Морская нефть. Трубопроводный транспорт и переработка продукции сква

Основные требования, предъявляемые к судну «Solitaire»:

•обеспечивать скорость укладки, равную 4,8 км/сут, для труб большого диаметра;

•сохранять работоспособность в неблагоприятных погодных условиях;

•соответствовать строгим требованиям к предельно допустимым нагруз­ кам на трубы и напряжениям в них, что позволяет создавать высокие растягивающие нагрузки;

•соответствовать высокому уровню эксплуатационной безопасности;

•развивать скорость плавания до 27 км/ч для выполнения операций в раз­ личных районах мира.

Принятая концепция требует наличия многочисленных сварочных постов,

чтобы создать длинный подвижный участок фронта трубопроводных работ. Поэтому судно имеет длину 290 м с дополнительной длиной стингера 65 м.

Практика показала, что плавсредство с обводами судового типа, харак­ теризуемое высоким (20 с) периодом бортовой качки в сочетании с превос­ ходными показателями килевой качки (благодаря значительной длине), име­ ет улучшенную работоспособность. С учетом большой мощности системы динамического позиционирования перечисленные факторы обеспечивают общую работоспособность, по меньшей мере такую же, как у полупогружной трубоукладочной баржи.

Дополнительными достоинствами обводов судового типа являются за­ щита транспортера для труб с подветренной стороны и повышенная грузо­ подъемность. Кроме того, плавсредство с обводами судового типа может совершать переходы с высокой скоростью, что делает доступными для него любые географические районы.

Для укладки труб большого диаметра в глубоких водах судно оснащено четырьмя натяжными устройствами, каждое развивает усилие 1 МН. При не­ обходимости могут быть установлены дополнительные натяжные устройства.

Преимущества динамически позиционируемого трубоукладочного судна:

•отсутствие какой-либо опасности повреждения существующих подвод­ ных кабелей и трубопроводов;

•меньшие взаимные помехи в случае проведения других операций вбли­ зи платформ;

•возможность работы в пределах зоны расстановки якорей буровых уста­ новок и заякоренных судов;

•гибкость в выборе мест спуска и укладки труб на дно;

•быстрый спуск и укладка труб на дно;

•быстрое прекращение работ в случае ухудшения погодных условий;

•никаких простоев из-за ограничений в расстановке якорей при неблаго­ приятных погодных условиях;

•сокращение простоев в результате механических повреждений;

•возможность работы при непрерывной вертикальной качке в процессе трубоукладочных операций.

Постоянное периодически создаваемое тяговое усилие на плеть длиной 24 м

(длина двух линий) считается безопасным методом, обеспечивающим эконо­ мию времени и топлива и сокращающим механический износ. Тем не менее сварочное оборудование должно периодически пересекать трубные опоры, если судно движется непрерывно. Проблема может быть решена применени­ ем периодически отводимых трубных опор, перемещением таких опор или, как на судне «Solitaire», созданием подвижного участка фронта трубопровод­ ных работ, который остается стационарным относительно труб во время цик­ ла сварки, но перемещается по отношению к судну. После прохода плети дли­ ной 24 м такой подвижный участок быстро возвращается в исходную точку.

Недостатком динамического позиционирования является глубокая осад­ ка судна, оснащенного азимутальным движителем, находящимся примерно в 4 м ниже киля; подход к берегу невозможен, так как требуется глубина воды не менее 15 м. По сравнению с оснащением судна съемными движителями

исистемой заякоривания более экономичным и практически выполнимым считается использование небольшой баржи с малой осадкой, оптимизиро­ ванной для буксировки трубоукладочного судна к берегу.

Компания «Taylay Diving» в 1971 г. ввела в эксплуатацию баржу «Whitten>, предназначенную для укладки и ремонта подводных трубопроводов (рис. 39) [54]. Баржа длиной 87 м и шириной 21м имеет экипаж из 75 чело­ век, состоящий из водолазов, инженеров и специалистов по подводным ра­ ботам. Оборудование баржи включает систему жизнеобеспечения под водой

иустройство для выравнивания подводных трубопроводов. Система жиз­ необеспечения позволяет водолазам работать на глубине в течение 5...6 ч без учета времени на декомпрессию. Основными элементами системы явля­ ются: трехсекционная палубная декомпрессионная камера, погружная водо­ лазная камера с механизмами для ее спуска и подъема, контрольная рубка для управления работой системы жизнеобеспечения.

