Плавучая база обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей

Заявляемая полезная модель относится к области судостроения, в частности к корпусам многофункциональных судов - плавучих баз обеспечения морских буровых установок (МБУ) различного типа для проведения последними разведочного бурения на шельфе относительно удаленных акваторий арктических морей.
Участки континентального шельфа в морях Центральной и Восточной Арктики (Море Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском) являются весьма перспективными районами добычи углеводородного сырья. В частности, по данным ПАО «НК» Роснефть» (www.rosneft.ru), на девяти принадлежащих ей лицензионных участках, располагающихся в указанных морях, по состоянию на 01.01.2015 г. извлекаемые запасы сырья составляют около 16 млн.т. нефтяного эквивалента. В то же время, континентальный шельф в акваториях морей Центральной и Восточной Арктики в геологическом отношении является наименее изученным, по сравнению с другими морями Российской Федерации, что определяет в ближайшей перспективе необходимость проведения интенсивного морского разведочного бурения в данных районах. Таким образом, при создании конструкции корпуса судна - плавучей базы обеспечения буровых работ (ПБКОБР) МБУ, производящих разведочное бурение в рассмотренных районах, следует учитывать следующие основные факторы:
суровые арктические условия эксплуатации с возможностью длительного воздействия на корпус и судно в целом, его экипаж и оборудование низких температур в сочетании со штормовым ветром, волнением, льдом, снегом, брызговым и атмосферным обледенением;
большое удаление районов буровых работ от существующих портов и возможных баз снабжения, а также от регионов с развитой транспортной инфраструктурой (дорожной и железнодорожной сетей, аэродромов и т.п.);
возможность одновременного присутствия на борту относительно большого количества людей, включая экипаж ПБКОБР, сменный персонал МБУ, а также эвакуированный (спасенный) персонал аварийной МБУ (вспомогательного судна);
потребность в большом количестве расходных технологических материалов для приготовления цементного и бурового растворов из расчета обеспечения полного цикла строительства скважины, включая также необходимый запас реагентов для ликвидации и предотвращения осложнений, поглощения нефтегазопроявлений и т.д.;
необходимость обеспечения функций запасной взлетно-посадочной площадки (ВПП) для вертолетов, перевозящих сменный персонал МБУ, наряду с возможностью участия авиационных средств: вертолетов, беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в поисково-спасательных операциях, мониторинге ледовой обстановки и т.п.
Перечисленные выше факторы определяют архитектурно-конструктивный тип и компоновку корпуса плавучей базы обеспечения буровых работ для отдаленных районов арктических морей:
форма и конструкция корпуса судна (плавучей базы) должна обеспечивать ледовую проходимость судна и мореходные качества, соответствующие районам эксплуатации;
влияние неблагоприятных факторов арктических условий эксплуатации на экипаж, персонал, перевозимый груз и т.п. должно быть исключено или снижено в максимально возможной степени;
в кормовой части корпуса судна должна располагаться открытая грузовая палуба значительной площади, приспособленная для хранения крупногабаритных грузов (стеллажей бурильных и обсадных труб, контейнеров с дополнительным оборудованием и др.), обеспечивающая оптимальные условия перегрузки грузов снабжения на МБУ и с судна на судно;
объем многоярусной надстройки, максимально смещенной в нос и являющейся неотъемлемой частью корпуса судна (плавбазы), должен быть достаточным для размещения помещений жилого комплекса, обеспечивающих, наряду с длительным проживанием судового экипажа, одновременное краткосрочное пребывание сменного персонала МБУ, а также эвакуированного (спасенного) персонала аварийной МБУ;
корпус судна (включая надстройку) должен иметь достаточные размеры и объем для размещения цистерн и хранилищ, обеспечивающих возможность длительной автономной работы судна, по крайней мере, в течение 4,5-5 месяцев, при полном отсутствии или серьезном ограничении возможности пополнения судовых запасов; а также должен обеспечивать размещение цистерн и хранилищ расходных технологических материалов, вместимость которых должна быть достаточной для обеспечения полного цикла строительства и испытания скважины, включая материалы и реагенты для ликвидации и предотвращения возможных осложнений;
корпус судна (плавбазы) должен обеспечивать размещение авиационного комплекса.
Известны арктические суда обеспечения морских нефтегазодобывающих платформ, в частности, известно многофункциональное судно обеспечения «Юрий Топчев», информация о котором содержится на ресурсе www.gazflot.ru, а также в статье «Развитие судов снабжения и концепция многофункционального судна снабжения для морских нефтегазодобывающих платформ на шельфе российской Арктики и Дальнего Востока», журнал «Судостроение» №4, 2013 г., с. 33-39. Указанное судно имеет корпус с ледокольными обводами и ледовыми подкреплениями, максимально смещенной в нос надстройкой и грузовой палубой, занимающей кормовую и, частично, среднюю часть верхней палубы. Под грузовой палубой располагаются вкладные цистерны для перевозки сыпучих и жидких грузов снабжения буровых платформ. На грузовой палубе могут располагаться стеллажи с трубами, контейнеры с дополнительным оборудованием и т.п. Помимо снабжения морских нефтегазовых платформ, судно может выполнять функции дежурного (включая т.н. «ice management»), а также аварийно-спасательного (включая ликвидацию аварийных разливов нефти (ЛАРН).
