НЕФТЕНАЛИВНЫЕ ТЕРМИНАЛЫ

Причальные сооружения

Современные нефтеналивные суда для транспортировки сырой нефти по способу передвижения классифицируются на самоходные - танкеры (морские, речные, озерные и река - море) и не самоходные - баржи (морские и речные) и характеризуются дедвейтом (суммарной массой транспортируемой нефти и грузов хозяйственного назначения) 30 - 250 тыс. т. Отдельные супер-танкеры характеризуются дедвейтом от 450 тыс. т до 1 млн т. Нефтеналивные суда типа река - море из-за потребности прохождения рек с ограниченной глубиной имеют дедвейт до 20 тыс. т.

Проектирование гидротехнических сооружений нефтеналивных терминалов выполняется с учетом нагрузок от волн, льда и судов заданного класса и типоразмера, а оборудование подбирается из условия обеспечения выполнения норм времени на обработку судов. В таблице ниже приведены характеристики типичных морских танкеров, которые осуществляют перевозки нефти из портов РФ и сопредельных стран.

Наиболее крупными специализированными комплексами, которые получают нефть по магистральным нефтепроводам и осуществляют обработку крупнотоннажных нефтеналивных судов дедвейтом до 120 тыс. т, являются порты Новороссийск, Туапсе, Приморск (РФ), Вентспилс (Латвия), Одесса (Украина) и др.

Причалы для выполнения грузовых операций с нефтью могут быть сооружены в виде пирсов, расположенных параллельно, перпендикулярно или под углом к берегу, что реализуется для ориентации причала по направлению преобладающих ветров и волнения, чтобы уменьшить нагрузки со стороны танкера на причальную стенку.

Перепендикулярное расположение причалов	Расположение причалов под углом к берегу

Параллельно берегу причалы размещаются при наличии удобной глубоководной гавани. В таком случае танкеру есть возможность близко подойти к берегу и строительство волнозащитных дамб и причальных сооружений экономически обосновано, так как их габариты спопоставимы с длиной судна, а дноуглубительные работы незначительны или не требуются совсем. Если причал соседствует с берегом, то его называют набережной, их достоинство в непосредственно тесной связи с территорией терминала. При отнесении от берега причал соединяется с ним молами, дамбами, эстакадами или пирсами, предназначение которых, помимо прочего, прокладка нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и трубопроводы балластной воды, а также других коммуникации для реализации погрузо-рагзрузочных работ на танкерах.

Оборудование, размещаемое на причале

На причалах оборудуется технологическая площадка для установки основного и вспомогательного технологического оборудования. На причалы выходят грузовые трубопроводы с задвижками, предназначенными для подключения шлангующих устройства, которые размещаются на технологической площадке. Шлангующие устройства необходимы чтобы подключать грузовые трубопроводы терминала к приемным манифольдам танкера (клинкетам) и выполнять погрузку-выгрузку в условиях лимитированного перемещения танкера вдоль причала.

На причалах находятся также:

• устройства регулирования расходной характеристики налива
• коммутационная и запорная арматура
• узлы количественного учета нефти, нефтепродуктов и балласта
• предохранительные устройства, в том числе от гидроудара
• технологические емкости и другое оборудование

Неотъемлемым элементом причала является операторная, в которой устанавливается аппаратура управления шлангующими устройствами, являющаясяя местом пребывания оперативного персонала во время погрузо-разгрудочных работ на танкерах. За исключением шлангующих устройств и трубопроводов с задвижками все вышеназванные технологические устройства и узлы могут размещаться на берегу, если это предусмотрено проектом.

Возможный маневр танкера относительно причала лимитируется изменением осадки в ходе погрузки, колебаниями в интервале 0,5 - 1,5 м вызванными волнениями моря, ветрами и т.п., а также определяются разрешающей способностью шлангующих устройств.

По конструктиву основания пирсы бывают сквозной конструкции (на металлических или железобетонных сваях), что существенно сокращает нагрузку от волн и в виде сплошной гравитационной стенки.

При больших флуктуациях уровня воды (особенно на судоходных реках), неудовлетворительном состоянии грунтов, а также если существует вероятность размыва берега требуется строительство плавучих причалов, котоыре выполняются в виде понтонов различных конструкций. На реках плавучие причалы подлежат установке только на период навигации, с завершением которой они убираются в затон. Подобные плавучие причалы характеризуются невысокой стоимостью и могут применяться в любых гидрогеологических условиях.

