Подводный буровой комплекс

Подводные буровые установки рассчитаны на условия, где невозможно или сложно применение прочих видов морских буровых. Они ориентированы все сезонные работы по нефтегазодобыче на шельфе арктических морей, где слишком затратно обеспечить защиту поверхностных буровых от ледового покрова. Это новый тип морских буровых установок, развитие которого идет только с начала этого века в России. Разработано 2 концепции.

Конструкция

Буровой комплекс состоит из 2 основных конструктивных элементов.

• Подводное буровое судно. Содержит буровую установку и материалы для полного осуществления бурения на максимальную глубину.
• Донная опорная плита. Служит в качестве опоры судна и основы для размещения эксплуатационного оборудования, буровых жидкостей, шлама.

Особенности концепций

Первый вариант подводного бурового комплекса реализован ЦКБ Лазурит. Буровое судно выполнено по схеме тримарана и включает 5 цилиндрических автономных модулей, объединенных внешним корпусом. Правый корпус включает отсек общесудовых систем с водоотделяющей колонной в центре и отсеки циркуляционной системы в корме. В левом корпусе размещена шахта противовыбросового оборудования в средней части, гидравлическая станция и цементировочная система у кормы, отсек общебурового оборудования, шлюзовые устройства, привод движительно-рулевого комплекса в корме. 3 отсека обитаемы: жилой, буровой и центр управления. Основной функциональный элемент бурового модуля – гидроприводная буровая установка, включающая вертлюг, гидромониторы, манипуляторы, перемещающие трубы. Герметизация при замене оборудования обеспечивается превенторами. Судно имеет автономность в 3 месяца.

Доставка материалов на установку осуществляется подводными грузотранспортными перевозками, выполняемыми подводными контейнерными судами снабжения. Они стыкуются с буровым отсеком и разгружаются с применением кранов-манипуляторов. Для выполнения забортных работ используются роботы. Энергоснабжение осуществляется с берега подводным кабелем.

Донная опора массой 8900 т обеспечивает подключение к коммуникациям. Она рассчитана на бурение 8 скважин.

Установка донных опорных плит осуществляется надводным судном в период краткосрочной навигации. Подводное буровое судно перемещается по плите буксирами в процессе создания доступных скважин. Лебедки удерживают его на плите, а стопоры-домкраты фиксируют в горизонтальном положении. Подача труб в скважину в процессе бурения осуществляется манипуляторами. После завершения работ судно переходит на другую плиту.

Подводный буровой комплекс рассчитан на работу на глубинах 60-400 м. Предельная глубина бурения – 3500 м.
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина разработана альтернативная концепция подводного бурового комплекса. Подводное буровое судно выполнено в виде катамарана-тороида. Это двухкорпусная жестко соединенная конструкция с буровой вышкой в виде колокола между корпусами. В комплекс входит СПО, опорная платформа, система подачи и вращения бурильной колонны. Удержание судна осуществляется системой позиционирования из 4 встроенных движителей. Оно оснащено ядерной энергетической установкой, поэтому не требует внешнего энергоснабжения.

Достоинства и недостатки

Технология подводного бурения усложнена в сравнении с наземным. Основное отличие состоит в применении водоотделяющей колонны. К тому же здесь осуществляют цементирование до устья. Затруднена дегазация промывочных жидкостей и бурового раствора.

Ввиду специфики работ данная методика требует особых мер безопасности. Подводное буровое судно спроектировано на отстыковку от плиты и всплытие при аварийных ситуациях. Его корпус рассчитан на пробитие арктического ледового покрытия. К тому же для аварийно-спасательных работ используются транспортно-спасательные подводные аппараты. Разработан еще ряд мер по обеспечению безопасности эксплуатации: контроль параметров бурового раствора для предотвращения газопроявлений, использование гидропривода бурового оборудования с негорючей жидкостью, размещение продуктов бурения в емкостях плиты. В дальнейшем планируется использование управляемых с поверхности необитаемых подводных буровых судов.

К тому же создание таких установок весьма длительно. Для пилотного опытно-промышленного варианта ЦКБ Лазурит этот процесс занимает 5-7 лет, для промышленного к названному сроку добавляется еще 2-3 года для испытаний. Это один из факторов, обусловленных недостаточной освоенностью данной технологии. Другой состоит в недостатке сопутствующих подводных механизмов и сооружений вроде танкеров, буксиров, трубоукладчиков, строительно-монтажных и аварийно-спасательных судов, хранилищ и т. д.
Специфический недостаток модификации ЦКБ Лазурит – сложность установки судна на плиту ввиду значительных габаритов и массы. Предполагается использовать для этого роботизированные механизмы.

Вариант РГУ лишен этого недостатка за счет системы позиционирования судна. К тому же он более автономен благодаря наличию собственной энергетической установки. Однако это усложняет конструкцию и требует дополнительных мер безопасности.

Оптимальным способом транспортировки добытого сырья считают трубопроводы. Они, как и метод в целом, обеспечивают независимость от поверхностных условий и непрерывность процесса. Пока это единственный способ транспортировки сырья для данного метода бурения. Рассматривается возможность использования подводных танкеров в дальнейшем.

Основное достоинство подводного бурового комплекса состоит в независимости от поверхностных условий. Предполагается, что это удешевит добычу, исключив необходимость приспособления установок к ним. Это позволит разрабатывать небольшие месторождения. К тому же при таком методе характеристики месторождения определяются на ранней стадии разработки, что позволяет заранее принять решение о вводе его в эксплуатацию очередями. Кроме того, менее сложная система коммуникаций в сравнении с использованием поверхностных установок и неподверженность воздействию поверхностных факторов сокращают возможность утечек сырья.