Раздел II. Суда океанотехники Глава 3. Специальные суда океанотехники
3.1. Суда обслуживания морских платформ
Разведка, добыча нефти и газа в морских условиях не может быть осуществлена без доставки на буровые платформы необходимых расходных материалов, а также выполнения специальных операций с морскими платформами, в первую очередь в процессе их установки.
Для обеспечения функционирования одной ППБУ, например, требуется обычно два – три специальных судна снабжения.
Чтобы представить себе объемы необходимых работ такого рода, можно отметить, что только одна ППБУ потребляет ежегодно 15…20 тыс. т расходуемых запасов. При проходке одной разведочной или эксплуатационной скважины требуется около 3,5 тыс. т обсадных труб, глинистого раствора, химикатов, цемента, пресной воды. Отдельной задачей является доставка сменных партий эксплуатационников, работающих на платформах вахтовым методом.
Среди задач, которые необходимо решать в процессе эксплуатации буровых платформ, – буксировка к месту установки, заводка якорей при развертывании многоякорной системы их стабилизации.
В последние годы актуальным становится обслуживание автономных подводных скважин, не имеющих непосредственной связи с поверхностными сооружениями.
Первое судно обеспечения как специальное было построено в 1955 году для обслуживания буровых платформ Мексиканского залива.
Развитие таких судов шло интенсивными темпами и на начало 1975 года численность их во всем мире превысила 2500 единиц [8].
Таким образом, суда обслуживания имеют следующие назначения:
– перевозка крупногабаритных грузов (бурильных труб, долот);
– доставка цемента, пресной воды, топлива;
– постановка и подъем якорей и буев;
– буксировка буровых установок;
– перевозка обслуживающего персонала;
– тушение пожаров на промысле;
– обслуживание автономных подводных скважин.
С течением времени вырисовалось три основные направления специализации судов обслуживания:
универсальные суда обеспечения буровых установок, которое решает все перечисленные выше задачи; специализированные суда снабжения, обеспечивающие доставку различных видов грузов и людей; буксиры – постановщики якорей и буев, транспортировщики плавучих буровых платформ.
В литературе встречаются такие обозначения судов обеспечения:
– PSV – (Platform Supply Vessels) – суда снабжения морских буровых платформ;
AHTS – (Anchor Harding Tug Supply Vessels) – суда-буксиры постановщики якорей плавучих буровых платформ;
SSSV – (Sub Sea Support Vessel) – суда обслуживания подводных нефтегазодобывающих установок;
RLWI – (Riserless Light Well Intervention Units) – суда для работы по технологии легкодоступного проникновения в подводные скважины без подъема нефтедобывающих установок на поверхность.
Характерной конструктивной особенностью судов обеспечения буровых установок является смещение в нос надстройки, низкобортная удлиненная свободная верхняя палуба, приспособленная для размещения длинномерных грузов и большого количества якорей.
Суда обладают высокой мореходностью, так как должны обеспечивать погрузочно-разгрузочные работы в открытом море при волне высотой 3…4 м.
Так как суда, транспортирующие трубы к морским буровым платформам, могут перевозить до 1000 и более тонн труб, разгрузка их в морских условиях становится достаточно трудной операцией. Суда снабжения становятся у буровой платформы на несколько швартовых концов в фиксированное положение, что может вызвать осложнения с остропкой гака крана буровой установки. Чтобы облегчить эту операцию на таких судах иногда делают подвижную палубную площадку, которая может смещаться по верхней палубе с помощью механического привода, тем самым облегчая остропку длинномерного груза.
Специфика проведения операций по установке плавучих платформ на якоря вызвала ряд существенных изменений конструкций судов обслуживания. В этом отношении необходимо упомянуть о специальных дополнительных цепных ящиках общим объемом до 200…250 м3 для размещения цепей буровых установок, кормового рола, установки мощной (трехбарабанной) тяговой лебедки и т. п., см. рис. 3.1.
Рис. 3.1. Универсальное судно снабжения "Smit-Lloyd 104": 1 – два цепных ящика, в каждом из которых размещается 1000 м цепи калибром 44 мм; 2 – носовое подруливающее устройство; 3 – бункера для сыпучих материалов; 4 – четыре ящика общим объемом 200 м3 для размещения якорных цепей буровых установок; 5 – машинное отделение; 6 – кормовой рол
Как правило, суда снабжения оборудуются пенно – водяными мониторами для борьбы с пожарами.
