Плавучая полупогружная буровая установка «Север»

Создание и строительство в нашей стране плавучих полупогружных буровых установок проекта 10170 (головная «Шельф-1») позволило открыть новый этап в освоении отечественного континентального шельфа. С 1980 г. они выполняют разведочное бурение на месторождениях Каспийского моря, которые находятся на глубине, недоступной для погружных или самоподъемных установок. С помощью этих ППБУ разведаны нефтяные месторождения имени Каверочкина и имени 26 Бакинских комиссаров.

С появлением отечественных плавучих полупогружных установок стало возможным проведение планомерного разведочного бурения и в Баренцевом море. Требуются ППБУ для разведки нефти и газа и в дальневосточных морях страны — Охотском и Беринговом. Эти районы эксплуатации характеризуются сложными и суровыми гидрометеорологическими условиями. Здесь от трех до четырех месяцев в году преобладает ледовая обстановка, затрудняющая или исключающая возможность ведения буровых работ. Немалое значение имеет удовлетворение повышенных требований по обеспечению комфортности жизни людей на установке в суровых климатических условиях.

Создаваемые для подобных условий эксплуатации зарубежные полупогружные установки отличаются прежде всего новым подходом к технически возможному обеспечению защиты конструкций, систем, рабочих площадок от воздействия низких температур и других экстремальных ситуаций.

В последние годы вступил в силу ряд новых требований Регистра, Госгортехнадзора, санитарных органов, гражданской авиации и других, которые не только вводят новые положения по обеспечению повышения уровня безопасности и надежности эксплуатации плавучих буровых установок, но и значительно ужесточают существующие.

С учетом вышеизложенного должен быть создан ряд полупогружных установок другого класса и назначения, например, многоцелевые установки с внедрением динамической системы позиционирования, установки с использованием эксплуатационного оборудования, трубоукладочные объекты.

Конструктивный тип и архитектурное построение элементов ППБУ «Север» соответствует существующим в настоящее время тенденциям проектирования в мировой практике. Для уменьшения препятствий движущемуся льду приняты всего четыре стабилизирующие колонны и исключены раскосы, пересекающие эксплуатационную ватерлинию. Стабилизирующие колонны опираются на два нижних понтона упрощенной формы и несут на себе верхний корпус прямоугольной конфигурации.

Определение главных размерений ППБУ «Север» производилось с учетом необходимости размещения оборудования и запасов, обеспечения требуемых параметров остойчивости, качки, удаления верхнего корпуса от поверхности воды (клиренс), необходимого заглубления нижних понтонов, обеспечения требуемой емкости балластных цистерн. В результате получены следующие основные характеристики ППБУ «Север»:

• Длина габаритная, м — 106,8
• Ширина габаритная, м — 63,0
• Высота габаритная, м — 91,0
• Высота борта понтонов, м — 6,5
• Длина верхнего корпуса, м — 65,4
• Ширина верхнего корпуса, м — 49,2
• Высота борта верхнего корпуса, м — 7,95
• Размер стабилизирующей колонны в плане, м — 13,8X13,0
• Осадка при переходе, м — 6,2
• Осадка эксплуатационная, м — 18,0
• Осадка при штормовом отстое, м — 14,0
• Водоизмещение порожнем, т — 18 300
• Водоизмещение при эксплуатации, т — 34 600

Решения, принятые в техническом проекте ППБУ «Север», удовлетворяют не только Правилам Регистра и других надзорных органов, но и в основном удовлетворяют требованиям других национальных правил, в частности, американских, английских, норвежских. Размещение помещений обеспечивает оптимальные функциональные связи между судовыми и технологическими отсеками, а также учет выполнения максимально комфортных условий для экипажа.

В нижних понтонах находятся насосные отделения, балластные отсеки, топливные цистерны, цистерны питьевой воды и помещения для оборудования поворотных колонок.

Верхний корпус состоит из четырех крупных блоков-модулей весом от 900 до 1500 т. Каждый из них является не только прочной конструктивной частью корпуса, но и представляет собой функционально завершенную единицу:

• носовой блок-модуль — жилые, служебные и общественные помещения на 106 чел. экипажа;
• кормовой блок-модуль со всеми механизмами энергетического блока, обслуживающим оборудованием, котельной установкой и помещениями электрооборудования, включая ГРЩ. Все основные кабельные связи находятся внутри этого модуля;
• блок-модули правого и левого бортов, где расположено технологическое оборудование и глубоководный водолазный комплекс.

Проходы во все помещения верхнего корпуса возможны без выхода на открытую палубу. Для большей защиты установки от суровых внешних условий предусмотрены противообледенительные устройства на наружных палубах и в районе спасательных устройств.

