Северный Ледовитый океан - крупнейшая нефтегазоносная провинция земли. Еще в 70-х годах прошлого века было установлено, что запасов углеводородного топлива только на шельфах Баренцева и Карского морей хватит на несколько столетий. Но добыча природного топлива началась только в 2013 году: с того момента, когда была введена в эксплуатацию станция «Приразломная» - нефтяная платформа и по совместительству крупнейший отечественный инновационный проект.

Одна-единственная

«Приразломная» - единственная в нашей стране морская ледостойкая стационарная платформа, ведущая разработку полезных ископаемых на российском арктическом шельфе. Строительство МЛСП началось в 1995 году по проекту, разработанному российскими учеными совместно с зарубежными специалистами. В ходе проекта учитывался иностранный опыт строительства нефтяных платформ в Северном море.

Конструкция платформы практически не имеет аналогов в мире. Она была собрана из двух частей - подводного кессона и надводного комплекса, в состав которого вошли системы для бурения скважин, добычи, отгрузки и хранения нефти, выработки тепловой и электрической энергии, а также блоки для проживания персонала.

Уникальность проекта

Уникальность проекта в том, что первая в мире добыча нефти в арктическом поясе ведется со стационарного объекта. «Приразломная» платформа осуществляет разработку полезных ископаемых в условиях дрейфующих льдов и сложнейших климатических условиях.

Она отвечает жестким требованиям безопасности, современным техническим и экологическим требованиям:

• высокотехнологичная система переработки стоков в условиях нулевого сброса обеспечивает высокую чистоту производства;
• наличие струйных рыбозащитных фильтров на патрубках водозаборных устройств, что предотвращает гибель мальков и планктона;
• возможность бурения скважин в вертикальном, наклонном и горизонтальном направлении длиной до 7 км;
• способность хранить до 131 тыс. куб. м нефти, при ежегодной добыче свыше 6,5 млн. тонн.

Уникальной можно назвать и технологию строительства объекта. «Приразломная» платформа собиралась из двух частей - кессона и верхнего - непосредственно в море, а затем доставлялась к месту разработки углеводородного топлива.

Сборка кессона

Кессон - водонепроницаемая камера, сконструированная для подводных строительных и монтажных работ. Эту часть платформы также можно назвать уникальной, так как для ее создания был разработан специальный проект, предусматривающий ее сборку из четырех монолитных суперблоков.

Для создания блоков питерским ЦНИИ КМ «Прометей» была разработана специальная сталь, способная выдержать предельно низкие температуры (до -42 о С), и способная работать на растяжение и сжатие. Каждый суперблок имеет массу 20 000 тонн и длину 126 м.

«Приразломная» платформа оснащена специальным технологическим комплексом для сварки блоков между собой. После сборки кессон был отбуксирован в специальный углубленный котлован и посажен на щебеночную основу.

Верхнее строение платформы

При конструировании верхней части платформы параметры внешней среды проектировались с большим запасом. Цель - создание максимального уровня безопасности во время нефтедобычи. Для защиты от воздействия льда и высоких волн по периметру станции были установлены дефлекторы - стены высотой 164 м с наклоном в сторону океана для предотвращения атаки волн.

Буровая платформа «Приразломная» оснащена автоматизированной системой управления и безопасности. Система дистанционно и в автоматическом режиме руководит несколькими сотнями процессов - бурением, добычей, хранением нефти, выработкой тепло- и электроэнергии.

Особенности работы платформы

Кессон платформы одновременно является и ее опорой, и хранилищем для нефти. На объекте реализован «мокрый» способ размещения углеводородного топлива в емкостях. Поток сырья поступает в кессонное хранилище и вытесняет балластную воду. Во время отгрузки происходит обратный процесс - вода заполняет освободившиеся от отгруженной нефти пространство.

Благодаря современной технологии внутрь камеры хранения не попадает кислород и не образуются воздушные полости, в которых может накапливаться взрывоопасный газ.

