Технологія морського трубопровідного будівництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

Вступ

1. Технологія трубопровідного будівництва

1.1 Історія розвитку морської трубоукладання

1.2 Технологія нарощування трубопроводу

1.3 Технологія змотування з барабану

1.4 Напружено-деформований стан трубопроводу

1.5 Технологічне устаткування

1.5.1 Система утримання судів на плаву

1.5.2 Системи визначення місцезнаходження

1.5.3 Визначення основних параметрів трубоукладального судна

2. Класифікація суден-трубоукладальників

2.1 Основні показники та технічні дані

2.2 Трубоукладальні баржі барабанного типу

2.3 Найбільші в світі трубоукладачі

Висновки

Список посилань на джерела



ВСТУП

Оцінка достовірних і перспективних запасів морської нафти і газу безперервно росте. За станом на 1978 р. досліджені запаси нафти на морському шельфі складали 23% від світових. З 1985 р. на морських родовищах проводиться близько 40% від світової здобичі нафти.

У зв'язку з цим виникає завдання транспорту продукції морських родовищ, яке вирішується в основному за допомогою трубопровідного транспорту, що володіє в порівнянні з іншими методами, наступними перевагами: велика пропускна спроможність при найменших енерговитратах; практично повна незалежність від гідрометеорологічних умов; вищий ступінь захисту навколишнього середовища, що досягається заходами щодо забезпечення будівельної до експлуатаційної надійності.



1. ТЕХНОЛОГІЯ МОРСЬКОЇ ТРУБОУКЛАДКИ

Технологія морської трубоукладання лінійно екстраполювала методи, вживані на суші. Далі ми детально розглянемо основні переваги морського прокладання.

1.1 Історія розвитку морської трубоукладання

Перші трубоукладальні судна з'явились в кінці 40-х років. З невеликих барж в мілководних районах трубопроводи діаметром 100-200 мм, зібрані на муфтах,погружалися на дно без наступного заглиблення. Потім появилися великі плоскодонні баржі з якірною системою утримання, на яких проводились всі необхідні операції, зварювання окремих секцій в загальну нитку, ізоляцію і рентгеноскопію стиків, проте можливість роботи з цих барж обмежувалася глибиною до 30 м. На початку 60-х років на трубоукладальних баржах з'явилися спеціальні підтримуючі рами-понтони для спуску трубопроводу з борту стінгера, спочатку прямолінійного (у вигляді гнучкої нитки з рівномірно розподіленою плавучістю, а потім жорсткого криволінійного (у вигляді рами, прикріпленої к кормі судна) типів. Стінгер, а особливо натяжний пристрій для труб, що з'явилося пізніше, дозволили вирішити проблему збільшення глибини. До кінця 60-х років габаритні розміри трубоукладальних барж збільшилися до 120/30/9 м. Вони мали могутню 10--12-точкову якірну систему, що дозволяла укладати трубопроводи на глибинах до 150 м. Освоєння нафтових і газових родовищ Північного моря і інших районів шельфу з суворими гідрометеорологічними умовами на початку 70-х років привело до необхідності корінного у покращення морехідних якостей трубоукладачів для забезпечення їх стійкої роботи. З'явились судна другого покоління - потужні плоскодонні баржі довжиною 195 м, судна-трубоукладачі водотоннажністю 25 000 т і, нарешті, судна-трубоукладачі напівзанурювального типу, що дозволило збільшити час роботи за суворих погодних умов і проводити роботи по укладанню трубопроводів на глибині моря до 180 м. Третє покоління судів, що з'явилися в 70-х роках (наприклад, могутня напівзанурювальна установка «Вікинг Пайпер» водотоннажністю 50 000 т, трубоукладальне самохідне судно ЕТРМ-1600 водотоннажністю 60 000 т), дозволяє прокладати трубопроводи практично в будь-якому районі миру при глибинах до 360 м. На цих судах застосований ряд технічних удосконалень (збірка на двох паралельних стапелях труб завдовжки по 24 м, використання додаткове до якірної системи динамічної стабілізації за допомогою рушіїв, автоматична зварка, управління процесом укладання за допомогою ЕОМ.

1.2 Технологія нарощування трубопроводу

При нарощуванні трубопроводу на горизонтальній або похилій робочій площадці застосовується наступна технологія трубоукладання: з складу труба подається на допоміжну монтажну лінію за допомогою пересувного крана малої вантажопідйомності; на допоміжній монтажній лінії труби піддаються обробленню кромок, центруються і зварюються в секції з двох або трьох труб, причому якість зварки перевіряється засобами рентгенографічного контролю;

секції труб переміщаються на основну монтажну лінію за допомогою поперечного конвеєра; на 1-му робочому посту монтажної лінії секція труб стикується з трубопроводом, центрується, і зазвичай там же накладається корінний шов, трубоукладальне судно переміщається по трасі на довжину секції труб, стик секції і трубопроводу переміщається на 2-ий зварювальний пост, де накладають подальші шари зварного шва, потім на 3-ій, на 4-ий і так далі.

Залежно від прийнятої технології зварки кількість зварювальних постів на монтажній лінії коливається від 3 до 6-ти;

стик секції і трубопроводу в результаті переміщення судна по трасі потрапляє на пост рентгенографічного контролю шва, потім на пост очищення і ізоляції стику і на пост обетонювання стику (якщо цей пост передбачений технологією) трубопровід спускається у воду.

При проведенні трубоукладальних операцій запас труб, як стаття запасів, що найбільш витрачається, обумовлює автономність трубоукладального судна. Тому на більшості трубоукладальних суден склад труб займає близько 70% площі верхньої палуби і значної частини вантажопідйомності. На трубоукладальній баржі "BAR-347", наприклад, запас труб складає 20000 т, на судах «Uiking piper», «Соstoro YI», "ЕТРМ-1601" «Sеа Тгоll» склад труб вміщує 7000 т, що забезпечує 5-10-добову автономність по трубах. Звичайно склад труб є майданчиком на верхній палубі, захищеним вертикальними опорами, що запобігають розкочуванню труб під час хвилювання.

До складу допоміжної монтажної лінії входять пристрої переміщення труб до секцій труб, верстат підготовки кромок під зварку, зовнішній або внутрішній центратор, зварювальне устаткування, засіб контролю якості зварки, пристрої ізоляції стику і засобу вирубки і заварки дефектного, ділянки шва.

Окрім перерахованого устаткування, до складу основної монтажної лінії входить натягач і засоби обетонювання стику. Останнім часом обетонювання не проводиться, а стик ізолюється шаром бітуму або просто поліетиленовою стрічкою.

Спеціальний спусковий пристрій, найчастіше виконаний у вигляді похилої кормової рами фермової конструкції, стінгер служить для підтримки і формування радіусу кривизни верхньої частини трубопроводу. Більшість судів-трубоукладачів П до Ш поколінь обладналися криволінійними стінгерами, по довжині якого вага підтримуваної ділянки трубопроводу розподіляється рівномірно.

