Ледовые испытания: как крупнотоннажные танкеры преодолевают арктические льды для проекта “Варандей”

Проект “Варандей” представляет собой масштабное инженерное сооружение, позволяющее круглогодично экспортировать нефть из арктических регионов России, несмотря на суровые климатические условия.

Благодаря уникальной конструкции стационарного морского ледостойкого отгрузочного причала, Варандейский терминал стал стратегически важным объектом для российской нефтяной промышленности.

Здесь мы рассмотрим, как работает СМЛОП Варандей – нефтяной терминал в Арктике, а также как происходит транспортировка нефти по морю и многое другое.

Проект «Варандей» – система добычи и морской транспортировки сырой нефти в Арктическом регионе России, где технологии добычи нефти в Арктике демонстрируют высокий уровень инноваций, позволяя успешно осваивать труднодоступные месторождения и обеспечивать экологическую безопасность. Оператором проекта является ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» – дочернее предприятие нефтяной компании «Лукойл». Проект обеспечивает разработку Тимано-Печорского и других соседних нефтяных месторождений, а также эксплуатацию экспортного терминала, расположенного в районе посёлка Варандей в Баренцевом море.

Нефтяные проекты в Баренцевом море обусловлены тем, что от трубопроводной системы «Транснефти» (а именно магистрали Харьяга – Уса) эти месторождения отделяют 150 км неосвоенной тундры, а от портопункта Варандей – всего 35. Возможность же вывозить всё сырье на экспорт, минуя систему «Транснефти» с квотируемой долей экспортных объёмов, обусловила строительство «ЛУКОЙЛом» первого в России частного морского нефтяного терминала в юго-восточной части Баренцева моря в районе острова и посёлка Варандей.

С 2000-го по 2008 год на Варандее действовал временный морской терминал с возможностью отгрузки не более 1,5 млн т добываемой нефти в год. Терминал располагался в 4,5 км от берега, на 11-метровых глубинах. Он соединялся с береговым резервуарным парком цельнотянутой стальной трубой (диаметром 270 мм и с толщиной стенок 11 мм), проложенной в траншее (подводном дюкере) глубиной 1,5 м, чтобы её не повредили в зимнее время ледяные торосы, иногда пропахивающие морское дно. Через временный морской терминал нефть отгружалась в танкеры типа «Астрахань» дедвейтом 20 тыс. т.

Как работает стационарный морской ледостойкий отгрузочный причал (СМЛОП)

Крупнотоннажная отгрузка нефти с терминала началась в июне 2008 года, после установки стационарного морского ледостойкого отгрузочного причала (СМЛОП), расположенного в юго-восточной части Баренцева моря, в 22 км от берега, на глубине 17 м и соединенного двумя нитками подводного трубопровода с береговыми ёмкостями.

Башня состоит из двух частей: опорного основания с жилым модулем на 12 человек, технологическими системами и поворотного швартовно-грузового устройства со стрелой, вертолётной площадкой и главным постом управления. Восьмигранная форма опорного основания рассчитана так, чтобы выдержать максимально высокую ледовую нагрузку и обеспечить круглогодичную работу отгрузочного причала при любых ледовых условиях.

Конструкция СМЛОП позволяет наползающему льду ломаться при достижении Напряжения в корпусе судна при его общем продольном изгибекритических изгибающих моментов, образуя за башней канал открытой воды шириной 34 м, что соответствует ширине танкера-челнока. Такая конструкция позволяет персоналу терминала наблюдать за движением льда, формированием канала и сменой на правления течения по изменению направления канала и давать практические рекомендации швартовному мастеру и капитану о выборе момента начала подхода и отхода танкера.

Крупнотоннажный челночный танкер производит Грузовые лебедки БМРТгрузовые операции, удерживаясь на швартовном канате на расстоянии от 60 до 80,7 м от СМЛОП. Верхняя часть башни автоматически поворачивается на 360° в любую сторону, следуя за перемещениями танкера, совершаемыми под воздействием ветра и течения.

Крупнотоннажные арктические челночные танкеры, обеспечивающие проект «Варандей»

Задачу круглогодичной транспортировки нефти с Варандея решают три арктических челночных танкера ПАО «Совкомфлот»: «Василий Динков», «Тимофей Гуженко» и «Капитан Готский». Суда дедвейтом 70 тыс. т каждое были построены южнокорейской верфью Samsung Heavy Industries по заказу группы компаний «Совкомфлот».

Первый танкер серии – «Василий Динков» – был принят в состав СКФ в декабре 2007 года. Все три арктических челночных танкера серии внесены в Российский международный реестр судов, приписаны к порту Санкт-Петербург и работают под государственным флагом Российской Федерации. На судах воплощены уникальные технические решения, позволяющие эффективно работать в зимних условиях арктических морей. Корпуса танкеров имеют Корпусные конструкции транспортных судов ледового плаванияледовые подкрепления, соответствующие ледовому классу Are 6 (1A Super) по классификации Российского морского регистра судоходства.

Танкеры оснащены двумя движительными колонками типа Azipod* суммарной мощностью 20 МВт. В целом такое техническое решение обеспечивает судну высокую ледопроходимость при движении как носом, так и кормой вперёд, что значительно сокращает продолжительность маневрирования во льдах и повышает Безопасность эксплуатации суднабезопасность судна.

На стадии проектирования челночных танкеров модельные эксперименты проводились в ледовом бассейне компании Aker Arctic, где был сделан прогноз ледопроходимости данных судов: около 1,6-1,7 м.

