WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа природных ресурсов

Направление подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование

Профиль подготовки Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов Отделение нефтегазового дела

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

Тема работы Разработка конструкции шельфовой платформы Новопортовского месторождения УДК 622.276.04-774.5(268.52) Студент Группа ФИО Подпись Дата 4Е41 Курмель Роман Сергеевич Руководитель ВКР Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Ассистент Васенин Сергей Сергеевич

КОНСУЛЬТАНТЫ:

По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»

Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Доцент Черепанова Наталья к.ф.н .

Владимировна По разделу «Социальная ответственность»

Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Доцент Штейнле Александр к.м.н .

Владимирович

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:

Руководитель ООП ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Брусник Олег к.п.н .

Владимирович Томск – 2018 г .

Планируемые результаты обучения ООП Код Результат обучения Требования ФГОС, Резуль (выпускник должен быть готов) критериев и/или тата заинтересованных сторон Общекультурные компетенции Р1 Способность применять базовые и Требования ФГОС (ОКспециальные знания в области 1; ОК-9; ОК-10)1, математических, естественных, Критерий 5 АИОР (п .

гуманитарных и экономических наук для 5.2.1), согласованный с обеспечения полноценной инженерной требованиями деятельности. международных

–  –  –

Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 15.03.02 «Технологические машины и оборудование»

Профиль подготовки: «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»

Отделение нефтегазового дела

–  –  –

Тема работы:

Разработка конструкции шельфовой платформы Новопортовского месторождения Утверждена приказом директора (дата, номер) От 10.01.2018 №34/С

–  –  –

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей) Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы (если необходимо, с указанием разделов) Раздел Консультант Финансовый менеджмент, Черепанова Наталья Владимировна ресурсоэффективность и ресурсосбережение Социальная ответственность Штейнле Александр Владимирович Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках:

Дата выдачи задания на выполнение выпускной 22.01.2018 квалификационной работы по линейному графику

–  –  –

Задание принял к исполнению студент:

Группа ФИО Подпись Дата 4Е41 Курмель Р.С .

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

____________________________________________________________________________________





Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки: 15.03.02 «Технологические машины и оборудование»

Профиль подготовки: «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»

Уровень образования: бакалавриат Отделение нефтегазового дела Период выполнения весенний семестр 2017/2018 учебного года

–  –  –

3. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), Расчет интегрального показателя финансовой, бюджетной, социальной и экономической ресурсоэффективности проекта .

эффективности исследования

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

1. Оценочная карта для сравнения конкурентных технических решений

2. Календарный план график

3. Сравнительная оценка характеристик разработки

4. Бюджет затрат НТИ

–  –  –

В результате выполнения работы были исследованы условия эксплуатации, рассчитаны геометрические показатели и показатели материалоемкости опорной конструкции, а также проанализированы возможности опрокидывания и сдвига платформы .

Определения, обозначения, сокращения Морская стационарная платформа (МСП) – морское нетфегазопромысловое сооружение, состоящие из верхнего строения и опорного основания, зафиксированное на все время использования на грунте и являющееся объектом обустройства морских месторождений нефти и газа .

Опорное основание МСП – часть МСП, состоящая из одного или нескольких опорных блоков, на которых в верхней части монтируется верхнее строение МСП .

Опорный блок (ОБ) – водонепроницаемая конструкция, обеспечивающая плавучесть и остойчивость сооружения, поддержание верхнего строения, устойчивость против верхних воздействий при размещении на грунте дна. Может включать модули, супермодули, понтоны, колонны, фермы и свайные фундаменты .

Верхняя палуба (ВП) – водонепроницаемая конструкция, на которой размещается верхнее строение и от которой измеряется надводный борт .

Опорная палуба (ОП) – или опорные балки – конструкции, на которых собирается верхнее строение .

Верхние строения (ВС) – надстройки, рубки и другие подобные конструкции, используемые для размещения персонала, оборудования, систем и устройств, обеспечивающих функционирование сооружения по его назначению. ВС, как правило, состоит из блок-модулей .

Блок-модуль (БМ) – функционально законченные конструкции ВС, например, энергетический, жилой, технологический и т.д .

Модуль – конструкция, как правило, ОБ и/или палубы, представляющая транспортируемую единицу .

Супермодуль (СМ) – два и более модулей, соединенных вместе, как транспортируемая единица .

Транспортируемая единица – сооружение или его часть, которое транспортируют по внутренним водным путям и/или морю .

Оглавление Введение

1. Обзор литературы

2. КЛАССИФИКАЦИЯ МОРСКИХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

Стационарные платформы

2.1 .

Мобильные(плавучие) системы

2.2 .

Историческая справка. Мир и Россия

2.3 .

Анализ природных условий Обской и Тазовской губы

2.4 .

Опасности мелководья

2.5 .

Течения мелководья

2.6 2.7. Анализ применимости существующих проектов и типов МНГС для условий Обской 40 губы Выбор типа платформы

2.8 3. РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Выбор основных конструктивных параметров опорного блока для нефти-газодобычных платформ

3.2. Определение полезной площади колонны, диаметра, толщины стенки, массы по критерию несущей способности.

3.3. Анализ плавучести платформы.

3.4. Определение возможности опрокидывания платформы.

3.5. Определение возможности сдвига платформы.

4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения

4.2. Планирование научно-исследовательских работ

4.3. Бюджет научно-технического исследования (НТИ)

4.4. Определение ресурсоэффективности проекта

5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

Введение

5.1 .

Производственная безопасность

5.2 .

Экологическая безопасность

.

5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

5.3 Правовые и организационные вопросы безопасности

5.5 .

Заключение

Список используемых источников

Введение Сейчас, разработка арктического шельфа начинает новый этап в истории освоения Арктики. И, вместе с этим, освоение углеводородных ресурсов на шельфе и в море становится одним из наиболее многообещающих путей развития топливно-энергетической базы как для России, так и для мира .

Изначально, шельфовые зоны осваивали на территориях с теплым климатом, но с началом интенсивного развития этой области пришли и технологии, позволяющие проводить исследования и в северных частях. Так, страны Западной Европы начали открывать уникальные месторождения на шельфе Северного моря, например газовое месторождение «Гронинген», открытое в 1959г .

Из всего объема площади Российского шельфа можно выделить около 70%, которые перспективны на добычу нефти и газа. Но даже из этого сегмента большая часть располагается в замерзающих морях и суровых климатических условиях. В районах морей Северного Ледовитого океана( и устьях впадающих в них рек) содержится около 85 млрд. т. условного топлива. Что, в соответствии с развитием освоения арктического базы, будет способствовать процветанию отечественной экономики, покрывая долгосрочные необходимости нашей страны в углеводородном сырье .

Однако, осуществление подобных планов требует от НИОКРа разработки и создания огромного количества уникальных и непростых технических инструментов. Например, таких как: буровые платформы, суда, над- и подводные объекты, служащие для разнообразных задач. В том числе и ледостойкие конструкции. Что, собственно, и является главным средством в борьбе с наиболее опасным фактором добычи в северных морях, то есть льдом. Основная незадача заключается еще и в том, что невозможно создать универсальное решение из-за разных глубин, структур ледников, твердости грунта. Так, на участке водной поверхности Обской губы преимущественно слабый илистый грунт, что в совокупности с малыми глубинами, создает добавочную проблему при проектировании .

Актуальность работы

При разработке районов арктических и субарктических морей, уникальных по своим характеристикам и не имеющих аналогов в мире, отечественные нефтегазовые компании вынуждены находиться в поиске новых подходов и инновационных решений, включая современные технологии, для разработки месторождений .

Использование и проектирование морских нефтегазовых сооружений являются достаточно сложными процессами, опасными как для промыслового сооружения, так и для персонала, находящегося на нем .

–  –  –

Цель работы является выбор оптимального типа конструкции морской ледостойкой платформы и расчет опорного элемента платформы для месторождения, находящегося в Карском море .

Задачи исследования:

• изучение и анализ опыта освоения морских и шельфовых месторождений как замерзающих, так и не замерзающих морей;

• анализ и сбор данных о природных условиях района разработки;

• выявление оптимального типа конструкции;

• назначение габаритных размеров и укрупненный расчет параметров платформы .

1. Обзор литературы При написании данной работы были использованы научная и учебнометодическая литература, а также проанализированы современные тенденция развития в разработке морских(шельфовых) нефтяных и газовых месторождений, успехов в области конструирования и строительства промышленных объектов. В том числе работы ученых в области морского гидротехнического строительства, в числе которых: Гусейнов Ч.С .

«Освоение углеводородных ресурсов Северного Ледовитого океана – ближайшая и неотложная перспектива», Адамянц П.П., Гусейнов Ч.С., Иванец, В.К. «Проектирование обустройства морских нефтегазовых месторождений». [1] В частности, изучены работы на схожую тематику. Например, диссертация Мусабирова А.А. «Разработка и исследование применимости новой конструкции ледостойких платформ на мелководном арктическом шельфе», в которой, были проанализированы имеющиеся издания в данной области, их недостатки при схожих условиях использования. А также, изложены современные технические решения, рекомендуемые к применению при исследовании и разработке мелководных месторождений, расположенных на шельфе Обской губы. Проанализированы внешние воздействия на сооружение в сроке его эксплуатации. Определена наибольшая опасность – воздействие льда, вследствие чего возможно опрокидывание и смещение платформы .

Никитенко А.А. диссертация на тему «Управление проектированием морских ледостойких нефтегазодобывающих платформ». В которой отражена возможность применения технологий систем автоматизированного проектирования (САПР) при разработке конструкции платформ, разработана методология по управлению проектом конструирования. Приведено решение задач исполнения процедур осуществления выбора решения для процесса проектирования и разработаны модели эксплуатации систем поддержки принятия решений (СППР), с версиями их внедрения. В итоге, получены практические выводы о возможности интеграции различных вариантов опорного основания ледостойкой платформы к конкретному месторождению .

«Методы обеспечения безопасности персонала нефтегазовых платформ арктического шельфа», Богатырева Е.В., в которой рассмотрена возможная аварийность, проанализирован риск гибели штата при разработке шельфовых и морских месторождений. Также были предложены условия по безопасной разработке конструкции платформ для северных условий .

Зарубежный опыт реализации морской добычи нефти отлично описан в работе Уильяма Леффлера «Глубоководная разведка и добыча нефти». Она является источником, с которого безусловно стоит начать ознакомление с темой морской добычи углеводородов, ведь предназначена как для широкого круга читателей, так и для специалистов. Начиная от истории самой нефти, в частности содержащейся в морских и шельфовых месторождениях, первым историческим бурением на воде и определением потенциальных запасов. И заканчивая как обустройством верхних строений платформ, прокладкой трубопровода, экономической и технологической отраслью. Однако, после ознакомления с этим изданием нужно углублять в суть проблемы. [2] Для ознакомления с разработкой морских месторождений в арктических районах отличным источником является книга Э.М. МовсумЗаде «Морская нефть. Развитие технических средств и технологий». Здесь сконцентрирован опыт добычи в условиях моря, выявлены базовые пути и тенденции в развитии технологических средств за весь период этой промышленности.

Глава о разработки арктических месторождений содержит:

основные этапы проведения работ по разведке и освоению морских месторождений арктических районов Северной Америки, Первые проекты разработки и эксплуатации арктических месторождений(1977-1983гг), а также Создание искусственных островов для разработки и эксплуатации морских месторождений в арктических районах .

