ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2013
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ САМОПОДЪЕМНЫХ ПЛАВУЧИХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
Б. Р. Лившиц, главный инженер проектов, В. Ф. Ленский,
председатель правления — главный конструктор ЦКБ, А. А. Алисейчик, канд. техн. наук, главный конструктор проектов (ПАО ЦКБ «Коралл»,
e-mail: office@cdbcorall.com) удк 629.12
В Российской Федерации действует целевая программа «Развитие гражданской морской техники» на 2009—2016 годы Министерства промышленности и торговли, основным назначением которой является выполнение научных и конструкторских работ по созданию средств освоения шельфа. Одна из научных тем — разработка проектов глубоководных самоподъемных плавучих буровых установок (СПБУ).
Рассмотрим основные мировые тенденции в проектировании СПБУ.
В СССР были разработаны и построены СПБУ пр. 1540 типа «Сиваш» (70-е годы), пр. 15402 «Мурманская» (80-е годы). В конце 90-х годов началось строительство СПБУ пр. 15402М «Арктическая», которое из-за ряда экономических причин и структурных преобразований в промышленности было завершено только в 2012 г.
К концу первого десятилетия XXI века в мировом оффшорном строительстве было реализовано несколько удачных проектов компаний Friede & Goldman (СПБУ «Mod II», «Super M2»), LeTourneau (СПБУ «Tarzan», «Gorilla», «Super 116»), KFELS (СПБУ «Class A», «Class B» и «Class N»). В табл. 1 представлены характерис-
тики ряда построенных самоподъемных платформ. Всего в настоящее время в мире эксплуатируется чуть менее 500 СПБУ. Для возможности систематизации СПБУ введем деление на поколения (классы), хотя и весьма условное, и приведем, по-возможности, для каждого класса представителей отечественных платформ:
1-е поколение — первые самоподъемные платформы, созданные в США (60-е годы);
2-е поколение — улучшение технических решений первых платформ, начало процесса создания и гармонизации правил проектирования (рубеж 60-х—70-х годов, представители — СПБУ «Апшерон», «Сиазань»);
3-е поколение — возможность бурения скважин протяженностью 5000—6000 м на глубинах моря 60—80 м (80-е годы — СПБУ пр. 1540 «Сиваш», СПБУ пр. 15402 «Мурманская»);
4-е поколение — бурение скважин протяженностью 7000—9000 м на глубинах моря 90—100 м (90-е годы — СПБУ пр. 15402М «Арктическая»);
5-е поколение — бурение скважин протяженностью до 9000— 11000 м на глубинах моря до 90— 120 м (2000-е годы — СПБУ
«Mod II» и «Super M2» компании Friede & Goldman, GustoMSC; «S116», «S116B», «S116 E» компании LeTourneau; «Class A», «Class B» компании KFELS);
6-е поколение — обеспечение бурения скважин протяженностью до 12 000 м на глубинах моря до 150 м в тяжелых ветроволновых условиях (СПБУ компании GustoMSC «Class N»).
Строящиеся в настоящее время СПБУ приведены в табл. 2.
Следует отметить, что в Советском Союзе и России были созданы три современные (для своего времени) платформы. Если классифицировать проекты самоподъемных платформ по поколениям, то даже для наиболее новой СПБУ «Арктическая» некоторые технические решения были заложены еще на уровне третьего поколения. В последнее время в России других реализованных проектов не было.
Отметим, что на заводах в Сингапуре, Китае, ОАЭ по наиболее удачным проектам самоподъемные платформы строятся серийно, а заказы размещены на 2—3 года вперед.
Общей тенденцией в проекти -ровании является увеличение глубины бурения скважин и допускаемой глубины моря в месте установки платформы, а также численности персонала. Именно эти три фактора оказывают решающее влияние на архитектурный тип.
Рост максимальной допускаемой глубины моря в месте установки платформы ведет к увеличению поперечного размера сечения опорной колонны, общей ширины платформы (из-за большего расстояния между опорами), а также габаритов и массы механизмов подъема.
С увеличением численности персонала возрастают объемы цистерн запасов питьевой воды и провизионных кладовых, площади жилых и общественных помещений, количество средств и оборудования спасения. Также увеличиваются суммарные объемы вспомогательных помещений — вентиляторных, щитовых и агрегатных, цистерн для сбора бытовых стоков.
Для увеличения глубины бурения скважин необходимо устанавливать буровое и технологическое оборудование с большими габаритными и весовыми характеристиками, увеличивать объемы цистерн бурового раствора и технологической
СПБУ «S116E»
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2013
ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
воды, бункеров цемента и барита. Для обеспечения работы бурового и технологического комплекса потребуется установка более мощного энергетического комплекса.
Эти факторы заставляют проектировщиков искать наиболее рациональные и эффективные решения.
Корпус. Все современные глубоководные СПБУ имеют треугольную или близкую к треугольной форму корпуса в плане. Такая форма обусловлена необходимостью разместить три опорные колонны (при большем количестве колонн конструктивный тип корпуса теряет рациональность) и обеспечить меньшее сопротивление при транспортировке.
Компоновка на верхней палубе СПБУ — здесь размещаются крановое оборудование (два-три крана с вылетом 45—50 м грузоподъемностью до 40—70 т), стеллажи для размещения буровых труб, бункеры для хранения цемента, барита и бентонита. В кормовой части, в диаметральной плоскости, находится кантилевер, на котором устанавливается буровая вышка и размещается оборудование бурового и технологического назначения. Как правило, в кормовой части, со смещением к одной из опорных колонн, монтируется блок очистки бурового раствора. У другой опоры или в пространстве под кантилевером располагается зона установки цементировочного агрегата.
