• Сегодня: Среда, Октябрь 18, 2017

Путь во льдах: технологии безопасности и проблемы освоения ресурсов Арктики

Подготовка к спуску ледокола Владивосток

Аннотация

Выборгский судостроительный завод является одним из передовых предприятий России в области ледового судостроения и строительства буровых платформ для Арктики. Главный специалист завода по перспективным проектам Валерий Николаевич Шорин в своем интервью рассказывает, какие решения требуются для обеспечения безопасности при реализации северных ресурсодобывающих и транспортных проектов, а также какие шаги в масштабах страны необходимо предпринять для эффективного развития кораблестроительной отрасли.


Валерий Николаевич Шорин посвятил Выборгскому судостроительному заводу более 50 лет. Сегодня главный специалист предприятия по перспективным проектам рассказал, почему для освоения Севера ключевое значение имеет комплексное, централизованное управление ресурсами судостроительной отрасли и какие проектные, инженерные и технические решения обеспечивают безопасную эксплуатацию судов и буровых платформ в Арктике.

От ледоколов до буровых платформ

— Какова сейчас ситуация в России с обеспечением арктических ресурсодобывающих проектов судами и буровыми платформами?

— В России действует несколько заводов и верфей, которые обеспечивают Арктику «подвижным составом». Прежде всего это Балтийский завод, специализирующийся на атомных судах. Ледоколами занимались и «Адмиралтейские верфи».

Выборгский судостроительный завод занимает свою нишу в сфере среднего транспортного судостроения. Не так давно мы сдавали до 8 единиц судов в год, однако экономическая ситуация в стране наложила свой отпечаток: спрос нестабилен и возникают периоды простоя. Думаю, с тем же сталкиваются и другие наши коллеги.

До недавних событий на международной политической арене мы плотно сотрудничали с зарубежными компаниями. В кооперации с рядом норвежских компаний (Aker Aukra AS, Bergen Yards AS, DOF Industri AS) было построено: 10 корпусов рыболовных траулеров, 8 корпусов судов снабжения, 2 парома, 1 судно мониторинга состояния морских трубопроводов и 1 спасательное судно.

В этом партнерстве Выборгскому судостроительному заводу было поручено строительство только корпусов, так как в соответствии с законодательной базой Норвегии судно поступает в национальный флот, если на нем установлено норвежское оборудование. Поэтому мы отправляли им полностью готовые, окрашенные корабли, но без «начинки».
В области строительства буровых платформ сегодня существует определенная конкуренция. Много в этом направлении делает Астрахань, однако с точки зрения обеспечения арктических проектов они в гонке не участвуют, поскольку невозможно вывести установку из Каспийского моря.

Конечно, конкуренты существуют и за границей. Большой игрок на этом рынке — компания Samsung. Мы много сотрудничали с этой корпорацией: строили основания буровых платформ, для которых корейцы готовили верхние строения. Партнерство было выгодным и, надеюсь, еще продлится. Но мы можем производить готовые платформы и самостоятельно. Только для этого необходима модернизация нашего производства — укрепление достроечных набережных, чтобы они выдерживали вес конструкций в 15–18 тыс. т. Тогда станет возможным «накатывать» на спущенное на воду основание верхние строения и состыковывать их прямо здесь, в Выборге.

— Когда мы говорим об арктическом судоходстве, какие риски имеем в виду в первую очередь? Чем условия Севера отличаются от южных морей?

— В глобальном плане для мореходства во всем мире основным риском являются шторма, однако в Арктике не меньшую угрозу представляет лед. Это накладываетсущественные ограничения на типы эксплуатируемых судов и их оснащение, требует определенных проектных и технических решений.

В принципе лед влияет на судоходство не только в Арктике, но и в морях, замерзающих в зимний период. К ним относится и Балтийское море, где развита круглогодичная отгрузка энергоресурсов. В ледовых условиях Балтики в первую очередь необходимы ледоколы для проводки танкеров и сухогрузов. Во-вторых — корабли, работающие в порту. Это буксиры, которые работают во льду толщиной до 80 см, подводят суда к причалу и помогают маневрировать в акватории порта. В-третьих — средства ликвидации аварийных ситуаций. Выборгский судостроительный завод работает во всех этих направлениях.