Продвигаясь дальше, нужно ознакомиться со статьями В.М. Буслова и Н.У. Крэл «Проекты разработок и эксплуатации арктических месторождений», состоящих из 6 частей и опубликованных в журнале «Нефть, газ и нефтехимия за рубежом». В том числе, статью Кэпрон Н .

«Эксплуатационные платформы для Арктики». Также, в этом источнике публикуются статьи на схожие темы, например: «Работы на континентальном шельфе США», «Разведка и разработка морских месторождений в Канаде» и т.д. По ним можно отследить тенденции развития и влияние различных факторов (климатические условия, геология дна и пр.) .

Шельфовые месторождения являются мелководными, что является дополнительной задачей для добычи ресурсов. В научной работе Мирзоева Ф.Д. «Методы выбора рационального варианта нефтегазопромысловых платформ для освоения шельфа» проводится ряд работ по этой теме .

Определена преимущественность обстоятельств, влияющих на выбор типа морского сооружения. Разработана методика определения автономности ледостойких платформ, для максимизации выгодных характеристик верхнего строения платформы. Составлены методические принципы выбора варианта ЛСП, позволяющие оптимизировать массогабаритные характеристики верхнего строения платформ, опорную часть и автономность .

Бородавкин Петр Петрович – заведующий кафедрой «Автоматизация проектирования сооружений нефтяной и газовой промышленности» РГУ им .

Губкина. В учебнике, написанным им для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Оборудование и агрегаты нефтегазового производства» «Морские нефтегазовые сооружения, часть 1 .

Конструирование» приводится классификация основных форм морских нефтегазовых сооружений, статическая и динамическая определенность МНГС, а также воздействия на МНГС окружающей среды, удержание в необходимом положении и глава, посвященная прочности и надежности МНГС. В работе отражены все необходимые условия, способы расчетов. В том числе и требования, относящиеся к надежности конструкции морских нефтегазопромысловых гидротехнических сооружений .

Еще одним источником для расчетов является диссертация Халиковой Д.Ф. на тему «Методика выбора архитектурно-конструктивного типа и общепроектных характеристик плавучей буровой установки для бурения поисково-разведочных скважин в условиях мелководья», в которой проведен анализ особенностей архитектурно-конструктивных типовых буровых установок, внешних условий. Выявлены типы МНГС, которые рациональнее использовать при различных факторах. Разработана методика техникоэкономической оценки возможных вариантов конструкции морских сооружений .

Проанализировав научные работы, основывающиеся на изучении разведки, разработки и эксплуатации морских и шельфовых месторождений, можно выявить тенденции по развитию этой области, а именно шельфа морей Северного Ледовитого океана. Видно, что эта проблема довольно обширна и актуальна, что подтверждает множество публикаций и работ. Еще есть слабо изученные вопросы, однако с течением времени теоретические предположения ученых находят применение на практике. Из-за неравномерной и очаговой сейсмической обстановки в Арктике и ужесточению российского законодательства по условиям работы на шельфе, лишь несколько компаний способны вести там работу: «Газпром», «Роснефть» и «Газпром нефть». Однако, работы на арктическом шельфе ведет только «Газпром нефть». Исходя из сообщений копании «Роснефть»

для освоения еще 90% акватории Арктики нужны технологии, которые на данным момент либо отсутствуют, либо требуют существенной модернизации, но в ближайшее время такие проекты будут иметь только научный смысл, не подкрепляясь практическим применением .

2. КЛАССИФИКАЦИЯ МОРСКИХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

Геологоразведочная партия обнаружила месторождение, провела его оценку и рекомендует или не рекомендует к дальнейшей разработке месторождение. Некоторые компании в этой области прибегают к аутсорсингу. То есть, передаче этой части работы добывающим компаниям .

В других компаниях некоторые члены группы по разведке продолжают работу и присоединяются к разработчикам, тогда следующее слово остается за инженером-конструктором либо инженером=эксплуатационником. В любом случае группа разработки начинает свою деятельность с выбора системы разработки – первого этапа из трех, показанных на рисунке 2.1.1

–  –  –

Рисунок 2.1 .

1 - Стадии разработки глубоководных месторождений Все многообразие морских буровых установок четко разделяется на две группы: системы, закрепленные на дне моря – стационарные, а также швартуемые и привязанные плавучие системы – мобильные .

Помимо этого, они могут различаться на платформы, предназначенные для мелководья и глубоководья .

Рисунок 2.1 .

2. - Варианты систем разработки глубоководных месторождений Рисунок 2.1 .

3 - Классификация морских буровых установок

2.1. Стационарные платформы Они состоят из опорного блока и палуб. Блок представляет собой высокую вертикальную секцию из стальных труб, закрепленных на дно с помощью свай – ферму. В состав верхних строений входят как жилые помещения для команды, так и буровое оборудование. Можно разделить на:

–  –  –

Искусственные острова разделяют на две группы: грунтовые и ледовые .

Грунтовые – применялись для разработки прибрежных морских месторождений, до глубины 32м. Особо широко распространены на арктическом шельфе Канады и США .

Ледовые – максимальная глубина моря до 120м. Образуют благодаря увеличению ледового слоя до той степени, пока он не сможет удерживать вес необходимого оборудования. По степени утолщения, ядро острова становится все тяжелей и в итоге садится на грунтовое дно. [3]

2.2. Мобильные(плавучие) системы Процентное содержание используемых в данных момент плавучих установок, от общего количества:

–  –  –

Это суда либо платформы с натяжным креплением, либо полупогружные основания, на которых установлено добычное оборудование .

Они удерживаются на месте с помощью проволочных или синтетических канатов. Так как они довольно интенсивно двигаются как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, то не допускают установку надводного оборудования, ни бурение. Значительная подвижность в штормящих морях и бурных течениях требует специального оборудования и трубопроводов, которые способствовали бы доставке газа или нефти от устья скважины на дне наверх, на платформу, где расположено добычное оборудование .

Помимо того, что они удерживаются якорным креплением, используются динамические системы стабилизации. Они обеспечивают нужную точность позиционирования для плавучих буровых установок, на глубинах больше 200м. Они работают либо с датчиками, установленными на судне, либо с GPS и определяют координаты продольного и поперечного перемещения, а также угол поворота относительно заданных неподвижных координат. Эти системы автоматизированы и в определенный момент времени получают данные через обратную связь от внешних датчиков, а уже затем обеспечивают перемещение судна. [3] Кроме того, реалии физических законов, ограниченная прочность и гибкость материалов делают глубину решающим фактором в выборе системы разработки.

Исходя из этого, примерные значения максимальной глубины приведены ниже:

Таблица 2.2 – применимость платформ в зависимости от глубины

–  –  –

На всех мобильных системах присутствуют четыре основных элемента:

• Корпус – закрытая стальная конструкция, вытесняющая воду .

Корпуса плавучих систем представляют собой суда, платформы кессонного типа или большие цилиндрические конструкции – штанговые платформы .

• Верхние строения – одна или несколько палуб, на которых находится все добывающие оборудование для обработки потоков, поступающих из скважин, а также насосы и компрессоры, используемые для дальнейшей транспортировки нефти или газа. Иногда там же размещено оборудование для бурение и ремонта скважин. Так как практически все точки глубоководной добычи расположены в удаленных районах, на верхних строениях добывающих платформ находятся жилые помещения для бригады .

В большинстве случаев здесь начинаются экспортные трубопроводы .

• Швартовка – крепление к морскому дну, удерживающее систему на точке. Это может быть стальной или синтетический канат, закрепленный с помощью цепи, либо стальная арматура. Иногда на морском дне остается гигантский отпечаток от крепления. Существует несколько вариантов заякоривания (см. рисунок 2.2.1) .

• Вертикальная секция трубопровода – стальные трубы, поднимающиеся к корпусу платформы от морского дна. Эта секция предназначена для переноса добытых из скважины флюидов вверх на палубу .

Рисунок 2.2.1 - Схема типовых вариантов систем заякоривания:

а) Симметричная система с 9-ю якорными канатами .

б) Симметричная система с 8-ю якорными канатами .

в) Симметричная система с 10-ю якорными канатами .

г) Система с 8-ю или 10-ю якорными канатами, расположенными под углом 45-90 друг к другу .

д) Система с 8-ю якорными канатами, расположенными под углом 30-70 к оси платформы .

е) Система с 8-ю якорными канатами, расположенными под углом 30-60 к продольной оси судна .

Разработка морских месторождений развивает различные области .

Начиная от судостроения до водолазной техники, потому как сама добыча вышла за пределы глубин, установленные для стационарных платформ и инженерам пришлось обращаться к различным концепциям и воплощать их в жизнь. Так и стали использоваться полу-погружные установки и буровые суда, обеспечившие разнообразные возможности для добычи на большой глубине .

Погружная плавучая буровая установка Затапливается на месте бурения до той степени, пока нижняя часть корпуса не станет опираться на грунт.

Корпус делится на две части:

• верхняя часть корпуса – каюты для команды, механизмы, оборудование и технологические запасы .

• нижняя часть – обеспечивает постановку платформы и служит для приема пластовых флюидов .

Зачастую, борт погружной ПБУ обкладывается мешками с песком, чтобы минимизировать подмыв опорной поверхности. При необходимости перемещения установки на другую точку бурению, из нижней части корпуса ППБУ выкачивается балласт, из-за чего установка всплывает. Глубины, при которых используются этот вид платформ не превышают 30м, из-за плохой устойчивости при больших глубинах, в следствие высокого расположенного центра тяжести. Получили широкое распространение в начальный период освоения морских нефтепромыслов. Однако, сейчас в мире используется не больше 5 штук ППБУ. [4] Рисунок 2.2 .

2 - Погружная плавучая буровая установка

Последовательность установки и основные элементы:

а) буксировка .

б) закачка балласта в колонны и башмаки, установка на дно .

в) создание дополнительного давления путем увеличения балласта, для прижимной силы. Это необходимо для обретения большей устойчивости под действием внешних факторов .

Конструктивные элементы:

–  –  –

Самоподъемная плавучая буровая установка Самый распространенный вид плавучих буровых установок .

Представляет собой корпус, который в рабочем состоянии поднимается на опорных колоннах выше поверхности воды при помощи специальных механизмов, создавая необходимый клиренс.

Исходя из правил Российского морского регистра судоходства:

–  –  –

где, Кв – воздушный клиренс, h – высота волны (1 раз в 50 лет) .

Эта платформа имеет свойства как стационарного сооружения, так и плавучего. При транспортировке, опоры подняты максимально вверх, а в рабочем положении они задавлены максимально в донный грунт. При помощи этих платформ проводят бурение на глубинах моря до 160 м. (см .

рисунок 2.2 .

3), однако глубина все же огромное влияние на размеры корпуса, опор и механизмов для спуска и подъема, что, в свою очередь, входит в стоимость строительства самоподъемной БУ. Но, не смотря на это, с развитием всей отрасли происходит и увеличение глубин использования .

Если в 1960-е годы средняя глубина была порядка 60 м., то уже в 2010-х она выросла до 110 м .

Также, возросла величина грузоподъемности СПБУ, то есть установка может иметь на борту гораздо большее количество запасов для команды, бурильного инструмента и, косвенным образом, влияет на характеристику механизмов для спускоподъемных операций. Увеличение этого значения позволяет судить об автономности СПБУ .

–  –  –

Конструктивные элементы можно рассмотреть на примере СПБУ «Арктическая», предназначенной для бурения скважин глубиной до 6500 м., при глубине моря 7 – 100 м. Сдана в эксплуатацию в 2014 г .

Рисунок 2.2 .

