USD 75.1996

-0.42

EUR 91.1946

-0.11

BRENT 49.55

+0.93

AИ-92 43.31

-0.02

AИ-95 47.6

+0.03

AИ-98 53.06

+0.03

ДТ 48.57

-0.01

21 мин
467
0

Технологии защиты подводных месторождений

Возможными источниками опасных внешних воздействий на объекты подводного обустройства являются рыболовные сети, траловое оборудование, якоря или якорные цепи, ледяные гряды, торосы и айсберги, которые могут привести к выводу из строя подводного оборудования. Нежелательным последствием такого воздействия может быть неконтролируемый выброс нефти или газа, что нанесет значительный ущерб окружающей среде. Даже с надлежащими очистными работами неблагоприятные последствия от подводной утечки нефти могут надолго сохраниться. Поэтому, если необязательной, то желательной становится практика установки защитных сооружений для обеспечения безопасности работы подводных скважин. Какие технологии применяют сегодня?

Технологии защиты подводных месторождений

Более двадцати лет подводные технологии добычи и подготовки углеводородов развивались и рассматривались как наиболее многообещающие направления в освоении морских месторождений углеводородов. Поэтому в настоящее время применение подводных промыслов является наиболее перспективным направлением при освоении месторождений, как в условиях замерзающих, так и незамерзающих морей, с использованием оборудования для подготовки и нагнетания флюидов в подводном исполнении, в том числе многофазных насосов, сепараторов, компрессорных агрегатов.

Подводные нефтегазодобывающие промыслы могут быть полностью автономными, а также применяться в сочетании со стационарными или плавучими технологическими платформами, причем при разработке морских месторождений объекты подводного обустройства могут быть размещены в местах нахождения промысла водных биоресурсов, где с рыбодобывающих судов забрасывают сети, тралы и якоря, что может вызвать повреждение подводных объектов.

Сети при опутывании устья могут, сильно повредить его (изогнуть) или, по меньшей мере, причинить легкие повреждения элементам устьевого оборудования. Несмотря на то, что устьевое оборудование обладает достаточной прочностью, однако при воздействии резких тяговых усилий отдельные его элементы могут быть разрушены. Другой источник возможных опасностей - якоря или якорные цепи. Спускаемый якорь может буквально раздробить фонтанную арматуру устья, тем самым вызвать опасную утечку газа и нефти в море. Такие утечки не только дорогие с точки зрения потери продукта, но и могут нанести значительный ущерб окружающей среде. Тяжелые якорные цепи, в свою очередь, могут застопорить или, по меньшей мере, намотаться вокруг элементов устьевого оборудования и при их извлечении деформировать или даже разрушить его.

В этой связи следует отметить, что правительствами некоторых стран определены требования к установке защитных ограждений для подводных добычных систем, манифольдов, фонтанных арматур и другого устьевого оборудования. Так, в Норвегии установка защитных сооружений для устья скважины и трубопроводов регламентирована правилами Norsok (Standard U-002, Subsea Structures and Piping System) для подводных объектов в норвежском секторе Северного моря.

Поэтому, если необязательной, то желательной становится практика разработки защитных конструкций и их установки для предотвращения или ограничения разрушающего воздействия на открытое устьевое оборудование подводных скважин движущимися предметами. На рисунке 1 приведена стальная конструкция, используемая в качестве защиты устьев подводных скважин, которая помогает предотвратить ущерб от нежелательного влияния падающих предметов, а также снижает вероятность воздействия сетей, тралов и цепей на оборудование.



а)



б)

Рисунок 1 - Стальная конструкция для защиты подводных устьев скважин:

а – защитная конструкция до установки;
б – подводный модуль с защитной конструкцией на дне моря.

При разработке морских месторождений, в зависимости от природно-климатических условий в месте установки подводного оборудования, устьевое оборудование подводных скважин (особенно на мелководье замерзающего шельфа) может быть заглублено в грунт дна полностью или частично. Так, при размещении подводного устья на мелководье замерзающего шельфа (например, в Обской и Тазовской губах, море Beaufort, Карского моря) существует ряд опасных факторов в виде дрейфующего льда, который имеет тенденцию к аккумулированию. Этот дрейфующий лед может формироваться в ледяные гребни, которые не только накапливаются над водой, но также образуют существенные погруженные в воду участки. Эти ледяные гряды и айсберги, стремясь дрейфовать на мелководье, могут вспахать морское дно на значительную глубину.