«Приразломная» платформа оснащена комплексом устройств прямой отгрузки нефти (КУПОН). Он работает на основе крановой системы и может загружать танкеры непосредственно из нефтехранилища. В зависимости от величины и направления внешних сил - ветра, ледовой нагрузки, волнения - отгрузка ведется через одно из приемных устройств в носовой части.

Для начала процесса необходимо выполнить 30 условий. Это снижает риск нарушения технологии отгрузки. Для предотвращения разлива нефти станция оборудована системой экстренной аварийной остановки отгрузки, которая срабатывает в течение 7 секунд.

Месторасположение платформы «Приразломная»

Нефтедобывающая платформа «Приразломная» располагается на севере России в Баренцевом море. Близлежащим к ней населенным пунктом является Нарьян-Мар, который расположен на материке на 320 км южнее нефтяного месторождения.

Недалеко от самой нефтяной платформы, всего в 55 км к югу, находится поселок для временного пребывания рабочих Варандей, который печально известен двумя авиакатастрофами - крушениями самолета Ан-2А и военного вертолета Ми-8. В общей сложности погибло 29 человек. Почти все из них - работники нефтепромысловой промышленности.

Отыскать платформу на карте можно по координатам: 69.251709 северной широты и 57.342968 восточной долготы. Теперь вопрос о том, где находится «Приразломная» платформа, не поставит вас в неловкое положение.

Интересные факты о платформе «Приразломная»

Со строительством и эксплуатацией нефтедобывающей платформы связано немало интересных фактов. Большинство из них стали последствиями борьбы защитников природы и руководителей дочерней компании ООО «Газпром нефть шельф», которая владеет станцией. Все началось с заявлений Союза охраны птиц России, которые считали, что деятельность по добыче углеводородного топлива наносит непоправимый ущерб российской экологии.

Ситуация обострилась, когда в 2012 году представители экологической организации «Гринпис», которые поддержали акцию протеста, решили устроить забастовку и вплотную приблизились к платформе. Более того, они сумели пришвартоваться к ней при помощи альпинистского снаряжения. Однако они встретили отчаянное сопротивление со стороны работников станции, которые поливали протестующих из пожарных брандспойтов.

Морская платформа «Приразломная» была отвоевана, акция протеста потерпела крах. Активисты «Гринпис» были арестованы и задержаны на два месяца для выяснения обстоятельств. Чуть позже им было предъявлено обвинение в хулиганстве.

Нефтяная платформа — это огромный промышленный комплекс, предназначенный для бурения скважин и добычи залегающего на большой глубине углеводородного сырья. Установки для добычи нефти и газа из недр Земли поражают воображение: представьте себе рукотворную конструкцию весом полмиллиона тонн, способную бурить скважины до 10−13 км даже в условиях частичного погружения под воду — и вы поймете, что это триумф инженерной мысли современного человека. Но даже среди этих могучих сооружений есть гиганты, один вид которых вызывает трепет:

TROLL-A

Железобетонная промысловая платформа TROLL-A — это самый тяжелый в мире искусственный объект, способный перемещаться по поверхности нашей планеты. Общий вес платформы по добыче природного газа составляет 1,2 миллиона тонн при загруженном балласте, (сухой вес — порядка 650−680 000 тонн) а высота — 472 метра (из которых 369 занимает подводная бетонная структура). Это — настоящее чудо инженерной мысли, установленное на норвежском газонефтяном месторождении Troll в Северном море.

Буровые установки «Уралмаш»

Самые большие наземные буровые установки с 70-х годов производили в нашей стране. БУ «Уралмаш-15000» была задействована при бурении Кольской сверхглубокой скважины: конструкция высотой с 20-этажный дом была способна пробурить скважину глубиной до 15 км! А вот самыми большими установками на плавучих платформах, считаются системы Aker H-6e (на фото), тоже произведенные норвежцами. Площадь рабочей палубы такой конструкции составляет 6300 м 2 , а глубина бурения достигает 10 км.