Внутреннее пространство стабилизирующих колонн используется для размещения цепных ящиков, кладовых запасов, вспомогательных помещений, шахт лифтов и трапов схода. С внешних сторон в секторе 270° стабилизирующие колонны имеют двойные борта, образующие непроницаемые коффердамы. Наличие коффердамов обеспечивает необходимую непотопляемость при повреждении обшивки колонн и в значительной мере повышает безопасность, особенно в ледовых условиях. Колонны рассчитаны на воздействие усилий от плавучего льда толщиной до 0,3 м.

В центре ППБУ размещена буровая вышка (кронблок на 400 т) с оборудованием для подводного закрытия устья скважины, а также предусмотрена цилиндрическая колонна защиты морского стояка и направляющих канатов от дрейфующего льда. Последние решения будут применены на практике впервые. Буровое оборудование позволяет производить разведочное и эксплуатационное бурение на нефть и газ скважин глубиной до 6500 м при глубине моря 60—350 м в северных морях.

Новым оригинальным решением является также значительное повышение надежности эксплуатации ППБУ за счет применения дублированных горизонтальных раскосов, когда даже при нарушении прочности одного из них общая прочность конструкции ППБУ в целом сохраняется.

Учитывая возможность воздействия отрицательных температур до —40° в сочетании со значительными волновыми и ветровыми нагрузками, за основной критерий для выбора марки стали приняли ударную вязкость при низких температурах и предел текучести.

За счет значительного расширения объема выполняемых на ЭВМ расчетов удалось снизить вес корпусных конструкций на 750 т.

Оборудование и отделка помещений будут выполнены на современном уровне с применением модульной системы формирования помещений М100, состоящей из каркасов и панелей металлопласта.

Значительное упрощение претерпело шлюпочное устройство. Размещение шлюпок в носовой оконечности позволило отказаться от традиционных шлюпбалок и применить вертикальный спуск шлюпок с устройством входа в них из закрытых отапливаемых помещений.

В якорном устройстве позиционирования используются вновь разработанные якоря массой 18—20 т, которые имеют вдвое большую держащую силу, чем применявшиеся ранее. Восемь якорных цепей калибром 81 мм имеют длину 1350 м каждая.

Предусмотрена надлежащим образом оборудованная вертолетная площадка для приема вертолетов МИ-8 или Ка-32.

На верхней палубе ППБУ установлены два стреловых палубных крана грузоподъемностью до 40 т и максимальным вылетом стрелы до 42 м (с грузом 10 т), которые практически соответствуют мировому техническому уровню по основным параметрам.

Энергетическая установка ППБУ — дизель-электрическая. В качестве основного источника электроэнергии используются 5 основных дизель-генераторов 6-9ДГ мощностью по 2000 кВт каждый. Предусмотрен вспомогательный дизель-генератор мощностью 800 кВт. Аварийными источниками электроэнергии, соответствующими Правилам Регистра, являются 2 дизель-генератора АСДГ-600 мощностью по 600 кВт каждый. Имеется дизель-генератор мощностью 50 кВт, служащий для «оживления» установки.

Средствами активного управления в комбинированной системе позиционирования являются четыре вновь осваиваемые отечественной промышленностью поворотные колонки упором не менее 25 т каждая. Они же используются для обеспечения движения установки.

Из общесудовых систем, обеспечивающих жизнедеятельность установки, необходимо отметить балластную систему, разработанную с учетом ряда новых решений и опыта эксплуатации ППБУ предыдущего проекта. Балластная система с целью значительного улучшения живучести и надежности разделена на четыре автономных участка и имеет необходимое дублирование оборудования.

Обеспечение процесса бурения на проектируемой установке, а также подготовительные технологические процессы выполняются целым рядом многообразных, разной технической сложности механизмов и систем в блочном унифицированном исполнении, которые были разработаны предприятиями бывших Минхиммаша СССР, Минтяжмаша СССР, Минэлектротехпрома СССР, Миноборонпрома СССР. Вес этого оборудования в делом на ППБУ составляет более 2000 т.

Особое внимание обращалось на создание экологически чистой обстановки для производства бурения в море, удовлетворение повышенных требований к предотвращению загрязнения моря, воздуха и морского дна.

Обеспечивающие системы для очистки и переработки отходов практически удовлетворяют современным требованиям.

Проработаны вопросы взрывопожаробезопасности — предусмотрены автоматизированные системы газоанализа воздушной среды, орошение буровой вышки и наружных поверхностей верхнего корпуса, усилена противопожарная изоляция. Противопожарные системы полностью удовлетворяют всем требованиям по производственным помещениям.

Централизация контроля и управления, комплексная автоматизация обеспечили сокращение численности экипажа за счет снижения количества операций на местных постах управления.