В ряде научных публикаций и патентов приведены конструкции и технические решения по защите устьев скважин при подводном обустройстве посредством их размещения внутри защитных конструкций (кессонов), заглубленных в толщу грунта.

Например, для условий мелководной части моря Beaufort предлагается размещение устья одиночной скважины в заглубленном в грунт дна цилиндрическом кессоне, несколько верхних секций которого расположены на легко разрушаемых узлах соединения друг с другом. Предполагается, что при воздействии киля тороса (такое событие считается возможным, но относительно маловероятным) одна или несколько верхних секций будут повреждены или разрушены, но нижняя часть кессона, защищающая устьевое оборудование, останется неповрежденной и недеформированной.

Необходимая глубина для размещения кессона обеспечивается выемкой грунта до глубины ниже уровня известного эрозионного воздействия, вызванного айсбергами или ледовыми грядами. Надо отметить, что вышеприведенный способ является чрезвычайно дорогим и требует выемки большого количества грунта с использованием драги с высокой производительностью, или землесосного снаряда с воздушным лифтом, работающего в комбинации с буровым судном.

Во второй половине 1980-х гг. рассматривались варианты подводного обустройства месторождений, расположенных на шельфе Нидерландов (Северное море) на акватории с глубиной менее 20 м. Хотя лед на акватории отсутствует, использование подводных технологий диктовалось ограничениями другого характера – район находился в зоне морского артиллерийского полигона. Отмечалось, что возможным является размещение устьев скважин в открытых котлованах, но по причине интенсивного отложения осадков предпочтительным является решение с использованием заглубленного кессона с защитной крышкой (рис. 2).


Рисунок 2 - Концепция размещения устья одной скважины внутри защитного кессона

Аналогичные решения были представлены в международной заявке фирмы FMC Kongsberg Subsea AS, где также предлагается использование специальной конструкции, в которой размещается оборудование устьев скважин, а вся конструкция устанавливается ниже уровня дна моря и закрывается защитной крышкой (рис. 3). Однако, в развитие ранее выдвинутых идей, в указанном патенте реализуется способ установки внутри защитного корпуса интегрированной донной опорной плиты, рассчитанной на бурение нескольких скважин. Таким образом, предложено решение для заглубленного обустройства куста скважин.

Кессон состоит из цилиндрической закрепленной стенки, имеющей полую внутреннюю часть с кольцевыми отверстиями на верхнем и нижнем концах. На внутренней поверхности закрепленной стенки расположены вертикальные направляющие, а в области их нижних концов - установлен опорный элемент (или элементы). Для спуска кессона на морское дно предусмотрены средства подсоединения верхнего конца закрепленной стенки к соответствующему крану на плавучем судне. Модуль для выемки грунта включает цилиндрический корпус, размещенный в кессоне, и приспособленный к вертикальному перемещению по направляющим до опорного элемента (элементов). В цилиндрическом корпусе, закрытом сверху и снизу, расположен внутренний отсек с источником энергии. От нижней части корпуса отходит вниз вращающееся подводное устройство для выемки грунта, функционально соединенное с источником энергии.



Рисунок 3 - Концепция размещения устьев 4 скважин ниже уровня дна моря

Устройство для выемки грунта разрыхляет донный материал, находящийся в нижней части кессона и модуля для выемки грунта. Для удаления на морское дно разрыхленного донного материала из устройства для выемки грунта предусмотрены трубопроводы, а также источник энергии и средства управления модулем для выемки грунта, которые подсоединены к плавучему судну. Имеются средства крепления верхней части модуля к крану на плавучем судне.

В этой системе эксплуатация модуля для выемки грунта осуществляется во время его нахождения внутри кессона; после создания выемки в морском дне до требуемой глубины, в которой расположены кессон и модуль для выемки грунта, модуль для выемки грунта извлекают из кессона на плавучее средство для его применения в другом месте.

За счет исключения использования дорогостоящих драг или буровых установок эта система значительно снижает стоимость установки защитного кессона; не требует для поддержки других установок, помимо судов снабжения, и значительно снижает количество транспортируемого материала.