4 - Основные элементы самоподъемной буровой установки «Арктическая»

Полупогружная плавучая буровая установка Второй по распространенности вид БУ. Идея использования полупогружной платформы с натяжными опорами возникла у компании «Коноко». Привязав проект к условиям конкретного месторождения «Хаттон»,имеющим не самые благоприятные условия с точки зрения окружающей среды (по силе штормов выбранный район уступает только заливу Аляска). Специалисты посчитали, что в случае удачи в этом месте, платформы такого типа могут быть спроектированы практически для любого района мира. [4] Сейчас же, данный тип платформ позволяет проводить бурение глубиной до 10000 м., при глубине акватории до 6000 м. Платформа держится на воде за счет понтонов, которые, заполняясь морской водой, погружаются на 18–30 м .

Рисунок 2.2 .

5 - Полупогружная плавучая буровая установка В колоннах установки, имеющих водонепроницаемые отсеки, размещаются технологические и энергетические блоки, бурильное оборудование, складские помещения .

По способу закрепления в стационарном положении делятся на:

–  –  –

Платформы с натяжным якорным креплением Предшественниками платформ с натяжным якорным креплением (tension leg platforms, TLP) были полупогружные основания, которые долгие годы использовали исключительно для бурения. TLP похожи на них и держатся на воде за счет сочетания понтонов и колонн (см. рисунок 2.2.6) .

Напряженная арматура – тросы, которые тянутся от каждого из углов платформы к сваям на морском дне, удерживают TLP в воде. Доставку нефти и газа со дна к оборудованию на палубе осуществляют вертикальные секции трубопроводов, присоединенные к устьям подводных скважин .

Рисунок 2.2 .

6 – Платформа с натяжным якорным креплением, использованная на месторождении Брутус в Мексиканском заливе Напряженная арматура – это стальные трубы диаметром 61–81 см .

и толщиной стенок 2,5-5 см. Так как арматура находится в постоянном напряжении, вертикальные колебания палубы минимальны даже во время штормов. Бурильная колонна может выдержать горизонтальное смещение, возникающее при смене направлений умеренных ветров и океанических течений, но при сильном шторме, швыряющем TLP за допустимые пределы смещения, бурение в любом случае не проводится. [4] Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти С расстояния 120 м плавучую установку для добычи, хранения и отгрузки нефти (floating production, storage and offloading system, FPSO) невозможно отличить от нефтяного танкера. Несмотря на то, что их изготавливают по индивидуальным проектам, часть из них действительно представляют собой нефтяные танкеры, адаптированные для приема, обработки и хранения нефти, добытой из морской скважины. Здесь даже имеется газовые сепараторы, но если объем газа слишком велик, то его закачивают обратно по трубопроводу в коллектор .

Первая установка была введена компанией «Shell» в 1977 г. Для организации добычи из небольшого месторождения «Кастеллон» в Средиземном море.

С тех пор нефтедобывающей промышленностью были сформулированы неблагоприятные условия, в том числе и удаленное местоположение, при которых требуется использование FPSO:

• в море, где не развита трубопроводная инфраструктура;

• в погодных условиях, аналогичных Северным морям;

• рядом с побережьем, где неблагоприятными являются инфраструктура, рыночные условия или местные условия, как в некоторых районах Западной Африки .

Когда установка находится на точке, корпус судна, в связи с изменением направления и силы ветра и волн, может установиться по воздушному потоку, повернувшись по ветру, как утка в пруду в ветреный день.

Если это происходит, трубопроводы связанные с устьевым оборудованием скважин, а также электрические и гидравлические соединения могут завязаться в один большой Гордиев узел, для решения этой проблемы существует два способа:

1. В районах устойчивого мягкого климата установка швартуется с носа и скормы согласно преобладающему направлению ветра. Когда судно попадает под кормовые или бортовые волны, бригада может приостановить все операции .

2. В более жесткой среде требуется более дорогостоящие установки, оснащенные швартовочной системой, способной работать в условиях размещения судна по ветру. Якорные оттяжки прикрепляются к вращающейся башне судна, вмонтированной в корпус. Когда направление ветра и, соответственно, волн меняется, судно поворачивается. [4]

–  –  –

2.3. Историческая справка. Мир и Россия В истории развития морской нефтегазовой отрасли, охватывающей более чем 100-летний интервал времени можно выделить несколько основных этапов, определенных кризисными фазами военно-политического, промышленно-экономического или энергетического характера. На фоне общего поступательного развития теории, методологи, технических средств и технологий поиска, разведки и разработки морских месторождений нефти и газа каждый из условно выделяемых этапов характеризуется рядом особенностей. Этапы можно сгруппировать в два период, разделенные первым мировым энергетическим кризисом конца 60-х – начала 70-х годов ХХ века. Эти периоды, наряду с характерными для них внешними факторами, по отношению к нефтегазовому рынку, существенно отличаются друг от друга и уровнем развития технических средств и технологий, который, в свою очередь, определяет уровень развития морской отрасли и ее инфраструктуры .

Начальный период истории развития морской нефтегазовой отрасли, продолжительностью более 70 лет, включает три этапа:

1. Монополизация «нецивилизованной» нефтедобычи на суше .

Морской опыт в мире – Саммерленд, Калифорния 1897-1902 гг. В Российской Империи была развита идея добычи в Каспийском море, государственным комиссиям было представлено более 20 проектов, но в итоге первая скважина пробурена в бухте Ильича на искусственно созданном острове. Этот этап ограничивается временем Первой мировой войны 1914 – 1918 гг., а также последующими годами политического переустройства Европы и гражданской войны на территории Российской Империи, завершившихся в 1923 г .

2. Локальное размещение морских промыслов и развитие наземной нефтедобычи. Для этого этапа характерны: демонополизация отрасли, формирование новых компаний и развитие конкурентной среды в области производства. Развитие сейсмических методов разведки на суше, а в последствие в морских условиях. 1941 г. – первые сейсмические работы в мелководной акватории Южного Каспия. Использование стационарных морских платформ на сваях для освоения мелководных морских месторождений. Морская нефтедобывающая отрасль ограничивалась месторождениями венесуэльской лагуны Маракайбо и азербайджанской частью Южного Каспия, в водах Советского Союза .

3. Первый в истории энергетический кризис, охвативший всю промышленно-энергетическую сферу. Характеризуется: мировым ростом нефтедобычи, становлением и развитием мирового газового рынка, началом морской нефтегазодобычи в промышленных масштабах. 1947г. – добыча в Мексиканском заливе, со стационарной платформы, установленной вне зоны видимости с берега. В 1947 – 1952 гг. строительство комплекса сооружений с металлической эстакадой в Каспийском море. В Середине 1950-х годов российская нефть выходит на мировой рынок. В 1960 г. Создана международная организация стран – экспортеров нефти ОПЕК. Происходит переход от стационарных платформ и погружных оснований к полупогружным и самоподъемным. Также испытывается и получает развитие подводное устьевое оборудование морских скважин .

В СССР не было первостепенной необходимости проведения морских нефтегазопоисковых работ, даже не смотря на развитие этого направления на зарубежных акваториях. Все силы, средства и возможности были сконцентрированы в освоении крупных и богатых месторождений континентальных провинций: Тимано-Печорской, Прикаспийской, СевероКавказской и т.д. Однако, это и послужило последующим отставанием в области разведки и освоения морских месторождений. [5] Рисунок 2.3 – кривая развития добычи на море и суше

2.4. Анализ природных условий Обской и Тазовской губы Анализ природных условий Обской и Тазовской губы показывает, что для них характерны:

• высокая степень изменчивости погодных условий, низких температур воздуха и их большая внутригодовая и внутрисезонная изменчивость;

• ограниченная видимость из-за туманов и осадков, значительное число дней со штормовыми условиями;

• благоприятное условие для атмосферного и брызгового обледенения инженерных сооружений, что существенно будет осложнять эксплуатацию верхних строений;

Основными особенностями гидрологических условий являются:

• приливные изменения уровня моря и скоростей течений, сопровождающиеся штормовыми нагонами и сильным волнением;

• паводковые явления под значительным влиянием речного стока;

К ледовым условиям, существенно осложняющим эксплуатацию инженерных сооружений, относятся:

• длительное наличие ледового покрова и его временная изменчивость;

• существование припая с грядами торосов(стамух) и приливными трещинами, а также крупных ледовых образований: торосов и ледяных полей. [5]

–  –  –

Иногда бурильщики начинают работы в районах, где на глубине менее 610 м. ниже морского дна возникают геологические препятствия: обширные сбросы затрудняют бурение и управление эксплуатацией скважины; тонкие слои газа могут усложнить бурение даже самых простых скважин .

Специально обработанные данные сейсморазведки помогают выявить наличие таких опасностей, и, если они обнаруживаются, зачастую лучшим решением будет перенести скважину на другую точку либо пробурить наклонно-направленную скважину, обходя эти препятствия. Устранение сложностей, связанных с обходом указанных препятствий на мелководье, оправдывает дополнительные расходы на направленное бурение .

2.6 Течения мелководья Другая специфическая черта – это избыточное давление на слои пород на глубине не более 760 м., возникающее при их первоначальном отложении .

По мере того как буровое долото внедряется в такие слои, содержащаяся в них вода стремится проникнуть в скважину. Для предотвращения притока воды повышают вес бурового раствора, не учитывая, однако, что на этой глубине часто залегают очень молодые в геологическом отношении слои, а значит, и весьма неплотные. Дополнительный вес раствора может вызвать трещины в породе в районе прохождения поверхностных течений, что в свою очередь привести к потере бурового раствора и другим проблемам. В данном случае необходимо установить обсадную колонну на определенной глубине, для того чтобы изолировать проблемные породы, - это дорого и требует времени, однако необходимо, чтобы скважина достигла проектной глубины .

2.7. Анализ применимости существующих проектов и типовМНГС для условий Обской губы

Открытие значительных запасов нефти и газа в зоне Арктики явилось стимулом к разработке большого числа новых проектов морских оснований и эксплуатационного оборудования, предназначенных для работы в суровых климатических условиях. И, хотя осуществлены только некоторые из этих проектов, все они обладают определенными достоинствам, которые следует учитывать в последующих разработках .

Конструкция оснований для разработки морских месторождений в Арктике определяется в основном величиной воздействия на нее горизонтальных сил движущегося льда. Если среднее давление ветра на платформу принимается равным 2 кПа, волн – от 96 до 144 кПа, то ледовая нагрузка составляет 2,88 МПа и более. В связи с доминирующей величиной ледовой нагрузки большинство построенных до настоящего времени оснований представляют собой искусственные острова на мелководной части шельфа. Из-за недостатка точных данных о ледовой нагрузке их сооружали избыточно массивными. По мере накопления знаний об окружающей среде и опыта работы стали разрабатывать и осуществлять проекты строительства оснований более экономного типа, изготавливаемых из стали или бетона. В сезон, когда море свободно ото льда, все нефтяные компании обычно начинали бурение с буровых судов, полупогружных или самоподъемных платформ, а потом пытались продлить время буровых работ с помощью противоледовой защиты корпуса и других мер .

В работе [6] рассматриваются проекты оснований платформ с характерными отличительными признаками, предназначенные специально для работы в Арктике.

Эти проекты классифицированы авторами [12] по способу сопротивления давлению льдов и делятся на три основных типа:

• основания, устанавливаемые на морское дно и снабженные фундаментом, на который воздействует ледовая нагрузка;

• плавучие основания, давление льда в которых воспринимает корпус и якорная система;

• основания островного типа, устойчивость которых достигается грунтом (песком или гравием) .

