Нефтяные платформы в море. Что такое нефтяная вышка. типы морских платформ

Морская ледостойкая стационарная платформа «Приразломная» - уникальный в своем роде проект. А уникальность познается в сравнении: «СН» оценила достоинства и недостатки конструкций морских буровых

Инфографика: Анна Симанова

1. «Приразломная»

Первая в России морская ледостойкая стационарная платформа построена с учетом природно-климатических условий региона. МЛСП удерживается на дне моря, на глубине 19,2 метра, за счет своего веса - 506 тыс. т. Подмыву основания платформы противостоит каменная берма - это 120 тыс. т камня и щебня, отсыпанные вокруг МЛСП.

Запас прочности «Приразломной» превышает возможные нагрузки - ледовые, антропологические и техногенные

2. Обычная платформа

На стальные (иногда бетонные) опоры, прикрепленные ко дну, установлена буровая вышка, производственное оборудование, жилые и вспомогательные отсеки. Такие платформы устанавливаются на длительные сроки производства на глубине от 14 до 500 метров. Платформы на стальных опорах в ледовых условиях не используются.

Опоры-сваи стационарных платформ забивают в дно и бетонируют. Сваи первых платформ были деревянными

3. Гибкая башня

Закрепляемая платформа с многосекционным основанием типа «гибкая башня». Подводная часть представляет собой легкую и узкую конструкцию, сужающуюся ближе к верхней части. Гибкая башня позволяет платформе работать на значительных глубинах, подвижная структура компенсирует основную часть воздействия ветра и моря.

Большая часть волновой нагрузки на основание поглощается за счет инерции конструкции и не передается на саму платформу

4. Платформа TLP

Платформа удерживается в точном месте эксплуатации с помощью системы натянутых тросов. Такой тип креплений позволяет напрямую прикреплять устья скважин к скважинам с помощью жестких труб (райзеров). Однако такие платформы не приспособлены к большим ледовым нагрузкам, а также не имеют собственного хранилища нефти.

Платформа не может быть быстро отсоединена от своих якорей, что делает опасной ее эксплуатацию в полярных условиях

5. Платформа типа SPAR

Платформы с подводным основанием цилиндрического типа - самые крупные офшорные установки. Состоят из большого цилиндра, поддерживающего типичную верхнюю надстройку буровой. Цилиндрическое основание укреплено на плаву с помощью кабелей и тросов и стабилизирует платформу, учитывая ее перемещения на воде.

С помощью системы цепных лебедок SPAR способна горизонтально перемещаться над территорией месторождения

6. Буровое судно

Разработано специально для бурения глубоководных скважин, хотя обладает меньшей устойчивостью, чем полупогружные платформы. Якорная система позволяет судну вращаться вокруг вертикальной оси, чтобы компенсировать порывы ветра. Некоторые суда могут работать в полярных условиях, но сильно зависят от ледовой обстановки.

На буровых судах применяются «успокоители качки», позволяющие вести бурение скважин при волнении моря в 5–6 баллов

Благополучие сегодняшнего мира и человеческой цивилизации на данном этапе ее развития строится на повсеместном использовании топливных ресурсов. Это, в первую очередь, нефть, которая является не только относительно дешевым источником энергии, но и применяется во многих отраслях промышленного производства. Не менее значимым энергетическим ресурсом выступает и природный газ.

Активная разработка данных видов полезных ископаемых началась только в XIX столетии. Она стала следствием научно-технической революции, проходящей в развитых странах в это время. Традиционные источники энергии, которыми являлись уголь, дрова, а также водяной пар, уже не могли удовлетворить растущую гигантскими темпами промышленность. Нефть же стала на долгие годы неким фундаментом научно-технического прогресса человека.

В наше время этот ресурс добывать стало заметно сложнее, поскольку большинство легкодоступных месторождений уже исчерпаны. Если посмотреть на карту, то нефтяные вышки расположены крайне компактно в обособленных районах. Однако государства и крупные компании разрабатывают и внедряют новые технологии и методы нефтедобычи. Особенно перспективно в этом плане выглядит разработка месторождений морского шельфа. Для этого используются специальные добывающие комплексы – морские нефтяные платформы, речь о которых и пойдет в статье далее.

Что такое нефтяная вышка

Базовым методом добычи ресурсов месторождения является сооружение и использование специальной нефтяной вышки, которая представляет собой особую конструкцию, выполненную, как правило, из профильного стального проката.

