Статьи

Бурение в Тихом океане. Проект инженерного подраздела ВВС США: "Установка системы выявления яду



Маленькие установки горизонтально направленного бурения были специально разработаны для прокладки футляров, кабелей, и водоводов.

Как только установки получили широкое распространение в отрасли, они сразу же привлекли внимание инженеров и проектировщиков из самих разных областей. Сегодня данное буровое оборудование можно встретить при строительстве самих разных и неординарных проектов.

Много проектов связаны с водой, строительством переходов под реками, озерами и болотистой местности. В таких проектах наибольшую сложность представляют береговые укрепления, которые защищают от могучих сил природы.

На острове Уейк находится станция слежки за ядерными взрывами, которые являются частью всемирной системы слежки за произведением несанкционированных ядерных испытаний иностранными государствами в нарушении договора о запрещении ядерных испытаний. Для установки датчиков гидроакустической системы сбора данных (ГССД) был применен метод ГНБ.

За соблюдением договора о запрещении ядерных испытаний в США отвечает Национальный Центр Слежки и база ВВС "Патрик" штат Флорида, для слежки используются разные способы: контроль воздушного пространства, контроль состояния земли и океанов.

Основные моменты

Важнейшим элементом системы (ГССД) являются подводные датчики связанные кабелем с центром на березе. Для строительства проекта "Остров Уейк" была использована с тяговым усилием 40000 фунтов (18140 кг), что выполнила три пилотных скважины под морским дном и прибрежной зоной. Исходные точки расположены в океане, с помощью водолазов был переменный инструмент и присоединена труба ПЕНД 3 дюйма (76,2мм) для затягивания. Три трубы были возведены в единственный канал на выходе установкой ГНБ на пляже острова.

В каналы будут проложены датчики с кабелями и подключенные к центру обработки информации на березе. Собранная информация будет передаваться Национальным Центром Слежки через спутник Международной Системы Слежка за ядерными испытаниями, что базируется в Венозное, Австрия.

Техническую поддержку проекта "Остров Уейк" подавали: Naval Facilities Engineering Service Center (NFESC), Порт Хаенем, Sound Sea Technology, Ventura. Производство буровых работ проводила опытная компания Island Mechanical Corp., Kapolei, HI что выполняла раньше подобные проекты.

Старший инженер проекта "Остров Уейк" Стен Блек представили подробную информацию по проекту.

Блек объяснил, что при размещении кабеля на дне, открытым способом, периодически нужно проводить длинный обзор и ремонт. Кабель повреждается: коррозией, рыболовецкими снастями и движением почвы, в прибойной зоне, которая делает его недолговечным.

В своем окончательном докладе о проекте Блек написал: “Дан метод значительно сократит расходы на обслуживание и ремонт, необходимые при повреждениях кабеля, кабель заключается в футляр, выведенный за зону прибоя, который уменьшает повреждение и снос. Первичные расходы методом горизонтально направленного бурения, как правило значительно выше, чем открытым способом, но расходы на обслуживание и ремонт кабеля лежащего на дне океана будут более высоки. Кроме того, данный метод приводит к сокращению расходов на обустройство прибрежной полосы по сравнению с открытым способом”.

Еще Блек сказал, что планируется компаниями NFESC и Sound Sea Tech- nology (SST) прокладка нескольких кабелей в прибрежной зоне, используя установки ГНБ для обхода трубо-проводов на острове того, которое Поднесло в южной части Тихого океана и ВОЛС на березе острова Сан Николас.

Подготовка и логистика

Подготовка проекта включала согласование с экологическими, наземными и морскими службами, а также разработка обхода канала.

Согласовав с заказчиком места установки датчиков и выхода на дно, стало понятно какая глубина выхода: приблизительно 55 футов (16,76м).

Логистика на острове настоящая проблема, для того, чтобы получить необходимое оборудование, приходится тщательным образом все планировать. Остров расположен в середине Тихого океана в 2460 милях к западу от Гонолулуа и к востоку 1590 миль от Гуама, два ближайших портов, откуда можно доставить оборудование. Остров посещают редко корабли и самолеты.

На острове была уже строительная техника: грузовики, краны, экскаваторы и погрузчики, но не было установки ГНБ, водолазного снаряжения и расходных материалов, для работы. После анализа возможных вариантов транспортировка была принята решение отправить буровую технику, вспомогательное оборудование, расходные материалы и персонал, чартерным рейсом ВВС США С-17.

После изучения технической документации по проекту и всех согласований стало ясно, что точки забуривания и выхода являются критическими и изменению не подлежат. Много, кто работает технологией ГНБ, удивятся таким жестким условиям, но такой проект.

Проанализировав документацию по островным коммуникациям, был составлен план бурения и определенные на месте точки забуривания и выходу – сказал Блек. Было обследовано морское дно с помощью глубинного локатора с анализом обратного многолучевого рассеивания и дистанционным управлением (ROV), которое дает точный рельеф морского дна в месте предполагаемой траектории бурения. Маленькая камера, размером из человеческий глаз, оборудованная винтом и дистанционным управлением позволяет визуально обследовать морское дно, не прибегает к помощи водолазов. На основании полученных данных была скорректирована траектория бурения.

