USD 73.4261

0

EUR 87.2889

0

BRENT 43.38

-0.26

AИ-92 43.34

0

AИ-95 47.59

0

AИ-98 53

0

ДТ 47.87

-0.02

8 мин
631
0

Трубоукладочное судно для арктического шельфа России

Создание трубоукладочного судна (ТУС) для арктического шельфа России является чрезвычайно важной и актуальной задачей из-за необходимости освоения богатых месторождения нефти и газа, а также отсутствием в мире ТУС, которые могли бы быть арендованы для работы в
тяжелых ледовых и климатических условиях.

Создание трубоукладочного судна (ТУС) для арктического шельфа России является чрезвычайно важной и актуальной задачей из-за необходимости освоения богатых месторождения нефти и газа (см. рис. 1, табл. 1), а также отсутствием в мире ТУС, которые могли бы быть арендованы для работы в тяжелых ледовых и климатических условиях. Большие перспективы строительства морских подводных трубопроводов (МПТ) в России и за рубежом обеспечат максимальную загрузку таких судов.


Рисунок 1 - Перспективные регионы использования трубоукладочного судна

Параметры ТУС должны выбираться на основе оптимизации как компонентов трубоукладочного комплекса (трубоукладочных судов, вспомогательных судов и береговой базы снабжения), так и отдельных этапов укладки морского подводного трубопровода (МПТ). Например, выбор основного параметра ТУС - грузоподъемности, определяемого весом хранящихся на палубе или в трюме труб, зависит от диаметра, толщины и длины труб, количества сварочных постов, грузоподъемности и вылета грузового крана, качки и ледовой прочности судна, а также от грузоподъемности, конструкции и количества судов для перевозки труб и отстояния от береговой базы снабжения (ББС). При этом, особое внимание уделяется технологической безопасности, как укладки, так и эксплуатации МПТ с надлежащей оценкой рисков.

На основе проектных исследований и испытаний моделей в мореходном и ледовом бассейнах обоснован выбор архитектурно-конструктивного типа судна, формы его обводов и состава основного технологического, грузового и энергетического оборудования.

Таблица 1 - Перспективные газовые месторождения в транзитной зоне (ТЗ) арктического шельфа России

Зона

Море

Транзитная зона

НСР,

млрд. м3

Доля глубин, %

0-10м

10-20м

1

Печорское

Колгуевская

Печорская

728

56,0

44,0

2

Карское

Ямало-Гыданская*

Ямало-Гыданская

Северо-Карская*

Северо-Карская

Франца-Иосифа

14003

27,0

73,0

3

Охотское

Большерецко-Охотская

Западно-Камчатская

Пенжинская

Уда-Шантаранская

Северо- Сахалинская

Залива Терпения

168,5

18,6

81,4

* - высокоперспективные

В России предполагается построить до 2035г. около 9 тыс. км МПТ (табл.2).

Таблица 2 - Прогноз строительства МПТ в России до 2035 г.

Объект

Количество ниток и длина, км

Диаметр, мм

Максимальная глубина, м

Магистральные ШГКМ(1

ПДК ШГКМ

Спутники ШГКМ

4х580

165

300

1200

460-600

500

380

380

320

«Южный поток»

2х180(2

2х720

800

2200

«Голубой поток – 2»

2х70(²

2х330

700

2200

Печорское море

300

·

50-100

«Сахалин – 3»

200

500

120

«Сахалин – 4» и «Сахалин – 5»

250

700

200

Карское море,

Обская и Тазовская губы

200

·

12

Русановское месторождение

3х300

1000

50-130

Спутники и ПДК Русановского месторождения

100

·

50-130

Ленинградское месторождение

3х225

1000

50-130

Спутники и ПДК Ленинградского месторождения

100

·

50-130

Северо-Харасавейское месторождение

80

·

50-130

Западно-Шараповское месторождение

160

·

50-130

Итого

6730(2

2100


1 – Штокмановское газоконденсатное месторождение (ШГКМ);

2 – в числителе S-метод, в знаменателе J-метод укладки МПТ.

Рассмотрены основные научно-технические и проектные проблемы (см. рис. 2).


Рисунок 2 - Основные научно-технические и проектные проблемы

Создание перспективных технологических судов арктического плавания требует

углубленной научно-технической поддержки и инновационных проектно-конструкторских решений.

Проектируемое ТУС должно выполнять следующие основные функции и при этом удовлетворять следующим техническим требованиям:

Функции:

  • Укладка обетонированных стальных труб, а также гибких металлопластиковых труб в открытом море на глубинах 20-500 м, в том числе в мелкобитом льду;

  • Хранение, подготовка, сварка и укладка стальных труб диаметром до 1220 мм, длиной до 12-24 м, толщиной стенки до 30 мм, рабочим давлением до 25Мпа;

  • Спуск труб, шлангов и кабелей по туннелю, плавно переходящему в стингер, в средней части корпуса для предохранения от воздействия льда;

  • Обеспечение скорости хода при волнении – около 12 узлов и во льдах – до 5 узлов.