Кессонные (бункерные) системы, рассмотренные выше, могут быть установлены с соответствующими крышками и посадочными фланцами так, чтобы немного возвышаться над морским дном. В этой конфигурации устьевое оборудование, находящееся внутри кессона, полностью защищено от ударов различными предметами, движущимися в воде в окрестностях скважины. Устьевое оборудование также отделено и защищено от воздействия неустойчивого материала морского дна, такого как песок, ил, и наносов, которые могут накапливаться на оборудовании.

Кроме того, ингибиторы коррозии и морской жизнедеятельности, закачиваемые в кессон, предотвращают повреждение и износ устьевого оборудования от этих двух источников опасности. Кессонные системы пригодны для ограждения и защиты подводных скважин при обычных условиях эксплуатации. Но как показывает практика эксплуатации подводных скважин, возможно появление утечек из устьевого оборудования, а рассмотренные выше системы не могут предотвратить их проникновение в окружающую морскую среду.

Еще одним аспектом защиты подводных скважин является экологический аспект - это предотвращение утечек нефтепродуктов в окружающую среду. Так, предложена система защиты, которая приспособлена для сбора утечек из устьевого оборудования для последующего их извлечения или транспортировки на поверхность.

Устройство представляет собой герметичную камеру (кессон) для подводного устьевого оборудования, которая включает основной корпус, установленный в морском дне и закрытый герметизированной крышкой. К камере через трубопровод с регулятором давления подсоединен надувной, растягивающийся, эластичный резервуар для сбора и хранения утечек, так называемый, «дракон».

«Дракон» подсоединен к трубопроводу с помощью быстроразъемного соединения и запорного клапана, которые позволяют быстро его присоединять, извлекать или заменять. В обычных условиях «дракон» находится в спущенном состоянии и закреплен к морскому дну. При наличии утечки в подводном устьевом оборудовании избыток жидкости за счет повышенного давления в камере выходит и заполняет «дракон». После этого он может быть отсоединен от трубопровода, освобожден от якоря и извлечен на поверхность для удаления находящейся в нем жидкости. По существу, во время извлечения или процесса переустановки «дракона» ни скважинная или камерная жидкости не попадают в море. Выпускную крышку и трубопровод монтируют наверху камеры.

На месторождении White Rose на дне океана на глубине 120 м при строительстве трех котлованов была проведена выемка грунта. Каждый котлован прямоугольной формы, длиной 30 м, шириной 20 м и глубиной 11 м; угол наклона стенок - 3:1 (рисунок 4а). При выемке грунта использовались как драга и грейфер, так и землесосный снаряд. В каждом из трех котлованов устанавливалось несколько подводных комплексов, верхняя часть оборудования которых находилась, как минимум, на 2 – 3 м ниже морского дна.

На месторождении Terra Nova (глубина воды от 90 до 100 м) для защиты подводных скважин от пропахивания айсбергами их размещали в котлованах, расположенных ниже уровня морского дна (рисунок 4б). Площадь характеризуется сезонным присутствием плавающего морского льда с толщиной от 0,5 до 1,5 м и айсбергов. На указанных месторождениях при размещении оборудования предусматривалась возможность обеспечения легкого доступа для его проверки, испытаний, ремонта, замены или извлечения.

Для защиты подводных конструкций, в особенности фонтанной арматуры скважин, от повреждения рыболовными сетями, тралами, якорями используют защитные ограждения, включающие бетонные, стальные и/или стекловолокнистые конструкции, которые просто размещают над фонтанным оборудованием.

Эти конструкции могут быть в форме куполов, пирамид или иметь конусообразную форму, способствующую отклонению тралов и других предметов от защитного ограждения. При расположении на морском дне большинство стальных и бетонных защитных ограждений удерживаются на месте за счет их тяжелого веса. Поскольку фонтанная арматура может возвышаться над морским дном на 6,2 – 9,2м, то защитная конструкция такая как, например, стальная пирамида может быть высотой более 9,2м с основанием диаметром от 15,5 до 18,5м и с общей массой, приближающейся или превышающей 90,4т.

Что касается легких стекловолокнистых защитных конструкций, то они требуют их крепления к морскому дну. Ранее для этих целей, в некоторых случаях, использовались анкерные устройства винтового типа, которые располагали вокруг стекловолокнистой защитной конструкции.