Довжина стінгера призначається в залежності від глибини укладання і діаметру трубопроводу. На судах-трубоукладачах, призначених для спорудження трубопроводів діаметром до 1400 мм на глибинах до 300 м, довжина стінгера досягає 120 м. Зазвичай стінгер виконується дво--трисекційним з регульованими кутами між секціями. Остання секція входить у воду на глибині до 8 м з кутом нахилу до 40° до горизонталі.

Технологія і технологічне устаткування при нарощуванні трубопроводу на похилому або вертикальному майданчику в принципі подібні устаткуванню при нарощуванні трубопроводу на горизонтальному майданчику. Основні відмінності полягають в тому, що для стиковки і центровки секцій труб з трубопроводом необхідний підйомник для подачі секції на похилу площадку (спускову раму); з'єднання трубопроводу з секцією здійснюється на одному робочому посту за допомогою зварного, муфтового або конекторного з'єднання; спуск трубопроводу здійснюється прямо з борта або корми судна без застосування стінгера, оскільки при цьому способі укладання у звисаючого трубопроводу відсутня верхня випукла ділянка.

1.3 Технологія змотування з барабану

При змотуванні трубопроводу з горизонтально або вертикально розміщеного на палубі барабана застосовують наступну технологію - на береговій базі труби зварюються за традиційною технологією;

Рис.1.3.1

По мірі нарощування трубопровід навивається на барабан з швидкістю до 1,0 км/ч. Навівання здійснюється через механізм, що вигинає і додає попередню кривизну трубопроводу. Напруга, що виникає при цьому, не перевищує напруги в трубопроводі при укладанні;

барабан з трубопроводом встановлюється на палубі трубоукладального судна, якщо барабан знімний. Якщо барабан на судні встановлений стаціонарно, то навивка трубопроводу здійснюється на судні, пришвартованому у берегової бази, де нарощується трубопровід;

трубоукладальне судно йде в район трубоукладання. Під час переходу проводиться контроль навивки трубопроводу, що полягає в продуванні і опресовуванні трубопроводу водою;

кінець трубопроводу кріпиться до стояка платформи або зварюється з кінцем вже прокладеної ділянки трубопроводу;

трубоукладальне судно переміщається по трасі і укладає трубопровід. Розвиваючись з барабана, трубопровід проходить через спрямляючий пристрій і по роликовій доріжці спускається через кормовий сліп у воду.

Розтягуюче зусилля, необхідне, при укладанні створюється сумісною роботою тенсіонера і механізму приводу барабана.

У основне технологічне устаткування суден-трубоукладчиків барабанного типу входить тенсіонер, що випрямляє пристрій і барабан з трубопроводом.

Випрямляючий пристрій є візком з роликами, що додають змотуваному трубопроводу деформацію, зворотну отриманій при навивці на барабан. Візок має можливість переміщення паралельно осі барабана у міру змотування трубопроводу.

На більшості трубоукладальних барж барабан встановлюється горизонтально в носовій частині верхньої палуби. Найбільш досконалі суда цього типу забезпечені вертикальним барабаном, встановленим на мідель-шпангоуті. Діаметр барабана досягає 25 м, маса з трубопроводом - 2700 т. Ємкість барабана залежно від діаметру трубопроводу складає 10-80 км.

При укладанні гнучкого трубопроводу технологія і технічні засоби ідентичні засобам трубоукладальних суден барабанного типу. При укладанні трубопроводу малих діаметрів можливо використання суден-кабелеукладальників

1.4 Напружено-деформований стан трубопроводу

Не дивлячись на значні успіхи в проектуванні і розрахунку морських трубопровідних систем, деякі питання розрахунку трубопроводів, що прокладаються на великих глибинах, і для трубопроводів великого діаметру, що укладаються з судна-трубоукладача, залишаються не з'ясованими і не вирішеними до цих пір. Насамперед, до таких питань відносяться питання розрахунку напружено-деформованого стану (ПДВ) підведеною і провисаючої частини труби, тобто тій частині трубопроводу, яка починається від крапки відриву труби від дна морить і яка закінчується на судне-трубоукладачі.

Головною відповіддю в такому підході є пошук нових, точних символьних рішень, що дають точне уявлення про напружено-деформований стан труби. Ці символьні рішення є наслідком вирішених краєвих завдань, які ставляться і рахуються за допомогою комп'ютера. Необхідно відзначити, що нові символьні рішення є математичним описом ПДВ для припіднятої і провисаючої частині морського трубопроводу, що раніше визначити не вдавалося.

Далі скажемо декілька слів про технологію укладання труб морських газонафтопроводів. Для розуміння морської технології і механізму будівництва підводних трубопроводів дамо короткий опис основних способів прокладання підводного трубопроводу. Зупинимося на основних методах укладання морського трубопроводу, які використовуються в світовій практиці будівництва морських магістральних нафто- і газопроводів.

У світовій практиці прокладки морського трубопроводу використовуються

два основні методи укладання труби: S-метод і J-метод.

Як відомо,сучасні судна-трубоукладачі можуть укладати трубопроводи S-методом:

* діаметром 1420 мм на глибину до 300 метрів;

* діаметром 810 мм на глибину до 700 метрів при швидкості укладання 3-5 км/діб

Як випливає з літературних джерел, із збільшенням діаметру трубопроводу і при збільшенні глибини моря потрібні все більш могутні системи натягнення трубопроводу. Наприклад, для судна (баржі), що укладає трубопровід S-методом максимальне розтягуюче зусилля, що розвивається талевою системою, складає близько 30 Мн. Разом з тим, при цьому способі укладання глибина моря обмежує прокладку і будівництво трубопроводу на великих глибинах.

При укладанні трубопроводу J-методом глибина моря не є параметром, що впливає на можливість прокладки трубопроводу, але на малих глибинах J-метод практично не використовується.

Цікаво відзначити, що обидва способи укладання отримали свою назву від форми букви, на яку схожа деформована частина труби під водою в провислому стані. Можна оцінити цю схожість також, ґрунтуючись на графіках вигинистої деформації провислої частини труби, які виходять з комп'ютерного моделювання.

Проте до цих пір точна математична формула, що описує форму провисаючої деформованої частини труби, так і не була отримана.

В той же час, забігаючи вперед, можна сказати, що така математична формула буде знайдена за допомогою комп'ютерного середовища Mathematica у кінцевому вигляді методами комп'ютерної алгебри.

Повертаючись до технології прокладки і будівництва морського трубопроводу, вкажемо, що для обох методів укладання трубопроводу характерна можливість регулювання зусилля натягнення трубопроводу силовими агрегатами, встановленими на судні-трубоукладачі. Очевидно, що зміна натягу труби як незалежного механічного параметра в завданні негайно викликає зміну її напружено-деформованого стану. Вивчення впливу натягу труби на її ПДВ є важливою задачею, що вимагає свого рішення.