Размеры судов обслуживания к 80-м годам ХХ столетия достигли 1000…4500 т дедвейта.
Строительством судов обеспечения занимались страны, имеющие развитое судостроение. В том числе – Англия, Норвегия, Швеция, Финляндия, Нидерланды, Канада, США, Япония, в последние десятилетия Южная Корея, Китай и другие восточноазиатские страны, а также Россия и Украина.
Характерным представителем современных судов снабжения может служить "Smit-Lloyd-104" водоизмещением 1292 брут. рег. т, грузоподъемностью 524 т, длиной 63,89 м; шириной 13,31 м; осадкой 5,06 м и со скоростью хода 14 уз. Оно было построено в 1999 году в Нидерландах компанией "Scheepswerf De Waal ft Zaltbommel" (рис. 3.2).
Рис. 3.2 Судно снабжения – постановщик якорей "Smit-Lloyd-104" (Нидерланды, 1999 г.)
Рис. 3.3. Расположение палубных механизмов на современном судне снабжения
Сложные условия эксплуатации судов обеспечения морских нефтегазовых платформ в Северном море в последние годы привлекли особое внимание проектировщиков этого типа судов. Одной из особенностей эксплуатации судов обеспечения в штормовых условиях – заливаемость носовой оконечности. Хотя все такие суда строятся с большим развалом носовых шпангоутов в надводной части, избежать заливаемости полубака и ходовой рубки экстремальными волнами не удается.
Проектировщики фирмы "Ulstein" (Норвегия) разработали принципиально новое решение – так называемую X-Bow конструкцию носовой оконечности.
Основная идея этого предложения состоит в том, что рубка включается в высокобортную надстройку, идущую от форштевня. При этом, надводные объемы носовой оконечности резко возрастают, что обеспечивает хорошую всплываемость носовой части судна при входе в волну. Носовые палубные механизмы оказываются в закрытом помещении, защищенном от залива волной.
Увеличенные размеры носовой надстройки позволяют создать жилые и служебные помещения с более комфортными условиями для экипажа (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Современное судно снабжения морских буровых установок "Island Constructor" (2008 г.)
К новинкам последнего поколения судов обслуживания следует отнести и ранее не устанавливавшиеся мощные грузовые краны на палубе, что расширяет возможность использования судов (рис. 3.6).
Многоцелевое судно "Island Constructor" с X-BOW (рис. 3.5), построенное в 2008 году и имеет следующие размеры: дедвейт 8200 т; палубный груз 5600 т; длину 120,2 м; ширину 25,0 м; максимальную осадку 7,9 м; глубину верхней палубы 10,0 м; высоту борта при максимальной осадке 2,1 м; проектную осадку 7,0 м; площадь грузовой палубы 1400 м2, скорость хода 15 уз; два носовых винтовых подруливающих устройства и одно водометное подруливающее устройство в корме.
Судно снабжено системой активной компенсации качки, подводным привязным аппаратом и оборудовано вертолетной площадкой.
"Island Constructor" – четвертое судно в серии, первое судно такого типа было спущено в 2006 году.
На рис. 3.6. показано еще одно судно обеспечения с оригинальной носовой оконечностью X-BOW "Neptune". "Island Constructor" и "Neptune" относятся к судам типа RLWI, одной из важных задач которых является обслуживание агрегатов подводных скважин. По новой технологии RLWI (аббревиатура "Riserless Light Well Intervention" – беструбное легкодоступное проникновение в скважину) предполагается выполнение контроля состояния автономных подводных скважин и подводного оборудования, очистка скважин и их заглушка, восстановление перфорации продуктивного слоя и другие работы без подъема оборудования на поверхность. Общее представление дает схема, представленная на рис. 3.7. Эту систему в начале 2000-х годов предложила норвежская фирма "Konsberg". Как видно из рисунка, система развертывается с судна обеспечения (через шахту) с активным позиционированием без использования якорей и требует применения глубоководного оборудования.
Рис. 3.6. Судно обеспечения морских буровых платформ "Neptune"
Сегодня использование технологии RLWI становится все более актуальным в связи с большим количеством автономных скважин (их только на шельфе Норвегии свыше 400) и необходимостью восстанавливать падающий в процессе эксплуатации их дебит.
Рис. 3.7. Технология RLWI (беструбное легкодоступное проникновение в скважину)