Неплавучие основания можно устанавливать непосредственно на морское дно или на искусственную подводную насыпь. В ряде случаев насыпь выполняет функцию мола, который снижает давление льда на основание. Наибольшее число разработанных неплавучих оснований относится к сооружениям гравитационного типа (рисунок 3.3.2). Их отличительные признаки – большой диаметр фундамента, обеспечивающего устойчивость конструкции, и относительно малый диаметр сечения опорной колонны на уровне поверхности воды, благодаря чему ледовая нагрузка снижается до минимума [12] .

Примером конструкции, описанной выше, является платформе на моноопоре, предназначенная для работ в Северном море (рисунок 3.3.2 а), позднее она же была рекомендована для работы в глубоководной части Берингова моря. Гравитационные опоры башенного типа могут снабжаться неподвижным (рисунок 3.3.2 б) или вертикально перемещающимся коническим ледоколом (рисунок 3.3.2 в) .

Платформы на моноопоре с цилиндрической поверхностью соприкосновения со льдом опорного блока (рисунок 3.3.2 г, 3.3.3 б), при использовании которой увеличивается нагрузка от давления льда по сравнению с нагрузкой от его давления на коническую поверхность, поскольку прочность льда на сжатие в несколько раз больше его прочности на изгиб.

В этом случае данная особенность конструкции может быть продиктована:

• достаточной прочностью цилиндрической моноопоры в предполагаемых условиях районах эксплуатации;

• невозможностью постройки колонны конического типа из-за возрастания стоимости в сравнении с цилиндрической опорной колонной;

• необходимыми технологическими операциями, осуществление которых – невозможно с использованием опорного блока конического типа, как например, на рисунке 3.3.2 б .

Рисунок 3.3 .

1 – Гравитационные основания, устанавливаемые на морское дно Рисунок 3.3 .

2 – Свайные основания Как отмечается в [12], с 1964 г. в заливе Кука было построено 18 стальных ледостойких стационарных платформ (ЛСП), причем 17 из них имели по 3-4 опорные колонны. Также там указано, что данные платформы крепились ко дну с помощью свай. Еще одна платформа была выполнена в виде монопода, ее крепили забивными сваями, расположенными под водой в понтонной части опоры. Но моноподный вариант в условиях залива Кука оказался менее удачным из-за существенной вибрации верхней части при взаимодействии со льдом [12] .

Рисунок 3.3 .

3 – Платформа типа монопод, установленная в заливе Кука Необходимо отметить, что нефтяные компании в основном отдавали предпочтение полнопрофильным основаниям (рисунок 3.3.2 д, е). Защита основания от айсбергов может осуществляться с помощью оградительного кольца, которое можно монтировать после устновки основания (рисунок 3.3.1 ж). Конечно, при этом следует иметь ввиду, что стоимость таких массивных гравитационных оснований возрастет значительно .

Основания со свайным креплением ко дну хорошо зарекомендовали себя в умеренной субарктической ледовой обстановке залива Кука .

Основания этого типа были построены специально для Арктики. Они могут быть многоопорными (рисунок 3.3.3 а) или с одной цилиндрической опорой (рисунок 3.3.3 б) .

Рисунок 3.3 .

4 – Основания с комбинированным способом установки на морское дно В основаниях со смешанным способом крепления ко дну (рисунок 3.3.4 а, б) сваи обеспечивают устойчивость на слабом грунте. У составного основания (рисунок 3.3.4 в) средний блок опоры и палубу можно демонтировать, а фундамент вместе с устьевым оборудованием, прикрепленный к грунту сваями, оставить на месте. Четырехопорное основание с моноблочной палубой (рисунок 3.3.4 г) можно устанавливать на дно без крепления или дополнительного использования свай. Относительно короткие сваи большого диаметра на гравитационном основании фирмы «Сохно» (рисунок 3.3.4 д) значительно повышают его устойчивость, так как выдерживают большую поперечную нагрузку .

Рисунок 3.3 .

5 – Полупогружное основание с ледорезом и системой динамического позиционирования На рисунке 3.3.5 представлен проект платформы с моноподным опорным блоком, снабженным вращающимся ледорезом, который должен играть роль инструмента, разрушающего целостность ледового поля на подходе к поверхности опоры и, тем самым, снизить давление от нагрузки надвигающегося льда .

При разработке месторождения Обской губы, использование насыпных гравийных, песчаных островов представляется нецелесообразным. Несмотря на, казалось бы, малые глубины месторождений 11 – 17 м., необходимо учитывать, что гравийная насыпь будет занимать значительную площадь, которая создаст определенные трудности для свободного прохода вблизи судов; а также, с точки зрения экологии, использование больший площадей акватории и нарушение целостности для эстуарии реки Обь, имеющей богатейший, разнообразный и уникальный животный мир, вообще, скорее всего не представляется возможным. Для реализации подобного проекта также нужно учитывать наличие вблизи соответствующих производственных мощностей, способных обеспечить возведение подобных конструкций в разумные сроки по умеренным ценам. Также надо помнить о воздействии на насыпь ледовых полей данного региона, которые достигают толщины 2,5 м. и образуют торосистые скопления, которые при посадке на мель перед посыпным островом в процессе нагромождения будут способствовать разрушению основания и создавать другие сложности .

Так или иначе, можно констатировать факт, что в настоящее время для разработки арктических месторождений предпочтение отдается кессонным основаниям островного типа .

2.8 Выбор типа платформы Карское море – шельфовое море, граничащее с арктическим бассейном на севере, Баренцевым морем на западе и Морем Лаптевых на востоке .

Береговая линия сильно искривлена, с большими заливами (Байдарацкая, Гыданская и Обская губы, Енисейский залив), глубоко врезающимися в материковый берег. C учетом океанографических условий Карское море подразделяется обычно на два сектора: юго-западный и северо-восточный, с границей, проходящей вдоль линии от Мыса Желания до острова Диксон (рисунок 3.4.1) Рисунок 3.4.1 – Границы и сектора Карского моря. 1 – Юго-западный сектор 2 – Северо-восточный сектор

Основные морфометрические характеристики Карского моря:

общая площадь: 883 000 км2;

• объем воды: 98 000 км3;

• средняя глубина: 111 м;

• максимальная глубина: 600;

• глубоководные зоны Карского моря, где глубины составляют более 500 м, занимают менее 1% общей площади .

Климат В Карском море превалируют холодные сухие арктические воздушные массы, относительно теплый и влажный воздух из Атлантики и континентальный воздух умеренных широт, который холоднее и суше зимой и сравнительно теплый летом. [6] Отрицательные температуры воздуха в Карском море держатся в течение 8 месяцев, с октября по май. Наиболее холодный период – с декабря по март, когда среднемесячная температура воздуха составляет от минус 14°С до минус 26°С. Летний период длится около 4 месяцев с июня по сентябрь. Среднемесячная летняя температура не превышает 7°С .

Зимой шторма формируют ветры преимущественно западного, югозападного и южного направлений. В летний период штормовые ветры дуют в северном и северо-восточном направлениях и сопровождаются падением температуры воздуха .

Гидрология Зимой водные массы мелководных районов моря становятся однородными от поверхности до дна, их температура составляет примерно минус 1,8°С. Основной объем водных масс (сток теплового потока сибирских рек) поступает в море весной, когда оно еще покрыто льдами. [6] Подъем температуры начинается в июне, затем море очищается ото льда, максимальные температуры приходятся на конец августа. В прибрежных районах поверхностные воды прогреваются до 6–8°С. В центральной части региона Карского моря температура воды у поверхности составляет около 2–4°С, в западном же секторе температура составляет около 2°С. В сентябре – октябре температура поверхностного слоя воды снижается и опускается ниже нуля (температуры замерзания) .

Летом соленость в поверхностных слоях юго-западной части Карского моря понижается в результате таяния льдов и притока паводковых вод, минимальное значение солености достигается в августе-сентябре. Соленость поверхностных вод преимущественно составляет 30–32%. Наименее соленая вода на юге, вблизи устьев крупных рек, где соленость поверхностного слоя снижается до 10 % .

В мелководных районах Карского моря превалируют ветровые течения, различные по направлению и скорости. В целом, градиентные и приливные течения слабые. Летний период характеризуется более или менее стабильными водными потоками, которые формируют циклонический водоворот в юго-западном секторе моря, представленной относительно теплым Ямальским течением северо-восточного направления, идущим от пролива Карские ворота, и относительно холодным ВосточноНовоземельским течением юго-западного направления, идущим вдоль восточных берегов Новой Земли .

Приливно-отливные колебания уровня моря не превышают 0,5 м, тогда как ветровой нагон может вызывать подъем уровня воды в прибрежных районах от 2 до 3 м .

Морской лед и айсберги Акватория Карского моря покрывается льдом от 7/10 до 9/10 на 8–10 месяцев в году. Летом полное очищение ото льда происходит только в юговосточных районах и в прибрежных районах северо-восточного сектора Карского моря. [6] Ледяной покров состоит из многолетних льдов толщиной около 2,5 м на севере, однолетних льдов на юге (толщиной до 1,8 м) и молодых льдов до 0,3 м .

Припаи ежегодно образуются вдоль всех материковых и островных берегов Карского моря. В период максимального развития граница припаев проходит в пределах изобат от 10 до 20 м. Двухлетний или многолетний лед возможен вблизи берегов Северной Земли .

Зимой навалы льда приводят к образованию стамух и торосов. Стамухи распространяются вдоль прибрежных зон, как среди дрейфующих льдов, так и в зоне припаев, в глубинах до 20 м. Максимальные зарегистрированные значения геометрических характеристик стамух составляют: высота надводной части – от 10 до 15 м, глубина киля – от 20 до 25 м .

Айсберги, главным образом, сосредоточены вблизи северо-восточного побережья Новой Земли. Появление айсбергов в южных прибрежных районах не наблюдалось .

Принимая во внимания тяжелые арктические условия в акваториях Карского моря, ледовые, ветровые и волновые нагрузки, представляющие опасность как для МНГС, так и для команд, работающих на них, можно сделать вывод о необходимости использования ледостойкой платформы .

К Данному типу платформ предъявляются особые требования по надежности конструкций их безопасности и способности противостоять суровым климатическим условиям арктических морей. Из-за того, что в районах использования таких МНГС муниципальная инфраструктура развита плохо, а где-то не развита совсем, ледостойкая платформа должна иметь необходимый запас автономности, который определяется запасом ресурсов, энергии, стойкости, условий комфортной и безопасной работы для обслуживающей ее команды. Следовательно конструкция опорного блока должна выдерживать все возможные нагрузки, например нагрузку верхнего строения .

Бородавкин П.П. в работе «Морские нефтегазовые сооружения:

Учебник для вузов» выделил характеристики состояния окружающей среды, влияющие на выбор типа платформ для добычи нефти и газа .

• Состояние поверхности акватории моря. В замерзающих морях возникают ледовые нагрузки, действующие на платформу. Карское море начинает покрываться льдом в сентябре и сохраняется в таком состоянии 8месяцев в году .

• Глубина моря. В нашем случае она составляет 15 м, что сравнимо с высотой 5-этажного здания. Это значение находится на границе между средней глубиной (15-50 м) и малой глубиной (до 15 м). Более 40% площади Карского моря имеет глубину менее 50 м, когда только 2% - более 500 м .

• Геологическое строение дна моря. От этого параметра зависит способ установки платформы на дно: свайное основание, гравитационное или комбинированное .

