Что может дать шельф арктических морей для развития экономики России

Вид материала

Документы

Содержание « 9 » июня 2005 г. Обустройство месторождений Строительство магистральных газопроводов Транспортная схема доставки труб, конструкций и материалов для освоения месторождений п-ва Ямал Создание плацдарма для освоения нефтегазоконденсатных месторождений п-ва Ямал и шельфа Карского моря

Подобный материал:

• Энергетическая стратегия России 2030 и ее восточный вектор, 181.42kb.
• Урок Экономическое развитие России в XVII, 45.73kb.
• Тема: Жизнь в море и океане. Охрана морей Цели, 316.91kb.
• А. М. Коновалов  проблемы и перспективы транспортно-коммуникационного обеспечения, 448.56kb.
• Матвиенко Маргарита, Творческая группа «Мастер», 314.89kb.
• Тема заседания, 535.74kb.
• Пришло время арктических стран Сергей очкивский, 150.48kb.
• Ия тюркских народов России и определения, что могут дать в действительности национальные, 1026.02kb.
• Задачи обучения: дать представление о сущности конфликтов в семье, 248.37kb.
• Задачи: выявить причины употребления табака, определить, что может, и что не может, 30.86kb.

« 9 » июня 2005 г.

«Возможные пути освоения газоконденсатных месторождений полуострова Ямал, обеспечивающие удешевление строительства и надежность эксплуатации промысловых и газотранспортных систем»


По масштабам намечаемых работ, по природно-климатическим, гидрогеологическим и геокриологическим факторам создание газового комплекса полуострова Ямал является самым сложным газовым проектом в мировой практике.

Ресурсы Ямала по газу составляют более 20 трлн. м³, а шельфа Карского моря – 29,8 трлн. м³.

Освоение месторождений Ямала планируется осуществить путем создания трех промышленных зон – Бованенковской, Тамбейской и Южной.

Район месторождений отличается суровыми природно-климатическими условиями, территория повсеместно характеризуется развитием многолетнемерзлых пород. Льдистость составляет 15-30%. В верхней (100-200 м) части разреза находятся мощные пластовые залежи льда, толщина которых достигает 60-80 м. Наиболее низкие температуры на дренируемых грунтах междуречий (до -11⁰С), на остальной территории – -6⁰С – -7⁰С.

Отличительной особенностью района является высокая динамичность и реактивность криогенных процессов: термоэрозия, термокарст, вытаивание различных типов подземных льдов.

Гидрографически район относится к бассейну Карского моря и представлен множеством рек и ручьев. В период паводка отдельные участки месторождений покрываются водой, толщина которой достигает 1 м.

В связи с тем, что территория месторождений характеризуется сплошным распространением сильнольдистых низкотемпературных пород, основные инженерные сооружения предусмотрено возводить с сохранением мерзлых грунтов в основании.

От Бованенковского ГКМ запроектирована система магистральных газопроводов из трех ниток диаметром 1420 мм на давление 11,8 МПа, прокладываемых по полуострову с переходом через Байдарацкую губу. Пятиниточный переход через губу предполагается из труб диаметром 1220 мм.

На всем протяжении трасса проходит по многолетнемерзлым грунтам с температурой -6 - -7⁰С. Водонасыщенность грунтов доходит до 80%. Льдистость составляет 15-30%, пластовые залежи льда достигают толщины нескольких десятков метров, встречаются креопеги. Трасса пересекает большое число рек и ручьев, впадающих в Карское море. Весьма сложны также природные условия створа перехода через Байдарацкую губу.

Газ по полуострову планируется транспортиравать охлажденным до отрицательных температур, что не исключает развития неблагоприятных инженерно-геологических процессов. Большую сложность представляет обеспечение устойчивости положения «холодного» газопровода в таликах, при пересечении русла рек. При отрицательной температуре газа происходит многолетнее промерзание, сопровождающееся выпучиванием газопровода.

Интенсивно происходящие процессы морозного пучения могут вызывать большие деформации трубопровода. Многие участки трассы подвержены обводнению, что вызывает всплытие трубопровода.

В настоящее время для этих условий практически нет надежных инженерных решений для подземного или наземного строительства газопроводов, гарантирующих обеспечение общей и продольной устойчивости трубопровода и, следовательно, нет гарантии обеспечения их надежной эксплуатации.

Освоение месторождений Ямбургского и Заполярного, расположенных в северных широтах, как и газоконденсатные месторождения Ямала, организованный мониторинг строительства и эксплуатации сооружений на этих месторождениях, аэрокосмические исследования, выполненные в последние годы, позволили углубить знания о взаимодействии инженерных комплексов с природными массивами, наметить пути обеспечения надежности и безопасности их функционирования в сложных северных инженерно-геологических и геокриологических условиях.

В целях объективного и более детального освещения позиций ученых и специалистов, выступавших с докладами и сообщениями на сессии научно-технических советов, а также получения дополнительной информации по техническим и организационным проблемам освоения газоконденсатных месторождений полуострова Ямал в решение включены фрагменты из докладов и выступлений.

Генеральный директор ООО «Экотех-Север» канд. техн. наук Н.Н. Хренов посвятил свой доклад комплексному анализу состояния линейных сооружений газопроводов в сложных геокриологических условиях и выводам этого анализа для экстраполяции применительно к условиям Ямала.

Так, на системе коллекторов Ямбургского, ГКМ и 2-ниточной системе трубопроводов Ямбург – Ныда (193 км) с 1984 г. силами ВНИИСТа и МГУ ведется мониторинг. Составлена цифровая ландшафтная инженерно-мерзлотная карта этого района с указанием температуры грунта, осуществлено районирование, выделены типы местности, проведены (8 раз) аэрофотосъемка этого района с наложением в системе ГИС (точность измерений по трассе 30 см), а также радиолокационная, тепловая, сканерная и гиперспектральная съемки. В результате обнаружено, что все трубопроводы прошли стадию обводнения с приростом заболачиваемости трассы на 60-80% относительно первоначального уровня. Обследование трасс показало, что на многих обводненных участках за время эксплуатации произошло разрушение и выпучивание утяжелителей и, как следствие, всплытие трубопроводов и изменение кривизны. Непроектный изгиб трубопроводов с выходом их на поверхность обнаруживался также на необводненных участках трасс, где проектом не предусматривалось утяжеления трубопроводов.

После многих лет эксплуатации существенно изменились ландшафтные и мерзлотно-геологические условия по трассе, состояние грунтов обратной засыпки (обваловка), возникли отклонения положения трубы от проектного.

