Технологическое и энергетическое оборудование ППБУ

Практическое занятие №3

Тема: Полупогружные плавучие буровые установки.

Цель: Ознакомиться с ППБУ.

План:

1. Назначение ППБУ.

2. Технологическое и энергетическое оборудование ППБУ.

3. Управление и контроль работы ППБУ.

Контрольные вопросы:

1. Особенности конструкции ППБУ.

2. Основные требования при разработке конструкции ППБУ.

3. Способы транспортировки ППБУ.

4.Технологическое и энергетическое оборудование ППБУ.

5. Управление и контроль работы ППБУ.

Глоссарий:

Полупогружная буровая установка - шельфовая плавучая буровая установка, состоящая из понтонов и колонн, которые при заполнении балластом обеспечивают её погружение под воду на расчётную глубину; жилые, складские и другие помещения расположены на палубе.

Понтон- плоскодонное несамоходное судно с палубой или без нее.

Компенсатор -устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Консольная балка - горизонтальная балка с одной жестко фиксированной опорой.

 

Назначение ППБУ.

ППБУ применяют в разведочном бурении на морских нефтя­ных и газовых структурах и месторождениях в акваториях с глубин 90—100 м, когда использование СПБУ становится эко­номически не оправданным, до глубин 200—300 м и более. ППБУ состоят из верхнего корпуса, стабилизирующих колонн и нижних понтонов. Колонны в верхней части присоединены к корпусу, а в нижней — к понтонам. Понтоны и корпус соедине­ны между собой и с колоннами прочными трубчатыми связями. Особенность конструкции установки при ее погружении в воду резкое сокращение площади действия ватерлинии, что приводит к уменьшению волновых нагрузок на установку.

Рабочая (верхняя) палуба обычно представляет собой конст­рукцию трех-, четырех-, пяти- и более угольной формы, на кото­рой размещены двух- и трехъярусные водонепроницаемые над­стройки для размещения экипажа, а также энергетические и технологические блоки, складские помещения и другое оборудо­вание. Стабилизирующие колонны ППБУ разделены на водонепрони­цаемые отсеки, в которых размещены склады материалов, на­сосные отделения, цепные ящики и другое оборудование. Отсеки стабилизирующих колонн размещаются в районе ватерлинии, иногда заполняются полиуретановой пеной или пенопластом. В нижних понтонах и стабилизирующих колоннах размещены цистерны балластной и технической воды, топлива, масла и др. В мировой практике в течение ряда лет работы конст­рукторов и проектантов были направлены на поиски оптималь­ного решения конструкции ППБУ. Об этом свидетельствует большое разнообразие форм конструкций ППБУ, находящихся в эксплуатации. Однако в последние годы вследствие накопленного опыта конструирования и проектирования, а также эксплуатации ППБУ определилось направление в их создании, характеризу­ющееся разработкой и изготовлением ППБУ двухпонтонной конструкции преимущественно с шестью-восьмью стабилизирую­щими колоннами и прямоугольным корпусом.

Существует три способа транспортировки ППБУ: с помощью буксиров, самоходный, комбинированный (буксировка в сочета­нии с самоходным). По способу фиксации ППБУ над устьем бурящейся скважины установки различают: с глубинами вод до 200—300 м — установки с якорным креплением, в более глубоких водах — установки с динамическим позицированием.

Основными требованиями при разработке конструкции ППБУ являются:

-обеспечение наибольшей безопасности и остойчивости ППБУ; минимальное перемещение ППБУ при бурении; обеспечение мобильности и маневренности при передвижении; быстрая установка на точку бурения;

-достаточное количество технологических и других запасов;

-удобное расположение оборудования, наличие достаточного количества помещений для хранения указанных запасов и меха­низация погрузочно-разгрузочных работ;

-простота и технологичность при строительстве и удобство при эксплуатации;

-минимальный расход материалов и снижение трудоемкости;

-учет конкретных районов применения ППБУ.

Естественно, в перечисленных требованиях есть противоре­чивость, и осуществить их в одной конструкции невозможно. Поэтому при проектировании учитывают конкретные условия предполагаемого района применения ППБУ (глубина бурения, глубина воды, волнение, ветер, ледовая обстановка и т.д.

Технологическое и энергетическое оборудование ППБУ.

Комплекс технологического оборудования предназначен для обеспечения всего цикла строительства скважины и включает:

-комплектную буровую установку в блочном исполнении Уралмаш 6000/200 ППЭМ;

-компенсатор вертикальных перемещений бурильной колонны на талевом блоке;

-комплект цементировочного оборудования, состоящий из це­ментировочной насосной станции и системы приготовления тампонажных растворов;

-установку для транспортировки и хранения порошкообразных материалов;

-компрессорные станции высокого и низкого давлений; лабораторию буровых растворов и грунтов с фотолаборато­рией;

-помещение для хранения источников нейтронов; кладовую ЗИП технологического комплекса; комплект палубного технологического оборудования «Поиск» КПТО-1600-ОМ1;

-комплект подводного устьевого оборудования; комплект каротажного оборудования; глубоководный водолазный комплекс.

