Устройство турельной швартовки

Портал Sudostroenie.info продолжает знакомить читателей с современными системами швартовки.  Ранее мы говорили о принципе работы одноточечных систем швартовки. Сегодня наш рассказ - об особенностях турельной системы.

При осуществлении добычи нефти и отгрузочных операций на шельфе одной из важнейших задач является удержание точной позиции судна. Это может достигаться двумя разными способами: использованием систем динамического позиционировании или использованием систем турельной швартовки. Важным узлом таких систем является устройство для точечной швартовки. Использование этого устройства позволяет ошвартованному судну удерживать свою позицию и иметь возможность поворота вокруг турели под воздействием внешних факторов: ветра, волн, течения. 
 

Система турельной швартовки является пассивной швартовной системой, сохраняющей позицию судна класса FPSO без помощи дополнительных внешних устройств. Конструкция устройства для турельной швартовки должна предусматривать высокую динамическую нагрузку от якорных цепей, шлангокабелей и передавать ее через подшипниковые узлы на корпус судна.

Установка турельного устройства требует значительной площади палубы под размещение таких компонентов, как манифольды, устройства для чистки и инспекции трубопроводов, оборудование для управления и контроля инжекцией. В большинстве конструкций вертлюжные системы размещаются вблизи самого вертлюга, чтобы исключить длинные вертлюжные рычаги и обеспечить больше свободного палубного пространства для других подсистем турельной системы швартовки. 
 

Система турельной швартовки включает платформу крепления цепей и направляющие трубы. Платформа крепления цепей обеспечивает крепление якорных оттяжек к турели. Направляющие трубы обеспечивают прохождение райзеров до верхней палубы турели. Ниже приведены на рис. 1 - инновационная турельная система швартовки QUAD 204 с повышенными возможностями  отгрузочных операций (использование большого количества райзеров) и на рис. 2 - система турельной швартовки бразильского судна класса FPSO "P. P. Moralis".
 

Рис.1. Принципиальная схема инновационного устройства точечной швартовки QUAD204 судов класса FPSO с повышенными возможностями отгрузочных операций. Источник

Swivel Stack & Torque Tube – вертлюг; Radial Bearing – опорный подшипник; Main Deck – главная палуба; I-Tubes – направляющие трубы; Chain Table – платформа крепления цепей; Anchor leg якорные оттяжки; Risers & Bend Stiffners – райзеры с ограничителями изгиба; Chain Supports –крепление якорной системы; Support Columns – опорные стойки; Riser Hang-Off – узел подвески райзеров; Vertical bearing – вертикальный подшипник; Piping/Manifolding – трубопроводы и манифольды; Pull-In Deck – поднимающаяся площадка; Torque Arm – кран-балка.

 

Рис. 2. Устройство точной швартовки на бразильском ПНК СТ P.P.Moralis. Источник

Swivel access structure – оборудование, обеспечивающее доступ к вертлюгу; Swivel stack - вертлюг; Manifold and pig launching/receiving – манифольды и трубопроводы для перераспределения потоков пластового продукта; E-house and subsea controls and HPU’s – помещение электро-гидравлической силовой и насосной  установки в составе надстройки; Anchor leg + riser pull-in equipment deck – палуба, на которой расположено подъемное оборудование для работы с райзерами и якорными оттяжками; Bearing system – подшипники;Turret shaft – шахта; Chain support – крепление якорной системы; Risers and umbilicals – райзеры и шлангокабели.

 

Устройство турельной швартовки: аксиальная/тороидальная  турель и система уплотнений 

 

Важной частью устройства турельной швартовки является жидкостный вертлюг. Жидкостные вертлюги используются для перекачки жидкостей, таких как нефть или вода, между стационарной частью турели и судном, меняющим ориентацию при удержании позиции (weathervaning).
Существуют два типа жидкостных вертлюгов: 

 

1. Трубный жидкостный вертлюг.

 

Трубный  жидкостный вертлюг предусматривает один канал для прохода жидкости и является самым эффективным с точки зрения цены и самым простым устройством для перекачки жидкостей. 

 

Рис.3.  Трубный  жидкостный вертлюг. Источник

 

2. Тороидальный жидкостный вертлюг

 

Когда требуется производить перекачку нескольких жидкостей одновременно, используют тороидальный жидкостный вертлюг. Такие вертлюги имеют большой проходной диаметр и могут иметь несколько каналов для перекачки жидкостей. Вертлюги для перекачки жидкостей разделятся по уровню давления в них. 
 

• Вертлюги для жидкостей  под низким давлением до 740 psi (51,02 бар)

• Вертлюги для жидкостей под средним давлением до 6000 psi (413,7 бар)

• Вертлюги для жидкостей под высоким давлением до 7500 psi (517,1 бар)

 

Рис.4. Схема тороидального жидкостного вертлюга. Источник

Inlet/Outlet – впускное/выпускное отверстие; Bearing Cover – кожух подшипника; Primary/Secondary Sealing System – основная и вспомогательная запирающие системы; Inner Housing – внутренний корпус; Seal Plate – плоское уплотнение; Barrier Seal – внутренне уплотнение; Outer Housing – наружный корпус; Seal Carrier – держатель сальника.

 

Диаметр уплотнения, показанного на рис. 4. жидкостного вертлюга, достигает 2800 мм. Большие внутренние диаметры вертлюга нужны не только для размещения райзеров, но и для размещения электрокабелей, шлангокабелей, трубопроводов водной инжекции.

В тороидальных жидкостных вертлюгах важную роль играют уплотнения. Необходимы в составе вертлюга также подшипники, например, три высокопрецизионных роликовых подшипника необходимы, чтобы обеспечить вращение внешней части вертлюга относительно его стационарной внутренней части.  

 

Рис. 5. Монтаж жидкостного вертлюга. Источник

 

Таким образом, конструкции  устройств для швартовки ПНК СТ продолжают развиваться от простых выносных одноякорных и многоякорных одноточечных причалов на шельфе типа SALM (Single Anchor Leg Mooring) и CALM (Catenary Anchor Leg Mooring) до турельных систем швартовки внешнего и внутреннего типов. 

Автор: Олег Губарев