Сайт нуждается в вашей поддержке!
Категории сайта

Проект «Приразломное»: Технологии и особенности эксплуатации в арктических условиях

Присоединяйтесь к нашему ТГ каналу!

Морская нефтяная платформа – это уникальное инженерное сооружение, которое играет ключевую роль в освоении Арктического региона. Российские нефтяные проекты Варандей и Приразломное, расположенные в суровых условиях Крайнего Севера, демонстрируют впечатляющие технические возможности и инженерные решения, позволяющие обеспечивать безопасность грузовых операций даже в экстремальных климатических условиях. Ледоколы, незаменимые помощники в Арктике, обеспечивают круглогодичную навигацию и доступ к этим уникальным объектам, открывая новые возможности для развития нефтегазовой отрасли в регионе.

СодержаниеСвернуть

Безопасность грузовых операций в Арктике и роль ледоколов в ее освоении неразрывно связаны. Экономическая эффективность проекта “Приразломное” демонстрирует значительный потенциал освоения арктического шельфа России. Успешная добыча нефти на этом месторождении подтверждает экономическую целесообразность подобных проектов и открывает новые перспективы для развития нефтегазовой отрасли в Арктике.

В данной статье вы узнаете как добывают нефть на арктическом шельфе и какая технология отгрузки нефти с ледостойкой платформы применяется, а также увидите сравнение арктических танкеров и обычных в таблицах с характеристиками.

Проект «Приразломное»

Нефтяное месторождение Приразломное – первое из осваиваемых морских месторождений на арктическом шельфе России. Относится к Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Месторождение расположено на шельфе Печорского моря Печорское море – акватория в юго-восточной части Баренцева моря, между островами Колгуев и Вайгач, относится к бассейну Северного Ледовитого океана. Однако в состав данного водоема не входят такие проливы, как Карские Ворота и Югорский Шар, соединяющие Печорское и Карское моря.x, на продолжении Варандей-Адзьвинской структурной зоны, в 55 км к северу от поселка Варандей и в 320 км к северо-востоку от г. Нарьян-Мар (река Печора).

Бесплатные курсы для моряков

Вхождение этого района за полярный круг, в сложных природно-климатических условиях и в удалении от оживленных морских коммуникаций и баз снабжения, делает проект уникальным в техническом плане его освоения.Технологии освоения Арктики позволяют преодолевать экстремальные условия Севера и создавать устойчивую инфраструктуру.

МЛСП «Приразломная»
Морская ледостойкая стационарная платформа «Приразломная»

Приразломное месторождение – крупнейший российский проект по добыче нефти на арктическом шельфе, открытый в 1989 году. Запасы месторождения оцениваются в более чем 70 млн тонн уникальной нефти Arctic Oil (ARCO) с высокой плотностью и содержанием серы.

Добыча ведется с ледостойкой платформы “Приразломная” с 2013 года. Нефть успешно экспортируется в Европу для глубокой переработки и производства специализированных продуктов для различных отраслей. Прогнозный срок эксплуатации месторождения – 25 лет, а максимальная годовая добыча нефти в Арктике может достигать 6 млн тонн.

Морская ледостойкая стационарная платформа «Приразломная»

Платформа «Приразломная» – уникальное инженерное сооружение, созданное специально для освоения арктического шельфа. Расположенная в Печорском море, она способна выдерживать экстремальные условия и ледовые нагрузки.

Конструкция платформы представляет собой гигантский стальной кессон, заполненный нефтью или балластом.

Что такое металлический кессон?

Металлический кессон – это абсолютно герметичная емкость из стали толщиной от 4 мм, которая защищает верхнюю часть артезианской скважины от промерзания и воздействия грунтовых вод.

Его прочная конструкция гарантирует устойчивость даже при сильных ударах льда. Верхняя часть платформы оборудована всем необходимым для добычи, хранения и отгрузки нефти, а также жилыми модулями для персонала.

Ключевые особенности:

Платформа «Приразломная» является одним из самых масштабных и технологически сложных проектов в российской нефтегазовой отрасли. Ее создание позволило России освоить новые запасы углеводородов в суровых арктических условиях.

Транспортная система проекта

Морская транспортная система проекта «Приразломное» обеспечивает безопасную и бесперебойную работу месторождения круглый год. Она включает в себя:

Танкеры, построенные на «Адмиралтейских верфях», предназначены для транспортировки нефти. МФЛС, созданные в Норвегии, обеспечивают проводку танкеров, доставку грузов и дежурство у платформы. Плавучее нефтехранилище «Умба», расположенное в Кольском заливе, служит для перевалки нефти и позволяет сократить время рейсов танкеров.

Ключевые особенности системы:

Данная система позволяет эффективно разрабатывать Приразломное месторождение и транспортировать нефть в различные регионы.

Крупнотоннажные арктические челночные танкеры, обеспечивающие проект «Приразломное»

Арктические танкеры “Михаил Ульянов” и “Кирилл Лавров“, построенные на “Адмиралтейских верфях” по финскому проекту, специально предназначены для работы в суровых условиях. Эти суда ледового класса Аrk6 (1А Super) способны преодолевать лед толщиной до 1,2 метра.

Оснащенные дизель-электрической силовой установкой с поворотными движителями Azipod, танкеры обладают высокой маневренностью. Благодаря этому они эффективно выполняют задачи по транспортировке нефти с платформы “Приразломная“.

Суда ходят под российским флагом с портом приписки Санкт-Петербург. Их уникальные Технические характеристики судовых палубных механизмовтехнические характеристики позволяют им безопасно и надежно работать в арктических морях.

Читайте также: Методические указания по судовождению в ледовых районах проекта “Сахалин-1”

Первым был построен танкер «Михаил Ульянов» в 2009 году, годом позже «Кирилл Лавров». Оба арктических челночных тан­кера внесены в Российский международный реестр судов.

