых платформ — постоянная динамичность, т.е. для каждого месторождения разрабатывается свой проект комплектации платформ энергетическим, буровым и эксплуатационным оборудованием, при этом конструкцию платформы определяют условия в районе бурения, глубина бурения, и число скважин, количество станков для бурения.