Материал: Транспорт углеводородов с морских месторождений

Очистка танков осуществляется теми же средствами, что и при механическом способе, но вместо воды используют различные моющие средства.

Перед постановкой танкера под погрузку опресовываются зачистная магистраль и клинкеты на рабочее давление. Прежде чем начать опресовку, все магистрали прокачивают забортной водой для удаления остатков нефтепродуктов. На герметичность проверяют также систему подогрева груза путем продувки ее острым паром.

Точное определение величины удельного веса принимаемого судном жидкого груза - одна из важнейших задач, которая должна быть решена судовой администрацией при погрузке судна. Несоответствие фактически установленной величины удельного веса данным, указанным в паспорте качества, может свидетельствовать либо о замене отправителем заявленного сорта, либо о загрязненности, обводнении или иных пороках предъявленного к перевозке груза [8].

Удельный вес груза при наливе служит основой для расчета предусматриваемых на случай его расширения пустот в танках, а по объему, занимаемому жидким грузом, и его удельному весу можно определить его весовое количество. Так же установлена нормальная температура в 20ºС, к которой относятся переменные величины , определяющие свойства веществ, зависящие от температуры. Именно при этой температуре измерительныеприборы должны давать правильные показания.

Величина удельного веса жидкого груза изменяется в зависимости от его температуры. Учет этого изменения важен как для определения количества груза, поскольку в период налива его температура может отличатся от стандартной, так и для определения размеров пустот, которые должны быть оставлены в танках, исходя из предполагаемого расширения груза.

Метод непосредственного измерения плотности жидкого груза не всегда может быть использован. Например, при составлении предварительного грузового плана, когда в танках еще нет груза, следует применять расчетный метод, который дает возможность достаточно быстро и точно определить удельный вес груза при любой его температуре. Это имеет особо важное значение при расчете величин пустот, подлежащих оставлению для возможного расширения груза [8].

Загрузку танкера осуществляют на основании согласованного и утвержденного капитаном грузового плана и под руководством одного из помощников капитана. Количество принимаемого танкером груза ограничивается величиной запаса плавучести, который должно иметь судно к моменту окончания погрузки.

Поскольку наливное судно в загруженном состоянии имеет прогиб корпуса, оно погружается по грузовую марку раньше, чем использован его дедвейт, т.е. танкер оказывается недогруженным.

При неправильной загрузке судна может возникнуть перегиб, при котором танкер погружается по грузовую марку уже после того, как полностью использована его грузоподъемность.

При нормальной загрузке танкера необходимо предусматривать:

) максимальное использование грузоподъемности и грузовместимости судна при условии обеспечения сохранности груза во время погрузки, перевозки и выгрузки;

) наилучшую технологическую схему погрузки, позволяющую достичь сокращения продолжительности грузовых операций до минимума при условии обеспечения пожарной безопасности;

) рациональное распределение грузов и переменных запасов по длине судна, исключающее возникновение чрезмерных напряжений корпуса;

) обеспечение нормальной остойчивости, дифферента и осадки судна на всех этапах рейса, т.е. во время грузовых операций и на переходе.

При перевозке грузов I категории необходимо заполнить коффердамы водой или инертными газами; на время грузовых работ заземлить корпус судна, обеспечить присоединение гибких шлангов, исключающее их повреждение или обрыв, удостоверится в выполнении правил пожарной безопасности на время грузовых работ. При погрузке и выгрузке за правильное соединение шлангов отвечают шланговщики - береговые или судовые, каждый за соединения на своем участке. Заполнение и опорожнение танков должны производиться в последовательности, предусмотренной инструкцией. Через грузовую магистраль подают и выдают нефтепродукты I и II категорий; грузы III категории могут быть налиты через верх. Запас на расширение при нагреве груза - не менее 2% вместимости танка. При размещении разных сортов груза в соседние танки необходимо, чтобы в танке уровень груза, боящегося примеси другого груза, был выше; уровень груза, боящегося обводнения, должен быть в танке выше грузовой ватерлинии [8].

Для контроля качества принимаемого нефтепродукта и с целью защиты своих прав при возможных претензиях грузоотправителей капитан судна организует отбор проб груза.

Отбор проб из грузовых танков производят в соответствии с действующими стандартами и техническими условиями. Порядок отбора сверху вниз с трех уровней: одна часть на 200 мм ниже поверхности груза, три части с середины высоты взлива нефтепродукта, одна часть на уровне, отстоящем от днища танкера на 250 мм. Если требуется установить качество нефтепродукта на самом нижнем уровне, отбирают донную пробу, которую анализируют отдельно.

Отбор проб из берегового трубопровода (трубопроводная проба) производят из контрольного краника, расположенного в конце берегового трубопровода на причале. Пробу берут в начале погрузки (из первой струи), затем через определенные промежутки времени.

