История создания превенторных установок для моря

Для обеспечения безопасности бурения в случае нефтяных и газовых проявлений опускается блок превенторов (оборудование противовыбросовое), морской стояк с телескопическим компенсатором и дивертором (отводом). Это оборудование, герметически соединен­ное с головкой колонны труб, позволяет бурильному инструменту свободно проходить до забоя и выносить промывочную жидкость вместе с разбуренными час­тичками породы на платформу, не загрязняя море. Так как буровая платформа в процессе бурения подвер­гается вертикальным и горизонтальным смещениям относительно устья скважины, внезапным волнениям моря и другим гидрометеорологическим факторам, предусмотрены компенсаторы угловых и вертикальных перемещений. Для сохранения устойчивости морского стояка применяется система натяжения, создающая растягивающее усилие между платформой и стояком.

Управление исполнительными механизмами подвод­ного устьевого оборудования дистанционное — гидрав­лическое через многоканальный и одинарные шланги. Некоторые устройства, от которых зависят надежность и безотказность комплекса, дублированы. Комплекс имеет телевизионный контроль подводного оборудо­вания. В случае отказа гидравлического управления предусмотрено аварийное акустическое управление подводно-устьевым оборудованием. При особо аварий­ных ситуациях, когда ППБУ должна быть переведена на безопасное место, предусмотрены срезание бурильной трубы и герметизация устья скважины. Бурение морских скважин при помощи плавучих полупогружных буровых установок — очень трудное и опасное дело, как показы­вает зарубежный опыт, иногда приводящее к аварии и человеческим жертвам.

В начале семидесятых годов произошло некоторое «потепление» политического климата между СССР и США, что привело к частичному улучшению торговых отношений. Для освоения морских нефтяных место­рождений Каспийского глубоководья Министерство нефтяной промышленности СССР обратилось в Пра­вительство с просьбой приобрести в США плавучие по­лупогружные буровые установки для бурения скважин глубиной до 6 тыс. м при глубине моря до 200 м. Разре­шение было получено. Затем Совет министров СССР поручил соответствующим министерствам подготовить предложения по организации производства ППБУ на заводах страны. «Баррикадцы» одними из первых по­лучили задание проработать вопрос об изготовлении наиболее сложной части ППБУ — комплекса подвод­ного устьевого оборудования (ПУО), который изготав­ливался только фирмами США. Узнав о возможности заключения многомиллионного контракта (каждый комплект ППБУ стоит около 100 млн долларов), аме­риканцы поспешили в Москву предлагать свои услуги. В Министерстве нефтяной промышленности начались переговоры. Конкурирующие фирмы США на перегово­рах знакомили советских специалистов с конструкцией комплекса подводного устьевого оборудования как наиболее сложной частью ППБУ, от которой главным образом зависел успех бурения скважин в море. Этими фирмами организовывались различные симпозиумы с демонстрацией слайдов и короткометражных фильмов. Не было недостатка и в информационных материалах - каталогах, спецификациях, различных технических предложениях и т.д. Участие представителя завода «Баррикады» и других специалистов министерств на переговорах способствовало лучшему пониманию проблемы создания подводного устьевого оборудо­вания. Все это позволило сформировать свое мнение руководству завода «Баррикады» и Министерству по вопросам проектирования и изготовления комплекса подводного устьевого оборудования. Было учтено, что ведущим фирмам США для того, чтобы создать первый промышленный образец комплекса подводного устье­вого оборудования, потребовалось около 25 лет упорной работы, а в дальнейшем непрерывно усовершенствовать его конструкцию. Опыт американских ученых и специа­листов было решено максимально использовать, считать целесообразным приобретение лицензионной техни­ческой документации на комплекс подводно-устьевого бурения, что позволит заложить в проект проверенные технические решения и значительно сократить сроки его освоения. Одновременно с закупкой лицензионной технической документации на ПУО приобрести и необ­ходимое технологическое оборудование — специальное металлорежущее (обрабатывающие центры, станки с программным управлением, инструмент). Совет минис­тров СССР одобрил эти предложения, которые нашли свое отражение в постановлении №589 от 19 июня 1974 года. В 1975 году для подготовки кадров и развертыва­ния конструкторских работ по созданию подводного устьевого оборудования в СКБ БО были организованы четыре специальных конструкторских бюро. В 1977 году, учитывая специфику и большой объем работ комплекса, было решено на базе этих КБ создать самостоятельное конструкторское подразделение — специальное конс­трукторское бюро — СКБ.

Завершились переговоры между внешнеторговыми организациями СССР и фирмами США о закупке пла­вучих полупогружных буровых установок. Отдельным контрактом № 34-05/70 615-422 от 26 января 1977 года, заключенным между Всесоюзным импортным объ­единением «Автопромимпорт» и корпорацией США «Армако Интернешнл, ИНК», предусматривалась закупка технического оборудования и лицензионной технической документации на подводно-устьевое обо­рудование. Лицензионную техническую документацию представляли три фирмы США: «Армако», «Ракер» и «Стюарт энд Стивенсон». Общая стоимость лицен­зионной технической документации составила 16 526 тыс. долларов.