МЛСП «Приразломная»
Устройство морской ледостойкой стационарной платформы «Приразломная»

Танкеры «Михаил Ульянов» и «Кирилл Лавров», построенные специально для обеспечения проекта «Приразломное», имеют некоторые отличия от танкеров, работающих на Как крупнотоннажные танкеры преодолевают арктические льды для проекта “Варандей”проекте «Варандей». Прежде всего, эти танкеры имеют четыре Роль современных дизель-генераторов на судахдизель-генератора Wartsila 9L38 мощностью 6 525 кВт каждый и один ДГ Wartsila 4L20 мощностью 720 кВт.

Два скега, два носовых подруливающих устройства. Система динамического позиционирования позволяет удерживать судно в заданной позиции, несмотря на Кто придумал шкалу измерения ветра, и где она теперь используетсявоздействие ветра и волн, посредством активного использования судовых движителей и подруливающих устройств.

Носовое подруливающее устройство. БуксирыНосовое погрузочное устройство (НПУ) танкера обеспечивает приём нефти с МЛСП по технологии одноточечной швартовки. На этих танкерах имеется вертолётная площадка для приёма вертолетами МИ-8, отвечающая современным требованиям ИКАО.

Кроме того, при проектировании танкеров, предназначенных для круглогодичной эксплуатации в Печорском море, были реализованы две различные концепции:

При движении кормой вперёд танкеры «Михаил Ульянов» и «Кирилл Лавров» сохраняют устойчивую скорость (беспрерывное движение) не менее 3 узлов в условиях молодого годовалого льда толщиной 1,2 м со снежным покровом 20 см при полной мощности на валах гребных винтов (17 МВт). При движении носом вперед танкеры сохраняют устойчивую скорость (беспрерывное движение) не менее 3 узлов в условиях молодого годовалого льда толщиной 0,5 м со снежным покровом толщиной 20 см. Танкеры также способны маневрировать при движении за ледоколом по каналу, проложенному во льду.

Обладая ледопроходимостью передним и задним ходом, эти суда осуществляют челночные перевозки сырой нефти в автономном режиме, пользуясь ледокольным обеспечением только во время швартовки и погрузки.

Общая характеристика природно-климатических условий в районе МЛСП «Приразломная»

На климат региона большое влияние оказывает его расположение за полярным кругом:

Максимальная температура воды характерна для августа, когда она достигает отметки в 12 °C. В мае она является самой холодной. Вода замерзает в октябре, после чего лёд остаётся до конца июня. Что касается солёности воды, она в среднем составляет 35 промилле.

Температура воздуха, °C
Расчётная температура наиболее холодной пятидневки-37
Средняя температура наиболее холодных суток-40
Абсолютный минимум температуры-46
Абсолютный максимум температуры+29
Продолжительность периода со среднесуточной температурой ⩽ 0 °C, сут241

По сравнению с соседним Баренцевым, Печорское море имеет совершенно другие природные и климатические условия. Местный метеорологический режим формируется под действием сезонных особенностей циркуляции воздушных масс. Для осени и зимы характерна активизация циклонической деятельности. Этим объясняется западный перенос воздуха в данное время. Летом же над территорией моря формируется антициклон, результатом чего становится доминирование слабого северо-восточного ветра.

В это время над акваторией преобладает пасмурная и прохладная погода. В конце осени преимущественно дуют юго-западные ветры, скорость которых зачастую достигает уровня штормовых.

Ветер

Таблица скоростей ветра
Таблица 1. Повторяемость скоростей ветра по сезонам и направлениям, %
Таблица средней скорости ветра
Таблица 2. Экстремальные осреднённые скорости ветра на высоте 10 м

Динамика вод бассейна Печорского моря определяется системой течений, приливными и инерционными движениями, волновыми процессами на поверхности и в толще вод, вихревыми образованиями различных пространственно-временных масштабов. Система общей циркуляции формируется двумя потоками тёплых и солёных вод атлантического происхождения – Канинским и Колгуево-Печорским, Беломорским и Печорским стоковыми течениями и выносом холодных вод из Карского моря течением Литке. В поверхностном слое осуществляется транзитный перенос баренцевоморских вод в Карское море. Печорское море принадлежит к морям приливного типа.

Средняя величина прилива около 1,2 м. Наличие ледяного покрова приводит к уменьшению величины прилива и запаздыванию времени наступления полных и малых вод по сравнению с безледным периодом. Приливные течения захватывают всю толщу вод. Скорость приливных течений в акватории Печорского моря колеблется в пределах 25-75 см/с. Приливные течения, как и приливные колебания уровня, имеют полусуточный характер.

Приливы и штормовые нагоны

Возвышение уровня моря при приливах
Таблица 3. Возвышение уровня моря при приливах относительно наинизшего теоретического уровня
Таблица значений уровня моря
Таблица 4. Экстремальные значения уровня моря относительно среднего уровня моря с учётом приливов, штормовых нагонов и стонов

Течения

В районе Приразломного нефтяного месторождения течения формируются главным образом приливными и нагонными движениями.

Экстремальные скорости суммарных течений (см/с)
Глубина, мПериод повторяемости, лет
15102550100
0 (поверхность)102109119130146160
29398106113118124
883879095100105
137073768393101
(1 м от дна)5558616446873

В Печорском море развивается исключительно ветровое волнение, причём длина и период штормовых волн уменьшаются по мере продвижения с запада на восток. Плавучие льды в основном сглаживают форму волн, снимая вторичные элементы волнения на основной поверхности. Тем не менее штормовое волнение в открытом море во льдах очень опасно из-за ударов льдин в борта плавучих средств и опоры стационарных сооружений.

Повышение штормовой активности с востока на запад объясняется более высокой повторяемостью штормового ветра в западных районах и наличием ледяного покрова, ограничивающего разгоны штормового волнения, на востоке.

Волны

Повторяемость высот волн по сезонам
Таблица 5. Повторяемость высот волн 3 %-й обеспеченности по сезонам и направлениям, %
Таблица значений волн
Таблица 6. Экстремальные элементы волн

Формирование ледового покрова в Печорском море начинается обычно в конце октября – ноябре, но сроки появления льда из года в год сильно колеблются. В течение зимнего периода кромка льда в море распространяется с востока на запад. Этот процесс продолжается до апреля включительно. Максимум ледовитости отмечается в апреле. Затем, вплоть до июля, происходит отступление кромки льда на восток и его разрежение главным образом за счёт вытаивания более тонких льдов.

