Современная технология строительства морских хранилищ нефти.

Морские хранилища нефти:

- комбинация одноточечный причал (CALM)/танкер

Выбранный для переоборудования в нефтехранилище обычный танкер должен иметь систему инертных газов, балластную систему, систему обезвоживания сырой нефти, систему обеспечения безопасности плавания, помещения для персонала и погрузочно-разгрузочное устройство, т.е. комплексную систему беспричального налива.

CALM (Catenary Anchor Leg Mooring) – самый малый по размеру и самый простой по конструкции выносной точечный причал (рис. 10.4), представляющий собой круглый плавучий буй, который удерживается на точке посредством четырех, шести или восьми тяжелых цепей. Цепи прикреплены симметрично к основанию буя по его периметру с одной стороны, и к якорям на морском дне – с другой. Швартовка танкера обеспечивается с помощью одиночного швартова из эластичного синтетического волокна, прикрепленного к свободно вращающемуся поворотному кругу на буе. На поворотном круге находится также шланг (или шланги) для подачи сырой нефти на танкер через гибкие плавучие шланги. Проложенные по дну выкидные линии соединяются с буем также с помощью гибких шлангов, но в этом случае верхний конец заканчивается на поворотном круге шарниром. При швартовке танкер должен подобрать плавучий швартов и закрепить его, а затем подобрать плавучие шланги.

- одноточечный причал с хранилищем (SBS)

При эксплуатации системы CALM-Zenetia было обнаружено, что при тихой погоде танкер имеет тенденцию сталкиваться с буем и, чтобы избежать этого, требовалось давать задний ход. Системы SBS, в которых нейлоновые швартовные тросы между причалом CALM и танкером были заменены жесткой вилкой. Так же как у причала CALM, буй прикрепляется к морскому дну провисающими цепями. Устранение нейлоновых швартовных канатов делает систему SBS более жесткой, чем обычное сочетание причала CALM/танкер. Это уменьшение эластичности может приводить к большим нагрузкам на якорную систему, особенно на малых глубинах. В схеме системы SBS постоянно ошвартованное судно-хранилище сохраняет свободу вращения вокруг причала, но закреплено в радиальном направлении конструкцией жесткой вилки. Связь между жесткой вилкой и судном-хранилищем, а также восприятие перемещений в вертикальной плоскости обеспечиваются шарнирами. Примерно 50% веса вилки поддерживается буем. Дополнительно к этому буи системы SBS обеспечивает требуемую плавучесть для поддержания про­висающих якорных цепей, шлангов, жидкостного вертлюга и вспомогательного оборудования. Обычно корпус буя несколько крупнее, чем у стандартного причала CALM. Транспортировка сырой нефти такая же, как у причала CALM, за исключением того, что нефть движется по стальным трубопроводам вдоль одной из конструкций вилки и но грузовому шлангу в районе шарнирных

- хранилище с одиночной якорной связью (SALS)

Система хранения с одиночной якорной связью использует гравитационное якорное основание, содержащее балласт. Гравитационное основание включает универсальное соединение, ко­торое служит точкой крепления якорной связи. Если необходимы сваи, они могут быть забурены или забиты при установке основания через устроенные на нем направляющие. Ключевым элементом всей системы является цистерна плавучести, составляющая одно целое с жесткой конструкцией из пространственных ферм. Назначение этой цистерны — создание достаточного предварительного на­тяжения стояка в любой момент времени для того, чтобы обеспечить в системе необходимые возвращающие силы при смещении стояка от вертикального положения из-за швартовных нагрузок.

- отсоединяемое хранилище с одиночным буем

Отсоединяемое хранилище с одиночным буем было спроектировано для замены существующих плавучих систем добычи, хранения и отгрузки (FPSO), использующих танкеры, которые оборудованы А-образной вилкой. В этой системе (рис. 3.4) корпус буя жестко связан со швартовной рамой и поэтому вращается вместе с танкером. Возможность поворота обеспечивается тем, что якорная цепь прикрепляется к центральной башне, связанной с корпусом буя роликовым подшипником. Продуктовые линии и линии управления проходят от подводного манифольда через башню к центральному вертлюгу, который обеспечивает связь с трубопроводами на буе. Особенность этой конструкции точечного причала состоит в возможности отсоединения вилки от буя. Разъединяющее устройство находится на конце конструкции. Система рассчитана на рассоединения только при благоприятных погодных условиях. При вилке, отсоединенной от судна добычи и хранения, устройство может быть также превращено в обычный причал типа CALM. Для этого на поворотном столе имеются проушины для присоединения швартовных канатов и вышки для продуктовых трубопроводов. Продукт может передаваться с буя на танкер через новый комплект плавучих шлангов.

