ОПИСАНИЕ ПОДВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТПА

ОПИСАНИЕ ПОДВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТПА

Основные определения Подводно-технические работы (ПТР) при строительстве и эксплуатации объектов морских нефтегазовых месторождений - работы, выполняемые под водой водолазами (с помощью гидравлического инструмента, сварка, резка и т. д. ), жесткими водолазными скафандрами и подводными аппаратами (с помощью манипуляторов, инструментов и другого навесного оборудования) при осуществлении поисковых научно-исследовательских работ, выполнении разведочного и эксплуатационного бурения, строительстве сооружений на шельфе, обустройстве морского нефтегазопромысла, эксплуатации месторождения, демонтаже производственных объектов. Подводно-технические средства (ПТС) – средства, обеспечивающие выполнение подводнотехнических работ. Телеуправляемые подводные аппараты – подводно-технические средства для выполнения различных работ (поисково-обследовательских, спасательных, судоподъемных, подводнотехнических и др. ) или обеспечения научных исследований под водой. Подводные технологические процессы - совокупность приемов и способов использования ПТС, а также последовательность выполнения отдельных этапов при подготовке и осуществлении подводно-технических работ. Обустройство нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений – создание необходимой инфраструктуры и функционально взаимосвязанных нефтегазовых объектов, обеспечивающих ведение производственных процессов добычи, транспортировки и хранения нефти и газа в соответствии с проектной документацией.

Организация подготовки к выполнению ПТР Подготовка к выполнению ПТР с помощью ТПА включает: - получение сведений об объекте и характере планируемых ПТР; - получение сведений о районе ПТР; - постановку судна-носителя в районе ПТР; - приготовление ТПА к выполнению ПТР. Сведения об объекте и характере планируемой ПТР должны включать: - габариты и наружный вид объекта, его форму, цветовой контраст на фоне воды и грунта, наличие характерных деталей корпуса (особенности конструкции); - состояние объекта, курс, крен, дифферент и возвышение объекта над грунтом, наличие тросов, шлангов и кабелей на объекте, и идущих к нему с поверхности; - содержание и характер предстоящих ПТР на объекте; - координаты объекта (пеленг и дистанция) и точность их определения, глубину нахождения объекта; - средства и точность обозначения объекта.

- размеры и способы обозначения района ПТР; - глубины в районе, рельеф дна и характер грунта; - направления и скорости течений в разрезе от поверхности воды до грунта, характер течений (постоянный, приливно-отливной, ветровой) и их изменения во времени; - плотность воды в разрезе, наличие и положение по глубине скачка плотности; - прозрачность воды у грунта; Сведения о районе ПТР должны включать: - фактическую гидрометеообстановку в районе, прогноз погоды на сутки и долгосрочный прогноз для данного района. Место и способ установки судна-носителя в районе ПТР выбираются с учетом гидрометеорологической обстановки, глубины места, направления и скорости течения, ветрового дрейфа и характера предстоящих работ. При этом необходимо учитывать следующие требования: - судно-носитель должно стоять относительно подводного объекта таким образом, чтобы объект находился выше по течению со стороны поста спуска ТПА и обеспечивался подход аппарата к подводному объекту; - при всплытии ТПА должна быть исключена возможность повреждения аппарата при столкновении с судном-носителем; - якорные цепи (канаты) судна-носителя, бридели бочек и швартовы не должны препятствовать маневрированию ТПА в районе выполнения ПТР.

Судно-носитель ТПА должно быть оснащено: - системой спутниковой навигации для определения местонахождения судна; - навигационной гидроакустической системой для определения местонахождения ТПА относительно судна-носителя. Суда-носители, в зависимости от особенностей проекта, могут применять следующие способы постановки и удержания в районе работ: - на якорях; - на бочках; - с использованием средств динамического позиционирования (ДП); - комбинированный способ (на якорях и бочках, на якоре или бочке с использованием ДП). Система динамического позиционирования должна обеспечивать длительное надёжное удержание судна в точке работ в диапазоне 0, 1÷ 10 м в зависимости от глубины проведения ПТР и гидрометеорологических условий. ПТР с использованием ТПА разрешается начинать лишь после надежной установки суднаносителя над объектом работ. Швартоваться к судам-носителям, с которых ведутся ПТР с использованием ТПА, без разрешения командира судна-носителя запрещается.

