ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова - ведущий государственный научный центр в области судостроения в России, обеспечивающий проектирование и строительство кораблей, судов и морских сооружений. Одним из наиболее важных и перспективных направлений деятельности Института являются работы в обеспечение создания технических средств для освоения и разработки морских арктических месторождений. Что сегодня ученые могут предложить промышленности?
Различными аспектами проектирования технических средств для освоения шельфа России ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова занимается более 50 лет. Работы выполняются применительно к нефтяным и газовым месторождениям Баренцева, Карского, Охотского и Каспийского морей. При этом максимально используется опыт, накопленный за многие годы по изучению работы во льдах ледоколов и судов ледового плавания.
К основным направлениям деятельности можно отнести следующие:
подготовка и участие в выполнении федеральных и отраслевых целевых программ создания плавучих технических средств для изучения и освоения ресурсов Мирового океана и континентального шельфа;
разработка концептуальных, технических и рабочих проектов применительно к плавучим и стационарным техническим средствам различных типов и назначений, включая буровые и технологические платформы, танкера, суда обслуживающего флота, терминалы, хранилища и т.п.;
планирование и проектирование морских операций, осуществляемых при монтаже, транспортировке и установке морских сооружений;
технико-экономические обоснования сложных морских комплексов в целом и транспортно-технологических систем;
проведение расчетно-экспериментальных исследований применительно к нефтегазовым сооружениям с целью оптимизации их конструкций и получения данных для проектирования в части ледовых качеств, аэро- и гидродинамики, маневренности, прочности, вибрации и т.д.;
проведение экологических исследований и оценка безопасности эксплуатации сооружений при разработке соответствующих проектов;
разработка рекомендаций, методик, методологических подходов для Заказчиков нефте-газовой отрасли, а также нормативных материалов для Российского морского регистра судоходства в части всех видов воздействий и нагрузок, включая ледовые и ветро-волновые, прочности, конструкции, остойчивости и непотопляемости, мореходности, судовых устройств и систем и т.д.;
экспертиза по заказу судостроительной и нефтегазовой отраслей промышленности
проектов судов, морских буровых и технологических платформ, а также других объектов
обустройства морских месторождений нефти и газа.
Обеспечение требуемого уровня качества и конкурентоспособности при выполнении проектных работ для нефтяных и газовых компаний России базируется на реализованном во ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова комплексном подходе, сочетающем в себе обширные расчетно-экспериментальные исследования с многолетним опытом проектирования различных типов судов и морских сооружений, который в настоящее время аккумулируется в таких подразделениях Института как: Центр исследований и проектных разработок средств освоения ресурсов морей и океанов, ЦКБ «Балтсудопроект», Отделение прочности и надежности конструкций, Отделение гидроаэродинамики и др.
За последнее десятилетие ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова участвовало в разработке практически всех крупных шельфовых Проектов Российской Федерации: Сахалин-1, Сахалин-2, Приразломная, Штокмановское, Варандей, освоения месторождений Обской и Тазовских губ, российского сектора Каспийского моря, работая по заказам как отечественных, так и международных компаний-операторов и их дочерних предприятий.
Участие в разработке проектов для Баренцева и Карского морей
В последние годы Институтом выполнялись комплексные исследования и проработки применительно к различным объектам обустройства морских месторождений Баренцева и Карского морей по заказу Газпром и его дочерних предприятий. Среди наиболее значимых работ можно выделить следующие:
- определение облика, разработка основных технических решений и FEED-проекта морской ледостойкой технологической платформы (МЛТП) судового типа с турельной системой удержания для 2-ой и 3-ей фаз освоения Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ);
- проведение комплексных исследований в обоснование основных проектных решений по размещению и типам причалов морского порта в Териберской губе, включая экспериментальные исследования объектов в волновом, циркуляционном, маневренном, мореходном бассейнах и аэродинамической трубе, а также математическое моделирование движения газовозов и вспомогательных судов в сложных гидрометеорологических условиях;
- разработку концептуальных проектов судов для перевозки сжиженного природного газа с емкостями различного объема и типа;
- разработку технического проека и комплекса уникальных проектов морских операций полупогружной плавучей буровой установки (ППБУ) для круглогодичного разведочного и эксплуатационного бурения нефтяных и газовых скважин; ППБУ в настоящее время построена и эксплуатируется на шельфе о. Сахалин;
- разработка и обоснование проектов морских операций для платформы «Приразломная», включая обеспечение балластировки сооружения твердым балластом, морскую буксировку и установку на точку эксплуатации; в настоящее время платформа установлена на месторождении;
- разработка концептуального проекта мобильной ледостойкой буровой установки (МЛБУ) погружного типа для эксплуатации в условиях Обской и Тазовской губ на глубинах 7,5 - 25 м; предусмотренные в проекте решения обеспечивают полное соответствие МЛБУ требованиям российского природоохранного законодательства, международных конвенций и соглашений по Арктике;
- анализ вариантов доставки персонала на морские объекты ШГКМ с выполнением расчетно-экспериментальных исследований и оценки технических и экономических рисков.
