Инженерное чудо «на краю земли»

Как все начиналось

Промышленное освоение Тимано-Печоры началось 160 лет назад — в 1860 году  красноярский купец Михаил Сидоров создал «Печорскую компанию» и  организовал экспедицию на территорию нынешней Республики Коми, где вскоре были открыты золотосодержащие россыпи в районе реки Щугора. Вскоре местные жители нашли поверхностные выходы нефти в Мезенском уезде Архангельской губернии. Михаил Сидоров тут же съездил в этот район, осмотрел перспективные участки, и начал готовить экспедицию в район реки Ухта. 

Спустя 8 лет, осенью 1868 года, на левом берегу Ухты против устья ее притока Нефть-Йоль была пробурена первая продуктивная нефтяная скважина на русском Севере. Таким образом, можно сказать, что Сидоров открыл гигантскую Тимано-Печорскую нефтегазоносную провинцию, ее Ижма-Ухтинский район.

Внезапная кончина Михаила Сидорова в 1887 году прервала активное развитие нового перспективного нефтяного промысла. Работы шли ни шатко, ни валко, к тому же мешали войны и революции. Только через 42 года, уже в период советской индустриализации, сюда вновь пришли геологи и промысловики, большинство из которых были заключенными.

В 1932 году недалеко от слияния реки Ухта и ручья Чибью, где был расположен небольшой промысловый поселок, впоследствии ставший городом Ухта, экспедиция под руководством выдающегося геолога профессора Ивана Стрижова обнаружила мощную залежь тяжелой высоковязкой (битуминозной) нефти. Так было открыто знаменитое Ярегское месторождение, запасы которого составили гигантскую по тем временам цифру — более 130 млн тонн! В 1935 году началась эксплуатация месторождения стандартным скважинным методом, а с 1939 года — шахтным, что сделало Ярегу уникальным для мировой нефтянки промыслом.

В 1934 году в Чибью/Ухте был запущен самый северный в мире нефтеперерабатывающий завод. Вначале завод состоял из одной атмосферной трубчатки, выпускавшей арктическое топливо, и битумной установки, но затем вырос в весьма крупное предприятие.

Параллельно с Ухтинским нефтяным кластером развивался и расположенный северо-западнее Печорский, где сначала были обнаружены крупные месторождения каменного угля, а затем и нефтяные месторождения. Так возник Печоро-Колвинский нефтегазоносный район, который по объемам запасов оказался крупнее Ижма-Ухтинского.

В послевоенные годы Тимано-Печорская провинция была доисследована и оконтурена. Результаты работы геологов поражали — на территории провинции были открыты более 180 месторождений нефти и газа с совокупными извлекаемыми запасами 2,4 млрд тонн углеводородов! Увы, добыча здесь по сравнению, скажем, с Западной Сибирью, была существенно осложнена горно-геологическими условиями, да и природно-климатические условия (например, непроходимые болота глубиной более 10 метров) здесь крайне тяжелые. Трудной задачей является и организация транспорта добытой нефти.

Порт отгрузки — Варандей

В середине 90-х годов месторождения Тимано-Печоры начал активно осваивать ЛУКОЙЛ. Тогда же специалисты компании разработали и транспортную схему, использовавшую инфраструктурные возможности поселка Варандей, расположенного в Ненецком автономном округе на побережье Баренцева моря.

Этот поселок, название которого в переводе с ненецкого языка означает «край земли», был основан в первой половине 1930-х годов как база оседлости оленеводов. В начале 1970-х годов поселок стал опорным пунктом Варандейской нефтегазоразведочной экспедиции, здесь были построены аэропорт и морской порт.

В конце 90-х годов ЛУКОЙЛ начал разработку находящихся непосредственно вблизи поселка месторождений нефти — Медынского, Тобойского и Мядсейского. Позднее в дальних окрестностях поселка возник крупный Южно-Хыльчуюский нефтепромысел.

В 2000 году для вывоза добытой нефти компания построила в 4 км от Варандея временный морской терминал с возможностью перекачки до 1,5 млн тонн в год. Терминал был соединен с береговыми резервуарами подводным дюкером, принимал танкеры дедвейтом до 20 тыс. тонн и позволял осуществлять круглогодичную отгрузку нефти для экспорта на внешний рынок. 

