Успешная разработка проекта Стратегии развития морской деятельности Российской Федерации до 2020 года вряд ли возможна без учета специфики работы различных ведомств, непосредственно участвующих в процессе транспортировки по морским и внутренним водным путям, в освоении берегового шельфа, в прокладке по морскому дну магистральных трубопроводов, в развитии транспортной инфраструктуры, в строительстве гидротехнических сооружений.
При этом очевидно, что хозяйственные интересы этих ведомств могут вступать в противоречия. Единственным механизмом урегулирования конфликтных ситуаций является обеспечение безопасности морской деятельности на уровне международных соглашений и законодательных актов, а не только ведомственных нормативно-правовых документов.
Положительным примером, способствующим внедрению новейших технологий обеспечения надежности и эффективности морского флота, является принятие Международной морской организацией (IMO) конвенции СОЛАС-74, в которой указаны требования по оснащению судов. По мере совершенствования технических средств указанная конвенция дополняется новыми требованиями по составу оборудования и по условиям его эксплуатации. Имеется ряд международных конвенций по перевозке опасных грузов, включая нефть и нефтепродукты. Конвенционные требования принимаются к исполнению судовладельцами в процессе постройки и эксплуатации судов, а контроль осуществляет Российский морской регистр и Федеральное агентство морского и речного транспорта.
К сожалению, ни законодательная, ни ведомственная нормативно-правовая базы не обязывают собственников применять новейшие технологии обеспечения безопасности проведения работ и предотвращения загрязнений водной среды в результате аварий техногенного характера — ни при строительстве, ни при эксплуатации береговых объектов транспортной инфраструктуры (включая добывающие и перегрузочные платформы с гидротехническими основаниями).
В результате из строительных проектов исключаются не подтвержденные обязательными актами охранные мероприятия, а в процессе эксплуатации или модернизации практически невозможно обосновать инвестирование в дорогостоящие, но обоснованно необходимые мероприятия, нацеленные на обеспечение безопасности и эффективности технологического процесса. Хозяйствующим субъектам проще застраховать свои риски, чем заниматься природоохранными мероприятиями.
Анализ позиций сторон (органов государственной власти РФ, нефтегазовых и судоходных компаний) показал, что в наименьшей степени от последствий крупных аварий на морских нефтегазовых месторождениях и при транспортировке защищены интересы государства. При этом совершенно очевидно, что осуществлять фактическое управление действиями в чрезвычайных ситуациях, ликвидировать последствия крупных аварий и катастроф органы государственной власти будут за счет государственного бюджета.
Пренебрежение автоматическими контрольно-измерительными системами (АКИС), контролирующими состояние объекта транспортной инфраструктуры с гидротехническим основанием (причалы, платформы, шлюзовые ворота на внутренних водных путях и т. д.), позволяющими на современном уровне своевременно реагировать на негативные изменения и оперативно принимать необходимые меры, может привести и приводит к авариям с катастрофическими последствиями.
Некоторые известные инциденты с платформами и их причины:
1. Затопление платформы Petrobras P-36 20 марта 2001 г.
В марте 2001 г. полупогружная платформа P-36, принадлежащая бразильской государственной нефтяной компании Petrobras и расположенная над нефтяным полем Рокандор, затонула через 5 дней, после трех взрывов, произошедших 21 числа и повредивших одну из опор. 11 работников погибли. По заявлению компании Petrobras, произошла утечка газа, который просочился в опорную колонну, где и произошли взрывы. Затопление понтонов привело к крену в 25 градусов. Затем платформа начала тонуть, несмотря на 4100 тонн азота, закачанных в затопленные отсеки со скоростью 200 литров в час в попытке вытеснить 15% из 7 млн литров морской воды. Как сообщают бразильские BBC, нефть появилась на поверхности моря сразу же после того, как платформа исчезла под водой. Эта авария принесла компании убытки на сумму примерно $500 млн.
2. Крушение платформы Alexander Keilland 27 марта 1980 г.
123 человека погибли из-за крушения платформы Alexander Keilland во время шторма в Северном море. Платформа располагалась над полем Ekofisk и после 40-месячной эксплуатации использовалась только в качестве жилых помещений для рабочих с соседних платформ. По заявлениям очевидцев, большая волна ударила в одну из опор платформы примерно в 18:30 по Гринвичу, приведя к ее поломке. Причиной катастрофы стала не обнаруженная вовремя трещина в одной из опор, возникшая в результате усталости металла. Поднята со дна платформа была только через три года и с третьей попытки.
3. Авария на платформе Thunder Horse 13 июля 2005 г.
Морская нефтедобывающая платформа Thunder Horse в Мексиканском заливе, принадлежащая компаниям BP и ExxonMobile, накренилась на 30 градусов. В результате данного инцидента и сопровождающего его урагана Dennis была остановлена работа на всех платформах BP в этом районе. Обеспечение безопасности и ремонт платформы обошлись владельцам в $100 млн. Начало добычи пришлось перенести на 2006 г.