• Гидродинамические характеристики моря. Здесь описываются такие понятия как: изменения направления течений, колебания уровня поверхности моря, а также характеристики волн. Волновые нагрузки имеют отдельное место и оказывают влияние на устойчивость конструкции. На Карском море существуют два медленных течения, образующие круговорот воды, действующие по всей площади моря .

• Ветровые характеристики. Воздействие ветра не только оказывает влияние на открытые части платформ, но и возмущает поверхность моря, вызывает волны и временные течения .

• Температурный режим окружающей среды. Минусовые температуры воздуха составляют 9-10 месяцев в году, 3-4 месяца длится полярная ночь. Средняя температура января -26°С .

Также большое значение для выбора конструкции ледойстойкой платформы имеет вид верхнего строения. Она должна обладать значительной собственной жесткостью при сборе из блоков на месте эксплуатации. Но может быть облегченной, если верхнее строение строение почти полностью собирают на берегу. Исходя из условий удаленности от береговой инфраструктуры и суровых условий, наблюдаются тенденции по увеличению массы верхнего строения, которое содержит в себе каюты для команды, энергетические установки, склады, буровые и факельные вышки, краны, вертолетная площадка и т.д .

Исходя из условий, присутствующих на месторождении (глубина моря, наличие льда на поверхности моря в период от 8 до 10 месяцев, айсберги, торосы, стамухи, низкую температуру воздуха как зимой, так и летом, а также высоту волн, максимальное значение которых до 8 м, тощина льда от 0,3 до 2,5 м), приходим к выводу, что для разработки месторождения в Карском море подойдет конструкция в виде гравитационной платформы башенного типа (монопод). [7] Рисунок 3.4.2 – Одноопорная платформа Рисунок 3.4.3 – Морская ледостойка платформа типа «монопод»

Гравитационная ледостойкая платформа является конструкцией башенного типа: центральная опорная конструкция, опиращющаяся на дно чрезе конусообразное основание. Представлена в виде гравитационной платформы (удерживается в положении равновесия за счет собственного веса). Опорные части конструкции изготавливаются из монолитного железобетонна. Для повышения надежности (увеличения сособности выдерживать внешния воздействия течения, льда, ветра) опорная стойка может быть защищена жесткой металлической оболочкой. [7]

Составные части:

–  –  –

Внутри опорных составных частей могут встраиваться емкости для балластной воды, горючего, хозяйственные помещения .

3. РАЗРАБОТКА И РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Выбор основных конструктивных параметров опорного блока для нефти-газо-добычных платформ Здесь рассмотрим как влияют различные нагрузки и факторы, действующие на опору и определяющие ее размеры. [8]

Для этого будем использовать обобщенные, укрупненные показатели:

• размер верхнего строения (40 х 40 м), исходя из концептуального проекта ЛСП определяется необходимостью размещения бытового, рабочего и вспомогательного оборудования, бытовых, рабочих и вспомогательных помещений. Число помещений напрямую зависит от удаленности платформы от береговой инфраструктуры, коммуникаций и режима навигации в акватории моря;

• количество скважин, обслуживаемых с платформы (в среднем 30шт.);

• влияние внешних нагрузок: от волн, ветра, льда, навала судов;

• размеры и местоположение резервуаров для хранения добытых углеводородов, если платформа подразумевает их хранение .

Исходя из [17] необходимый клиренс платформы должен составлять не менее 12,7 м .

В СНиП 2.06 .

01-86 «Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования» указано, что низ палубной части платформы в условиях замерзающего моря должен находиться на расстоянии не менее семи толщин льда от уровня моря. Для условия Обской губы принимаем толщину льда 2 м, следовательно расстояние до нижней поверхности верхнего строения платформы составит минимум 14 м .

Тогда найдем полную высоту опорного блока:

–  –  –

Определим массу и габаритные размеры основания:

Определим из концептуального проекта основание с габаритными размерами 60х60х5, его масса без балласта составит 2083 т .

–  –  –

По концептуальному проекту примем вес верхнего строения 50 тыс. т .

(491 МН). Такой вес определяется отдаленностью от береговой инфраструктуры, суровыми климатическими условиями (условия крайнего севера). [9] Глубина моря в районе установки платформы – 20 м

–  –  –

А – необходимая площадь сечения, м2 .

N – наибольшая нагрузка, кН (в данном случае масса верхнего строения = 491 МН) .

R – расчетное сопротивление материала, МПА (марка бетона М400, класс бетона В30, R=30 МПа, марка бетона М800, класс бетона В60, сопротивление = 60 МПа) .

= 0,95 (коэффициент продольного изгиба) .

–  –  –

Определение внутреннего диаметра колонны по количеству скважин в колонне .

Исходя из концептуального проекта, примем количество скважин с платформы равным 30, диаметр составит 0,9 м, а расстояние между осями скважин 2 м. Расстояние от скважины до стенки колонны 1 м. [10] Тогда внутренний диаметр колонны получится: 15 м .

Рисунок 4.2 .

2 – Расположение скважин в сечении колонны

–  –  –

Для определения ветровой нагрузки будем использовать методику расчета из «Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ» Российского Морского Регистра Судоходства .

Равнодействующая сил ветра:

–  –  –

где Fw – равнодействующая сил ветра, кН;

w – массовая плотность воздуха, кг/м3;

ws – расчетная скорость ветра на высоте 10 м от уровня тихой воды при десятиминутном осреднении, м/с;

Si – площадь парусности i-го элемента, м2;

Kc – коэффициент, учитывающей изменение скорости ветра по высоте;

–  –  –

где T – температура воздуха, К (в нашем случае 253 К);

p – атмосферное давление, Па (В нашем случае 101325 Па) .

Высоты, для которых вычислялись скорости ветра:

h1 = 48 м;

–  –  –

Площади парусности четырех элементов поверхности:

S1 = 85 м2;

S2 = 225 м2;

S3 = 225 м2;

S4 = 180 м2 .

Коэффициенты сопротивления формы элемента:

Кr1 = 1,7;

Кr2 = 1,2;

Кr3 = 1,2;

Кr4 = 0,8 .

–  –  –

Определение нагрузки от течения .

Для определения нагрузки от течения воды будем использовать методику расчета Российского Морского Регистра Судоходства. «Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ» .

Сила воздействия течения:

–  –  –

Карское море характеризуется двумя подводными течениями. При этом скорость течения у поверхности воды !" = 1,1 м/с, тогда как вблизи дна !" = 0,6 м/с .

Для цилиндрического опорного блока:

–  –  –

Суммарное воздействие течение Ft = 0,42 МН .

Учитывая высоту опорного основания (5 м), точка приложения равнодействующей находится на высоте 8 м, тогда опрокидывающий момент:

–  –  –

Наиболее часто повторяющиеся волны в Карском море имеют высоту 0,5 м, не создающие нагрузку на сооружение.

Тогда как самыми редкими являются волны с высотой 8 м, нагрузку от которых и найдем:

–  –  –

Определение ледовой нагрузки .

Согласно СНиП 2.06.04-82 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов), определим нагрузку от воздействия движущихся ледяных полей .

–  –  –

m – коэффициент формы опоры в плане, принимаемый по таблице;

А – максимальная площадь ледяного поля (или суммарная площадь нескольких ледяных полей, оказывающих давление друг на друга) 1%-ной обеспеченности, кв.м;

kb – коэффициент, принимаемый по таблице;

kv – коэффициент, принимаемый по таблице;

– плотность воды;

– половина угла заострения передней грани опоры в плане на уровне действия льда, град; для опоры в виде многогранника или полуциркульного очертания необходимо принимать - = 70°;

Rc – предел прочности льда при сжатии, МПа;

–  –  –

N – количество слоев одинаковой толщины, на которое разбивается (по толщине) рассматриваемое ледяное поле, при этом 1 3;

Ci – значение прочности льда на одноосное сжатие, МПа, в i-м слое, при температуре ti;

i – доверительная граница случайной погрешности определений Ci, МПа, определяемая методами математической статистики;

Исходя из концептуального проекта, примем Rc = 1,5 МПа, тогда Fc, p = 1,26 10-3 1,2 2 0,83 5000 2,3 0,5 1,5 106 1020 1,2 = 11,189МН Проверка, согласно СНиП 2.06.04-82 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)

–  –  –

dк – внутренний диаметр опоры, м;

t – толщина стенки, м;

h – уровень воды, на котором оказывается воздействие льда на сооружение (верхний уровень), м;

RБ – прочность бетона, МПа .

Исходя из условий уравнения, получаем толщину стенки:

–  –  –

Далее находим глубину погруженной в воду части платформы .

Примем объем опорного основания за 100%, тогда процент его объема, находящийся под водой равен:

–  –  –

В итоге, осадка платформы составляет 14,72 м, при нахождении платформы на плаву без балласта. Что говорит о необходимости использования дополнительных понтонов при транспортировке платформы на точку. [11]

3.4. Определение возможности опрокидывания платформы .

Удерживающий момент:

M u = Fт 2 r, (4.20) где Fт2 – сила тяжести действующая на платформу в полностью погруженном состоянии;

–  –  –

где -4 – коэффициент сочетаний нагрузок, принимаемый для основного сочетания нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации равным 1;

-5 – коэффициент надежности по ответственности сооружения, учитывающий капитальность и значимость последствий при наступлении тех или иных предельных состояний, принимается равным 1,25; 16019 17068

–  –  –

где 6 – угол внутреннего трения грунта, ;

с – удельное сцепление грунта, Мпа;

S – площадь, на которую опирается платформа, м2 .

Сдвигающая сила:

–  –  –

Данный район характеризуется слабым илистым грунтом [12], для которого: 6 = 3,4° и 9 = 0,005 МПа. Эти показатели очень низки и требуют подготовки дна перед установкой платформы. Следующий слой является глинистой почвой, для которой характерны показатели 6 = 33° и 9 = 0,015 МПа .

Проведем расчеты коэффициента сдвига для данного типа грунта:

–  –  –

Значение коэффициента устойчивости больше 1, что говорит о том, что платформа под действием нагрузок, при условии подготовки дна перед установкой, не будет подвержена сдвигу. [12]

4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,

РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

Цель финансового менеджмента заключается в экономическом планировании и оценке ресурсоэффективности научной исследовательской работе «разработка конструкции шельфовой платформы Новопортовского месторождения». Разработка и создание конкурентных решений, технологий, должно отвечать требованиям в области ресурсоэффективности и ресурсосбережения .

Для достижения цели необходимо решить задачи такие как:

• анализ конкурентных технических решений

• планирование научно-исследовательских работ;

• расчет бюджета затрат;

• определение ресурсной эффективности исследования .

4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 4.1.1 Анализ конкурентных технических решений Из-за постоянного развития рынка конкурирующие разработки совершенствуются. Для того, чтобы разработка могла противостоять конкурентам, нужно регулярно проводить их анализ, а также изучать сильные и слабые стороны .

На основе анализа конкурентных технических решений можно сказать, на сколько данная разработка «шельфовая платформа Новопортовского месторождения» эффективна и конкурентоспособна по сравнению с другими аналогичными разработками .

Для данного анализа строится оценочная карта, для которой отобраны два конкурентных товара: стационарная платформа со стальным основанием и самоподъемная платформа. Критерии для оценки и сравнения ресурсоэффективности и ресурсосбережения приведены в таблице 4.1 .

Таблица 5.1 - Оценочная карта для сравнения конкурентных технических решений

–  –  –

где К – конкурентоспособность научной разработки или конкурента;

Bi – вес показателя (в долях единицы);

Бi – балл i-го показателя .