Statfjord-B

Нельзя пройти мимо буровой установки Statfjord-B, самого большого плавучего технического сооружения в мире. Высота вышки, построенной в Норвегии в 1981 году, вместе с бетонным основанием составляет 271 метр, а общий вес конструкции — 840 000 тонн. Промышленный комплекс может добывать до 180 000 баррелей нефти в день, при этом резервуаров хватит на 2 000 000 баррелей. Более того, платформа представляет собой настоящий город на воде: помимо буровой установки, на ней размещены семиэтажная гостиница высокого класса, химлаборатория, вертолетная площадка и целый парк спасательной и вспомогательной техники.

Perdido Spar

А вот самая глубоководная платформа расположена в Мексиканском заливе, где пришвартована на глубине 2450 метра над нефтегазовым месторождением Perdido. Максимальная производительность платформы — 100 000 баррелей нефтесырья в день! Высота Perdido Spar составляет 267 метров, то есть это настоящая подводная Эйфелева башня!

Eva-4000

Еще один гигант, но уже нового поколения — буровая платформа Eva-4000, тоже расположенная в Мексиканском заливе, в 240 км от Луизианы. Она принадлежит компании Noble Amos Runner и при высоте в 106 метров (на платформе не предусмотрен жилой комплекс) способна осуществлять бурение на глубине 9700 м.

БУРОВАЯ ПЛАТФОРМА, гидротехническое сооружение для бурения скважин при разработке морских месторождений нефти и газа. В зависимости от конструкции и назначения различают морские стационарные платформы (для эксплуатационного бурения) и плавучие буровые установки (для поисково-разведочного бурения).

Морские стационарные платформы, в основном трёхъярусные, используют при глубинах до 350 м для одновременного бурения, добычи и подготовки пластовой продукции к транспортировке. Платформы, предназначенные только для бурения нефтяных или газовых скважин, изготавливают в одноярусном исполнении. С палубы буровой платформы, находящейся на недосягаемой для волн высоте, одним или двумя буровыми станками может осуществляться строительство нескольких десятков вертикальных, наклонно направленных, горизонтальных и разветвлённых (многозабойных) скважин. Стационарные буровые платформы закрепляются на морском дне следующими способами: свайным (забивка в морское дно свай, жёстко скреплённых с опорным блоком буровой платформы); гравитационным (удерживаются на дне за счёт массы сооружения, при этом опорный блок заполняется грунтом или водой для надёжного оседания на морское дно); комбинированным, или свайно-гравитационным (затапливаемый опорный массив, располагаемый на дне, дополнительно закрепляется сваями по всему периметру); с помощью якорных цепей или натяжных тросов (если опорный блок буровой платформы выполнен из понтонов, погружённых в воду полностью или частично). Опорный блок буровой платформы выполняют стальным (преимущественно трубчатым), железобетонным или же комбинированным (железобетонная гравитационная нижняя часть, верхняя - стальная решётчатая конструкция). Надводная часть буровой платформы включает основные комплексы: буровой, эксплуатационный, энергетический, жилой и жизнеобеспечения. В акваториях арктических морей используют буровые платформы в ледостойком исполнении с опорами в форме цилиндра, призмы или конуса для снижения ледовой нагрузки.

Плавучие буровые установки подразделяют на погружные (ПБУ), самоподъёмные (СПБУ), полупогружные (ППБУ) и буровые суда (БС).

ПБУ предназначены для бурения скважин на мелководье в диапазоне глубин от 2 до 20 м (некоторые до 50 м). Все ПБУ имеют подводный корпус (затопляемый понтон), на который опираются опорные колонны. Для подъёма ПБУ со дна используется система размыва грунта под днищем для уменьшения сил присоса.

С СПБУ ведётся разведочное бурение на глубинах от 5 до 150 м. СПБУ состоит из водоизмещающего корпуса (понтона), опорных колонн (от 3 до 6), подъёмных механизмов и буровой вышки. В корпусе имеются помещения различного назначения - для размещения оборудования, складские, жилые каюты. При транспортировке СПБУ опорные колонны максимально выдвинуты вверх. На точке бурения колонны опускаются на грунт, корпус с помощью гидравлического или электромеханического подъёмника поднимается из воды, а нижняя часть колонн, оборудованная специальными башмаками, вдавливается в грунт.