а)



б)

Рисунок 4 - Размещение подводных добычных комплексов в котлованах для защиты от айсбергов:

а - месторождение White Rose;
б - месторождение Terra Nova.

Защитные конструкции, которые поддерживают фонтанную арматуру и за счет своего веса удерживаются на месте, являются чересчур большими и громоздкими. Кроме того, физические размеры этих защитных конструкций вызывают определенные трудности при их транспортировке и установке. Следует отметить, что установка защитного устройства не является простой операцией и обычно требует использования специального судна, оборудованного краном и способного к транспортировке защитного устройства к месторасположению скважины и затем к его спуску. Проблема, связанная с установкой защитного устройства, - это трудность в соблюдении точности его размещения около устья при спуске с плавучего судна.

Если в связи с метеоусловиями судно подвержено минимальному перемещению, спуск защитного устройства даже с помощью направляющих тросов может быть непредсказуемым и опасным. Операция по спуску защитной конструкции всегда является дорогостоящей, кроме того, ежедневная сумма арендной платы такого судна может быть непомерно высокой.

Для преодоления вышеназванных проблем предложена защитная конструкция, в верхней части которой расположен люк для обеспечения доступа в скважину и защитный колпак, который закрывает люк для предотвращения повреждения устьевого оборудования от наносов, песка, плавающих льдин и падающих сверху предметов. Защитную конструкцию закрепляют на месте посредством одной или нескольких свай, которые вбивают или цементируют в морском дне.

Защитная конструкция и защитный колпак могут быть установлены на место с помощью направляющих, которые используются для установки фонтанной арматуры и другого устьевого оборудования. Поскольку сваи предотвращают перемещение конструкции, то она может иметь небольшой вес, что облегчает ее установку и транспортировку по сравнению с упомянутыми выше конструкциями. В этом аспекте (простота сборки и доставки) рассмотрим защитное устройство, которое может быть легко собрано в единую конструкцию после доставки отдельных элементов к месту расположения скважины.

Устьевое защитное устройство является достаточно тяжелым для выполнения предназначенных функций и легко может быть установлено в требуемое место под водой; изготавливают его из отдельных узлов, которые легко могут быть транспортированы к морской буровой установке, находящейся над скважиной. На судне собирают отдельные элементы защитного устройства в единую конструкцию и последнюю постепенно погружают под судно. Это исключает необходимость размещения защитного устройства в собранном виде на палубе судна. После того, как защитное устройство полностью собрано, оно легко может быть спущено к устью скважины с использованием направляющих канатов, идущих от судна до устья. Защитное устройство во время спусковых операций поддерживается с помощью подъемных устройств, расположенных на буровой установке.

Компанией FMC CORP предложены способ и устройство для защиты подводного устья и фонтанной арматуры от повреждения якорями, сетями, тралами и другим буксируемым оборудованием. Устройство включает кольцевой жесткий защитный корпус с большим открывающимся люком для доступа в скважину; камеру со скошенными наружными стенками, определяющими границы полости камеры, в которую закачивают цемент или другой материал; днище; ряд мешкообразных контейнеров, размещенных вокруг корпуса и закрепленных к его наружной стенке.

Кольцевая камера сообщается с внутренней полостью контейнеров посредством каналов на внешней стенке корпуса, через которые закачивают цемент в камеру, и заполняют им контейнеры для получения вокруг корпуса экрана с гладким профилем. При столкновении якоря или другого морского оборудования с экраном контейнеры могут отделиться и дать возможность морскому оборудованию продолжить движение над корпусом или вокруг без повреждения последнего, а также расположенного в корпусе устья или фонтанной арматуры. Цемент, находящийся в полости камеры и в контейнерах, значительно увеличивает вес защитной конструкции и способствует ее закреплению на месте установки. Следует отметить, что этот дополнительный вес не поддерживается колонной, поскольку закачку цемента в полость камеры и в контейнеры производят после спуска и установки защитного корпуса. Данным изобретением достигается значительная экономия за счет исключения стоимости специальных устройств и установок для спуска тяжелого оборудования.