Монтируется она над скважиной. В устройство вышки может устанавливаться как буровое оборудование для ее обустройства, так и агрегаты для откачки нефти. Таким образом, условно можно разделить эти сооружения на буровые и нефтедобывающие (в зависимости от их назначения).

По типу конструкции выделяют мачтовые и башенные вышки.

Мачтовые.

Такие сооружения возводятся из нескольких отдельных секций, являющих собой решетчатые фермы. Между собой они крепятся при помощи фланцевых соединений.

Особенностью данной конструкции являются «ноги» вышки, которые сами по себе состоят из 4 отдельных элементов, связанных между собой. Кстати, именно такого типа конструкции используются в популярной игре «Клондайк».

Башенные.

Это более простая конструкция (по сравнению с мачтовой). Она состоит лишь из 4 «ног», которые соединены меду собой и крепятся на специальное основание. Данная конструкция, изначально применявшаяся повсеместно, используется не так часто по причине более низкой надежности, однако отличается дешевизной и простотой монтажа. Нефтяные вышки в России такого типа применяются на шельфе Каспийского моря.

Кроме этого, следует отметить, что вышки бывают наземными и морскими. В последнем случае они выступают в качестве составного элемента более масштабного сооружения – нефтяной платформы.

Устройство нефтяной платформы

Платформы, которые возводятся для добычи углеводородных полезных ископаемых с морского шельфа, являют собой сложные и грандиозные конструкции, состоящие из нескольких частей.

Основой сооружения является корпус, на котором расположены иные элементы данного капитального объекта. По своей сути он представляет собой немаленьких размеров понтон, который имеет, как правило, прямоугольную форму.

Чтобы корпус платформы держался на поверхности воды и не тонул, его поддерживают специальные колонны. Они заполнены атмосферным воздухом и имеют значительное водоизмещение.

Чтобы платформа была стационарной и не испытывала воздействие морских течений, используется специальная якорная система. Она представляет собой стальные тросы, которые крепятся с одной стороны к лебедкам, расположенным на платформе, а другой – к якорям, находящимся на дне моря. Здесь следует отметить, что надежности данного элемента уделяется повышенное внимание. Так, толщина только одних тросов составляет около 8 см в диаметре.

Следующим элементом нефтяной платформы является буровая палуба, которая закреплена на ее корпусе. К прочности материалов, из которых она изготавливается, также предъявляются повышенные требования. Это и неудивительно, поскольку буровая платформа должна выдерживать колоссальные нагрузки, связанные с размещением на ее поверхности буровых и нефтедобывающих установок.

Основным же конструкционным элементом нефтяной платформы является вышка, о назначении которой было рассказано выше. Здесь же следует отметить, что высота мачты может достигать десятков метров.

Нефтяная платформа – дорогостоящее и технически сложное инженерное сооружение. В этой связи крупные компании организуют охрану буровых вышек, чтобы защитить их от возможных посягательств и диверсий.

Стадии строительства

Нефтяная платформа являет собой сборную конструкцию, поэтому возводится поэтапно. Так, сначала в зону, где планируется нефтедобыча, доставляют ее корпус и основание, которое несколько подтапливается и закрепляется на дне при помощи якорной системы. После этого начинают возведение остальных надстроек. К ним относятся буровая платформа и вышки, вертолетные площадки, технические отсеки и прочее.

Раньше строительство платформы заключалось во вбивании в дно свай, к которым крепились отдельные элементы конструкции. Но в условиях разработки месторождений нефти на арктическом шельфе, что предполагает работу на больших глубинах и неустойчивых грунтах, стали создавать кессонные основания, заполненные песком. Таким образом, нефтедобывающие платформы в северных широтах являют собой искусственные насыпи и острова.

Принцип работы

Нефтяные месторождения в море ищут при помощи методов так называемой сейсмической разведки, в основе которой лежит оценка частоты отраженных звуковых волн.

Когда месторождение разведано, а геологи предоставили данные относительно его запасов, нефтяники начинают процесс бурения. Оно отличается повышенной сложностью по сравнению с тем, что происходит на поверхности земли, поскольку толща морской воды создает дополнительное механическое сопротивление. После окончания бурения устанавливается оборудование для откачки нефти и ее добычи. По мере исчерпания запасов в отдельных пластах могут проводиться дополнительные бурильные работы на месторождении.

Типы морских платформ

В зависимости от назначения и функциональности нефтедобывающих платформ выделяют следующие их типы:

Стационарная нефтяная платформа.