ППБУ и БС используются при глубинах моря 150-1500 м. Устойчивость ППБУ обеспечивается формой корпуса понтона, расстоянием между понтонами, а также числом и диаметром опорных колонн, на которых установлена надводная часть. ППБУ и БС фиксируются на точке бурения с помощью якорных систем или путём обеспечения динамического позиционирования, осуществляемого специальными движителями, встроенными в корпус погружённого в воду понтона. БС, в отличие от других типов плавучих буровых установок, сохраняют высокие мореходные качества, свойственные обычным судам.

Лит.: Вяхирев Р. И., Никитин Б. А., Мирзоев Д. И. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений. М., 2001.

Хотя количественные оценки экспертов относительно объема запасов морского сырья расходятся, тем не менее неоспоримым является тот факт, что многие из редко встречающихся на материке минералов в больших количествах растворены в морской воде, лежат на дне моря или покоятся под ним. Интенсивная добыча сырья из недр моря, прежде всего нефти и природного газа на континентальном шельфе, а также в полярных областях, началась только в последние годы. Первым этапом освоения морских месторождений нефти и газа является поисковое бурение в открытом море, которому предшествуют сейсмические исследования, проводимые с научно-исследовательских судов. Если поисковое бурение дает положительные результаты, то на следующем этапе осуществляется промысловое бурение. Независимо от вида бурения и типа бурового оборудования к месту проведения работ с материка необходимо доставлять большое количество материалов, топлива, пресной воды, а также рабочих. Причем объем и сроки доставки должны быть согласованы с графиком работы дорогостоящей буровой установки.

Добыча нефти и газа в море ведет к дальнейшей специализации судов снабжения

Для обеспечения этих перевозок потребовался целый ряд судов снабжения различных типов. Одну из групп образуют суда снабжения морских буровых платформ. Эти суда дедвейтом до 1000 т обеспечивают преимущественно доставку труб, топлива и пресной воды. Следующую группу составляют суда снабжения дедвейтом от 1000 до 3000 т, дополнительно оснащенные грузоподъемными средствами. Поскольку эти суда используют также для монтажных работ на морских буровых установках, грузоподъемность, вылет и высота подъема их крановых устройств должны быть весьма велики, так как для защиты от волн буровые платформы располагают на большой высоте (до 25 м) над уровнем моря. Эта же группа судов осуществляет снабжение специальных судов, занимающихся укладкой подводных трубопроводов. Постоянное пополнение труб на судах-трубоукладчиках является задачей крупных судов снабжения. Специальную группу образуют крановые суда. В отличие от обычных плавучих кранов, используемых для перевалки грузов в морских портах, крановые суда могут работать при сильном волнении. Эти суда дедвейтом до 3000 т предназначены в основном для монтажа морских буровых установок.

Морские буровые платформы

1 - стационарная платформа; 2 - погружная платформа; 3 - плавучая буровая установка; 4 - бурильное судно

В настоящее время в мире насчитывается более 2000 судов снабжения, что убедительно показывает растущее значение судов этого типа. Что касается самих морских буровых платформ, то выбор их типа зависит в первую очередь от глубины моря в месте бурения. Различают следующие типы платформ:

Стационарные буровые на сваях, которые можно применять только на небольших глубинах;

Самоподъемные платформы с выдвижными опорами-ногами, опирающимися о грунт во время бурения; по окончании буровых работ опоры поднимаются и платформа буксируется к новому месту работ; морские буровые платформы такого типа пригодны для эксплуатации при глубине примерно до 100 м;

Полупогружные платформы и буровые суда, сохраняющие стабилизированное положение во время бурения с помощью якорей либо специальных систем динамического удержания; они могут работать при глубине моря от 400 до 1500 м.