К июлю исчезает лёд и во всём Печорском море. Однако Печорское море целиком замерзает редко. Обычно около 1/4 его площади на западе остаётся свободной ото льда в течение всего года. Тёплые атлантические воды служат барьером для льдов, надвигающихся с севера.

Обледенение

Таблица. 7 Скорость отложения льда при различной интенсивности морского обледенения, см/ч
Интенсивность морского обледененияСкорость отложения льда
Медленноедо 0,7
Быстрое2,0
Очень быстроеболее 2,0
Таблица 8. Толщина льда на плоской поверхности на уровне вершины волны при её средней высоте для морского обледенения по месяцам, см
Толщина льдаМесяцы
ОктябрьНоябрьДекабрь
Средняя507272
Максимальная76144144
Примечание: в остальные холодные месяцы года вероятность морского обледенения мала.

Лёд

Элементы ледового режима
Элемент ледового режима, единица измеренияЗначения
50 %
обеспеченности
Макс, (набл.)1 раз в 100 лет
Сроки устойчивого льдообразования18.1112.10 (ранний) 25.12 (поздний)02.10 (ранний) 10.01 (поздний)
Вероятность наличия льда по месяцам (октябрь – июль), %Октябрь2100
Ноябрь45100
Декабрь93100
Январь-март100100
Апрель97100
Май83100
Июнь63100
Июль13100
Сплоченность льда (октябрь – июль), баллыОктябрь910
Ноябрь910
Декабрь – март1010
Апрель9,510
Май810
Июнь7,510
Июль3,55
Торосистость дрейфующего льда по месяцам, баллыНоябрь12,5
Декабрь1,51,53,5
Январь224,5
Февраль2,534,5
Март33,5-45
Апрель34,5-45
Май2,535
Июнь224,5
Июль13
Сроки очищения акватории ото льда в районе эксплуатации МЛСП19.0630.07 (поздний)
10.04 (ранний)
17.08 (поздний)
06.04 (ранний)
Расчётная толщина ровного дрейфующего льда термического происхождения, см145
Декабрь3063
Январь5186
Февраль64113
Март72125
Апрель80134
Толщина снега на дрейфующем льду, см1070112
Толщина наслоённого льда протяжённостью L (м), см175
L = 40
Диаметр ледяных полей, км1,417,5
Высота паруса тороса, м2,24,96,2/3,5 (ср. инт.)
Ширина паруса тороса, м2070120
Длина паруса тороса, м4697151
Осадка киля тороса, м6,3513,619,3/13,0 (ср. инт.)
Число торосов на 1 км2104125
Число гряд на 1 км213,4
Скорость ветрового дрейфа льда, направление ВСВ, см/с125892
Скорость суммарного дрейфа льда, направление ВЮВ, см/с3080130

Характеристика прочности льдообразования

В соответствии с Правилами классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства в российской практике используются четыре степени условий сложности ледовой навигации:

Применительно к Печорскому морю целесообразно рассматривать два основных периода развития ледовых условий: с ноября по январь и с февраля по май.

Совместные операции челночных арктических танкеров и платформы

Совместные операции челночных арктических танкеров и платформы требуют тщательной координации и соблюдения строгих правил безопасности. Танкеры должны быть оснащены надежными системами динамического позиционирования, позволяющими точно удерживать судно у борта платформы во время грузовых операций. В случае возникновения неисправностей или ухудшения ледовой обстановки капитан танкера обязан незамедлительно проинформировать платформу и принять меры по безопасному отходу от нее.

Функциональные зоны и режим плавания в районе МЛСП

Вокруг МЛСП установлены круговые функциональные зоны с особыми режимами плавания и нахождения в них судов. Размеры этих зон рассчитаны и назначены на основании анализа размерений и манёвренных качеств взаимодействующих с МЛСП судов, режимов их взаимодействия, метеорологических и гидрологических условий и т. д.

Функциональные зоны у МЛСП
Расположение и размер функциональных зон

Зона контроля (F)

Граница зоны контроля F представляет собой окружность радиусом 16 миль от точки установки МЛСП. При входе в эту зону контроля судно должно установить надёжную связь по УКВ-радиостанции и доложить дежурному оператору связи МЛСП о пересечении границы зоны.

Зона взаимодействия (L)

Внешней границей зоны L является условная окружность радиусом 10 миль. В этой зоне судно двигается генеральным курсом по направлению к МЛСП. При входе в зону капитан судна должен связаться с дежурным оператором связи на 16-м канале УКВ и сообщить о пересечении границы зоны. В зоне происходит обмен информацией между МЛСП, танкером и/или судном снабжения. Согласуются режим движения, прогноз погоды, ледовая обстановка на пути следования судна. Капитанами танкера и МЛСП обсуждаются рекомендации по подходу к МЛСП в ледовых условиях и необходимость привлечения ледокола для проводки танкера к платформе или движения его самостоятельно, а также координация действий в аварийной ситуации.

Зона принятия решений (К)

Влияние формы корпуса на мореходные качества судна: ключевые факторы и характеристикиСкорость движения судна в зоне К радиусом 3 мили не должна превышать 5 узлов. В этой зоне судно (в зимнее время – танкер и ледокол (МФЛС)) следует генеральным курсом по направлению к МЛСП. Общее руководство по согласованию с капитаном МЛСП осуществляется старшим помощником капитана МЛСП/диспетчером по флоту МЛСП. При движении танкера за ледоколом капитан ледокола помогает капитану танкера в осуществлении подхода и маневрирования.