Крім того, можливість застосування обох методів і технологій будівництва в морі визначається перш за все напружено-деформативним станом підведеної і провисаючої частини трубопроводу оскільки тільки перевищення напруги, що допускається, в трубі приводить до порушення геометрії січення труби. З іншого боку, досягнення в стінці труби граничної напруги зминання у момент укладання приводить до порушень форми труби і, як наслідок, технології укладання робіт, що є неприпустимим при експлуатації трубопроводу.

У зв'язку зі всім згаданим вище завдання визначення напружено-деформованого (ПДВ) стану підведеної і провисаючої частини труби при двох принципово різних методах укладання трубопроводу а саме: J-методом і S-методом -- є загалом нову і фундаментальне завдання механіки твердого тіла, що деформується (відноситься і до протяжних вагомих тіл), що має важливе прикладне значення для морських нафтогазових технологій, що стосуються будівництва морських трубопроводів на великих глибинах і морських трубопроводів великого діаметру.

На відміну від традиційних методів визначення напружено-деформативного стану протяжних морських конструкцій, вирішуваних методами механіки твердого тіла, що деформується,застосовуватимемо комп'ютерні методи розрахунку, що базуються на сучасних комп'ютерних технологіях і комп'ютерних методах вирішення відповідних краєвих завдань механіки твердого тіла, що деформується. Далі зупинимося на розробленій в допомозі базовій методиці використання комп'ютерної технології рішення задачі про ПДВ провисаючої частини труби.

Для визначення ПДВ в провисаючій частині труби застосовуватимемо певну послідовність в рішенні задачі, суть якої зводиться до наступного:

* комп'ютерну алгебру середовища Mathematica застосовуємо для виводу і відповідного краєвого завдання;

* для вирішення отриманого електронного завдання і відповідної технології укладання труби (краєвого завдання) застосовуємо стандартні оператори і пакети середовища Mathematica;

* всі рішення, що визначають ПДВ труби в провисаючій частині, получаємо спочатку в символьному вигляді, а потім на основі аналізу відповідного символьного рішення будуються чисельні і графічні залежності, що дають інженерові-проектувальникові наочну уяву про ПДВ в провисаючій частині труби у всій акваторії (наприклад, у вигляді епюр);

* на основі отриманих символьних і чисельних вирішень інженером-проектувальником формулюється вивід про раціональний (і можливий) метод укладання морського трубопроводу, формулюється вивід про вживані технічні засоби, сприяючі прокладці трубопроводу на великих глибинах;

* для реалізації різних методів укладання трубопроводу з символьних і чисельних рішень знаходяться вагові характеристики труби і сили натягнення трубопроводу.

1.5 Технологічне устаткування

Рис. 1.5.1 Тенсіонер

Натягач (тенсіонер) створює розтягуюче зусилля, яке необхідно прикласти до трубопроводу, що укладається, при значних глибинах укладання для збільшення радіусу кривизни провисаючої ділянки батога і, відповідно, зменшення моменту, що вигинає, в прольоті. Звичайно, тенсіонер складається з двох-трьох силових блоків, що створюють сумарне натягнення трубопроводу до 150 тс.

Рис 1.5.2

Напівзанурювальні судна мають стінгер, одна частина якого (приблизно половина) вбудована в корпус, а інша -- на шарнірах підвішена високо на корпусі. У разі непогоди нижня частина стінгера піднімається над водою, що дозволяє поліпшити маневреність судна при його відстої. У нього жорстка фермова конструкція, що складається з трьох секцій завдовжки 50, 30 і 20 м, які можна від'єднувати одну від одної. В кормовій частині стінгер може кріпитися як жорстко, так і шарнірно. Він має змінний радіус кривизни (від 396 м на початку судна до 283 м в кінці його), що забезпечує задану кривизну трубопроводу, що опускається.

Рис1.5.3 Стінгер



1.5.1 Система утримання судів на плаву

Зазвичай для утримання трубоукладальних судів в заданому місці і переміщення їх уздовж траси трубопроводу (при обмеженнях переміщень під дією вітру, хвилювань і течій), що прокладається, служить могутня якірна система. Судна обладнують 8--12 якорями по 10--20 т, які кріпляться на канатах діаметром 50--60 мм, використовуваних як якір-ланцюги. Натягнення якірних тросів проводиться лебідками із зусиллям 1000-1500 кН і гальмівним зусиллям до 3000 кН. Ці лебідки мають дизельний або електричний привід зубчату передачу, швидкість намотування каната 0,5 м/с. Управління лебідками здійснюється дистанційно з центрального контрольного приміщення.

Трубоукладальне судно рухається за рахунок одночасної роботи носових и кормових якірних лебідок. Зазвичай цей рух переривний (12 м) і відповідає довжині однієї привареної труби. Операція займає 30--60 з і повторюється через кожних 10--15 хв. Переміщення якорів уздовж траси здійснюють два-три буксирні судна. При цьому натягнення якірної лінії зменшується до мінімального, буксир за допомогою буйрепа, приєднаного на дні до якоря, а на поверхні до плаваючого буя, підриває якір і переміщає його вперед уздовж траси трубопроводу. Потім якірні троси знов натягаються, і переміщення судна продовжується. Таким чином, при перекладанні якорів лише половина з них утримує судно від переміщень. Із-за складності ручного управління якірною системою при перестановці якорів, особливо при дії вітру і хвиль, в даний час використовують автоматичне управління із застосуванням ЕОМ. Нерідко застосовують якірні канати з важкими ланцюгами на дні і легкими синтетичними канатами вгорі, що зменшує зсув судна. З'явилися якорі нових типів, здатні без ризику їх підриву витримувати певні вертикальні навантаження. Для зменшення переміщення судна під дією зовнішніх навантажень можна застосовувати автоматично регульовані лебідки, які травлять або навивають канат при небажаних зсувах судна. Для роботи якірної системи велике значення має забезпечення тримаючої сили якорів на ґрунті. Утримуючу силу якоря для сталевих морських якорів можна визначити по рекомендаціях, приведених в спеціальній літературі. Для сталевих морських якорів тримаючу силу якірної лінії можна визначити по формулі:

Рд = КяGя + fР'а

де Рд -- тримаюча сила;

Кя -- коефіцієнт тримаючої сили (для якорів Холу Кя = 2,44-3,75, адміралтейських якорів 12-15, якорів «Пуланкер», безштокових підвищеної тримаючої сили Кя = 5-6, якорів типу «Данфорд» 7-9);

Gя -- вага якоря у воді;

f - коефіцієнт тертя якірного каната про ґрунт (рекомендується приймати f=1);

Р' -- вага троса у воді; а -- загальна довжина якірного каната на ґрунті.

При роботі в слабих и скельних ґрунтах може з'явитися проблема забезпечення зчеплення якоря с тросом, яка в районах узбережжя вирішується шляхом буріння отвору під якір.

Також використовують динамічну систему позиціонування. Для цього трубоукладальне судно обладнали системою рушіїв, які дозволяють швидко міняти їх напрям і силу упору при зміні зовнішнього навантаження. Такими рушіями можуть бути звичайні, що мають горизонтальну вісь, яка повертається на спеціальній рульовій колонці, або вертикально-осьові (крильові рушії, що володіють високою маневреністю).

