Предложения по модели использования (философии эксплуатации) и характеристикам МВП

К настоящему времени на шельфе северных морей РФ разведано достаточно большое количество месторождений со значительными запасами углеводородов. Трудность освоения этих месторождений обусловлена как суровыми условиями окружающей среды, прежде всего низкими температурами и наличием ледового покрова морей в зимний период, так и удаленностью месторождений. Причем не только от промышленных центров, но и просто от населенных пунктов, которые могли бы использоваться как пункты базирования в период строительства и последующей эксплуатации объектов обустройства. Задача по организации регулярного, надежного и быстрого сообщения между удаленными объектами и береговыми базами в указанных условиях может быть решена только с использованием воздушного транспорта - вертолетов.

Вертолеты уже продолжительное время являются основным средством транспорта для перевозки срочных грузов и производственного персонала на морских месторождениях. Накоплен значительный опыт по техническому оснащению как объектов, на которые совершают посадку вертолеты (плавучих и опирающихся на морское дно), так и используемых вертолетов, и их эксплуатации. Имеются международные и национальные правила и стандарты, направленные на обеспечение надежности и безопасности таких перевозок.

Очевидно, что возможности авиаперевозок ограничены дальностью полета вертолетов. Практическая дальность полета серийно выпускаемых и составляющих основу российского авиапарка грузопассажирских вертолетов Ми-8МТВ, Ми-8АМТ (Ми-171), Ми-172 составляет соответственно 590, 570, 715 км. Дальность полета наиболее нового, еще проходящего летные испытания, Ми-38 достигает 820 км, европейского вертолета EC 225 Super Puma (закупается авиапредприятиями Газпрома пока в единичных экземплярах) – 870 км. Таким образом, гарантировать авиаперевозки в морских условиях на перспективу ближайшего десятилетия можно только в пределах до 280-300 км (особенностью морских авиаперевозок является то, что пункт назначения не может находиться на удалении от места взлета вертолета большем, чем половина дальности полета – для возможности возвращения при форс-мажорных обстоятельствах, препятствующих посадке в пункте назначения). В дальнейшем, при появлении у авиапредприятий вертолетов Ми-38 или EC 225 Super Puma, дальность перевозок может достичь 400-430 км.

Применительно к уже разведанным месторождениям и выявленным перспективным структурам, в частности в Баренцевом море, этого недостаточно. Штокмановское ГКМ с имеющими мировое значение запасами газа находится на удалении около 550 км от берега. Перспективные структуры Ферсмановская, Крестовая, Адмиралтейская, Лунинская находятся на расстоянии в полтора и более раз большем (см. рисунок 1.3).

Существенное увеличение дальности полета указанных выше вертолетов, не за счет увеличения запасов топлива при соответствующем снижении полезной нагрузки, что, естественно, снижает эффективность перевозок, а путем дальнейшего совершенствования их конструкции или конструкции двигателей, маловероятно.

Качественным решением проблемы обеспечения перевозок на удаленные объекты является применение промежуточного аэродрома для вертолетов - морской вертолетной платформы (МВП), позволяющей осуществить дозаправку вертолетов и удвоить радиус их действия. Определение направлений поиска и генерация принципиальных проектных решений по созданию МВП, их проработка и оценка основных характеристик сооружения являются предметом настоящего концептуального проекта.

Актуальность разработки проекта МВП обусловлена растущей потребностью в освоении удаленных от береговых баз снабжения морских нефтегазовых месторождений. Очевидно, что проектирование и строительство МВП должно опережать сроки создания самих объектов обустройства месторождений, чтобы не стать причиной задержки ввода последних в эксплуатацию. Предполагаемые районы эксплуатации, необходимое количество МВП определяются на основе информации о разведанных и перспективных месторождениях и структурах. Возвращаясь к данным, приведенным на рисунке 1, можно отметить следующее.

Освоение месторождений центральной и северо-восточной частей Баренцева моря безусловно требует наличия МВП. В качестве ближайшей к этим месторождениям береговой базы снабжения обычно называется поселок Териберка на Кольском полуострове. Доставка отсюда людей и грузов вертолетами возможна только с их дозаправкой на МВП. Представляется целесообразным перевозки на месторождения, расположенные относительно недалеко от западных берегов Новой Земли также осуществлять из Териберки через МВП, а не строить цепочку аэродромов на островах, исходя из перспективы использования в качестве основной береговой базы Нарьян-Мар (учитывая высокую сложность и стоимость такого строительства).

Обеспечение работ на месторождениях Печерского моря не требует использования МВП. Данные месторождения доступны с аэродрома в Нарьян-Маре.

