Нефтяная вышка. Морские буровые: видовое разнообразие Устройство нефтяной вышки

Эту публикацию мы делаем для тех, кому всегда было интересно, как устроена морская буровая платформа и как работает это чудо инженерной мысли.

Типы морских платформ:

• стационарная нефтяная платформа;


• морская нефтяная платформа, свободно закреплённая ко дну;
• полупогружная нефтяная буровая платформа;
  
  
  


• мобильная морская платформа с выдвижными опорами;
  
  
  


• буровое судно;
  
  
  


• плавучее нефтеналивное хранилище (FSO) - плавучее нефтехранилище, способное хранить нефть или хранить и отгружать на побережье;
  
  
  


• плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) - плавучее сооружение, способное хранить, отгружать и добывать нефть;
  
  
  


• нефтяная платформа с растянутыми опорами (плавучее основание с натяжным вертикальным якорным креплением).

Четыре основных компонента нефтяной платформы: корпус, буровая палуба, якорная система и буровая вышка – позволяют решать задачи по разведыванию и добыче черного золота в условиях большой воды.

Корпус – это по сути своей понтон с треугольным или четырехугольным основанием, которое поддерживают огромные колонны. Над корпусом находится буровая палуба, выдерживающая сотни тонн бурильных труб, несколько грузоподъемных кранов и полноразмерную вертолетную площадку. Над буровой палубой возвышается буровая вышка, задачей которой является опускать/поднимать к морскому дну бур. В море всю конструкцию удерживает на месте якорная система. Несколько лебедок крепко натягивают стальные швартовые тросы, заякоренные на океанском дне, и удерживающие платформу на месте.

Принцип работы

Процесс добычи нефти начинается с сейсмической разведки. В море сейсмическая разведка проводится с помощью специальных кораблей, обычно водоизмещением до 3 000 тонн. Такие суда разматывают за собой сейсмические косы, на которых расположены гидрофоны (приемные устройства) и создают акустические волны с помощью источника колебаний (пневмопушки). Ударные акустические волны отражаются от пластов земли, и, возвращаясь к поверхности, улавливаются гидрофонами. Благодаря таким данным создают двухмерные и трехмерными сейсмические карты, на которых видны потенциальные резервуары с углеводородами. Однако никто не может гарантировать, что он нашел нефть, пока она не хлынет из скважины.

Итак, после разведки, начинается процесс бурения. Для бурения команда собирает бур секционно. Каждая секция имеет высоту 28 метров и состоит из железных труб. Например, нефтяная платформа EVA-4000 способна соединить максимум 300 секций, что позволяет углубиться в земную кору на 9,5 км. Шестьдесят секций в час, с такой скоростью опускают бур. После сверления бур вынимается для запечатывания скважины, чтобы нефть не вытекала в море. Для этого на дно опускают противовыбросовое оборудование или превентор, благодаря которому ни одно вещество не покинет скважину. Превентор высотой 15 м и весом 27 тонн снаряжен контрольным оборудованием. Он действует как огромная втулка и способен за 15 секунд перекрыть нефтяной поток.

Когда нефть найдена, нефтяная платформа может перемещаться в другое место для поиска нефти, а на ее место прибывает плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO), которая выкачает нефть из Земли и отправит ее на нефтеперерабатывающие заводы на берегу.

Нефтедобывающая платформа может стоять на якоре десятилетиями, невзирая на любые сюрпризы моря. Ее задача извлекать нефть и природный газ из недр морского дна, отделяя загрязняющие элементы и отправляя нефть и газ на берег.

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:

1. Подготовка участка, где будет находиться данная система, проверка всего оборудования на исправность и целостность.
2. На местности проводят разметку, а также убирают все устройства, которые характеризуются высокой степенью пожароопасности.
3. В первую очередь собирается опорная часть, состоящая из лебедки и ротора, к ним уже при помощи специальных болтов прикрепляют хозяйственную и вспомогательную установку.
4. 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.

Многим знакомы образы этих стальных островов высотой с многоэтажный дом, возвышающихся над поверхностью моря на огромных массивных опорах. С помощью самых современных технологий эти агрегаты способны бурить скважины глубиной до 10 км. Рассмотрим подробнее эти уникальные сооружения.

Как устроена морская буровая платформа?

Любая нефтяная платформа состоит из четырех основных частей - корпуса, якорной системы, буровой палубы и буровой вышки. Корпус нефтяной платформы представляет собой огромный понтон треугольной или четырехугольной формы. Его поддерживают на плаву шесть огромных колонн, наполненных воздухом.