4. Авария на платформе «Таврида» 25 декабря 2002 г.
В 17:50 25 декабря вследствие движения льда, толщина которого составляла 20–50 см, возникла угроза крена платформы «Таврида», которая вела буровые работы в Казантипском заливе Азовского моря. По информации диспетчера «Черноморнефтегаз», чрезвычайная ситуация на «Тавриде» возникла из-за сложных погодных условий. Буровые работы были прекращены. С платформы вертолетом эвакуировано 66 рабочих. На момент происшествия в районе буровой наблюдался юго-восточный ветер 8–11 м/с, ледовая обстановка оценивалась в 10 баллов.
5. Разрушение платформы ONGC 27 июля 2005 г.
По меньшей мере 12 человек погибли, а 10 объявлены пропавшими без вести после аварии и пожара на нефтедобывающей платформе в Аравийском море возле города Мумбаи. Платформа принадлежала крупнейшей в Индии нефтегазовой корпорации ONGC (Oil and Natural Gas Corporation Ltd). Огнем полностью уничтожена главная платформа Северного нефтяного поля, эксплуатация которой давала до 17% всей нефтедобычи Индии. Отсюда выкачивалось около 100 тыс. баррелей нефти в день. Она представляла собой основной производственный актив корпорации, общая стоимость активов которой оценивается в $32 млрд. Руководство ONGC затрудняется оценить материальный и производственный ущерб от пожара, отмечая лишь то, что «убытки огромные». Причиной возгорания послужило столкновение с платформой вспомогательного судна или танкера. В качестве еще одной версии причин возгорания выдвинута следующая — высокая прибойная волна ударила в стоящее рядом с платформой вспомогательное судно, в результате чего оно врезалось в конструкции платформы, сооруженной 27 лет назад. Удара конструкции не выдержали.
6. Разрушения основания платформы Sleipner A 23 августа 1991 г.
Платформа Sleipner A — стационарная платформа на бетонном основании, добывающая нефть и газ в Северном море и принадлежащая компании Statoil. Бетонное основание состоит из 24 секций и занимает площадь более 16 000 кв. м. Четыре секции имеют своим продолжением колонны, поддерживающие палубу платформы. Первое бетонное основание, предназначавшееся для этой платформы, дало течь и затонуло во время подготовки к монтажу палубы. По заключению экспертизы, инцидент произошел из-за большой трещины и течи, с которой откачивающие воду насосы не смогли справиться. Трещина произошла из-за серьезной ошибки в расчетах при проектировании и неправильной оценки нагрузки. Экономические потери от данного происшествия оцениваются в $700 млн.
Противодействие авариям и минимизация их последствий при применении АКИС
Рассмотрим возможность АКИС предотвратить, существенно снизить вероятность или уменьшить последствия вышеприведенных аварий, основываясь на официальных версиях произошедшего. Как могли развиваться события, если бы аварийные объекты были укомплектованы АКИС?
1. Подсистемы контроля вибраций и температуры конструкций, входящие в состав АКИС, могли зафиксировать имевшие место нарушения в работе оборудования платформы Petrobras P-36 и существенно снизить вероятность взрывов. Если повреждение опоры все же произошло, оперативные данные о состоянии корпусных конструкций, о нагрузках на них, о положении платформы после инцидента, передаваемые по радиоканалу от АКИС через АСУТП к береговым службам, могли помочь принять быстрые и правильные решения о необходимых спасательных работах и не допустить окончательного затопления платформы.
2. Подсистема контроля напряженно-деформированного состояния, а также косвенные методы оценки усталости материалов конструкций позволили бы предположить возможность скорого разрушения опоры платформы Alexander Keilland, а также зафиксировать образование трещины на ранней стадии и провести необходимые ремонтные работы, либо эвакуировать людей с аварийного сооружения.
3. Анализ комплексных данных от измерительной системы АКИС, поступающих на регистратор в режиме «работа», мог способствовать скорейшему определению причины крена платформы Thunder Horse, а также скорейшему вводу объекта в эксплуатацию. В случае точного и быстрого определения причины неполадок не было бы необходимости останавливать работу аналогичных объектов в этом районе на столь длительный срок, потери страховых компаний можно было бы минимизировать.
4. Многокомпонентная математическая модель системы «ледовое поле — объект», лежащая в основе АКИС, учитывающая многие параметры окружающей среды, позволила бы прогнозировать подобное развитие событий и предпринять необходимые меры заранее, не доводя ситуацию вокруг платформы «Таврида» до критической и не останавливая работы на платформе. В данном случае речь идет о недостаточности организационных мероприятий по предотвращению аварии из-за нехватки достоверной (объективной) исходной информации.
