Вертикальная качка
Cтраница 2
Оголение ГВ при ходе глиссирующего судна на волнении является следствием, прежде всего, вертикальной качки. Число оборотов двигателя при этом резко возрастает, вызывая его тепловую перегрузку. Вход ГВ в воду после оголения носит характер удара, создающего угрозу поломки лопастей и инерционные перегрузки двигателя. Некоторое время после погружения ГВ кавитируют и не развивают нормальной тяги, в то время как обороты двигателей и их тепловая нагрузка остаются повышенными. [16]
Нормальная функция для первого главного колебания равна единице, так как перемещения всех точек корабля при вертикальной качке одинаковы; вторая нормальная функция воспроизводит линейную зависимость перемещений от расстояния точки от центра вращения. Соответственно этому легко находятся такие характеристики центра приведения, как приведенная масса и приведенный коэффициент жесткости, а вместе с ними и частота соответствующего главного колебания. [17]
Рабочая платформа подвешивается на тросах 4 к тросу крана 5 вспомогательного плавоснования ( понтона) 6 через компенсатор вертикальной качки, обеспечивающий почти постоянное натяжение колонны по вертикали силой 50 МН. В инструкции по эксплуатации установки рекомендуется поднимать рабочую платформу на высоту не менее 2 м над уровнем моря. [18]
Никаких точных норм для вертикальной качки не установлено из-за большого многообразия характера волнения моря и профиля волн. Но опыты показали, что величина вертикальной качки судна или буровой платформы может изменяться в зависимости от изменения отношения длины волны к длине судна или платформы. [19]
Пропуская гибкий шланг через концевой шкив, расположенный у выхода гусеничного устройства над центральной шахтой судна, яс устанавливают на краю домкрата, приводимого в действие масляно-пневма-тическим устройством. Давление в этом устройстве регулируют таким образом, чтобы сохранить необходимое натяжение шланга независимо от движения шкива, вызванного вертикальной качкой. [20]
Недостатком БС, по сравнению с ППБУ, является их относительно большее ограничение в работе в зависимости от волнения моря. ППБУ обладает большей остойчивостью ( за счет погружения нижних понтонов до 30 м и более) по сравнению с БС, то вертикальная качка ППБУ составляет 20 - 30 % высоты волн. Таким образом, бурение скважин ППБУ практически осуществляют при значительно большем волнении моря, чем при бурении с БС. [21]
Если вертикальная качка невелика, то трубы могут оставаться в универсальном превенторе и перемещаться для предотвращения прихвата. Это тонкая операция, которая требует снижения давления в гидросистеме управления универсальным превентором, чтобы обеспечить возможность протаскивания труб. Даже при небольшой вертикальной качке замок может проходить через превентор. Кроме того, бурильщик должен постоянно находиться у тормоза, чтобы избежать поломки труб при прихвате. Компенсатор вертикальной качки не предназначен для перемещения труб через превентор, потому что он должен обеспечить стабильность положения труб по отношению к ОП. [22]
 |
Типичная диверторная система при наземном ( А и подводном ( В расположении ОП.| Диверторная система для плавучей буровой установки. [23] |
Перемещение плавучих буровых установок обусловливает необходимость использования более сложных диверторов. Последний воспринимает бортовую и килевую качку и не передает ее на райзер. Телескопическое соединение допускает вертикальную качку судна без повреждения райзера, а также дает возможность дивертору перемещаться вверх как от ударной нагрузки при воздействии потока из сква жины на закрытый дивертор, так и от усилия, создаваемого даже небольшим противодавлением, приходящимся на большую кольцевую площадь. Поэтому диверторная система на плавучих буровых установках должна быть закреплена на полу буровой. Отводные линии смонтированы стационарно под полом буровой. Эти линии должны иметь диаметр, при котором потери давления на трение при максимальном расчетном расходе не превышают 0 35 МПа. Обычно используются отводные линии с внутренним диаметром по крайней мере 250 мм. [24]