Добыча твердого минерального сырья со дна моря (слева направо): многочерпаковым земснарядом; землесосом; грейферным земснарядом; гидравлическим способом с помощью погружного насоса; длинным бесконечным канатом с черпаками; гидравлическим способом; гидропневматическим способом (эрлифтом)

Погружные и плавучие морские буровые платформы имеют очень большие размерения, что порождает многочисленные проблемы. Производственная площадь морских платформ уже достигла порядка 10 тыс. м2, а максимальный размер по высоте, включая буровую вышку, - 120 м. Подобные и даже большие габариты имеют платформы, предназначенные для сбора и передачи нефти, добытой из морских месторождений. Здесь выкристаллизовалось два варианта. В первом из них предусматривается применение легкой платформы или больших буев, связанных трубопроводом со скважиной на дне моря. Они служат также для размещения энергетической установки, питающей насосные агрегаты. Добытая нефть поступает на баржи, пришвартованные у пункта передачи нефти. Нефть отвозится либо на баржах с помощью буксиров-толкачей, либо на обычных танкерах. Во втором варианте предполагается использовать лежащие на дне моря нефтяные резервуары, которые будут обслуживаться, вероятно, подводными танкерами. Эти резервуары одновременно явятся фундаментом для расположенных над поверхностью моря электростанции и пункта передачи нефти. При небольшой глубине и малых расстояниях до материка нефть от морского нефтехранилища можно доставлять с помощью подводного нефтепровода. Наряду с описанными специальными транспортными средствами и буровыми установками, для которых термин «судно» уже нельзя счесть приемлемым, при освоении нефтяных и газовых месторождений на континентальном шельфе находит применение такое новое оборудование, как обитаемые подводные аппараты для проведения монтажных работ под водой, плавучие установки для сжижения природных газов, мощные морские буксиры, кабеле- и тросоукладчики, пожарные суда. Потребность в специальном оборудовании растет даже быстрее, чем число морских буровых платформ, в связи с освоением месторождений, расположенных далеко в море.

Большое внимание уделяется добыче минерального сырья с морского дна. В настоящее время в прибрежных районах добывают цинк, известняк, бариты и прежде всего гравий и песок. Много усилий прилагается для организации добычи находящихся на дне морей в больших количествах железомарганцевых конкреций, а также рудосодержащих илов и наносов. После завершившейся успехом американской экспедиции на научно-исследовательском судне «Челленджер» в 1973-1976 гг. - тогда удалось извлечь со дна Тихого океана первые марганцевые конкреции - появилось множество как неосуществимых, так и удачных проектов освоения этих громадных месторождений. Решающей в данном случае, независимо от вида разрабатываемого месторождения, является проблема подъема добытого сырья с больших глубин. С целью ее разрешения были предложены модификации хорошо зарекомендовавших себя на небольших глубинах многочерпаковых и грейферных земснарядов. По экономическим соображениям наиболее целесообразным представляется применение принципа многочерпакового земснаряда. В Японии проводятся опыты по использованию полипропиленового каната с прикрепленными к нему ковшами. При помощи этого бесконечного каната ковши, заполненные добытым сырьем, поднимаются на специальное судно. Затем ковши опускаются, волокутся по морскому дну, наполняются марганцевыми конкрециями и снова поднимаются на судно. Диаметр конкреций может достигать примерно 10 см. Очень перспективным представляется рефулерный способ, согласно которому добытое сырье во взвешенном состоянии будет подниматься вверх по вертикальной трубе, а несущей средой явится либо вода, либо водовоздушная смесь. Пока в качестве плавучих баз для добычи минеральных ресурсов используются переоборудованные суда. Но в будущем предполагается вести работы со специальных плавучих сооружений, подобных морским буровым платформам. В отличие от последних такие сооружения в процессе работы будут непрерывно передвигаться по строго намеченному пути. Их размеры будут существенно увеличены ввиду большей массы установленного на них оборудования. Энергоемкость подобного производства потребует мощных энергетических установок и больших запасов топлива. Именно поэтому здесь открываются широкие возможности для принятия нетрадиционных решений. Создание подобных комплексов по добыче морского минерального сырья, состоящих из добывающих и добывающе-перерабатывающих судов, судов снабжения, а также транспортных судов, явится важным полем деятельности судостроения и судоходства будущего.