5. АКИС, получающая данные от внешних систем о находящихся вблизи динамических объектах, направлении и силе ветра, морского течения, высоте и ориентации фронта морской волны, могла немедленно сигнализировать о недопустимости нахождения обслуживающего судна в таких погодных условиях на таком расстоянии от платформы ONGC, что позволило бы с высокой вероятностью избежать катастрофы. Наваливание обслуживающего судна или танкера на платформу — тип аварий, приводящих к наиболее тяжелым материальным и экологическим последствиям.
6. Подсистема контроля напряженно-деформированного состояния конструкций опорного основания, входящая в состав АКИС, могла бы позволить определить превышения допустимых нагрузок на участок секции основания платформы Sleipner A, а также зафиксировать трещину на начальном этапе ее образования. Контроль в районе свайного закрепления опорного основания предусмотрен проектантом СМЛОП как раз для предупреждения подобных случаев.
Очевидно, что наличие на перечисленных объектах системы, близкой по функциональности к АКИС, с высокой вероятностью могло бы предотвратить подобные аварии или не допустить их катастрофических последствий.
Что же такое АКИС?
Автоматическая контрольно-измерительная система (АКИС) предназначена для обеспечения надежной работы конструкций гидротехнических сооружений, в частности СМЛОП (стационарного морского ледостойкого отгрузочного причала), при любых внешних воздействиях в сложных климатических и геологических условиях. АКИС должна обеспечивать непрерывный мониторинг состояния несущих конструкций, конструкций ледозащиты, прогнозировать поведение конструкций и выдавать информацию для проведения мероприятий по ремонту поврежденных элементов.
АКИС предназначена для решения следующих задач:
контроль напряженно-деформированного состояния наиболее ответст-
венных и нагруженных конструкций и узлов СМЛОП во время его эксплуатации;
обеспечение персонала СМЛОП оперативной информацией о возможных опасностях, обусловленных внешними воздействиями, состоянием корпусных конструкций, для принятия своевременных мер по предотвращению или снижению размеров возможных последствий этих воздействий;
сбор, хранение и анализ информации о внешних условиях на точке эксплуатации, характере внешних воздействий, состоянии корпусных конструкций, влияющей на безопасность эксплуатации;
обеспечение информацией других автоматизированных систем в составе причала, береговых систем диспетчерского управления и при необходимости передача информации в службы и органы управления заказчика.
Создание большой и сложной системы, какой является АКИС, требует объединения усилий многих специалистов и организаций. Комплектующие изделия, функциональные контуры, алгоритмическое и программное обеспечение должны представлять, испытывать и сертифицировать по согласованию с заказчиком организации-контрагенты, обладающие необходимым опытом, лицензиями и сертифицированным производством по направлениям работ.
Главная цель установки подобных систем — обеспечение безопасности функционирования СМЛОП. АКИС позволяет решать эту задачу комплексно, с минимальными финансовыми затратами, не требует для работы собственного оператора и отдельных помещений для размещения составляющего ее оборудования.
Система сбора информации от датчиков строится как топологически разнесенная система приборов ввода — вывода, объединяемых полевыми шинами первого уровня (расположенными во внутренних помещениях) и имеющих собственные полевые шины второго уровня, расположенные как во внутренних помещениях, так и во внешней среде, и устойчивые к ее воздействиям. Техническая структура системы сбора информации строится на основе унифицированных приборов с достаточной для обеспечения высокой надежности степенью резервирования. Независимо от места размещения оборудования потоки ее данных объединяются в следующие функциональные контуры:
контур средств мониторинга напряженно-деформированного состояния опорного основания в районе свайного закрепления;
контур средств мониторинга напряженно-дефомированного состояния корпусных конструкций;
контур средств мониторинга параметров вибраций и динамических воздействий;
контур средств мониторинга пространственного положения конструкции;
контур средств мониторинга температуры конструкций;
контур потока данных от внешних по отношению к АКИС источников;
контур мониторинга и прогнозирования состояния технических средств АКИС.
Все источники информации АКИС можно поделить на категории по функциональному назначению:
Контроль пространственного положения конструкции. Вертикальные и горизонтальные перемещения конструкции могут измеряться при помощи технологии дифференциального GPS, датчиками, расположенными по контуру выбранной плоскости с равным шагом на одном радиусе.
Контроль напряженно-деформированного состояния (НДС) и анализ прочности конструкций корпуса. Основным средством оценки НДС является измерение деформаций «розетками деформации», состоящими из трех датчиков, которые позволяют определить главные деформации и сдвиги в плоскости «розетки». По этим данным, опираясь на специальные методики, можно определить напряжения. Анализ прочности конструкций корпуса сводится к оценке опасности величины НДС. Для этого во всех необходимых точках определяется интенсивность напряжений, которая сопоставляется с пределом текучести и пределом прочности материала конструкций.