Место для старта скважины было выбрано на юго-восточном берегу острова Уейк, рядом со стройплощадкой, которая действует. Геология по данному проекту не проводилась, основываясь на данных по предыдущим проектам и бурению под установку сейсмических датчиков, можно говорить что на глубине до 325 футов (99,06м) идет коралл с вулканическими образованиями полосой больше 300 футов (91,44м).

В проекте говорится, что образцы кораллов и скалы вытягивали в районе пляжа при геологических исследованиях, определение твердости и шероховатости породы. Исследования показали, что тип породы: кораллы, которые окаменели, прочность породы от 4000 псы (275,76 панив) до 6000 псы (413,64 панив) на квадратный дюйм при сжатии – скала средней твердости по классификации.

175 футов в день с минимальным возвращением жидкости, будет хорошим результатом в этой почве", сказал Блек.

После наложения топографической съемки, полученной с помощью глубинного локатора на карту и повторного просчета траектории бурения, была точно определена глубина выхода на дно океана - 55 футов (16,76м) от поверхности воды.

Выбор оборудования

Для выполнения работ использовалась установка ГНБ Ditch Witch Jt4020 All Terrain (AT), система приготовления бурового раствора Mm5 с баком 1000 галлонов и вакуумный экскаватор из 500 галлонним баком для сбора поворотной буровой жидкости.

Блек назвал три основных фактора выбора этой модели: габариты позволяют транспортировать воздушным транспортом; возможность бурить переходы длиной 1000 футов в кораллах и вулканических отложениях; минимальное потребление бурового раствора при бурении, которое возводит к минимуму необходимое количество пресной воды. Еще Блек сказал что: двойные буровые штанги позволяют бурить скальную породу без применения гидравлического убойного двигателя, который требует значительно больше затраты бурового раствора.

Специально модифицирована система слежки Сабсайт для определения траектории бурения на березе и открытой воде. Буровые работы проводила команда из четырех опытных островных механиков, которые специализируются на бурении кораллов и вулканической породы, персональную техническую поддержку осуществили компании Sound Sea Technology, Underwater Construction Team TWO и NFESC.

Три скважины были пробурены из одного приямка, за счет гибкости управления буровой колонной это стало возможным.

Три точки выхода располагались в океане около 180 метров от берега. Сначала была пробурена восточная скважина, второй пробурили центральную скважину, третья крайняя левая скважина. Длина первой скважины 883 фута, второй 885 футов, третьей 926 футов.

Порядок выполнения работы

Пилотное бурение и обратное затягивание происходило в несколько этапов:

- Водолазы осмотрели дно в месте точек выхода на наличие живых кораллов и отметили на поверхности буйками;

- Три каната плавали по поверхности воды с промежутком в 20 футов (6м), для закрепления концов использовались сигнальные буйки;

- Водолазы проложили линии (указательные канаты) от берега к месту выхода, по предполагаемой траектории бурения, для облегчения нахождения буровой головки и корректировки;

- Отслеживание буровой головки проводилось через каждые 30футов (9,14м) с помощью водолазов и специальной антенны;

- По выходу буровой головки на дно океана, была демонтирована водолазами. Водолазы подсоединили расширитель и вертлюг, а также провели всю подготовительную работу перед затягиванием футляра;

- Трехдюймовая труба ПНД была разложена на березе, один из концов трубы подсоединили к вакуумному экскаватору;

- С помощью надувной лодки затягиваемая труба была взыскана из берега на воду. Для облегчения передвижения трубы и лодки водным путем, используя вакуумный экскаватор, заполнили трубу морской водой. Лодка подвела трубу к сигнальному бую первой скважины. Водолазы прикрепили конец трубы к вертлюгу;

- Было проведено успешное затягивание футляра в скважину.

Отслеживания траектории бурения и корректировки направления были самим сложному моментом, поскольку работа проводилась в морской воде на дне океана. Опыт работы с оборудованием, предназначенным только для использования на земле, оказался не эффективным на аналогичном объекте по установке датчиков системы HDAS в 2003 году на острове того, которое Поднесло. Дана система более точная в соленой воде, которая полностью удовлетворяет условиям проекта.

Блек объяснил: "Производителем локатора компанией Дитч Витч была разработана специальная выносная антенна с кабелем длинной 100 футов (30,48м) что позволяет работать на дне океана. Выносная антенна расположена в нижней части трубки длинной 3 фута(0,9м). Антенна соединена кабелем с локатором на лодке. При такой схеме сводится к минимуму потери мощности сигнала в соленой воде".

Зная точку выхода и используя раньше установлен сигнальный канат на дне водолазы, видя отклонение от заданного курса передают по рации данные для корректировки. Оператор установки, анализируя данные из локатора и от водолазов, вносит необходимые корректировки направления бурения.

"В процессе работы система радиосвязи водолазов отказала" - сказал Блек, "были разработаны ручные сигналы, передаваемые через кабель, который связывает выносную антенну с локатором. Протокол бурения вел локаторщик на лодке, записывая все сигналы водолазов и свидетельства локатора".

  • Комментарии запрещены.