среда, 4 апреля 2012 г.

Бурение к "Острову сокровищ"


На днях одно популярное американское интернет-издание опубликовало статью о проколе методом ГНБ в России под р.Камой. 

Естественно это меня заинтересовало и потратив немного времени нашел источник - журнал  Российского Общества по Внедрению Бестраншейных Технологий «РОБТ». 

Уверен статья будет интересна и Вам. Публикую без изменений.

Название статьи нами выбрано не случайно. Хотя речь пойдет о технологии ГНБ, реализованной специалистами ООО «ЭкоТЭК» при технической поддержке ГК «ЮНИРУС» в ходе выполнения одного сложного проекта, легко проследить немало аналогий со знаменитым романом Роберта Стивенсона: был и остров, и сокровища (в современной трактовке - нефть), и многочисленные приключения бурильщиков.

В 1976 г. в результате искусственного поднятия вод р.Камы было образовано Нижнекаменское водохранилище с группой живописных островов в районе г.Мензелинск (Республика Татарстан).

На одном из таких островов с причудливыми очертаниями ведется добыча нефти. При этом схема ее транспортировки была достаточно примитивна и обременительна: добытое сырье закачивали в цистерну на автоходу, которая перемещалась по воде баржей и далее до пункта сбора нефти.
Несложно понять, что подобная схема была работоспособна только в период навигации с начала мая до ледостава.
Нефтедобывающая компания (впоследствии - заказчик), давно имела желание навести здесь порядок, но, то ли кризис помешал, то ли...
Словом, когда нефтяные котировки на мировых биржевых площадках рванули вверх к отметке 100 долл./баррель, это желание переросло в твердое намерение соединить трубопроводом остров с левым берегом р. Камы. Так родился проект, где единственным решением поставленной задачи было применение технологии ГНБ.
При этом условие было крайне жестким: после новогодних праздников нефть «должна идти по трубе»...
Сентябрь заканчивался...

НАШИ ШАНСЫ 50 НА 50
К тому времени в арсенале ООО «ЭкоТЭК» имелась новая машина UNIVERSAL HDD UNI 220 х 240: тяговое усилие 100 т, крутящий момент 32500 Н.м, производительность насоса высокого давления 1200 л/мин), поставленная ГК «ЮНИРУС».
Сопоставив условия стоявшей задачи, в которой требовалось проложить стальной трубопровод диаметром 159 мм на расстояние 1500 м, с нашими техническими возможностями, мы пришли к мнению, что риск слишком велик: масса протягиваемой плети (порядка 60 т) и колонны буровых штанг (40,8 т) в сумме практически равны тяговому усилию машины.

Было принято решение отказаться от предстоящей работы и взять тайм-аут для поиска нового технического решения.
С этими аргументами мы обратились к заказчику. Но у него были свои доводы, которые вскоре перевесили... Думаем, что специалисты нас поймут.
Буквально в этот день уже проходила рекогносцировка на местности, на берегу р.Камы.

«БЫЛИ СБОРЫ НЕДОЛГИ...»
Подготовка к работе началась практически одновременно с принятием окончательного решения о строительстве перехода. Времени было в обрез: давление со стороны заказчика ощущалось достаточно отчетливо, и несложно было догадаться, что со временем оно будет только расти.
Машина UNIVERSAL HDD UNI 220x240 была оперативно доставлена на левый берег р. Камы. Далее началось обустройство стройплощадки.
С учетом возможности завершения строительства перехода в зимнее время (увы, здесь мы оказались провидцами), параллельно решался вопрос о возможности сооружения утепляющего ангара, в периметре которого расположились смесительный узел, площадки для складирования компонентов бурового раствора, включая полевую лабораторию, а также площадки для размещения требуемого запаса буровых штанг, средств малой механизации и т.д. Для подачи воды была проложена труба диаметром 63 мм.

Параллельно были проведены дополнительные инженерные изыскания ц целью уточнения горно- геологических условий проектной трассы бурения: силами ООО «Гео-мастерпроект» были проведены георадарные исследования вмещающих грунтов.
В итоге в качестве исходных данных для расчета элементов технологии ГИБ на объекте мы имели следующие параметры: трасса проходит на глубине в среднем порядка 14 м от зеркала воды (10 м от отметок дна русла реки) в жирных слабо-обводненных глинах.


Такой вариант оказался вполне приемлемым с учетом описанных выше рисков при выполнении данного проекта машиной мощностью всего 100 т. По этой же причине было принято решение выполнить пилотное бурение с применением водяного забойного двигателя (B3D).
Буровой раствор, спроектированный для наших целей специалистами ГК «ЮНИРУС», содержал следующую рецептуру на основе компонентов производства компании M-I Swaco: Бентонит MAXGEL, добавки: POLY PLUS, POLY PAG, ROD EASE И DUO VIS.

НЕПРЕОДОЛИМЫЙ КРЕН ВПРАВО
18.10.10 г. буровая головка уверенно вошла в грунт - началась проходка пилотной скважины.
В соответствии с приведенными условиями в качестве инструмента локации была выбрана кабельная система Eclipse.
Участок от точки входа до отметки заложения основного интервала трассы пилотной скважины был пройден в штатном режиме, однако, в ходе дальнейшего продвижения было зафиксировано отклонение положения буровой головки вправо и снижение темпов проходки.
Попробовали выправить направление движения бура - не получилось, попытались повторить это намерение еще несколько раз - тщетно!
Пришлось извлечь буровой инструмент на поверхность и подвергнуть его тщательному визуальному осмотру.

