Буріння в тихому океані проект інженерного підрозділу ВПС США установка системи виявлення ядерних вз

Буріння в тихому океані проект інженерного підрозділу ВПС США установка системи виявлення ядерних вз

Дрібні установки горизонтально направленого буріння були спеціально розроблені для прокладки футлярів, кабелів і водоводів.

Як установки ГНБ отримали широке поширення в галузі, вони відразу привернули увагу інженерів і проектувальників із всіляких областей. Зараз дане бурове устаткування можна зустріти при будівництві самих різних і нестандартних проектів.

Багато проектів пов'язано з водою, будівництвом переходів під річками, озерами і болотистій місцевості. У таких проектах найбільшу складність представляють берегові укріплення, що захищають від масивних сил природи.

На півострові Уейк знаходиться станція стеження за ядерними вибухами, що є частиною глобальної системи спостереження за твором несанкціонованих ядерних випробувань зарубіжними державами в порушенні контракту про заборону ядерних випробувань. Для установки датчиків гідроакустичної системи збору даних (ГССД) був використаний спосіб ГНБ.

За дотриманням контракту про заборону ядерних випробувань в США відповідає Державний центр стеження і база ВПС «Патрік» штат Флорида, для стеження використовуються різні методи: контроль повітряного місця, контроль стану землі і океанів.

Головні моменти

Важливим елементом системи (ГССД) є підводні датчики пов'язані кабелем з центром на березі. Для будівництва проекту «Острів Уейк» була застосована бурова установка з тяговим зусиллям 40000 фунтів (18140 кг)., Що виконала три пілотних свердловини під морським дном і прибережною зоною. Початкові точки розміщені в океані, за допомогою водолазів був змінений інструмент та приєднана труба ПЕНТ 3 дюйми (76,2 мм) для затягування. Три труби були зведені в єдиний канал на виході установкою ГНБ на пляжі острова.

У канали будуть прокладені датчики з кабелями і підключені до центру обробки інформації на березі. Зібрана інформація буде передаватися Державний центр стеження через супутник Інтернаціональній системи стеження за ядерними випробуваннями, що базується в Венне, Австрія.

Техно підтримку проекту «Острів Уейк» надавали: Naval Facilities Engineering Service Center (NFESC), Порт Хаен, Sound & Sea Technology, Ventura. Створення бурових робіт проводила досвідчена компанія Island Mechanical Corp., Kapolei, HI робила раніше подібні проекти.

Старший інженер проекту «Острів Уейк» Стінок Блек представив детальну інформацію по проекту.

Блек пояснив, що при розміщенні кабелю на дні, відкритим методом, часом необхідно проводити довгі огляд і ремонт. Кабель ушкоджується: корозією, рибальськими снастями і рухом грунту в прибійній зоні, що робить його недовговічним.

У власному остаточній доповіді про проект Блек написав: "Даний спосіб істотно зменшить витрати на сервіс і ремонт, потрібні при пошкодженнях кабелю, кабель укладається у футляр, виведений за зону прибою, зменшує пошкодження і знос. Початкові витрати способом горизонтально направленого буріння, зазвичай істотно вище , ніж відкритим методом, але видатки обслуговування та ремонт кабелю лежачого на дні океану будуть вище. Крім того, даний спосіб призводить до скорочення витрат на облагороджування прибережної смуги в порівнянні з відкритим методом ".

Ще Блек вимовив, що планується компаніями NFESC і Sound & Sea Tech-nology (SST) прокладка декількох кабелів в прибережній зоні, використовуючи установки ГНБ для обходу трубо-проводів на півострові Вознесіння в південній частині Тихого океану і ВОЛЗ на березі острова Сан Ніколас.

Підготовка і логістика

Підготовка проекту включала узгодження з екологічними, наземними і морськими службами, також розробка обходу каналу.

Погодивши із замовником місця встановлення датчиків і виходу на дно, стало зрозуміло яка глибина виходу: приблизно 55 футів (16,76 м).

Логістика на півострові реальна проблема, для того щоб отримати потрібне обладнання, доводиться копітко все планувати. Півострів розміщений посеред Тихого океану у 2460 милях на захід від Гонолулу і на схід 1590 миль від Гуама, двох найближчих портів, звідки можна доставити обладнання. Півострів відвідують зрідка кораблі і літаки.

На півострові була вже будівельна техніка: вантажівки, крани, екскаватори та навантажувачі, але не було установки ГНБ, водолазного спорядження та витратних матеріалів для роботи. Після аналізу можливих варіантів транспортування було прийнято рішення вислати бурову техніку, допоміжне обладнання, витратні матеріали та персонал чартерним рейсом ВПС США С-17.