В результате взаимодействия газопровода с многолетнемерзлыми породами активизируются или возникают новые негативные процессы, приводящие к его деформациям. К таким процессам относятся морозное пучение, термокарст, термоэрозия, морозное растрескивание и др. Наземные обследования неблагополучных участков, дешифрирование материалов аэрофотосъемки разных лет, геодезические измерения изгибов газопровода показывают, что наиболее распространенный и интенсивно протекающий процесс – выпучивание газопроводов. За короткий срок эксплуатации (5 - 7 лет) деформации за счет выпучивания достигают 1 м и более.

На 7 - 8 год эксплуатации трубопроводов на многих участках вода с трассы уходит, возвращается мерзлота, но более жесткая, чем до начала строительства. Возникает интенсивное пучение, при этом меры по охлаждению газа приводят к противоположному результату - происходит еще более интенсивное пучение. Сегодня на участке км 0 - км 193 газопровода Ямбург - Ныда имеется 600 участков с начавшимся морозным пучением, бугры пучения достигают 4,5 м высоты, максимальное искривление трубопровода - 2,8 м. При этом выпучивание продолжается, его практически остановить невозможно.

В талых грунтах (таликах) при минусовой среднегодовой температуре газа происходит многолетнее промерзание, сопровождающееся выпучиванием газопровода. При положительной среднегодовой, но отрицательной зимней температуре газа за счет сезонного промерзания газопровод приподнимается. Величина поднятия в отдельные годы может быть больше величины осадки в летний сезон, т.е. газопровод постепенно выталкивается из грунта.

Выпучивание газопровода, проложенного в вечномёрзлых грунтах, происходит, когда летняя температура транспортируемого газа положительная при отрицательной среднегодовой. В результате под газопроводом формируется ореол сезонного оттаивания, который в зимний период промерзает. В этом случае выпучивание газопровода может составлять 5 - 7 см в год.

В общем случае вертикальные деформации газопроводов являются следствием совместного действия двух процессов: выпучивания и всплытия, даже при наличии утяжелителей.

На одном из участков сплошной балластировки пригрузами началось пучение. Поднявшийся участок имел длину 40 м. В настоящее время его длина достигла 250 м, и число пригрузов увеличилось с 20 до 170. Газопровод изменил свое положение и поднялся на высоту 1,7 м.

На вершине одного из бугров пучения начали трескаться пригрузы. Геолокация показала, что выросло ледяное ядро в диаметре около 6 м. Это типичный участок, каких на газопроводе Ямбург - Ныда порядка 600.

Мониторинг межпромысловых коллекторов ГКМ Ямбургское и головного участка газопроводов позволил установить закономерности изменения мерзлотно-геологических условий залегания трубопровода, закономерности теплового и механического взаимодействия трубопровода с окружающим грунтом. На этой базе, с использованием конкретных данных по полуострову, с известной долей вероятности можно прогнозировать поведение газопроводов в мерзлотно-грунтовых условиях Ямала.

На Ямале наиболее жесткие геокриологические условия и худшие грунтовые условия из всех освоенных северных газоконденсатных месторождений. При его освоении это приведет к очень сложной ситуации с состоянием подземных и наземных трубопроводов, к необходимости непрерывного ремонта. Поэтому, когда сравниваются и оцениваются морские и наземные варианты прокладки, следует оперировать приведенными затратами, а не капиталовложениями. Фактически в течение ряда лет подземный и наземный газопроводы нужно будет ремонтировать, устранять аварийные ситуации.

Выход на Ямал не обеспечен глубоким изучением взаимодействия трубопровода с конкретными вечномерзлыми грунтами. По мнению Н.Н. Хренова, трасса газопровода и створ перехода через Байдарацкую губу выбраны неудачно. Консультации в ПНИИСе показали, что в этом районе встречаются пластовые льды толщиной до 12 м, в лайде - засоленная вода, креопеги - с температурой застывания -8^оС.

Можно прогнозировать большие проблемы с газопроводами по выбранной трассе Бованенково – переход через Байдарацкую губу. Участки трассы на протяжении 40 км заводнены, водонасыщенность грунтов достигает 80%.

Трасса много раз пересекает зоны низкотемпературной мерзлоты с жильными и пластовыми льдами, много рек, других водотоков, текущих в Карское море. Никто не даст гарантии надежной работы газопроводов на участке от ГКМ Бованенковское до Байдарацкой губы. Об этом свидетельствует опыт строительства железной дороги Обская – Бованенково. Мониторинг ее сооружения показывает растепление трассы, массовые разрушения обвалования. Фильтрация воды идет через 8-метровую насыпь, что приводит к ее быстрому разрушению (скорость разрушения 2-3 года). Потребовалось поставить множество дополнительных термосвай. В течение уже 10 лет идут повторные отсыпки насыпи, устойчивость которой не обеспечивает даже гранитная щебенка. Выбор между сухопутной и морской трассой на основании технико-экономического анализа сделан в пользу морского варианта. Вариант прокладки газопроводов по территории Ямала будет в 1,5-2 раза дороже морского.

Президент Российского союза нефтегазостроителей проф. Ю.П. Баталин предложил концепцию освоения газовых месторождений полуострова Ямал, отличную от принятых проектных решений и намечаемой транспортной схемы поставки труб, материалов, конструкций.

Обустройство месторождений

По оценке проектировщиков, территория месторождений сильно обводнена. В последнее время обводненность увеличивается и уже достигла 90%.

Учитывая общее потепление климата и ожидаемую осадку территории месторождения в процессе его разработки (территория Уренгойского месторождения осела на 1 м), следует ожидать, что через короткое время вся его территория может оказаться под слоем воды. Предлагается в контуре месторождения сооружать только кусты скважин с увеличением в них числа скважин за счет горизонтального бурения. Площадку кустов отсыпать на значительную высоту и создать систему постоянного охлаждения грунта подсыпки до отрицательной температуры.

Шлейфы от скважин до УКПГ в последнее время сооружаются на хорошем техническом уровне (примером могут служить Заполярное и др. месторождения), что обеспечивает их надежную эксплуатацию. Так как шлейфы прокладываются зимой, то не происходит отрицательного воздействия на окружающую среду. В отличие от других регионов, здесь в связи с прогнозируемым обводнением опоры под шлейфы должны быть достаточно высокими, и необходимо создавать систему охлаждения грунта вокруг них.

УКПГ, производственные базы и другие объекты необходимо сооружать за контурами месторождения.

УКПГ Бованенковского месторождения целесообразно разместить между реками Мордыяха и Юндыяха. Геокриологические условия этой территории наиболее благоприятны для строительства.

