Назначение КС большой грузоподъемности

Рост грузоподъемности морских крановых судов и появление КС большой грузоподъемности (1000 т и более) обусловлено прежде всего потребностями освоения морских нефтегазовых месторождений. Практически все современные КС большой грузоподъемности используются для строительства объектов, предназначенных для эксплуатации морских нефтегазовых месторождений.

Наиболее характерными видами работ, выполняемых КС большой грузоподъемности, в настоящее время являются:

- подводно – технические работы для обеспечения установки опорных блоков МСП;

- забивка свай для закрепления опорных блоков МСП;

- транспортировка и установка опорных блоков МСП или их элементов;

- транспортировка и монтаж крупноблочных конструкций ВС МСП.

Эпизодически КС большой грузоподъемности могут привлекаться к следующим работам:

- участие в гидротехническом строительстве;

- транспортировка и перегрузка тяжеловесов;

- выполнение работ по судоподъему в пределах технических характеристик грузоподъемных средств.

За последние 15 – 20 лет обозначились новые группы задач, к решению которых привлекаются КС большой грузоподъемности:

- монтаж и укладка подводных трубопроводов, в основном для транспортировки нефти и газа с морских месторождений;

- транспортировка и установка крупных подводных технологических модулей (например, компрессорных станций, блоков сепарации и т.п.) для глубоководных морских нефтегазовых месторождений;

- установка глубоководных эксплуатационных платформ типа SPAR, включая монтаж их систем заякорения и т.п.

3.2 Архитектурно – конструктивные типы КС

3.2.1 Общие положения

В настоящем разделе рассматриваются крановые суда, имеющие судовые или близкие к ним «баржеподобные» обводы, в том числе и упрощенные. Под упрощенными понимаются обводы с разворачивающейся на плоскость поверхностью корпуса. Обязательным свойством рассматриваемых крановых судов является обеспечение самоходности, то есть способности судна самостоятельно ходить и управляться при определенных параметрах ветра и волнения.

В целом, построенные к настоящему времени в мире крановые суда по архитектурно – конструктивному типу можно разделить на две большие группы:

- однокорпусные крановые суда;

- двухкорпусные крановые суда.

3.2.2 Однокорпусные КС

Однокорпусные КС можно подразделить на следующие подгруппы:

- КС традиционного «судового» типа;

- КС с бортовыми спонсонами;

- однокорпусные полупогружные КС.

КС с бортовыми спонсонами получили распространение в последнее время. Для них характерно наличие двух значений эксплуатационной осадки:

- транспортная – осадка при переходе, - спонсоны находятся выше действующей ВЛ;

- рабочая – осадка при грузовых операциях, - спонсоны погружаются в воду за счет приема жидкого балласта.

Однокорпусные полупогружные КС строятся редко. Можно упомянуть КС «Narwall» (DB – 101). Режимы их эксплуатации аналогичны таковым для двухкорпусных полупогружных КС, рассмотренных в п. 3.2.3.

Общий вид однокорпусного КС показан на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Общий вид однокорпусного КС «Олег Страшнов»

Рисунок 3.2 – Общий вид КС - катамарана типа «Титан»

3.2.3 Двухкорпусные КС

Можно выделить две основные подгруппы двухкорпусных КС:

- КС – катамараны;

- полупогружные крановые суда.

КС – катамараны имеют два корпуса с обычными судовыми или упрощенными обводами, соединенных мостом, используемым в качестве грузовой палубы. Значение осадки КС – катамаранов при переходе, как правило, близко к его осадке при грузоподъемных операциях. Общий вид КС – катамарана представлен на рисунке 3.2.

Полупогружные КС также имеют два корпуса с установленными на них стабилизирующими колоннами и опирающимся на эти колонны верхним корпусом.

В верхнем корпусе располагаются главные и вспомогательные механизмы, запасы топлива, масла, пресной воды. На верхнем корпусе располагаются кран (краны), перевозимый груз и жилой блок.

Переход полупогружные КС выполняют на нижних корпусах. При выполнении грузоподъемных операций и при штормовом отстое КС погружается за счет приема жидкого балласта так, что плоскость действующей ВЛ пересекают только стабилизирующие колонны.

Общий вид двухкорпусного полупогружного КС представлен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Общий вид двухкорпусного полупогружного КС «Thialf»

Общая компоновка КС

3.3.1 Расположение крана

а) Носовое расположение

Носовое расположение крана (кранов) находит некоторое применение на КС, относящихся ко всем рассмотренным выше архитектурно – конструктивным типам. Такое расположение крана также характерно для разработанных ОАО «ЦКБ «Коралл» проектов полупогружных крановых судов 16680 и КС–5000 (см. таблицу 3.1). В качестве примера КС зарубежной постройки в первую очередь следует привести двухкорпусное полупогружное судно «Saipem – 7000», являющееся одним из крупнейших в мире (см. рисунок 3.5).

Выполненные ЦКБ «Коралл» проработки показывают, что размещение крана в носу обеспечивает меньшее водоизмещение КС при переходах ввиду лучшей удифферентовки судна в походном положении. Кроме того, обеспечивается безопасность ДРК и САУ при работе КС вблизи платформ.

Недостатком носового расположения крана является необходимость оборудования в носу дополнительного поста управления судном при переходах. Кроме того, КС с носовым расположением крана проблематично оборудовать трубоукладочной линией со стингером для укладки трубопроводов S – методом.