— Какие конструктивные решения отличают суда и буровые установки, рассчитанные на работу в Арктике?

— Практически все суда, рассчитанные на Арктику,— это ледоколы и суда ледового плавания. Если в Балтийском море могут работать корабли, рассчитанные на толщину льда от 0,8 до 1 м, то на Севере мы имеем дело с бóльшими величинами. Сейчас на Выборгском судостроительном заводе в работе находятся 2 ледокола, рассчитанные на лед до 1,5 м.

Еще одно такое судно достраивается в Хельсинки; для него завод является генеральным подрядчиком. Полтора метра — это тот показатель, с которым можно идти в Арктику. В Арктике всё определяют два фактора — температура окружающей среды, при которой эксплуатируется судно, и устойчивость корпуса к механическим воздействиям. В свое время по специальным заказам мы стали строить буровые установки, рассчитанные на –10, затем — на –20 и –30 ºС. Сейчас строим на –50 ºС (это самая нижняя допустимая отметка, которую можно встретить на севере Новой Земли).

Необходимая прочность корпуса определяется исходя из назначения судна зависит от того, как часто оно будет работать во льдах. При взламывании льда сила его давления чрезвычайно велика — возможно образование пробоин, если борт недостаточно укреплен. Для сравнения: толщина стенки корпуса атомного ледокола — 50 мм, у подводных конструкций буровых установок — 20–40 мм. На ледоколах применяется сталь класса 500: если для обычных судов берут сталь удельной прочностью в 235–390 МПа, то для Арктики — в 2 раза больше. Класс стали как раз и определяет ее прочность — 500 МПа.

Лед, казалось бы, должен быть скользким. Но когда он крошится и трется о борта ледокола, образуется шероховатая поверхность, и в этот момент мощности судна может не хватить для преодоления затора. Для решения этой проблемы используется специальная краска; в зависимости от типа судна борта обмываются водой или обдуваются воздухом.

Сейчас мы работаем над реализацией новой идеи, которую планируем внедрять в будущем. Носовые винты особой конструкции создают перед носом корабля вакуум — лед провисает, и судну его легче взламывать. В то же время создается поток воды, который разгоняет льдины и не дает им скапливаться прямо по курсу.

Можно сказать, что испытания технологии уже увенчались успехом. Маневры асимметричного ледокола «Балтика» на Обской губе принесли результаты, на которые мы изначально не рассчитывали, поскольку судно предназначалось для порта Приморск. Но раз корабль продемонстрировал хорошие ходовые качества за Полярным кругом — значит, вся концепция правильная.

– Как появилась эта концепция?

– Она пришла к нам из Финляндии, ибо наша научная школа в этом вопросе придерживалась другого подхода. В СССР первым ледоколом с носовым винтом был «Ермак», рассчитанный на Балтику. Поэтому при выходе в воды Арктики он этот винт сломал. В итоге было решено отказаться от такого конструкторского решения: раз ледоколу приходится работать во льдах толщиной и 1,5, и 2, и 3 м, эффективнее будет дать ему разогнаться и своей массой крушить лед. Носовой винт при такой стратегии не нужен.

Финская компания Aker Arctic Technology продолжила изучать вопрос применения носовых винтов и доказала возможность проводить суда без повреждений для механизмов. Винт не повреждается и работает. Кстати, эту концепцию финны тестировали в Крыловском государственном научном центре в Санкт-Петербурге. У них один из крупнейших ледовых бассейнов в мире. На верфях Nordic Yards была построена целая серия судов ледового плавания для «Норильского никеля»: без привлечения специального ледокола они могут прокладывать путь в толще льда до одного метра.

– Как осуществляется транспортировка буровых платформ к местам нефтедобычи в Арктике?

– Всё зависит от места окончательной сборки буровой платформы. Буровые установки «Полярная звезда» и «Северное сияние» завод строил в кооперации с корейской компанией Samsung. Такое решение было принято в связи с жесткими контрактными сроками на эти установки для Штокмановского газоконденсатного месторождения. В связи с изменениями в программе его разработки заказчик (ООО «Газфлот») принял решение использовать эти платформы для работы в районе Сахалина.

