Глава 5. Организация работ по морскому бурению
скважины
.1 Подготовительные работы
Исходным документом для выполнения подготовительных работ является техническое задание заказчика, в котором должны содержаться сведения о местоположении и границах района (участка) изысканий, данные о назначении и классе проектируемых сооружений, краткая характеристика параметров и конструкций сооружений с указанием возможных вариантов их расположения, предполагаемые нагрузки на естественное основание, сроки и порядок представления отчетных материалов.
На первоначальном этапе подготовки изысканий изучают климатические, гидрометеорологические, геоморфологические, геологические и экономические условия предстоящих работ, что позволяет избежать ненужного дублирования, сократить объем бурения, а в ряде случаев и полностью отказаться от него. На основе изучения климатических факторов определяют общие условия и наиболее благоприятные сроки проведения буровых работ, а также специфические особенности материально-технического обеспечения (виды спецодежды, снаряжения и т.д.).
Гидрометеорологические и геоморфологические факторы определяют возможность безопасного проведения работ, методы производства (бурение с плавучих оснований, со льда, со стационарных сооружений, со дна поря и т.д.); геологические условия - объем бурения, выбор бурового оборудования к месту работ, а также возможности найма на месте рабочей силы, обеспечения личного состава партии жильем и продуктами питания, аренды плавсредств, ремонта оборудования и т.д.
Определив объем бурения, методы производства работ и возможные сроки их выполнения, рассчитывают потребное количество буровых установок.
Одновременно с расчетом необходимого количества буровых установок определяют потребность во вспомогательных плавсредствах, таких как морские буксиры, катера, мотоботы, шлюпки шлюпки и прочие. При этом учитывают защищенность участков работ от морского волнения и ветра, водоизмещение ПБУ. Например при бурении с буровых понтонов на открытых морских акваториях буровые работы должны обеспечиваться морским буксиром; в закрытых , но больших по площади акваториях - катером; в небольших закрытых бухтах достаточно иметь мотоботы или шлюпки с мотором.
Основнымм документом для практического выполнения буровых работ служит программа изысканий, составляемая на основе технического задания заказчика и результатов изучения природных и экономических условий работ. Программа изысканий должна включать краткую физико-географическую характеристику и сведения об изученности района изысканий, определять состав, содержание и объемы изыскательских работ, методы их производства и сроки выполнения. В программе наиболее подробно освещаются виды исследований, отличающиеся от общепринятых, приводятся сведения, необходимые для определения стоимости намечаемых работ, и отмечаются особые условия их выполнения. Если по результатам сбора и обобщения данных о природных условиях района невозможно правильно наметить и обосновать в программе необходимые объемы и методы производства работ, то в подготовительный период на участок работ выезжают специалисты для изучения неясных вопросов на месте.
На основании программы в соответствии с требованиями нормативных документов составляемая смета на производство инженерных изысканий, которая представляется совместно с программой изысканий на согласование заказчику. В процессе полевых работ в зависимости от результатов бурения, а также создавшейся гидрометеорологической обстановки по согласованию с заказчиком в программу могут быть внесены изменения. При небольших по объему изысканиях допускается проведение работ по техническим задания взамен программы.
К программе изысканий прикладывается график выполнения буровых работ. С учетом условий работ на каждом участке и их удаленности от базы графиком предусматривается последовательность выполнения буровых работ.
Бурение скважин на удаленных, не защищенных от ветра и морского волнения участках планируется на самый благоприятный, межштормовой период года. На этот же период желательно запланировать выполнение работ на объектах с небольшим объемом бурения, так как эти работы требуют частых буксировок ПБУ с объекта на объект, что в неблагоприятный период может стать весьма затруднительным. Буровые работы на закрытых, защищенных от ветра и волнения участках, расположенных относительно недалеко от базы, можно выполнять в менее благоприятное время года.
Очень важным этапом подготовительных работ является формирование морской изыскательской партии. В состав партии должны входить высококвалифицированные инженерно-технические работники, хорошо знающие не только свою основную специальность (инженерную геологию и бурение), но так же основы океанологии, морскую практику, умеющие выполнить ручной и эхолотный промер глубин, геодезическую разбивку и привязку скважин на акватории.
Желательно, чтобы в составе морской партии имелось не менее трех аквалангистов из числа инженерно-технических работников. Аквалангисты выполняют:
подводную/ инженерно-геологическую съемку, отбор проб донных грунтов, подводное фотографирование и киносъемку;
осмотр подводной части, буровых установок, наблюдение за состоянием грунтов в основании выдвижных опор ПБУ, извлечение затонувших предметов и инструмента, установку мертвых якорей;
техническое руководство подводным бурением;
обследование подводной части существующих гидротехнических сооружений.
