Технологические функции маятниковых шарнирных колонн

Опыт эксплуатации подводного устьевого оборудования морских скважин при разработке месторождений нефти и газа позволил выявить следующие недостатки:

  • подводные линии дистанционного управления, находящиеся между устьем скважины и платформой, из-за отсутствия их защиты от механических повреждений недостаточно надежны;
  • устьевое оборудование скважин из-за его сложности требует строгого контроля и периодической замены;
  • по правилам эксплуатации необходимо осуществлять контроль за предохранительными клапанами-отсекателями, расположенными в скважине с равномерными интервалами;
  • возникновение повреждений подводного устьевого оборудования морских скважин тралами или якорями судов.

Для устранения приведенных выше возможных осложнений была спроектирована МШК для подземного ремонта скважин. Основными ее назначениями являются:

  1. защита подводного устьевого оборудования опорной плитой МШК, так как оно размещается внутри опорной плиты;
  2. сигнализационное оснащение устьевого оборудования скважин, которое встроено в систему МШК, что исключает его повреждение самими судами или их якорями;
  3. создание опоры для размещения контрольного и технологического оборудования скважин (контрольные линии, злектрогидравлнческая установка, многоканальная система связи и др.);
  4. обеспечение рабочей площадкой и основанием для размещения оборудования, необходимого при выполнении следующих работ:
    • спуско-подъемных операций: систематический спуск и подъем инструмента для контроля и ремонта предохранительных клапанов, установленных в скважине;
    • проверки и ремонта верхней части устьевого оборудования скважин на защищенном участке водоема;
  5. создание опоры для водолазных работ, необходимых для проверки и ремонта подводного оборудования кустов скважин.

Обычно шесть устьев скважин располагают по кругу радиусом, равным - 11 м, внутри металлической трубчатой окружности. Эта конструкция служит кондуктором для бурения шести скважин с ПБУ. Внутри кондуктора расположено основание (фундаментная конструкция) МШК. К нему крепят шарнирную колонну. Нет никакой жесткой связи между основанием и кондуктором. Усилия, передаваемые колонной основанию, и связанные с ними небольшие перемещения не влияют на устьевое оборудование, которое представляет собой сложную механическую конструкцию. Фундаментное основание крепят к морскому дну при помощи самобурящихся свай. Это решение было использовано потому, что в Северном море уже апробирована установка для бурения скважин с МШК, которая обеспечила значительное снижение стоимости сооружения свайного фундамента.


Опорную колонну соединяют с основанием с помощью карданного разъема. Внутри него проходят контрольные линии, связывающие блок управления, расположенный на палубе колонны, с подводным устьевым оборудованием.


Основная конструкция опорной колонны МШК состоит из цилиндрической части диаметром 10 м. Снизу вверх расположены бетонный балласт, заполненный водой, "пустая" зона, которая служит поплавком и придает стабильность колонне, зона компенсации приливов и цилиндрический корпус. Ствол скважины пересекает основание колонны сверху вниз и размещается в центральном цилиндре. В последнем проходят восемь труб, защищающих контрольные линии.


Верхняя часть колонны состоит из главной площадки и решетчатой конструкции, на которой располагается вертолетная площадка. Две стойки используют в качестве вышки и направляющей для талевой системы. Система домкратов обеспечивает ее поворот таким образом, чтобы люк можно было подвести вертикально к устью каждой скважины.


Для выполнения технологических функций на МШК устанавливают буровую вышку, головка которой снабжена лебедкой и талевым блоком грузоподъемностью 40 т, что позволяет перемещать по вертикали устьевое оборудование, которое проходит через люк размером 2,5 х 2,5 м, размещенный по оси буровой вышки. Вдоль центральной колонны проложено 12 рельсов. Каретка может перемещаться по одной из их пар, направляя инструмент для соединения стояков или ремонта выбранной скважины. Такая конструкция позволяет избегать использования направляющих тросов и дает возможность подсоединения даже при условии, если море относительно неспокойно. Ремонтный стояк обеспечивает соединение устья скважины с головкой опорной колонны. Он представляет собой трубопровод длиной 10 м и диаметром 114,3 мм. На нижнем конце стояка находится соединительное устройство, а на его верхнем конце - превентор (лубрикатор) для пропускания оборудования при спуско-подъемных операциях. Соединительное устройство управляется гидравлическим шлангокабелем, который обеспечивает также телеуправление устьевым оборудованием при спуско-подъемных операциях и отсоединение от верхней части устья скважины.


Насос высокого давления позволяет нагнетать воду в стояк для вытеснения из него нефти перед циркуляцией во избежание загрязнения моря. С помощью этого насоса вода подается и в скважины для уменьшения давления на устье перед началом ремонтных работ.


Лебедка для спуско-подъемных операций обычно находится в стволе колонны и поднимается на рабочую площадку во время ремонтных работ.


Каждая скважина соединена с устройством телеуправления гидравлическим или электрогидравлическим шлангокабелем. Последние спускаются по центру колонны в защитных стальных трубах. Устройство телеуправления, расположенное в головке колонны, представляет собой многоканальную систему, которая обеспечивает диалог (связь) по каналу радиосвязи с центральным контрольным залом. Система рукояток на пульте управления позволяет заменять шлангокабели без подводного вмешательства и контролировать систему телеуправления скважины с рабочей площадки. Электроэнергия поставляется одним из генераторов мощностью 32 кВт, когда колонна не работает, и предназначена только для сигнальных огней и телеуправления. Во время работы энергия подается от двух агрегатов общей мощностью 120 кВт.


Жилые помещения на МШК рассчитаны на восемь человек. Они состоят их четырех комнат, кухни, комнаты отдыха и ванной.


Сооружение снабжено комплексным оборудованием, которое позволяет работать водолазам. Водолазный колокол управляется таким же образом, как и соединительное устройство стояка, т.е. шлангокабелем, который поднимается и опускается по направляющим рельсам.


ПЛАВУЧИЕ МОРСКИЕ СООРУЖЕНИЯ