Наиболее распространенный вид нефтегазового оборудования, который позволяет как проводить бурильные работы, так и добывать природные ископаемые с морского дна глубиной от 15 до 500 м.

Мобильная свободно закрепленная платформа.

Представляет собой нефтеплатформу, которую, при необходимости, можно легко переместить в другое место.

Полупогруженная нефтяная платформа.

Используется для нефтеразведки.

Буровая установка самоподъемная.

Специальный вид нефтегазового оборудования, которое являет собой буровую установку, закрепленную на колоннах в толще воды. Используется в геологоразведке.

Плавучее нефтехранилище.

Многофункциональный инженерный комплекс, который может быть использован для добычи, хранения и транспортировки нефти.

Технологии морской нефтегазодобычи

Добыча нефти и газа с морского дна – сложное и дорогостоящее предприятие. Для повышения его эффективности и сокращения издержек инженеры разработали несколько методов нефтегазодобычи с шельфа, которые используются по всему миру. Их применение зависит непосредственно от глубины, с которой планируется разработка месторождения. Выделяют несколько таких технологий:

наклонное бурение – при добыче на побережье;
стационарные платформы на жестком основании – при добыче на глубинах до 40 м;
стандартные плавучие платформы – при нефтедобыче на глубине не менее 80 м;
установка полупогружных платформ – на глубине до 200 м.

Если глубина моря, где находится скважина, составляет более 200 м, то добычу осуществляют буровые суда при помощи гибких трубопроводов.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во

Нефтяные вышки это специальные металлические сооружения, которые монтируются над оборудованными нефтяными скважинами, расположенными на суше или под водой. Они предназначены для устройства и функционирования бурового оборудования, а также выкачки нефти.

В зависимости от выполняемых функций нефтяные вышки можно разделить на буровые и нефтедобывающие. Кроме того, они могут быть наземными и наводными, мобильными и ремонтными, кустовыми и стационарными.

Буровая вышка имеет особую конструкцию. Для её монтажа используют профильный прокат либо отработанные компрессорные трубы. Их высота может достигать 28 метров, в зависимости от условий бурения, а грузоподъёмность такой конструкции может быть до 75 тонн.

Возведение более высоких вышек является более затратным, однако они позволяют осуществлять не одиночный подъем и спуск, а коленный, что значительно ускоряет работу вышки. Кроме того, нефтяные вышки оборудуются лестницами, для того чтобы сотрудники, обеспечивающие их работу, имели свободный доступ к любой части оборудования.

Типы нефтяных вышек

Нефтяные вышки могут конструироваться по двум типам:

Башенный;
Мачтовый.

Башенные нефтяные вышки

Башенный требует для конструкции установки четырех несущих ног, которые связываются между собой в единую сеть с помощью решетки. При этом они приобретают вид четырехгранной пирамиды с усеченным верхом. Их опоры монтируются в фундамент или в основание, в зависимости от особенностей конструкции.

Такие установки есть и в России. Они установлены в Каспийском море. Благодаря современным технологиям, которые позволяют возводить сложные и крупногабаритные металлические конструкции, они обладают меньшей массой, но высокими показателями устойчивости к деформации.

Мачтовые нефтяные вышки

Мачтовые нефтяные вышки конструируются отдельными секциями, которые представляют собой сваренные трубы в форме решетчатых ферм. При этом сечение каждой такой фермы имеет вид прямоугольника либо равнобедренного треугольника. При этом каждая нога данного вида вышки состоит из четырех сваренных секций, длина каждой из которых составляет около 10 м.

Секции соединяются с помощью болтов, которые крепятся к фланцам, расположенным на концах секций. Кроме того, для этого могут использоваться и быстросъемные хомуты.

Новые технологии строительства нефтяных вышек на выставке

Обо всех новых технологиях, которые появляются в сфере нефтегазовых разработок, в том числе и технологии строительства нефтяных вышек, можно узнать, посетив крупнейшую выставку данной индустрии «Нефтегаз» , которая ежегодно проходит в Москве на Красной Пресне. Для размещения огромного количества стендов используются площадки ЦВК «Экспоцентр», так как это один из наиболее крупных и технологичных выставочных центров России.

Это мероприятие является отличной площадкой не только для изучения ситуации на рынке и ознакомления с новыми разработками в различных сферах, но и для обмена опытом между специалистами из разных стран, которые приезжают в Москву, чтобы принять участие в экспозиции «Нефтегаз» .