Достаточная прочность корпуса (ледостойкие конструкции) арктических челночных танкеров подтверждается также опытом их эксплуатации. Контроль ледовой нагрузки на корпус судна при различных скоростях движения и различных углах его входа в ледовые поля проводится с первых дней эксплуатации на танкере «Тимофей Гуженко», оборудованном специальной системой регистрации ледовых нагрузок (Iсе Load Monitoring System – ILMS).

Сенсоры для измерений этой системы расположены вдоль ледового пояса судна в носовой и кормовой его частях.

Информация о фактическом давлении льда на корпус судна со­поставляется с допустимыми значениями в программном обеспечении и выводится на монитор, установленный на Планирование рейса суднанавигационном мостике, в графическом виде. Вид графика показан на снимке.

За время наблюдений максимальная нагрузка в 40 % была зарегистрирована всего один раз, притом что безопасной считается нагрузка в 60 %, при которой на корпусе не остаётся никаких остаточных деформаций. Осмотр корпуса танкера при очередном освидетельствовании классификационным обществом в доке после 5 лет эксплуатации подтвердил данные измерений: никаких остаточных деформаций обшивки корпуса выявлено не было.

Общая характеристика ледовых условий в районе СМЛОП «Варандей»

В соответствии с Правилами классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства (часть 1, таблица 2.2.3.4.-1 «Районы и условия эксплуатации судов арктических категорий») в российской практике используются четыре степени условий сложности ледовой навигации:

• лёгкие;
• средние;
• тяжёлые (со средней повторяемостью один раз в 3 года);
• и экстремальные (со средней повторяемостью один раз в 10 лет), которые, в свою очередь, характеризуются соответствующими ледовыми условиями.

Применительно к юго-восточной части Баренцева моря целесообразно рассматривать два основных периода развития ледовых условий: с ноября по январь и с февраля по май.

В следующей таблице приведены расчётные максимальные толщины ровного сплошного льда в юго-восточной части Баренце­ва моря в зависимости от периода навигации и тяжести ледовых условий.

В качестве основной характеристики ледяного покрова используется эквивалентная толщина льда h_eq, в которой с помощью поправок к толщине сплошного ровного льда h учитываются торосистость и заснеженность льда:

Увеличение торосистости на 1 балл приводит к приросту толщины льда в среднем на 25 %.

Слагаемые, обусловленные высотой снежного покрова h_s (в ме­трах), определяются по формуле, используемой как российскими, так и зарубежными исследователями:

Ледовые условия в районе СМЛОП «Варандей» являются сложными за счёт влияния приливно-отливного течения, сильных ветров и близкого расположения береговой черты, вдоль которой образуется припай, способствующий активному процессу торошения льда. Эти факторы значительно влияют на плавание и маневрирование в районе терминала, особенно в весенний период.

Арктический нефтяной проект «Варандей» является примером освоения новых нефтегазовых регионов в условиях глобального потепления и таяния арктических льдов. Сложные ледовые условия в районе СМЛОП отражают вызовы, с которыми сталкивается вся отрасль при освоении Арктики.

Основные фазы и характеристики ледового режима

Льдообразование в юго-восточной части Баренцева моря, в районе Варандея, начинается в начале ноября. Однако из-за теплого течения чистая вода может сохраняться до конца декабря.

Становление припая происходит в середине декабря. Его распространение зависит от погодных условий и может достигать 15-метровой изобаты в суровые зимы. Однако за последние годы ширина припая не превышала 5 миль.

Максимальной толщины лед достигает в апреле-мае (в среднем 108 см). Взлом припая обычно происходит в начале июня, но может варьироваться от конца апреля до середины июля.

Окончательное очищение акватории ото льда происходит в среднем в начале июня.

Поданным наблюдений на гидрометеостанции Варандей (период 1919 – 2005 годов непрерывный ряд), продолжительность ледового периода колеблется в пределах 189-289 суток при средней продолжительности 246 суток (таблицы 1 и 2).

Периоды развития ледовых условий

СМЛОП «Варандей» находится на значительном расстоянии от кромки припая, в зоне дрейфующих льдов. Именно дрейфующие ледяные поля являются наиболее серьёзным фактором, влияющим на возможность удержания позиции танкера в допустимом секторе при погрузке и определяющим сложность навигации в районе СМЛОП.

Льдообразование мористее 15-метровой изобаты происходит медленнее, чем в прибрежной части, из-за большей динамики движения воды и более высокой температуры воздуха.

Собственные наблюдения за ледовой обстановкой на СМЛОП показывают, что начальные формы льда (ледяное сало, блинчатый лёд и нилас) преобладают очень короткий срок устойчивого льдообразования, но более 1-2 недель. В среднем этот период приходится на середину ноября начало декабря.

С падением температуры воздуха ниже -10 °С лёд нарастает очень быстро, и к началу января основную массу льда образуют обширные поля ровного серого и серо-белого льда толщиной 10-30 см со вставками серого льда и ниласа.

Середина следующего характерного периода ледовых условий приходится на конец февраля – начало марта. В это время основная часть ледовых полей в районе СМЛОП образована сплошными смёрзшимися полями серо-белого и тонкого однолетнего льда толщиной 30-50 см, местами до 70 см. Поверхность ледового поля неровная, заснеженная, с частыми грядами молодых торосов.

К середине апреля лёд становится толще, торошение более отчётливо.

В этот период преобладают обширные сморози наслоённого и мелкобитого тонкого однолетнего льда с грядами торосов различной высоты и небольшими участками ровного тонкого однолетнего льда толщиной 70-100 см.