На корпусе закреплена буровая палуба, которая по размерам превышает футбольное поле. Палуба отличается большой прочностью, чтобы выдерживать массу бурильной установки, вертолетной площадки, нескольких кранов и другого оборудования. Над буровой палубой, примерно на высоте 10-15-этажного дома, возвышается буровая вышка, которая поднимает и опускает бур.

Якорная система, удерживающая платформу на месте, состоит из 9 лебедок, расположенных по три на каждой стороне корпуса платформы. Эти лебедки натягивают стальные швартовые тросы, которые крепятся к якорям, находящимся на морском дне. Стальной трос находится в верхней части растяжки, он сматывается и разматывается лебедкой. В нижней части растяжки находится стальная цепь, которая крепится к якорю. Толщина тросов, удерживающих платформу, составляет восемь сантиметров; звенья цепи, к которым они крепятся, по размеру превышают голову человека. Масса одного звена составляет 33 кг. Якорные тросы настолько крепкие, что их не сможет порвать даже совокупное усилие пяти самолетов «Боинг-747». На конце каждой растяжки крепится якорь типа «Брюс» диаметром 5,5 м и весом более 13 тонн. До места назначения платформу доставляют с помощью морских буксиров со скоростью примерно 6 узлов.

Однако, даже несмотря на такую мощную и надежную конструкцию, штормы и ураганы до сих пор представляют собой грозную опасность для морских платформ. Так, например, в августе 2005 года из-за угрозы урагана Катрин пришлось эвакуировать более 20 тысяч нефтяников с буровых вышек, расположенных в Мексиканском заливе. За двое суток, пока в регионе бушевал ураган, было повреждено или разрушено около 50 буровых платформ, десять из них сорвало с якорей. Одну из платформ отнесло на 129 км, другую выбросило на берег. Восстановлению она уже не подлежала. Такие серьезные потери в нефтедобывающей отрасли привели к резкому скачку цен на «черное золото» на всех мировых биржах.

EVA-4000 - чудо космического века

Первая нефтяная вышка в истории была построена в 1859 году близ города Титусвилл, что в штате Пенсильвания, США. Она добывала нефть с глубины в 21 м. С этого момента начинается история нефтедобычи, которой вскоре были охвачены все континенты. За десятки лет, прошедших с того времени, запасы нефти, расположенные на суше, изрядно истощились. Поэтому нефтедобывающие компании обратили свое внимание на запасы углеводородов, скрытые в глубинах морей и океанов. Одним из первых регионов, где развернулась добыча нефти с морского дна, стал Мексиканский залив. В период с 1960 по 1990 годы на мелководье вблизи берега разместилось более 4 тысяч морских буровых платформ разного размера.

Но по мере того, как росли потребности человечества, запасов нефти, которые можно было добыть вблизи побережья, стало не хватать. И нефтедобыча начала двигаться все дальше и дальше в открытое море, удаляясь от берега. Постепенно нефтяные компании покинули континентальный шельф. Буровые платформы стали располагаться в местах, где расстояние до дна моря превышало 2,5 км. Чтобы добывать здесь нефть, пришлось строить настоящих стальных гигантов.

Одним из таковых является буровая платформа EVA-4000, принадлежащая компании Noble Jim Thompson. На сегодня это самая крупная нефтяная буровая платформа.

Это скорее настоящая плавучая фабрика по поиску и добыче нефти. EVA-4000 может проводить разведку нефтяных месторождений в таких местах, которые раньше считались абсолютно недоступными. Размер ее палубы по площади равен 10 баскетбольным площадкам, а буровая вышка «маячит» на высоте 52 метров над уровнем моря. Общий вес комплекса составляет 13 600 тонн. На сегодня в мире существует 100 подобных платформ, которые умеют не только добывать нефть, но и производить разведку месторождений. Для того чтобы понять, зачем строить такие сложные сооружения, приведем несколько цифр. Одна морская буровая платформа за день может получить 250 тысяч баррелей нефти. Такого количества достаточно, чтобы заправить 2,5 млн автомобилей. Однако человечество за день сжигает более 80 млн баррелей черного топлива, а значит, добывать нефти нужно очень много. Поэтому, несмотря на то что на постройку нефтяной платформы уходит 4 года и полмиллиарда долларов США, их продолжают строить.

Как бурят морское дно?

Бурение морского дна отличается тем, что контролировать работу бура намного сложнее. Ведь между головкой бура и бурильщиком не только километры твердой породы, но еще и огромная толща морской воды, бурильщику нужно видеть морское дно и контролировать работу бура. Специально для этой цели был создан подводный аппарат на дистанционном управлении, способный выдерживать давление 140 кг/см2. Данный робот предназначен для того, чтобы работать там, куда не может добраться человек. С помощью видеокамеры он передает изображение на поверхность, прямо в рубку управления платформой.