Предлагается к прочтению: Указания по плаванию при поддержки ледокола

Во время движения в зоне К происходит обмен информацией судном с МЛСП, уточняются Навигационная гидрометеорологиягидрометеорологический прогноз и ле­довая обстановка в непосредственной близости от платформы. Выполняется краткосрочный прогноз поведения зоны открытой воды за платформой. Капитаном МЛСП по согласованию с капитаном танкера принимается решение об использовании ледокола для обеспечения безопасной швартовки. Капитанами танкера и МЛСП со­гласовывается план проведения грузовой операции.

В пределах зоны К до входа в зону маневрирования В старпом/диспетчер по флоту даёт разрешение судну на подход к МЛСП или рекомендует судну отойти в район для ожидания швартовки.

В зону К также выводится уже загруженный танкер для ожидания (при необходимости) сопровождающего ледокола.

Предельная зона (С) – зона ожидания

Зона С представляет собой окружность радиусом 3 000 м. В зоне организуются места якорных стоянок судов, ожидающих разрешения капитана МЛСП на подход к платформе.

Главные требования к капитану суднаКапитан судна должен выбрать место стоянки на расстоянии от 1 500 до 3 000 м от МЛСП с учётом действующих гидрометео- и ледовых условий в районе платформы. Место якорной стоянки должно быть согласовано с капитаном МЛСП.

Старпом или диспетчер по флоту МЛСП должен быть проинфор­мирован о времени и месте остановки судна для ожидания.

Зона маневрирования (В)

Граница зоны маневрирования В представляет собой окружность радиусом 1 000 м от точки установки МЛСП. Вход в зону маневрирования В согласовывается с капитаном МЛСП.

В пределах зоны маневрирования:

Скорость движения судов в зоне маневрирования В не должна превышать 4 узлов. От границы 1 000 м до границы зоны безопасности А (около 570 м) танкер движется в ручном режиме управления.

В эту зону, когда в ней находится танкер, запрещён заход всех судов, не занятых в швартовных операциях или не выполняющих ледокольное обеспечение.

По вызову капитана МЛСП или капитана танкера в зону могут заходить суда для оказания помощи и/или предотвращения/ликвидации аварийных ситуаций. Запрещается осуществлять полёты вертолётов над танкерами с грузом, совершающими манёвры в зоне В.

Зона безопасности (А) – грузовая зона

В зоне А осуществляются швартовные операции, обеспечивается удержание танкера у платформы при проведении погрузки нефти.

От границы зоны 570 м до дистанции 200 м от МЛСП в зависимости от преобладающих погодных и ледовых условий танкер движется в ручном режиме управления либо в режиме DPJoystick или Approach Mode со скоростью не более 2 узлов.

От дистанции 200 м до дистанции 100 м от МЛСП в зависимости от преобладающих погодных и ледовых условий танкер движется в ручном режиме управления либо в режиме DPJoystick или Approach Mode со скоростью не более 1,5 узла.

Расположение "Приразломное"
Расположение платформы проекта “Приразломное”

На дистанции 100 м от МЛСП скорость танкера должна быть снижена до минимальной, позволяющей танкеру (в зависимости от преобладающих погодных и ледовых условий) безопасно двигаться на рабочую дистанцию в ручном режиме управления либо в режиме DPApproach Mode.

На рабочей дистанции от 72 до 86 м до борта МЛСП (от 76 до 90 м, по данным системы телеметрии) танкер должен полностью остановиться и окончательно перейти в режим DPApproach Mode. На данной дистанции производится процедура Position Drop-out.

Общее руководство (координацию) операциями, включая управление движением судов в зоне контроля F (16 миль), осуществляет капитан МЛСП, который является заместителем начальника МЛСП по морской безопасности. Операции открытия/закрытия клапанов и задвижек трубопровода отгрузки нефти, пуска и остановки грузовых насосов, контроль и проведение технологических процессов на МЛСП и управление операциями, касающимися процедуры от­грузки нефти на танкер через КУПОН, выполняют операторы АСУБ и КУПОН.

Как работает система КУПОН?

Система КУПОН – это как диспетчер на нефтяной платформе, только автоматический. Она контролирует все процессы, следит за безопасностью и сообщает о любых отклонениях от нормы. Когда все в порядке, система дает команду “все готово” – это и есть “зеленая линия”.

Капитан танкера отвечает за безопасность своего судна и безопасное проведение операций при выполнении подхода, маневрирования, швартовки, погрузки нефти и отхода гружёного танкера от МЛСП. Координация действий всех участников, осуществляемая при этом со стороны капитана МЛСП, не освобождает капитана танкера от необходимости принятия оперативных решений в зависимости от изменения обстановки и ответственности за данные решения. При этом капитан танкера обязан незамедлительно докладывать капитану МЛСП или старпому/диспетчеру по флоту МЛСП о своих действиях.

Основные этапы операций

Операции, выполняемые персоналом МЛСП и экипажем танкера при подготовке к отгрузке нефти, в период отгрузки и окончания отгрузки, делятся на следующие основные этапы:

Погодные ограничения для работы танкера у МЛСП

КУПОН спроектирован для работы в следующих условиях, которые для него являются штатными:

Швартовка танкера к МЛСП должна обеспечиваться при следующих условиях:

В тяжёлых ледовых условиях, когда в районе отгрузки и стоянки танкера невозможно поддерживать зону мелкобитого льда вокруг танкера даже при работе двух МФЛС и линейного ледокола, все операции по швартовке и отгрузке нефти должны быть прекращены, а танкер должен отойти на безопасное расстояние от МЛСП в зону ожидании,

Подход и удержание танкера у МЛСП

Регулирование и контроль движения танкеров, прибывающих для погрузки нефти у МЛСП, осуществляет пост технического наблюдения и связи (ПТНС).

При определении возможности проведения операции должны быть учтены следующие факторы:

В любом случае проведение операций у МЛСП во время сильного снегопада, ливня, обледенения, тумана видимостью менее 100 м запрещается.

На МЛСП и танкере должен быть обеспечен регулярный приём прогнозов погоды для определения возможности проведения операций и выбора наиболее благоприятного периода.

При проведении операций в ледовых условиях старший помощник капитана/диспетчер по флоту МЛСП и капитан танкера совместно определяют время, направление и способ подхода и удержания судна с учётом преобладающих ледовых и гидрометео­рологических условий.