Самые тяжёлые ледовые условия приходятся на вторую половину апреля – начало июня. В этот период сморози тонкого и среднего однолетнего льда на ровных участках достигают 1,5 м, а в сильно заторошенных участках – 2 м и более. Высота отдельных торосов может достигать 3 м. Поэтому работа в Арктике – это вызов для настоящих искателей приключений, готовых покорять суровые северные просторы и проявлять не малую выносливость.

В конце ледового сезона, когда юго-восточная часть Баренцева моря почти полностью освобождается ото льда, встречаются одиночные льдины толстого наслоённого однолетнего льда с гладкой обкатанной надводной поверхностью и неровной подводной частью более 5 м.

Такие льдины могут быть размером от 10 до 100 м в длину и от 5 до 50 м в ширину. Они представляют потенциальную опасность как для судна на ходу, так и для судна, ошвартованного у платформы.

Рельеф и структура ледовых полей в районе Варандея

Ледовая обстановка в районе СМЛОП крайне динамична из-за ветров и приливов. Частые сжатия и разряжения льда вызывают интенсивное торошение и образование сложных ледяных полей. Смешение морского и пресного льда, а также многократные столкновения полей приводят к неоднородной структуре льда и образованию наслоений.

Весной в районе Варандея преобладают поля из смёрзшихся обломков льда. Такой лёд, благодаря своей сложной структуре, лучше рассеивает ударные нагрузки судна, снижая требования к ледопроходимости.

Ледовый дрейф

Вектор ледового дрейфа обусловлен совокупным действием течения, ветра и балансом внутреннего напряжения ледового поля в периоды сжатия.

Влияние течения на ледовый дрейф

Приливы в районе Варандея имеют четкий полусуточный характер с периодом около 6 часов. Скорость течения меняется в зависимости от фазы Луны и достигает максимума в сизигии (0,35-0,45 узла). Направление приливного течения преимущественно северо-восточное, а отливного – юго-западное. Однако, на течение влияют сезонные факторы (таяние льда, сброс талых вод), ветры и постоянное океаническое течение.

Особенности приливов в Варандее:

• Сильные северо-западные ветры усиливают приливы, а ослабление ветра вызывает сгоны.
• Постоянное океаническое течение вдоль берега влияет на скорость и направление приливов, особенно ближе ко дну.
• В полную воду периоды стоячей воды больше, чем в малую воду из-за влияния постоянного океанического течения.
• Скорость приливного течения превышает скорость отливного, а изменение направления течения после малой воды происходит более интенсивно.

Ключевые факторы, влияющие на приливы в районе Варандея:

• Фаза Луны;
• Сезонные изменения;
• Ветровые условия;
• Постоянное океаническое течение.

Практическое значение: Понимание особенностей приливов в районе Варандея необходимо для безопасной и эффективной навигации и проведения погрузочных работ.

Влияние ветра на ледовый дрейф

Дрейф льда в районе СМЛОП определяется ветром и течениями. При сильном ветре (>10 м/с) лед дрейфует в основном под его воздействием. Торосистый лед более подвержен ветровому дрейфу.

Благоприятные ледовые условия: восточные, юго-восточные и южные ветры, отводящие тяжелый лед от СМЛОП.

Сложные ледовые условия: продолжительные умеренные и сильные ветры западных и северо-западных направлений, особенно весной. В такие периоды в район СМЛОП могут заходить обширные ледовые поля из Баренцева и Карского морей, затрудняя операции.

Нагонные и отжимные ветры: вызывают колебания уровня моря и соответствующий дрейф льда.

Нагонные ветры (западные, северные) приводят к нагону воды и льда, отжимные (восточные, южные) – к отжиму льда от берега. Дрейф льда может сохраняться по инерции после смены ветра или течения.

Сжатие ледового поля

Сжатие льда в районе Варандея представляет серьезную угрозу для безопасной работы морских терминалов. Это явление возникает из-за динамики ледового покрова, который под воздействием ветра и течений подвергается сжатию.

Интенсивность сжатия зависит от нескольких факторов. Чем толще и обширнее ледовый массив, тем сильнее он сжимается. Западные и северо-западные ветры, гонящие лед в Варандейский угол, усиливают сжатие, в то время как южные ветры, наоборот, ослабляют его. Приливы и отливы также играют важную роль: во время прилива сжатие усиливается, а во время отлива – ослабевает. Рельеф дна и береговая линия, например, наличие острова Долгий, ограничивают движение льда и способствуют сжатию в определенных районах.

Читайте также: Признаки приближения ко льдам

Сжатие льда приводит к серьезным последствиям для судоходства. Суда с трудом продвигаются через сжатый лед, танкеры испытывают затруднения при подходе к терминалу и проведении грузовых операций, а швартовка в условиях сильного сжатия становится крайне опасной.

Для оценки степени сжатия льда используется визуальный метод. Судоводители определяют ширину полосы чистой воды за кормой судна. Чем меньше эта полоса, тем сильнее сжатие. Для более формальной оценки существует балльная система, которая позволяет классифицировать сжатие по трем уровням в зависимости от ширины полосы чистой воды.

Период наибольшей интенсивности сжатия льда в районе Варандея приходится на конец февраля – начало июня. В это время толщина льда обычно превышает 50 сантиметров.

Важно отметить, что в настоящее время не существует точных инструментальных методов для оценки сжатия льда. Однако предложенная балльная система позволяет судоводителям принимать обоснованные решения в сложных ледовых условиях.

Мониторинг и анализ ледовой обстановки

На танкере должны быть организованы регулярное получение и анализ информации по погодным условиям, включая информацию по ле­довой обстановке. Любая полезная информация, полученная из надёжного источника, должна быть оценена и учтена при выборе маршрута следования, тактики подхода к СМЛОП и удержании танкера в секто­ре погрузки.