Пробы отбирает представитель инспекции по качеству с участием представителя судна. Отобранные пробы хранят на танкере до окончания погрузки под наблюдением вахтенного, после чего из них составляют смесь. Полученный таким образом средний образец наливают в две литровые бутылки, одну из которых, опечатанную сургучной печатью отправителя, передают второму помощнику капитана на хранение. Трубопроводная проба является арбитражной. Пробы хранятся 2 мес. при перевозке в малом каботаже и 6 мес. при перевозке в большом каботаже и загранперевозках [3, 8].

Кроме указанных проб, грузоотправитель отбирает резервуарные пробы, которые являются контрольными. Одна из них остается на нефтебазе, другую передают через капитана грузополучателю, а третью вручают второму помощнику на хранение.

Отбор проб оформляют актом, в котором подробно указывают место отбора, какими печатями пробы опечатаны и кому вручены.

После проверки танков на присутствие воды двумя способами определяют количество груза.

Сущность первого способа состоит в замере средней осадки танкера до погрузки и после нее. Этот метод является контрольным и служит лишь для того, чтобы приблизительно установить, сколько на танкер принято груза и сколько еще надо его погрузить.

Поскольку определить количество жидкого груза, перевозимого танкером, путем взвешивания невозможно, а по осадке - нельзя получить желаемой точности, применяют расчетный метод, предусматривающий умножение объема жидкости на ее удельный вес.

Каждый танкер снабжен Таблицами емкости грузовых танков, построенными таким образом, что показан исчисляемый в кубических метрах объем, соответствующий каждым 10-20 см высоты танка. Если в калибровочных таблицах не приведен объем танка, приходящийся на каждый сантиметр его высоты, то эту величину рассчитывают методом интерполяции.

При втором способе количество груза рассчитывают на основе определения объема и плотности нефтепродукта. Уровень груза в танке измеряют рулеткой, метроштоком, крестовиной или применяют дистанционные системы измерения уровней груза. Перед замером пустот или взлива еще раз проверяют плотность закрытия клинкетов. Если пустоты в танке меньше 1 м, то удобнее применять метрошток. Его можно быстрее, чем рулетку, опустить в замерную трубку и затем легче определить след нефтепродукта. Для измерения высоты уровня жидкости используют стальную рулетку, которая в месте предполагаемого уровня груза покрывается тонким слоем легкого масла или консистентной смазки, что дает четкую линию смачивания. При измерении ленту следует держать вертикально, поднимать точно вверх без смещения в сторону и снимать отсчет немедленно, как только смоченная поверхность ленты появится над замерной трубкой. Последнее очень важно при замерах высот светлого нефтепродукта, который быстро растекается и искажает линию смачивания. Измерение производят не менее двух раз с точностью отсчета до 1 мм. Среднее значение заносят в замерную книжку [1, 3, 8].

Крейсерская скорость современных танкеров составляет от 17 до 25 узлов (от 31 до 46 км в час).

В настоящее время для разгрузки танкеров используются насосы с расходом до нескольких тысяч тонн нефти в час.

Нефтеналивной танкер "Batillus" был построен в 1976 году на французской судостроительной верфи "Chantiers de l'Atlantique" в городе Saint Nazaire.

Нефтяные танкеры успешно выполняли свои функции, но международные требования взяли верх над гигантами. Грузовые суда через десять лет уже не соответствовали им, и владелец был вынужден модернизировать танкеры. Но все корабли за исключением одного были сданы на слом в период с 1985 по 1986 года, а нефтеналивной танкер "Prairial" прослужил до 2003 года и тоже был порезан на металл.

Вместимость всех двадцати трех грузовых танков танкера "Batillus" составляет 67,3 тыс. куб. м. Длина одного резервуара достигала 40 м, а ширина 21 м. Толщина наружной обшивки корпуса танкера, выполненная из стали повышенной прочности, равнялась 27,5 мм. Для отгрузки нефти на судне было предусмотрено четыренасоса общей подачей 24000 куб. м в час, они приводились в действие паровыми турбинами суммарной мощностью 86000 л. с., что составляет 30 процентов мощности. Четыре главных турбозубчатых агрегата приводили во вращение два пятилопастных гребных винта диаметром 8,5 м.

Суточный расход топлива танкера составлял 330 тонн. Из-за огнеопасного груза главный двигатель на танкере был расположен в кормовой части. От грузового отсека его отделяло две переборки, между которыми пространство было заполнено водой. На нефтеналивном танкере огромные цистерны ограничены продольными поперечными переборками. Они ставятся для того, чтобы жидкий груз в пути не раскачивался и не затруднял движение. Данная конструктивная особенность к тому же дает возможность одновременно перевозить сразу несколько сортов различных нефтепродуктов.

Нефтеналивные танкеры серии "Batillus" являются величайшими морскими судами в истории судостроения.

Технические характеристики танкера "Batillus";

Длина - 414,2 м;

Ширина - 63 м;

Осадка - 28,5 м;

Дедвейт - 655000 тонн;

Водоизмещение - 275276 тонн;

Силовая установка - четыре паровые турбины "Stal Laval" мощность каждой 64800 л. с.;

Скорость - 16 узлов;

Экипаж - 26 человек.

