Приоритетным направлением развития морской деятельности для России сегодня является Арктика. Соответственно, и принятая год назад государственная программа Российской Федерации «Развитие судостроения на 2013-2030 годы» к числу основных приоритетов государственной политики относит две задачи: эффективное и экологически безопасное освоение морских месторождений углеводородов на российском арктическом шельфе; обеспечение эффективной эксплуатации Северного морского пути и превращение его в международную транзитную магистраль.

Александр Чемоданов, заместитель начальника отделения управления системной интеграцией в области гражданского судостроения ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

 

Особенное направление

Относительно решения первой из указанных задач следует отметить, что актуальность работ, связанных с созданием техники для арктического шельфа, существенно повысилась в связи с передачей в 2012-2013 гг. большого пакета новых лицензионных участков крупнейшим российским нефтегазодобывающим компаниям.

По перспективам развития транзита на Севморпути и возможностям «оттянуть» часть грузопотока, идущего сегодня через Суэцкий канал, имеющиеся прогнозы сильно разнятся. В 2012 г. из 4 млн тонн грузов, перевезенных по Севморпути, транзит составил 1,3 млн тонн, в 2013 г. – 1,4 млн тонн. Однако с учетом того, что только реализация российских проектов по отгрузке углеводородов с полуострова Ямал – с Южно-Тамбейского газоконденсатного и Новопортовского нефтегазоконденсатного месторождений – требует создания морских транспортных систем вывоза 15-16 млн тонн сжиженного природного газа и 6-9 млн тонн нефти в год, общий объем грузоперевозок в акватории Севморпути к 2020-2025 гг. может составить по различным сценариям от 30 до 50-60 млн тонн.

Обе задачи носят во многом пионерский характер: никто в мире ранее не занимался ни промышленной добычей нефти и газа, ни организацией регулярного судоходства в условиях, близких к условиям морей Российской Арктики (тяжелые льды, низкие температуры, полярная ночь, слабо развитая инфраструктура и др.). Поэтому успешность их практического решения требует разработки комплекса новых технологий, обеспечивающих не только принципиальную возможность создания разнообразной морской техники для работы в Арктике, но и ее рентабельность при безусловном сохранении уникальной природной среды региона. Именно на разработку таких технологий, создание опережающего научно-технического задела (НТЗ) ориентирована в первую очередь упомянутая госпрограмма.

Создание морской техники для Арктики является направлением, в котором в максимальной степени сочетаются актуальные потребности заказчиков и реальные возможности отечественных судостроителей. С одной стороны, при сегодняшнем устремлении в Арктику многих стран, даже «неарктических», наибольшие экономические интересы пока еще имеет все-таки Россия. С другой стороны, практически вся номенклатура требуемой морской техники – ледостойкие платформы, флот обеспечения нефтегазодобычи, ледоколы, крупнотоннажные танкеры и газовозы высоких ледовых категорий и многое другое – относится к сложной, высокотехнологичной, «наукоемкой» продукции, на создание которой наилучшим образом ориентировано сегодняшнее российское судостроение, формировавшееся (так сложилось исторически) преимущественно под цели военного кораблестроения.

Разработка мероприятий, обеспечивающих создание НТЗ в области гражданского судостроения, осуществляется как логическое продолжение работ, выполняемых в рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской морской техники» на 2009-2016 годы (ФЦП РГМТ), которая начиная с 2013 года интегрирована в структуру отраслевой госпрограммы. Сама ФЦП РГМТ, в которой основное внимание также уделено вопросам создания техники освоения арктического шельфа, является практически первой программой такого рода за всю историю российского гражданского судостроения и призвана закрыть не только бреши в развитии судостроительной науки, возникшие в тяжелые 1990-е годы, но и восполнить недостаток внимания, уделявшегося «гражданке» в годы, им предшествующие.

ФЦП РГМТ включает несколько технологических направлений, охватывающих практически весь спектр проблем судостроения, судового машиностроения и приборостроения. Интегрирующим можно назвать направление «Новый облик», в рамках которого разрабатывается широкий ряд концептуальных проектов перспективных судов и морских технических средств, наиболее сложных и наиболее актуальных для практической реализации в России.

Смысл этой ФЦП в том, чтобы направить средства федерального бюджета (при существенном привлечении и внебюджетного финансирования) на решение особо сложных и актуальных научно-технических задач, обеспечивающих возможность практического создания морской техники нового поколения для нужд конкретных заказчиков, как государственных (Минтранс, Минприроды, РАН и др.), так и частных (судоходные, нефтегазодобывающие, рыболовецкие компании). Результаты ФЦП РГМТ, включая и выполненные концепт-проекты, предоставляют заказчикам комплекс готовых технических решений, что обеспечивает для них снижение стоимости и продолжительности последующей практической реализации.