Після дослідження технічної документації по проекту і всіх погоджень стало ясно, що точки забурювання і виходу є критичними і зміні не підлягають. Багато хто, хто працює технологією ГНБ, здивуються настільки жорстким умовам, але такий проект.

Проаналізувавши документацію по острівним комунікацій, було складено план буріння і визначені на місці точки забурювання і виходу – вимовив Блек. Було обстежено морське дно за допомогою глибинного локатора з аналізом оборотного багатопроменевого розсіювання і дистанційним керуванням (ROV), що дає чіткий рельєф морського дна в місці передбачуваної лінії руху буріння. Мала камера, розміром з людський очей, устаткована гвинтом і дистанційним управлінням дозволяє візуально досліджувати морське дно, не вдаючись до допомоги водолазів. На підставі придбаних даних була скорегована лінія руху буріння.

Місце для старту свердловини було вибрано на південно-східному березі острова Уейк, поряд з діючою будмайданчиком. Геологія з даного проекту не проводилася, грунтуючись на даних щодо попереднім проектам і бурінні під установку сейсмічних датчиків, можна говорити на глибині до 325 футів (99,06 м) йде корал з вулканічними утвореннями смугою понад 300 футів (91,44 м).

У проекті йдеться, що еталони коралів і гори були витягнуті в районі пляжу при геологічних вишукуваннях, визначення твердості і шорсткості породи. Дослідження засвідчили, що тип породи: закам'янілі корали, міцність породи від 4000 псі (275,76 бар) до 6000 псі (413,64 бар) на квадратний дюйм при стисненні – гора середньої твердості по систематизації.

"175 футів на день з найменшим поверненням води, буде непоганим результатом в цьому грунті," виголосив Блек.

Після накладення топографічної зйомки, придбаної за допомогою глибинного локатора на карту і повторного прорахунку лінії руху буріння, була точно визначена глибина виходу на дно океану – 55 футів (16,76 м) від поверхні води.

Вибір обладнання

Для виконання робіт використовувалася установка ГНБ Ditch Witch JT4020 All Terrain (AT), система виготовлення бурового розчину MM5 з баком 1000 галонів і вакуумний екскаватор 500 галонів баком для збору поворотній бурової води.

Блек іменував три головні чинники вибору цієї моделі: габарити дозволяють транспортувати повітряним транспортом, можливість бурити переходи довжиною 1000 футів в коралах і вулканічних відкладеннях; мале споживання бурового розчину при бурінні, яке зводить до мінімуму потрібну кількість прісної води. Ще Блек вимовив що: подвійні бурові штанги дозволяють бурити скельну породу без впровадження гідравлічного вибійного мотора, який просить істотно більшої витрати бурового розчину.

Спеціально змінена система стеження Сабсайт для визначення лінії руху буріння на березі і відкритій воді. Бурові роботи проводила команда з чотирьох найдосвідченіших острівних механіків, що спеціалізуються на бурінні коралів і вулканічної породи, індивідуальну техно підтримку виконали компанії Sound & Sea Technology, Underwater Construction Team TWO і NFESC.

Три свердловини були пробурені з одного приямка, за рахунок гнучкості управління бурової колоною це стало можливим.

Три точки виходу розміщувалися в океані близько 180 метрів від берега. Спочатку була пробурена східна свердловина, другий пробурили центральну свердловину, третя остання ліва свердловина. Довжина першої свердловини 883 фути, другий 885 футів, третьої 926 футів.

Порядок виконання роботи

Пілотне буріння та оборотне затягування відбувалося в кілька кроків:

Водолази провели огляд дно в місці точок виходу на наявність живих коралів і відзначили на поверхні буйками;

Три каната плавали по поверхні води з проміжком в 20 футів (6м), для закріплення кінців використовувалися сигнальні буї;

Водолази проклали смуги (вказівні канати) від берега до місця виходу, по передбачуваної лінії руху буріння, для полегшення знаходження бурової головки і коригування;

Відстеження бурової головки виконувалося через кожні 30футов (9,14 м) за допомогою водолазів та спеціальної антени;

По виходу бурової головки на дно океану, була демонтована водолазами. Водолази під'єднали розширювач і вертлюг, також провели всю попередню роботу перед затягуванням футляра;

Тридюймовий труба ПНД була розкладена на березі, один з кінців труби під'єднали до вакуумного екскаватора;

За допомогою надувного човна затягується труба була стягнута з берега на воду. Для полегшення пересування труби і човни по воді, використовуючи вакуумний екскаватор, заповнили трубу морською водою. Човен підвела трубу до сигнального буя першої свердловини. Водолази прикріпили кінець труби до вертлюг;

Була проведена вдала затяжка футляра в свердловину.