Касательно известных и наиболее перспективных месторождений юго-западной части Карского моря между полуостровом Ямал и островами Новой Земли (Русановским, Ленинградским) можно отметить, что находятся они не на очень большом удалении от береговой черты и для их обеспечения возможно обустройство промежуточных аэродромов на полуострове Ямал.

Рисунок 1.3- Запасы углеводородов Баренцева и Карского морей

Говорить о необходимости и возможности использования МВП в более северных и восточных районах Арктики (северо-восточной части Карского моря, море Лаптевых, Восточно-Сибирском и Чукотском морях) пока преждевременно. Для данных районов еще идет геологический анализ потенциальной ресурсной базы и только в отдельных более доступных частях начаты геофизические исследования. Современные представления о распределении запасов углеводородов на шельфе морей РФ представлены на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4

По расчетам специалистов Всероссийского нефтяного научно-исследовательского геолого-разведочного института (ВНИГРИ) в северных акваториях России суммарный объем рентабельных ресурсов нефти составляет около 4 млрд. тонн, или 60% от общего объема технически доступных и 40% - от общего объема извлекаемых. При этом более 90% их приходится на западно-арктические акватории.

Технически доступные ресурсы свободного газа на российских акваториях оцениваются в 40 трлн. м³ и составляют 56% от общей величины извлекаемых ресурсов. При этом более половины их являются рентабельными. Основная их доля прогнозируется в Баренцевом и Карском морях. Восточные районы арктического шельфа рентабельными газовыми ресурсами пока не обладают из-за экстремальных природно-климатических условий и отсутствия необходимой инфраструктуры.

Определенные перспективы применения МВП существуют в отношении Охотского и Берингова морей, граничащих с отдаленными и необустроенными районами РФ. В такой ситуации использование МВП, даже при не очень большой удаленности шельфовых месторождений от материка (островов), может оказаться более привлекательным решением, нежели строительство аэродромов в этих местах. Очень существенный фактор при этом - месторасположение основной береговой базы, откуда будут начинаться все перевозки.

Пока же основные запасы углеводородов выявлены на шельфе острова Сахалин в пределах досягаемости имеемых транспортных средств. В более удаленных районах еще ведутся геофизические исследования.

Из вышеизложенного следует, что о создании МВП как о неотъемлемом элементе комплекса технических средств для освоения морских месторождений однозначно и уже сейчас можно говорить применительно к задаче освоения Штокмановского ГКМ в Баренцевом море. На нее, в первую очередь, и должны ориентироваться решения по выполняемому концептуальному проекту. Это, в частности, предопределяет район постановки МВП в море как точку на половине расстояния от береговой базы в Териберке до месторождения, что составляет около 280-300 км и фактически соответствует предельно допустимому расстоянию для ныне используемых вертолетов. В районе линии, соединяющей Териберку с месторождением, примерно на этом расстоянии, заметно изменяется рельеф морского дна - глубина моря со 100-110 м увеличивается до 300-330 м. Очевидно, что устанавливать МВП предпочтительнее в точке с меньшей глубиной. Поэтому для концептуального проекта принято к рассмотрению значение 150 м. Для такой глубины моря МВП проектируется как плавучее сооружение, а для ее удержания в заданной точке предусматривается специальная якорная система.

Необходимость применения МВП в других бассейнах, прежде всего в дальневосточных морях - вопрос более отдаленной перспективы, но его решению в значительной мере могут помочь те сведения, которые будут получены при проработке МВП для Баренцева моря.

В дополнение требуется также сказать, что целесообразность создания МВП может рассматриваться не только под углом зрения развития морского сектора нефтегазодобывающей отрасли. Варианты применения платформы могут быть весьма разнообразны. При комплектации соответствующим оборудованием МВП может стать базой для научных или экологических исследований, охватывающих, благодаря применению вертолетов, большие пространства. Может использоваться для размещения сил и средств по охране зон рыболовства и экономических интересов. Весьма перспективным представляется предложение МВП на международный рынок.

Очевидно, что основные конструктивные решения по МВП должны приниматься как с учетом условий эксплуатации, прежде всего окружающей среды, так и основных положений по характеру и особенностям эксплуатации МВП как специального технического плавсредства. При этом часть решений регламентирована имеемыми требованиями ее предполагаемого заказчика. Для успешного выполнения проекта те особенности эксплуатации и применения платформы, которые более всего могут отразиться на ее конструкции и характеристиках имеет смысл сформулировать на возможно более ранних этапах работы.