Выборгский судостроительный завод построил нижнее опорное основание. Его перевод в Южную Корею осуществлялся на транспортном судне: путешествие заняло 42 дня. Наш субподрядчик Samsung Heavy Industries к этому моменту уже собрал верхнее строение платформы. Под руководством наших специалистов была проведена уникальная операция — соединение нижнего опорного основания и верхнего строения на плаву. После проведения испытаний буровая установка своим ходом прибыла к месту базирования — на Сахалин. Участие в этом проекте дало Выборгскому судостроительному заводу необходимый опыт сооружения таких платформ, и при определенной модернизации производственных мощностей мы сможем строить их полностью в России.

На большие расстояния плавучие буровые установки обычно перевозят на тяжелых транспортных судах специальной конструкции. Таким же образом буровая установка может быть доставлена на Север.

У нашего завода есть преимущество: транспортировку платформ в Арктику мы можем осуществлять в обход Скандинавии, поэтому можем проводить конструкции практически любой высоты. Для сравнения: Суэцкий канал перекрыт мостом высотой 70 м, Чёрное море — 65 м. Это существенно ограничивает пространство для маневра.

Для буровых платформ не существует отдельного ледового класса. Их пригодность для Арктики определяется проектными характеристиками. На Выборгском судостроительном заводе были построены платформы для работы при толщине льда до 70 см. Если вода будет промерзать глубже, а также при подходе больших ледяных полей их необходимо уводить в безопасные районы.

В СССР наш завод одним из первых начал строить для открытых морей Арктики, и многие показатели безопасной эксплуатации приходилось выяснять на практике. Был случай, когда установка, переведенная на север с юга, не покинула вовремя зону бурения и попала в ледяное поле. В итоге были значительно повреждены опоры, и на ремонт потребовалось больше 3 месяцев.

– А кроме прочности конструкций чем еще отличаются буровые платформы для юга от установок для Крайнего Севера?

– Как и для судов, ключевой характеристикой для буровых установок на Севере является допустимая температура эксплуатации. Большинство из них рассчитаны на –10–20 ºC. Установок, которые могут работать при температуре –30 ºC, очень мало, так как большинство компаний разрабатывают месторождения на Северном море за пределами Полярного круга. В по-настоящему экстремальных температурных условиях работают преимущественно норвежские и российские предприятия.

Во второй половине 1980-х гг. на Выборгском судостроительном заводе были выпущены четыре установки для работы при критически низких температурах. Позднее они были перестроены и сейчас используются в разных уголках света: одна в Бразилии, одна на Дальнем Востоке, две в Атлантике. Хотя фактические условия их работы оказались более щадящими, чем в проекте, всё же почти 30-летний срок службы корпусов говорит о запасе прочности, который мы заложили в наши строения.

На страже Арктики и жизни

– Какие суда используются для ликвидации аварийных ситуаций в Арктике?

– Для Арктики и Балтийского моря на Выборгском судостроительном заводе мы строим суда, способные собирать нефтесодержащие взвеси с поверхности воды. Средства, широко используемые в других климатических поясах, для работы на севере не подходят, так как здесь приходится очищать не только поверхность моря, но и лед.

Разлив нефтепродуктов на севере имеет гораздо более ощутимые последствия для экологии, нежели на юге. Если помните, в 2010 г. в результате взрыва на буровой платформе в Мексиканском заливе в воду попало около 5 млн баррелей нефти. Сегодня последствия этого инцидента практически ликвидированы — не только благодаря работе спасателей, но и потому, что в водах залива живут бактерии, поглощающие углеводороды. В холодной воде подобные микроорганизмы не размножаются, поэтому устранить негативные последствия может только человек.

Для этих целей мы сейчас строим два судна обеспечения совершенно нового класса. Они не только могут взламывать лед и позволяют состыковывать танкеры большой грузоподъемности с выносным морским причалом. На этих кораблях предусмотрены системы для борьбы с пожарами и для аварийно-спасательных работ, в том числе по очистке льда от нефтесодержащих соединений.

Судно оборудовано специальными плавильными танками: куски загрязненного льда грузят в них грейферным ковшом; под действием пара и химических реагентов он тает — нефтяная пленка всплывает, а лишняя вода отводится через сепаратор.