Контроль и учет накопленных повреждений. Для этого на СМЛОП в составе АКИС могут быть использованы переносные ультразвуковые, рентгеновские и (или) электромагнитные приборы, позволяющие контролировать образование и развитие трещин в сварных швах, а также повреждений в других наиболее напряженных металлических элементах конструкций.
Контроль динамических воздействий и вибраций. Для оценки результатов таких воздействий необходимо предусмотреть установку датчиков динамических перемещений и ускорений. Число датчиков и места их расположения определяются в результате расчета конструкции на различные динамические нагрузки.
Мониторинг ледовых нагрузок, учет и анализ последствий ледовых воздействий. Входной информацией являются направление и скорость движения ледяного поля, толщина льда, размеры торосов. Эти данные позволяют не только оценить размеры давления на поверхность обшивки в зоне контакта со льдом, но и с учетом многих других параметров (направление и скорость течения, ветра и т. д.) осуществить прогнозирование поведения ледового поля вокруг СМЛОП с высокой степенью достоверности.
Мониторинг температуры конструкций. Измерение и анализ температуры конструкций обшивки опорного основания в зоне воздействия льда и силового набора корпуса позволяет не только существенно повысить точность моделирования поведения объекта, но может служить и косвенным источником информации о состоянии целого ряда других параметров.
Мониторинг гидрологических и гидрометеорологических параметров. Расчет влияния внешних воздействий и прогноз состояния СМЛОП (химическая и электрохимическая обстановка, влияние течения, состояние гидростатических параметров) должны учитывать значения гидрологических и гидрометеорологических параметров в полном объеме. Эти параметры влияют как на навигационную обстановку, так и на прочностно-усталостные характеристики конструкций СМЛОП.
В зависимости от назначения датчиков при необходимости может быть предусмотрено их дублирование.
Как результат указанного выше пренебрежения возможностями представленной АКИС, руководством ОАО «Новороссийский морской торговый порт» при модернизации причалов нефтеперерабатывающего терминала «Шесхарис» в 2007 г. (общей стоимостью более $100 млн) не было использовано предложение по мониторингу трубопроводов и гидротехнических сооружений терминала, а ОАО «Лукойл» отклонило аналогичное предложение по оснащению Варандейского нефтеперегрузочного терминала. При этом следует отметить, что технические службы указанных организаций подтверждали необходимость включения АКИС в состав основных подсистем перегрузочных комплексов, однако отсутствие обязательных требований позволило экономистам сократить инвестиции.
Другим примером может служить оснащение нефтеперегрузочного терминала «РПК-Высоцк Лукойл-II» лазерной системой швартовки, которая обеспечивает автоматизированный контроль и документирование процесса швартовки танкеров к причалу. Одновременно в соседнем порту Приморск действует аналогичный терминал по отгрузке сырой нефти, строится новый терминал по отгрузке нефтепродукта, однако в проектах «Транснефти» отсутствует принятая в ОАО «Лукойл» и признанная во всем мире автоматизированная система мониторинга швартовки. Получается, что инициативный собственник, уделяющий внимание новейшим технологиям обеспечения безопасности и предотвращения загрязнения водной поверхности, оказывается в экономически проигрышном состоянии. При этом следует отметить, что аналогичная система автоматизированного контроля за швартовыми операциями успешно эксплуатируется в порту Новороссийск уже более 5 лет.
Необходимо создавать равные рыночные условия, но равняться при этом не на уровень минимальных требований, а на позитивную мировую практику и технический прогресс. Такие попытки уже неоднократно предпринимались при разработке закона о портах и технического регламента «О безопасности морского транспорта и связанной с ним инфраструктуры». К сожалению, принятый «Закон о портах», по мнению морской общественности, требует доработки. Указанный же технический регламент в процессе согласования (более 30 заинтересованных организаций) претерпел такие исключения, что в части обязательных мероприятий по безопасности причалов портов осталось лишь требование по оснащению их отбойниками колесного типа…
Впрочем, до настоящего времени судьба регламента «О безопасности морского транспорта и связанной с ним инфраструктуры» неясна, однако если вместо федерального закона будет принято решение о принятии указанного регламента на уровне Минтранса РФ, то нормативно-правовое обеспечение морской деятельности до 2020 г. останется на существующем низком уровне.
Отмеченные в статье нормативно-правовые пробелы развития морской деятельности Российской Федерации должны быть учтены наряду с другими не менее важными аспектами. Комиссия Совета Федерации Парламента России по национальной морской политике, включая организации, представленные в экспертном совете, готовы предоставить имеющийся научно-технический потенциал и опыт участия в разработке проекта вышеуказанной стратегии.
Автор: М. А. Кирилин