Сам бур собирается из секций длиной 28 метров, состоящих из железных труб. Количество секций для каждой буровой платформы ограничено ее техническими характеристиками. Например, EVA-4000 может провернуть и удержать бур, состоящий из 300 секций. Это позволит пробурить скважину глубиной 9,5 км. Бур опускается в воду со скоростью 60 секций в час.

После того как буровая коронка достигнет нефтяного пласта, бур поднимают, а скважину запечатывают, чтобы избежать выброса нефти в воду. Для этого на дно опускают специальное противовыбросовое оборудование или превентор. Превентор наглухо закрывает скважину, не позволяя ни одной капле просочиться в окружающую среду. Сам превентор напоминает собой втулку высотой 15 метров и массой в 27 тонн. Специальная контрольная аппаратура, расположенная на превенторе, следит за просачиванием нефти из скважины.

После того как месторождение нефти обнаружено и разведано, платформа, с которой велась разведка, перемещается в другое место. А ее место занимает буровая вышка, предназначенная для добычи, хранения и отгрузки нефти в танкеры. Буровая вышка, благодаря своей конструкции, может целые десятилетия стоять на якоре, невзирая на любые погодные условия. За счет высокой автоматизации контроль за работой установки осуществляют 20-30 человек.

Нефтедобыча уходит на глубину

Долгое время нерешенной была задача удержания морских платформ на глубине, превышающей сотни метров.

Дело в том, что во время шторма всегда существовала угроза, что установку сорвет с якорей. Задачу решил морской инженер Эд Хартон, который использовал для этого свой опыт службы на подводной лодке. Он разработал оригинальную конструкцию буровой платформы, состоящей из цилиндра огромной высоты и большого диаметра, к которому крепится буровая палуба. Нижняя часть цилиндра заполнена материалом, который намного плотнее воды, поэтому центр его тяжести смещен вниз, что обеспечивает устойчивость и стабильность всей платформе.

Под водой цилиндр простирается до глубины 200 метров, к морскому дну он крепится системой свай, каждая из которых погружается в морское дно на 60-70 метров. Платформы такой конструкции стали называться Spar. Первой в мире буровой платформой типа Spar стала установка системы «Нептун». Именно с нее начался новый этап развития морских глубоководных платформ.

Сегодня платформы типа Spar являются основным видом нефтяных платформ, предназначенных для добычи нефти с большой глубины. Самой глубоководной платформой является установка Perdido компании Shell, расположенная в Мексиканском заливе. Она работает на глубине 2 450 метров.

Voted Thanks!

Возможно Вам будет интересно:

Нефтяные (буровые) вышки - это сооружения, которые являются частью бурильных станций. Они делятся на мачтовые и башенные и используются для:

• СПО (спускоподъемных операций);
• поддержки (на талевой основе) буровой колонны при бурении;
• размещения бурильных труб, извлеченных из скважины;
• расположения талевой системы;
• размещения механизмов СПО и АСП, платформ: рабочей, экстренной эвакуации и вспомогательного оборудования;
• расположения верхнего привода.

Нефтяные вышки России строятся в основном на судоверфях Калининграда, Северодвинска, Выборга и Астрахани. Все буровые установки - это сложнейший комплекс, который предназначен для бурения любых скважин, как на земле, так и в море.

Первые нефтяные вышки в России были построены на Кубани. И одна из них дала фонтан нефти, позволивший вырабатывать более 190 тонн в сутки.

Виды бурения

Бурение разделяется на два вида: горизонтальное и Горизонтальное бурение - это бестраншейный управляемый метод прокладывания коммуникаций под землей с помощью специальных буровых установок. Бурение скважин - процесс большого и малого диаметра. Дно при этом называется забоем, а поверхность - устьем.

Буровая колонна

Буровая колонна - основная часть конструкции нефтяной вышки. Колонна состоит из:

Сама по себе бурильная колонна - это сборка из специальных бурильных труб, которые спущены в скважину. Трубы предназначаются для подачи механической и гидравлической энергии непосредственно к долоту, чтобы создать на него необходимую нагрузку и управлять траекторией скважины.

Функции бурильной вышки

Нефтяная вышка выполняет следующие функции:

• передает вращение между ротором и долотом;
• воспринимает реактивные моменты от двигателей забоя;
• подает промывочный агент к забою;
• подводит мощность (гидравлическую) к двигателю и долоту;
• вдавливает долото в породы при помощи силы тяжести;
• обеспечивает замену двигателя и долота путем их транспортировки к забою;
• позволяет проводить специальные и аварийные работы в самой скважине.