Процесс этот не быстрый. В Арктике в районах добычи и на транспортных маршрутах толщина льда может достигать 2 м. Уже выловленные куски приходится дробить, так как люк плавильного танка не может быть безразмерным — техника безопасности не позволяет оборудовать на палубе такие большие приемные отверстия.

Ледоколы, которые производятся на нашем заводе, тоже могут принимать участие в ликвидации разливов, однако очищать они могут только воду, не лед. Для этого на корабли в контейнерах грузятся модульные комплексы: средства локализации зоны загрязнения, откачивающая и фильтрующая аппаратура и т. д. В случае необходимости комплекс разворачивается на палубе, и судно может подключиться к спасательной операции.

В мировой практике следующим этапом развития технологии ликвидации разливов должны стать средства контроля движения нефтяной пленки подо льдом. Заявки на такие технологии уже существуют, но пока ни в России, ни в Европе, ни в Северной Америке решения не было найдено.

Можно сказать, что современные меры позволяют минимизировать последствия утечки нефтепродуктов, однако защитить океан от попадания нефти в воду на 100% невозможно. С другой стороны, сейчас активно идет добыча на платформе «Приразломная» в Печорском море. Каждый день по одному судну приходит на приемку, и насколько мне известно, крупных ЧП у них не было. Если следить за состоянием оборудования и неукоснительно соблюдать регламент, то угроза экологии будет минимальной.

– Какие еще меры предпринимаются для защиты окружающей среды?

– В СССР Выборгский судостроительный завод изготавливал сепараторы льяльных вод, обеспечивавших очистку до 15 мг на 1 л, как того требовала Международная морская конвенция. Мы поставляли порядка 15–20 судовых установок ежегодно, но сейчас в России, по моим сведениям, таких производств больше нет.

В настоящее время все отходы, в том числе грязная вода, доставляются в порт — самостоятельно или с привлечением судов снабжения, укомплектованных соответствующими танками. Эти емкости могут хранить отходы в течение 50 суток. До истечения этого срока кораблю следует передать их содержимое на специализированные станции приема в порту. Жидкости проходят очистку, часть твердых отходов сжигается в инсинераторе, остальное же прессуется в блоки для дальнейшего вывоза на мусорные полигоны.

Строительство ледоколов проекта 21900 М на Выборгском судостроительном заводе
Строительство ледоколов проекта 21900 М на Выборгском судостроительном заводе

– Какие мероприятия предусмотрены для обеспечения экологической безопасности на буровых платформах?

– В Арктике попадание загрязненных вод в море несет крайне негативные последствия для окружающей среды, поскольку в холодных условиях очень медленно происходит рассасывание вредных веществ. Поэтому система во многом схожа с той, что существует на кораблях. Всё та же политика нулевого сброса: зона, связанная непосредственно с буровой вышкой, изолирована, все отработанные жидкости уходят в цистерны, которые потом опорожняют суда сопровождения.

Пожалуй, главное отличие — это существование ярко выраженных «белой» и «черной» зон. В первой расположены офисы, рабочая гостиница, столовые — всё, что связано с жизнью и досугом людей. Чтобы попасть в «черную» зону, где идет непосредственно добыча нефти или газа, необходимо пройти через раздевалки и душевые. Обратный путь рабочих также пролегает через них: все вредные вещества и потенциальные источники загрязнения остаются в зоне «карантина».

Авария с загрязнением морских вод скорее произойдет в процессе бурения (если не выдержит нагрузки какой-то элемент арматуры), нежели в результате нарушения распорядка. За этим следят, и за нарушение трудовой дисциплины — выкинут. Не за борт, конечно, но отстранят от работы и при первой же возможности вернут на берег.

– А что делается для обеспечения безопасности людей?

– Так как и на судах, и на буровых платформах речь идет о замкнутых пространствах, безопасность персонала осуществляется на самом высоком уровне. Главной угрозой являются пожары —— на корпуса наносится специальная краска, препятствующая распространению огня. Отсеки, где произошло возгорание, изолируются, и в дело вступают автоматические системы тушения — водяная и углекислотная. Также присутствует мобильное оборудование для борьбы с огнем — огнетушители, помпы, рукава и т. д. Если огонь слишком сильный, возможно затопление отсека.

