CC BY
158
УДК 629.124.68
С. А. Писклов, Д. А. Пичугин
ФОРМИРОВАНИЕ ФЛОТА,
ОБСЛУЖИВАЮЩЕГО МОРСКИЕ БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ НА СЕВЕРНОМ КАСПИИ
Введение
Обслуживающий флот - это совокупность судов, обеспечивающих выполнение основных, вспомогательных и обслуживающих производственные процессы функций при освоении морских ресурсов нефти и газа.
Процесс формирования обслуживающего флота в первые годы освоения шельфа может развиваться по трём направлениям.
1. Приспособление части существующих судов к специфическим нуждам морской добычи углеводородов.
2. Проектирование принципиально новых судов, полностью отвечающих потребностям морского бурения скважин и созданию морских гидротехнических сооружений - платформ, судов обслуживания.
3. Фрахтование судов.
В настоящее время обслуживающий флот пополняется преимущественно в рамках второго направления, поскольку потребности морской добычи неизмеримо возросли как по количеству судов, так и по их назначению. Наиболее рационально целевые задачи могут быть решены при планировании состава судов обслуживающего флота, необходимого для освоения определённых акваторий с известными промышленными запасами углеводородов.
При разведке, обустройстве и эксплуатации морских месторождений суда обслуживающего флота являются одним из инструментов, с помощью которого производятся практически все операции в море и частично на берегу. В процессе разработки концепции освоения каждого конкретного морского месторождения, подготовки и реализации проектов его разведки, обустройства и эксплуатации, определения методов и технологий строительства морских гидротехнических сооружений, бурения, добычи и отгрузки продукции скважин принимаемые решения определяют количественную потребность и характеристики судов обслуживания. С другой стороны, принятие этих решений обусловливается эксплуатационными характеристиками специализированных судов, их наличием, техническим состоянием, стоимостью и т. д.
При формировании обслуживающего флота обычно возникает необходимость оптимизационного перебора вариантов состава такого комплекса. Описываемая методика проектирования судов обслуживания морских буровых установок (МБУ) позволяет на начальных стадиях определить основные элементы и характеристики обслуживающих судов, что необходимо при формировании математической модели флота, а также способствует упрощению выбора прототипов для их дальнейшего детального проектирования.
Для каждого типа судов был принят целевой эксплуатационный показатель (ЦЭП), который устанавливает связь между характеристиками МБУ и судами обслуживающего флота (СОФ), а также комплексно характеризует выполнение судном своих основных функций. В работе показано, как после нахождения или назначения величины ЦЭП можно перейти к получению значений важнейших параметров и характеристик судна. Целевым эксплуатационным показателем для судов снабжения принят дедвейт, для ледоколов - ледопроходимость, для буксиров - тяга на гаке, для спасательных и пожарных судов - соответственно скорость их хода и производительность установленных пожарных насосов.
В то же время при анализе построенных судов названных типов обнаружилась зависимость технико-эксплуатационных характеристик судов от мощности их энергетической установки (ЭУ), которая также носит устойчивый характер. Это дало основание для таких судов мощность их ЭУ рассматривать в качестве дополнительного ЦЭП.
В основу предлагаемой методики выбора характеристик судов рассматриваемых типов положен опыт проектирования и постройки как отечественных, так и зарубежных СОФ.
В ходе анализа статистических данных по существующим судам перечисленных типов были получены графические и соответствующие им аналитические зависимости, с помощью которых стало возможным оценивать величины основных параметров СОФ. Но использование этих зависимостей приемлемо лишь на начальных этапах, и полученные по ним результаты необходимо в дальнейшем уточнять. Окончательно длина судна и соответственно остальные его размерения должны устанавливаться с учетом проработки общего расположения.
Суть методики определения основных геометрических характеристик судов обслуживания ледостойких стационарных платформ (ЛСП) состоит из 3-х основных пунктов.
1. Задавая значение величины ЦЭП, устанавливают необходимую мощность ЭУ.
2. В первом приближении главные размерения устанавливаются исходя из величины рассчитанной мощности ЭУ и ограничения размеров судов при прохождении ими фарватера, на основании зависимостей, полученных из выборки характеристик судов прототипов (буксиры, ледоколы и т. д.) с помощью программы Statistic.
3. Главные размерения судов сравниваются и приводятся в соответствие с характерными для судов отношениями LIB, HIT, BIT (L - длина; B - ширина; T- осадка; H- высота борта).
В качестве примера приведем расчет количества судов каждого типа. В качестве МБУ-прототипа принята ЛСП, вводимая в эксплуатацию на Северном Каспии.
Количество буксиров рассчитывается при известной требуемой тяге
Пб = ЦЭПб/Р б,
где ЦЭПб = 1 400 кН - ЦЭП для буксиров, полученный на основе анализа МБУ-прототипа (требуемая для буксирных операций и удержания тяга на гаке); Рб = 500 кН - тяга буксира, полученная на основе анализа судов-прототипов и установленная по зависимостям исходя из ограничений размерений судна при прохождении им фарватера.
Таким образом, количество буксиров, необходимых для буксировки ЛСП,
Пб = 1 400I500 = 3.
Количество ледоколов определяется для заданной ледопроходимости e - ЦЭП ледоколов.
