Большие трудности могут возникать при извлечении из грунта моноопоры после завершения бурения скважины на море. Усилие (кН), необходимое для извлечения труб, зависит в основном от диаметра и длины погруженных в грунт труб, свойств грунтов, конфигурации внешней поверхности колонны труб, времени нахождения ее в грунте и может быть определено из выражения

где т — среднее удельное извлекающее усилие, кПа; S — площадь боковой поверхности колонны труб, контактирующая с грунтом морского дна, м ; K — безразмерный коэффициент увеличения извлекающего усилия из-за влияния муфтовых соединений труб и продолжительности нахождения колонны в грунте.

Экспериментально установлено, что минимальные усилия необходимы для извлечения труб из илистых отложений, максимальные - из валунно-галечниковых и вязких глин. Для труб диаметром 0,168 м эти усилия достигают 5 и 12 кН/м соответственно. Так как в отложениях дна большей части акваторий илы, пески, глины, гравий и галечники чередуются, то при расчете усилий, необходимых для извлечения труб любого размера, можно использовать значение среднего удельного извлекающего усилия. Для акваторий Дальневосточных морей это значение установлено экспериментально и составляет 21,8 кПа [2].

Существенное влияние на извлекающее усилие оказывают муфты и продолжительность нахождения колонны труб в грунте: усилие для извлечения труб диаметром 0,168 м с муфтами диаметром 0,194 м в 1,5-2 раза больше, чем с муфтами диаметром 0,176 м; усилие извлечения труб через 48 ч после их погружения в грунт может в 2 раза превышать усилие, необходимое для извлечения труб сразу же после их погружения.

Надежная стабилизация моноопоры в грунте морского дна обеспечивается при сравнительно большом диаметре труб ее нижней секции. Для этой секции при погружении ее в грунт на глубину 5 м использовать трубы диаметром менее 0,324 м нерационально. Несмотря на то что наружная поверхность погружаемой в грунт секции в большинстве случаев гладкоствольная, усилия для извлечения моноопоры из грунта могут достигать больших значений.

Это подтверждается ориентировочными данными расчетных значений извлекающих усилий для моноопор с различными диаметрами секции, погружаемой в грунт с т = 20 кПа на глубину 5 м. Эти усилия складываются из силы тяжести моноопоры в воде и силы прихвата ее в грунте. В приведенных ниже расчетных значениях извлекающих усилий учтена сила тяжести двухсекционной моноопоры, выполненной по схеме, приведенной на рис. 6.3, со следующими конструктивными параметрами: общая высота моноопоры 30 м; верхняя секция высотой 25 м во всех типоразмерах оцениваемых моноопор выполнена из труб диаметром 0,324 м с толщиной стенки 0,012 м; нижняя секция высотой 5 м выполнена из труб различных диаметров с толщиной стенки 0,012 м.

Диаметр нижней секции, м 0,324 0,426 0,820 1,020

Сила прихвата моноопоры в грунте, кН 101,7 133,8 257,5 320,3

Расчетное извлекающее усилие, кН 130 170 300 370

Использование для извлечения таких моноопор из грунта буровой лебедки и вышки с многострунной талевой оснасткой может привести к деформациям вышки, обрывам труб моноопоры в резьбовых или другого типа соединениях, к большим материальным и трудовым затратам. На море ситуация извлечения из грунта моноопоры осложняется волнением.

При перемещении плавоснования с гребня во впадину волны расстояние между верхним концом извлекаемой моноопоры и кронблоком вышки уменьшается, работающая на извлечение моноопоры лебедка выбирает слабину троса, соединенного с моноопорой, и натягивает его с усилием, равным своей грузоподъемной силе. Зафиксировав трос лебедки в таком положении при помощи тормоза, добиваются увеличения силы натяжения троса на величину, определяемую увеличением водоизмещения судна при подходе под него гребня волны.

Такие действия могут дать положительный эффект для извлечения моноопоры, но опасны, так как значения возникающей силы натяжения троса непредсказуемы и не поддаются регулированию. В результате может оборваться трос либо сорваться с фундамента лебедка, либо деформироваться вышка. Наконец, плавоснование при недостаточном запасе его плавучести или неравномерной передаче на него возникающего при извлечении труб усилия накреняется и может опрокинуться.

При выборе рационального способа извлечения моноопоры из грунта следует ориентироваться на такие способы, которые исключают критические нагрузки на моноопору, плавоснование и грузоподъемное оборудование, не требуют расположения на плавосновании громоздкого и дорогостоящего дополнительного оборудования и не противоречат требованиям охраны морской среды. Одним из таких способов является гидравлический.