В одном из технических решений представлены конструкция и подводная система защиты, выполняющие функции постоянного или временного ограждения устья оставляемой скважины для предотвращения запутывания сетей, якорей и им подобного оборудования, приводящего к повреждению устья. Типичный вариант имеет модульную конструкцию в виде усеченной пирамиды, верхнее и нижнее сечения которой являются квадратами, причем, размер верхнего меньше нижнего; боковые грани пирамиды состоят из восьми опорных угловых элементов треугольной формы, имеющих одинаковый наклон. Конструкция изготавливается в заводских условиях, транспортируется на место, собирается на судне, установленном над скважиной, и опускается на морское дно после его очистки от выбуренной породы. Описан способ монтажа конструкции на месте с использованием готовых сборных модульных компонентов. После сборки конструкцию размещают на дне океана, с учетом охвата устьевого оборудования и обеспечения внешней конфигурации, позволяющей отклонять в сторону сети, тралы, якоря и им подобное оборудование, тем самым предотвращая запутывание ими устьевого оборудования.

Дополнительно к защитной конструкции изобретение включает временно оставляемый колпак, способствующий автоматической центровке защитного устройства над устьем.

Защитные устройства устанавливаются не только на отдельных скважинах, но и на подводных промысловых центрах (направляющая опорная плита (темплет) с размещенными на ней устьями подводных скважин, коллекторами, блоками управления и дозировки химических реагентов и т.д.). Обычно в проектах для систем подводной добычи предлагают отдельную крышу, либо интегрированную и шарнирно сочлененную с защитной конструкцией, или спускаемую после установки необходимого оборудования на опорной плите.

Так подводная система «Snorre», которая включала в себя технологию, опробованную в проведенном ранее компанией «Exxon» пробном испытании систем подводной добычи в сборе имела размеры 48х32х19 м и весила около 2400 тонн; защищена специальной конструкцией, предохраняющей от повреждений рыболовецкими тралами, корабельными якорями и другими попавшими в море предметами.

Устанавливалась опорная плита с помощью крановой баржи большой грузоподъемности. Конструкция подводной системы включала двойной ряд буровых окон, допускала размещение до 20 скважин, из которых одновременно могли эксплуатироваться не более 10. По данным FMC Technologies на месторождение Ormen Lange используется опорная плита на 8 скважин, со съемным манифольдом, юбочным основанием, цельной защитной конструкцией и индивидуальными защитными кожухами для каждого устья скважины. Размеры (длина-ширина-высота) 44,3 x32,7x 14,6, м. вес - 1150 тонн, включая манифольд (рисунок 5).


Рисунок 5 - Подводный модуль на 8 скважин компании FMC Technologies для месторождения Ormen Lange.

Для исключения дополнительных и непростых операций по извлечению на поверхность модулей с подводным оборудованием предложены способ и устройство, которые обеспечивают их полную защиту от возможного повреждения тралами и падающими предметами. Это достигается наличием элементов крыши, интегрированных в модуле, что делает возможным извлечение каждого модуля с его защитной крышей целиком.

Во время такой операции отсутствует дополнительный риск повреждения модуля падающими предметами, а подготовительная работа для его извлечения гораздо проще, чем в случае обычной конструкции.

Особенность предложенного решения, в основном, состоит в том, что каждый из модулей снабжен, по меньшей мере, одним фиксированным и одним съемным элементами крыши. Эти фиксированный и съемный элементы крыши, по существу, полностью охватывают верхнюю площадь модуля. Элементы крыши всех модулей вместе покрывают большую часть верхней площади подводной конструкции, защищая ее от падающих или движущихся по дну моря предметов, таких как тралы и им подобное оборудование.

Еще одним аспектом защиты подводных скважин являются прочностные свойства конструкции, так, защитные конструкции, изготовленные из стали, обеспечивают высокую прочность при относительно низкой стоимости.

Прочность реализуется при относительно низкой деформации (0,2%), после которой имеют место текучесть и остаточная деформация. Обычная стальная конструкция обладает высокой жесткостью и поэтому имеет ограниченную способность к поглощению энергии до перехода в состояние текучести. В изобретении предложен вариант защиты подводных установок от падающих предметов за счет использования панели для крыши, имеющей улучшенные характеристики для поглощения удара (ударная энергия от падающих предметов может доходить до 150kДж).