При анализе ледовых карт следует учитывать сроки их получения и соотносить с прогнозами погоды, т. к. под воздействием ветра и течения ледовая обстановка в оцениваемый период может измениться довольно быстро.

Важным фактором безопасности является постоянное наблюдение за фактическими гидрометеорологическими и ледовыми условиями. Ледовый радар является эффективным и надёжным инструментом при Управление судном при плавании во льдахплавании во льдах, позволяющим выбирать наиболее рациональный и безопасный путь, особенно в сложных ледовых условиях.

Во время швартовных и грузовых операций у СМЛОП основным методом оценки ледовой обстановки являются непрерывное визуальное наблюдение за состоянием ледового поля вокруг СМЛОП и анализ информации, полученной от вспомогательного ледокола и судна обеспечения. Необходимо правильно оценивать текущую ситуацию, сопоставляя её с техническими возможностями танкера и судов обеспечения, и уметь предвидеть возможные изменения ле­довой обстановки в ближайшее время.

Экологические риски нефтедобычи в Арктике представляют серьезную угрозу для уникальной и хрупкой экосистемы региона. Разливы нефти, загрязнение почвы и водных ресурсов, а также изменение климата из-за выбросов парниковых газов – лишь некоторые из последствий этой деятельности. Необходимо принимать срочные меры для минимизации этих рисков и сохранения Арктики для будущих поколений.

Для снижения экологических рисков нефтедобычи в Арктике необходимо разработать и внедрить новые технологии, морские инжинерные сооружения, которые позволят добывать нефть с минимальным воздействием на окружающую среду. Кроме того, необходимо усилить международное сотрудничество в области охраны Арктики и создать эффективные системы мониторинга и реагирования на чрезвычайные ситуации.

Работа танкеров у СМЛОП «Варандей» в ледовых условиях

Танкеры, работающие у СМЛОП «Варандей», сталкиваются с суровыми условиями Арктики, преодолевая толстые ледовые поля и штормовые ветра. Нефтяной терминал «Варандей», несмотря на экстремальные условия, является одним из ключевых узлов в системе экспорта российской нефти и играет важную роль в экономике региона.

Эффективная работа танкеров у СМЛОП «Варандей» в ледовых условиях обеспечивается специальными ледоколами и современным оборудованием, позволяющим безопасно проводить операции даже в самые холодные периоды года.

Выбор режимов работы дизель-генераторов

На танкерах типа «Василий Динков» установлены два среднеоборотных нереверсивных дизеля Wartsila 16V38 с номинальной мощностью 11 600 кВт и один среднеоборотный дизель 6L38 с номинальной мощностью 4 350 кВт.

При плавании танкера по чистой воде и в ледовых условиях (битый лёд толщиной 10-20 см) в грузу и в балласте необходимое электропотребление обеспечивается одним Роль современных дизель-генераторов на судахдизель-генератором (ДГ) мощностью 11 600 кВт с резервированием мощности от 20 до 30 %.

Движение танкера через поля крупнобитого льда толщиной 30-40 см может обеспечиваться работой одного большого и одного малого ДГ с резервированием мощности 25-28 %, при движении через сплошной лёд толщиной 35-45 см необходима одновременная работа всех ДГ с резервированием мощности 50 %.

Швартовка судна при ветре и теченииШвартовка танкера в ледовых условиях к СМЛОП «Варандей» осуществляется как минимум на двух работающих ДГ. Кроме того, во избежание обесточивания судна следует всегда использовать два больших ДГ, т. к. при выходе из строя одного из ДГ мощности одного большого ДГ будет достаточно в условиях швартовки или погрузки танкера у терминала для предотвращения его обесточивания и удержания от навала на платформу.

Предлагается к прочтению: Классификация морских льдов

В то же время мощности маленького ДГ, как правило, недостаточно при внезапном выходе из строя большого ДГ. В отдельных случаях, в особо тяжёлых ледовых условиях, возникает необходимость работать на всех трёх ДГ как при швартовке судна, так и в процессе погрузки. Возможны также варианты изменения схемы подключения ДГ непосредственно во время погрузки в случае резкого изменения ледовых или погодных условий.

Сразу следует отметить, что в случае выхода из строя одного из двух задействованных ДГ при любых погодных и ледовых условиях следует как минимум:

• снизить скорость погрузки танкера вдвое;
• дать команду на подачу буксирного троса на судно обеспечения;
• приготовиться к немедленной отдаче грузового шланга и швартова.

Далее, если резервный или остановившийся ДГ не запустился в течение 3 минут, а танкер не может уверенно удерживать позицию относительно грузовой стрелы СМЛОП, следует остановить погрузку и отдать грузовой шланг.

В процессе отдачи грузового шланга надо оценить возможность устранения неисправности, оставаясь на швартове, или принять решение об отходе от платформы на время ремонта.

Ещё один немаловажный момент, о котором не следует забывать при работе двигателя на низких нагрузках и холостых оборотах, образование больших объёмов сажи и шлама. Особенно важно об этом помнить, если планируется остановка двигателя.

Для обеспечения полного сгорания топлива следует соблюдать пошаговую нагрузку. Процессы в системе автоматического регулирования скорости дизеля с турбонаддувомДвигатели с турбонаддувом должны нагружаться постепенно в связи с очевидным недостатком воздуха при разгоне турбины до требуемых оборотов. Резкое увеличение нагрузки может применяться только в аварийной ситуации.