Недостатком рассматриваемого указанного известного судна является полное отсутствие авиационного комплекса (ВПП, ангара и др.), что не позволяет решать проблему доставки сменных экипажей МБУ и грузов в районы, удаленные от развитой аэродромной сети. Кроме того, отсутствует возможность проведения поисково-спасательных работ, а также ведения разведки и мониторинга ледовой обстановки вертолетами и беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) судового базирования.
Кроме того, существенным недостатком аналога является наличие хранилищ и цистерн для сыпучих и жидких грузов только в корпусе судна, что, при относительно небольших его размерах, не позволяет разместить запасы технологического снабжения МБУ, достаточные по номенклатуре и количеству для обеспечения полного цикла строительства скважины.
Известен также корпус многофункционального арктического вспомогательного судна для обустройства нефтегазовых месторождений и обеспечения штатного функционирования морских нефтегазодобывающих платформ различного типа в районах арктического шельфа (см. патент на полезную модель RU №133255, МПК В63В 35/00 от 2013 г. - прототип), с максимально смещенной в нос многоярусной надстройкой, в корме которой размещена открытая палуба для размещения грузов различного назначения, с оборудованными под палубой вкладными и встроенными цистернами для перевозки жидких грузов. При этом корпус судна имеет прочную конструкцию, а носовой части приданы ледокольные обводы, и, кроме того, он снабжен дополнительным технологическим оборудованием: модульной электрогидравлической буксирной лебедкой, электрогидравлическим грузовым краном, П-образной рампой в кормовой части грузовой палубы, контейнерными модулями глубоководного водолазного комплекса, кран-трапом. Взлетно-посадочная площадка (ВПП) для обеспечения взлета и посадки вертолета размещена на палубе бака, как отдельная конструкция, сопрягаемая с надстройкой, обеспечивающая требование постоянного базирования вертолета в ангаре для его хранения.
Однако рассматриваемый прототип оборудуется только одной ВПП для вертолета, что делает практически невозможным одновременное обеспечение доставки сменных экипажей МБУ и грузов наряду с ведением поисково-спасательных операций либо разведки и мониторинга ледовой обстановки. Данный недостаток существенно затрудняет эксплуатацию судна при обеспечении МБУ в районах, удаленных от развитой аэродромной сети.
Кроме того, для технологического снабжения буровых платформ рассматриваемый прототип имеет вкладные и встроенные цистерны для перевозки только жидких грузов, а также открытую грузовую палубу. Хранение сыпучих грузов и химреагентов на грузовой палубе, например в виде тарно-штучного груза в контейнерах, существенно сокращает возможности по приему других видов грузов: бурильных и обсадных труб, контейнеров с выбуренной породой, контейнеров с дополнительным оборудованием и т.п.
Следует также отметить, что прототип снабжен дополнительным технологическим оборудованием: модульной электрогидравлической буксирной лебедкой, П-образной рампой в кормовой части грузовой палубы, которые непосредственно не связаны с функциями снабжения МБУ. Однако на размещение этого оборудования затрачиваются ресурсы весовой нагрузки, а также площадей и объемов корпуса судна, что уменьшает массу принимаемых грузов технологического снабжения МБУ.
Задачей заявляемой полезной модели является создание корпуса многофункционального судна - плавбазы, приспособленной к длительной автономной безопасной работе по обеспечению МБУ, производящих разведочное бурение в отдаленных районах арктических морей.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей путем создания корпуса судна - плавучей базы обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей, совмещающего функционал транспортного судна обеспечения, аварийно-спасательного и дежурного судов, а также плавучего вертодрома при одновременном повышении его автономности, улучшения условий обитания и повышения безопасности.
Указанный технический результат достигается в корпусе плавучей базы обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей, выполненном с максимально смещенной в нос многоярусной надстройкой, в корме которой расположена открытая грузовая палуба для размещения грузов различного назначения, причем упомянутый корпус имеет прочную конструкцию, а его носовой части приданы ледокольные обводы, при этом корпус снабжен взлетно-посадочной вертолетной площадкой, тем, что надстройка занимает по длине корпуса пространство от носовой части до миделя, взлетно-посадочная вертолетная площадка жестко закреплена к носовой стенке надстройки и вписана в габариты корпуса в плане, а кормовая часть упомянутой надстройки выполнена в виде закрытого, многоярусного склада-ангара, при этом кормовая часть упомянутой надстройки снабжена дополнительной взлетно-посадочной площадкой вертолета судового базирования и беспилотных летательных аппаратов, расположенной на крыше упомянутого склада-ангара и сообщающейся с вертолетным ангаром, организованным в упомянутой надстройке, причем грузовая палуба корпуса плавбазы по правому и левому бортам выполнена с закрытыми галереями, простирающимися от надстройки до кормовой части корпуса, а под упомянутой грузовой палубой в корпусе по правому и левому бортам выполнены сквозные проходы-коридоры.