 

Промежуточные итоги

Сегодня, когда ФЦП РГМТ уже перевалила свой «экватор», можно подвести некоторые промежуточные итоги. Общим достижением является то, что практически отработан механизм привлечения потенциальных заказчиков к формулированию исходных технических требований к НИР и ОКР, особенно к разрабатываемым концептуальным проектам. Это позволяет существенно повысить актуальность и инновационность разработок, максимально приблизить их результаты к реальным потребностям рынка, ускорить коммерческую реализацию. В рамках разработки концептуальных проектов в большинстве случаев привлекается Российский морской регистр судоходства, что обеспечивает будущему заказчику подтверждение соответствия проекта актуальным требованиям по безопасности. Если же речь идет об объектах принципиально новых типов, такое взаимодействие позволяет Регистру заблаговременно определить необходимые направления разработки новых (доработки действующих) технических регламентов.

Всего с 2009 г. по настоящее время по ФЦП РГМТ поставлено около 500 НИР и ОКР, большинство из которых уже завершены, в том числе по технологическому направлению «Новый облик» – более 80 работ, охватывающих 10 из 29 программных мероприятий. В числе разработанных проектов – разведочные и добычные платформы для эксплуатации в ледовых условиях, суда и плавсредства, обеспечивающие обустройство и эксплуатацию морских нефтегазовых месторождений, включая вывоз добываемой продукции, суда технического и вспомогательного флота, рыбопромысловые, специализированные суда научно-исследовательского флота.

Так, в рамках ОКР «Малые и специализированные научно-исследовательские суда» Крыловским центром разработаны концептуальные проекты судов для обеспечения геофизических исследований на мелководье и предельном мелководье (задача, не решаемая с использованием сейсмических судов традиционного типа), в том числе НИС-катамаран для работы с сейсмостанциями на мелководье и НИС на воздушной подушке для работы в переходной зоне «суша –  море». В рамках ОКР разработаны методика формирования модели использования НИС, технология проектирования НИС на воздушной подушке на ранних стадиях, создано устройство для проведения гидродинамических испытаний моделей многокорпусных судов в опытовом бассейне.

Большой комплекс работ связан с созданием средств поисково-разведочного и эксплуатационного бурения на мелководных акваториях (Обско-Тазовская губа, Приямальский шельф, юго-восточная часть Печорского моря). Самоподъемная буровая установка по концептуальному проекту Крыловского центра (ОКР «Обская-СПБУ») предназначена для бурения поисково-разведочных скважин глубиной до 3200 м при глубине моря от 1,8 до 21 м, в том числе на слабых грунтах. При разработке этого проекта в полной мере учтен опыт ООО «Газфлот» по эксплуатации в этом районе самоподъемной платформы «Амазон» и плавучего бурового комплекса «Обский-1», обеспечены повышенные показатели эффективности, надежности и безопасности. ОАО «ЦКБ МТ «Рубин» выполнены концептуальные проекты морской ледостойкой буровой установки для эксплуатационного бурения скважин глубиной до 7500 м на акваториях с глубинами от 7 до 27 м (ОКР «МЛБУ») и тендерной погружной буровой установки круглогодичного использования для строительства эксплуатационных скважин при глубине моря 5-15 м (ОКР «Тенбур»). Высокий инновационный потенциал имеет также ОКР «БВП» (Крыловский центр) – концептуальный проект буровой платформы на воздушной подушке.

Для работы на глубоководных арктических акваториях предназначены ледостойкая самоподъемная плавучая буровая установка (ОКР «ГСПБУ») и буровое судно (ОКР «Буровое судно»), разрабатываемые Крыловским центром. Основная направленность первого из этих концептуальных проектов – обеспечение возможности буксировки платформы в период становления и вскрытия ледового покрова, что позволяет увеличить «окно» выполнения непосредственно буровых работ, исключая риск необходимости прекращения бурения и глушения скважины до достижения проектной отметки. Увеличенные в сравнении с буровыми установками предыдущих поколений технологические запасы обеспечивают разбуривание скважины большей глубины.

В проекте бурового судна ледового класса Arc6, предназначенного для бурения разведочных скважин глубиной до 7500 м при глубине моря до 500 м, применена комбинированная технология якорного и высокоточного динамического позиционирования с использованием турельного устройства. Бурение может производиться при воздействии ветра скоростью до 15 м/с и волнения высотой до 6 м, что соответствует показателям лучших зарубежных аналогов, однако по возможности выполнения буровых работ при наличии разреженного льда толщиной до 1,5 м судно является уникальным. В рамках концепт-проекта найдены и обоснованы технические решения, обеспечивающие высокую безопасность и экологическую чистоту при проведении буровых работ на арктических акваториях.