Первоначально для бурения вращательным способом с ПБУ использовали сухопутные буровые станки шпиндельного типа. Существующие у этих станков системы передачи осевых нагрузок к работе с качающихся на волнах ПБУ непригодны. Качка и дрейф ПБУ при жесткой связи ее со станком и последнего с бурильной колонной приводят к изгибам и поломкам бурильных и обсадных колонн из-за смещения оси кронблока от оси скважины, периодическим отрывам бурового снаряда от забоя, утрате и разрушению керна, невозможности регулировки и поддержания необходимых режимов бурения. Станки роторного типа и вращатели, перемещаемые в направляющих вышки, лишь частично компенсируют влияние вертикальной качки на процесс бурения. Существующая у этих станков схема подвески инструмента и его разгрузки также не позволяет поддерживать при качке ПБУ необходимую нагрузку на забой скважины. Кроме того, эти станки не обеспечивают компенсации бортовой и килевой качки, сноса ПБУ относительно подводного устья скважины. [25]
Буровые суда ( БС) благодаря их более высокой маневренности и скорости перемещения, большей автономности по сравнению с ППБУ в основном применяются для бурения поисковых и разведочных скважин в отдаленных районах при глубинах моря до 1500 м и более. Большие запасы ( до 100 дней работы) обеспечивают бурение нескольких скважин, а большая скорость передвижения ( до 24 км / ч) - быструю их перебазировку с законченной бурением скважины на новую точку. Недостатком БС, по сравнению с ППБУ, является их относительно большее ограничение в работе в зависимости от волнения моря. Так как ППБУ обладает большей остойчивостью ( за счет погружения нижних понтонов до 30 м и более) по сравнению с БС, то вертикальная качка ППБУ составляет 20 - 30 % высоты волн. Таким образом, бурение скважин ППБУ практически осуществляют при значительно большем волнении моря, чем при бурении с БС. [26]
Если вертикальная качка невелика, то трубы могут оставаться в универсальном превенторе и перемещаться для предотвращения прихвата. Это тонкая операция, которая требует снижения давления в гидросистеме управления универсальным превентором, чтобы обеспечить возможность протаскивания труб. Даже при небольшой вертикальной качке замок может проходить через превентор. Кроме того, бурильщик должен постоянно находиться у тормоза, чтобы избежать поломки труб при прихвате. Компенсатор вертикальной качки не предназначен для перемещения труб через превентор, потому что он должен обеспечить стабильность положения труб по отношению к ОП. [27]
Универсальные превенторы, используемые под водой, должны быть снабжены аккумуляторными емкостями ( фактической вместимостью 38 л), подсоединенными к полостям закрытия и открытия. Когда бурильный замок проходит через уплотнительный элемент, усилие на уплотнитель прикладывается снаружи и поршень перемещается вниз. Как уплотнительный элемент, так и рабочая жидкость практически несжимаемы, поэтому гидравлическая жидкость выдавливается из полости закрытия и засасывается в полость открытия. Это движение реверсируется, как только бурильный замок выйдет из превентора. Быстрое перемещение труб под воздействием вертикальной качки судна является причиной резкого повышения скорости течения, которая слишком высока, чтобы ею можно было точно управлять с помощью регулирующего клапана. В аккумуляторной емкости газ сжимается и расширяется, что приводит к движению жидкости из превентора в эту емкость и наоборот. [28]
Общепринятой практикой является создание натяжения в колонне, закрытие скважины с помощью универсального превентора, посадка на клинья, закрытие нижнего шарового крана под рабочей трубой, отсоединение и отведение в сторону рабочей трубы. Затем к циркуляционной головке над шаровым краном могут быть подсоединены гибкие выкидные линии высокого давления, бурильную колонну приподнимают трубными элеваторами, чтобы выбранный бурильный замок находился над соответствующими трубными плашками. Превентор закрывают, а трубы опускают, пока замок не сядет на плашки. При глубине моря меньше 300 м элеваторы убирают. В более глубоких водах используется компенсатор вертикальной качки. [29]
Страницы: 1 2