Приготовление ТПА к плаванию и выполнению ПТР при использовании его с судна-носителя предусматривает: - установку дополнительного навесного оборудования и инструмента, для выполнения предстоящих ПТР; - предпогружную проверку; - спуск на воду; - балластировку ТПА. Производство спуско-подъемных работ с ТПА допускается при волнении моря, ветре и скорости течения, регламентированные для каждого конкретного типа ТПА. Во время спуска (подъема) ТПА судно-носитель своим бортом осуществляет его прикрытие от воздействия волн и ветра.

Использование ТПА Судно-носитель ТПА занимает исходную точку в районе проведения ПТР. Место постановки выбирается таким образом, чтобы была обеспечена возможность обнаружить объект с помощью гидролокатора и выйти с ним на визуальный контакт с целью обследования и выполнения ПТР. Радиус действия ПТС зависит от глубины выполнения ПТР, скорости и направления течения, а также режима использования ТПА. Пилотирование ТПА В зависимости от комплектации, различают следующие режимы использования ТПА:

Схема использования ТПА при глубоководном режиме

Подготовка к бурению скважины Профилирование морского дна Условия строительства гидротехнических сооружений на шельфе и работы ПТС зависят, прежде всего, от профиля морского дна и свойств подводных грунтов. Применяются следующие методы определения профиля морского дна - профилирования, выполняемые в инженерных целях: - дистанционные (аэрометоды); - гидроакустические; - прямое визуальное наблюдение; - подводное фотографирование и телевидение.

Выполнение геофизических работ с помощью ТПА. 1 – использование многолучевого гидролокатора, 2 – использование ГБО, 3 – использование профилографа 1 2 3

Бурение скважины После проведения спуска эксплуатационной колонны, проведения геофизических исследований, снятия каротажной диаграммы, перфорации и опробования пластов скважина может быть либо временно закрыта, либо ликвидирована, что контролируется ТПА. На этапе бурения ТПА выполняет следующие виды ПТР: – наведение и контроль вхождения долота в буровую плиту; – наведение и контроль вхождения 30 -ти и 20 -ти дюймовых колонн; – контроль за утечкой раствора; – контроль за ходом процесса бурения (газовыделения); – контроль за состоянием линий управления райзера и противовыбросового оборудования; – аварийное управление гидравлической системой с интервенционной панели; – проведение ремонтных работ на блоке превенторов (смена плашек, гидравлических клапанов системы управления, перестыковка гидравлических шлангов на резервные линии); – замена уплотнительных колец АХ, ВХ; – проведение внеплановых и аварийно-восстановительных работ.

Обустройство объектов морского нефтегазового месторождения При создании морского нефтегазопромысла наиболее сложным и трудоемким технологическим процессом является постройка платформ и подводной инфраструктуры. Спуск подводного оборудования на грунт с последующим контролем установки с помощью ТПА.

На этапе обустройства месторождения ТПА выполняет следующие виды ПТР: – контроль стыковки и монтаж фонтанной арматуры подводного добычного комплекса; – обследование грунта под планируемое место установки фундаментов (платформ). Удаление обнаруженных объектов препятствующих установке; – обследование грунта под планируемое место постановки кабелей эксплуатационных систем. Подготовка (выравнивание) мест укладки фундаментов эксплуатационных систем. Обследование подготовленных мест установки эксплуатационных систем. Контроль за положением эксплуатационных систем при укладке на подготовленное место; – подсоединение трубопроводов, стыковка секций трубопроводов, контроль за качеством соединений систем трубопроводов; – обследование грунта под планируемое место постановки подводных хранилищ. Подготовка (выравнивание) мест укладки фундаментов подводных хранилищ. Контроль установки фундаментов; – проведение ремонтных, внеплановых и аварийно-восстановительных работ на всех объектах.