Ранее технология позиционирования с использованием турельного устройства была реализована в концепт-проекте морской ледостойкой технологической платформы судового типа (ОКР «МЛТП», Крыловский центр). Платформа предназначена для промысловой подготовки газа к транспортировке по подводному трубопроводу. Потребность в разработке технологий, принципиально новых для сооружений такого типа, обусловлена необходимостью сохранения работоспособности под воздействием нагрузок от дрейфующих ледовых полей, а также обеспечения возможности быстрого и безопасного отвода платформы в случае возникновения айсберговой опасности. Глубина выполненных исследований и проработок обеспечивает задел, достаточный для реализации практического проектирования платформы применительно к Штокмановскому газоконденсатному или другим глубоководным месторождениям Баренцева моря.

Кроме буровых и эксплуатационных платформ прорабатывается также широкий ряд судов и плавсредств, обеспечивающих обустройство и эксплуатацию месторождений. В частности, Крыловским центром выполнен концептуальный проект плавучего крана ледового класса Arc4 грузоподъемностью 3500 т, предназначенного для обеспечения работ по установке опорных оснований гравитационных платформ, монтажу модулей верхних строений, элементов подводных добычных комплексов, якорных, кабельных и райзерных линий, забивке свай и выполнению прочих грузовых операций, осуществляемых на удаленных морских месторождениях. Сегодня в мире не существует краново-монтажных судов, способных выполнять такие работы в ледовых условиях.

Также Крыловским центром разработан концептуальный проект трубоукладочного судна в двух вариантах: для эксплуатации на морских акваториях с глубинами от 30 до 500 м и в прибрежных районах с глубинами от 6 до 30 м. Судно в «морском» варианте обеспечивает выполнение комплекса мероприятий по сварке и укладке на морское дно трубопровода из обетонированных стальных труб диаметром до 1220 мм на чистой воде и в битом льду толщиной до 0,5 м. Конструкция судна и стингера (направляющего устройства для спуска трубопровода) гарантирует безопасное проведение работ в условиях ледовых воздействий. На судне применена комбинированная система якорно-динамического позиционирования. Модельные испытания в мореходном и ледовом бассейнах полностью подтвердили обоснованность принятых проектных решений и соответствие требованиям эксплуатации в климатических условиях Арктики и Дальнего Востока. При этом определена продолжительность «окон» погоды для работы трубоукладочных судов применительно к конкретным акваториям, обоснована предложенная технология умерения бортовой качки.

В ОКР «Безопасность» (Крыловский центр) разрабатывается концептуальный проект судна для строительства, ремонта и обеспечения безопасности морских магистральных трубопроводов и сооружений на нефтегазовых месторождениях арктического шельфа. Судно осуществляет контроль состояния объектов обустройства и окружающей обстановки, проведение профилактических и ремонтно-восстановительных работ, а также оперативных действий при возникновении чрезвычайных ситуаций.

Разрабатывается ряд проектов судов для транспортировки углеводородов с морских и береговых арктических месторождений. В этом направлении можно выделить разработку технологии морской транспортировки природного газа в сжатом состоянии (CNG) – при давлении около 250 атм. и температуре от -15 до +15°С – и концептуального проекта соответствующего судна-газовоза (ОКР «Газовоз CNG»). Предложенная технология является эффективной в сравнении с вариантами перевозки газа в сжиженном состоянии (LNG) или трубопроводным транспортом на относительно небольших расстояниях и при относительно небольших объемах транспортировки – например, на начальных стадиях разработки газовых месторождений, а также при решении задачи газоснабжения удаленных и труднодоступных прибрежных районов.

В числе разработок транспортных судов следует отметить и концептуальный проект универсального сухогрузного судна арктического ледового класса для транспортировки отработанного ядерного топлива (ОЯТ), соответствующего классификации INF-2 Кодекса ОЯТ, из арктических регионов России (ОКР «Сухогруз INF-2», Крыловский центр). При отсутствии в мире судов, удовлетворяющих требованиям указанного кодекса, регламентирующего морскую перевозку ядерных материалов, и одновременно требованиям по эксплуатации в арктических условиях, создание такого судна чрезвычайно актуально для России, причем как для решения практических задач по ядерно-радиационной реабилитации российского Севера, так и с целью выдвижения в число мировых лидеров на рынке ядерных перевозок.

В настоящее время в рамках программного мероприятия «Большие НИС» Крыловским центром начата разработка ряда концепт-проектов НИС океанского класса, предназначенных для проведения комплексных исследований морской среды и морских биосистем в стратегически важных морских районах, разработки и реализации комплексного научно-технического сопровождения крупных нефтегазовых проектов и решения других задач. Эти суда должны обеспечить обновление научно-исследовательского флота Российской академии наук. В числе этих работ разработка научно-исследовательского судна и научно-экспедиционного судна для Арктики на ледовый класс Arc7.