Судя по ярко выраженному истиранию рабочих частей бурового инструмента, мы шли явно не в глине... Эту версию подтверждало и наличие
мелкой фракции гравия на режущей части буровой головки.
Оставалось уповать на то, что мы имеем дело с небольшой линзой, содержащей песчано-гравийную смесь (ПГС) - такое встречалось в практике.
Однако, попытки обойти предполагаемую линзу закончились ничем: буровую головку постоянно «сносило» вправо.
Стало ясно, что авральными способами поставленную задачу не решить. Последовала команда «стоп машина» до выяснения сложившейся ситуации.

А время шло. Сроки сдачи объекта приближались.
Для уточнения горно-геологических условий строительства перехода было принято решение о повторном, более тщательном георадарном исследовании грунтового массива, хотя о возможной потере драгоценного времени все имели четкое представление.
Худшее подтвердилось... При подготовке к работе в условиях цейтнота данные первого георадарного исследования были интерпретированы неверно. Мы пытались вести проходку скважины в достаточно мощном слое гравелистых грунтов по всей трассе бурения.

Несмотря на весомую потерю времени и не самое оптимальное настроение бригады, у нас появились варианты продолжить работу:
• продолжить проходку в гравелистом грунте (этот вариант по понятным причинам даже не рассматривался);
«опуститься» ниже слоя гравия. В этом случае усиливались опасения не справиться с пилотным бурением на конечном участке подъема трассы через слой гравия к точке выхода буровой головки;
пройти в узком коридоре, ограниченном снизу слоем гравия, а сверху условной линией, соответствующей глубине, исключающей возможность всплытия трубопровода.

Был принят последний вариант, несмотря на то, что он требовал «ювелирной работы» и не исключал возможности контакта бурового инструмента с гравием на отдельных участках трассы.
Будем откровенны, полной уверенности в успехе не было... Равно как и другого выхода.
Новые условия строительства подземного перехода обусловили необходимость корректировки состава бурового раствора.
Теперь рецептура выглядела следующим образом:

При подходе буровой головки к конечному участку трассы концентрацию биодобавки DUO-VIS планировалось увеличить примерно в два раза (что и было сделано в ходе бурения).
Кроме того, появилась возможность использовать беспроводную систему локации Eclipse.

Казалось, ничто не мешает приступить ко второй попытке. Но, на р.Каму пришла зима. Начал вставать первый тонкий лед, низкая прочность которого не  позволяла вести локацию. Встал вопрос-сколько надо ждать? Как определить, когда лед станет пригоден для безопасного передвижения человека?

Ответ нашелся неожиданно - рыбаки! Да, именно рыбаки, которые жаждут выйти на первый лед не меньше нашего в этих богатых рыбой местах, должны были сигнализировать о возможности начала бурения! Так и случилось одним декабрьским утром. Работа закипела. Спустя 8 дней непрерывной работы в две смены по 12 ч. Буровая головка вышла точно в намеченной точке на острове. Где заранее была подготовлена плеть трубопровода диаметром 159 мм и протяженностью 1600 м.

«ГОВОРЯТ ПОД НОВЫЙ ГОД ВСЕ МЕЧТЫ СБЫВАЮТСЯ!»
Первый лед на р. Каме был обильно присыпан снегом и прочность набирал крайне медленно. К моменту начала расширения скважины мы не имели возможности транспортировки штанг от бурового комплекса до острова, кроме варианта проталкивания колонны по скважине.
В этой связи технологическая схема выполнения оставшихся работ по строительству перехода выглядела следующим образом: пилотное бурение - расширение обратным ходом -проталкивание колонны штанг от машины - протяжка трубопровода. Расширение скважины до диаметра 300 мм было выполнено успешно, но... «на носу» был Новый год!

Откровенно говоря, к этому моменту моральные и физические силы были на исходе. Уверены, что поступили правильно, прервав на неделю работу и дав тем самым восстановить бригаде боеспособность, необходимую для решающего рывка. Протяжка трубы прошла на одном
дыхании. Создавалось такое впечатление, что она буквально летела навстречу установке ГНБ!
В среднем на протяжку одной штанги длиной 6 м уходило около 3 мин (1 мин-непосредственно на протяжку и 2 мин на раскручивание, демонтаж и складирование). Спустя 28 ч с момента начала работ мы принимали поздравления! Поздравления с заслуженной победой!

ЗАКАЗЧИК ДАЕТ ДОБРО!
Кто работал на строительстве сложных переходов для нефтегазовой отрасли, знает, что окон-
чательную резолюцию на итог выполнения проекта накладывает заказчик по результатам приемочных испытаний. Нам пришлось пройти эту процедуру трижды. На первом этапе внутри проложенного под руслом р. Камы трубопровода был протянут металлический шар с целью обнаружения возможных деформаций поперечного сечения.

Далее, была проведена опрессовка под давлением 80 атм.
И, наконец, после соединения отрезков труб на острове (здесь небольшие переходы под протоками были выполнены летом силами ООО «ЭкоТЭК» с использованием машины UNIVERSAL HDD UNI 60 х 70), подводного перехода и на левом берегу была проведена контрольная опрессовка под давлением 80 атм.

Все испытания были пройдены успешно и к нашей победе добавился приятный привкус качества. Спустя неделю с момента нашего ухода с объекта, нефть уверенно освоила путь от острова до пункта сбора по новому маршруту.

Автор статьи - редактор журнала Российского Общества по Внедрению Бестраншейных Технологий "РОБТ".












Почитайте другие похожие по тематике статьи



Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...