Читайте также: Особенности подготовки судна к плаванию во льдах

Выбор КУПОН, к которому швартуется танкер, осуществляется в зависимости от текущего направления равнодействующей ветра и течения (дрейфа льда) и прогноза по её изменению. Преобладают направления течений СЗЮВ и наоборот. Приливы и отливы сменяются примерно каждые 6 часов. Опыт работы танкеров у платформы показывает, что суммарное влияние ветра и течения меняется с изменением осадки (по мере загрузки), т. к. уменьшается парусность, а течение на разных глубинах (в разных слоях) имеет различные направление и значение.

Танкер подходит к КУПОН против действующего течения и во время отгрузки находится в ледовом канале, который образуется за платформой и зависит от продолжительности, силы и направления ветра и скорости течения. Во время движения танкера старпом/диспетчер по флоту МЛСП отслеживает этот процесс и при необходимости предупреждает капитана судна о необходимости уменьшить скорость хода, если имеется угроза навала танкера на платформу.

Для удержания в зоне погрузки танкером используется система динамического позиционирования, которая позволяет удерживать нос танкера в пределах допустимых отклонений от заданной позиции, предотвращая излишнее натяжение на швартове и грузовом шланге.

Сложность работы танкера у платформы состоит в том, что за время до начала смены направления течения необходимо успеть выполнить полный цикл грузовых операций, в котором на перекачку нефти в один подход остаётся не более 2-3 часов.

Если в процессе проведения операций возникнут условия, угрожающие безопасности проведения операций (приближение больших ледовых полей или сморозей, резкая смена дрейфа льда, появление сильного сжатия и т. п.), операции должны быть прекращены, а танкер должен немедленно отойти от МЛСП на безопасную дистанцию до улучшения обстановки

Схема швартовки танкера
Схема швартовки танкера к МЛСП «Приразломная»

После того как швартовный канат закреплён в цепном стопоре танкера, капитан танкера работой системы DP обеспечивает необходимое положение танкера относительно платформы. Отгрузочный шланг подается на танкер только после того, как персонал, ответ­ственный за проведение грузовых операций на МЛСП и танкере, убедится в возможности удержания танкера у платформы на швартовном канате в требуемой рабочей зоне.

Организация грузовых операций и режим разрешающих параметров «зелёная линия»

В процессе подготовки и в ходе проведения операций по отгрузке нефти телеметрическая система КУПОН осуществляет обмен инфор­мацией с системой телеметрии танкера, формируя разрешающие сиг­налы «зелёная линия», которые учитывают положение танкера относительно МЛСП, а также нагрузку на шланг и швартов.

В ходе операций по отгрузке система управления и мониторинга платформы (СУМ) отслеживает состояние каждого из разрешающих сигналов в составе обобщённого сигнала «зелёная линия» и при потере хотя бы одного из них формирует сигналы ESD аварийной остановки отгрузки. Уровни аварийных сигналов остановки (ESD-1, ESD-2, ESD-3) являются следствием:

Параметры перемещений танкера и натяжения швартова приведены в “Руководстве по обеспечению безопасности при проведении грузовых операций МЛСППриразломная” с танкером и судами снабжения”, разработанном ФГУПКрыловский ГНЦ“.

Капитан танкера обязан обеспечивать удержание судна на безопасном расстоянии от платформы, при этом нагрузка на швартовный трос не должна превышать 130 т (уровень срабатывания предупредительной сигнализации ESD-1). Максимально допустимая нагрузка – 250 т (уровень ESD-2).

При угрозе разрыва швартова должна быть инициирована аварийная остановка грузовых операций (ESD-3) и выполнено аварийное отсоединение шланга и троса. Ответственность за удержание танкера на безопасной дистанции несет капитан.

В районе МЛСП присутствуют приливно-отливные течения, которые могут вызывать отклонение носовой части танкера и эффект присасывания. Капитан обязан обеспечить непрерывный контроль положения танкера и принимать меры для предотвращения навала.

Оператор КУПОН должен отслеживать положение танкера и компенсировать изменения. Капитан предпринимает действия по удержанию танкера или принимает решение об отходе.

При тяжелых ледовых условиях погрузка должна производиться в “окна погоды“, с согласованием времени подхода и удержания танкера. Решение о стоянке принимает капитан с учетом режима ледовых операций.

Вахта на платформе и танкере ведется постоянно, капитан и диспетчер отвечают за безопасное позиционирование танкера. При ухудшении погоды грузовые операции должны быть остановлены, ответственность за отход несет капитан танкера.

Ледокольное обеспечение швартовно-грузовых операций у МЛСП

Ледокольные проводки организуются с учетом степени тяжести навигационных ледовых условий в районе МЛСП. В лёгких и средних ледовых условиях обеспечением швартовно-грузовых операций и ледокольным обеспечением занимаются Все о ледоколах – от производства до истории эксплуатациимногофункци­ональные ледокольные суда снабжения (МФЛС). В тяжёлых ледо­вых условиях используется линейный ледокол.

МФЛС Юрий Топчев
Многофункциональное ледокольное судно снабжения «Юрий Топчев»

Многофункциональные ледокольные суда снабжения «Владислав Стрижов» и «Юрий Топчев» имеют класс Российского морского реги­стра судоходства КМ Icebreaker6[2] AUT1 DYNPOS-1 FF3WS ANTI-ICE tug/supply ship и предназначены для:

Основные характеристики МФЛС «Владислав Стрижов» и «Юрий Топчев»
Длина наибольшая, м99,3
Ширина наибольшая, м19
Осадка максимальная, м8
Скорость хода, узлов17,2
Тип движителей2 ВРК
Мощность ГД, кВт2 × 7 500
Мощность ПУ, кВт2 × 883
Дедвейт, т3 800

Для выполнения функций снабжения МЛСП на судне предусмотрены грузовая палуба площадью 750 м2, необходимые грузовые помещения и специализированные грузовые системы и устройства.