Сооружение УКПГ необходимо осуществлять из крупнотоннажных блоков на плавучем основании. Опыт обустройства Ямбургского месторождения показал высокую эффективность таких проектных решений. Безусловно, в отличие от Ямбурга, для Ямала необходимо изготавливать плавучие основания морского класса, разрешаемые морским регистром для проводки в Карском море. Благодаря размещению УКПГ в междуречье вблизи от берега исключаются проблемы по транспортировке крупнотоннажных блоков по суше. От берега до УКПГ можно создать ледовую дорогу круглогодичного действия и транспортировать по ней блоки с использованием термосаней.

Производить укрупненные блоки целесообразно в Тюмени. Плавучие основания морского класса по приемлемой цене может изготовить Тюменский судостроительный завод, а технологическую, инженерную и строительную часть крупнотоннажных блоков - тюменские нефтегазостроители и монтажники. Опыт производства таких блоков, их транспортировки по воде и суше, монтажа на стройплощадке у них имеется. Особенно большой опыт ими получен при обустройстве Ямбурга. Участие тюменцев в строительстве УКПГ на п-ве. Ямал позволит создать непрерывный конвейер сооружения УКПГ из крупнотоннажных блоков. Ответственным за четкое функционирование всего конвейера должен единый координирующий центр.

Строительство магистральных газопроводов

По существующему сегодня решению, магистральные газопроводы от Бованенковского, Харасавэйского и Крузенштерновского месторождений намечается проложить через Байдарацкую губу. Такая трасса будут пересекать многочисленные водотоки. При прокладке газопроводов подземно или наземно неминуемо произойдет деградация прилегающих к ним участков территории, что приведет к значительному снижению надежности эксплуатации газовых магистралей и большим затратам на ремонтно- восстановительные работы. Единственно правильным решением, дающим возможность обеспечить высокую надежность эксплуатации газопроводов и недопускающим при этом отрицательного влияния на экологию непосредственно по полуострову, является строительство газопроводов надземно на мощных опорах, но в этом случае его стоимость возрастет в несколько раз по сравнению со стоимостью подземного или наземного вариантов. Стоимость сооружения 1 км нефтепровода на Аляске, проложенного на опорах, оценивается специалистами Минэкономразвития в 22 млн. долл.

Еще сложнее проложить газопровод через Байдарацкую губу. В связи со сложной ледовой обстановкой в этой зоне его придется укладывать на большую глубину, что очень сложно и дорого из-за мелкодисперсных плывунных грунтов.

С учетом изложенных факторов предлагается магистральный газопровод от УКПГ Бованенковского месторождения прокладывать по дну мелководного Карского моря западнее Байдарацкой губы. Обетонированные трубы при этом целесообразно укладывать непосредственно на дно моря без заглубления. Заглубление газопровода производить только на урезах при входе и выходе из моря. Участок от УКПГ до берега прокладывать наземно с обваловкой, укпрепляемой щебнем. Охлаждения газа от УКПГ до КС не производить, чтобы предотвратить растепление мерзлоты необходимо под газопроводом создать надежную теплозащиту.

УКПГ Харасавэйского и Крузенштерновского месторождений сооружать на берегу моря, и газопроводы от них также прокладывать по дну Карского моря. Выход морских газопроводов на материковую сушу предусмотреть на участке восточнее устья реки Кара.

Стоимость морской прокладки газопроводов, обеспечивающей их надежную эксплуатацию, по оценке РОССНГС, будет значительно ниже стоимости газопроводов, прокладываемых по территории Ямала. На участок восточнее устья реки Кара в дальнейшем целесообразно выводить газопроводы от месторождений шельфа Карского моря (Ленинградское, Русановское и др.).

Транспортная схема доставки труб, конструкций и материалов для освоения месторождений п-ва Ямал

Предлагается основную массу материалов на п-в Ямал доставлять по следующей схеме: железной дорогой до станции Хальмер-Ю, затем автодорогой до берега восточнее устья реки Кара, в этом районе организовать накопительно-перевалочную базу и затем с этой базы основную часть грузов транспортировать зимой по льду Карского моря на полуостров главным образом на накопительную базу между реками Мордыяха и Юндыяха. Так как основные строительные работы на Ямале будут осуществляться зимой и доставка грузов по льду также зимой, у строителей и заказчиков не будет возникать крупных проблем с оборотными средствами для транспортных операций, как это обычно происходит при доставке материалов водой в короткий период навигации. Конечно, поставку грузов необходимо производить и летом, баржами. Безусловно, потребуется построить автомобильную дорогу с твердым покрытием от станции Хальмер-Ю до побережья. В дальнейшем, в зависимости от масштабов добычи газа, нефти и конденсата на
п-ве Ямал и шельфе Карского моря, может отказаться целесообразным построить к побережью и железную дорогу.

Создание плацдарма для освоения нефтегазоконденсатных месторождений
п-ва Ямал и шельфа Карского моря

Основной плацдарм для освоения нефтегазоконденсатных месторождений Ямала и шельфа Карского моря целесообразно создать на берегу Карского моря восточнее устья реки Кара.

Прибрежная зона в этом районе благоприятна для осуществления производственно-хозяйственной деятельности на протяжении 15-18 км. Глубина моря вблизи берега составляет 16-18 м. Недалеко от побережья начинаются отроги Уральских гор. В прибрежной полосе целесообразно создать крупную накопительную перевалочную базу материально-технических грузов и причальные сооружения, что позволит практически круглогодично поставлять грузы на п-в Ямал: летом баржами, а зимой автотранспортом по льду. Необходимо построить карьеры по добыче камня и производству щебня с последующей их поставкой на полуостров.

Этот район наиболее благоприятен для выхода морских трубопроводов от месторождений, располагаемых и на Ямале, и на шельфе Карского моря. Здесь же целесообразно построить компрессорные станции. По нашему мнению, этот район вполне подходит для размещения крупных мощностей по производству сжиженного газа и по производству из газа моторных топлив. Здесь же можно было расположить центр управления промыслами. Предполагается вблизи промысловых объектов, расположенных на полуострове, разместить небольшие вахтовые поселки и аварийно-ремонтные базы. Напрашивается решение и о строительстве в прибрежной зоне поселка для работников промыслов и газотранспортных систем.

Представленная концепция освоения газоконденсатных месторождений п-ва Ямал позволит значительно снизить затраты на их освоение, существенно повысит надежность эксплуатации и промысловых, и газотранспортных систем, практически исключит отрицательное воздействие на окружающую среду полуострова.

Предлагается от имени Проблемного научно-технического совета РОССНГС и НТС ОАО «Стройтрансгаз» обратиться к руководству Газпрома с просьбой поручить провести технико-экономическую экспертизу высказанных предложений и принять после этого соответствующие решения.

По мнению специалистов, если предложенный вариант будет принят, то первый газ с Бованенковского месторождения, с учетом проведения дополнительных изысканий и изменения проектных решений, может быть получен в первом полугодии 2009 г.