1.5.2 Системи визначення місцезнаходження

Для збереження правильного руху судна-трубоукладача уздовж траси трубопроводу необхідно точно визначити його місцеположення в морі. Це здійснюється за допомогою радіо-геодезичних систем (табл. 1), дія яких ґрунтується на вимірюванні різниці відстані від двох або трьох джерел радіосигналів. На березі або на постійних платформах в морі з відомими географічними координатами розташовують дві-три випромінюючі станції з високохвильовим або низькохвильовим випромінюванням.

Таблиця 1.5.1

Системи радіонавігації

Система	Частота, МГц	Тип	Дальність	Точність	Повторна точність	Денний вимір	Час роботи
Декка Навигейшен	-	Кругова	200	100-300	50-100	От відбиття хвилі	безперервно
Декка	1,7	Гіпербарична
Лоран С	0,1	Гіпербарична	1000	100--400	20--40	-	-
	150 400	Глобальна	40	40		40--90
АРГО	1,7	Круговая200--400	5--20	3--20
Пульс 8	0.1	Гіпербарична	200	5-100	10-30	-	Границя видимості
Міні Рейнд	5570	-	40	3-10	3-10	-	Границя видимості
Горан Р10	2.5-0.16	Гіпербарична	120	-	-	Від відбиття хвилі	безперервно

Випромінюючі станції з високочастотним або низькочастотним випромінюванням. Приймач, встановлений на судні, реєструє сигнал і визначає координату судна в морі. У нашій країні до цих систем відносяться системи «Координатор» і «Пошук».

Точність всіх радіогеодезичних систем з видаленням від місця встановлення випромінюючої станції знижується, тому часто використовується сучасна система прив'язки об'єктів за допомогою супутників Землі, що не вимагають встановлення берегових станцій і що працюють в будь-якому видаленні від берега з відносно високою точністю.

Для визначення відхилення судна-трубоукладача від траси: можуть бути використані гідроакустичні системи з короткою і довгою базисними лініями. Робота гідролокатора полягає в визначенні відстані в мережі акустичних передавачів і приймачів з відомою геометрією, наприклад з трикутною базою. Для системи з короткою базисною лінією ця мережа розташовується під судном, і положення судна по відношенню до сигнального передатчика, розташованому на морському дні, визначається шляхом вимірювання відстані або виявлення напряму. На дні моря розташовують один акустичний буй з незалежним живленням, а на дні судна -- три-чотири приймалень гідрофону. Точність даної системи 1--2% від глибини води.

У системах довгої базисної лінії використовують координаційну мережу з трьох і більш імпульсних буїв, розташованих вздовж траси трубопроводу (краще по обох сторонах цієї траси) на певній відстані. Стандартна частота імпульсів 10--5 100 Гц, високі частоти дають велику точність, але менший діапазон. Імпульсні прийомо-передатчики зазвичай працюють від батарей з терміном служби 3--6 міс.

Додатковими засобами для визначення місцеположення судна можуть служити суднова навігаційна система з компасом: ехолот, візуальна обсервація по берегових (або на платформі) об'єктах.

1.5.3 Розрахунок основних параметрів судна-трубоукладача

10 REM

20 INPUT "DOV*UNA CYDNA";L

30 INPUT "DEDVEIT";DW

40 INPUT "KOEFICIENT 3BILLSHENNJA TJAGOVOGO

3YSULLJA";K

50 INPUT "TJAGOVE ZYSULLJA";P

60 INPUT "KOEFICIENT NEODNORIDNOSTI GRYNTA";KN

70 INPUT "KYT TERTJA";KT

80 INPUT "PROTJA*NIST MONTA*NOI LINII";L2

90 INPUT "DOV*UNA SEKCII TRYBU";L1

100 INPUT "SHVUDKIST YKLADANNJA TRYBU;V

110 PRINT "REZULTAT"

120 B=L/(0.017*L+2.19)

130 T=B/3.75

140 H=1.57*T

150 P1=DW/1.1

160 F=TGKT

170 Q=P/(KN*F)

180 D1=DW/2.5

190 N1=L2/L1

190 N1=L2/L1

200 S1=D1*L1

210 T=S1/V

220 PRINT "SHURUNA SYDNA";B

230 PRINT "OSADKA";T

240 PRINT "VUSOTA BORTY";H

250 PRINT "VAGA TRYBU V VODI";Q

260 PRINT "GRY3OPODEMNOST";P1

270 PRINT "MISTKIST SKLADY TRYB";D1

280 PRINT "KILKIST POSTIV";N1

290 PRINT "DOV*UNA TRASU";S1

300 PRINT "4AS YKLADANNJA";T

RUN

DOV*UNA CYDNA? 198

DEDVEIT? 50000

KOEFICIENT 3BILLSHENNJA TJAGOVOGO 3YSULLJA? 2

TJAGOVE ZYSULLJA? 150

KOEFICIENT NEODNORIDNOSTI GRYNTA? 1

KYT TERTJA? 45

PROTJA*NIST MONTA*NOI LINII? 100

DOV*UNA SEKCII TRYBU? 12

SHVUDKIST YKLADANNJA TRYBU? 2.4

REZULTAT

SHURUNA SYDNA 35.63715

OSADKA 9.74169741

VUSOTA BORTY 14.92009

VAGA TRYBU V VODI 1.701412E+38

GRY3OPODEMNOST 45454.55

MISTKIST SKLADY TRYB 20000

KILKIST POSTIV 8.333333

DOV*UNA TRASU 24000

4AS YKLADANNJA 10

Таблиця ідентифікаторів

L	Довжина судна	М
DW	Дедвейт	Т(тон)
K	Коефіцієнт зростання тягового зусилля
P	Тягове зусилля	Тс
KN	Коефіцієнт неоднорідності ґрунту
KT	Кут тертя
L2	Протяжність монтажної лінії	М
L1	Довжина секції труби	М
V	Швидкість укладання труби	Км/сут
B	Ширина судна	М
T	Робоча осадка	М
H	Висота борту	М
P1	Вантажопідйомність	Т
D1	Маса складу труб	Т
N1	Кількість постів
S1	Максимальна довжина траси трубопроводу	М
T	Час укладання	сут

Перелік формул

За допомогою аналізу залежностей основних елементів трубоукладальних суден від довжини суден на основі методу найменших квадратів отримані співвідношення і залежності:

Блок-схема

Размещено на http://www.allbest.ru/

Відношення L/B:

L/B = 0,017·L + 2,19 , (1)

Відношення B/T:

B/T = 3,75 ± 0,35,(2)

Відношення H/T:

H/T = 1,57 ± 0,16, (3)



Відношення L/H:

L/H = 12,5 ± 0,80, (4)

де:

L - довжина судна-трубоукладача, м;

B - ширина судна-трубоукладача, м.