Відстеження лінії руху буріння і коректування напряму були самим складному моментом, тому що робота проводилася в морській воді на дні океану. Досвід роботи з обладнанням, призначеним тільки для використання на землі, виявився не дієвим на аналогічному об'єкті з установки датчиків системи HDAS в 2003 році на півострові Вознесіння. Дана система більш чітка в солоній воді, цілком задовольняє умовам проекту.

Блек пояснив: «Виробником локатора підприємством Дітч Вітч була розроблена особлива виносна антена з кабелем довжиною 100 футів (30,48 м) дозволяє працювати на дні океану. Виносна антена розміщена в нижній частині трубки довжиною 3 фути (0,9 м). Антена з'єднана кабелем з локатором на човні. За такої схеми зводиться до мінімуму втрати потужності сигналу в солоній воді ».

Знаючи точку виходу і використовуючи раніше встановлений сигнальний канат на дні водолази, бачачи відмінності від даного курсу передають по рації дані для коригування. Оператор установки, аналізуючи дані з локатора і від водолазів, заносить потрібні корективи напрямки буріння.

«В процесі роботи система радіозв'язку водолазів відмовила» – виголосив Блек, «були розроблені ручні сигнали, передані через кабель, який з'єднує виносну антену з локатором. Протокол буріння вів локаторщік на човні, записуючи всі сигнали водолазів і показання локатора ».

Строки виконання роботи

Незважаючи на всі труднощі і несподівані події проекту «Острів Уейк» робота була вдало виконана.

За розрахунками на пілотне буріння свердловини повинно було піти три дні. 1-і дві свердловини пробурили за чотири дні, по два на кожну. Буріння третин свердловини зайняло 13 календарних днів.

Затримку викликав ранній вихід бурової головки на дно океану через помилку топографії рельєфу дна. Довелося повертатися на 10 штанг назад і змінювати лінію руху, щоб вийти в даній точці.

«На всіх трьох свердловинах було дуже важко підніматися в точці виходу, можливо під кораловим рифом йшов пласт піску. Низька щільність породи не дає здатність навести бурову головку в потрібному напрямку. Попри це підсумок був досягнутий за рахунок падаючого рельєфу дна і невеликому розрахунковому куту підйому ».

У остаточній доповіді компанія Саунд і Сіа Технолоджі дає поради й роз'яснення для майбутніх проектів:

Були вдало прокладені три футляра для кабелів. Всі три футляра виходять на поверхню дна, що дає можливість встановити датчики;

Порода виявилася м'якою, періодично з жорсткими включеннями. Ризик розбирання бурової головки при витягуванні на третій свердловині був найменшим. Тільки три з 12 привезених піддонів хім реагентів були застосовані, замість розрахункових 6000 галон прісної води в день використовували від 1000 до 1500 галонів;

Швидкість буріння росла по мірі виконання роботи. У 1-і деньки буріння швидкість була близько 215 футів (65,5 м) на день. В останній повний робочий день було пробурено 435 футів (132м);

Виносна антена працює відмінно. Чотири антени були застосовані в роботі, дві з яких, отримали пошкодження під водою. Дуже важливо мати запасні частини на віддалених об'єктах;

Впровадження жестів і ручних сигналів через кабель на півострові Уейк зарекомендували себе відмінно. В інших критеріях, коли буде сильна течія, хвилі на поверхні, каламутна вода і т.д., радіозв'язок з водолазами просто потрібна;

Бурові роботи на дуже віддалених об'єктах будуть успішні тільки при детальному плануванні. Обладнання міцно і не вимагає наявності особливих запасних частин. До проекту «Острів Уейк» не було здатності знайти чітку кількість потрібних бурових реагентів, тому було привезено припасом, тому що термін доставки на півострів два-чотири тижні.

Проект «Острів Уейк» ще не закінчений – додав Блек.

«У жовтні планувалося встановити датчики, але в серпні на півострів обвалився ураган п'ятої категорії, швидкість вітру досягала 150 миль / год (240км / ч), острови завдано значної шкоди, установку датчиків довелося відкласти на деякий час».

Джерело: gradostroitel.com.ua

MAXCACHE: 0.49MB/0.01822 sec