Изложенное выше должно учитываться при выборе режима работы судовой электростанции во время проведения швартовных и грузовых операций на СМЛОП. Как правило, в этот период электростанция эксплуатируется в режиме длительной работы на низких нагрузках путём запуска двух больших дизель-генераторов в параллельную работу и поддержания общей нагрузки, не превышающей 33 % их номинальной мощности. Процент продиктован ограничительной кривой мгновенного наброса мощности, определённой производителем данного типа дизелей. Эта кривая представлена на диаграмме справа.

Максимально резкий наброс нагрузки соответствует требованиям 1SC 8528-5. К сожалению, схема из трёх ДГ, два из которых имеют большую мощность и один – маленькую, ограничивает возможности гибко подбирать их комбинацию для одновременного обеспечения оптимального резерва и при этом необходимого процента нагрузки машин.

Условия проведения швартовных операций

Регламент обработки судов у СМЛОП запрещает танкерам входить в зону сопровождения (окружность радиусом 3 мили от СМЛОП) без швартовного мастера на борту. Пересадка швартовных и грузовых мастеров на танкер производится посредством орские буксирные суда, классификация и видывспомогательного буксира «Тобой». В сложных ледовых условиях эта операция требует определённой подготовки и слаженного взаимодействия экипажей су­дов обеспечения и танкера.

На нижеприведённых схемах показаны отработанные практикой методы взаимодействия судов, участвующих в пересадке людей.

На подходах к СМЛОП установлена рекомендованная схема движения судов, разделённая на зоны наблюдения и безопасности (на рис. ниже).

В 2015 году для челночных танкеров, осуществляющих погруз­ку на Варандейском нефтеотгрузочном терминале, была введена процедура открытия закрытия границы и таможенного оформления грузовых документов непосредственно в акватории СМЛОП в пределах территориальных вод Российской Федерации. Граница территориальных вод проходит в 1 200 м к NW от СМЛОП. Это обстоятельство накладывает ограничения на возможность ледокола и судна обеспечения выходить за пределы тервод без предварительно оформленного разрешения пограничной службы.

Осадка танкера при подходе к СМЛОП для проведения швартовных и грузовых операций должна быть не менее 7,1 м носом. Это ограничение сделано из-за возможного перетирания и быстрого износа швартовного конца при меньшей осадке.

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

Согласно «Обязательным постановлениям в морском порту Варандей» операции с танкерами и вспомогательными судами у СМЛОП производятся при температуре окружающего воздуха не ниже -40 °C и скорости ветра не более 25 м/с.

При видимости в Маневренные характеристики судна – устойчивость, поворотливость и ходкостьзоне маневрирования менее 200 м капитан танкера должен обсудить со швартовным мастером и капитаном СМЛОП возможность и порядок проведения швартовной операции с учётом существующей гидрометео- и ледовой обстановки. Окончательное решение о швартовке танкера к СМЛОП принимает капитан танкера.

Швартовные операции

Швартовные операции ледовых судов представляют собой сложный процесс, требующий высокой квалификации экипажа и специального оборудования, учитывая специфические условия работы во льдах. Безопасность швартовки ледового судна напрямую зависит от точности прогнозирования ледовой обстановки, выбора оптимального места швартовки и слаженности действий экипажа.

Для обеспечения надежной швартовки ледового судна используются специальные швартовные устройства, способные выдерживать значительные нагрузки, возникающие при взаимодействии судна со льдом.

Подготовка и планирование подхода танкера к СМЛОП

Перед подходом танкера к СМЛОП ледокол «Варандей» прокладывает ледовый канал, а судно обеспечения «Тобой» готово к буксировке. Капитан суднаКапитан танкера совместно со швартовным мастером оценивает ледовую обстановку, согласовывает план маневрирования и расстановку судов обеспечения. Подход и отход танкера планируются с учетом смены течений.

Остановки дрейфа льда во время полной воды не происходит. Вектор дрейфа льда после наступления полной и малой воды меняется неодинаково и зависит от:

• совокупного действия Влияние силы ветра на управляемость суднанаправления и силы ветра;
• толщины, заторошенности и сплочённости ледового поля;
• фазы лунного цикла приливов;
• сброса талых вод с материка.

В период минимальной скорости дрейфа льда (стоячей воды) изменение направления ледового дрейфа зависит только от направления действия ветра. Дрейф может меняться весьма незначительно в течение 2 или 3 часов, но также может изменить направление на противоположное в течение 15-20 минут.

Например, во время полной воды при сильном северо-западном ветре период стоячей воды будет около 2 часов. Течение заметно проявится только на третьем часу отлива. На малой воде при умеренном юго-западном ветре дрейф льда будет плавно меняться с северного направления на северо-восточное и по мере усиления прилива на восточное.

Изменение дрейфа может быть спрогнозировано на основе наблюдений в предшествующие сутки и сопоставления с фактической обстановкой.

Движение танкера к платформе осуществляется по линии дрейфа льда с подходом к СМЛОП во время полной воды. Выбор направления подхода к терминалу производится швартовным мастером терминала и утверждается капитаном танкера.

Во всех случаях при подходе к СМЛОП следует иметь минимально возможный угол между диаметральной плоскостью танкера и направлением ледового канала за терминалом.

На практике хорошо видимый, протяжённый канал от платформы образуется редко, а при сжатии льда в 2 балла его вообще не видно. Чем толще лёд, тем менее заметен канал. Однако сектор более или менее разреженного льда за основанием платформы есть всегда. В этом секторе и следует удерживать нос танкера при заходе на швартовку.