Донные конструкции, подлежащие контролю установки с последующим монтажом с помощью ТПА

Контроль установки оборудования с помощью ТПА

Прокладка подводных коммуникаций Одним из альтернативных способов защиты от повреждений и обеспечения стабильности является заглубление подводных коммуникаций (трубопроводы, кабельные линии) в специально вырытые траншеи. Для рытья подводных траншей используют донные ТПА – траншеекопатели, основанные на применении подводных плугов, механических (дисковой фрезы, режущей цепи и т. п. ) и гидромониторных разрыхлителей. Струйные трубозаглубители характеризуются высокой производительностью, простотой и надежностью конструкции. Они требуют большого давления воды и соответствующих мощностей.

Рытье траншеи плужным устройством по сравнению с гидравлическим способом или механическим резанием более предпочтительно по следующим причинам: - плугом можно вырыть траншею с устойчивыми откосами в песчаных и глинистых грунтах, при этом на бровке траншеи откладывается относительно устойчивый валик грунта, который может быть использован для обратной засыпки траншеи; - при работе плуга наблюдается меньшая турбулентность и создается лучшая видимость по сравнению с другими конструкциями.

Трубоукладочные аппараты (донные плуги)

При использовании механических разрыхлителей наблюдается: частая поломка резцов; быстрый износ режущих элементов; залипание грунтом межрезцовых промежутков и т. д. Тем не менее, в морской практике нашли применение все вышеперечисленные устройства. Для прокладки мягких донных грунтов используются плуги, а также гидромониторные и механические разрыхлители. При прокладке в скальных грунтах используются в основном твердосплавные фрезы Траншеекопатель

Эксплуатация объектов морского нефтегазового месторождения На этапе эксплуатации месторождения ТПА выполняет следующие виды ПТР: – обслуживание морских стационарных платформ, терминалов, блок-кондукторов: замена протекторной зашиты. Подварка швов. Установка дополнительных силовых и крепежных элементов. Замена поврежденных элементов. Ремонт фундаментов. Демонтаж обломков. Удаление обрастаний. Контроль состояния сварных соединений. Контроль состояния корпусных конструкций. Контроль состояния гибких связей крепления платформы (натяжных опор). Обследование и очистка донно-забортной арматуры; – обслуживание подводных добычных комплексов со скважинами: замена элементов обвязки, замена плашек, уплотнительных колец АХ, ВХ. Замена гидравлических клапанов системы управления, перестыковка гидравлических шлангов на резервные линии (фитинги). Замена протекторной защиты. Установка дополнительных силовых и крепежных элементов. Замена поврежденных элементов. Ремонт фундаментов. Демонтаж обломков; – замена акустических датчиков; – обслуживание подводных хранилищ: удаление обрастаний. Контроль состояния сварных соединений. Контроль состояния корпусных конструкций; – обслуживание трубопроводов: осмотр и поверка состояния трубопроводов (магнитная и ультразвуковая дефектоскопия, контроль за провисанием). Проведение регламентных, ремонтно-восстановительных работ (поиск заделка пробоин трубопровода); – обслуживание манифольдных центров; – проведение ремонтных, внеплановых и аварийно-восстановительных работ на всех объектах; – осмотр системы удержания точечного причала SPM (якоря, тросы); – наблюдение за ледовой обстановкой (айсберги, стамухи, торосы) представляющие угрозу безопасности платформам, буровым установкам, терминалам и подводным коммуникациям. Наблюдение должно осуществляться за подводной обстановкой (оценка структуры киля ледяных образований и выявление глубины и направления пропахивания килем грунта); – мониторинг аварийного разлива нефти подо льдом; – противодиверсионное обеспечение морских нефтегазовых сооружений со стороны прилегающих акваторий. Сложившаяся практика показала преимущества использования ПТС в качестве аппаратов водолазной поддержки

Совместная работа водолаза и двух ТПА, один из которых доставляет инструмент, а другой контролирует ход проведения работ и обеспечивает дополнительную подсветку.