H- висота борта,м;

T-робоча осадка судна,м;

Ці формули використані для визначення головних розмірів трубоукладального судна в першому наближенні.

Необхідне тягове зусилля можна розрахувати за формулою:

P = kQf, (5)

Де: P- тягове зусилля;

Q-вага трубопроводу в воді,

f-коефіцієнт тертя (0.6…1.0)

к-коефіцієнт, який характеризує зростання тягового зусилля при початку руху (к=2)

морський трубопровід судно радіонавігація



2. КЛАСИФІКАЦІЯ ТРУБОУКЛАДАЛЬНИХ СУДЕН

Еволюція морської трубоукладання включає три покоління трубоукладальних барж і судів. Трубоукладальні баржі I покоління проектувалися для роботи на невеликих глибинах Мексиканської і Персидської заток. Технологія морської трубоукладання лінійно екстраполювала методи, вживані на суші. Трубоукладачами були несамохідні прямокутні баржі, на верхній палубі яких було встановлено наземне устаткування для стиковки, центрівки, ручної зварки труб і контролю якості зварних швів. Трубопроводи укладалися без натягнення за допомогою довгого прямолінійного стінгера, який підтримував батіг, що опускався, майже до самого дна. Враховуючи той, що лімітується міцністю батога кут нахилу і глибину укладання, прямолінійний стінгер досягав довжини 100-120 м. Для позиціювання на трасі при малих глибинах кінці барж по бортах були обладнані сталевими загостреними палями; при глибинах 30-60 м баржі були забезпечені 4-8-якорними лебідками з тросами і якорями. Баржі практично не мали запасу труб, житлових і виробничих приміщень і працювали в обмеженому видаленні від берега при украй жорстких обмеженнях по погоді;

Трубоукладальні судна П покоління проектувалися вже спеціально для роботи в морі і призначалися для трубоукладання на глибині до 150 м. Спуск батога трубопроводу на цих судах ведеться під натягом з використанням криволінійних стінгерів з регульованою пливучістю. Для переміщення по трасі судно обладнане розвиненим якірним пристроєм, що включає 6-12 якірних лебідок, якорі підвищеної тримаючої сили і якірні троси завдовжки до 2400 м. Операторами ведеться координація спільної роботи якірного, натяжного пристроїв і технологічного устаткування. Для збільшення швидкості трубоукладання деякі судна забезпечені автоматичною зваркою;

Ш покоління трубоукладальних суден практично "підкорило" Північне море. Найбільш досконалі судна здатні працювати майже в будь-якому районі океанського шельфу. Застосування заздалегідь підготовлених секцій труб завдовжки 24-36 м істотно збільшило швидкість прокладки. Якірний пристрій, система динамічного позиціювання і досконалі натягачі-тенсіонери дозволяють укладання трубопроводу на глибинах до 700 м. Координація роботи всього трубоукладального комплексу проводиться за допомогою центральної ЕОМ. Для визначення місця використовуються засоби супутникової навігації.

Корпус деяких спеціалізованих суден-трубоукладачів виконується напівзанурювальним, стінгер стає складовою частиною судна.

В цілому відмінними рисами цих судів є:

напівзанурювальний - тип судна, такий, що дозволяє істотно понизити залежність від погодних умов і виділити велику площу верхньої палуби під склад труб, що визначає збільшення автономності судна по трубах;

сильно розвинений якірний пристрій, дозволяючий надійне позиціонування судна при трубоукладанні на глибинах до 300 м;

наявність системи динамічного позиціонування, що забезпечує трубоукладання на глибинах до 600-1000 м;

широке застосування ЕОМ для контролю і управління роботою всього трубоукладального комплексу, що включає устаткування монтажної лінії, якірний пристрій і систему динамічного позиціонування;

розташування монтажної лінії по ДП судна, що значно зменшує дію бортової хитавиці і ударів при швартуванні суден, забезпечення зменшення напруги в провисаючій частині трубопроводу;

розташування устаткування монтажної лінії на похилому майданчику з утлому нахилу до ВЛ до 9, що дозволяє скоротити довжину стінгера;

наявність дво-, трисекційного стінгера, що дозволяє формувати радіус кривизни опуклої ділянки трубопроводу, що спускається,

наявність двох-трьох блоків (тенсіонеров) натягача, що розвивають сумарне зусилля близько 200 тс, що дозволяє формувати радіус кривизни нижньої увігнутої ділянки провисаючої нитки трубопроводу при глибинах укладання до 300 м при діаметрі трубопроводу до 1200-1400 мм;

можливість одночасного укладання двох ниток трубопроводу;

нарощування трубопроводу з секцій труб завдовжки 24,0-36,0 м, що зварюються заздалегідь на допоміжних монтажних лініях;

наявність високопродуктивної автоматичної зварки, що дозволяє збільшити швидкість трубоукладання до 3,0-4,0 км. в добу;

висока комфортність суднових виробничих, житлових і побутових приміщень;

високий рівень контролю будівельної надійності трубопроводу;

наявність суднових засобів дотримання довкілля охорони і так далі

2.1 Основні показники та технічні дані

Як основні класифікаційні ознаки судів-трубоукладачів можна запропонувати наступні характеристики:

призначення судна (цільовий тип);

технологія трубоукладання (технологічний тип);

архітектурно-конструктивний тип.

За призначенням трубоукладальні судна класифікуються двома основними групами:

спеціалізовані трубоукладальні судна;

багатоцільові судна.

Судна першої групи забезпечують проведення тільки трубоукладальних робіт і ефективно використовуються зарубіжними фірмами, володіючими значною кількістю замовлень на споруду трубопроводів в різних акваторіях світового шельфу, що дозволяє уникнути коштовних простоїв.

Багатоцільові судна розділяються на наступні підгрупи:

судна-трубоукладачі кранів;

трубозаглиблюючі судна-трубоукладачі;

крани і трубозаглиблюючі судна-трубоукладачі;

робочі баржі-трубоукладачі.

За статистичними даними 1983р, узагальнюючим світовий трубоукладальний флот, кількісний розподіл трубоукладальних судів по призначенню наступний %:

спеціалізовані трубоукладальні судна 31

судна-трубоукладачі кранів 45

трубозаглиблюючі судна-трубоукладачі 5

робочі баржі-трубоукладачі 2

крани і трубозаглиблюючі судна-трубоукладачі 1

трубозаглиблюючі судна 16

За технологією трубоукладання трубоукладальні судна можна розділити на групи, що реалізовують наступні способи укладання трубопроводів:

нарощування трубопроводу на горизонтальному робочому майданчику і подальші спуск по стінгеру;

нарощування трубопроводу на похилому або вертикальному майданчику за допомогою зварного, муфтового або коннекторного з'єднання і наступний спуск із застосуванням потужний тенсіонера;

змотування трубопроводу з горизонтально або вертикально розміщеного на палубі барабана;

укладання гнучкого трубопроводу.