Технические требования и ограничения:

Температура воздуха, °С

+35… -40

Толщина дрейфующего льда, м

0,5

Категория ледовых усилений

Arc4

Скорость ветра, м/с

до 15

Высота волнения в рабочем режиме, м

до 2

Глубина акватории проведения работ , м

30-500

Скорость хода на чистой воде, уз.

12


В результате работы над проектом получены следующие характеристики ТУС (см. рис. 3-4, табл. 3):

Рисунок 3 – Внешний вид ТУС

Класс судна: КМ     Arc4 [1] АUT1 ICS DYNPOS-2 EPP HELIDECK  WINTERIZATION (-40ºС).

Таблица 3 – Основные характеристики ТУС

Характеристика

Значение

Водоизмещение, тыс. т

81,2

Дедвейт, тыс. т

44,6

Длина, м

245

Ширина, м

34

Высота борта, м

26

Осадка, м

12

Скорость хода, узл.

12

Мощность энергетической установки, МВт

48

Автономность, сут.

30

Экипаж + персонал, чел.

250

Длина стингера, м

95

Скорость укладки трубопроводов, км/сут.

до 3




Рисунок 4 - Общее расположение ТУС

  • Выход стингера в пределах ватерлинии в ледовых условиях.
  • Специальные устройства погрузки, перемещения и хранения труб.
  • Полная винтеризация технологического комплекса.

  • Архитектурно-конструктивный тип судна с размещением жилых помещений в носовой части судна, технологических линий в средней части, а машинно-котельного отделения и ангаров в кормовой части.

  • Установка кранов-манипуляторов с высокой скоростью и точностью погрузки, обеспечивающих грузовые операции без швартовки вдоль борта судна снабжения.

Технические решения концептуального проекта трубоукладочного судна:

  • Дизель-электрическая ЭУ, движители (ВРК) для движения и позиционирования – 3 в носу и в 3 корме.

  • Комбинированная система удержания:

- система динамического удержания (ВРК – 3 в носу, 3 в корме);

- система якорного удержания (якорные линии – 6 в носу, 4 в корме).

  • Эксплуатация механической установки из ЦПУ без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях.

  • Централизованная система управления грузовыми и балластными операциями.

  • Система винтеризации и защиты судовых систем, устройств и оборудования от обледенения.

  • Повышенная экологическая безопасность.

  • Непотопляемость при затоплении двух смежных отсеков.

  • S-метод спуска плети труб в воду по стингеру (см. табл. 4) в пределах корпуса для исключения взаимодействия со льдом.

  • Специальные грузовые краны с грузовым моментом, обеспечивющим перегрузку обетонированных труб.

  • Взлетно-посадочная вертолетная площадка.

  • Технологический цикл подготовки, сварки и спуска трубопровода расположен в закрытом помещении.

  • Предусмотрены средства для борьбы с обледенением конструкций и оборудования.

Таблица 4 – Параметры стингера трубоукладочного судна

Параметры стингера

Значение

Общий вес, т

3924

Объем стингера с роллерами, м3

143

Запас плавучести, кН

371

Длина секций:

 

корневая, м

35

средняя, м

30

концевая, м

30

Кран стингера:

 

грузоподъемность, т

1000

вылет стрелы, м

28

  • При проведении мореходных испытаний ТУС (см. рис. 5):

  • Определены кинематические и динамические характеристики системы, находящейся под воздействием волн, ветра и течения во время выполнения операций по укладке трубопровода.

  • Изучены поведения системы «ТУС + стингер + трубопровод + якорная система удержания».

  • Проверены расчетные оценки, действующих на компоненты системы при различных волновых условиях.

  • Получены необходимые оценки, позволяющие эксплуатировать ТУС в арктических условиях (битый лед).


Рисунок 5 - Мореходные испытания ТУС

Для определения условий эксплуатации ТУС в ледовых условиях проведены испытания модели ТУС в ледовом бассейне (см. рис. 6).


Рисунок 6 - Испытания модели ТУС в ледовом бассейне

На основе проектных исследований и испытаний моделей в мореходном и ледовом бассейнах обоснован выбор архитектурно-конструктивного типа судна, формы его обводов и состава основного технологического, грузового и энергетического оборудования разработан концептуальный проект трубоукладочного судна, полностью удовлетворяющий требованиям эксплуатации  в Баренцевом, Печорском и Карском морях, он является базисом для разработки технического проекта в Крыловском государственном научном центре.










Статья «Трубоукладочное судно для арктического шельфа России» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№7-8, 2013)

Читайте также
Система Orphus