Средства обеспечения морского бурения


Категория Техника морских геологических исследований

Проблема морского бурения и заканчивания пробуренных на дне скважин, а также устранение в процессе бурения неполадок, нарушений и аварий — одна из сложнейших проблем технологии морского бурения всеми методами. Решение этой проблемы связано с решением вопросов подводной автоматики и телемеханики, с созданием специальных контрольных средств — подводных аппаратов и роботов, с разработкой подводных буровых устройств и с применением ЭВМ. Как указывалось, большинство специалистов в области морского бурения признает экономическую и технологическую эффективность ведения буровых работ на дне моря. Однако для окончательного решения этого вопроса нужен предварительный глубокий и тщательный анализ всех технических, технологических, экономических и других условий, чтобы выбрать наиболее целесообразную систему обеспечения подводного бурения, размещения персонала в подводных жилищах, их транспортировку к месту подводных работ, конструкции аппаратов и устройств, обеспечивающих процесс бурения и т. д., причем экономические факторы здесь являются решающими.

Многолетний отечественный и зарубежный опыт морского бурения привел к выводу о необходимости создания специальных подводных устройств, обеспечивающих эффективное подводное бурение, которые бы упростили процесс заканчивания подводных скважин, могли бы устранить простые неполадки и аварии при повторном забуривании и т. д.

Для этого в настоящее время разработано в основном три вида оборудования:
— подводные аппараты-манипуляторы с дистанционным управлением, снабженные устройствами (манипуляторами) дЛя выполнения ряда операций;
— подводные роботы с дистанционным управлением, снабженные комплексом специальных устройств и приборов, способные выполнять сложные операции;
— подводные автономные обитаемые аппараты, в задачу которых входит обеспечение процесса бурения на всей глубине акватории с помощью манипуляторов.

Подводные аппараты-манипуляторы разрабатываются и используются для научно-исследовательских, военных и геологоразведочных целей. Первые подводные манипуляторы, разработанные центром подводных исследований ВМС США в Сан-Диего, являлись модифицированными вариантами электрических манипуляторов, применявшихся в атомной промышленности.® Однако в подводных условиях они оказались ненадежными. В соответствии с программой развития аварийно-спасательной техники этот центр создал дистанционно-управляемую систему «Рувс», основной частью которой является электрогидравлический манипулятор с семью степенями свободы и рабочей глубиной погружения 6 тыс. м. Этот манипулятор предназначен для работы с больших подводных аппаратов или иных носителей. Среди подобного типа аппаратов-манипуляторов могут быть названы «Рум», «Мермут», «Курв», «Аутонетикс» и «Теленаут». Одним из наиболее эффективных средств подводного обеспечения, передвигающимся по грунту дна, является аппарат-манипулятор «Рум», предназначенный для выпол-нения различных операций на глубине акватории до 6000 м. Основной частью аппарата является манипулятор, все элементы которого полностью копируют суставы рук человека. Манипулятор может выдвигаться от корпуса на 4,6 м, он выдерживает усилия до 800 кгс, может перевозить груз до 450 кг. Несмотря на то, что подобные аппараты не имеют автономности и не всегда эффективны, в настоящее время подготавливаются новые их разновидности.

Институт нефти (Франция) создал нефтеразведочный глубоководный аппарат «Теленаут», управляемый с судна. Он имеет форму параллелепипеда размером 4×1,5×1,5 м, масса его 1 т, снабжен тремя гребными винтами, из которых два обеспечивают горизонтальное перемещение до трех узлов, один винт — перемещение по вертикали (1,5 узла). Глубина погружения 1000 м. Аппарат имеет манипулятор дистанционного управления, телеиндикатор глубины, эхолот.

Специальными работами, посвященными использованию новых роботов в морском бурении на нефть и газ, доказывается большая эффективность их работы под водой по сравнению с водолазом.

На рис. 2 показан подводный робот «Мобот», созданный нефтяной компанией «Шелл ойл» в результате трехлетних рад. работок и испытаний. Он предназначен для выполнения широкого круга операций: заканчивания подводных скважин, устранения разнообразных неполадок, укладки подводных нефтепроводов, обеспечения спасательных и судоподъемных работ, добычи россыпных полезных ископаемых, сбора донных горных пород и т. д. Основная часть оборудования аппарата расположена в двух цилиндрических корпусах: в верхнем находится электрогидравлический привод, в нижнем — электронное оборудование. Аппарат имеет манипулятор, торцовый ключ, два гребных винта, телекамеру, сонар, прожектор, гидрофон, компас. Комплекс захват—телекамера—прожектор смонтирован в верхней части робота на общей серповидной поворотной раме. Использование «Мобота» при бурении скважин на нефть у берегов Калифорнии при глубине воды до 100 м показало высокое качество этого аппарата, робот выполнял все необходимые соединения и окончательную проверку скважины, он отыскивал ее устье, устранял аварии, поднимал со дна различные предметы и оборудование.

Рис. 1. Подводный аппарат-манипулятор «Рум»

Рис. 2. Подводный робот «Мобот»

Последним видом аппаратов, обеспечивающих выполнение морских буровых работ, являются автономные обитаемые подводные аппараты различных конструкций. В настоящее время обсуждаются перспективы применения при морском подводном бурении различных подводных аппаратов типа «Дениза», «Элвин» и других, но эффективно используется в морской геологоразведке аппарат специального назначения — «Бивер-IV». Этот аппарат создан для обеспечения разведки и эксплуатации подводных месторождений нефти в значительном удалении от берега. Он может быть использован также для доставки акванавтов в подводные станции и лаборатории, установленные на глубине до 600 м, а также для научных исследований. Согласно проекту, численность экипажа аппарата 2— 3 человека; максимальная глубина выхода водолазов 183 м, максимальная скорость подводного хода 5 узлов, дальность плавания 25 миль.

Рис. 3. Подводный автономный аппарат «Бивер-IV»

В ряде случаев, например при осмотре бурильных труб и трубопроводов, могут быть использованы подводные аппараты открытого типа («мокрые» подводные аппараты), в которых гидронавты имеют непосредственную связь с окружающей средой. Подводный аппарат этого типа «МК-П1», изготовленный из волокнистого стекла и пластмассы, передвигается от двигателя мощностью 2,5 л. с. (питание от 16 аккумуляторных батарей). Длина аппарата 4,4 м, максимальная скорость 6 км/ч, максимальная глубина погружения 100 м. Подобного типа «мокрые» подводные аппараты находят большое применение при решении комплексных задач изучения морского дна, используются для спортивных и иных целей.


Читать далее:

Категория Техника морских геологических исследований