Действия танкера, МФЛС и линейного ледокола в тяжёлых ледовых условиях

В тяжелых ледовых условиях танкер подходит к зоне принятия решений К (3 мили) в сопровождении МФЛС2 или линейного ледокола. При отсутствии сжатий танкер следует по каналу за МФЛС-2 на безопасном расстоянии. При наличии сжатий танкер приближается к МФЛС-2, оставаясь позади, и движется параллельно прокладываемому МФЛС-2 каналу на расстоянии не менее ширины МФЛС-2.

При приближении танкера к платформе МФЛС1 готовит зону мелкобитого льда для проведения операций швартовки и погрузки. Прогнозирование ледовой обстановки является основой для принятия решения о выборе стороны расположения КУПОН капитаном МЛСП. С учетом этого решения, МФЛС-1 проводит работы по разрушению ледовых образований у бортов платформы.

Арктические челночные танкеры
Арктические челночные танкеры «Василий Динков» и «Михаил Ульянов»

На границе зоны маневрирования капитан МФЛС2 получает указание капитана МЛСП о месте расположения КУПОН. После этого МФЛС-2 и танкер входят в зону маневрирования (1 000 м). МФЛС-1 проходит по зоне мелкобитого льда к МЛСП в район действия КУПОН, окончательно размывая лед.

Предлагается к прочтению: Сплоченность льда

Танкер по зоне мелкобитого льда самостоятельно продвигается к КУПОН, при этом ВРК типа Azipod* танкера работают на мощности не менее 80 %. Швартовка и операции по обеспечению погрузки осуществляются под контролем или с помощью МФЛС1.

При резком изменении направления дрейфа льда МФЛС1 и МФЛС-2 должны выйти на фронт дрейфа, разрушать ледяное поле, не допуская сужения ледового канала и усиления сплоченности надвигающихся на танкер льдин.

Критические ледовые условия, при которых прекращаются все операции с танкерами в зоне ответственности МЛСП

В тяжелых ледовых условиях, когда МФЛС1 и МФЛС-2 становится затруднительно поддерживать зону мелкобитого льда вокруг танкера, им на помощь по команде капитана МЛСП приходит линейный ледокол. Он разбивает своим корпусом крупные ледовые образования.

МФЛС1 и МФЛС-2 стараются максимально очистить зону от обломков льда, разрушая локальные скопления льдин вокруг танкера при необходимости его поворота на изменяющееся направление дрейфа льда.

При невозможности поддержания в зоне отгрузки и стоянки танкера допустимых ледовых условий даже при работе двух МФЛС и линейного ледокола Грузовая система СПГ танкерапогрузка танкера прекращается и вводится режим готовности к немедленному отходу танкера для перешвартовки на противоположный КУПОН или для отстоя.

Операции с танкером в зоне контроля МЛСП не разрешаются или прекращаются при следующих условиях:

Во всех указанных случаях линейный ледокол и МФЛС1, МФЛС-2 помогают танкеру либо отойти от МЛСП и перейти к другому КУПОН, либо дождаться благоприятных ледовых условий на безопасном расстоянии от МЛСП.

При возникновении тяжёлых ледовых условий до начала швартовки ледоколы и танкер отстаиваются на безопасном расстоянии от МЛСП, ожидая наступления благоприятных условий. Ледокол и МФЛС обеспечивают безопасность стоянки танкера.

Факторы, отрицательно влияющие на грузовые операции у МЛСП

Стамуха и возникшие трудности

Зимой 2014 года ледовое образование (стамуха) сформировалось у ЮВ КУПОН МЛСП.

Что такое стамуха?

Стамуха – торосистое образование, сидящее на дне. Стамухи по совокупности морфологических, генетических и физико-механических свойств значительно отличаются от торосов и представляют собой особый вид торосистых ледовых образований.

В течение нескольких часов танкер удерживался при помощи системы DP у ЮВ КУПОН МЛСП перед ледовым образованием, налипшим на корпусе МЛСП. При помощи лазерного дальномера были определены размеры ледового образования: протяженность надводной части – 120 м от борта МЛСП, видимой подводной части – 130 м от борта МЛСП. Льдообразование находилось практически в центре рабочего сектора. Наличие ледового образования в сочетании с дрейфом льда в юго-восточном направлении не позволило танкеру подойти в зону безопасной отгрузки для приема швартова и шланга КУПОН.

Бороться с образованием стамух сложно. Способ борьбы посредством размывания льда струями винтов не дает ощутимого эффекта. Кроме этого, МФЛС предпринимались попытки окалывать налипший лед и размывать его струями пожарных мониторов, которые также не оказали существенного влияния на данное ледовое образование.

Читайте также: Классификация морских льдов

Сколько-нибудь заметное воздействие на лед оказывали только околки МФЛС, но при этом судно подвергалось высоким нагрузкам, вызывающим возможность технических отказов, что не позволяет использовать данный метод слишком активно.

При наличии стамухи танкер не может подойти к платформе и удерживать позицию, т. к.:

Обращаем ваше внимание, что в ручном режиме «зелёная линия» разрешающих параметров не выстроится и платформа в любом случае не получит сигнал о разрешении отгрузки, т. к. погрузка на танкер через любой КУПОН в ручном режиме небезопасна и не предусмотрена самой идеей отгрузочного комплекса МЛСП. Ключевым условием для сбора «зелёной линии» является активность системы DP танкера.

Стамуха и ее влияние на судоходство обуславливают необходимость разработки специальных мер безопасности и технологий для обеспечения бесперебойной работы морских транспортных систем в арктических регионах.

Система динамического позиционирования арктических челночных танкеров, обслуживающих проект «Приразломное»

Проект «Приразломное» – это уникальный проект: раньше в мире таких не было. С проектом «Варандей» его сравнивать трудно, т. к. варандейская платформа – ледостойкий отгрузочный терминал, по сути, монобуй, на котором танкер имеет возможность вращаться на 360° вокруг оси платформы. Погрузка же на танкер напрямую с добывающей платформы, да ещё в ледовых условиях, – более сложная задача. Судно должно удерживаться в рабочем секторе КУПОН носом по направлению к оси отгрузочного устройства. Только в таком положении на танкер может проводиться погрузка нефти. Поэтому танкеры, которые работают у Приразломной («Михаил Ульянов» и «Кирилл Лавров»), оборудованы системами динамического позиционирования.

