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. Большие перспективы строительства морских подводных трубопроводов (МПТ) в России и за рубежом обеспечат максимальную загрузку таких судов.
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.
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:
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 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.
При проведении мореходных испытаний ТУС:
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).
Для определения условий эксплуатации ТУС в ледовых условиях проведены 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.
Николай Вальдман