Естественно, основная особенность МВП – ее целевое назначение, то есть использование как промежуточного аэродрома для вертолетов с обеспечением их дозаправки и необходимого для продолжения полета технического обслуживания. Несмотря на то, что объем предполагаемых авиаперевозок трудно прогнозировать на в общем-то отдаленную и продолжительную перспективу, можно полагать, что он будет достаточно велик, и имеемые требования о размещении на МВП двух взлетно-посадочных площадок, возможности приема трех грузопассажирских вертолетов и базировании двух поисково-спасательных обоснованы. По предварительным проработкам характеристик объектов обустройства Штокмановского ГКМ их производственный персонал может достигать 200 и более человек. Количество самих объектов по некоторым вариантам освоения месторождения достигает трех единиц. Таким образом, при применении вахтового метода работы персонала, а именно он зарекомендовал себя как наиболее эффективный, возникнет необходимость регулярной (один или два раза в месяц – в зависимости от продолжительности смены) перевозки нескольких сотен человек. Помимо производственного персонала, естественно, будут перевозиться и разнообразные грузы.

Вместимость вертолетов Ми-8, Ми-17 составляет 26 человек, перспективного Ми-38 – 32 человека, EC 225 - 25 человека. Чтобы перевезти экипаж (сменную вахту) одного из объектов обустройства необходимо совершить не менее 7-8 вертолеторейсов. Время рейса от берега на объект и обратно может достигать 8-9 часов. Ориентировочно: полтора часа полета до МВП, один час пребывания на МВП для дозаправки и профилактического осмотра, полтора часа полета до объекта на месторождении, один час пребывания на объекте и, аналогично, четыре часа на обратный путь. Исходя также из понимания существенного для Баренцева моря влияния погоды на возможность выполнения полетов, перевозки следует осуществлять, по возможности, за более короткое время, привлекая большее число вертолетов.

МВП оснащается двумя взлетно-посадочными площадками (ВПП). Прежде всего, это обеспечивает надежность эксплуатации – при выходе из строя оборудования одной из них наличие другой позволит продолжить авиаперевозки. Кроме того, это дает существенно большие возможности для оптимизации и ускорения процессов приема, обслуживания и отправки вертолетов.

Помимо ВПП на МВП предусматривается посадочная полоса с целью обеспечения возможности аварийной посадки вертолета с отказавшим двигателем (современные транспортные вертолеты оборудуются двумя двигателями, при отказе одного из них вертолет совершает посадку по-самолетному – с пробегом). Минимальная длина посадочной полосы для вертолетов типа Ми-8 составляет 110 м.

В нормальных условиях эксплуатации нахождение транспортных вертолетов на МВП должно быть непродолжительным – в течение времени, необходимого для подготовки к продолжению полета (для транзитных перевозок) или для разгрузки/погрузки при целевых рейсах на МВП. Транспортные вертолеты при этом могут находиться на ВПП (открытой палубе) в раскрепленном состоянии. В таком же состоянии вертолеты могут находиться на МВП и в случае их задержки на продолжительное время - по техническим причинам или из-за непогоды. Размещение их в закрытых ангарах имеет свои достоинства, но по правилам эксплуатации не является обязательным. Ангар предусматривается для поисково-спасательных вертолетов, базирующихся на МВП и для возможности ремонта транспортного вертолета, заводимого в него с лопастями несущего винта в рабочем положении.

В части организации и обеспечения безопасности авиаперевозок следует отметить ряд принципов, которые в той или иной мере связаны с закладываемыми в проект МВП конструктивными решения, а именно:

- полеты должны организовываться таким образом, чтобы не могла возникнуть необходимость одновременного нахождения на МВП более чем трех транспортных вертолетов;

- посадка/ взлет вертолетов должны производиться с достаточным интервалом во времени, чтобы исключалась возможность их опасного сближения в воздухе.

Для МВП, как плавучего объекта, чрезвычайно важным является умеренность качки на морском волнении, так как это необходимое условие для возможности посадки и взлета вертолетов. Правила эксплуатации вертолетов типа Ми-8 разрешают посадку и взлет при колебаниях ВПП не более 3 градусов как в продольном, так и поперечном направлениях. Поэтому МВП разрабатывается как плавсредство полупогружного типа, сутью которого является максимальная стабилизация на морском волнении за счет погружения глубоко под воду основных водоизмещающих объемов корпуса, обеспечивающих плавучесть сооружения, и минимизации поперечных размеров конструкций, пересекающих ватерлинию. Данное решение гарантирует, что значения бортовой и килевой качки МВП в условиях волнения, обычно сопутствующему ветру, при котором еще допускается выполнение полетов, не превысят указанные выше 3 градуса. Полупогруженное состояние является нормальным рабочим положением, в котором практически постоянно должна находиться МВП. В редких случаях особо сильных штормовых условий МВП может подвсплывать в положение «штормового отстоя», при котором отстояние днища верхнего строения будет достаточно велико для исключения ударов в него гребней самых высоких волн.