Учитывая, что сфера нефтегазовых разработок все больше смещается в сторону севера, где обнаружено множество крупных месторождений, особое значение приобретают технологии, которые позволяют производить разведку и разработку в тяжелых арктических условиях. Из-за невозможности разработки большинства месторождений замедляется процесс освоения севера.

Государством данное направление развития нефтегазовой отрасли выделено как приоритетное, так как именно экспорт данного вида ресурсов является основным источником валютных поступлений в бюджет нашей страны. Именно поэтому данному вопросу уделяется столь пристальное внимание. Особенно в условиях сложных отношений со странами Европейского союза и США.

Хотите узнать о новых технология строительства нефтяных вышек, приходите на выставку!

Читайте другие наши статьи.

Нефтяная буровая установка представляет собой комплекс специализированного оборудования для . Устанавливается непосредственно на месте бурения, с помощью нее операции выполняются самостоятельно, поскольку все механизмы автоматизированы. Буровое оборудование позволяет добывать нефть при любых погодных условиях.

Места использования нефтяных буровых установок

Нефтяные буровые установки применяют в нескольких случаях.

При получении скважин небольшого размера, в основном до 25 м, предназначенных для сейсморазведки, часто их бурят на месте, где уже определено наличие нефти, они необходимы для оценки количества добываемого материала и составления плана работ на местности.

Для бурения добывающих скважин, глубина их составляет до 6000 м, применяются для получения газа, нефти и других видов твердых полезных ископаемых;

Для получения скважин оценки, с помощью них специалисты составляют прогнозы и анализ движения нефтяных плит на исследуемой территории, а также определяют приблизительное количество полезных ископаемых.

Для рытья скважин контроля – происходит слежение за давлением в местах проведения работ.

Для проделывания наблюдательных отверстий, они позволяют отследить количество добытого материала и его остатки. Таким способом можно оценить контакт нефти и газа с водой.

Нефтяные буровые установки также используются для ремонта нефтегазовых скважин, и получения .

Назначение установок

Нефтяные системы предназначены для бурения скважин, отличающихся не только размерами, но и

назначением. Именно такие различия и определяют цели бурения:

Инженерно-геологические изыскания (используют для изучения местности, состава геологических плит).
Гидрогеологическое бурение (необходимо для добычи воды, а также понижения ее уровня на определенном участке).
Установки незаменимы для проведения геотермального теплоснабжения.
Строительные работы (проведения строительных мероприятий, обустройство свайных и микросвайных оснований, размещение анкеров).
Геологоразведочные мероприятия (изучение геологического строения местности, составление прогноза и проведение анализа дальнейшего ее поведения).
Прогнозирование сейсморазведочных работ.
Установка опор для ЛЭП.

Буровое оборудование имеет широкое распространение, что означает различные конструктивные особенности каждого типа. К тому же определенный тип машины может работать только при определенных климатических условиях.

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Различают несколько типов классификаций нефтяных комплексов, в основе которых определен важный критерий установки.

Конструкция

По конструкционным особенностям машины различаются между собой. Это объясняется тем, что определенный тип машины применяется только для узкого вида работ. По конструкции оборудование бывает:

Мачтовые (механическая часть располагается на двух опорах).
Башенные (имеет 4 механизма опоры, нагрузка на каждый из них распределяется равномерно).

Как правило, башенные агрегаты отличаются большими размерами, а также высокой производительностью работ.

Способ перемещения

Буровое оборудование имеет различия и по способу перемещения. Эти особенности очень важны для работ на разных типах местности. Буровые агрегаты по критерию перемещения делят:

передвижные;
стационарные.

Передвижные нефтяные буровые установки незаменимы при разведывательных мероприятиях, а также изучения состава местности. С помощью них специалисты берут пробы на проведение различных исследований. Стационарные же модели необходимы для добычи материала.

Место размещения

Добыча полезных ископаемых может проводиться на любой местности, независимо от того, твердая это поверхность или водоем. Основываясь на данные критерии, буровые установки разделяют на:

наземные;
морские (фиксация осуществляется на дно).

Нефтяные месторождения могут располагаться в любом месте, к тому же ее количество не зависит от того, находится она на твердой поверхности или в воде. Поэтому машины могут выкачивать нефть при любых условиях.