Спустя 5 лет в связи с ростом нефтедобычи в регионе ЛУКОЙЛ принял решение о строительстве нового терминала — стационарного морского ледостойкого отгрузочного причала (СМЛОП) с пропускной способностью 12 млн тонн нефти в год (240 тыс. баррелей в сутки). К реализации проекта были привлечены более 40 подрядных организаций. В качестве генерального подрядчика выступила «ЛУКОЙЛ-Калининградморнефть», в структуру которой входил завод металлоконструкций. 

Сборка СМЛОП в заводских условиях заняла около 15 месяцев — строительные работы круглосуточно вели 1700 рабочих и  инженеров. После завершения строительства, в 2007 году, была проведена уникальная операция по погрузке опорного основания с жилым блоком на платформу и транспортировка СМЛОП в Баренцево море на точку установки, расположенную в 22 км от берега (мелководная прибрежная зона не позволила построить отгрузочный терминал на берегу; терминал установлен в глубоководной зоне на глубине 17 метров). 

Объем инвестиций за весь период строительства составил 1,1 млрд долларов. 

Восьмигранник на сваях

Уникальный объект введен в эксплуатацию в июне 2008 года. От терминала нефть тремя танкерами-челноками дедвейтом 70 тыс. тонн каждый перевозится в Мурманск на рейдовый накопитель «Кола» для дальнейшего экспорта. Терминал функционирует круглогодично. 

СМЛОП представляет собой сложнейшую конструкцию высотой более 50 метров общим весом более 11 тыс. тонн, и состоит из двух частей — опорного основания с жилым модулем на 12 человек и технологическими системами и поворотного швартово-грузового устройства (ШГУ) со стрелой и вертолетной площадкой. Нефть загружается в носовую часть танкера из ШГУ при помощи гибкого шланга. 

Восьмигранная форма опорного основания рассчитана так, чтобы выдержать максимально высокую ледовую нагрузку. Ко дну моря основание СМЛОПа прикрепляется 24 сваями. СМЛОП соединен с берегом двумя нитками подводного трубопровода диаметром 820 мм. 

В целом в комплекс Варандейского терминала входят межпромысловый нефтепровод протяженностью 158 км, береговой резервуарный парк емкостью 325 тыс. кубометров (построенные на вечной мерзлоте, все резервуары имеют двойные стенки по принципу «стакан в стакане» для исключения разливов нефти), насосная станция, объекты энергообеспечения, танкерный и вспомогательный флот, а также вахтовый поселок. 

СМЛОП, как и все другие морские сооружения ЛУКОЙЛа, работает по принципу нулевого сброса: все производственные и бытовые сточные отходы собираются в специальные контейнеры и вывозятся на берег для последующей утилизации.

Круги на воде

Варандейский СМЛОП занесен в Книгу рекордов Гиннеса как самый северный круглогодично действующий нефтяной терминал в мире. Запись в Книге Гиннесса при всей своей престижности весьма лаконична и не охватывает все уникальные характеристики Варандейского терминала. Расскажем о них подробнее.

Специфика работы СМЛОП  обусловлена, прежде всего, природными условиями — Баренцево море покрыто льдами в среднем 250 дней в году, при этом толщина льда достигает 1,8 м. 

Все остальные подобные сооружения либо зависят от приливно-отливных течений, либо, как, например, на Сахалине или в Обской губе, расположены в стабильных водах. Варандей же принимает танкеры независимо от направления ветра, дрейфа льда и течения воды. Благодаря инновационным решениям платформа может работать при ветре до 25 м в секунду и высоте волны до 3,5 м.

Ключевой элемент системы — ШГУ. Оно смонтировано на огромном (7000 мм в поперечнике) подшипнике и приводится в действие четырьмя гидравлическими насосами. Нефтеналивное судно может двигаться под влиянием ветра, давления льдов и приливно-отливных течений, но стрела ШГУ всегда следует за ним в автоматическом режиме. Порой во время загрузки танкер успевает совершить два полных оборота вокруг платформы. 