Транспортировка МВП предусматривается в «походном» положении с осадкой, проходящей по основным водоизмещающим корпусам, обеспечивающим плавучесть платформы (при минимальном буксировочном сопротивлении). Но это не исключает возможности перемещения МВП и с большей осадкой, то есть с частично или полностью погруженными корпусами плавучести. Выбор положения обуславливается причинами и расстоянием перемещения, гидрометеорологической обстановкой и т.п.

Особенностями условий окружающей среды и природно-климатических факторов, затрудняющими эксплуатацию МВП, являются низкие температуры, возможность появления плавучих льдов, включая айсберги и их обломки, продолжительная полярная ночь. Для устранения или, по крайней мере, снижения до приемлемого уровня негативного влияния перечисленных факторов на эксплуатацию МВП должны быть реализованы следующие мероприятия и проектные решения.

Архитектура и планировка открытых пространств и внутренних помещений должны быть такими, чтобы свести к минимуму необходимость перемещения по открытой палубе персонала платформы, летно-технического состава и пассажиров, перевозимых вертолетами. Пути перемещения должны быть четко обозначены, хорошо освещены и защищены от обледенения.

Тепловые и энергетические источники должны обладать достаточной мощностью и быть резервированы для гарантии приемлемого теплоснабжения не только при низких отрицательных температурах, но и возможных аварийных ситуациях.

Устройства и системы платформы, располагаемые на открытых площадках и палубах, должны быть защищены от обмерзания.

Теплоизоляция и системы обогрева помещений платформы должны обеспечивать комфортные условия для проживания и работы персонала МВП, летно-технического состава, для временного пребывания пассажиров вертолетов.

Для исключения опасностей, связанных с возможностью воздействия плавучих ледовых образований, в районе расположения МВП должно находиться ледокольное судно поддержки. Его задача – колкой льда и активным маневрированием предотвратить навал на МВП крупных льдин и торосов. В том случае, когда ледовые образования столь велики, что действия судна не будут достаточно эффективны, и может возникнуть реальная угроза безопасности, МВП должна отсоединиться от системы заякорения и переместиться в безопасный район. После нормализации ситуации МВП должна вернуться в исходную точку, привести систему заякорения в рабочее положение и продолжить эксплуатацию по прямому назначению.

Для оценки ледовой обстановки следует использовать поисково-спасательный вертолет. Вертолет должен управляться обученным ледовой разведке экипажем и иметь необходимые приборные средства.

В условиях продолжительной полярной ночи и, соответственно, непрерывного использования навигационных огней и средств освещения повышенное внимание должно быть уделено их проверке и профилактическому обслуживанию. Для поддержания на высоком уровне работоспособности персонала на МВП должны применяться современные физиотерапевтические средства и процедуры, должны иметься помещения, оборудованные для занятий спортом, для отдыха и релаксации.

Подводя итог приведенному выше, модель использования МВП формулируется следующим образом:

1) МВП устанавливается в точке морской акватории примерно на середине расстояния от береговой базы до объекта назначения планируемых авиаперевозок;

2) осуществляющие авиаперевозки вертолеты, двигаясь как в направлении объекта назначения, так и обратно на береговую базу, совершают посадку на МВП с целью дозаправки. В период дозаправки и подготовки вертолета к продолжению полета его экипаж и пассажиры находятся на МВП в специально предусмотренных для этого помещениях;

3) при невозможности продолжения полета из-за непогоды или по техническим причинам вертолет раскрепляется на палубе или буксируется, если необходимо, в ангар МВП, экипаж и пассажиры размещаются в предназначенных для них каютах;

4) с наступлением благоприятных метеоусловий или устранением технических причин задержки, полет вертолета с перевозимыми им пассажирами продолжается по намеченному маршруту;

5) МВП постоянно находится в заданной точке акватории в заякоренном состоянии. Отсоединение системы заякорения и отход от заданной точки расположения предусматриваются в экстремально сложных ледовых условиях, например, при угрозе столкновения с особо крупным ледовым образованием, айсбергом или его обломками;

6) базирующиеся на МВП поисково-спасательные вертолеты находятся в готовности к использованию по прямому назначению, кроме того, используются для ведения ледовой разведки;

7) при необходимости, благодаря штатно отсоединяемой системе заякорения, МВП может быть легко снята с точки эксплуатации для передислокации на новое место использования, для ремонта или других целей.

Дата добавления: 2015-07-18