Найбільше розповсюдження на трубоукладальних судах придбав спосіб нарощування трубопроводу на горизонтальному робочому майданчику з подальшим спуском під натягненням по стінгеру - близько 70% спеціалізованих і на всіх багатоцільових трубоукладачах реалізується цей спосіб. Найбільш досконалі судна-трубоукладачі цієї групи виконують укладання трубопроводу діаметром до 1420 мм на глибину моря до 300 м і трубопроводу діаметром до 800 мм на глибину до 700 м з швидкістю укладання 3-5 км/сут. Широке розповсюдження способу пояснюється хорошою розробленістю технології, що практично повторює сухопутну, і можливістю контролювати всі етапи трубо укладання, що забезпечує високу будівельну надійність трубопроводу.

Нарощування трубопроводу на похилому або вертикальному робочому майданчику дозволяє спорудження трубопроводів діаметром до 910 мм на глибинах до 900-2400 м з швидкістю до 1,5-2,0 км/сут. Основними перевагами методу є : метод не вимагає застосування стінгера, оскільки при похилому або вертикальному укладанні відсутня верхня опукла ділянка батога, що опускається; значно знижується розтягуюче зусилля, отже, при вертикальному укладанні знижується тягове зусилля тенсіонера і потужність якірного пристрою;

можливе застосування традиційної технології, тобто секція трубопроводу вмонтовується в горизонтальному положенні, потім на підйомнику подається на похилий робочий майданчик і приєднується до нарощеного трубопроводу;

можливе укладання трубопроводу на значні глибини. Так, при укладанні трубопроводу діаметром 910 мм на глибину 900 м необхідно вертикальне зусилля тенсіонера 160 тс (при горизонтальному нарощуванні трубопроводу зусилля тенсіонера 450 тс) і горизонтальне зусилля 9 тс, що сприймається системою динамічного позиціювання;

можлива трубоукладання за допомогою бурових судів після порівняно невеликого їх переобладнання. Проте метод економічно ефективний тільки для великих глибин трубоукладання у зв'язку з низькою продуктивністю і з складністю технології, В даний час основні глибини трубоукладання не перевищують 300 м, але два з десяти найбільш досконалих трубоукладальних судна Ш покоління обладнані спусковою рампою, що дозволяє часткову реалізацію методу.

Значного поширення набув метод змотування трубопроводу з барабана. Метод реалізований приблизно на 20% спеціалізованих трубоукладальних суден. Основними перевагами методу є:

велика швидкість трубоукладання, що досягає 3,7 км/ч (близько 60 км/сут), що особливо важливе в районах з складними кліматичними умовами, наприклад, в арктичних морях з недовгим міжльодовим періодом;

значна глибина трубоукладання - до 900 м;

порівняльна простота технології, що дозволяє найбільш трудомісткі операції по нарощуванню батога трубопроводу і навивці її на барабан проводити на береговій базі;

можливість одночасного укладання 2-3 ниток трубопроводу. З часу першого застосування методу в 1963 р. з трубоукладальних судів барабанного типу прокладено більше 3000 км. трубопроводів. Найбільш досконалі судна цього типу забезпечують прокладку трубопроводу діаметром 100-400 мм на трасі завдовжки відповідно 80-100 км. Окрім перерахованих, істотною перевагою трубоукладачів барабанного типу є мала площа, займана судном в процесі роботи. Трубоукладальне судно, що реалізовує метод нарощування трубопроводу, вимагає для батога, що опускається, і якірних тросів площі близько 5 кв. миль. Значними недоліками методу є жорстке обмеження по діаметру трубопроводу - до 400 мм (600 мм - в найближчому майбутньому) і високої вартості самого трубопроводу, що вимагає товстостінних труб з високоякісних легованих сталей. Окрім цього, використання трубоукладачів барабанного типу вимагає наявність берегової бази по зварці і навивці батога на барабан.

В даний час розширюється застосування трубопроводів з гнучкої пластмаси, армованої сталевим дротом або стрічкою, з'єднуючих подовжню гнучкість і поперечну жорсткість, що особливо важливе для морських трубопроводів, що випробовують при будівництві витримуючих переважаючу дію поздовжніх, а при експлуатації - кільцевої напруги. Укладання пластмасового трубопроводу може проводитися з будь-якого трубоукладальника барабанного типу і технологічно не відрізняється від трубоукладання методом змотування з барабана або укладання кабелю. У 1969г. біля південного узбережжя Ісландії був споруджений трубопровід з гнучкої армованої пластмаси діаметром 1000 мм на довжині траси 26 км. і глибині до 100 м із швидкістю укладання заздалегідь баластованого трубопроводу 4,3 км/ч . Зі всіх спеціалізованих трубоукладальних судів близько 6% судів призначено для укладання пластмасових трубопроводів. Єдиним, але визначаючим недоліком гнучких трубопроводів є висока вартість матеріалу труб.

За архітектурно-конструктивним типом трубоукладальні судна класифікуються трьома основними групами:

судна з понтоноподібними корпусами:

судна з судновими обводами;

напівзанурювальні судна.

Майже всі трубоукладальні судна I і ІІ поколінь представляють собою несамохідні баржі з прямокутними понтоноподібними корпусами.

Це ж відноситься до переважної частини багатоцільових судів. Практично єдина вимога до морехідних якостей трубоукладальних судів - це збереження позиції на точці трубоукладання, що забезпечується великим осіданням і шириною корпусу.

Трубоукладальні судна з судновими обводами ефективні при необхідності оперативного переходу судна з одного району роботи в інший і в тих випадках, в яких вживана технологія укладання дозволяє розвинути значний хід. Майже всі трубоукладальні судна барабанного типу і суду, призначені для укладання гнучкого трубопроводу, мають суднові обводи корпусу. Нарешті, судновими обводами устатковані трубоукладачі, переобладнані із звичайних транспортних судів. Для спеціалізованих трубоукладальних суден і суден-трубоукладачів кранів з краном невеликої (до 500 тс) вантажопідйомності звичайним став напівзанурювальний тип судна, що володіє в порівнянні з водовмісним типом наступними перевагами:

велика площа робочої палуби для розміщення технологічного устаткування і складу труб;

порівняно малі амплітуди бортової і кильової хитавиці, що суттєво знижує залежність роботи судна від погодних умов;

можливість варіювати осаду судна в широкому діапазоні, що полегшує проведення вантажних і трубоукладальних операцій.