Подход танкера к СМЛОП

Подход и швартовка танкера к СМЛОП в районе Варандея существенно зависят от ледовой обстановки. Перед входом в зону сопровождения необходимо согласовать с диспетчером СМЛОП план действий, включая время подхода, место швартовки и возможную помощь ледокола.

Оптимальное время для швартовки – начало отлива, когда скорость дрейфа льда минимальна. Танкер должен подойти к платформе за 1-1,5 часа до начала погрузки, сохраняя курс и корректируя движение в зависимости от изменения направления ледового дрейфа.

В сложных ледовых условиях (сильное сжатие льда) подход и швартовка могут занять значительно больше времени. В таких случаях погрузка планируется на период установившегося отлива и может быть сокращена из-за необходимости отхода за час до смены приливов. При очень тяжелых ледовых условиях погрузка может осуществляться за несколько подходов к платформе.

Занятие позиции для выхода на курс швартовки

Важным моментом для успешного проведения швартовных опера­ций являются определение и занятие позиции для выхода на курс швартовки. Основным условием безопасности при подходе танкера к СМЛОП на дистанцию швартовки 70 м является движение навстречу дрейфу ледового поля. Другими словами, курс швартовки должен быть обратным вектору ледового дрейфа.

Дистанция для выхода в точку разворота на курс швартовки может быть различной и зависит от действующих гидрометеорологических и ледовых условий. Обычно при нормальных условиях это 1 000 – 1 500 м.

В очень тяжёлых ледовых условиях, при сильном ледовом сжатии, когда танкер движется к СМЛОП кормой вперёд или использует места слабины и разрывов ледового поля, его разворот носом на платформу может произойти на дистанции 500 м и ближе. Если не удаётся завершить разворот танкера в пределах 300 м от платформы, ситуацию следует считать опасной. Нужно отводить танкер к северо-востоку от платформы и удерживать дистанцию не менее 1 000 м до следующей полной воды или улучшения ледовой обстановки.

Поскольку вектор дрейфа – величина переменная, зависящая от нескольких факторов, при планировании подхода к СМЛОП и выборе ориентировочного курса швартовки рекомендуется применять простой расчёт, например:

Подход и швартовка танкера к СМЛОП будут осуществляться на приливе, через 2 часа после малой воды, т. е. направление приливного течения будет устойчивым или будет меняться незначи­тельно.

Направление приливно-отливного течения в районе СМЛОП «Варандей» располагается близко к оси NW – SE. Ветер устойчивый от SW.

Сложив векторы действующего ветра и приливного течения, получим направление поверхностного дрейфа. В нашем случае оно будет равняться 70°, соответственно, курс швартовки будет приблизительно 250°.

Швартовка и удержание позиции у СМЛОП

Швартовка танкера к СМЛОП в ледовых условиях требует высокой точности и осторожности. Для безопасного подхода танкер должен двигаться в зоне наименее Управление судном при плавании во льдахсплоченного льда, постепенно снижая скорость до 0,5 узла и менее при приближении к платформе.

Процесс швартовки включает несколько этапов: выборка проводников, соединение компонентов швартовной линии, закрепление швартова и создание необходимого натяжения. Натяжение швартова должно составлять 40-55 тонн, а расстояние между танкером и платформой – около 74 метров.

Читайте также: Безопасность мореплавания во льдах

Постоянный мониторинг ледовой обстановки необходим для корректировки плана швартовки. При ухудшении условий или сомнениях в безопасности швартовку следует отложить. В благоприятных условиях погрузка осуществляется за один подход, в сложных – может потребоваться несколько подходов.

Отход танкера осуществляется самостоятельно, благодаря высокой маневренности судна. После отхода танкер следует в район ожидания, избегая зон повышенного сжатия льда. Выход танкера за пределы зоны маневрирования в южных направлениях не рекомендуется из-за мелководья.

Удержание танкера у платформы во время погрузки

Танкер, стоящий на швартове у СМЛОП, может считаться ошварто­ванным только условно, поскольку постоянно совершает перемеще­ния относительно причала.

Существует два основных критерия безопасности при удержании танкера у платформы во время производства грузовых операций.

1 Удержание по направлению. Перемещение носовой части танкера (рыскание) должно осуществляться в допустимом секторе погрузки, который составляет около 12° от вертикальной оси СМЛОП в сторону отгрузочной стрелы. Другими словами, курс танкера должен быть близким к обратному курсу отгрузочной стрелы СМЛОП. Расхождение не должно превышать 5,4°, иначе погрузка будет остановлена автоматически в аварийном режиме.

2 Удержание по дистанции. Этот критерий контролируется натяжением на швартовном канате. Натяжение на швартове менее 20 т является сигналом о том, что танкер теряет позицию по безопасной дис­танции и сближается с платформой.

Увеличение нагрузки на швартовный канат до 120 т, вызванное действием внезапно изменившихся ледовых или погодных условий, требует экстренных мер по снижению натяжения на швартове, а при неэффективности предпринимаемых усилий – немедленного прекращения грузовых операций во избежание повреждения или разрыва швартовного каната и, как следствие, грузового шланга. Автоматическая аварийная остановка грузовых операций происходит при достижении нагрузки на швартов 180 т.

Необходимо помнить о разнице между показаниями датчиков натяжения швартова на СМЛОП и на танкере и учитывать её при осуществлении контроля.

Натяжение швартовного каната

Для безопасной стоянки и проведения грузовых операций танкер у СМЛОП должен поддерживать натяжение швартова в пределах 40-50 тонн. Это обеспечивает устойчивость судна и предотвращает рыскание и раскачивание. При сильном ветре нагрузку можно увеличить до 55-60 тонн. Важно отметить, что автоматическая отработка грузовой стрелой СМЛОП всех перемещений носовой части танкера требует особого внимания к поддержанию оптимального натяжения швартова.