Подводно-устьевое оборудование создавалось в СССР впервые, поэтому возникло множество конс­трукторских, технологических, производственных, научно-исследовательских проблем, для решения которых была необходима глубокая предваритель­ная проработка проектов. Было решено разработать (с использованием лицензионной документации) эскизно-технический, а затем технический проект комплекса подводного устьевого оборудования, условно названного «Поиск». В разработке технологии изготов­ления на всех стадиях проектирования активное участие принимал Пермский научно-исследовательский инсти­тут (ПНИТИ). В 1977 году СКБ завершило разработку эскизно-технического проекта комплекса «Поиск», в основу которого была принята лицензионная техничес­кая документация. Ряд узлов пришлось разрабатывать без помощи лицензионной технической документации, так как их приобретение не было предусмотрено конт­рактом. Учитывая высокие требования, предъявленные к создаваемым конструкциям в части их надежности и предупреждения загрязнения окружающей среды, проектом был определен состав необходимого специ­ального стендового оборудования для всесторонних испытаний узлов и деталей «Поиска». Во втором квар­тале 1978 года был разработан технический проект. Па­раллельно с его разработкой выпускалась и выдавалась в производство рабочая документация, разрабатывалась методика расчета элементов комплекса. Была также начата экспериментально-исследовательская работа с привлечением специализированных институтов и проектных организаций.

К исследовательским работам по комплексу «Поиск» были привлечены около 60 научно-исследовательских институтов и ведущих учебных заведений. К выполнению проекта были подключены и соисполнители: Азербайд­жанский институт нефтяного машиностроения «Азинмаш», Азербайджанский научно-исследовательский электротехнический институт — АзНИЭТИ, Все­союзный научно-исследовательский институт по электроприводу — ВНИИ-электропривод (Москва), Всесоюзный научно-исследовательский институт взрывобезопасного электрооборудования — ВНИИВЭ (Донецк), Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт ре­зиновой промышленности - ВНИКТИРП (Мос­ква) и его филиал в Волжском, Ленинградское научно-производственное объединение «Морфизприбор», Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики — ЦНИИАГ (Москва), Центральное проектно-конструкторское бюро — ЦПБК «Теплоприбор» (Казань), Центральный научно-исследовательский институт материалов — ЦНИИМ (Москва), научно-производственное объединение «Пластополимер» (Ленинград).

В процессе разработки технологического проекта проводились экспериментальные исследования по от­дельным проблемам, в частности, по макетированию электрических схем, по отдельным узлам системы уп­равления. Была проведена проверка на взрывобезопас- ность элементов пульта, проверены также действия гид- ропневмоаккумуляторов и насосов прямого действия. В целом разработка технического и технологического проектов позволила конструкторам критически оценить различные аналоги, а во многих случаях разработать свои оригинальные схемы и конструкции. Доста­точно сказать, что в рабочий проект были внедрены 60 изобретений. При подготовке рабочей документации на «Поиск» были учтены результаты исследовательских работ и испытаний. Для блока превенторов металлурги завода сварили специальную сталь, способную выдер­живать высокое давление (до 1 ООО атм.) и обладающую антикоррозийной стойкостью в морской среде. Испытывались пневмогидравлические аккумуляторы в раз­личных давлениях, температуре, определялось влияние азота и жидкости на резину. Всесторонне была испытана акустическая система управления. Исследовательские работы и заводские стендовые испытания способство­вали созданию надежных конструкций.

В 1979 году завершили разработку и выдали в про­изводство конструкторскую документацию. Для изго­товления и поставки комплектующих изделий были подключены предприятия двенадцати министерств. Опытный образец комплекса «Поиск» был изготовлен в 1982 году. В 1983 году «Поиск» прошел промышленные испытания в составе плавучей полупогружной буровой установки «Шельф-2» в акватории Каспийского моря. Шеф-монтажники завода отлаживали механизмы и системы управления, при этом были выявлены в них отдельные слу­чаи отказов, но в целом после наладки и внесения поправок весь комплекс «Поиск» функционировал нормально. Одно­временно с монтажными работами заводские специалисты обучали буровиков—обслуживающий персонал—правилам эксплуатации комплексов, знакомили их с конструкцией «Поиска» и его ремонтом.

В 1985 году Государственная приемочная комиссия приняла подводное устьевое оборудование «Поиск» к серийному производству с рекомендацией о присвое­нии ему высшей категории качества. После внесения в техническую документацию необходимых поправок, выявленных при монтаже и эксплуатации комплекса, «Поиск» был запущен в серийное производство. Второй комплекс «Поиск» был изготовлен в 1984 году и отгру­жен в Выборг для монтажа на полупогружную плавучую буровую установку «Шельф-4». В настоящее время она бурит скважины в Баренцевом море.

Изготовленные в 1986—1987 годах (по одному ком­плекту в год) комплексы «Поиска» были отгружены в Выборг и затем установлены на «Шельфе-6» и «Шель- фе-8». После бурения двух скважин у острова Сахалин «Шельф-6» был отправлен во Вьетнам для разведки нефтяных месторождений вдоль Индокитайского по­луострова. «Шельф-8» бурит разведочные скважины в Балтийском море недалеко от Калининграда.

Известные положительные изменения, происшед­шие в международной политике нашего государства, привели к конверсии военной промышленности. В зна­чительной степени это коснулось и производственного объединения «Баррикады», которому в связи с этим переданы из Волгоградского завода буровой техники проектирование и изготовление подводного устьевого оборудования в полном объеме.

Список литературы

1. Противовыбросовое оборудование: Справочное пособие,В. Г. Колчерин, И. В. Колесников, В. Г. Кирилюк и др., Волгоград, «Панорама»,2009.