В последние 2 года наиболее значимыми являлись работы Института, связанные с МЛТП судового типа с турельной системой удержания для 2-ой и 3-ей фаз освоения ШГКМ.
Можно выделить следующие основные принципиальные этапы работ ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова» применительно к проекту МЛТП:
Проведение анализа вариантов конструкций плавучей технологической платформы для ШГКМ - обоснование архитектурно-конструктивного типа платформы судовых обводов с турельной системой удержания (Заказчик - Севморнефтегаз);
Разработка раздела «Концепции освоения ШГКМ. Фазы 2,3 Морские ледостойкие технологические платформы судового типа». Выбор и обоснование принципиальных технико-технологических решений (Заказчик Гипроспецгаз);
Разработка FEED-проекта МЛТП для ШГКМ, фазы 2, 3. Работы выполнялись совместно с компанией INTECSEA, Inc., ФГУП "ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова» разработало документацию по морской части (Генеральный заказчик Газпром добыча шельф», Генеральный проектант Гипроспецгаз).
В рамках научно-технического обеспечения FEED-проекта:
разработаны и реализованы рекомендации по оптимизации формы и конструкции корпуса МЛТП, базирующиеся на современных численных и экспериментальных методах оценки поведения сооружения;
разработаны и реализованы научные подходы для обоснования выбора ледовой категории и требований к характеристикам системы позиционирования МЛТП;
проведены модельные испытания в ледовом опытовом бассейне при различных сценариях ледового воздействия на МЛТП, в результате чего: определена глобальная ледовая нагрузка, действующая на МЛТП при стоянке на якорной системе удержания, изучено поведение МЛТП (дифферент/крен), предложена форма корпуса МЛТП, обеспечивающая безопасную и эффективную эксплуатацию в ледовых условиях;
выполнен комплекс расчетов и обоснований по конструкции корпуса, анализ поведения сооружения в ледовых и волновых условиях.
В конечном итоге ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова разработан FEED-проект корпуса МЛТП. Проектирование выполнено в соответствии с требованиями Правил Российского морского регистра судоходства (РМРС):
выбраны конструкционные материалы с учетом эксплуатации при низких температурах наружного воздуха до - 40оС;
произведены расчеты прочности, включая оценку усталостной прочности ответственных узлов и соединений;
выполнены расчеты остойчивости и непотопляемости во всех режимах эксплуатации МЛТП;
обоснованы схемы и компоновка электро-энергетической системы и движительно-рулевого комплекса;
даны рекомендации по защите корпуса и оборудования от коррозии;
сформулированы принципы проведения инспекций, технического обслуживания и ремонта при непрерывной работе платформы в течение 50 лет;
разработаны чертежи общего расположения (включая жилую надстройку и вертолетную площадку), теоретический чертеж, танк-план, чертежи корпусных конструкций (включая ледовые усиления, подкрепления под опоры модулей верхнего строения и турель), схемы общесудовых систем и систем отгрузки/хранения конденсата;
сформулированы требования по безопасности эксплуатации МЛТП, касающиеся регламентации средств спасения персонала и расположения путей эвакуации,
разработаны требования к функционированию МЛТП в арктических условиях и т.п.
Технические решения FEED-проекта прошли согласование с РМРС.
По результатам разработки комплекта документов можно констатировать, что МЛТП обладает следующими основными качествами:
безопасность и надежность эксплуатации в арктических условиях;
срок службы - 50 лет;
хранение добытого и подготовленного конденсата на борту;
удержание/позиционирование с помощью внутренней турели (с отсоединяемым спайдерным буем), позволяющей изменять ориентацию платформы в зависимости от ветро-волновых условий и направления дрейфа льда;
возможность оперативного отсоединения от спайдерного буя в случае возникновения экстремальных условий: появление айсбергов или других критичных ледяных образований;
самоходность;
маневренность и динамическое позиционирование, обеспечиваемые винто-рулевыми колонками и подруливающими устройствами;
ледовая категория - Arc 5.
Подводя итоги, следует констатировать, что тесное взаимодействие Института с компаниями-операторами Проектов и их дочерними предприятиями, а также с судостроительными заводами является залогом успешной реализации крупных проектов освоения Арктического шельфа России.
А.Дутов,
Е.Апполонов,
О.Тимофеев