Компоновка в корпусе. В центральной части корпуса вдоль диаметральной плоскости располагается важнейшее оборудование платформы — энергетический комплекс (четыре-пять дизель-генераторов с соответствующими распределительными щитами), цистерны бурового раствора и рядом с ними — буровые насосы. Это оборудование так и размещается — попарно. Существуют варианты с кормовым расположением энергетического комплекса (соответственно буровые насосы и цистерны бурового раствора — в носовой части) и вариант, когда, наоборот, вся энергетика перенесена в нос. В корпусе также есть цистерны приема балласта, необходимого для задавливания опор СПБУ в грунт, цистерны технологической воды, различные бытовые цистерны (питьевой воды, бытовых стоков и т. п.), склад сыпучих материалов.
Буровое и технологическое оборудование. Его состав для различных типов СПБУ в целом идентичен: бу-
Таблица 1
Основные характеристики ряда построенных СПБУ
Параметр 1540 15402 15402М SM2 S116 Class B Class N
Длина,м 57,6 88,0 88,0 59,7 74,1 71,3 80,5
Ширина, м 47,4 68,0 66,0 55,8 62,8 63,4 88,1
Высота борта, м 7,25 9,7 9,7 7,6 7,9 7,6 10,7
Глубина моря, м 60 80 100 91 91 120 120
Глубина бурения, м 5000 6000 6500 9000 9000 9000 10 700
Персонал, чел. 60 84 90 110 110 112 112
Таблица 2
Строящиеся СПБУ
Компания, проект (количество) Глубина воды, футы* Глубина бурения, футы* Компания-строитель, страна Срок поставки, год, квартал
Baker Pacific, 400 Baker Pacific, 400 300 400 40 000 35 000 SembCorp PPL, Сингапур 2013, 2 кв. 2015, 2 кв.
KFELS, Mod V B (14 ед.) KFELS, Mod V B KFELS, Super A (3 ед.) Baker Pacific, 400 KFELS, Mod V B (2 ед.) KFELS, Super A (2ед.) KFELS, Super B MSC, CJ 70 (3 ед.) 400 350 400 400 300 400 425 500 30 000 30 000 40 000 30 000 30 000 35 000 35 000 40 000 Keppel FELS, Сингапур 2013/2015 2013, 1 кв. 2013/2014 2013, 1 кв. 2013/2014 2013, 2/4кв. 2013, 1 кв. 2013, 1-3 кв.
LeTourneau, 240C (2 ед.) 400 35 000 COSCO, Китай 2013, 3 кв.
LeTourneau, Super 116B LeTourneau, Super 116E (4 ед.) 350 350 30 000 30 000 Lamprell, ОАЭ 2014, 3 кв. 2014/2015
F&G, JU 3000 N (5 ед.) MSC, CJ 70 150A F&G, JU 2000 E 400 450 400 30 000 40 000 30 000 SembCorp Jurong, Сингапур 2013/2014 2013, 3 кв. 2013, 1 кв.
LeTourneau, Super 116E (2 ед.) 375 30 000 Keppel AMFELS, США 2013/2014
F&G, JU 2000 E F&G, JU 2000 E (4 ед.) 400 400 30 000 35 000 Dalian Shipyard, Китай 2013, 1 кв. 2013, 1-3 кв.
F&G, JU 2000 E (2ед.) 400 35 000 Waigaoqiao SY, Китай 2014
Gusto, CJ-46 (2 ед.) 375 30 000 CMHI Shenzhen, Китай 2013
*1 фут = 0,3048 м.
СПБУ «Gorilla»
СПБУ «Арктическая» СПБУ «Таврида»
ровая вышка, оснащенная верхним приводом, блок противовыбросово-го оборудования, комплект цистерн, обеспечивающих бурение, буровая лебедка, цементировочный агрегат, буровые насосы. В зависимости от требуемой глубины бурения варьируются мощность оборудования и объем цистерн. В связи с ужесточением требований по экологии в последнее время растет суммарный объем цистерн для сбора промышленных стоков.
Энергетическое оборудование. Для современных самоподъемных платформ характерно применение дизель-генераторов, обеспечивающих продолжительный период эксплуатации без капитального ремонта. Хорошим показателем считается
необходимость замены из-за неисправности или для модернизации дизель-генератора через 12—15 лет после ввода в эксплуатацию. Как правило, на современных СПБУ используются дизель-генераторы компаний Caterpillar, Wartsila, MTU, Cummins, MAN-B&W.
Опорные колонны и подъемное устройство. Широкое применение получили трехгранные колонны с двумя рейками на каждой хорде. При такой конструкции расположение механизмов подъема наиболее оптимально вписывается в архитектуру, позволяет расположить в каждом ярусе по два редуктора на каждой хорде. На современных СПБУ, предназначенных для эксплуатации на глубинах моря более 90 м, наиболее рациональ-
но применение электромеханического подъемного устройства, для работы которого устанавливается от 36 до 72 редукторов.
Устройство фиксации. На современных платформах стало широко применяться устройство фиксации, обеспечивающее абсолютно жесткую заделку всех хорд опорных колонн в рабочем положении (как правило, на уровне верхней палубы).
Жилой модуль. Во всех последних проектах жилой модуль располагается перпендикулярно диаметральной плоскости в корму от носовой опоры или У-образно, «обхватывая» носовую опору с носа или кормы.
Кантилевер. Обычно применяется традиционный кан
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.