Лекция № 7. Системы удержания плавучих буровых средств (ПБС).
Системы
предназначены для удержания в заданных
пределах отклонения бурового плавучего средства (БС и ППБУ) от оси бурящейся и
эксплуатирующей скважины в горизонтальном направлении.
Обычно
горизонтальное перемещение бурового
плавучего средства не превышает 5-6 % глубины моря.
Радиус
максимального отклонения R=0.06H,
Где 0,06 –
максимальное относительное отклонение, ограничиваемое напряжениями в трубах
водоотделяющей колонны и углом отклонения
нижнего шарнирного и шарового или другой конструкции соединения; Н-
глубина моря, м.
В зависимости от глубины моря Н все ПБС оснащают одной из следующих
возможных систем удержания на точке бурения:
§ При глубинах моря
до 200м – с помощью якорных цепей или тросов, либо комбинированной системы
(якорных цепей и тросов);
§ На глубинах моря
более 200м – с помощью динамической
системы стабилизации (динамического позицирования).
Якорные
системы удержания
Буровое
плавсредство и систему заякоривания рассматривают как единый комплекс, за
исключением случаев экстремальных погодных условий.
Система заякоривания включает якорные
цепи, лебедку, стопорное устройство, роульс (устройство для изменения
направления перемещения якорного троса). В зависимости от местных условий,
характеристики бурового плавсредства и других факторов применяют различные схемы
расположения якорных цепей или канатов относительно ПБС.
На рис. 15
показаны шесть наиболее распространенных в мировой практике вариантов
заякоривания при воздействии
нагрузок с любой стороны; n- число якорных канатов.
Якорные цепи или тросы выбирают в зависимости от ожидаемой нагрузки на них,
глубины моря, характеристики рабочего оборудования, стоимости, наличия
пространства для палубных устройств и других факторов.
Рис. 15- Типовых вариантов систем
заякоривания: а,б,в – симметричные системы
соответственно с n-9,8,10; г,д,е –
системы с якорными канатами (n =8),
расположенными соответственно под углом 45-900 друг к другу, порд
углом 30-700 к оси платформы
и под углом 30-600 к продольной оси судна
Для заякоривания применяют два типа
плоскозвенных цепей с распоркой: цепь со сваренным
встык звеньями и замковую цепь. В большинстве случаев для заякоривания применяют
металлические канаты диаметром 57-
Якорные системы оснащают комплексом
оборудования для регулирования натяжения якорных канатов, который
включает тензометры и записывающую аппаратуру, непрерывно управляющую
натяжением якорного каната и извещающую оператора об изменении высоты волны или
направления ветра.
Системой управляют с пульта на основе
информации, получаемой от датчиков, устанавливаемых на тросах.
Система динамической стабилизации.
На глубинах морей более
§ Обеспечивают
требуемую технологией бурения точность позицирования ПБС;
§ Осуществляют
быстрое изменение курса БС или ППБУ в целях уменьшения бортовой и вертикальной качек;
§ Обеспечивают
быстрый уход с точки бурения и возврат
на нее ПБС.
Система динамической стабилизации представляет
собой замкнутую цепь автоматического
управления. Она включает:
1.
Цепь обратной связи с датчикам,
определяющими координаты продольного и поперечного перемещения по осям х, у
и угол поворота φ ПБС относительно принятых неподвижных координат;
2.
блок сравнения, который определяет отклонения Δх,
Δу и Δφ действующего положения ПБС от его начального
расчетного положения х0, у0,
φ0 ;
3.
пульты управления, имеющие прямые и обратные
связи с двигателями и гребными винтами, рассчитывающие и
подающее командного пункта на двигатели
и гребные винты команды для возвращения
ПБС в начальное положение.;
4.
подруливающие устройства (двигателей и гребных
винтов), обеспечивающие перемещение судна на величину Δх, Δу и Δφ и возвращение егов начальное положение.
На автоматизированном пункте управления универсальная
ЭВМ по цепи обратной связи получает данные от внешних датчиков о положении ПБС
в определенный момент. При этом угол поворота определяют гидрокомпасом, а координаты х, у
вычисляются системой акустического измерения АМS. Эти данные имеют высокую
точность, их используют в системе динамической стабилизации.
В системе динамической стабилизации
имеются две ЭВМ: одна работает, а вторая в резерве. Система автоматической стабилизации включается в
работу и контролируется оператором с главного пульта управления.
Осн.: 2. [ 207-209 ], 3.
[ ]
Доп.: 7. [987-993]
Контрольные
вопросы:
1. Какие системы удержания вы знаете?
2. Из чего состоит якорная система?
3. Из чего состоит система динамической стабилизации?.
4. Чем отличаются эти две системы удержания ПБС ?