Еще одним примером инновационной разработки Крыловского центра является концепт-проект кабелеукладочного судна водоизмещением около 10 тыс. тонн ледового класса Arc5.

 

Больше инноваций

Как отмечалось выше, основой разработки концептуальных проектов являются результаты НИР и ОКР по другим технологическим направлениям программы. Применительно к проектированию судов и морской техники арктического применения наиболее инновационные результаты содержатся в работах, выполняемых по направлению «Технологии создания морской техники для освоения углеводородных ресурсов на шельфе» («Освоение шельфа»). В числе работ, имеющих реальные перспективы внедрения, можно отметить ОКР «Лед-защита-управление» (разработка технологии снижения ледовой нагрузки на морские сооружения путем оптимизации их формы, использования конструктивной защиты и управления ледовой обстановкой), ОКР «Ледовый бульб» (разработка методики проектирования корпуса крупнотоннажных транспортных судов нового поколения с бульбовой носовой оконечностью для освоения арктического шельфа), НИР «Сочленение» (разработка рекомендаций по проектированию конструкций перспективных объектов морской техники из плакированных сталей и сталебетона), НИР «Нагрузка-лед» (разработка технологий определения ледовых нагрузок на ледостойкие платформы).

Особо следует выделить НИР «Ледокол-корпус», в которой предложена концепция и выполнены предварительные исследования по многокорпусному ледоколу для обеспечения ледовой проводки крупнотоннажных судов, по энергоэффективности значительно превышающему существующие ледоколы традиционного типа.

Очевидно, что резкое увеличение объемов морской деятельности в Российской Арктике и создание морской техники принципиально новых типов требует реализации новых подходов к формулированию требований по обеспечению безопасности и экологической безопасности, учитывающих особенности природной среды региона и современное состояние инфраструктуры.

Исходя из этих обстоятельств, в отраслевой госпрограмме строится программа создания НТЗ: сформулированы цели (для гражданской судостроительной продукции в качестве интегрирующих целей определены «Безопасность», «Экология» и «Экономика»), предложены индикаторы и показатели их достижения на кратко-, средне- и долгосрочную перспективу, формируется программа НИОКР по разработке ключевых технологий, обеспечивающих достижение установленных показателей. Предусмотрено, что результатами этих НИОКР должны явиться как обоснованные требования по созданию и эксплуатации перспективной морской техники (в первую очередь для Арктики), так и технические решения, обеспечивающие удовлетворение этих требований.

 

Схема. Эффект от внедрения системы обоснованных требований к морской деятельности в Арктике, реализуемых на основе создания опережающего НТЗ

 

За Россией – право установления особых требований

В настоящее время в соответствии с решением Морской коллегии при Правительстве Российской Федерации от 4 декабря 2012 г. выполняется работа по подготовке комплекса нормативных правовых актов, формирующих систему государственных требований к морским техническим средствам для работы в условиях Арктического региона. В этой работе участвуют ФГУП «Крыловский государственный научный центр», ЗАО «ЦНИИ морского флота», ФАУ «Российский морской регистр судоходства», ФГКУ «Администрация Северного морского пути», ФГБУ «Арктический и Антарктический НИИ», ОАО «Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт» и другие организации, представляющие заинтересованные ведомства. В работе рассматриваются различные аспекты создания и обеспечения эксплуатации морской техники в Арктике: определение ледовых нагрузок на морские сооружения, регламентация условий ледовой проводки судов, ограничение выбросов загрязняющих веществ, воздействие шума и полей электромагнитной группы на морскую фауну, навигационно-гидрографическое, гидрометеорологическое и аварийно-спасательное обеспечение и др.

25 ноября 2013 г. в ходе работы 28-й сессии Ассамблеи Международной морской организации заместителем министра транспорта Российской Федерации В.А. Олерским была озвучена позиция, что за Россией, обладающей уникальным опытом арктического судоходства и имеющей особое положение прибрежного государства, «должно оставаться право установления особых требований к судам при их плавании в прибрежных арктических водах, как это предусмотрено Конвенцией ООН по морскому праву» (в соответствии с международными конвенциями по морскому праву и охране человеческой жизни Россия несет ответственность за безопасность судоходства по Севморпути и предотвращение загрязнения морской среды). Именно эта позиция лежит в основе указанной работы по формированию системы государственных требований к морской технике и морской деятельности в Арктике. Результатом работы должно стать успешное решение задач в сфере государственных приоритетов в Арктическом регионе, а также (на основе выполнения программы создания опережающего НТЗ) создание конкурентных преимуществ российским судостроительным компаниям и российским компаниям, оперирующим на рынке морских услуг. 

 

Морской флот №1 (2014)