Точность, с которой определяется местоположение носового погрузочного устройства, составляет 1 м. Ее обеспечивают две системы позиционирования — специально разработанная для морских погрузочных работ DARPS (Differntial Absolute and Relative Positioning Sensor, дифференциальная абсолютно-относительная система позиционирования), использующая спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС, и радиолокационная «Радиус-200». Последняя работает по принципу триангуляции — на носу танкера расположен радиопередатчик, сигналы которого отражают два ответчика на СМЛОП. По разности времени прохождения двух ответных сигналов определяется позиция танкера относительно платформы.

Три степени защиты

Противоаварийная защита на СМЛОП имеет три уровня. Первый — при появлении какой-либо нештатной ситуации  на причале закрываются клапаны (на это уходит всего 4 секунды), и насосы на берегу перестают подавать нефть в трубопровод. Второй уровень — стыковочное устройство на конце погрузочного шланга отстыковывается от танкера и опускается на дно. И, наконец, третий — отдаются швартовы, и танкер отходит от платформы. Такие меры предосторожности нужны, чтобы предотвратить повреждение шланга и попадание нефти в море.

Важное условие для работы во льдах — достаточная площадь «чистой воды». Необходимое пространство для маневра танкеров создает ледокол «Варандей», которому помогает многоцелевое буксирное судно «Тобой». Они же в случае аварийного разлива нефти создадут первый барьер на пути движения нефтяного пятна. Именно поэтому эти корабли всегда находятся поблизости от СМЛОП. На каждом из судов находятся заградительные боны километровой длины, приспособления и переносные емкости для сбора нефти, а в составе экипажа — специалисты по ликвидации аварийных разливов нефти.

Готовность к ликвидации аварий на терминале поддерживается постоянно. Учения локального уровня, в которых участвуют СМЛОП и суда обеспечения, проводятся ежемесячно. Ежегодно, зимой и летом, проводятся тактико-специальные комплексные учения по ликвидации розливов нефти. Раз в два года проводятся большие учения. 

Резервуары на песке

Экологическая катастрофа в Норильске заставляет внимательно присмотреться к резервуарному парку терминала, куда ежечасно, пройдя через узлы учета,  поступает около 1 тыс. кубометров товарной нефти, качество которой постоянно контролируется по 14 параметрам.

Основа, краса и гордость парка — четыре резервуара емкостью 50 тыс. кубометров каждый. Резервуары эти — особые, с двойными стенками. Промежуток между стенками составляет около 3 м, и поэтому в  случае нарушения целостности внутреннего корпуса весь объем нефти останется внутри внешнего. Кроме того, двухкорпусная конструкция облегчает поддержание в резервуаре температуры +50 градусов (нефть подогревают, чтобы предотвратить ее застывание). Такие сооружения являются уникальными для Арктики.

Весь береговой терминал построен на песчаной подушке толщиной 2,5 м (глубина промерзания грунта). Песочное основание постоянно поддерживается в замороженном состоянии – это обеспечивают более полутысячи холодильников, установленных вокруг резервуаров. Холодильники запускают, когда среднесуточная температура поднимается выше +5 градусов.

Автоматизированная система управления технологическими процессами терминала снабжена эшелонированной защитой. Погрузка начинается только при полной готовности СМЛОП и танкера. Сначала запускаются подпорные насосы небольшой мощности, потом к работе подключаются магистральные насосы мощностью по 4 тыс. кубометров каждый. Таких насосов в резервуарном парке три -пока два работают, один находится в «горячем резерве». Выйдя на рабочий режим, насосы подают на танкер 8 тыс. кубометров нефти в час. Соответственно, в штатном режиме погрузка длится около 12 часов. 

Нефтепровод от резервуарного парка до СМЛОП — двухтрубный, что продиктовано соображениями экологической безопасности. В двухтрубной системе меньше рабочее давление — следовательно, меньше риск утечек. Если на одной нитке все же происходит потеря герметичности, установленная на СМЛОП система позволяет оперативно вытеснить из трубы нефть, заменив ее морской водой. Но все это только на самый крайний случай — за 12 лет эксплуатации на терминале не было ни аварий, ни предпосылок для их возникновения. 

Григорий Волчек