Більшість трубоукладальних суден Ш покоління виконуються напівзанурювальними. Істотним недоліком напівзанурювальних суден, окрім складності і крайньої дороговизни споруди і технічної експлуатації корпуса, є практична неможливість повного забезпечення поперечної міцності корпусу на океанській хвилі. На напівзанурювальних бурових установках і трубоукладачах було зафіксовано 39 аварій, пов'язаних з порушенням поперечної міцності, протягом одного 1979 р. Крім того, робоче осідання напівзанурювального судна досягає 15-20 м, що виключає роботу трубоукладача на мілководих акваторіях. Розподіл трубоукладального флоту по конструктивних типах можна представити за даними таким чином:

трубоукладальні баржі з понтоноподібним корпусом 85

трубоукладальні баржі і судна з судновими обводами корпусу 10

напівзанурювальні трубоукладальні судна 5

Таблиця

Технічна характеристика трубоукладальних суден

Показники	Саз1ого-У1	Sea	Santa Fe	Blue Whall	Viking Piper	Semac-1	Чокто 2	Куроши II	«Сулейман Везиров»	Мілкосидяча баржа	ЕРТМ-1601
Тип судна Довжина, м Ширина, м	Напівзанурювальний, 145, 66	16338,6	З барабаном 122 21	Понтон, 202, 36	Напівзанурювальний, 165 58	Напівзанурювальний, 132, 55	Напівзанурювальний .120, 32	Понтон 140	Понтон, 107, 24	Понтон, 80, 16	Судно, 185, 35
Висота борту, м Осідання, м Водотоннажність, т Глибина (максимальна) укладання трубопроводу. м	30 45,6 40 000 600	15 9.5 6000 300	5,5 13500	10 10	33,5 20 50400; 360	28 13,7 23 500 180	16,5 8,7 21 800	24 000 150	7,2 7,2 12 000 195	4 4 2500 30-40	15,2 10 60 000 210
Швидкість прокладання. км/сут Хвилювання, м Число якорів Маса якоря, т Довжина троса, м Діаметр троса, мм	1,2 5,4 12 20 2100 76	12 20 3000	10-20 4 9 50 1980	10 10	1,5 45 14 18 3300 76	4,5 12 3000 76	1,3 3,5 10 13 1800 50	--	0,7 1,8--2,4 8 13,6	0,6 1,2--1,8 8 4,5	1,4 4,5 10 20 2000 62
Потужність машинної установки, кВт	2960*8	3800*5	6X900	11 050		1740.Х6	--	--	1200x6		16 800
Довжина зварюваних труб м	24	24			24	24			12	12	24
Число доріжок Діаметр труб, мм Стінгер, м	1200 80 (жорсткий)	2 1200 80 (жорсткий)	600		1126 80 (жорсткий)	900 40-50	1076 70 (жорсткий)	1500	800 100	1000 15	1520 83
Довжина труб або їх маса Чисельність екіпажа Число зварювальних постів Вантажопідйомність крана, т	7000 т 270 8 187 X2	339 6	7500 122 500	231	6000 т 300 5--10	7000 т 286 4-8 350	2000 т 9 800	212 72 5	80 4 100	3 25	10 000т 276 6--12 1450
Тяга натяжних машин, кН	420ХЗ				680X2		400X3				450 X 2

2.2 Трубоукладальні баржі барабанного типу

Нижче приводяться відомості по трубоукладальним баржам і судам, які охоплюють основний діапазон цільових, технологічних і архітектурно-конструктивних типів.

«ЮДЗІМА-МАРУ»

Спеціалізована трубоукладальна баржа I покоління з понтоноподібним корпусом, морська, несамохідна. Побудована в 1967 р. для фірми "Синніхон-сейтецу" (Японія). Головні розміри: довжина 81,6 м ширина 18,9 м висота борту 6,5 м робоче осідання 4,3 м Суднові житлові приміщення розраховані на 60 чіл. Вантажний пристрій включає поворотний кран вантажопідйомністю 15,2 тс, два козлові крани вантажопідйомністю по 15 тс, вантажну стрілу вантажопідйомністю 3,0 тс.

Устаткування монтажної лінії встановлене на похилій естакаді, включає 5 робочих постів. Зварка проводиться на двох постах.

Якірний пристрій складається з восьми якорів масою по 3,6 т і вісім гідравлічних лебідок тягою по 10 тс.

Електростанція включає дизель-генератор змінного струму потужністю 75 кВт.

На судні встановлений компресор продуктивністю 2 м3/ч при тиску 30 Мпа.

"НСС-101"

Спеціалізована трубоукладальна баржа I покоління, морська, несамохідна, з понтоноподібним корпусом. Побудована в 1969 р. фірмою "Браун энд Рути" (США) для споруди підводних трубопроводів в Мексиканській затоці фірми "Сі Робін Пайплайн".

Головні розміри: довжина 113,0 м ширина 26,0 м висота борту 7,3 м робоче осідання 4,8 м.

Призначена для укладання трубопроводу діаметром 200 - 800 мм на глибині до 150 м.

Середня швидкість укладання-1,6 км/сут

Суднові житлові приміщення розраховані на 213 чіл.

Монтажна лінія включає 7 робочих постів, тобто 5 зварювальних, пост рентгенівського контролю і пост ізоляції стиків. Тенсіонер рейкового типу має дві системи управління - гідравлічну і електричну, розвиває тягове зусилля до 36 тс.

Вантажний пристрій включає два гусеничні крани вантажопідйомністю 40 і 25 тс.

Склад труб забезпечує автономну роботу судна до 5 сут.

Електростанція складається з двох дизель-генераторів потужністю по 1850 кВт. Опріснювальна установка має продуктивність 1400 л/ч.

В кормовій частині судна обладнаний вертолітний майданчик.

Сімейство трубоукладальних барж

Рис. 2.2.1

Сімейство трубоукладальних барж американської фірми "Браун энд Рути", що має в своєму розпорядженні широкий флот трубоукладальних трубозаглубилюючих суден, добре ілюструє розвиток несамохідних морських: трубоукладачів з понтоноподібними корпусами. Короткі відомості про баржі представлені в табл. 2.2.1.

"БАР-347"

Спеціалізована трубоукладальна баржа ІІ покоління, морська, несамохідна, з понтоноподібним корпусом. Найбільше судно з сімейства "ПАНІВ" і одне з самих досконалих трубоукладачів ІІ покоління. Збудовано фірмою "Браун енд Рути" в 1976 р. для прокладки трубопроводів в Північному морі.

Головні розміри: довжина 198,25 м ширина 42,70 м висота борту 15,25 м робоче осідання 9,50м

Водотоннажність з повним навантаженням складає 50000 т.

Баржа призначена для укладання трубопроводу діаметром 100-1470 мм на глибину до 335 м. Житлові приміщення розраховані на 350 чіл.

Швидкість укладання складає в середньому 2,4 км/доб., максимальна швидкість 2,81 км/сут, що досягається високопродуктивним зварювальним устаткуванням, що забезпечує зварку 200-234 стики за сутки для трубопроводу діаметром 800 мм, с товщиною стінки 20 мм.

Монтажна лінія розташована по діаметральній площині судна на похилій естакаді, носова частина якої вище над верхньою палубою на 8,2 м. Допоміжна монтажна лінія для зварки труб в секції завдовжки 24 м розташовується по лівому борту. Секції піднімаються на основну монтажну лінію поперечним конвеєром. При довжині труб 12 і трубопровід нарощується на дев'яти робочих постах, при довжині секції труб 24 м число постів скорочується до семи (п'ять зварювальних постів, пост контролю і пост ізоляції стику). Всі робочі пости знаходяться в закритих приміщеннях, забезпечені телефонним зв'язком, відрізняються високим ступенем автоматизації. Можливе укладання двох ниток трубопроводу одночасно.