Исходя из данного анализа конкурентоспособность разработки равна 4,88, а у других двух аналогов 4,46 и 4,53 соответственно. В результате полученных значений можно сказать, что данная научно-исследовательская разработка является конкурентоспособной в таких показателях, как прочность, устойчивость, материалоемкость, ледостойкость, безопасность .

–  –  –

C помощью этих данных представляется возможным выявить проблемы стоящие перед разработкой проекта, а так же определить направление использования существующего потенциала для их разрешения .

С учетом слабых и сильных сторон проекта, можно сказать, что современные высокие технологии позволяют выполнять разработку и модернизацию подобных платформ с учетом всех нюансов, однако для этого нужен квалифицированный персонал. Также нынешняя политика государства не говорит о возможном ужесточении законов в отношении нефтегазовых компаний .

4.2. Планирование научно-исследовательских работ 4.2.1. Структура работ в рамках научного исследования Для планирования научно-исследовательской работы ставятся следующие задачи:

• установление участников каждой работы;

• обозначение структуры работ в рамках научного исследования;

• определение продолжительности работ;

• построение графика проведения научных исследований .

Для проведения научного исследования на тему «Разработка конструкции шельфовой платформы Новопортовского месторождения»

формируется перечень основных этапов и работ, проводится распределение исполнителей, в состав которых входят руководитель и инженер. Порядок составления этапов и работ, распределение исполнителей по данным видам работ приведен в таблице 4.2 .

Таблица 4.3 - Перечень этапов, работ и распределение исполнителей

–  –  –

4.2.2. Определение трудоемкости выполнения работ Так как трудоемкость выполнения научной разработки зависит от множества факторов, она является не достаточно точной и оценивается экспертным путем в человеко-днях. Для определения среднего значения трудоемкости tожi используется следующая формула:

–  –  –

где tожi – ожидаемая трудоемкость выполнения i-ой работы чел.-дн.;

tmini – минимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой работы (оптимистическая оценка: в предположении наиболее благоприятного стечения обстоятельств), чел.-дн.;

tmaxi – максимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой работы (пессимистическая оценка: в предположении наиболее неблагоприятного стечения обстоятельств), чел.-дн .

Рассчитаем ожидаемое значение трудоёмкости для различных этапов:

–  –  –

где Трi – продолжительность одной работы, раб. дн.;

tожi – ожидаемая трудоемкость выполнения одной работы, чел.-дн .

Чi – численность исполнителей, выполняющих одновременно одну и ту же работу на данном этапе, чел .

4.2.3. Разработка графика проведения научного исследования При выполнении дипломных работ студенты в основном становятся участниками сравнительно небольших по объему научных тем. Для наиболее удобной и наглядной реализации данного проекта строится ленточной график исполнения научных работ в виде диаграммы Ганта .

Диаграмма Ганта представляет собой горизонтальную ленточную диаграмму, в которой работы по теме представлены протяженными во времени отрезками, характеризующиеся датами начала и окончания выполнения данных работ .

Для более удобного построения графика, длительность каждого из этапов работ переводится из рабочих дней в календарные.

Для этого необходимо воспользоваться следующей формулой:

–  –  –

где Tкал – количество календарных дней в году; Твых – количество выходных дней в году; Тпр – количество праздничных дней в году .

при пятидневной рабочей неделе для инженера:

–  –  –

13 Составление пояснительной записки Инженер 4

- руководитель - инженер Для упорядочения и систематизации технических работ был разработан график занятости для научного руководителя и инженера, а также была составлена ленточная диаграмма Ганта, позволяющая более качественно оценить и спланировать время работы исполнителей проекта .

4.3. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) В процессе планирования бюджета НТИ в полной мере должны быть рассчитаны все виды расходов, связанные с его выполнением. При формирования бюджета НТИ используются следующие затраты по статьям:

• материальные затраты;

• затраты на амортизацию оборудования;

• основная заработная плата исполнителей темы;

• дополнительная заработная плата исполнителей темы;

• отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления);

• накладные расходы .

4.3.1. Расчет материальных затрат В материальные затраты включается стоимость приобретаемого сырья и материалов, запасные части для ремонта оборудования и другие быстроизнашивающиеся предметы, необходимые для разработки проекта .

Все материальные затраты определяются по формуле:

–  –  –

где m – количество видов материальных ресурсов, потребляемых при выполнении научного исследования;

Nрасхi – количество материальных ресурсов i-го вида, планируемых к использованию при выполнении научного исследования (шт., кг, м и т.д.);

Цi – цена приобретения единицы i-го вида потребляемых материальных ресурсов (руб./шт., руб./кг, руб./м и т.д.) KT – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы .

Зм = 1 + 0,2 30 3 + 50 4 + 270 3 = 1320 руб .

4.3.2. Затраты на амортизацию оборудования В данной статье рассчитываются затраты, связанные с приобретением специального ПО, который необходим для проведения работ по исследовательской теме. Расчет бюджета затрат на приобретение ПО для научных работ представлен в таблице 4.6 .

–  –  –

4.3.3. Полная и дополнительная заработная плата исполнителей темы Величина основной зарплаты исполнителей рассчитывается из трудоемкости выполняемых работ и действующей системы тарифных ставок и окладов .

–  –  –

где Зосн – основная заработная плата; Здоп – дополнительная заработная плата .

Величина расходов по заработной плате определяется исходя из трудоемкости выполняемых работ и действующей системы окладов и тарифных ставок .

Размер основной заработной платы определяется по формуле:

–  –  –

где Здн - среднедневная заработная плата; Тр - суммарная продолжительность работ, выполняемая научно-техническим работником .

Месячная зарплата научно-технического работника определяется по формуле:

–  –  –

где Зокл - заработная плата по тарифной ставке; kпр - премиальный коэффициент, равный 0,3; kр - районный коэффициент, для наших исследуемых зон возьмем усредненный 1,3 .

С помощью представленных выше формул находим основную заработную плату руководителя НТИ:

–  –  –

Страховые отчисления рассчитываются по установленным законодательством Российской Федерации нормам органами государственного социального страхования (ФСС), пенсионного фонда (ПФ) и медицинского страхования (ФФОМС) от затрат на оплату труда работников .

Величина отчислений во внебюджетные фонды определяется по формуле:

–  –  –

где kвнеб – коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды .

В соответствии с Федеральным законом от 01.01.2017 гл.34 НК РФ размер страховых взносов равен 30,2% .

В таблице 4.7 представлены отчисления во внебюджетные фонды .

–  –  –

где kнр – коэффициент, учитывающий накладные расходы равный 16% .

4.3.6. Формирование бюджета затрат НТИ Бюджет затрат проекта защищается научной организацией в качестве нижнего предела затрат на разработку научно- технической продукции, который основывается на величине затрат научно-технического исследования .

В таблице 4.8 приведен бюджет затрат на научно-техническое исследование по каждому варианту исполнения .

Таблица 4.8 - Расчет бюджета затрат НТИ

–  –  –

где Ipi – интегральный показатель ресурсоэффективности;

аi – весовой коэффициент разработки;

bi – балльная оценка разработки, определяется экспертным путем по выбранной шкале оценивания .

Расчет интегрального показателя ресурсоэффективности представлен в таблице 4.9 .

Таблица 4.9 - Сравнительная оценка характеристик разработки

–  –  –

Рассчитанная оценка ресурсоэффективности разработки является достаточно высокой (4,26), что говорит об эффективности реализуемой разработки с позиции ресурсной эффективности .

В итоге была доказана конкурентоспособность данной шельфовой платформы по сравнению с другими аналогичными разработками, был разработан график занятости, который ограничил выполнение работы в 74 дня. Также был посчитан бюджет НТИ равный 193352 руб, большая часть которого тратится на зарплаты исполнителей проекта. Выполнение данного проекта и его реализация является значимой и эффективной. Конструкция шельфовой платформы является эффективной и продолжает развиваться в таком направлении, как разработка более прочным и менее материалоемких конструкций. Благодаря этому упрощению производство шельфовых платформ станет менее затратным и продолжительным .

5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

5.1. Введение Социальная ответственность – это сознательное отношение субъекта социальной деятельности к требованиям социальной необходимости. При разработке новых решений должно обеспечиваться: исключение несчастных случаев; защиту здоровья работников; снижение вредных воздействий на окружающую среду; экономное расходование невозобновляемых природных ресурсов .

Целью данного раздела является оценка условий труда, анализ вредных и опасных факторов, разработка мер защиты от них, также рассмотрение вопросов техники производственной, экологической безопасности, безопасности в чрезвычайных ситуациях, пожарной профилактики и охраны окружающей среды .

Рассмотрение данных вопросов отвечает требованиям международного стандарта ICCSR-26000:2011 к деятельности организаций в области социальной ответственности по тем разделам, по которым должны быть приняты указанные проектные решения .

Описание рабочего места на предмет возникновения опасных и вредных факторов, вредного воздействия на окружающую среду .

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 на нефтяной платформе могут быть выделены следующие опасные и вредные группы факторов:

–  –  –

Шумом называют комплекс звуков, воспринимаемых органом слуха человека вне зависимости от характера и природы возникновения. Величина шума характеризуется двумя показателями: уровнем звукового давления и эквивалентным (по энергии) уровнем звука. Уровень звукового давления является показателем постоянного шума на рабочем месте и измеряется в децибелах (дБ). Эквивалентный уровень звука является показателем прерывистого, импульсного шума на рабочем месте и измеряется в децибелах по шкале «А» (дБА) .

Длительное воздействие интенсивного шума может вызывать понижение чувствительности слухового аппарата. Через слуховую систему шум оказывает вредное влияние на весь организм и в первую очередь на нервную систему человека. Кроме того, производственный шум мешает рабочему сосредоточиться при выполнении работы и снижает его работоспособность. [18] Эффективным мероприятием по борьбе с шумом является снижение его в источнике образования .

Предельно допустимые уровни шума представлены в таблице 6.2 .

–  –  –

Недостаточная освещенность рабочего места ускоряет наступление усталости, снижает внимательность, значительно снижает производительность труда .

Причиной недостаточной освещенности рабочего места может быть и неудовлетворительный уход за светильником, загрязненность ламп, что снижает освещенность на 30 % и более .

Для достижения благоприятных условий труда нужно позаботиться и о правильном освещении, так как недостаточная освещенность рабочего места либо чрезмерные световые контрасты вызывают напряжение зрения и способствуют развитию общего утомления .

Оценка освещенности рабочей зоны необходима для обеспечения нормированных условий работы в помещениях и проводится в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 .

Наилучшим видом освещения является дневное, солнечное. Но дневной свет не может обеспечить нужное освещение в течении всего рабочего дня, а также зависит от погодных условий. Необходимо обеспечить комнату дополнительным искусственным освещением. В качестве источников искусственного освещения применяются люминесцентные лампы .

В таблице 5.4 приведены нормируемые значения КЕО .

–  –  –

Микроклимат

Производственные помещения характеризуются:

• наличием большого количества металлического оборудования;

• повышенной температурой .

Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в рабочей зоне производственных помещений представлены в таблице 5.5 .

Таблица 5.5 - Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в рабочей зоне производственных помещений

–  –  –

Для обеспечения нормального микроклимата предусматривается, в соответствии с Сан ПиН 2.2.4.548 – 96(1), следующее:

• вентиляция приточно-вытяжная по СНиП 2.04.05 – 91* (28.11.91) установка центробежных вентиляторов. Кратность воздухообмена 1;

• установка систем воздушного отопления, совмещённых с вентиляцией;

Предусмотренные мероприятия обеспечивают параметры микроклимата в соответствии с нормами, представленными в таблице 1 .