Из экономических соображений количество ледоколов принимаем равным 1. Его основные характеристики определяются на основании анализа судов-прототипов, обеспечивающих заданную ледопроходимость.
Количество противопожарных судов определяется для требуемой производительности всех пожарных насосов Q - ЦЭП противопожарных судов. Необходимо учитывать и то, что для эффективной ликвидации пожара должно работать не менее двух противопожарных судов для обеспечения полного охвата очага пожара, и, таким образом, количество противопожарных судов рассчитывается по формуле
Пп.с ЦЭПп. сIQп.ср,
где ЦЭПп. с = 3 500 - ЦЭП для противопожарных судов, полученный на основе анализа МБУ-прототипа (требуемая производительность всех пожарных насосов); Qn.^ = 1 200 м3/ч -производительность пожарных средств одного противопожарного судна, полученная на основании анализа судов-прототипов.
Минимальное количество противопожарных судов, согласно требованиям Российского морского регистра судоходства, должно быть не менее двух.
Таким образом, количество противопожарных судов, необходимых для тушения пожара, возникшего на ЛСП,
Пп.с = 3 500I1 200 = 3.
Количество спасательных судов определяется по формуле
Псп «перс^сп
где тперс = 186 - количество персонала на ЛСП; тсп = 100 - количество человек, размещаемых на спасательном судне, которое может быть оценено из анализа судов-прототипов, удовлетворяющих условиям прохождения по судоходным каналам.
Таким образом, количество спасательных судов, необходимых для аварийноспасательных операций на ЛСП,
пСп = 186/100 = 2.
Количество судов снабжения определяется на основании данных о массе груза, который необходимо доставлять на МБУ-прототип (ЛСП), и ее автономности, составляющей 15 суток.
Масса груза определяется суммированием технологических (1 370 т) и эксплуатационных (2 085 т) запасов ЛСП на 15 суток.
Средняя ежесуточная потребность ЛСП в грузах составит
6 500 т : 60 сут = 109 т,
где 6 500 т - потребность в расходных материалах при бурении одной эксплуатационной скважины; 60 сут - средний период бурения одной эксплуатационной скважины.
С учетом среднесуточной потребности ЛСП в грузах и продолжительности одного рейса судна снабжения (7 сут), судну снабжения необходимо доставлять грузов за один рейс массой 109 т х 15 сут = 1 635 т.
Опыт организации и производства работ по обеспечению МБУ судами снабжения показывает, что средняя оптимальная загрузка судов этого типа составляет 30-50 % от их грузоподъемности из-за разнородности массогабаритных характеристик перевозимых грузов и цикличности процесса бурения. Поэтому в расчете принято, что одно усредненное судно снабжения имеет грузоподъемность
1 635 т / 50 % = 3 270 т.
Поскольку судно снабжения с такой грузоподъемностью имеет габаритные размеры больше допустимых размеров фарватера, то, учитывая условия прохождения фарватера, размеры судна необходимо уменьшить.
Из выборки судов-прототипов, размеры которых удовлетворяют требованиям характеристик судов для прохождения фарватера, определяются основные характеристики судов снабжения.
Результат представлен в таблице.
Состав флота обслуживания МБУ для Северного Каспия
Тип судна Количество, ед. Ь, м В, м Н, м Т, м а Р 6 Ф
Буксир 3 32 10 5 3,9 0,7 0,8 0,6 -
Ледокол 1 77 18 5,9 4,0 0,75 0,82 0,5 -
Противопожарное 3 37 15 10 4,0 0,75 0,82 0,58 0,58
Спасательное 2 39 10 5 4,3 - 0,8 0,5 0,58
Снабжения 2 62 15 5 4 0,82 0,85 0,64 0,65
* Коэффициенты: а - полноты ватерлинии; в - полноты мидель-шпангоута; 8 - общей полноты; ф - продольной полноты.
Заключение
В ходе исследований по выбору состава флота, обслуживающего добычу углеводородного сырья, и размеров судов обслуживания ЛСП, (буксиры, ледоколы, суда снабжения, спасательные и пожарные суда) на Северном Каспии получены следующие данные:
- необходимое количество судов различных типов для конкретного месторождения;
- основные элементы и характеристики судов, входящих в обслуживающий ЛСП флот.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гусейнов Ч. С., Иванцев В. К., Иванцев Д. В. Обустройство морских нефтегазовых месторождений: учеб. для вузов. - М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2003. - 608 с.
Статья поступила в редакцию 16.07.2009
FLEET FORMATION:
VESSELS SERVING SEA DRILLING RIGS IN THE NORTHERN CASPIAN
S. A. Pisklov, D. A. Pichugin
The process of serving fleet formation may have three directions in the first years of shelf development: 1) adaptation of a part of existing vessels to specific needs of sea extraction of hydrocarbons; 2) designing of essentially new vessels, which completely meet needs of sea drilling of test holes and creation of original sea hydraulic engineering constructions - sea drilling rigs, serving vessels; 3) chartering of vessels. Nowadays serving fleet is mainly formed according to the second direction. Most rationally target problems can be solved at planning the structure of serving fleet, necessary for the development of certain water areas with known industrial stocks of hydrocarbons.
Key words: vessels of serving fleet, marine drilling rigs, definition of fleet structure.