Типичные панели являются особенно жесткими в точках, где панели поддерживаются каркасом, и проектируются исходя из допустимости пластической деформации (т.е. необратимой) в результате удара, после которого они подлежат замене. Панели, предлагаемые в данном изобретении, проектируются по критерию упругого деформирования в любой точке поверхности панели при ударе, что обеспечивает необходимую податливость в процессе удара и последующее полное восстановление своей первоначальной формы.

С учетом вышесказанного, в данном техническом решении предложены панели с улучшенными характеристиками для амортизации удара. Панель крыши, включает упругие консоли, отходящие от центральной втулки; опорные элементы, расположенные ниже упругих консолей для соединения с подводной конструкцией; плоские элементы крыши, расположенные между упругими консолями. Упругость и эластичность консолей и опорных элементов позволяют поглощать силу вертикальных ударов без остаточной деформации, что не требует замены панелей защитных конструкций.

Разработанный в ДОАО ЦКБН ОАО «Газпром» нормативный документ определяет требования для конструкционных материалов, применяемых для изготовления сварных опорных, фундаментных, защитных конструкций, а также рамных конструкций подводного технологического оборудования в арктических условиях. Стандарт содержит общие технические требования к свариваемости стали, коррозионностойкости и холодостойкости.

В местах, где требования к защите устья не высоки, возможно, применение прочной металлической сети, так, на шельфе Азовского моря «Черноморнефтегаз» ввел в эксплуатацию Северо-Булганакское месторождение, в обустройстве которого принимали участие сервисные компании Baker Hughes и FMC Technologies. Все добывающее оборудование находится под водой на глубине 11 м и управляется с берега; защита подводного оборудования осуществлена с помощью прочной металлической сети.

В настоящее время мировая практика эксплуатации подводных комплексов в сложных климатических условиях пополнилась опытом, полученным при реализации проектов в море Бофорта и Северном, в том числе и по применению различных конструкций защиты подводных объектов обустройства; этот опыт так же весьма ценен для условий Арктического шельфа РФ и шельфа Охотского моря.

Однако особенности замерзающего шельфа РФ, как мелководного, так и глубоководного, там где ледяной покров толщиной от 2 до 4 м присутствует продолжительное время, требуют применения нестандартных подходов по защите подводных объектов обустройства морских месторождений углеводородов от возможных внешних воздействий. Специфика же мелководного шельфа, в особенности его приурезной части с глубинами от 0 до 10 м, заключается в отсутствии достаточных глубин воды, затрудняет использование обычных мобильных технических средств.

Возможность вписаться в "погодное окно" или длительность пребывания технических средств в рабочем режиме зависит также от глубины бурения скважин; далеко не всегда бурение скважин глубиной 4500-5000-6000 м удается закончить в один сезон, так как продолжительность бурения составляет более 3-х - 4-х месяцев. В таких случаях применение обычных неледостойких технических средств становится невозможным, поэтому в ряде технических решений предлагается совмещать средства бурения и защиты подводного оборудования и в основании платформы предусматривать размещение устьев подводного модуля.

Для условий с коротким межледовым периодом (менее двух-трех месяцев) рассматриваются ледостойкие гидротехнические сооружения, в которых донную плиту опорного блока выполняют с вырезом, а устьевой модуль - выполняют со вспомогательной донной плитой и предварительно размещают в нижней части опорного блока. В этом случае после проведения буровых операций и снятия переставной платформы ее опорное основание остается на дне и выполняет функции защитной конструкции (рисунок 6).



а)



б)

Рисунок 6 - Способ обустройства на мелководье замерзающих акваторий - защитная конструкция устья как часть платформы (источник - патент RU 2320816).

Известны также технические решения, когда платформа устанавливается на жесткий конический кессон, через который бурят скважины; при снятии платформы кессон остается на месте и используется в качестве защитного сооружения. Конструкция кессона должна быть достаточно прочной и жесткой для защиты подводного модуля. Таким образом, необходимо отметить, что для замерзающего шельфа, как мелководного, так и глубоководного существует неразрывная связь и взаимозависимость защитных конструкций подводного комплекса и применяемых для проведения буровых операций ледостойких гидротехнических сооружений.

Примером использования российского потенциала по производству защитных модулей может служить филиал норвежской компании «Reinertsen NWR» по производству металлоконструкций для подводных модулей на шельфе арктических морей, расположенный в Мурманске. Завод (30 тысяч квадратных метров и 112 квадратных метров своего причала) расположен на территории Мурманской судоверфи (рисунок 7).