Система динамического позиционирования

Для обеспечения динамического позиционирования у МЛСП на танкерах проекта установлены два носовых подруливающих устройства и система динамического позиционирования фирмы Kongsberg K-POS SDP-21 (класс 2 по классификации IMO), соответствующая символу DP (AA) классификации LR.

SDP-21 это система, в основе которой лежит избыточность/дублирование оборудования (dual-redundant system).

Под избыточностью в динамическом позиционировании понимается использование нескольких (двух и более) датчиков, дублирующих друг друга, и двух управляющих станций (компьютеров).

Основными преимуществами избыточности компонентов си­стемы DP являются:

Ключевые элементы системы DP танкера:

Операторы системы динамического позиционирования на борту танкера надлежащим образом подготовлены, сертифицированы и имеют опыт, позволяющий эффективно использовать систему DP и управлять судном в процессе взаимодействия танкера и МЛСП.

Только капитан либо старший помощник капитана танкера может рассматриваться как старший DP-оператор (СДПО). Все другие сертифицированные DP-операторы, входящие в состав вахты танкера, являются рядовыми DP-операторами (ДПО) и выполняют вспомогательные функции под командованием СДПО.

Непосредственное управление танкером как в ручном режиме, так и при использовании системы DP в процессе взаимодействия с МЛСП осуществляется только капитаном либо старшим помощником капитана (СПКМ) танкера.

На всех судах, предназначенных для взаимодействия с МЛСП, кроме танкера, осуществляющего маневрирование, швартовные и грузовые операции в районе МЛСП, следующие системы должны быть полностью отключены:

Работа челночного танкера в режиме DP у МЛСП «Приразломная»

Работа танкера в режиме динамического позиционирования у МЛСП возможна только на чистой воде или в ледовом канале за МЛСП в мелкобитом льду. Погрузка танкера у МЛСП предусмотрена через два отгрузочных комплекса КУПОН, расположенных на СЗ и ЮВ оконечностях платформы.

Северо-западный КУПОН

Для обеспечения отгрузки нефти через СЗ КУПОН МЛСП судно должно находиться в рабочем секторе, параметры которого:

Доступные транспондеры системы относительного позиционирования RADIUS: 150, 160, 170.

Юго-восточный КУПОН

Для обеспечения отгрузки нефти через ЮВ КУПОН МЛСП судно должно находиться в рабочем секторе, параметры которого:

Доступные транспондеры системы относительного позициони­рования RADIUS: 180, 190, 200.

Основные режимы работы системы DP у КУПОН МЛСП

Отличительными особенностями режима Weather Vane от Approaсh являются:

Использование системы DP в ледовых условиях

Конвенционные системы динамического пози­ционирования спроектированы с целью удер­жания судна в заданной позиции посредством компенсации воздействия на него внешних сил (ветер, течение, волны).

Абсолютно иному воздействию со стороны сил природы подвергается судно, находящееся в ледовом канале. Продолжающие дрейфовать обломки разбитых ледовых полей образуют единый плотный поток твёрдых тел, набегающих на корпус, ударяющих и толкающих судно.

Поток битого дрейфующего льда может стремительно усиливаться и ослабевать. При значительном уплотнении льда в канале возрастает как масса льда, так и сила, с которой эта масса воздействует на судно.

Логично предположить, что система DP воспринимает эту нагрузку как воздействие течения, с тем лишь условием, что на её компенсацию понадобится большее усилие движителей.

Предлагается к прочтению: Руководящие документы для судов, эксплуатирующихся в полярных водах

Такого рода нагрузки в значительной степени отличаются от тех, которые судно испытывает на чистой воде. Воздействие обломков ледовых полей может быть значительно выше в среднем значении и подвергать судно периодическим скачкообразным изменениям действующей силы, а также образовывать равномерную – на некоторое время – нагрузку. В совокупности данные факторы образуют сложную во всех отношениях ситуацию для создания системой DP точной математической модели судна.

Поэтому необходимо учитывать, что работа системы динамического позиционирования становится в принципе возможной только в зоне разреженного мелкобитого льда. Такие зоны, например, образуются в канале за платформой «Приразломная» и в определённых ситуациях с привлечением МФЛС.

Эффективные стратегии компенсирования судном нагрузок, образованных потоком битого льда

В случае работы судна в условиях воздействия дрейфующею льда СДПО должен быть готов к стремительному возрастанию нагрузки на движители судна из-за надвигающегося на его корпус плотного потока битого льда или значительных размеров одиночной льдины.

Чтобы компенсировать стремительно возрастающие во льду нагрузки на систему динамического позиционирования, СДПО может быть использована одна из двух эффективных стратегий работы судна.

Реакционная (Reactive) – предусматривает немедленную реакцию на только что начавшую действовать или подействовавшую кратковременно силу. Выбирая эту стратегию, СДПО должен четко понимать возможные пределы и последствия отклонения судна от заданной позиции вследствие воздействия на него такой силы и поступать соответственно.

Упреждающая (Proactive) – предусматривает некоторое предвидение развивающейся ситуации. Таким образом, действие во избежание отклонения судна от заданной позиции/направления должно быть предпринято заблаговременно.

Применительно к работе челночного танкера данные стратегии могут использоваться следующим образом.

При работе в канале у КУПОН МЛСП «Приразломная» в режиме динамического позиционирования используется режим работы движителей, называемый Bias, при работе с которым в системе задаётся величина суммарной силы, созданной двумя ВРК типа Azipod*.

