3. Основные сведения о конструкции Морской стационарной платформы. Сваи для крепления мсп.

Морская стационарная платформа – уникальное гидротехническое соору-жение, предназначенное для установки на ней бурового, нефтепромыслового и вспомогательного оборудования, обеспечивающего бурение скважин, добычу нефти и газа, их подготовку, а также оборудования и систем для производства других работ, связанных с разработкой морских нефтяных и газовых месторождений (оборудование для закачки воды в пласт, капительного ремонта скважин, средства автоматизации, подготовку к транспорту нефти, средства связи с бере-говыми объектами и т.п.).

По способу опирания и крепления к морскому дну МПС бывают: свайные, гравитационные, свайно-гравитационные и др. [28],[37].

Строительство МСП осуществляется на крупных машиностроительных заводах, имеющих глубоководные причалы и парк буксирных и других судов большой мощности, морских кранов большой грузоподъемности, специальных длинных барж для транспортировки готовых МПС к месту установки на месторождения нефти и газа и др. Имеются также другие технические средства для завершения полного цикла работ по строи-тельству МСП.

Рис. 2.1. Изготовление длинномеров в цехе

В цехе длинномеров (рис. 2.1) изготовляют длинномерные сборочные трубные узлы, опоры, пояса, подкосы, которые затем поступают на открытую площадку для сборки платформы. Для обеспечения плотного прилегания элемента конструк¬ции к цилиндрическому поясу и равномерной разделки кромок под сварку по всему периметру применяют специальные газо¬резательные установки. На этих установках обеспечивается требуемая траектория кривой движения резака в зависимости от диаметра пояса, диаметра присоединяемого к нему элемента и угла наклона его к поясу. Движение резака задается кулис¬ными механизмами, управление которыми осуществляется на¬бором соответствующих эксцентриков, копиров, блока про¬граммного управления и прочих устройств.

На сборке перед сваркой применяют подогрев в месте рас¬положения шва до 100—150° С в течение 1—2 ч. Для наружного прогрева иногда применяют многопламенные газовые горелки и используют защитные кожуха для обеспечения медленного остывания шва.

После окончания сварочных работ проводится контроль сварных соединений и готовый моноблок погружают на баржу или транспортируют на плаву на место установки.

При сборке в большинстве случаев применяют гу¬сеничные краны грузоподъемностью на крюке от 100 до 350 т и более с высотой подъема до 100 м.

В цехе изготовления свай и направляющих труб устья скважины производят стыковку трубных секций длиной до 12— 15 м в трубные длинномеры по 80—100 м и более. Здесь также изготовляют длинномерные секции свай, протекторов, секций опор и других конструкций опорной части платформы. Обычно в районах с умеренным климатом эти изделия изготовляют на открытых площадках, но при этом устанавливают сборно-раз¬борные ограждения и укрытия для защиты от метеорологиче¬ских условий участка сварки.

В отдельном цехе изготовляют модули бытовых и жилых помещений, выполняют столяр¬ные, архитектурно-отделочные, вентиляционные работы, а также производят термоизоляцию помещений жилых модулей.

Монтаж верхнего строения платформы (палубы) выполняют на открытой площадке. Масса палубных узлов в большинстве случаев не превышает 700—1000 т. Эти узлы обычно собирают на земле, а затем с помощью грузоподъемных устройств подни¬мают для установки их на конструкцию палубы. Собранные узлы погружают на транспортную баржу и доставляют на место строительства стационарной платформы в море. На за¬воде имеется отдельное помещение, где производят пескоструй¬ную или дробеструйную очистку, покраску и сушку полуфаб¬рикатов и готовых из-делий.

Транспортировку МСП на место установки производят четырьмя тягами (две спереди две сзади).

Элементы, находящиеся в зоне периодического смачивания, защищают обычно несколькими способами. После дробеструй¬ной или пескоструйной обработки поверхностей элементов кон¬струкции наносится многослойное (шесть-семь слоев) покрытие грунтовок и эмалей или наносится цементный раствор на эпоксидных смолах толщиной 6—8 мм. При этом толщина стенок элементов в зоне смачивания увеличивается до 12—18 мм и по высоте до 5 м. Выполняется защитный кожух из листового металла толщиной 2—3 мм, привариваемого снаружи к участку смачивания. Зона смачивания гуммируется.