Способ бурения

Чтобы пробурить скважины, используют различные типы бурения. В зависимости от этого нефтяные установки разделяются:

Вращательное бурение (работы осуществляются за счет вращательного движения специального конструктивного элемента машины).
Вращательно-ударное бурение (для получения скважины используется определенная сила удара, после чего элемент установки начинает вращательное движение).
Ударное (бурение проводится за счет удара элемента о поверхность местности).
Бурение вибрацией.
Огнеструйное бурение.

В последнее время разработан новый вид бурового оборудования, с помощью которого образование скважины происходит за счет разрядно-импульсного бурения.

К тому же нефтяные вышки могут работать от электрического, электрогидравлического или дизельного привода.

Конструкция нефтяных буровых установок

Нефтяная буровая установка включает в своей конструкции несколько систем.

Энергетическая

Двигатель перерабатывает топливо в необходимый вид энергии, с помощью которой происходит питание генератора электрического типа. Он в свою же очередь осуществляет поток электроэнергии остальным механизмам и агрегатам машины.

Механическая

В этой части расположено подъемное устройство, которое перемещает тяжелые элементы. К тому же в этой части нефтяной буровой конструкции расположен ствол ротора.

Вспомогательная

Система включает в себя дополнительное оборудование, с помощью которого имеется свет, вентиляционные элементы, а также может осуществляться движение агрегата.

Информационная

Осуществление строгого контроля над работой всех типов агрегатов и механизмов. При наличии неполадки срабатывает оповестительный сигнал.

Циркуляционная

С помощью данного типа системы происходит продвижение химического раствора в бурильную колонну. Под определенным давлением он перемещается по всем трубам и попадает в ствол ротора.

Помимо систем, из которых состоят нефтяные комплексы, выделяют рабочие органы устройства:

Буровая вышка (поддерживает бурильную машину во время проведения работ на местности, осуществляет спуск и подъем необходимого оборудования).
Высокотехнологичные насосы (осуществляют закачку в систему химического раствора).
Система трубопроводов (происходит соединение механизмов и агрегатов между собой).
Ротор (осуществление движение бура при проведении работ, а также поддержание равновесия оборудования).
Бур (агрегат, с помощью которого происходит разрушение пород местности, где проводятся работы).
Лебедки (подают инструмент на забой, обеспечивают вращение ротора).

К тому же в агрегате находятся такие элементы, как превенторы, которые обеспечивают герметичное фиксирование клапанов труб.

Использование нефтяных систем

Устанавливают системы для получения нефти блоками или агрегатами. В качестве монтажной основы применяются облегченные опоры. Эксплуатация осуществляется в несколько этапов:

Подготовка участка, где будет находиться данная система, проверка всего оборудования на исправность и целостность.
На местности проводят разметку, а также убирают все устройства, которые характеризуются высокой степенью пожароопасности.
В первую очередь собирается опорная часть, состоящая из лебедки и ротора, к ним уже при помощи специальных болтов прикрепляют хозяйственную и вспомогательную установку.
После этого осуществляется сборка осей, стола ротора и будущего центра скважины.

Заключительным этапом проводится сборка вышки и дополнительного к ней оборудования. Все работы ведутся с помощью машинного крана.

Доставка машины для бурения считается довольно сложным процессом, который включает в себя:

Расчет, согласно ему решается вопрос о методе транспортировки.
Определение маршрута, в этом случае учитываются все уклоны местности, а также качество дороги.
Проверка и подготовка оборудования, с помощью которого будет крепиться агрегат к транспортировочному оборудованию.
Погрузка.

Доставка буровой установки может осуществляться полуприцепным механизмом, если позволяют размеры агрегата.

Бурение скважин — это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого (по сравнению с длиной) диаметра. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем.

Горизонтальное бурение (или ГНБ — Горизонтальное направленное бурение, англ. Horizontal Directional Drilling) — управляемый бестраншейный метод прокладывания подземных коммуникаций, основанный на использовании специальных буровых комплексов(установок). Международное обозначение — HDD или Horizontal Directional Drilling. Длина прокладки путей достигает 2 км, а диаметр 1200 мм. Из труб применяются трубы из полиэтилена, стали и др. видов материалов. И всё это при минимальном воздействии на окружающую среду.

Нефтяная вышка (Oil derrick) - это

Цикл строительства скважин

Строительство наземных сооружений;

Углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видов работ — собственно углубления и промывки скважины;

Разобщение пластов, состоящее из двух последовательных видов работ : укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединёнными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;

Освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока (оттока) флюида) называют заканчиванием скважин.

Нефтяная вышка (Oil derrick) - это

Классификация скважин по назначению

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this. OK