Грузовой шланг подается только после подтверждения надежной фиксации танкера. При этом необходимо учитывать, что грузовая стрела СМЛОП, будучи автоматизированной системой, реагирует на любое изменение положения танкера, включая рыскание и крен. Поэтому, даже при незначительных отклонениях от заданной позиции, грузовая стрела может совершать компенсаторные движения, что может привести к дополнительным нагрузкам на швартовный конец.

Оптимальную нагрузку капитан выбирает в зависимости от погодных условий, состояния льда и текущего положения танкера относительно СМЛОП. При выборе режима работы судовой пропульсивной установки необходимо учитывать не только натяжение швартова, но и работу грузовой стрелы, чтобы избежать ее перегрузок и обеспечить безопасное проведение погрузочно-разгрузочных работ.

Система аварийной остановки грузовых операций

На СМЛОП действует трёхуровневая система аварийной остановки гру­зовых операций (ESD – Emergency Shut Down). Она предусматривает дей­ствия персонала берегового резервуарного парка, СМЛОП и танкера при наступлении аварийного случая или при резком изменении гидрометео- и ледовых условий. Эта система активируется при превышении предельно допустимых критериев безопасного производства грузовых операций, которые перечислены в нижеприведённой таблице.

Управление танкером на швартове во время грузовых операций

При ветре менее 7 м/с движение танкера у терминала определяется приливом и отливом. Оператор, используя Общие сведения о средствах управления судамиподруливающее устройство, удерживает судно в нужном положении. Важно следить за скоростью перемещения носовой и кормовой частей танкера, чтобы избежать разгона и вращения вокруг терминала, вызванных разными радиусами движения.

При ветре более 12 м/с танкер совершает колебания в секторе действия ветра. Величина этого сектора напрямую зависит от силы ветра. Чем сильнее ветер, тем меньше сектор зоны перемещения. Любые изменения внешних факторов в ходе грузовых операций приводят к динамическим изменениям в системе танкер – швартов – терминал и должны постоянно контролироваться персоналом танкера.

Следует помнить, что ВРК типа Azipod* – устройство, которое даёт продольное и поперечное смещение судна одновременно. Это хорошо заметно и используется как элемент управления при удержании танкера на швартове во время грузовых операций.

Для удержания танкера в створе СМЛОП во время погрузки необходимо постоянно корректировать работу подруливающих устройств (ВРК). При отклонении танкера от курса оператор возвращает его в нужное положение, но при этом может возникнуть продольное смещение из-за изменения тяги ВРК. Поэтому мощность на втором подруливающем устройстве необходимо увеличивать.

Предлагается к прочтению: Сплоченность льда

Рекомендуется использовать режим SPEED MODE для более точного управления судном. Во время грузовых операций танкер находится в зоне, защищенной от ледового сжатия шириной основания СМЛОП, но кормовая часть судна все равно может подвергаться воздействию льда. При увеличении осадки управляемость танкера ухудшается из-за уменьшения объема воды под килем, увеличения веса и влияния подводных течений. Последняя четверть грузовых операций требует особой внимательности от всех участников процесса.

Про ведение грузовых операций в тяжёлых ледовых условиях

В тяжелых ледовых условиях погрузка танкера производится в периоды с благоприятной ледовой обстановкой из-за ограниченной маневренности судов. Необходимо постоянно наблюдать за ледовой обстановкой и перемещениями танкера, чтобы предотвратить его неконтролируемый поворот – «складывание». При угрозе «складывания» необходимо привлечь ледокол или буксир. Если избежать «складывания» не удается, грузовые операции прекращаются, и танкер отходит.

За время работы терминала определены несколько признаков, при которых ледовые условия становятся неприемлемыми для дальнейшего проведения швартовно-грузовых операций:

1. Вспомогательный ледокол не способен оказывать ледокольную помощь, или происходит его заклинивание во льду.
2. Прохождение ледоколом дистанции от кормы танкера до траверза терминала занимает более 15 минут.
3. Невозможность для ледокола сделать круг вокруг терминала и танкера.
4. Повышение оборотов ВРК типа Azipod* до 90 в минуту для удержания танкера в позиции. Кратковременно в критические моменты такое повышение оборотов ВРК возможно, и это следует делать. Но если приходится осуществлять подобное повышение дважды за полчаса, то надо отходить.
5. Выход нагрузки на швартов за допустимые (критические) параметры.
6. Сомнение одного из участников операции в возможности безопасно её продолжать.

При развороте танкера ледокол создает зону разрежения льда у борта судна, позволяя ему сместиться. Оптимальная дистанция между судами – 50-100 метров при скорости 3-5 узлов. Крупные льдины могут затруднять маневр, поэтому привлекают дополнительный буксир или сокращают дистанцию.

Во время работы ледокола необходимо постоянно контролировать дистанцию, чтобы избежать столкновения. Слабина во льду может спровоцировать резкий поворот ледокола к танкеру. После прохождения вдоль борта ледокол выполняет разворот, предварительно ослабив лед. Выбор метода разворота зависит от ледовых условий.

На последней стадии отлива принимается решение о продолжении операции. Оценивается способность ледокола поддерживать необходимое разрежение льда. Заблаговременная ледокольная подготовка (за 2-2,5 часа) позволяет создать условия для безопасного разворота танкера.

Если есть сомнения в безопасности разворота, операцию откладывают до следующего отлива. Опыт показывает, что если разворот после малой воды был сложным, то удержать танкер на приливе будет еще труднее.