а)



б)

Рисунок 7 - Производство конструкции для защиты устьев подводных скважин в Мурманске:

а - в 2008 году мурманское отделение "Reinertsen" построило защитную конструкцию подводного модуля для проекта " Sigrid " (Норвежское море) компании "Statoil Hydro";
б - цех по производству защитных металлоконструкций для подводных модулей Абрам мыс Мурманск.

Предприятие со 100 % норвежским капиталом; коллектив - всего 130 человек, из которых главные специалисты (два менеджера) из Норвегии, остальные сотрудники – российские инженеры и рабочие (местные жители), причем, около 40 специалистов-сварщиков прошли обучение в Норвегии. Сырье поставляется из Норвегии, а собранные модули на барже отправляют заказчику «Statoil Hydro». На заводе в Мурманске были построены защитные конструкции для подводных модулей по проекту, разработанному компанией «FMC Technologies» и предназначенного для использования в рамках проекта Sigrid. Подводный модуль, весом около 250 тонн, с помощью самоходной мультиколёсной системы и специального соединительного моста погружен на баржу и отправлен в Норвегию, где пройдет интегральный тест; планируется, что впоследствии такая важнейшая процедура будет проходить в Мурманске.

Таким образом, источниками опасности для подводного устьевого оборудования могут являться рыболовные сети, траловое оборудование, якоря, якорные цепи, дрейфующий лед, ледяные гряды, айсберги, песок, ил. Основная функция защитных устройств оборудования подводной скважины – обеспечение безопасности работы подводного оборудования и возможности, при необходимости, легкого доступа для его проверки, испытаний, ремонта, замены или извлечения.

Для защиты подводного оборудования от возможных источников опасных внешних воздействий на незамерзающей акватории (от рыболовных сетей, тралового оборудования, якорей, якорных цепей, песка, ила и предметов, падающих с буровых), применяются защитные ограждения, включающие бетонные, стальные и/или стекловолокнистые конструкции, размещаемые над устьевым оборудованием.

В этом случае защитные конструкции, изготовленные из стали и бетона удерживаются на месте установки за счет их тяжелого веса, а легкие стекловолокнистые ограждения – требуют крепления к морскому дну. Защитные ограждения, изготавливаемые как для отдельных скважин, так и для подводных промысловых центров, могут быть в форме куполов, пирамид или иметь конусообразную форму, которая способствует отклонению тралов и падающих предметов. Защитные конструкции, изготовленные из стали, обеспечивают высокую прочность при относительно низкой стоимости.

Для защиты подводного оборудования от возможных источников опасных внешних воздействий на замерзающей акватории (в первую очередь это дрейфующий лед, ледяные гряды, айсберги) применяются кессоны, размеры, которых зависят от количества скважин расположенные ниже уровня морского дна (на глубине, превышающей максимальную «глубину пропахивания» морского дна ледовыми образованиями) с подводным оборудованием внутри. На глубинах моря, где проплывающие айсберги могут пропахать дно моря своим килем возможно применение открытых котлованов, размещаемых ниже уровня морского дна, с установленным в них подводным оборудованием.

В основном, проектирование панелей для защиты подводного оборудования от падающих предметов производят либо, исходя из допустимости пластической деформации в результате удара, после которого панели подлежат замене, либо, исходя из критерия упругого деформирования, что обеспечивает необходимую податливость в процессе удара с последующим полным восстановлением первоначальной формы панели.

При разработке и использовании защитных конструкций для месторождений Российского шельфа необходимо принять во внимание зарубежный опыт в области защиты открытого устьевого оборудования подводных скважин от разрушающего воздействия различных источников опасности. Учитывая особенности замерзающего российского шельфа, как мелководного, так и глубоководного, обращено внимание на неразрывную связь и взаимозависимость защитных конструкций подводного комплекса и применяемых ледостойких буровых установок.

Определена необходимость в проведении исследовательских работ по физическому моделированию воздействия ледовых образований на подводные объекты обустройства морских нефтегазовых месторождений с целью разработки защитных конструкций для подводных комплексов, планируемых к применению в условиях мелководья замерзающего шельфа России.



Статья «Технологии защиты подводных месторождений» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№11, 2012)

Авторы:
Читайте также