В соответствии с Сан ПиН 2.2.4.548 – 96(1) значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются, для рабочей зоны производственных помещений, в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины явного избытка тепла выделяемого в помещении и периода года .

Полярный день и ночь

Также к негативным природно-климатическим факторам относятся такие явления, как полярный день и полярная ночь, вызванные географическими особенностями расположения Крайнего Севера. Полярная ночь период времени продолжительностью более суток, когда на небе отсутствует Солнце. Южная граница полярной ночи в северном полушарии проводится по широте 73° 5'с.ш. Максимальная продолжительность полярной ночи составляет около 178 суток. Полярный день - период времени года, когда Солнце не уходит за горизонт. Южная граница полярной ночи в северном полушарии проводится по широте 65°с.ш. Максимальная продолжительность полярной ночи составляет около 186 суток .

На человека полярная ночь действует угнетающе. Нарушение цикличности светового режима влияет на функции нервной системы, преобладают процессы торможения. В период полярного дня необходимо беречь глаза от ярко светящего солнца. Снежный покров отражает большую часть коротковолновой ультрафиолетовой радиации (УФР). Вследствие этого на Севере возможны световые ожоги – «снеговая офтальмия». Во время полярной ночи применяется искусственное облучение ультрафиолетом. В полярный день перед сном рекомендуется затемнять окна .

Также ввиду географических особенностей расположения Крайнего Севера и своеобразного режима инсоляции выделяется следующий фактор негативного воздействия – повышенный уровень солнечной радиации .

Распределение по территории России месячных и годовых сумм суммарной радиации при безоблачном небе приведено в таблице в виде осредненных значений .

Прямая радиация в северных широтах уменьшается, в то же время рассеянная резко увеличивается и является преобладающей. Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах часто приводит к полной или частичной гибели организма вследствие разрушения клеток тканей .

Защиту от избыточной солнечной радиации ведут конструктивными средствами: солнцезащитное ограждение окон зданий в виде козырьков, жалюзийных экранов. Также защиту ведут архитектурно-планировочными средствами, уменьшая размеры окон, располагая здание на местности та- ким образом, чтобы его продольная ось лежала по направлению запад – восток или образовывала с меридианом угол 20–30°. Из средств индивидуальной защиты – применение дымчатых очков, предотвращающих появление болезни снеговой офтальмии и световых ожогов .

5.2.2. Анализ опасных факторов Пониженная температура и ветер Пониженная температура может стать причиной охлаждения и даже переохлаждения организма .

Также пониженная температура может быть не только окружающей среды, но и поверхностей оборудования изделий, вызывающая ожоги в случае прикосновения без средств защиты .

Привлечение работников к выполнению трудовых обязанностей в холодное время на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях должно сопровождаться перерывами для обогрева и отдыха, которые включаются в рабочее время (не относятся к обеденному перерыву) и подлежат оплате (статья 109 ТК РФ). Для периодического обогрева и отдыха работников предусматриваются помещения, оборудованные в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.2.540-96 .

Температура воздуха в местах обогрева должна поддерживаться в диапазоне 21–25°C, данные помещения также следует оборудовать устройствами для обогрева кистей и стоп c температурой 35–40°C .

Допустимое время пребывания на холоде и минимальное количество 10 минутных перерывов за 4 часа работы определяется в соответствии с методическими рекомендациями МР 2.2.7.2129-06 «Режимы труда и отдыха работающих в холодное время на открытой территории или в неотапливаемых помещениях» (утверждены Главным государственным санитарным врачом РФ 19.09.2006) .

Загрязнение рабочей зоны газом и опасными химреагентами Вредными являются вещества, которые при контакте с организмом человека могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений .

Вредные вещества способны проникать в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или кожные покровы .

Проникновение через органы дыхания наиболее опасно в связи с тем, что слизистые оболочки полости рта, носа и глотки обладают всасывающей способностью .

В результате воздействия вредных веществ на организм человека могут произойти острые или хронические отравления .

Острые отравления возникают при кратковременном воздействия на организм человека высоких концентраций вредных веществ .

Хронические – в результате постепенного продолжительного действия веществ, поступающих в организм в небольших дозах .

По степени воздействия на организм человека вредные вещества, согласно ГОСТ 12.1.007-99, делятся на четыре класса опасности:

–  –  –

Обеспечение пожаробезопасности начинается с определения класса взрывоопасной зоны или класса пожароопасной зоны данного производственного объекта. Согласно классификации производств по пожарной опасности (ППБ-03) рассматриваемый объект относится к классу А. Высокая пожарная опасность МСП обусловлена рядом характерных особенностей данных объектов. Одной из них является изолированность объекта при достаточно высокой численности персонала. В связи с этим определенную трудность представляют обеспечение своевременной и беспрепятственной эвакуации людей при возникновении пожара, их защита на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара и безопасное покидание платформы в случае критической аварийной ситуации. Другой особенностью является максимальная степень использования полезной площади сооружения, а также плотное размещение на всех уровнях платформы большого количества оборудования различного функционального назначения. При этом технологические процессы на платформах осуществляются при повышенных значениях параметров по сравнению с береговыми объектами .

При проектировании следует предусматривать размещение сооружений и оборудования на МСП, основываясь на следующих принципах:

группирование элементов компоновки по функциональному • назначению и размещение их в самостоятельных зонах;

создание на МСП временного убежища, где персонал будет • защищен от опасных факторов пожара и может находиться в течение времени, необходимого для ликвидации аварии или организации спасания с платформы, но не менее двух часов;

размещение скважин, основного, вспомогательного • технологического оборудования и трубопроводов, резервуаров и складов с ЛВЖ и ГЖ и другими материалами таким образом, чтобы уменьшить риск возникновения пожароопасных ситуаций;

обеспечение вентилируемости участков для добычи и подготовки • продукции и, по возможности, отделения крупногабаритного оборудования или оборудования, работающего под высоким давлением, от смежного оборудования;

размещение и применение эффективных систем (установок, • средств) предупреждения и тушения пожаров .

Для ограничения распространения пожара зоны платформы необходимо отделять одну от другой противопожарными разрывами или противопожарными преградами, сокращающими до минимума степень использования активных систем противопожарной защиты. В случае необходимости следует использовать взрывоустойчивые преграды. Пределы огнестойкости строительных конструкций технологической зоны, в которой обращаются легковоспламеняющиеся, горючие жидкости и горючие газы, должны назначаться как для сооружения I степени огнестойкости. Стена жилого модуля, обращенная в сторону буровых и технологических установок, должна иметь предел огнестойкости не ниже REI 120 и быть взрывоустойчивой .

На МСП необходимо предусмотреть объединенную автоматическую систему управления технологическими процессами и обеспечения безопасности платформы, составной частью которой является система противоаварийной защиты технологических процессов, которая должна своевременно выявлять возникновение пожароопасных аварийных ситуаций и предотвращать их развитие. Данная система должна автоматически приводить в действие системы оповещения, устройства аварийного останова технологического процесса и инициировать системы аварийного отключения, а также соответствующие инженерные системы аварийной и противопожарной защиты (аварийная вентиляция, установки пожаротушения и т. п.) .

На МСП следует предусмотреть создание не менее 2 пожарных подразделений из числа персонала. Персонал, входящий в состав этих подразделений, должен пройти подготовку по специально разработанным и согласованным в установленном порядке программам .

Нормативный уровень пожарной безопасности должен достигаться слаженным взаимодействием всех систем МСП, безотказной работой этих систем, дублированием их отдельных элементов, а также высоким уровнем профессионализма обслуживающего персонала .

5.3 Экологическая безопасность Экологическая характеристика предприятия предполагает оценку прогрессивности технологии, полноту использования сырья и топлива, применяемые схемы очистки сточных вод и аэровыбросов, характеристику потоков отходящих потоков воды и газа, отчуждаемой территории, общую экономическую оценку ущерба, наносимого предприятием окружающей среде и детализацию этой оценки по видам продукции и технологическим переделам .

Таблица 5.9 - Воздействие предприятия транспорта нефти на окружающую среду

–  –  –

Для предотвращения экологических катастроф, которые могут наступить в результате аварийных ситуаций на нефтяных платформах, специалистами разрабатываются различные методы и способы очистки морских вод от нефти. Например, шведские и английские специалисты предложили использование таких простых материалов, как старые газеты, куски обёртки, если их бросить в воду, в измельчённом виде, они способны впитывать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой, и потом из них топливо легко извлекается прессованием. Но тем не менее, наиболее эффективным путем защиты водной среды от загрязнения, конечно же, является создание комплексной автоматизации процессов добычи, транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов .

Все мероприятия по предотвращению загрязнения морских акватории и защите окружающей среды можно разделить на административные (организационные) и технические. Правительства многих стран под действием общественности уделяют большое внимание проблеме охраны окружающей среды при добыче и транспорте нефти с морских месторождении. Нефтяные компании, прежде чем приступить к реализации того или иного проекта, обязаны всесторонне изучить степень его воздействия на окружающую среду и предусмотреть защитные меры.

Для предотвращения загрязнения моря нефтью при танкерных перевозках рядом стран выполняются следующие положения:

— запрещение слива балластных вод с нефтью в любой точке мирового океана;

— определение для крупнотоннажных танкеров строго ограниченных и проверенных обязательных маршрутов следования;

— создание во всех портах и других опорных пунктах побережья мобильных средств, обеспечивающих ликвидацию плавающей на поверхности воды нефти, а также запасов веществ, позволяющих производить физическую, биологическую и другие виды очистки загрязненной поверхности моря .

5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайная ситуация – опасное природное явление. Они постоянно сопровождают человека, угрожают его жизни, приносят боль, страдания, травмы, гибель людей, повреждают и уничтожают материальные ценности, наносят ущерб окружающей природной среде, обществу, цивилизации .

Как показывает мировая практика, существует ряд причин, связанных с нефтью на нефтяной платформе, по которым возникают аварии, основными из них, являются:

1. Нарушение целостности несущих/опорных конструкций, отказы/неполадки оборудования;

2. Человеческий фактор;

3. Нерасчетные природные воздействия;

4. Внешние воздействия техногенного характера;

5. Неконтролируемый выброс нефти и/или газа из скважин .

Последствия несчастных случаев (гибель персонала), усугубляются также вследствие сложности осуществления спасательных операций – арктических условий и значительной удалённости морских платформ от берега .

Возникновение острого охлаждения в воде существенно отличается по сравнению с поражением холодом на суше. В большинстве случаев, время безопасного пребывания людей, оказавшихся в холодной воде, будет ограничено скоростью охлаждения организма. Поскольку теплопроводность воды в 2526 раз больше, чем у воздуха, в воде человек теряет значительно больше тепла, чем в воздушной среде такой же температуры [6]. Так, при пребывании в воде, температура которой +20 °С, человек теряет тепла в 4-5 раз больше, при температуре воды +12 °С – в 15 раз больше, а при температуре воды 01 °С – в 25 раз больше, чем при такой же температуре воздуха. Таким образом, по сравнению с охлаждением в воздушной среде, время возможного смертельного охлаждения в воде такой же температуры, сокращается в 1020 раз. При внезапном попадании человека в холодную воду, в первые минуты, существует вероятность возникновения холодового шока, приводящего к неизбежной смерти, что так же не наблюдается при охлаждении на суше .