Рейдовые причалы

Сокращение затрат на морскую перевозку нефти и расширение морских перевозок нефти реализуемо при использования танкеров высокой грузоподъемности, что в свою очередь формирует потребность наличия больших глубин в акватории портов и реконструировании существующих причальных соорудений. Большие затраты, связанные с работами по углублению дна водоемов и строительством пирсов с волнозащитными конструкциями, стали катализатором при разработке новых технических решений, основная идея которых - вынос нефтеналивных причалов за границы действующих акваторий со строительством рейдовых причалов и установкой их в открытом море и на островах искусственного происхождения.

Конструкции причалов должны обеспечивать снижение до наименьшего возможного уровня усилий от давления судна на технологическую площадку, как при швартовке, так и по время стоянки под загрузкой. Это достигается строительством специальных отбойных (швартовных) палов на свайном основании, из массивов-гигантов, оболочек большого диаметра и прочих гравитационных конструкций.

Выносное приемное устройство типа CALM: 1 - якорные цепи; 2 - оконечный трубопроводный манифольд; 3 - буй; 4 - поворотное устройство; 5 - причальный трос; 6 - танкер; 7 - плавучие шланги; 8 - подводные шланги; 9 - морской трубопровод с берега

Рейдовые причалы, имеющие также название выносных приемных устройств (ВПУ) имеют разные конструкции, определяемые грузоподъемностью танкера, возможными погодными условиями, финансовыми вложениями и необходимой напряженностью работы.

На рисункевыше представлена конструкция выносного приемного устройства типа CALM (Catenery Anchor Leg Mooring), имеющего вид плавучего буя с креплением якорными цепями. Это устройство широко распространено во многих странах мира. Буй 3 фискируется в требуемой точке благодаря якорным цепям 1. Подводящий стальной трубопровод 9 от насосной, расположенной на берегу, прокладывается под водой, по дну водоема и посредством гибкого шланга 8 подключается через шарнир к поворотному кругу ВПУ, имеющему свободное вращение. В центральной части ВПУ имеется поворотная балка, которая крепится к шарнирному вертлюгу и швартовному оголовку, свободно поворачивающимся относительно корпуса буя. Поворотная балка упрощает фиксацю швартовых танкера 6 в рабочее положение, чем помогает обеспечить возможность перекачки сырой нефти по плавающим рукавам 7 на нефтеналивное судно после их закрепления на манифольдах танкера. За счёт подобного конструктивного исполнения системы ВПУ сузесвтует возможность налива танкеров значительной грузоподъемности на глубинах до 450 м, которые при классической организации неподвижного причала недостижимы из-за высокой стоимости. Швартовка у ВПУ стандартно выполянется без использования буксиров, поскольку на глубоководных участках нефтеналивное судно имеет более высокую маневренность при условии отсутствия помех со стороны других кораблей. При швартовке нефтеналивное судно должно подобрать плавучий причальный трос 5 и зафиксировать его, а затем подобрать плавучие рукава (шланги) 7 и выполнить их подключение к клинкетам.

Основными элементами буя ВПУ типа CALM являются:

• камеры плавучести, частично заполняемые пористым материалом для обеспечения непотопляемости;
• узлы крепления якорных цепей;
• поворотный вертлюг;
• подшипниковый узел;
• узел поворотной балки с фитингами, запорной арматурой и технологическим трубопроводом до внешнего окружного периметра буя;
• вспомогательные средства навигации;
• швартов и швартовное соединение;
• лебедка для ремонтно-технического обслуживания;
• рабочие площадки.

Достоинство ВПУ типа CALM состоит в возможности причаленного танкера безпрепятственно поворачиваться вокруг точки швартовки на гибкой или нежесткой швартовной связи и принимать положения минимального сопротивления относительно ветровой нагрузки, течений и волн. Затраты на сооружение ВПУ приблизительно в 5 раз ниже стоимости неподвижного причала с анлогичными харктеристиками по осадке судна.

Плавучий шланг закрепляется к трубной обвязке у внешней образующей буя и безпрепятственно поворачивается вместе с нефтеналивным судном. Плавучий рукав (шланг) поднимается на нефтеналивное судно лебедкой и подключается к манифольдам танкера стандартно в средней части судна. Срок эксплуатации гибких нефтеналивных шлангов - 8-10 лет. Швартовные канаты тоже выполняются плавучими.

Рассчитывая нагрузки от судов на причальные сооружения требуется руководствоваться положениями СНиП 2.06.04 - 82, в соответствии с которым рассчитываются нагрузки:

• от ветра, течения и волн;
• от наваливания пришвартованного судна при действии ветра и течения;
• от наваливания судна при его подходе к причальному сооружению;
• от натяжения швартовов при действии на судно ветра и течения.

Максимальные нагрузки, которые могут воздействовать на ВПУ, ориентировочно в 10 раз меньше значений, характерных в аналогичных условиях при швартовке к неподвижному причалу.