Буровые мастера и рабочие морской партии также должны быть разносторонними специалистами, так как при бурении на акватории приходится иметь дело не с одним, а с несколькими видами бурения. Все работники морской партии должны быть обучены плаванию, гребле, основным правилам движения на плавсредствах и правилам спасения утопающих.
Подготовка буровых установок к полевым работам должна выполняться заблаговременно. К началу полевых работ буровые установки должны быть отремонтированы, обеспечены необходимым оборудованием, инструментом, запчастями и спасательными средствами. Готовность буровой установки к работе определяет комиссии пол представительством руководителя работ, о чем составляется акт.
Перед тем как отбуксировать ПБУ на участке производят
разбивку буровых скважин и намечают места установки мертвых якорей для
удержания ПБУ над скважиной. С приходом ПБУ на участок ее устанавливают на
точку бурения и приступают к работу.
.2 Организация процесса морского бурения
Процесс бурения морских скважин осуществляется в одну, две или три смены с перерывом на выходные дни или без перерывов. Наиболее эффективен режим работы в три смены при непрерывной рабочей неделе. Не рекомендуется вести работу в ночное время при бурении скважин, значительно удаленных от берега, поскольку в случае внезапного ухудшения погоды ночью не всегда удается своевременно снять людей с буровой установки. Обычно трехсменную работу организуют при бурении скважин в небольших закрытых бухтах, где ничто не мешает бесперебойной работе. Успешное бурение скважин возможно лишь в том случае если оно будет осуществляться с учетом постоянно меняющейся природной обстановки. Календарный месячный график бурения скважин возможно лишь в том случае, если оно будет осуществляться с учетом постоянно меняющейся природной обстановки. Календарный месячный график бурения скважин на приливных акваториях должен быть строго увязан с графиком колебания уровня моря. Бурение на высоких отметках в зоне осушки должно осуществляться в период высоких вод, а на малых - в период низких.
Суточный график выполнения буровых работ так же должен быть увязан со временем приливов и отливов.
Помимо учета приливо-отливных колебаний, сведения о которых приводятся в специальных таблицах, необходимо вести постоянное наблюдение за окружающей обстановкой: состоянием моря и ледяного покрова, силой ветра, направлением и скоростью течений, движением плавучих объектов. В случае возможного смещения буровой установки со скважины под воздействием какого либо внешнего фактора следует незамедлительно принять меры по предотвращению смещения буровой установки (поставить дополнительные якоря, натянуть якорные канаты, подать сигнал проходящему судну и т.д.)
Если параметры ветра и волнения достигают предельных для данной ПБУ значений, то бурение прекращают и буровой снаряд извлекают из скважины. Буровую установку отводят в сторону от скважины, а к верхнему конце обсадной колонны прикрепляют буй. С получением штормового предупреждения ПБУ отводят со скважины в укрытую от ветра бухту, а если такой бухты поблизости нет, то отводят в сторону от скважины, ставят дополнительные якоря и тщательно крепят буровое оборудование и инструмент. Во время шторма на буровом понтоне не должно находиться ни одного человека, но за понтоном необходимо вести постоянное наблюдение с берега. Если работы ведутся со льда, то с получением штормового предупреждения буровые установки отвозят на берег или крепят тросами к прибрежным скалам. Во время вынужденного прекращения работ на акватории из-за неблагоприятной погоды буровые бригады работают на береговых скважинах, задаваемых с целью освещения геолого-литологического строения, примыкающего к акватории участка суши.
Важной частью организации основного процесса бурения является обеспечение текущих потребностей организации основного процесса бурения является обеспечение текущих потребностей буровой установки в горюче-смазочных материалах, буровых коронках, трубах и т.п. Снабжение буровой установки осуществляется в светлое время суток, обычно в утреннюю смену. В эту же смену проводится мелкий ремонт бурового оборудования, осуществляется уход за всем оборудованием и плавсредствами.
Своевременная смена рабочих также имеет немаловажное значение для успешного осуществления процесса бурения. Бурение с воды требует повышенных физических усилий, люди при этом устают быстрее, чем при бурении на суше. Производительность труда к концу смены падает, и для работы сверх установленного времени людям часто не хватает физических сил, особенно в условиях качки. Поэтому плавсредства для перевозки людей должны подаваться без опозданий и использование их в часы пересменок для других нужд, исключая спасательные работы, недопустимо.
В организацию основного процесса бурения входит и проведение ряда мероприятий по повышению механической скорости бурения. К числу основных мероприятий относятся:
внедрение новых высокопроизводительных буровых станков;
использование наиболее эффективных способов бурения, обеспечивающих высокое качество получаемой информации;
применение технологии бурения, полностью соответствующей проходимым грунтам и гидрометеорологической обстановке;
постоянное повышение квалификаций рабочих и инженерно-технических работников.