Рис. 7. Нефтеналивной танкер "Batillus".

.9 Трубопроводный транспорт

Трубопроводы в зависимости от перекачиваемого углеводорода называют нефтепроводами или газопроводами. В условиях шельфа будем рассматривать только нефте- и газопроводы.

Трубопроводы по своему назначению делятся на следующие группы:

·        внутренние         - соединяют различные объекты обустройства на промыслах;

·        местные - по сравнению с внутренними имеют большую протяженность и соединяют промыслы с головной станцией магистрального трубопровода;

·        магистральные - характеризуются большой протяженностью (сотни и тысячи километров), поэтому перекачка ведется не одной, а несколькими станциями, расположенными на трассе.

Согласно нормативным документам магистральные нефтепроводы подразделяются на четыре класса в зависимости от условного диаметра труб (в мм):

класс - 1000-1200 мм;

класс - 500-1000 мм;

класс - 300-500 мм;     

класс - <300 мм.

Магистральные газопроводы подразделяются на два класса в зависимости от рабочего давления в газопроводе:

класс - 2,5-10 МПа;

класс - 1,2-2,5 МПа.

Принципиальное отличие проектирования морских нефте- и газопроводов заключается в том, что сухопутные трубопроводы рассчитываются в основном на воздействие внутренних давлений перекачиваемых углеводородных продуктов, а морские трубопроводы рассчитываются как на внутренние, так и на внешние давления. В глубоководных условиях внешние давления могут быть соизмеримы с внутренними. Кроме того, наличие отрицательных температур в газопроводах может привести к обледенению трубопроводов, что создаст дополнительные силы их выталкивания за счет силы Архимеда и т.д. [4]

3.9.1 Проектирование морских трубопроводов. Нормативное обеспечение

В настоящий момент проектирования морских трубопроводов систематизирован в виде ряда всемирно признанных нормативных документов, таких как:

·        американский национальный стандарт ASME В31.8-1995 "Газотранспортные и распределительные трубопроводные системы";

·        рекомендуемая практика API 1111 "проектирование, строительство, эксплуатация и техническое обслуживание морских трубопроводов для углеводородов";

·        британский стандарт BS 8010, часть 3/1993 "Нормы практики для трубопроводов. Подводные трубопроводы: проектирование, строительство и монтаж";

·        норвежские "Правила для систем подводных трубопроводов" DNV96.

В 2002 г. в ОАО "Газпромом" был разработан Стандарт организации по проектированию и строительству морских трубопроводов (СТО 2-3.7-050-2006), основанный на положениях норвежских Правил DNV OS-F101 (2000).

Особенностью норвежских Правил является их относительная "мягкость" по сравнению, например, российскими строительными нормами и правилами (СНиП). Многие требования и положения, в том числе и ключевые, как уже было сказано, носят не обязательный, а рекомендательный характер [3].

В нащей стране нормативное обеспечение строительства магистральных трубопроводов, в том числе морских, на федеральном, административно-территориальном и производственно-отраслевом уровнях в настоящее время определяется в соответствии с Федеральным законом "О техническом регулировании" (№184 - ФЗ от 27 декабря 2002 г., вступил в силу с 1 июля 2003 г.), который заменяет раннее действовавшие законы "О стандартизации" и "О сертификации продукции и услуг".

Первый вид документов - технические регламенты, которые утверждаются на уровне федерального закона, в частности, это градостроительный кодекс, Земельный кодекс (прежде всего, в части береговых сооружений), Водный кодекс, в части, касающейся вопросов строительства. Среди этих законов особенно важное место при проведении проектных исследований магистральных трубопроводов занимает Федеральный закон №384-ФЗ от 30 декабря 2009 г. "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".

Второй вид документов - национальные стандарты. В отличие, например, от ГОСТа, который рассматривался как нормативный документ наивысшего уровня, обязательный для исполнения, по требованиям нового федерального закона все национальные стандарты становятся рекомендательными. К таким документам относятся также СП (своды правил), СНиП и др.

Третий уровень технического регулирования - это стандарты предприятий (СТО), которые являются наиболее привычными видами нормативных документов.

В настоящее время в России приняты национальный стандарт ГОСТ Р 54382-2011 "Подводные трубопроводные системы. Общие технические условия", который устанавливает требования и правила на проектирование, изготовление, строительство, испытания, ввод в эксплуатацию, эксплуатацию, техническое обслуживание, переосвидетельствование и ликвидацию подводных морских трубопроводных систем, а также требования к материалам для их изготовления [3].

Национальный стандарт распространяется на жесткие трубопроводные системы, предназначенные для использования в нефтяной и газовой промышленности, и на однониточные трубопроводные системы, комплексы трубопроводов, размещенные один поверх другого и заключенные внутри несущей трубы. Национальный стандарт не распространяется на гибкие трубы, на динамические или податливые райзеры.