***

ОАО «Сибкомплектмонтаж» в содружестве с ОАО «Гипротюменнефтегазом», Тюменским судостроительным заводом, НИПИКБС, СибНИПИгазстрой и другими организациями выполнил ряд разработок по крупноблочному сооружению объектов обустройства газоконденсатных месторождений Ямала, и в первую очередь Баваненковского ГКМ.

Многолетняя успешная высокоэффективная практика возведения на месторождениях Крайнего Севера Западной Сибири объектов из крупных строительно-технологических блоков (суперблоков) плавуче-передвижного варианта, изготавливаемых на специализированных предприятиях, подтвердила преимущества такого метода строительства.

Самой природой, географией Западной Сибири предопределены благоприятные условия для изготовления крупных строительно-технологических блоков на юге региона в Тюмени и доставки их по разветвленным водным путям на северные газоконденсатные и нефтяные месторождения.

Крупные строительно-технологические блоки плавуче-передвижного исполнения – суперблоки – позволили решить сложные технические проблемы и обеспечили: бескрановые перегрузки, выгрузку из воды без уникальных причалов на необорудованные берега, транспортировку по суше без дорог и мостов. Жесткое понтонное основание обеспечивает равномерное распределение нагрузок по сваям и создает единую жесткую свайно-ростверковую систему, т. е. практически выполняет роль мощного ростверка. Достаточно привести пример обустройства такого газового гиганта, как Ямбургское месторождение, где применено 230 блок-понтонов средней массой 233 т, максимальной - 433 т. Из них сооружены все основные производственные объекты УКПГ, эксплуатирующиеся с сентября 1986 г. Блок-понтоны позволили доставить объекты на площадку строительства в 90-95%-й готовности, т.е. в несколько раз сократить там число строителей. УКПГ вводились за 7 - 9 мес. при нормативных сроках СНиП 1.04.03-85 - 38 мес. Всего за 5 лет благодаря блочности на месторождении были созданы мощности по добыче 200 млрд. м³ газа в год.

В докладе главного инженера ОАО «Сибкомплектмонтаж» Ш.Г.Тукаева отмечалось, что успех крупноблочного строительства объектов газоконденсатных месторождений Ямала во многом зависит от решения доставки суперблоков к месту установки на объектах.

В рамках целевой комплексной программы «Ямал» в 1986 - 1990 гг. а также при составлении ТЭО на обустройство Бованенковского и Харасавэйского месторождений проводилась разработка средств магистральной доставки суперблоков по воде на накопительную площадку и с нее по суше к месту монтажа.

Участниками этих разработок были НИПИКБС, СибНИПИгазстрой, Сибкомплектмонтаж, Горьковский институт инженеров водного транспорта (ГИИВТ), Южниигипрогаз, Гипротюменнефтегаз и другие организации.

При транспортировке по воде предусматривался комплекс технических плавсредств многоразового использования для доставки суперблоков массой 1300 т. НИПИКБС было разработано, а Сибкомплектмонтажом испытано устройство для спуска суперблока с баржи на воду. Это устройство оказалось сложным и ненадежным. Более просто и эффективно блок-понтоны сдвигались с баржи не на воду, а сразу на берег (спецпричал) по способу, предложенному ГИИВТ.

Сибкомплектмонтажом была освоена перевозка суперблоков для Ямбургского ГКМ на баржах с погрузкой на причале Тобольского НХК, оборудованного козловым краном грузоподъемностью 320 т. Грузоподъемность крана ограничивала массу перевозимых блоков до 300 т. При перевозке суперблоков на баржах потребовалось увеличивать размер пролетов под мостами на 1,5 – 2,0 м. Из-за необходимости буксировать из Тюмени блоки вплавь в их конструкции понтон был сохранен.

На баржах в район Ямбурга было перевезено 30 из 230 шт блок-понтонов.

Было опробовано применение устройств на воздушной подушке (УВП) при транспортировке блоков и суперблоков с использованием опыта перевозки буровых установок на несамоходных платформах на воздушной подушке. Впервые с применением УВП была доставлена из Сургута на Лянторское нефтяное месторождение дожимная насосная станция (ДНСБ), выполненная в суперблоке массой 430 т. ДНСБ с применением УВП-400 была отбуксирована мелкосидящим катером на расстояние 96 км по несудоходной реке Пим в половодье к пос. Лянтор. УВП уменьшило осадку ДНСБ при буксировке по мелководной реке.

Исследования, расчеты и испытания показали, что блок-понтоны слишком тяжелы для перевозки с применением устройства на воздушной подушке. Рабочее давление воздуха в УВП не должно превышать 500 кг/м² , при этом потери воздуха по периметру гибкого ограждения весьма велики, что требует мощных нагнетающих воздух вентиляторов. Добавляется масса дизельного топлива, дополнительных конструкций для навески ограждения. Даже для блоков массой 300 - 350 т применение УВП оказалось неэффективным.

Кроме возможности сухопутной транспортировки блоков по зимникам, Сибкомплектмонтаж вел поиски решений по их доставке в летнее время.

Примером успешного применения крупноблочного метода строительства и транспорта блоков в летнее время явилось освоение Мыльджинского ГКМ в Томской области.

Расстояние от причала до монтажной площадки составляло 29 км. Была подготовлена для перемещения блок-понтонов гравийно-песчанная дорога: отсыпаны требуемые радиусы примыкания и карманы для разъездов встречной техники. Транспортная операция обеспечила доставку 19 суперблоков.

Для наземной доставки блок-понтонов ЗАО «СКБ «Газстроймашина» был разработан и изготовлен опытный образец гусеничного транспортного средства ТС-2701. За базовый элемент ТС-2701 приняты гусеничные тяжеловозы ТГП-70, применяемые вышкомонтажными предприятиями для перевозки буровых установок. При расчетной грузоподъемности 270 т обеспечивается самопогрузка, транспортировка по автодороге с шириной проезжей части 6 м и установка блок-понтона на подготовленный фундамент.

С применением ТС-2701 в 2002 г. была осуществлена перевозка пяти суперблоков по дорогам на расстояние 10 км при обустройстве Приобского нефтяного месторождения.

Среди проведенных экспериментов следует упомянуть единственный опыт использования пневмокатков КП-300 с регулируемым давлением при спуске блока на воду с необорудованного берега в Тюмени. Этим же методом при отсутствии снежного покрова на Лянторском нефтяном месторождении на расстояние 5 км были доставлены два блока котельной. Из-за дефицита резинотехники, невысокой скорости и длительного перемещения этот метод широкого развития не получил.