Плюсом данного режима работы движителей является возможность более быстрого изменения направления вектора компенсирующей силы. Данный режим работы может быть применён как в реакционной стратегии работы (увеличивая значение суммарной силы, постоянно создаваемой двумя ВРК типа Azipod*, мы готовим судно к большим нагрузкам), так и в упреждающей стратегии (судну может быть задана кратковременная работа движителей заблаговременно с целью упредить воздействие внешней силы на корпус судна).

Действия при возникновении неисправностей системы DP

В случае возникновения какой-либо неисправности системы DP либо входящих в её состав компонентов, не влияющей на текущую возможность удержания танкера в рабочем положении, СДПО должен незамедлительно вызвать на мостик капитана. После оценки ситуации капитан танкера информирует МЛСП и принимает решение о возможности продолжения операции либо её прекращении и отходе танкера от МЛСП.

В случае возникновения какой-либо неисправности системы DP либо входящих в её состав компонентов, делающей невозможным удержание танкера в рабочем положении, СДПО должен незамедлительно:

Дальнейшие действия по отшвартовке и отходу танкера от МЛСП осуществляются только под непосредственным командованием капитана танкера.

При явной невозможности безопасного удержания танкера у МЛСП СДПО (капитан либо СПКМ) танкера должен незамедлительно проинформировать МЛСП и активировать ESD-2 для предотвращения разрыва грузового шланга и повреждения грузовых комплексов МЛСП и танкера. Если позволяет обстановка, отдача швартовной линии осуществляется в штатном режиме.

Движение у МЛСП
Движение танкера у морской ледостойкой стационарной платформы “Приразломная”

В случае когда невозможность безопасного удержания танкера у МЛСП сочетается с неконтролируемым движением танкера в сторону МЛСП, СДПО (капитан либо СПКМ) танкера должен незамедлительно проинформировать МЛСП и активировать ESD-3 для предотвращения столкновения танкера с МЛСП.

При невозможности активации ESD-2 или ESD-3 на танкере в силу каких-либо причин СДПО должен незамедлительно проинформировать МЛСП. В таком случае ESD-2 или ESD-3 незамедлительно активируется оператором КУПОН МЛСП.

Грузовые операции между танкером и МЛСП допускаются только при условии исправной и надлежащим образом функционирующей системы DP на танкере, а также исправных и надлежащим образом функционирующих систем относительного позиционирования DARPS, RADIUS и систем телеметрии на танкере и МЛСП.

Носовые подруливающие устройства (НПУ) челночных танкеров

На арктических челночных танкерах, обслуживающих проект «Приразломное», установлены два носовых Общие сведения о средствах управления судамиподруливающих устройства туннельного типа, расположенные горизонтально в носовой части судна. Они значительно улучшают управление танкером, особенно в стесненных условиях.

Винт этих устройств – регулируемого шага с реверсом правый-левый борт. Управление лопастями осуществляется посредством гидравлики. Привод НПУ – электрический через эластичную муфту.

Необходимо отметить, что при запуске носового подруливающего устройства мощностью 2 000 кВт происходит бросок тока, что приводит к падению напряжения примерно на 15 %. Поэтому при его пуске необходимо иметь в работе два дизель-генератора.

Конструктивная особенность носовых подруливающих устройств, установленных на данной серии судов, накладывает значительные ограничения на работу в ледовых условиях. Для подруливающего устройства туннельного типа при диаметре туннеля более 2 м необходимо наличие защитных решеток. Они должны предохранять механизм поворота лопастей от попадания крупных льдин и чрезмерной нагрузки на механизм разворота лопастей. Но производители НПУ посчитали, что их установка на туннельный тип приведет к потере отталкивающей мощности на 10-15 %. Поэтому было принято решение их не ставить, учитывая опыт эксплуатации других судов в Арктике. Но на практике, к сожалению, отсутствие защитных решеток привело к нескольким значительным повреждениям подруливающих устройств.

Поэтому во льдах носовые подруливающие устройства следует использовать с большой осторожностью.

Предлагается к прочтению: Международная символика для морских ледовых карт

Во время швартовных операций компенсировать неиспользование НПУ в ледовых условиях при развороте судна можно за счет разности оборотов и/или угла разворота ВРК типа Azipod*.

Удерживать судно на курсе без НПУ можно за счет как разворота подов, так и изменения оборотов их винтов.

Читайте также: Подготовка судна к плаванию во льдах

Примечание: При подготовке данных Рекомендаций были использованы материалы из “Руководства по обеспечению безопасности при проведении грузовых операций МЛСППриразломная” с танкером и судами снабжения”, “Технологической инструкции по эксплуатации системы “КУПОН” в процессе подхода и швартовки танкера к МЛСП, отгрузки нефти и отхода танкера от МЛСП“, “Технологической карты на операцию по отгрузке нефти с платформы “Приразломная” на танкер”. Кроме того, был учтен практический опыт действующих капитанов челночных танкеров, обслуживающих проект “Приразломное“.

Автор
Фото автора - Ольга Несветайлова
Фрилансер
Литература
  1. Практические рекомендации капитанов СКФ по управлению судами в ледовых условиях. – М.: Паулсен, 2019.
  2. Ледовая навигация: учебное пособие / В. Ю. Визе, Л. С. Гаврилов, Г. Я. Лебедев. – Санкт-Петербург: Судостроение, 2015.
  3. Ледовые условия и безопасность мореплавания / Ю. А. Комаров, А. В. Смирнов. – Москва: Транспорт, 2012.
  4. Ледовые исследования и ледовая практика / Под ред. В. П. Алексеева. – Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2014.
  5. Ледовые характеристики морей и океанов / Под ред. Г. К. Зубакова. – Москва: Транспорт, 2011.
  6. Ледовая обстановка и безопасность мореплавания / Под ред. А. И. Смирнова. – Санкт-Петербург: Судостроение, 2016.
  7. Ледовые условия и безопасность судоходства / Под ред. В. Н. Иванова. – Москва: Транспорт, 2013.
  8. Ледовые исследования и ледовая практика / Под ред. Ю. П. Доронина. – Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2015.

Сноски

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Ноябрь, 18, 2024 78 0
Добавить комментарий

Текст скопирован
Пометки
СОЦСЕТИ