Вантажний пристрій складається із стаціонарного поворотного крана типу "Клайд" вантажопідйомністю 150 тс і пересувного крана типу "Амарикан" вантажопідйомністю 120 тс.

Натягач включає 3 силових блоків з тяговим зусиллям по 54,0 тс.

Стінгер, стаціонарно закріплений на кормі, нарікає кут в залежності від діаметру трубопроводу і глибини укладання.

Баржа має в своєму розпорядженні найбільше із запасів труб трубоукладальних судів - склад труб вміщає 20000 т, що забезпечує денну автономність судна.

Якірний пристрій включає 12 якорів масою по 27,2 т, якірні троси завдовжки по 3 км. діаметром 76,2 мм.

Суднова електростанція складається з чотирьох генераторів змінного струму "Белойт" потужністю по 2100 кВт. Як приводи встановлені чотири шістнадцятициліндрових дизеля.

Три опріснювальні установки забезпечують виробництво 6840 л за год.

Судно забезпечене лебідкою тягою 150 тс для опускання і підйому трубопроводу при припиненні і відновленні трубоукладання.

В кормовій частині судна обладнаний вертолітний майданчик.

2.3 Найбільші в світі трубоукладачі

В світі одним з самих споживаних ресурсів є «блакитне паливо». У достатній кількості або 30 відсотків світового запасу газу зберігається в надрах землі під товщею води. Наприклад, на родовищі площею 40 на 10 кілометрів під назвою «Ormen Vange» покоїться близько 300 мільярдів кубометрів газу. Його вистачить на 40 років.

Рис. 2.3.1. Найбільше в світі трубоукладальне судно «Solitaire»

При розробці і подальшому будівництві кожного газового родовища беруть участь засоби, кожне з яких виконує своє завдання глибоководного будівництва. Перш ніж приступити до розробки нового проекту по прокладці газопроводу ретельно вивчається характер морського дна, а також вибирається оптимальний маршрут трубопроводу між западин і підводних рифів.

Складнощів проекту додають великі морські глибини, нерівномірності океанського дна в поєднанні могутніх течій і низьких температур, а також нестихаючий вітер, який раз у раз що додає висоту хвилям. Морське дно досліджується глибоководними безпілотними апаратами.

Рис. 2.3.2

Потім бурові установки визначають родовища нафти і газу і проводять свої безперервні буріння в певному районі. Після відкачування «блакитного палива» з надр, воно транспортується по газопроводах до місця переробки, де з нього створюють паливо придатне до використання або закачують в газовози.

Рис. 2.3.3



Рис. 2.3.4

Рис. 2.3.5 Натягач судна «Solitaire»

Саме будівництвом кілометрових проектів трубопровідних магістралей і займається найбільше в світі судно трубоукладач під назвою «Solitaire».

Судно належать компанії «Allseas» з 1998 року. Корабель відноситься до спеціалізованих судів.

Маршрут трубопроводу моделюється в тривимірному зображенні з урахуванням морського дна. Трубопровід прокладається по заздалегідь визначеному маршруту як одна суцільна труба, яку опускають з судна на морське дно по натягачу, щоб труба лягла без вад. Кожна секція труби важить 10 тонн, а довжина складає 12 метрів.



Рис. 2.3.6 Автоматична станція розроблена фірмою «Phoenix»

Рис. 2.3.7

У зварювальному цеху труби зварюються з військовою точністю, оскільки труби укладаються навіки - цю операцію виконують шість автоматичних станцій розроблені фірмою «Phoenix». Дозволяє зварити трубу з діаметром від 5 см до до 15.

Після зварювання перевіряється якість зварного з'єднання ультразвуковим апаратом, а потім потрапляє в цех, де на неї накладають захисний від корозії пластиковий шар.



Рис. 2.3.8

Прокладку труб «Solitaire» здійснює з середньою швидкістю 9 км. в добу. Для цього у нього є два крани для передачі труб довжиною 33 метри і 42 метри і вантажопідйомністю кожного 150 тонн, кран спеціального призначення 300 тонн вантажопідйомністю і довжиною 57 метрів.

Рис. 2.3.9

Трубоукладач «Solitaire» має систему динамічного позиціонування типу «Kongsberg Simrad», яка дозволяє спільно з системою управління судна здійснювати точне маневрування в заданому районі із заданою швидкістю. Достатньо висока швидкість прокладки дозволяє судну «Solitaire» бути дуже ефективним і конкурентоздатним, що дало встановити нові світові стандарти.



Рис. 2.3.10

Рис. 2.3.11

Технічні дані судна для прокладки трубопроводу «Solitaire»:

Довжина - 300 м;

Ширина - 52 м;

Дедвейт - 23050 тонн;

Екіпаж - 420 чоловік

Швидкість - 13 вузлів;

Рис. 2.3.11 Проект нового трубоукладача «Pieter Schelte»

У січні 2007 року компанія «Allseas» ухвалила остаточне рішення про будівництво найбільшого в світі судна для прокладки трубопроводу під назвою «Pieter Schelte». Його спуск на воду планується в 2013 році. Судно також матиме систему динамічного позиціонування. Розробники покладають великі надії і говорять, що воно поб'є всі рекорди по глибині і швидкості прокладки труб. Для цього на борту будуть змонтований три крани для передачі труб вантажопідйомністю 40 тонн і завдовжки 33 м і кран спеціального призначення вантажопідйомністю 550 тонн завдовжки 15 метрів. По всій довжині корабля будуть встановлені сім автоматичних зварювальних станції і шість станцій для нанесення на труби захисного шару.

Технічні дані трубоукладача «Pieter Schelte»:

Довжина - 382 м;

Ширина - 117 м;

Дедвейт - 48000 тонн;

Екіпаж - 577 чоловік;

Швидкість - 14 вузлів;

Окрім гігантів в будівництві магістралі беруть участь кораблі і судна різного призначення: дослідницькі, технічної підтримки, транспортні і підводні апарати. В середньому на будівництво потрібний близько трьох місяців.

Рис. 2.3.12

Газопровідний комплекс разом з підводними спорудами, переробними заводами, які підносяться над поверхнею води і підводними магістралями в середньому оцінюється в 700 мільйонів доларів. Але хай не лякає колосальна сума, оскільки транспортування газу до споживача навпаки здешевлює витрати на 20 відсотків. Отже варто задуматися, як краще доставляти цінний продукт до споживача і поставляти на світовий ринок.



ВИСНОВОК

В даний час будівництво трубоукладальних судів значно скорочено. В основному це пояснюється тим, що вже побудований трубоукладальний флот цілком справляється з об'ємом будівництва трубопроводів на головних акваторіях морського нафтогазовидобування на значних глибинах шельфу, а ефективна експлуатація таких украй дорогих судів, як трубоукладачів, можлива лише за наявності широкого фронту робіт.