В ОАО «Сибкомплектмонтаж» с 1985 г. велись работы по созданию устройств с нагревательными полозьями для транспортировки по зимнику суперблоков и других тяжеловесных грузов массой до 300 т и 600 т (ТС-300 и ТС-600). Экспериментальный образец термосаней был изготовлен и испытан в районе Тюмени. На термосанях в пределах 57 км были доставлены два суперблока массой по 220 т на УКПГ-1 Ямбургского ГКМ. При этом необходимое число тягачей сократилось в 2 раза.

Термосани представляют собой прицеп с нагреваемыми полозьями, что гарантирует низкий коэффициент трения при страгивании с места и обеспечивает лучшее скольжение по снежно-ледовой поверхности.

В 1987 г. был изготовлен новый экспериментальный образец термосаней ТС-600, прошедший испытания на Ямбурге.

Изучение возможностей сухопутной транспортировки суперблоков на полуострове Ямал (возможные трассы, рельеф местности, состояние снежного покрова и т.п.) позволило отдать предпочтение транспортировке с использованием термосаней и тягачей. В качестве гусеничных тягачей достаточную надежность показали бульдозеры (трубоукладчики) «Комацу Д-355» и «Катерпиллар Д – 455».

Разработанные в ПСМО «Сибкомплектмонтаж» модификации термосаней были испытаны на временной площадке сборки суперблоков в г Тюмени и при транспортировке суперблоков на Ямбургском ГКМ.

Расстояния транспортировки в пределах 150-200 км по зимнику в условиях Ямала для блок-понтонов массой до 350 т, по мнению Ш.Г. Тукаева, - решаемая техническая задача.

Предполагаемые объемы потребности блок-понтонов для обустройства месторождений полуострова Ямал, оценка возможностей применения способов и транспортных средств по состоянию на сегодня дают основание отдать предпочтение перемещению суперблоков на усовершенствованных термосанях с помощью тяговых средств по подготовленной трассе-зимнику, снежно-ледовой дороге.

Сибкомплектмонтаж имеет большой опыт строительства объектов с использованием блок-понтонов. Начиная с 1978 г., объединение построило около 300 блок-понтонов. Для успешной кооперации привлекались субподрядчики, включая Тюменский судостроительный завод с его квалифицированными судосборщиками и сварщиками, эффективным оборудованием. В 1985 г. Сибкомплектмонтаж на берегу р. Тура оборудовал и оснастил временное предприятие с большим числом сборочных площадок со спусковыми устройствами и в том же году изготовил и доставил 23 блок-понтона на Ямбург. В 1988 г. под Тюменью в д. Копытово начала действовать современная мощная верфь, где блок-понтоны полностью собираются в закрытом теплом эллинге с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т. Имеются достроечные стапеля, механизированный слип, который позволяет при необходимости и поднимать суда из воды. В Тюмени создана крупная современная база для изготовления блок-понтонов, способная обеспечить потребности обустройства месторождений Ямала.

Главный конструктор проекта ОАО «Гипротюменнефтегаз» С.К.Стрекопытов посвятил свое выступление совершенствованию крупных строительно-технологических блоков плавуче-передвижного варианта (суперблоков).

Блок-понтон состоит из понтона, надстройки и оборудования, включая трубопроводы, кабельные сети, другие коммуникации. Надстройка располагается на палубе понтона, образуя закрытое помещение. Если применено оборудование, эксплуатирующееся на открытом воздухе, то блок-понтон проектируется без надстройки с особым подходом к конструкции и расчетам по остойчивости и непотопляемости.

Понтон является несущей плавучей конструкцией и предназначен для размещения на нем надстройки и оборудования, служит транспортным средством для доставки блок-понтона по воде к месту строительства, а также и по суше с использованием снежно-ледовых дорог или специальных тяжеловозов, обеспечивает бескрановую погрузку или выгрузку из воды. При эксплуатации объекта понтон служит основной частью фундамента, опираясь на свайное основание или непосредственно на грунт, а также, при необходимости, продуваемым техническим подпольем. В отсеках понтона под палубой прокладываются трубопроводы, не боящиеся низких температур либо с теплоспутниками, электрокабели в защитных трубах, устанавливается оборудование, не требующее постоянного обслуживания.

Плоская прямоугольная палуба понтонов рациональна по форме и размерам для размещения на ней надстройки. На понтонах длиной 19,5 м длина надстройки равна 18,5 м. За вычетом толщины стен внутренний размер надстройки по длине обеспечивает при стыковке понтонов бортами образование здания со стандартной шириной пролета 18 м. Аналогично, понтоны длиной 25,5 м образуют при стыковке бортами здание с шириной пролета 24 м.

Число блок-понтонов, стыкуемых в единое здание бортами или торцами, не ограничивается, что позволяет создавать здания любой требуемой длины с пролетами шириной 10, 12, 18 и 24 м. На ямбургской УКПГ-1В из блок-понтонов сооружены и эксплуатируются технологические корпуса шириной пролета 18 м и длиной до 205 м (здание из 15 блок-понтонов), насыщенные мощным тяжеловесным оборудованием, трубопроводами больших диаметров и высокого давления.

Буксировка по воде часто выполняется составами из 4 - 5 блок-понтонов, счаленных иногда «пыжом» (бортами). Борт понтона, воспринимающий удары, достаточно прочен, усилен привальными брусьями с защитой кранцами из автопокрышек.

При стыковке в единое здание стены надстроек смежных блоков, благодаря отстоянию от бортов, образуют промежуток шириной около 1,5 м, который упрощает соединение пересекающих стык трубопроводов, подкрановых путей, воздуховодов и других коммуникаций, компенсируя погрешности их монтажа. Прочность понтона рассчитана на наиболее тяжелые условия транспортировки блока по снежно-ледовым дорогам. Буксировка по воде создает значительно меньшие нагрузки.

Корпус понтона представляет собой эффективную, с точки зрения сопромата, коробчатую конструкцию в сочетании с внутренней пространственной решеткой, образуемой набором жесткостей, которые характерны в судостроении, по продольной системе набора.

На расстояниях 4500 мм от носа и от кормы предусмотрены поперечные водонепроницаемые переборки, которые отсекают объемы форпика и ахтерпика. По правилам Регистра блок-понтон сохраняет нормативную плавучесть и остойчивость при аварийном затоплении форпика или ахтерпика.

Особенностью конструкции корпуса понтона является значительно возросшая жесткость и прочность днища за счет увеличенных толщин обшивки, применения коробчатых кильсонов (продольные сварные балки по днищу) внутри понтона, а также наружных дополнительных конструкций, названных стабилизаторами движения. При водной буксировке стабилизаторы хорошо удерживают блок от отклонений от курса и уменьшают бортовую качку вдвое по сравнению с гладкоднищевым судном.