Я бы сказал, что уровень противопожарной безопасности на судах и буровых платформах намного выше, чем в жилых домах.

На случай эвакуации в каждой каюте находятся индивидуальные спасательные костюмы, которые позволяют людям дольше находиться в холодной воде. Имеются шлюпки, и общее число мест в них превышает численность экипажа в два раза. Они защищены от огня и могут в течение часа находиться в зоне горящей на поверхности воды нефти. Кроме того, имеются надувные спасательные плоты, которые автоматически разворачиваются при падении в воду.

Поскольку буровые платформы обычно значительно возвышаются над водой, шлюпки с них сбрасываются, а не спускаются на тросах. Экипаж проходит в шлюпку и задраивает люки, кнопка пуска освобождает крепления — и плавсредство падает примерно с 40-метровой высоты. Дальше спасательное судно подбирает потерпевших.

Говоря о спасательных судах, следует упомянуть о проекте, над которым Выборгский судостроительный завод работал в 2003 г. по заказу компании Havyard Leirvik AS. Это аварийно-спасательное судно, специально рассчитанное для спасения экипажа при низких температурах Арктики. Система, реализованная на нём, исключает всякий контакт потерпевших с водой и максимально снижает риски переохлаждения. Полностью задраенную спасательную шлюпку это судно берёт на буксир и втаскивает через корму к себе на палубу. Таким образом, спасенные могут сразу перейти в госпиталь, где им будет оказана необходимая помощь. Кроме того, возможно подбирать людей из воды: за борт опускается «кошелек» — люди заплывают в него, и их поднимают на корабль. Однако здесь важна оперативность: 15 минут в холодной воде северного моря — и спасать будет некого!

Для обеспечения безопасности помимо технического оснащения ключевую роль играют структура управления чрезвычайными ситуациями и дисциплина. Если люди хорошо обучены и знают свои обязанности в случае экстренной ситуации, то любое ЧП пройдет без потерь.

Территория Выборгского судостроительного завода
Территория Выборгского судостроительного завода

– Как проходят испытания систем безопасности?

– Все этапы сдачи судна прописаны в программе испытаний, которая составляется на основе требований Морского регистра, указаний заказчика и действующих нормативных актов в той сфере, для которой судно предназначено.

Все системы от начала до конца проходят испытания на заводе, но поскольку каждая из них реализована в рамках определенного отсека, проверка также проходит «по частям».

Однако начинается всё с проверки корпуса на непроницаемость. Целостность швов удостоверяется рентгеном, иллюминаторы, шлюзы и двери поливают сильной струей воды в поисках протечек.

Когда корабль собран и доставлен в порт, судно принимают различные инстанции: Российский морской регистр судоходства, санитарная служба, пожарная инспекция и инспекция по технике безопасности. Последними оценку безопасности проводят заказчик и экипаж: команда поднимается на борт, проводятся испытания-учения. Одним словом, проверяющих много.

Норвежское судно снабжения буровых платформ Skandi Commander, корпус которого был построен на Выборгском судостроительном заводе по заказу Fitjar Mekaniske Verksted AS
Норвежское судно снабжения буровых платформ Skandi Commander, корпус которого был построен на Выборгском судостроительном заводе по заказу Fitjar Mekaniske Verksted AS

«Холодный менеджмент»

– С какими проблемами сталкивается арктическое судостроение в России?

– На мой взгляд, в масштабах страны строительство и буровых платформ, и обслуживающих ледовых судов должно подчиняться единому плану. Отсутствие четких директив и прозрачных схем взаимодействия является основным тормозом развития отечественного судостроения.

Существует так называемая «Стратегия развития до 2030 года», где среди всего прочего предусмотрено увеличение числа буровых установок, работающих в Арктике. Однако все эти заявления носят рекомендательный характер: без четких сроков реализации, без указания ответственных лиц, без определения участников.

Поэтому когда той или иной компании требуется буровая платформа, ее представители, конечно же, сначала приходят к нам. Но они не учитывают объективных сроков постройки с нуля и сдачи установки в эксплуатацию. Когда бизнесмены видят, что на строительство уйдет не меньше года, они решают купить или арендовать уже готовую платформу за рубежом, где это дело поставлено на поток.