Ледокольное обеспечение танкера у СМЛОП в процессе швартовки и погрузки

Большую часть ледового периода челночные танкеры не могут самостоятельно выполнять швартовные и погрузочные операции, что в основном обусловлено наличием ледовых сжатий, регулярного изменения дрейфа льда из-за приливно-отливных течений и сильных ветров.

Согласно действующему Регламенту обработки судов у СМЛОП ледокольное обеспечение швартовки и погрузки танкеров в период зимней навигации осуществляется вспомогательным ледоколом «Варандей», буксирное обеспечение в круглогодичном режиме выполняет ледокольный буксир «Тобой».

Основные характеристики ледокольных судов, задействованных на отгрузке нефти со СМЛОП «Варандей»

Основные характеристики ледокольных судов, задействованных на отгрузке нефти с терминала «Варандей», приведены ниже. Как видно из этой таблицы, ледопроходимость челночных танкеров и ледокольных судов обеспечения соизмерима.

Типовая схема взаимодействия судов у СМЛОП

Швартовка и погрузка танкера осуществляются при его расположении в ледовом канале за терминалом. Вспомогательный буксир занимает позиции у кормы танкера в готовности принять буксирный трос и обеспечить аварийный отход танкера от СМЛОП. Все о ледоколах – от производства до истории эксплуатацииВспомогательный ледокол обеспечивает безопасность погрузки, взламывая поля сплошного льда и создавая зону разрежения перед СМЛОП и с наветренного (с направления дрейфа льда) борта танкера.

При достижении толщины льда 30 см и более ледокол обеспечения переходит на постоянную работу по околке, уделяя особое внимание большим ледяным полям, которые могут повлиять на безопасную сто­янку танкера.

Читайте также: Подготовка судна к швартовым операциям

Если некоторые ледяные поля значительных размеров всё-таки подошли к оконечности танкера, оказывая существенное влияние на его удержание в позиции, то к работе привлекается вспомогательный буксир «Тобой», который отодвигает крупные ледяные поля или раскалывает их.

Также работа буксира «Тобой» на размыв в районе миделя танкера позволяет ускорить прохождение особенно крупных ледяных полей. Данная операция должна проходить под контролем капитана танкера и швартовного мастера в связи со значительным влиянием потока струй на танкер.

Работа ледокола обеспечения в нормальных ледовых условиях

В нормальных ледовых условиях при отсутствии сжатия и сильного нажимного ветра танкер способен самостоятельно, без помощи ледокола маневрировать для выхода на курс швартовки. Работа ледокола при таких обстоятельствах заключается в следующем:

• предварительная разведка корпусом характера ледового поля непосредственно вокруг СМЛОП;
• разрежение ледового поля в секторе подхода танкера на дистанции 200-500 м от СМЛОП;
• после выхода танкера на курс швартовки и начала его сближения с платформой ледокол переходит за платформу выше по линии дрейфа и начинает работать короткими галсами перпендикулярными линии дрейфа льда на общее разрежение. В результате танкер будет двигаться в полосе дрейфующего ему навстречу мелко битого льда;
• если во время приближения к платформе направление дрейфа меняется и танкер не может уверенно удерживать направление на ось платформы, ледокол или судно обеспечения может оказать по­мощь, создавая разрежение вдоль борта танкера, работая прямыми параллельными галсами на дистанции 75 100 м;
• иногда при переменчивом дрейфе для создания большей свобо­ды поперечного перемещения танкера и удержания его направления на ось платформы целесообразно создавать разрежение работой ледокола с одного борта танкера и судном обеспечения с другого.

Ледокольная поддержка при маневрировании танкера в сложных ледовых условиях

Маневрирование танкера во льдах, особенно при развороте на терминал, требует слаженной работы с ледоколом. Из-за существенной разницы в ширине судов, следование танкера за ледоколом неэффективно.

Оптимальный вариант – создание ледоколом зон разрежения вдоль бортов танкера для более плавного разворота.

При толщине льда 70-150 см и более, а также при наличии торосов и сжатия, маневрирование значительно усложняется. Танкеру приходится двигаться кормой вперед, выбирая наиболее слабые участки льда. Несмотря на хорошую ледовую ходкость на прямых курсах, маневренность танкеров типа “Василий Динков” ограничена из-за их длины.

Ледокол может оказывать помощь танкеру, двигаясь параллельно ему на некотором расстоянии или пробивая наиболее крепкие участки льда.

Особенно важна помощь ледокола при развороте танкера. Иногда обстоятельства требуют развернуться почти на обратный курс. В особо сложных условиях эта процедура может занять более 3 часов, что приводит к переносу швартовки минимум на 12 часов, т. е. на сле­дующую полную воду.

Для разворота танкера через правый борт ледокол, проходя от кормы вдоль борта, создаёт разрежение на участке справа по носу танкера. Затем переходит на левый борт и, двигаясь к корме танкера, создаёт слабину на участке слева по корме (рис. 1, а).

После этого танкер, работая вперёд, пытается забросить нос как можно дальше вправо. Затем, работая назад, уводит корму влево, и подготовленную ледоколом слабину ледового поля. Эта процедура повторяется неоднократно и чередуется с параллельными проходами ледокола вдоль борта танкера до полного его разворота на нужный курс (рис. 1, б).

Во время выполнения данной работы особое внимание необходимо уделять условиям безопасности. Не стоит забывать, что, работая Azipodaми и направляя струю воды в сторону быстро приближающегося ледокола, танкер может избежать навала и отбить ледокол вследствие того, что водоизмещение и длина ледокола невелики, а мощность струи пода значительна.

Автор

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.