 

 

Рис.1. Схема расположения оборудования на ППБУ типа «Шельф»

а- вид сбоку, вышка, 2-трубы, 3-ППБУ; 4-вертолетная площадка; 5- жилые и культурно-бытовые помещения; 6-поворотный кран грузоподъемностью 63 т, б - верхняя палуба, 1-шахты пассажирского лифта; 2-установка поворотного крана; 3-шахта грузового лифта; 4-помещение бу­ровых насосов и склада сыпучих материалов, 5-стеллаж для секций морского стояка, 6-стеллаж для буровых и обсадных труб, 7-шахта, 8-пост наблюдения, 9-откидная консольная балка; 10-шахта грузового лифта; 11-установка 2-го поворотного крана грузоподъемностью 63 т; 13-помещение подводного устьевого оборудования; 14-жилые и культурно-бытовые помещения, 15-место рабочих емкостей бурового раствора; 16-взрывоопасная зона; в -нижняя палуба; 1- склад сыпучих материа­лов, 2- помещение цементировочных насосов; 3- помещение ГРЩ; 4-пост управления технологиче­ским оборудованием, 5-ЦПУ; 6-машинное отделение, 7-котельная, 8-кладовая, 9-кладовая механическая ЗИП, 10-помещение бункеров цемента, бентонита и барита, 11-аппаратная подводно­го телевидения, 12- жилые и культурно-бытовые помещения; 13- кают-компания; 14-помещение для оборудования утилизации буровых отходов; 15-помещение цистерн бурового раствора; 16-помеще­ние ЗИП технологического оборудования.

 

Рис.2. Общий вид ППБУ типа «Шельф»

 

Комплекс энергетического оборудования ППБУ включает:

-автономные энергетические установки, состоящие из дизель-генераторов, объединенных в единую энергетическую систему, в которую входят: основные дизель-генераторы переменно-пос­тоянного тока, тиристорные преобразователи и электропривод постоянного тока, соединенные по схеме синхронный генератор — тиристорный преобразователь — электродвигатель постоянного тока (аналогично системе, примененной на СПБУ);

-вспомогательные дизель-генераторы переменного тока, питаю­щие энергией электроприводы вспомогательных механизмов;

-котельная установка, состоящая из двух котлоагрегатов КАВ 2,5/7 производительностью по 0,694 кг/с (2500 кг/ч), трех утилизационных котлов производительностью по 0,111—0,14 кг/с (400—500 кг/ч);

-две опреснительные установки Д4У производительностью 0,16—0,135 кг/с (10—12,5 т/сут) каждая.

На ППБУ имеется 15 щелочных аккумуляторных батарей, объединенных в три параллельно соединенные группы напряже­нием 27,6 В для питания сигнальных огней «Не могу управлять», автоматики дизель-генераторов, прибора автоматической комму­тации проблесковым огнем, предупредительного проблескового огня, пожарной системы жидкостного (химического) тушения и авральной сигнализации при выходе из строя основного пита­ния или его отключении. ППБУ также снабжена пятью щелочны­ми аккумуляторными батареями типа 5НК-125-Т, объединенными в пять параллельно соединенных групп с использованием в каж­дой группе в одной из батарей трех аккумуляторов напряжением 27,6 В для питания светильников малого аварийного освещения при выходе из строя основного питания или его отключении. Для питания станции пожарной сигнализации ТОЛ-10/500 при выходе из строя основного питания на ППБУ установлены восемь щелочных аккумуляторных батарей типа 5НК-55К, объединенных в две группы, напряжением 24 В. Одна группа батарей работает на разряд, а другая находится в резерве. При выходе из строя основного питания на ППБУ установлены: 10 щелочных аккумуляторных батарей 5НК-55 для питания системы контроля и управления положением ППБУ и 20 батарей 5НК-125Т, объединенных в две параллельно соединенные группы. Для питания потребителей, имеющих напряжение, отличное от напряжения судовой сети, на ППБУ установлены соответст­вующие трансформаторы и преобразователи. Распределение потребителям осуществляется от главного распределительного щита (ГРЩ), установленного в специальном помещении, и от щита вспомогательных дизель-генераторов. Ответственные электроприемники получают питание от шин ГРЩ и ВРЩ по отдельным фидерам, а остальные — от групповых щитов. На ППБУ предусмотрен прием электроэнергии от берего­вой сети трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц через щит питания с берега (ШПБ). Энергетическая установка размещена в кормовой части верх­него корпуса по левому борту и обслуживается комплексом вспомогательных механизмов и систем, обеспечивающих нор­мальную работу установки (топливо- и маслоподкачивающие насосы, пусковые компрессоры, вентиляторы, краны, трубопрово­ды, арматура и другое оборудование).