Размещение различного оборудования в надстройке или на открытой палубе производится без серьезных отличий от размещения его в объектах традиционного исполнения. Главная цель размещения - выполнить требования удобной эксплуатации, исключить большую неуравновешенность блока на воде и уменьшить высоту центра масс. Неуравновешенность может выравниваться с помощью балласта.

Большая масса понтона, его высокая жесткость и прочность, как общая, так и местная, способствуют предотвращению вибрации. Это подтвердилось практикой - на ямбургских УКПГ, на других подобных объектах, эксплуатируются без вибрации сотни единиц мощного оборудования.

На УППГ-2В Ямбургского месторождения были доставлены по зимнику на расстояние 130 км 10 блок-понтонов, один из которых имел массу 433 т. Благодаря бережной буксировке блоки прибыли практически без повреждений. На основании полученного опыта можно сделать вывод о приемлемых расстояниях буксировки по зимнику, по снежно-ледовым дорогам - до 200-250 км, т.е. можно развозить блоки от побережья Обско-Тазовской губы ко всем предстоящим площадкам строительства. Это позволит, выгрузив блоки на восточном берегу полуострова Ямал в районе Сё-Яхи и Сабетты, пересечь весь полуостров, доставлять блоки на Бованенково и даже на Харасавэй. Главарктикнефтегазстрой в 1995 г. перевез по этому маршруту до Бованенковского месторождения три блок-понтона массой 200 т каждый.

Для высокоэффективного применения крупноблочного метода в обустройстве газонефтеконденсатных месторождений Ямало-Ненецкого автономного округа есть все предпосылки: богатый опыт, накопленный в проектно-конструкторских работах, строительстве, транспортировке и эксплуатации нескольких сотен блок-понтонов массой до 450 т. Имеются отработанная техническая документация комплекта базовых понтонов и современные хорошо оснащенные и мощные предприятия в Тюмени.

В докладе первого заместителя главного конструктора Тюменского судостроительного завода В.П.Тяпина отмечалось, что ЗАО «ПП «ТСЗ» обладает значительным многопрофильным промышленным потенциалом для строительства плавучих средств (самоходные и несамоходные суда) грузоподъемностью до 2500 т различного класса и назначения, а также для изготовления изделий машиностроения (агрегаты подъемные для ремонта скважин, исследовательские лаборатории для нефтегазодобывающих предприятий, шлюпочные лебедки).

Многолетний опыт сооружения плавучих средств различного класса и назначения, а также многопрофильность технологического оборудования позволили предприятию выступить подрядчиком в строительстве понтонных конструкций суперблоков и нескольких суперблоков со 100%-й готовностью.

В 1997 - 2001гг. Тюменским судостроительным заводом для ОАО «Сибкомплектмонтаж» были построены 24 понтона с технической готовностью 100%, три суперблока установки деэтанизации и стабилизации конденсата (УДСК).

Технологическое оборудование и оснащение предприятия ЗАО «ПП «ТСЗ» позволило в 1997 – 2001 гг. применить такую принципиальную технологическую схему, при которой сроки строительства понтонов стали минимальными. Период сооружения понтона составил 2 - 2,5 мес от начала обработки металла до 100%-й технической готовности.

Принципиальная технологическая схема предусматривает: формирование корпусов понтонов в эллинге на стапеле поточно-позиционным методом с выполнением на каждой позиции закрепленного объема работ, обеспечивающего ритм производства в 7 – 10 дней, транспортировку корпусов понтонов на последующие построечные позиции мостовыми кранами грузоподъемностью 50 т.

На финишной позиции стапеля корпус понтона испытывается воздухом на непроницаемость и предварительно грунтуется под изоляцию.

Изложенная принципиальная технология строительства конструкций понтонной части суперблоков предпочтительна в весенне-летний период (до ледостава на реке), а в осенне-зимний период изготавливать суперблоки целесообразно совместно с ОАО «Сибкомплектмонтаж» на территории ЗАО «ПП «ТСЗ».

Председатель правления ЗАО ПП «Тюменский судостроительный завод» М.Н.Метельский отметил, что есть конструктивно-технологическое решение по усилению конструкции выпускаемых понтонов, что делает их пригодными для транспортировки суперблоков в морской акватории, при этом удорожание будет незначительным. Тюменский судостроительный завод совместно с Сибкомплектмонтажом может выпускать до 50 суперблоков в год.

Главный менеджер по инвестициям ОАО «Газавтоматика», д-р.экон.наук, проф. В.Я. Возняк в своем выступлении сказал, что альтернативы комплектно-блочному методу сооружения газопромысловых объектов нет, а также напомнил, что вместе с И.С. Никоненко опубликовал материалы в поддержку этого метода строительства и обустройство Ямала. Другого более прогрессивного подхода и метода пока не придумали. Американцы тоже в той или иной мере используют комплектно-блочный метод при освоении северных месторождений. Месторождения новой арктической провинции могут осваиваться только суперблоками, с мелкими блоками, тем более с россыпью строительных конструкций, там делать нечего.

Почему бы не сделать нормальную транспортную схему и начинать с причальных сооружений, отсыпки дорог, тогда бы можно было вопросы транспорта частично решить.

Никаких городов, стационарных поселков на Ямале строить не нужно, необходимо реализовать вахтовый метод.

Правление Газпрома 14 января 2002 г. приняло решение, в котором Ямал объявлен стратегическим регионом по добыче газа. Прошло 3 года, и строительным организациям – РОССНГС совместно со Стройтрансгазом – пора выйти в Газпром с предложением привлечь нефтегазостроителей к разработке программ освоения Ямала и их реализации, с учетом их опыта по сооружению газовых объектов с использованием крупнотоннажных блоков и наличия у них материально-технической базы по блочному строительству.

Для блочно-комплектных установок необходимо создать специальное оборудование, надо привлечь к этому машиностроителей. Нужно автоматизировать промысловые установки, транспортные сооружения. Газавтоматика согласна принимать участие в этих работах на любом уровне. У нее есть разработки, которые позволяют полностью автоматизировать промысел.

Представитель президента ОАО «Стройтрансгаз» по Тюменской области И.А.Шаповалов

В последнее время в печати появились статьи, в которых ставится под сомнение целесообразность освоения Ямала с использованием крупных блок-понтонов, суперблоков. Авторы этих выступлений получили достойный отпор от ведущих специалистов: А.Г. Ананенкова, И.С.Никоненко, А.Д.Седых, а губернатор ЯНАО Ю.В.Неелов заявил, что в округе будут обустраивать месторождения только с использованием крупных блоков. Сегодня полностью сохранены кадры для проектирования, производственные мощности в Сибкомплектмонтаже, на заводе блочно-комплектных устройств, на Тюменском судостроительном заводе.