На фиг. 1 изображен заявляемый корпус плавучей базы обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей, вид сбоку;
на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1;
на фиг. 3 изображен заявляемый корпус плавучей базы обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей, вид сверху;
на фиг. 4 - то же, кормовая часть 2-й палубы, вид сверху.
Заявляемый корпус 1 плавучей базы обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей (ПБКОБР) выполнен с ледокольными обводами, а в его носовой части и максимально смещенной в нос многоярусной надстройкой 2, которая занимает по длине корпуса 1 пространство от носовой части до миделя. В корму от надстройки 2 располагается грузовая палуба 3, предназначенная для хранения штучных грузов 4, а также для ведения погрузочно-разгрузочных операций с помощью судового грузоподъемного крана 5. Упомянутая многоярусная надстройка 2 снабжена вертолетной взлетно-посадочной площадкой (ВПП) 6, которая жестко закреплена к носовой стенке надстройки 2 и вписана в габариты корпуса 1 в плане.
Кормовая часть надстройки 2 выполнена в виде закрытого многоярусного склада-ангара 7, оборудованного грузоподъемными средствами (не показаны). При этом кормовая часть упомянутой надстройки 2 снабжена дополнительной взлетно-посадочной площадкой (ВПП) 8 вертолета судового базирования 9 и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) 10, расположенной на крыше упомянутого склада-ангара 7 и сообщающейся с вертолетным ангаром 11, организованным в упомянутой надстройке 2.
Корпус судна 1 оборудован цистернами для хранения жидких 12 и сыпучих 13 грузов, которые расположены под грузовой палубой 3.
Для обеспечения беспрепятственного прохода из носа в корму при неблагоприятных погодных условиях и/или занятой грузами палубы 3, последняя по правому и левому бортам выполнена с закрытыми галереями 14, простирающимися от надстройки 2 до кормовой части корпуса 1. Для прохода с носа в корму в штормовых условиях корпус 1 выполнен со сквозными проходами-коридорами 15, расположенными по правому и левому бортам под грузовой палубой 3. Для пересадки людей на МБУ, а также для эвакуации персонала с аварийной МБУ корпус 1 снабжен двумя телескопическими гидравлическими переходными мостами 16, установленными в кормовой части надстройки 2 по левому борту, а также в кормовой части грузовой палубы 3 по правому борту.
Склад-ангар 7 предназначен для хранения основного запаса расходных технологических материалов для приготовления цементного и бурового растворов из расчета обеспечения полного цикла строительства скважины, включая также необходимый запас реагентов для ликвидации и предотвращения осложнений, поглощения нефтегазопроявлений. Помещения склада-ангара 7 оборудованы средствами механизации погрузочно-разгрузочных работ (не показаны) и снабжены необходимыми вспомогательными системами (закрытий, вентиляции, отопления и др.) (не показаны) с учетом категорий грузов по взрыво-пожароопасности. Выполнение кормовой части надстройки 2 в виде склада-ангара 7 позволяет:
сократить длину корпуса 1;
надежно защитить груз от низких температур, влаги и других неблагоприятных воздействий;
использовать конструкцию склада-ангара 7 для размещения дополнительной ВПП 8 с возможностью прямого доступа в вертолетный ангар 11;
реализовать оптимальную схему перемещения грузов как внутри помещений склада-ангара 7, так и с него в район проведения грузовых операций.
Кроме упомянутого склада-ангара 7 корпус 1 судна оборудуется обычной для судов обеспечения системой хранения жидких и сыпучих грузов, включающей вкладные цистерны 12, 13 с системами разгрузки (не показаны), размещаемые под грузовой палубой 3. Данное техническое решение позволяет осуществлять оперативную передачу на МБУ технологических грузов, используемых на начальной стадии бурения, сокращая тем самым подготовительный цикл буровых работ.
Наличие авиационного комплекса, включающего ВПП 6 и 8, вертолет судового базирования 9, БПЛА 10, ангар 11, а также все необходимые системы обеспечения полетов и управления (не показаны), позволяет решать следующие задачи:
обеспечить возможность взлета - посадки вертолета 9, по крайней мере, с одной ВПП;
обеспечить функции запасной взлетно-посадочной площадки (ВПП) - плавучего вертодрома для вертолетов берегового базирования, перевозящих сменный персонал МБУ или груз, наряду с возможностью участия авиационных средств (вертолетов, БПЛА) в поисково-спасательных операциях, мониторинге ледовой обстановки и т.п.
Таким образом, технико-экономическими преимуществами заявляемой полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей путем создания корпуса судна - плавучей базы обеспечения буровых работ на шельфе арктических морей совмещающего функционал транспортного судна, судна снабжения, аварийно-спасательного и дежурного судов, а также плавучего вертодрома при одновременном повышении его автономности, улучшения условий обитания и повышения безопасности.