Кормовое расположение крана (кранов) характерно практически для всех типов современных одно – и двухкорпусных крановых судов (см. рисунок 3.4). Такое расположение обеспечивает наилучшие условия управления судном при переходах и операциях по трубоукладке.

Рисунок 3.4 – Однокорпусное КС «Saipem-3000» с кормовым расположением крана

Рисунок 3.5 – Двухкорпусное полупогружное КС «Saipem-7000» с носовым расположением кранов

в) Среднее расположение

Размещение крана в средней части одного из корпусов применяется в настоящее время исключительно на КС – катамаранах (см. рисунок 3.6). Следует, однако, отметить, что такое расположение имеют краны относительно небольшой (600 - 1200т) грузоподъемности.

Рисунок 3.6 – КС – катамаран типа «Титан» с расположением крана в средней части левого корпуса

3.3.2 Расположение жилого блока

На большинстве КС современной постройки все помещения, обеспечивающие жизнедеятельность экипажа и персонала, сводятся в единый жилой блок. Как правило, этот блок выполняется в виде призматической многоярусной отдельно стоящей надстройки. Обычно на жилом блоке размещаются (или функционально к нему примыкают) рулевая рубка (главный пост управления), ходовой мостик, вертолетная площадка, спасательные средства и т.п.

Расположение жилого блока зависит от расположения крана (кранов). На большинстве современных КС с краном (кранами), расположенным в корме, независимо от их архитектурно – конструктивного типа, жилой блок располагается в носу.

3.3.3 Особенности компоновки полупогружных КС

Как уже отмечено выше, главной особенностью компоновки полупогружных КС является наличие верхнего корпуса и стабилизирующих колонн (см. рисунок 3.7).

Верхняя палуба обычно является грузовой палубой.

Рисунок 3.7 – Верхний корпус и стабилизирующие колонны полупогружного

КС «Hermod»

Объем стабилизирующих колонн, как правило, используется для размещения цистерн жидкого балласта, коммуникационных шахт. В нижних корпусах (понтонах) располагаются цистерны жидкого балласта, ДРУ (в корме) и помещения САУ.

3.3.4 Особенности компоновки КС - катамаранов

В случае размещения крана в средней части одного из корпусов КС – катамарана вспомогательные механизмы, механизмы устройств и систем, а также запасы топлива, масла и пресной воды, по возможности, размещаются в другом корпусе для компенсации большой массы крана. Туда же перемещаются основные объемы цистерн жидкого балласта, используемые при грузоподъемных операциях.

Проработки КС – катамарана, выполненные ЦКБ «Коралл» в рамках проекта КС-5000 показали, что с ростом грузоподъемности крана до 2500 - 3000т и выше размещение одиночного верхнего строения на одном из корпусов возможно, но целесообразность его нуждается в подтверждении. Такое расположение крана по данным работы [9] требует увеличения главных размерений корпуса и судна в целом, а также существенного возрастания массы жидкого балласта для компенсации большого грузового момента в крановом режиме.

При увеличении грузоподъемности КС – катамарана до 3500 т и выше наиболее целесообразным представляется применение двух кранов меньшей грузоподъемности, располагающихся на корпусах со смещением в корму. Подъем грузов максимальной массы предусматривается в этом случае при спаренной работе стрел, развернутых в корму КС. Такое решение сводит к минимуму величину угла крена при подъеме груза и, следовательно, позволяет оптимизировать главные размерения, а также уменьшить массу жидкого балласта.

3.3.5 Особенности компоновки КС при расширении функциональных возможностей

Эксплуатационные возможности КС, независимо от их архитектурно – конструктивного типа, в настоящее время расширяются путем придания им различных дополнительных функций, сочетающихся с основным назначением. Наибольшее влияние на общую компоновку КС оказывает придание им функций судов - трубоукладчиков (см. рисунок 3.8). Как правило, технологическое оборудование трубоукладочной линии монтируется на грузовой палубе КС, на корпусе оборудуются места крепления рампы (при укладке трубопровода J – методом) или стингера (при укладке трубопровода S – методом).

Рисунок 3.8 – Полупогружное КС «Balder», оборудованное линией для укладки подводного трубопровода J - методом

Для вновь строящихся КС возможность производства трубоукладочных операций предусматривается в проекте. Заслуживает особого внимания КС «Олег Страшнов», при проектировании которого были предусмотрены:

- возможность увеличения количества линий якорной системы позиционирования с 8 до 12;

- резервирование помещений для размещения технологического оборудования под верхней палубой;

- возможность установки в кормовой части КС глубоководного стингера с узлом крепления;

- система динамического позиционирования увеличенной мощности.

Более подробный обзор и анализ размещения на современных КС технологического оборудования для сборки и укладки подводных трубопроводов приведен в разделе 14 настоящего отчета.

3.3.6 Количество каютных мест

Практически все современные КС обладают возможностью существенного увеличения количества мест для проживания как за счет быстрого дооборудования существующих кают дополнительными спальными местами, так и за счет запасных мест. Этим решается задача размещения строительно – монтажного персонала на период работ КС в море. Возможности пищеблока, общественных, бытовых и санитарных помещений к приему и обслуживанию дополнительного количества людей, необходимое количество спасательных средств либо закладываются в проекте, либо расширяются и дополняются в ходе модернизации КС. Сведения по количеству каютных мест на КС различных архитектурно – конструктивных типов приведены в таблицах 3.1 – 3.6.