Очевидно, что основной причиной смерти людей в холодной воде является переохлаждение, или острая гипотермия, которая определяется как быстрое охлаждение, сопровождающееся устойчивым понижением температуры тела. Скорость этого процесса зависит в наибольшей степени от температуры воды. Следует отметить, что определенное значение имеет физическое состояние человека, его индивидуальная устойчивость к низким температурам, толщина подкожно-жирового слоя. В таком случае использование специальной одежды с заданными защитными свойствами будет единственным барьером между потенциальной опасностью и несчастным случаем .

В настоящее время предложено достаточно разработок в проектировании специальной одежды, эффективно защищающей от переохлаждения в тяжелых гидрометеорологических условиях и при погружении в холодную воду. Разрабатываемые на сегодняшний день способы повышения теплоизоляционных свойств спецодежды (гидрокостюмы сухого и мокрого типа, гидрофобизированное белье, обогрев областей тела различными источниками тепла) имеют ограниченное применение у персонала в нефтегазовом производстве. Как правило, такую спецодежду применяет узкий круг морских специалистов – водолазы, моряки, спасатели, спортсмены, занимающиеся водными видами спорта .

Необходимо учитывать, что в морских условиях Северных морей, рабочие добычных платформ используют специальную одежду и другие средства индивидуальной защиты, разработанные согласно требованиям безопасности в нефтегазовом производстве. Кроме основной – теплозащитной функции, данная специальная одежда обеспечивает комплексную защиту от воздействия нефтепродуктов и сырой нефти, антистатическую и огнезащиту в условиях взрывоопасного производства. Поэтому, при экстремальном попадании в воду, традиционная специальная теплозащитная одежда не в состоянии обеспечить человеку безопасное пребывание в воде, а только может усугубить его положение .

Создание теплозащитной спецодежды с точки зрения морских условий Северных морей, является сложной задачей, так как одежда должна удовлетворять комплексу требований, часто не совместимых друг с другом .

При ведении морской добычи нефти и газа в арктических условиях высока вероятность возникновения аварийных ситуаций, следствием которых может быть попадание человека в воду. Чтобы снизить риск для жизни и здоровья человека в результате несчастных случаев, особое значение приобретает задача разработки и проектирования новых видов специальной одежды для работы на морских нефтегазодобычных платформах Северных морей, которая должна отвечать реальным условиям эксплуатации, а в случае экстремального попадания в холодную воду гарантировать защитный эффект и продлить время безопасного пребывания человека в воде .

5.5. Правовые и организационные вопросы безопасности Способ работы на предприятии – вахтовый .

Возраст сотрудников составляет от 18 до 55 лет .

Государственные гарантии и компенсации лицам, работающим в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, устанавливаются настоящим Кодексом, другими федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации .

(в ред. Федерального закона от 30.06.2006 N 90-ФЗ) Дополнительные гарантии и компенсации указанным лицам могут устанавливаться законами и иными нормативными правовыми актами субъектов Российской Федерации, нормативными правовыми актами органов местного самоуправления, коллективными договорами, соглашениями, локальными нормативными актами исходя из финансовых возможностей соответствующих субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и работодателей. [22] Заключение Освоение шельфовых месторождений является одной из современных проблем, решение которой определяет пути развития нефтегазовых компаний. В свою очередь, разработка конструкций для технических средств представляет собой сложный, многоаспектный, итерационный процесс, с использованием ряда программных комплексов. Также, из-за значительных инвестиций в разработку месторождений, оказывается давление и накладываются повышенные требования на качество проектирования .

В данной работе был проведен анализ различных платформ, использующихся как в замерзающих морях, так и в не замерзающих. Исходя из анализа, можно сделать вывод о наличии небольшого опыта освоения и разработки углеводородных месторождений на шельфе арктических морей .

В результате обзора классификаций платформ, был определен необходимый тип конструкций для условий Карского моря: гравитационная платформа, конструкции типа «монопод» .

Таким образом, возможность эксплуатации данного типа конструкции подтверждена результатами укрупненного расчета геометрических показателей и показателей материалоемкости, собственной плавучести платформы при транспортировке, а также проанализированы возможности сдвига и опрокидывания платформы, установленной на точку .

Результаты данной работы могут быть использованы при разработке концептуального проекта .

Список используемых источников

1. Гусейнов Ч.С. Освоение углеводородных ресурсов Северного Ледовитого океана – ближайшая и неотложная перспектива// Бурение и нефть.- 2012 .

2. Леффлер У.Л., Паттаролли Р.А., Стерлинг Г. Глубоководная разведка и добыча нефти М.: Олимп-Бизнес, 2008, 272 с .

3. Корниенко О.А., Никитин Б.А., Мирзоев Д.А. Обустройство месторождений шельфа Арктики// Газовая промышленность – 199 - №7, с17Беккер А.Т., Диссертация на соискание ученой степени доктора наук, «Разработка методов расчета вероятностных характеристик ледовых нагрузок для оценки надежности сооружения континентального шельфа», ДВГТУ – 1998 г .

5. Дутов А.В., Апполонов Е.М., Тимофеев О.Я., Шинкаренко О.В .

Инновационные решения для арктического шельфа России// Труды IV-й международной конференции «Освоение ресурсов нефти и газа российского шельфа: Арктика и Дальний Восток», М., 2012 .

6. Шибакин С.И., Шибакин Р.С., Булавин В.Д. Функциональные мобильные установки для условий мелководного шельфа замерзающих морей// Состояние и перспективы освоения морских нефтегазовых месторождений. Сб. науч. Тр. М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2003 – с. 231-238 .

7. Шибакин С.И., Рогачко С.И. Нагрузки и воздействия на морские нефтегазопромысловые гидротехнические сооружения. М.: ООО «Газпром экспо», 2010 .

8. ГОСТ Р 54483-2011 «Нефтяная и газовая промышленность. Платформы морские для нефтегазодобычи. Общие требования»

9. ВСН 41.88 «Проектирование морских ледостойких платформ»

10. Монсумзаде Э.М., Мастобаев Б.Н., Мастобаев Ю.Б., Монсумзаде М.Э .

Морская нефть. Развитие технических средств и технологий. СПб.: Недра 2005. -236 с .

11. Бородавкин П.П. Морские нефтегазовые сооружения. Учебник для вузов. Часть 1. Конструирование. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006 – 555 с .

12. Грудницкий Г.В., Грудницкий С.В., Егоров С.И., Мамутов Р. Морские нефтегазовые точечные причалы. М.: Издательство «Энерджи Пресс», 2011 .

13. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие сангигиенические требования к воздуху рабочей зоны»

14. ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности»

15. Лебедева Е.О., Матузова С.Ю. Анализ условий труда и обеспечения индивидуальной безопасности на морских нефтегазодобычных платформах северных морей: [Электронный ресурс]. 2014. URL: https://www.top

–  –  –

16. ГОСТ 12.1.004-91, СС5Т «Пожарная безопасность. Общие требования»

17. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок (ПБУ) и морских стационарных платформ (МСП). СПб.:

Российский Морской Регистр Судоходства, 2012 .

18. СНиП 2.06.01-86. «Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования». М.: Государственный строительный комитет, 1987 .

19. СНиП П-12-77. «Защита от шума»

20. СНиП 2.04. 05-91. «Отопление, вентиляция и кондиционирование»

21. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. «Вибрационная безопасность. Общие требования»

22. Серикова У.С. Начало развития морской нефтегазовой отрасли в




Похожие работы:

«РАСХОДОМЕР-СЧЕТЧИК УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПОРТАТИВНЫЙ УРСВ ВЗЛЕТ ПР РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ В59.00-00.00 РЭ Россия, Санкт-Петербург Система менеджмента качества ЗАО "ВЗЛЕТ" соответствует требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2008 (сертификат соответствия № Р...»

«163 СПИСОК НАЙМЕНУВАНЬ ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Анцыферова О.А. Оценка влияния инвестиций на объемы экспорта. Внукова Н.Н., Анцыферова О.А., Ковальчук В.А // Економічний часопис ХХІ. – 2014. – № 7-8(2). – С...»

«В. Н. ЛЕБЕДЕВ НАЧАЛА Новой ПоЛИТЭКоНоМИИ (междисциплинарный подход) Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета УДК 316.6 ББК 60.5 Л33 Лебедев В. Н. Начала новой политэкономии (междисциплинарный подход) / в. Н. Лебедев. — СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2014. — 170 с. Политэкономия должна быть той наукой, которая объединяет е...»

«Россия, 194044, Санкт-Петербург, Пироговская наб., 15, лит.А www.massa.ru Весы лабораторные ВК РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ВК2.790.001РЭ (Редакция 14) 2018 Благодарим за покупку весов ВК Просим ознакомиться с настоящим руководством прежде, че...»

«В.М.ТИХОНЕНКО ФОРМИРОВАНИЕ КЛИНИЧЕСКОГО ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПО ДАННЫМ ХОЛТЕРОВСКОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ Санкт-Петербург Холтеровское мониторирование является широко распространеным методом функциональной диагностики и все чаще применяется в клинической практике не только для выявления нарушений ритма сердца (НРС) и ише...»

«15.02.2006 Файл: ПР6-06 Электротехническая компания ТРАНСФОРМЕР Руководство по эксплуатации Приложение 6 Система горячего водоснабжения на тепловом пункте. Управление регулятором температуры горячего водоснабжения. Москва 2006 г. Системы водоснабжения – регу...»

«Протокол № ЗП-108-СНП/ТПР/3-06.2015/И от 06.05.2015 _ стр. 1 из 6 УТВЕРЖДАЮ Председатель Конкурсной комиссии _ С.В . Яковлев "06" мая 2015 г. ПРОТОКОЛ № ЗП-108-СНП/ТПР/3-06.2015/И заседания Конкурсной комиссии ОАО "АК "Транснефть" по лоту №ЗП-108-СНП/ТПР/3-06.2015 Электрообор...»

«Проректору по научной и инновационной деятельности ФГБОУ ВО "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" 662972, Российская Федерация, Красноярский край, С.А. Михайлову ЗАТО Железногорск, г. Железногорск, ул. Ленина, д.52 www.tp.iss-reshetnev.ru kai@kai.ru; rector@kai.ru от...»

«№30 (199) ЧЕТВЕРГ 7 ноября 2013 года www.admelizovo.ru ОФИЦИАЛЬНОЕ ПЕЧАТНОЕ ИЗДАНИЕ АДМИНИСТРАЦИИ ЕЛИЗОВСКОГО ГОРОДСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ КАМЧАТСКИЙ КРАЙ ПОСТАНОВЛЕНИЕ АДМИНИСТРАЦИИ ЕЛИЗОВСКОГО ГОРОДСКОГО ПОСЕЛЕНИЯ от 24.10. 2013 № 737-п г. Елизово Об утверждении Поряд...»

«ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2003. Т. 44, N1 77 УДК 533.6.013.42 ВОЗНИКНОВЕНИЕ СИНФАЗНЫХ КОЛЕБАНИЙ ТОНКИХ ПЛАСТИН ПРИ АЭРОУПРУГОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ А. Л. Тукмаков Институт механики и машиностроения Казанского научн...»

«Требования к оформлению статей в журнал "Вестник" КазНПУ им. Абая, серия "Художественное образование: искусство теория – методика" Текст статьи объемом не менее 5 страниц, предоставляется на казахском, русском или английском языках на бумажном носителе и в электронном виде (текст...»

«Информационное письмо Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А. В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации прошла большой и...»

«Библиографический список: 1. Технический базовый отчет проекта "Техническая помощь для поддержки развития зеленой экономики в Беларуси"2. Национальный план действий по развитию "зеле...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.