При освоении Ямбургское вводилось по одной установке в год с 30 - 34 суперблоками. Четыре существующие в Тюмени организации, занимающиеся изготовлением блоков, могу покрыть все потребности Ямальского проекта. Существует два варианта транспортной схемы - с использованием западного и восточного берегов полуострова. Не надо отвергать схему с использованием восточного берега. Многое, ведь, будет определяться экономикой.

Следует отметить эффективность обустройства месторождений с применением блок-понтонов. Металлоемкость всего комплекса на Ямбурге в 2 раза ниже, чем в Уренгое, а энергоемкость меньше на 44%. Окупаемость Уренгоя составила 8 лет, окупаемость Ямбурга - 5,4 года.

На Ямале должен быть единый заказчик и единый генподрядчик.

Консультант ОАО «Автогаз» канд. техн. наук А.Д.Седых.

Во многом приходится с новых позиций рассматривать те решения, в которых принимал непосредственное участие. Программу освоения Ямала мы готовим уже 20 лет. По постановлениям Совета Министров СССР с ямальских месторождений уже в 1990 г. должны были отбирать 15 млрд. м³ газа, а в 1991 г. - 30-45 млрд. м³ Ситуация меняется, появляется новая информация, ведется пересмотр некоторых технических решений в целях их усовершенствования и снижения затрат. Сейчас из запасов газа в 28 трлн. м³ , которыми располагает Газпром, рентабельные при существующем уровне развития техники и технологии – 8 - 9 трлн. м³. Нужно усиленно искать решения, которые сделали бы доступными те запасы, которые сейчас не являются рентабельными. По расчетам, освоение ямальских месторождений тоже выходит за пределы рентабельности, поэтому нужны новые подходы. Без крупных блоков невозможно осваивать месторождения, но рассматривать этот вопрос необходимо в рамках освоения всех месторождений Ямала, а не только Бованенковского ГКМ.

Общая мощность добычи газа на полуострове с учетом шельфа, видимо, в будущем будет составлять порядка 250-260 млрд. м³ газа.

Блочное строительство нельзя рассматривать односторонне. Оно должно исходить из технологичности УКПГ, а технология УКПГ должна быть привязана к блочному строительству - это и есть совместный поиск оптимального решения. По опыту освоения Надым-Пуртазовского региона, затраты по освоению месторождений составляют 15-20% общих затрат, остальное - обеспечение транспорта газа. Мы должны решить вопрос минимизации затрат на строительство транспортной схемы. Освоение Ямала, создание новой газоносной провинции надо начинать со схемы транспортного обеспечения, которая должна строиться с учетом не только обустройства месторождений, но и обеспечения последующего строительства магистральных газопроводов. В сообщении Н.Н. Хренова подняты вопросы, к которым нужно отнестись более внимательно при выборе трасс газопроводов. Можно было бы в проект решения включить пункт о необходимости более детального, всестороннего изучения этих вопросов с участием и заказчика – Газпрома, и будущего генподрядчика, которым, по моему мнению, должен стать Стройтрансгаз.

Главный инженер ОАО «Южниигипрогаз» В.В. Коломийцев, имея большой опыт работы на Ямале, убежден, что строительство там должно быть индустриальным, блочно-комплектным. Кроме сложных природно-климатических условий полуострова, где собрать большое число рабочих невозможно и сложен транспорт, существуют и другие проблемы, которые до настоящего времени не решаются. По-новому прозвучало выступление Н.Н Хренова по поводу строительства газопроводов на территории Ямала и вывод о необходимости идти на морской вариант. И это несмотря на то, что уже выполнено обоснование инвестиций по Ямальскому проекту, в котором рассмотрены все варианты как добычи, так и транспорта газа. Вот ряд вариантов транспорта газа: сухопутный, морской в обход и через Байдарацкую губу в нескольких направлениях. Выбран оптимальный с точки зрения технико-экономических расчетов вариант. Может быть, с точки зрения экологии и условий Ямала он не самый эффективный, но это вопрос обязательного изучения будущего поведения газопроводов. Мы должны знать, чего ожидать. Проектом намечено газ транспортировать при отрицательных температурах, чтобы протаивание было минимальным. Определено, кому строить, поставлять блок-понтоны или блочно-комплектное оборудование. Работа будет и Тюмени, и Северодвинску. Институт прорабатывал различные схемы завоза грузов. Количество необходимых грузов – колоссальное - на уровне 26 млн. т, и все это надо завезти в короткое время. Специальные институты работали над транспортной схемой завоза грузов. Серьезно проблемами Ямала занимается ВНИИгаз. Может быть, научный руководитель обратит внимание, на то, что ускользнуло от проектировщиков.

Это заседание научно-технических советов очень полезное, так как здесь по-новому зазвучали вопросы, которым мы при проектировании мало уделяли внимание.

В проекте решения следует отметить необходимость более детального изучения условий прокладки трубопроводов по Ямалу с привлечением специалистов; обратить внимание на выбор блок-понтонного и блочно-комплектного оборудования, потому что уже сейчас необходимо работать в этом направлении. Ведь год нужен на проект, на утверждение - 2-3 года плюс на рабочие чертежи - 2 года, а это уже 2010 г.

Заместитель начальника Управления строительного инжиниринга ОАО «Стройтрансгаз» канд. техн. наук В.И.Хоменко говорил о том, что технические и общие подходы, которые будут заложены в проект освоения газовых месторождений Ямала, должны обеспечить оптимальное решение по обустройству промыслов и созданию транспортной схемы газа с полуострова Ямал.

Наибольшие затраты капиталовложений идут на транспорт газа, меньшие - на добычу газа. Поэтому основное внимание нужно уделить разработке схемы направлений транспорта газа со всех ямальских месторождений, в комплексе. Использование комплектно-блочных методов обустройства месторождений является правильным подходом и нужно говорить о том, как выбрать конструкцию суперблоков, чтобы более эффективно их использовать, определить схему их доставки, которая будет влиять на конструктивные особенности блочно-комплектных устройств. Создание этих устройств для прохождения только по рекам - это более дешевый вариант по сравнению с проходом через морскую акваторию. Следует четко определиться по какому пути идти, но то, что блочно-комплектный подход должен быть использован, сомнений нет.

Наиболее целесообразная трасса газопроводов с месторождений – вопрос не до конца решенный. Схема, предлагаемая сегодня - это 75-километровый сухопутный участок Ямала, а затем подводный через Байдарацкую губу. Экономика не в полной мере может отразить технические решения, которые потребуются для этого варианта. Проектом заложен подземный вариант прокладки газопровода, но он может оказаться неприемлемым по многим причинам. Так, на многих участках неизбежно выпучивание газопроводов, что потребует специальных мероприятий. А это уже другие затраты. С другой стороны, строители знают, как трудно работать на вечной мерзлоте, какая нужна мощная техника, какие технологии, поэтому, по их мнению, решить эту проблему по предложенному проекту едва ли можно в один зимний сезон.

