15. Рейдовые причалы и островные порты

15.1 Рейдовые причалы

Возведение глубоководных причальных сооружений и подходов к ним в мелководной прибрежной зоне связано с большими капитальными вложениями, поэтому в последние годы все шире применяют способы переработки грузов (особенно нефти) в рейдовых условиях с использованием рейдовых причалов.

По конструктивным признакам они делятся на плавучие (одно– и многоточечные), стационарные и комбинированные; по роду перерабатываемых грузов – на наливные и навалочные; по назначению – на погрузочные, разгрузочные, погрузо–разгрузочные и передаточные.

Широкому распространению рейдовых причалов способствовали их преимущества: сравнительно невысокие затраты средств и времени ни их оборудование, возможность приема судов с большой осадкой, пониженная пожароопасность, небольшие расходы на эксплуатацию и т.д.

Недостатки рейдовых причалов: сложность перегрузочных работ при значительном волнении моря и ветре, недостаточная гибкость перегрузочной системы, затруднения в случае перегрузки нескольких видов грузов, трудности в снабжении судов, простои, вызванные необходимостью в случае штормовой погоды уходить в открытое море от причала, уязвимость подводного трубопровода, раздаточного устройства, швартовых бочек и т.п.

В стационарном рейдовом причале вместо буя, закрепленного к дну якорями, возводят достаточный по размерам и прочности пал, к которому судно, швартуется и у которого его, обрабатывают.

Плавучие причалы. Делят такие причалы на одноточечные (с одним швартовым буем), многоточечные (с несколькими швартовыми буями), плавучие понтоны, плавучие причалы – хранилища и т.д.

Многоточечные причалы появились ранее одноточечных. Причал состоит из нескольких швартовых бочек (буев), несущих на себе перегрузочное и сопутствующее оборудование, бриделей или жестких шарнирных связей и якорных устройств.

Натуральными экспериментами установлено, что при расположении судна вдоль направления ветра и течения нагрузки на него значительно уменьшаются по сравнению с нагрузкой при поперечном расположении. Это обстоятельство явилось главным в развитии одноточечных рейдовых причалов, у которых судно, подобно флюгеру, все время принимает положение против ветра и течения. Они широко применяются в практике мировой перегрузки сырой нефти. В последнее время в последнее время одноточечные причалы начинают использовать также для перегрузки железной руды, угля, бокситов, глинозема и других навалочных грузов.

Причалы в виде плавучих понтонов используют для перегрузочных операций, при ремонте судов и в других случаях. Причал состоит из понтонов, соединенных между собой с помощью шарниров и закрепленных к дну в нескольких точках. Понтоны оборудованы отбойными и швартовыми устройствами, инженерными сетями (трубопроводами, электрокабелями и кабелями связи) и якорными устройствами. У головного понтона имеются сигнальные и осветительные устройства, у корневого – соединительный мост.

Причалы –хранилища предназначены для перегрузки грузов и их хранения. Иногда возводятся на значительном удалении от берега.

Устройство одноточечных плавучих причалов.

Конструкция, и размеры буя и элементов рейдового оборудования точечных плавучих причалов зависят от характеристик судна, грунта дна, глубины моря и гидрометеорологических особенностей данного района акватории. Швартовый буй служит для удержания на нем технологического оборудования и бриделя, идущего к якорному устройству. В настоящее время применяют различные конструкции одноточечных причалов. В подавляющем большинстве это швартовый буй в виде круглого стального цельносварного понтона, закрепленного цепями или тросами к забитым в морское дно анкерным сваям или к другим якорным устройствам. На буе размещают приемно– распределительное устройство для одновременного перекачивания различных видов грузов. Через буй проходят трубопроводы, соединенные с подводными магистралями. Судно, пришвартованное к бую кормой или носом, может проворачиваться вокруг него на 360⁰ в зависимости от направления течения и ветра. Размеры буя и основных его элементов зависят от размера наибольшего судна, швартующегося к системе; количества и вида транспортируемого продукта; глубины моря и амплитуды приливно- отливных колебаний; максимальных размеров штормовых волн; скорости течения и т.п. Ориентировочно диаметр буя принимают равным 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 м, при дедвейте танкера соответственно до 2, 10, 60, 100, 300, 500 тыс. т. По периметру он снабжен отбойным устройством (брусом) из дерева или резины. Корпус буя представляет собой цилиндрическую сварную конструкцию, разделенную на четыре отсека радиальными водонепроницаемыми переборками. Два из них могут быть заполнены пористым материалом с целью поддержания сооружения на плаву в случае значительного повреждения. В других размещается вспомогательное оборудование. В каждой из радиальных переборок прикреплена якорная цепь для повышения плавучести днище буя выполнено двойным.

Оборудование плавучих причалов делится на основное (технологическое, навигационное, энергетическое, подъемное, насосное, электрическое) и вспомогательное. Под основным понимается оборудование, вывод, из строя которого, приводит к выводу из эксплуатации всей установки. Неисправность вспомогательного оборудования не приостанавливает работу причала, снижая лишь его технико–экономические характеристики и надежность или повышая опасность его эксплуатации.

Технологическое оборудование состоит из поворотно–распределительного устройства (вертлюга) продуктопровода; манифольдов (патрубков) плавучих (надводных) шлангов, соединяющих буй с танкером; подводных шлангов, соединяющих буй с магистральным подводным трубопроводом; прочего вспомогательного оборудования.

Поворотно–распределительное устройство продуктопровода является самой ответственной частью технологического оборудования. Оно позволяет передавать без потерь под высоким давлением продукт от участка трубопровода, скрепленного с корпусом буя, к участку, расположенному на грузовой консоли платформы, поворачивающейся относительно корпуса буя.

