Шельфовая платформа для добычи нефти и газа: назначение, особенности и обслуживание
- Шельфовая платформа: конструкция и функции
- Обслуживание шельфовых платформ
- Виды платформ
- Эксплуатация шельфовой платформы
Шельфовая платформа: конструкция и функции
Необходимость в разработке месторождений на шельфе появилась вследствие стремительного иссякания запасов углеводородов на суше. Платформы позволяют добывать нефть из глубин под морским дном.
Шельфовые установки очень схожи с наземными добывающими станциями. Они так же создают глубокие скважины в толще земли и выкачивают нефть и газ.
Однако отличий в конструкции тоже немало. Одно из них – наличие поддерживающих колонн для корпуса, позволяющих платформе держаться над или на поверхности воды.
Чтобы платформа оставалась на нужном месте, в ее структуре предусмотрена мощная якорная система, состоящая из лебедок, стальных цепей и якорей. Вес одного якоря составляет примерно 13 килограмм, на каждой платформе их количество в среднем составляет от 4 до 6 единиц.
Устройство наводной буровой колонны практически повторяет наземную. Она состоит из бурильных труб длиной 28 метров, соединяемых крепкими замками, и долота.
Чаще всего используются шарошечные или лопастные буровые устройства. Первые более надежны, так как их конструкция предотвращает заклинивание. Вторые обладают более высокой производительностью.
Буровые долота вращаются под давлением, чем и формируют глубокую скважину. Залежи углеводородов располагаются на глубине примерно 2-2,5 тысяч метров под шельфом.
Рис. 1. Шарошечное долото
Обслуживание шельфовых платформ
Сложности в разработке и функционировании шельфовых платформ обусловлены агрессивным морским климатом. Высокие волны, порывы ветра, соленая вода, влажная среда приводят к коррозии и повреждению механизмов. Часто шельфовые платформы устанавливаются в северных широтах, лед и снег значительно снижают срок службы узлов и деталей.
Специалисты по разработке узлов шельфовых станций традиционно применяют пластичные и жидкие смазочные вещества для защиты деталей от коррозии и повреждений. Однако они смываются водой, испаряются и не выдерживают агрессивных воздействий. Наносить новый слой материала приходиться очень часто, что затруднительно в условиях удаленности платформ.
Альтернативой становится использование для обслуживания узлов добывающих платформ антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП). Они обеспечивают снижение силы трения сопряженных элементов, защищают их от коррозии и агрессивных воздействий климатических условий, облегчают монтаж и демонтаж соединений, предотвращают повреждение деталей из-за высоких нагрузок.
На резьбовые участки труб, болты, гайки, направляющие и подшипники скольжения, запорно-регулирующую арматуру и другие узлы трения наносят антикоррозионные и антифрикционные твердосмазочные материалы MODENGY 1002, MODENGY 1005, MODENGY 1014, MODENGY 1066, MODENGY PTFE - A20.
Рис. 2. Крепеж морских нефтяных платформ до и после нанесения покрытия MODENGY 1014
Данные покрытия не нуждаются в обновлении, однократного нанесения хватает для длительной защиты узлов и деталей.
Виды платформ
Шельфовые платформы имеют различную конструкцию в зависимости от их удаленности от берега.
На небольшой глубине (до 40 метров) строятся стационарные станции. Они никуда не перемещаются и крепятся с помощью бетонных блоков или свай.
Рис. 3. Стационарная платформа
На глубине до 80 метров устанавливаются сооружения, свободно закрепленные ко дну.
Полупогружные платформы располагаются уже на более глубоких участках – до 200 метров в глубину. Их корпус состоит из надводной и подводной части.
На глубину более 200 метров отправляют буровые суда. Они оборудованы эхолокационными установками и устройствами, позволяющими следить за работой бура на глубине. Часто такие платформы ограничиваются только одной функцией – созданием скважин. Для добычи, хранения и перевозки нефти на место скважины прибывают другие суда.
Эксплуатация шельфовой платформы
Каждая шельфовая платформа разрабатывается индивидуально с учетом особенностей дна, глубины залежей, условий эксплуатации, планируемого срока службы и так далее.
После проектирования производятся испытания платформы на построенной модели или опытном образце, изучаются данные использования аналогичных сооружений.
Шельфовую станцию устанавливают после изучения глубинных месторождений. В этом помогают современные эхолокационные устройства.
Платформы осматриваются на наличие повреждений и износа специалистами компании. Это делается по графику.
Внеплановые осмотры проводятся после стихийных бедствий или возникновения других опасных ситуаций. При повреждении деталей и механизмов они подлежат восстановлению.