Подобные сложности у нас наблюдаются и с материалами. Хотя сталь для ледокольных судов производится в том числе и в России, чаще всего мы вынуждены закупать материалы за границей. Основные отечественные производства, поставляющие сталь необходимого нам класса и, что еще важнее, аккредитованные нашим классификационным обществом, расположены в Череповце и на Урале. Отсутствие стабильного спроса на подобные монументальные изделия заставляет нас заказывать материалы малыми партиями. Для строительства, скажем, одной буровой платформы Выборгскому судостроительному заводу требуется 16 тыс. т металла. Для сталепрокатного комбината это малый, экономически убыточный тираж. Если бы суда и платформы регулярно строились и в Северодвинске на «Севмаше», и в Астрахани на заводах им. К. Маркса и В.И. Ленина, это создало бы постоянный спрос на корабельную сталь. Металлургам было бы выгодно работать в этом направлении — большие тиражи распределялись бы между заводами, и проблема решилась бы сама собой.

Поэтому мы вынуждены искать материалы в Европе: там больше покупателей на сталь необходимого нам класса, поэтому ее производят постоянно и она всегда доступна.

– Как можно решить проблему неэффективного менеджмента и наладить связь между судостроителями и заказчиками?

– Мне кажется, роль медиатора во взаимоотношениях между строителем и заказчиком должно взять на себя государство. Похожая система была в СССР и, несмотря на некоторые спорные моменты, она была весьма эффективной. Приоритетом в Советском Союзе была добыча в Азербайджане и на Каспии, и задачи распределялись между несколькими заводами в рамках концерна «Минсудпром». Сборка шла в Астрахани, а поставками деталей занимались сразу четыре завода. После реорганизации в министерстве в проекте осталось только два завода, что вдвое увеличило сроки сдачи, но тем не менее позволило его закончить. В итоге все буровые платформы, выпущенные в тот период в Астрахани, имеют основания и жилые блоки Выборгского судостроительного завода. А еще четыре были построены исключительно на нашей верфи.

Сегодня правительство Российской Федерации старается запускать новые мегапроекты, в том числе и в сфере добычи ресурсов. Участие в них позволило бы отечественным судостроительным заводам выйти на новый уровень.

Ходовые испытания полупогружной плавучей буровой установки «Северное сияние», построенной на Выборгском судостроительном заводе по заказу ООО «Газфлот» в 2011 году
Ходовые испытания полупогружной плавучей буровой установки «Северное сияние», построенной на Выборгском судостроительном заводе по заказу ООО «Газфлот» в 2011 году

– Вы имеете в виду проект Северного морского пути?

– Да, в том числе и Северный морской путь. Проект объединяет и закладку новых портов, и строительство судов, обслуживающих инфраструктуру и перевозящих грузы по этому маршруту.

Строится порт Сабетта, и обеспечением его необходимым оборудованием и судами мы занимаемся около пяти лет. Для строительства завода по сжижению газа нам было предложено изготовить ряд блоков, но когда логисты заказчика посчитали стоимость их доставки, то проект был пересмотрен. На тот момент в порту еще не было атомных ледоколов, и время навигации составляло всего 77 дней в году. Решено было доставлять блоки железной дорогой или самолетом — для этого они должны были помещаться в грузовой контейнер весом не более 12 т.

Новые условия предполагали, что блок должен быть разборным, следовательно — на болтах, а не на сварке. Однако при температуре около –50 ºС ни один болт не выдержал бы нагрузки. И нам пришлось отказаться — из соображений безопасности всего проекта.

А что касается флота, то здесь всё сложилось более удачно. Это будут портовые ледоколы и буксиры. Первые два судна обеспечения работы выносного причала должны быть закончены уже в 2017 г. Еще два — в 2018-м.

И если в будущем российское правительство всё-таки решит развивать кооперацию между различными участниками отрасли, то реализация всех планов по строительству новых платформ и развитию арктического флота будет намного быстрее.

Валерий Шорин

Главный специалист по перспективным проектам ПАО «Выборгский судостроительный завод»