Мониторинг ледовой обстановки С помощью малогабаритных ТПА осуществляется периодическое наблюдение за ледовой обстановкой (айсберги, стамухи, торосы) представляющие угрозу безопасности платформам, буровым установкам, терминалам и подводным коммуникациям Наблюдение должно осуществляться за подводной обстановкой для оценки структуры киля ледяных образований и выявления глубины и направления пропахивания килем грунта. Профиль толщины снега и льда на торосе

Консервация скважины С помощью ТПА осуществляется периодический контроль за процессом демонтажа подводного добычного оборудования месторождения: – контроль отстыковки и подъема противовыбросового оборудования, нижнего стыковочного узла; – подготовка буровой плиты к установке коптажной головке; – контроль установки коптажной головки; – определение наличия и устранение утечек; – удаление посторонних предметов в контрольной (1 -мильной) зоне; – контроль и документирование чистоты выполнения ПТР. Демонтаж элементов подводного добычного оборудования с помощью ТПА

Обслуживание подводных добычных комплексов со скважинами и манифольдными центрами Органы управления подводного добычного оборудования морских нефтегазовых месторождений, должны быть адаптированы к переключениям с помощью манипуляторных устройств ПТС. Подводная фонтанная арматура Манифольд

Подводное обследование МСП, МБУ и трубопроводов С помощью ТПА осуществляется периодический контроль за состоянием платформ, их оснований, якорных систем, подводных трубопроводов, донной арматуры. При этом выполняется: - визуальный осмотр вышеперечисленного оборудования; - гидроакустическое обследование трасс трубопроводов и рабочих площадок с составлением карт эрозии дна; - измерение уровня электрохимического потенциала в точках, оборудованных анодной защитой; - детальный осмотр узлов (в зависимости от типа основания этот осмотр может включать и неразрушающую дефектоскопию). Подводное обследование платформ с помощью ТПА

Ниже приведен перечень типовые операции по контролю за состоянием подводных сооружений, который может выполняться с помощью ТПА. 1. Периодические осмотры стальных платформ для выявления чрезмерного обрастания, наличия обломков металлоконструкций, размыва или намывания грунта, наличия поврежденных элементов, наличия утерянных анодов, низких потенциалов электрохимической защиты, скрытых дефектов (наружные трещины в элементах конструкции, участки активной коррозии, состояние анодов), а также поиск повреждений (определение прогиба элементов конструкции, выявление деформаций элементов вследствие ударов, определение глубины трещин и выбоин). 2. Периодический осмотр бетонных платформ для выявления интенсивного абразивного износа, наличия обломков металлоконструкций, наличия больших трещин и выкрошиваний, скрытых дефектов (местные трещины и выкрошивания, ухудшение свойств бетона, коррозия арматуры и мест крепления, состояние анодов), а также поиск повреждений (выбоин от ударов падающих объектов, выбоин от ударов плавающих объектов). 3. Периодические осмотры трубопроводов с целью выявления явных повреждений (провисаний и др. ) провисающих участков, смещения, недостаточного укрытия грунтом, проверки уровня электрохимических потенциалов, повреждение или обрыв утяжеляющих грузов, наличия обломков металлоконструкций, проверки толщины стенки и уровня коррозии в обнаженных местах, крепления анодов и заземления, состояния фланцевых стыков, состояние опор, а также поиск механических повреждений стенок (вмятины, деформации и пр. ).

4. Периодический осмотр стояков для выявления трещин и выкрошиваний в покрытии, выявления отсутствующих болтов во фланцах, проверки зазоров между стояком и элементами платформы, проверки состояния анодов, проверки уровня электрохимических потенциалов, измерение толщин стенок и уровня коррозии, а также поиск повреждений (определение прогиба, определение местных повреждений трубы и покрытия, проверка смещения по индикаторам) ТПА обеспечивают высокое качество и наивысшую эффективность обследования платформ по 1, 2 и 3 классам, согласно с условиями окружающей среды и глубиной, на которой производятся работы. ТПА применяют полный спектр инструментов неразрушающего контроля. Тесты неразрушающего контроля: - ультразвуковая диагностика толщины; - измерение с помощью катодного потенциала; - текущая проверка качества сварочных швов; - магнито-порошковая проверка качества сварочных швов; - акустическое сканирование наличия коррозии; - радиография. Главной целью проведения подводных обследований является определение степени износа отдельных элементов и конструкции в целом, что позволяет выявлять объемы ремонтных работ и обеспечивать своевременное их проведение. Подводное обследование стального морского основания включает выявление следующих дефектов конструкции: - механические и коррозионные повреждения; - замена вышедших из строя протекторов; - усталостные трещины; - повреждения, связанные с воздействием статических нагрузок; - повреждения, связанные с воздействием окружающей среды; - подмыв опорных колонн платформ.

Спасибо за внимание!