Работа нефтяной вышки

Предназначена нефтяная вышка для спуска и подъема в колонны. При этом вышка позволяет поддерживать ее на весу. Так как масса таких поддерживающих элементов многотонна, для уменьшения нагрузки используется специальное оборудование. А подъемное оборудование - одна из основных составляющих любой буровой вышки.

Также нефтяная вышка выполняет и ряд других работ: размещает в бурильной колонне талевую систему, и другое оборудование. При работе вышки самая большая опасность - это полное или частичное их разрушение. Чаще всего основной причиной является недостаточный надзор за конструкцией при эксплуатации.

Спускают и поднимают бурильные колоны по несколько раз. Операции эти строго систематичны и последовательны. Нагрузки на лебедку - цикличны. Когда происходит подъем, то мощность крюка идет от двигателя к лебедке, при спуске - наоборот. Для того чтобы мощности использовались максимально, применяют многоскоростные режимы работы. При бурении и после его окончания свечи поднимаются строго на 1-й скорости.

Разновидности буровых вышек

Нефтяные вышки делятся на разные типы по высоте, конструкции и грузоподъемности. Помимо вышек мачтового типа, используют и башенные, собирающиеся сверху вниз. Перед началом сборки монтируется подъемник на основании вышки. После полного монтажа он демонтируется.

Привышечные сооружения

При монтаже нефтяной вышки всегда проводится возведение рядом с ней привышечных сооружений, таких как:

• редуктор;
• насосный сарай;
• приемный мост (наклонный или горизонтальный);
• система очистки породы;
• склады для сыпучих материалов и химреагентов;
• вспомогательные сооружения при бурении (трансформаторные площадки и т. д.);
• бытовые объекты (столовая, общежития и т. д.);
• талевая система;
• лебедки;
• инструменты для развинчивания и свинчивания БТ.

Морские нефтяные вышки

От бурильной вышки, которая находится на суше, морская отличается наличием воды между буровой установкой и устьем скважины. Есть несколько способов бурения на акваториях:

• со стационарных морских платформ;
• с гравитационных морских платформ;
• с буровых самоподъемных установок;
• с буровых полупогружных установок;
• с буровых судов.

Нефтяная вышка в море - это платформа, основание которой опирается на дно, а сама она возвышается над морем. После окончания эксплуатации платформа остается на своем месте. Поэтому предусмотрена водоотделяющая платформа, которая изолирует скважину от воды и соединяет устье с площадкой платформы. На МСП монтируется устьевое оборудование.

Для того чтобы отбуксировать платформу к скважине, применяют пять буксиров, при этом участие принимают и вспомогательные суда (сопровождения, тягачи и т. д.). Морская гравитационная платформа - это основание, которое изготавливают из стали и железобетона. Нефтяная вышка строится в глубоких заливах и буксирами доставляется в нужную точку. Она предназначена как для бурения, так и для хранения и до ее отправки. Имеет большой вес, поэтому дополнительные устройства для удержания ее на месте не требуются.

Самоподъемная установка обладает хорошей плавучестью. Устанавливается на дно при помощи подъемных механизмов на недосягаемую для волн высоту. После окончания эксплуатации используют обсадные колонны и ликвидационные мосты.

Полупогруженная установка состоит из оборудованной площадки и понтонов, соединенных колоннами. Понтоны заполняются водой и погружают платформу на нужную глубину.

Самоподъемные установки имеют хорошую плавучесть и большой корпус, что обеспечивает буксировку сразу с установленным на них оборудованием. В установленной точке их опускают на дно и погружают в грунт.

Как сделать нефтяную вышку и из чего она изготавливается?

Буровые вышки изготавливают из профильного проката или отработанных компрессорных труб. Делают их высотой до 28 метров, а грузоподъемностью - до 75 тонн. Высокие вышки наиболее удобны, так как подъем и спуск можно производить не только одиночками, но и коленами, что значительно ускоряет работы.

Расстояние между нижними ногами вышки и верхней частью делают примерно по 8 метров. Если скважина неглубокая, то потребуются и мачты. Вышки и мачты монтируют на крепком фундаменте, который обязательно укрепляют дополнительно при помощи крепящихся к якорям.

На вышках устанавливают кронблоки, где располагается талевая система с крюком для подъема. Работа на нефтяных вышках предусматривает установку лестниц, которые монтируются для рабочих. Изготавливаются они из металла или дерева.

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