Вентиляционные устройства изготовляются во взрывобезопасном исполне-нии и расположены в зонах, где возможно накоп¬ление H2S и С02. К планам работ прилагается список пунктов, куда необходимо будет обратиться в случае аварии: скорая помощь, больница, вертолетная станция, службы автомобильной дороги (патруль), полиция (милиция), гражданская оборона, органы охраны природы. Перечень телефонов хранят в опреде-ленном и известном месте — сейфе.

На буровой должны быть инструкции и другая техническая документация, в которых определены все режимы работы и усло¬вия эксплуатации. С этими документами должен быть ознаком¬лен весь обслуживающий персонал буровой. В инструкции ука¬зываются также методы работы в аварийной ситуации, обязан¬ности и ответственность каждого члена бригады, включая и ответственность контролирующего персонала. Разрабатывается также по стадиям методика проведения ремонтных работ, охва¬тывающая все случаи аварийной ситуации.

В случае газирования бурового раствора превенторное обору¬дование закрывается и циркуляция его осуществляется через штуцерные линии к газосепаратору, где про¬исходит отделение газа от бурового раствора. Дегазатор используется до тех пор, пока раствор не освободится от поступившего в него газа. В случае достижения концентрации газа выше 20 частей на миллион весь обслуживающий персонал буровой должен находиться в соответствующей защитной одежде и масках, и лишь только когда концентрация в атмосфере H2S упадет ниже 20 частей на миллион, снимают аппараты по защите органов дыхания. В это время запрещается входить на территорию или оставаться на ней любому персоналу (не основному).

На платформе (буровой) необходимо иметь одну метеорологическую станцию с целью определения скорости и направления ветра.

В каждом защитном укрытии предусматриваются комплекты по оказанию первой помощи, которые периодически проверяются на пригодность и пополняются недостающими частями комплекта. На платформе должно быть определенное количество огнетушителей, огнеупорный трос, жесткие носилки и другой спасательный инвентарь. Для быстрой эвакуации персонала в аварийных условиях должны быть спускные трапы, спасательные шлюпки и другие средства.

Сваи и свайные фундаменты являются составной частью конструкции МСП и предназначены для крепления опорной части платформы к морскому дну.

В зависимости от действующих на МСП нагрузок и харак­теристик донных грунтов применяют следующие виды свай:

- сваи, оболочки (диаметром более 0,8 м), стальные забивные, погружаемые в грунт с помощью молотов или вибропогружа­телей;

- сваи бурозаливные (рис. 2.2);

- сваи винтовые со стальным стволом.

Тип свайного фундамента определяют на основании техни­ко-экономического анализа вариантов с учетом требований эксплуатации, природных условий, места строительства МСП и др.

Для забивки свай под водой в глубоководных акваториях применяют гидравлические молоты специальной конструкции (рис. 2.3)

Рис. 2.2 . Схема устройства бурозаливных свай:

а — опорная стойка с обсадной трубой; б — забивка обсадной трубы; в — бурение скважины; г — ус­тановка анкера; д — заливка скважины цементным раствором. 1 — опорная стойка опорного блока; 2 — обсадная труба; 3 — турбобур; 4 — анкер

У дарная сила падающего груза (бабы) молота на сваю равна произведению давления азота на площадь ударной головки. Эту силу регулируют так, чтобы превысить со­противление грунта на забиваемую сваю. Копровая баба не отскакивает назад сразу после удара о сваю, а продолжает движение вниз до тех пор, пока давление азота не остано­вит ее и не заставит двигаться обрат­но. После того как буфер закроется, копровая баба поднимается гидрав­лической системой вверх. Энергия подается к гидромолоту силовой гидравлической установкой.

Рис. 2.3. Схема установки молота при забивке свай:

1 – подъемный кран; 2 – воздуховод; 3 – МСП; 4 - молот; 5 – свая; 6 – направляющая; 7 – нижняя опора МСП.

Для буксировки обычно требуется от четырех до пяти буксиров общей мощностью 44,117—51,470 тыс. кВт и два-три буксира мощностью 3,676—7,353 тыс. кВт, которые присоединяют к зад­ней части МСП для задержки и управления. Обычно при буксировке МСП сопровождают другие вспомогательные суда (портовые тягачи, суда сопровождения и т. п.). В хорошую по­году средняя скорость буксировки составляет 1,5—2 узла.