Морская стационарная платформа (МСП) – морское нефтегазо-промысловое сооружение, состоящее из верхнего строения и опорного основания, зафиксированное на все время использования на грунте и являющееся объектом обустройства морских месторождений нефти и газа. Эксплуатационный период МСП на месторождении составляет 25 лет.
Все установки (платформы, сооружения) для морского бурения подразделяются на три основные категории: стационарные – постоянные основания, эстакады, искусственные острова; полустационарные – плавучие (само-поднимающиеся) буровые установки; подвижные – буровые суда, баржи и другие плавучие устройства (полупогружные установки).
Стационарные сооружения для добычи нефти и газа представляют собой наиболее развивающуюся и многочисленную группу гидротехнических сооружений для освоения шельфа. Они используются главным образом для долговременной эксплуатации – бурения скважин, добычи, переработки и хранения нефти и газа.
МСП предназначена как для проведения разведочного бурения (глубины от 10–200 м), так и для постоянной эксплуатации на нефтепромысле. Для эффективного бурения разведочных скважин наиболее предпочтительным типом МСП является бурение с мооопорного основания. Это наиболее простая и сравнительно дешевая конструкция. В зависимости от глубины моря это может быть свайная или ферменная конструкция гравитационного типа.
Путь развития морских гидротехнических сооружений от создания различных конструктивных элементов до морских стационарных платформ проходил в два масштабных этапа.
Первый этап можно назвать подготовительным, на его базе были созданы все предпосылки появления МСП. На втором этапе происходит совершенствование типов платформ для различных условий (режимов) работы: арктические и ледовые условия, различные гидрометеорологические условия (сейсмичность, волнение и течения, скорость ветра), более высокие глубины водных акваторий.
Этап 1. Разработка и развитие свайных оснований.
А) Отечественные разработки:
1) Свайные основания. Первое металлическое свайное основание было предложено в 20-х гг. Н.С. Тимофеевым.
2) Крупноблочная конструкция верхнего строения морского основания. В 1940 г. Б.А. Рагинский предложил создание крупноблочную конструкцию верхнего строения морского основания, которая устанавливалась и монтировалась на зацементированных сваях. Применение крупноблочных элементов заводского изготовления резко сокращает время затраченное на строительство.
3) Эстакады – средства сообщения между объектами. В процессе разработки морских месторождений потребовалось надежное сообщение между отдельными объектами, расположенными на значительных расстояниях нефтепромысла.
4) Металлических стационарных оснований. Впервые металлические стационарные основания (МОС) были предложены группой ученых – Л.А. Межлумовым, С.А. Оруджевым и Ю.А. Саттаровым. В 1976 г на месторождении «им. 28 апреля» построено стационарное металлическое основание на глубине моря 84 м.
Б) Зарубежные разработки:
1) Стационарные оснований на деревянных сваях. Освоение морских нефтяных месторождений также было начато с применением стационарных оснований на деревянных сваях.
2) железобетонные и бетонных конструкций в виде кессонов. Характерной особенностью зарубежной практики строительства стационарных морских оснований было использование железобетонных и бетонных конструкций в виде кессонов, опускных колодцев и свай. Например, основание Коллинса. Ввиду высокой стоимости эти конструкции не получили широкого распространения.
3) Металлические стационарные морские основания простые и сложные. Металлические стационарные морские основания для бурения скважин и добычи нефти за рубежом начали свое развитие с простейших конструкций на глубину 6 м до сложных конструкций на глубины до 305 м и более.
Этап 2. Создание МСП
Следующим этапом в развитии конструкций морских гидротехнических сооружений для бурения скважин и добычи нефти было создание морских стационарных платформ (МСП), состоящих из опорной части, массивного моноблока и съемного многопалубного верхнего строения.
Наиболее ускоренное развитие конструкций МСП произошло при освоении нефтяных и газовых месторождений Северного моря. Здесь предпочтение в эксплуатировании отводится железобетонным МСП гравитационного типа. А также используются комбинированные конструкции у которых низ изготавливается из железобетона, а верх – из металла.
Для глубоководных акваторий (для глубин от 300 м и более) целесообразнее использовать жесткие МСП гравитационного типа или со стальными ферменными конструкциями, среди упругих МСП предпочтение отдается плавучим башням. Отличительной особенностью таких конструкций является применение эффекта взаимной компенсации волновых нагрузок при резонансных частотах.
В связи с активизацией арктических исследований ведется работа по проектированию и модернизации уже имеющихся платформ для работы в ледовых и сейсмических условиях. Конструкция таких сооружений определяется в основном величиной воздействия на них горизонтальных сил движущегося льда. В связи с этим наиболее перспективными сооружениями для освоения Арктики являются стационарные сооружения кессонного типа (моноопорные сооружения).