Баржа с барабаном (рис. 40) [8] отличается от других судов тем, что полностью готовый к укладке (сваренный, изолированный и прошедший гидравлические испытания) трубопровод наматывается на барабан, нахо­ дящийся на ее палубе.

Впроцессе свертывания труба протаскивается через направляющие ро­ лики, имеющиеся на барабане, который приводится во вращение зубчатым колесом. При развертывании натяжение в трубах создается специальным натяжным механизмом, выпрямление происходит при прохождении труб между направляющими роликами, размещенными так, чтобы труба остава­ лась практически прямой при выходе из заднего барабана (рис. 41) [8].

Рисунок 39 — Схема трубоукладочной баржи:

1 — система полного насыщения и декомпрессии; 2 — управление рамой и подводной камерой;

3 — шланг к кессону; 4 — шланг к подводной камере; 5 — трос к кессону; 6 — кессон; 7 — шланги для подачи воздуха, воды и гидроприводной системы; 8 — шланг к раме; 9 — центровочная рама; 10 — подводная камера

Рисунок 40 — Баржа с барабаном:

1 — трубопровод; 2 — выпрямляющий механизм; 3 — край; 4 — судно; 5 — барабан

Во время этих операций труба испытывает пластические деформации от изгибных напряжений и контактного давления, в результате чего она при­ нимает некоторую овальность. Диаметр барабана зависит от допустимой пластической деформации. Соотношение между диаметром барабана и диа­ метром трубы равно 30.. .40 [8].

Судно может укладывать трубопроводы диаметром от 100 до 400 мм, предварительно сваренными плетями длиной от 11 до 80 км.

Вконструкции судна использованы некоторые запатентованные изоб­ ретения, внедренные на построенной в 1970 г. несамоходной барабанной трубоукладочной барже меньших размеров - «Chicasso».

Вотличие от «Chicasso», новое судно может передвигаться к месту уклад­ ки подводного трубопровода в любом районе земного шара с крейсерской скоростью 23 км/ч. Когда судно уже находится на месте производства работ, оно, перемещаясь, может сматывать с барабана трубопровод, спуская его

скормы со скоростью от 2,8 до 3,7 км/ч.

Полная длина укладочного судна 122 м, ширина 21,5 м. Оборудованное двумя винтами и приводом от двух дизельных двигателей общей мощностью 5400 кВт оно обладает радиусом плавания 800 км.

Его барабан, вращаясь на горизонтальной оси, подает трубопровод на стапель с регулируемым уклоном, снабженный гидроприводным выпрями­ телем труб. При подъеме стапеля на максимальную высоту судно может укладывать трубопроводы диаметром 400 мм на морских участках Шубиной до 600 м и трубопроводы меньшего диаметра на глубинах до 900 м.

Высота барабана 25,3 м, диаметр ступицы 16,5 м, ширина между на­ ружными фланцами 6,7 м. Он сможет нести на себе до 1800т труб, что со­ ответствует 80 км труб диаметром 100 мм; 48,8 км труб диаметром 150 мм; 31,7 км труб диаметром 200 мм; 16,4 км труб диаметром 300 мм; 9,2 км труб диаметром 400 мм. Судно может везти также различные сочетания труб раз­ ных диаметров.

На палубе судна установлены две якорные лебедки с 2 тыс. м якорного троса диаметром 50 мм, два якоря массой по 13,6 т для носа и два якоря массой по 9 т для кормы, два поворотных крана грузоподъемностью по 41 т со стре­ лами длиной 30 м, передвижной кран грузоподъемностью 180 т со стрелой длиной 33,5 м и лебедка для подъема трубы со дна с тяговым усилием 136 т.

Центровка, сварка, изоляция труб, и намотка трубопровода на барабан производятся на берегу, а затем трубопровод, намотанный на барабан, пере­ возится на судне к месту укладки. Единственные сварочные работы, которые надо выполнить на месте укладки, — это приварка новой плети к концу уже уложенной или наварка заглушки на конец плети трубопровода перед спуском.

Для операций с трубопроводом на «Apache» установлены барабан, гидрав­ лическая система, трубопроводный стапель, выпрямитель трубопровода, на­ тяжное устройство, зажим для центровки захлестов, трубный центратор, система спуска и подъема конца трубопровода, платформы и приборы для измерения угла изгиба трубопровода, натяжения и скорости. Платформы раз-