- SPAR – автономное полупогружное нефтехранилище на якорной платформе

Система SPAR поставлена на якоря с помощью шести их линий; осадка составляет 109 м. Корпус SPAR состоит из трех основных цилиндрических секций. Днищевая секция составляет наиболее крупную часть и содержит нефтехранилище. Средняя секция меньшего диаметра соединяет нижнюю часть корпуса с надстройкой. Эта часть имеет уменьшенное сечение для ми­нимизации воздействия волнения. В верхней части размещаются поворотный стол, жилые помещения и все производственное оборудование причала. Специальный кран (управляемый оператором) подаст погрузочный шланг на танкер. При подходе танкера два члена экипажа причала SPAR вытравливают 300- метровый плавучий полипропиленовый трос-проводник. Этот трос вылав­ливается танкером с помощью якоря-кошки и проводится через клюз на носу. К концу троса-проводника прикрепляется цепь длиной 4 м, которая, в свою очередь, соединяется с двойными 16-дюймовыми нейлоновыми швартовами. Танкер медленно направляется к SPAR, одновременно выбирая трос-проводник до того момента, когда цепь может быть закреплена в цепном стопоре на борту танкера. В зависимости от ветровых условий танкеру может понадобиться дать задний ход для натяжения швартовов. Трос-проводник шлангов заводится на специальную лебедку на палубе танкера. Шланги, свешивающиеся с погрузочной стрелы, вытравливаются в вертикальном положении. Как только соединитель шланга принят на борт танкера и втянут в автоматический соединитель, он закрепляется гидравлическим устройством. Носовая часть танкера в районе автоматического соединителя должна быть переоборудована так, чтобы обеспечить невозможность повреж­дения шлангов при их подаче на танкер. Когда танкер загружен и готов отчалить, перечисленные операции повторяются в обратном порядке.- одноякорный швартовый причал с жесткой рамой (SALMPA)

- одноякорная швартовная система с жесткой рамой (SALMRA)

Эта швартовная система представляет собой сочетание жесткой вилки и шарнирного SALM. Вилка поворачивается в шарнирах около судна- хранилища, обеспечивая поворот в вертикальном направлении, т.с. воспринимая килевую качку судна. Жесткая вилка связана с верхней частью буя соединением, имеющим три степени свободы (трехосное универсальное соединение), которое воспринимает перемещения как якорной связи, так и судна-хранилища. Колонна состоит из буя, нижней трубы-удлинителя, которая может заполняться водой, и стояка (райзера). Буй обеспечивает общую возвращающую силу системы и должен сохранять остойчивость при всех условиях статического и динамического нагружения. Цистерна плавучести и в его верхнем конце обеспечивает остойчивость во время установки и уменьшает статическое отклонение центрального универсального соединения при всех условиях нагружения.

- башня с траверсой или одноякорный траверсный причал

Башня с траверсой — это шарнирная плавучая конструкция, состоящая из цилиндрическою буя и жесткого трубчатого стояка. Жесткость этой системы определяется запасом плавучести буя. Наклоняющий момент плавучести создастся при смещении буя под действием швартовной силы. Швартовные нагрузки, создаваемые ошвартованным судном, передаются через вилку на вра­щающиеся подшипники в верхней части буя. Эти подшипники позволяют судну вращаться вокруг буя в горизонтальной плоскости. Траверса имеет сочленения, воспринимающие вертикальную, килевую и бортовую качку судна относительно буя. На морском дне также имеется соединение, позволяющее стояку вращаться вокруг горизонтальных осей. Прилагаемые к бую швартовные нагрузки передаются на основание через жесткий стояк, соединенный с шарниром на основании. Жидкостной вертлюг в верхней части буя, изолированный от швартовных нагрузок, имеет независимые подшипники. Жесткий грузовой трубопровод, прикрепленный к швартовной вилке, имеет в сочленениях вертлюги.

Все эти типы плавучих (первые 4 типа) и стационарных (остальные) хранилищ изготавливаются полностью на суше и буксируются к месту установки. У стационарных хранилищ перед буксировкой либо заливается бетонное основание (фундамент например как у SPAR) либо монтируется металлическая ферменная/герметичная конструкция на дно и потом крепится основная часть.