Следует отметить, что средняя механическая
скорость бурения на акваториях довольно высокая. Это связано с преобладанием в
шельфовой зоне грунтов невысоких категорий - в основном I и II (илы, рыхлые
пески, супеси и пр.). Бурение этих грунтов характеризуется высокой механической
скоростью бурения - до 30 м/ч и больше. В то же время в прибрежной зоне очень
часто приходится бурить скальные породы, валунные грунты, плотные пески
плывунного типа. Механическая скорость бурения этих грунтов обычно не высокая.
Проведение организационно-технических мероприятий должно быть направлено на
повышение механической скорости бурения именно в этих грунтах. Повышение
механической скорости бурения слабых грунтов, очевидно, нецелесообразно, так
как оно может привести к снижению качества получаемой нженерно-геологической
информации. Главное внимание при бурении слабых грунтов следует обращать на
сохранность естественного сложения грунта, извлекаемого из скважины, и точное
определение литологических границ.
.3 Ликвидационные работы
Этот вид работ начинают до окончания бурения последних скважин. Заблаговременно заказывают морской буксир для транспортирования ПБУ, возят экспедиционное снаряжение, инструмент, оборудование, оставляя для бурения последних скважин только самое необходимое, без чего не обойтись практически невозможно. С объекта выезжает часть сотрудников партии.
После окончания бурения последней скважины якоря извлекают из грунта и ПБУ подводят к причалу или причальной бочке. При отсутствии причального сооружения ПБУ оставляют на якорях и начинают готовить к буксировке. В первую очередь проверяют целостность обшивки и плавучего основания и надежность крепления бурового станка, двигателя, насоса и якорных лебедок к палубе установки, затем все трубы и прочие незакрепленные предметы прочно увязывают стальными канатами во избежание их смещения при буксировке ПБУ. На палубе не должно оставаться ни одного незакрепленного предмета. Рабочую шлюпку поднимают на борт установки и надежно крепят к палубе. Если площадь установки ограниченная и для шлюпки на ней нет места, шлюпку оставляют на плаву, прикрепив ее к кормовой части ПБУ длинным канатом. Трубы и другие предметы распределяют по палубе со смещением к кормовой части, благодаря чему передняя часть установки приподнимается, и во время буксировки по морю установка меньше «зарывается» в воду, чем при отсутствии дифферента.
Руководитель морской партии лично проверяет готовность ПБУ к буксировке и назначает сопровождающих. С приходом на участок морского буксира на ПБУ передают буксирные канат и крепят его к буксирному устройству. Сопровождающие переходят на борт буксира и остаются на нем до конца буксировки ПБУ.
Одной из задач организации ликвидационных работ является очистка берега и дна на участке буровых работ от поломанных труб, обрывков канатов, утопленных предметов, пустых бочек, ящиков и других отходов производства. Очистка дна осуществляется аквалангистами морской партии или привлеченными для этой цели водолазами. Если в некоторых скважинах остались обломанные трубы, выступающие выше морского дна, и извлечь их из грунта невозможно, трубы обрезают на уровне дна. После окончания буровых работ на участке не должно оставаться никаких следов производственной деятельности. Очень важным организационным моментом является свое временное завершение буровых работ с ПБУ на отдаленных, необжитых объектах. Работы должны быть закончены до начала длительного штормового периода или замерзания акватории. Если буровые установки своевременно не отбуксировать с объекта, то придется затратить немало времени на ожидание затишья, а при замерзании акватории приходится оставлять их на месте до весны. Буровые установки оставляемые на зимовку, необходимо вытащить на берег за пределы прибойной зоны или зоны припая. Но это не всегда возможно из-за отсутствия соответствующих технических средств или же из-за недоступных, обрывистых берегов. Тогда буровые установки оставляют заякоренными на плаву или в хоне осушки. Как показывает многолетний опыт работ, буровые установки, оставленные в акватории на зимний период, могут быть деформированы льдами, сорваны с якорей во время сильных штормов, в результате чего они ударяются о дно или берег и после вынужденной зимовки нередко требуют капитального ремонта. ПБУ отбуксированные на базу после окончания работ, заякоривают в укрытой от ветра и волнения бухте на мертвых якорях или вытаскивают по слипу на берег. Малые вспомогательные плавсредства - шлюпки, мотоботы и катера - вытаскивают по слипу на берег и ставят в специальное помещение (эллинг) для хранения и ремонта. В течении зимнего периода проводят технический осмотр и ремонт всех ПБУ и вспомогательных плавсредств.