Манифольды, то есть участки трубопровода, объединяющие подводные шланги, поворотно–распределительную камеру буя и надводные шланги в единое целое, состоят из двух частей: стационарных манифольдов, жестко скрепленных с корпусом буя и служащих для соединения подводных шлангов с поворотно–распределительной камерой, и поворотных манифольдов грузовой консоли, соединяющих поворотно-распределительную камеру с надводными шлангами.

Плавучие шланги, соединяющие буй с танкером, являются одним из наиболее ответственных и дорогостоящих элементов технологического оборудования. Учитывая сложные ветро–волновые условия открытого рейда, к шлангам предъявляются повышенные требования в отношении их прочности, эластичности, долговечности и т.д. стенки шланга, как правило, усиливают прочной стальной стенкой и кольцами жесткости, позволяющими шлангу сохранять свою круглую форму. Внутренние стенки выполняют из высококачественных стойких к воздействию нефти и нефтепродуктов составов резины. В промежутках времени между проходами судов шланги могут или свободно плавать на поверхности моря, или быть притопленными до некоторой глубины, или просто лежать на дне для смягчения гидродинамического воздействия на них штормовых волн. На рейдовых причалах используют, как правило, два плавучих шланга, расположенных в одну линию. Однако в случае переработки нескольких сортов грузов на причале буй может быть оборудован тремя или даже четырьмя шлангами.

Подводные шланги при эксплуатации находятся приблизительно в таких же условиях, что и поверхностные. Однако для них характерны продольные усилия и деформации во время действия штормовых или приливно–отливных явлений. В отличие от надводных они не требуют избыточной плавучести.

Навигационное оборудование включает в себя сигнальное освещение, состоящее из электрофанаря, прозрачной линзы с круговой диафрагмой. Для уменьшения расходы энергии на батареях установлен солнечный автоматический выключатель. Для фиксации положения плавучих шлангов в ночное время предусмотрены мигающие буйки, питающиеся от батарей. Буй может быть снабжен радиолокационным отражателем и устройствами, подающими предупредительные звуковые сигналы.

Подъемное и энергетическое оборудование на буе представлено подъемными устройствами, механизмами и приспособлениями (тали для натяжения якорных цепей, крепления плавучих и подводных шлангов к манифольдам, небольшие краны – деррики или шлюпбалки для подъема вертикальных подводных шлангов, ремонта и замены частей буя и т.д).

Электрооборудование состоит из сухих батарей одноразового использования, размещенных в вентилируемых ящиках, установленных на балансировочной консоли. В случае расположения буя на сравнительно небольшом расстоянии от берега электроснабжение обеспечивается питанием с береговой базы.

На рейдовых причалах, значительно удаленных от берега, один из отсеков корпуса оборудуют под служебно–жилое помещение для кратковременного размещения в нем обслуживающего персонала, вспомогательного оборудования, запасных частей и необходимой технической документации: руководства по эксплуатации причала, по проведению перегрузочных операций, чертежи конструкций и узлов буя и т.д.

Стационарные причалы.

Многолетний опыт эксплуатации плавучих рейдовых причалов выявил их некоторые существенные недостатки. Плавучее сооружение требует частого осмотра и ремонта подводной и надводной частей. Корпус плавучего буя выходит из строя через 10 лет, якоря и якорные цепи – через 3 года, плавучие шланги – через 3, подводные шланги – через 4, швартовые тросы – через 1 год. Каждые 3-4 года необходимо проводить капитальный ремонт плавучего буя с постановкой его в док и т.д.

Учитывая это, со второй половины 70-х начали все больше применять одноточечные стационарные рейдовые причалы с надводным расположением поворотного устройства. Принцип действия последних ничем не отличается от рассмотренного, однако они в значительно меньшей степени подвержены воздействию отрицательных факторов и обладают дополнительными преимуществами: более надежны, допускают более высокие скорости налива или слива нефти и нефтепродуктов, дешевле в ремонте и эксплуатации, меньше загрязняют море. срок службы стационарного рейдового причала, оборудованного катодной защитой, около 20 лет. Техническое обслуживание причала заключается в окраске, периодическом осмотре поворотного узла и замене шлангов. Воздействие волн на стационарный причал менее значительно, чем на плавучий. Уменьшается риск загрязнения моря. В зависимости от местных условий, естественного режима и транспортно – технологических особенностей стационарные одноточечные рейдовые причалы могут быть нескольких типов: башенный, моносвайный, гравитационный, комбинированный и т.п.

Башенный причал в виде куста свай с заделкой свайного основания в грунте. Свайное основание выполнено из стальных труб диаметром 1100 мм. Недостатком причалов башенного тапа является большая жесткость, вынуждающая устанавливать сложные громоздкие дорогостоящие швартово–отбойные устройства, не гарантирующие, однако, повреждения причала и самого судна при увеличении скорости подхода его к причалу в момент навала.

Гибкий моносвайный причал в виде стальной одиночной трубчатой сваи большого диаметра выгодно отличается от башенного тем, что здесь удар судна о причал гасится не только специальным отбойным устройством, но и вследствие упругой деформации изгиба самой трубчатой сваи.

Гравитационный причал не требует проведения буровых работ в грунте и закрепления в нем опорных элементов.

Комбинированный причал. Такой причал обладает свойствами как стационарного, так и плавучего. Среди причалов этого типа особого внимания заслуживает качающийся шарнирно – опорный рейдовый причал. Преимущества его особенно проявляются на больших глубинах.