Необходимо вернуться к рассмотрению вопроса по изменению трассы газопровода. Считаю, надо уменьшить сухопутный участок трассы, увеличить ее морскую часть, где температурные режимы более стабильны, и, следовательно, трубопровод будет более надежно эксплуатироваться в этих условиях. Есть предложение Стройтрансгаза по увеличению морской части газопровода. Необходимо более внимательнее вместе с заказчиком подойти к рассмотрению этого вопроса. Было бы целесообразно создать рабочую группу из проектировщиков, представителей заказчика и строителей для оценки положительных и отрицательных моментов того или иного варианта и совместного принятия окончательного решения.

Главный научный консультант РОССНГС д-р техн. наук, проф. О.М. Иванцов Некоторые из присутствующих могли бы задать вопрос - а не смущает ли участники настоящей сессии, что в век хай-тек, нанотехнологий на проблемном совете рассматривается проект, в котором фигурирует транспортная технология, использовавшаяся еще в древние времена «хождения из варяг в греки» с перетаскиванием судов волоком из реки в реку? Нет, не смущает. В древности было много мудрого. Но предлагаемая технология, это совсем другое техническое решение. В стране, большая часть территории которой представлена постоянномерзлыми грунтами, есть и обязательно будут технологии, связанные с использованием естественных природных возможностей, к которым относятся сооружения ледовых, снежно-ледовых дорог и способы перемещения по ним. Однако при непременном условии превращения этих дорог в инженерные сооружения, с устройством термосаней на суперблоках. Нагреваемые полозья позволят снизить коэффициент трения, улучшить скольжение, страгивание и уменьшить тяговое усилие. Проектные решения не предусматривают использование для месторождений Ямала блок-понтонов (суперблоков), и это несмотря на то, что многие северные месторождения нефти и газа Западной Сибири успешно осваивались с применением этого эффективного метода. С особой очевидностью преимущество метода подтвердило обустройство Ямбургского месторождения. Все это было убедительно показано в докладах. Очевидно, что технология использования блок-понтонов должна быть доработана с тем, чтобы появились понтоны морского регистра для обеспечения проводки суперблоков вокруг северной оконечности полуострова и доставки их к ближайшей от УКПГ точке побережья Карского моря.

Обсуждался возможный вариант изготовления крупных строительно-технологических блоков без понтонов и с плавучими основаниями на Северодвинском предприятии. Не вдаваясь в детали, отмечу, что для разгрузки беспонтонных блоков потребуется сооружение глубоководного канала в прибрежной полосе большой протяженностью и специальных причальных устройство на берегу. Выгрузка крупных блоков на плавучем основании (те же суперблоки) будет осуществляться в открытом море, что, как показала практика выгрузки блок-понтонов из сухогрузов, очень сложно и опасно. Тюменский вариант выглядит явно предпочтительнее.

Проблемами Ямала занимаются уже два десятка лет. Но углубление знаний об удивительно сложной природе полуострова, заставляет вновь и вновь возвращаться к принятым техническим и организационным решениям по освоению месторождений, к схеме строительства магистральных газопроводов от месторождений. И это закономерный процесс поиска оптимальных решений, в том числе и в свете меняющейся во времени конъюнктуры.

Итоги дискуссии подвел председатель сессии проф. Ю.П. Баталин.

Опыт освоения северных ГКМ Ямбургское и ГНКМ Заполярное, многолетняя эксплуатация газопроводных систем на постоянномерзлых грунтах, развитие в последние годы морского трубопроводостроения позволили по-иному посмотреть на освоение Ямала. Во-первых, требуется серьезный пересмотр самой концепции освоения полуострова, генеральной схемы освоения газоконденсатных месторождений и организации газотранспортной системы.

При создании промыслов надо ориентироваться на комплектно-блочный метод. Сегодня есть полное представление, что должно быть учтено из опыта эксплуатации блочных устройств, суперблоков, особенно по опыту Ямбурга. Крупные строительно-технологические блоки должны иметь оптимальные размеры и по массе не превышать 300-350 т, с учетом сложности транспортировки по рекам, морю и по суше и их стыковки на объекте. Одним из наших решений должно стать обращение к Газпрому о создании специальной группы специалистов по рассмотрению крупноблочного строительства с обязательным участием специалистов Стройтрансгаза, Сибкомплектмонтажа и других заинтересованных организаций. Следует ориентироваться на тюменские предприятия, которые освоили все технологические особенности создания и использования блоков: проектирование, конструирование и изготовление оборудования под блоки, транспорт по воде и земле, их монтаж и стыковку на месте. Обеспечить эффективность блочного строительства, надежность всего технологического процесса, высокое качество исполнения работ на финишном этапе сооружения объекта можно тогда, когда есть сквозной участник всех этих процессов. И этим сквозным участником был Сибкомплектмонтаж, бригады которого изготовливали блоки, транспортировали их по земле, осуществляли доводку блоков на объекте. Эффективность такой схема работы подтверждена самой жизнью. И если это принять во внимание, то предпочтение следует отдать тюменским предприятиям. При этом нужно создать координирующую структуру, которая обеспечит их взаимодействие и четкое функционирование всего строительного комплекса.

Более глобальный вопрос о самом месторождении, которое в настоящее время обводнено на 90%, причем обводнение будет возрастать в связи с потеплением климата и осадкой земли на месторождении в процессе его эксплуатации. В этой ситуации размещать ГП и другие объекты в контуре месторождений, по-видимому, не следует. Нужно внести предложение руководству Газпрома поручить его интеллектуальным центрам рассмотреть этот вопрос с тем, чтобы выйти за контуры месторождений с головными сооружениями ГП 1, 2, 3. А на месторождении оставить кусты скважин и шлейфы. Правильно заметил Н.Н.Хренов, что надо считать не только первичные вложения в сооружение, но и расходы на эксплуатацию. Если это учитывать, в конечном счете выиграет вариант с выносом головных сооружений ГП за контуры месторождений, к тому же этот вариант гарантирует более высокий уровень надежности.

От варианта прокладки газопроводов от месторождения до проектного перехода через Байдарацкую губу следует отказаться. Эта трасса характеризуется самыми сложными геокриологическими и геологическими условиями и пересекает огромное число водотоков. Даже при транспортировке охлажденного газа, мы будем иметь во много крат более сложные ситуации, чем те, которые встречались на Ямбурге. Более надежным здесь мог бы быть надземный способ прокладки на опорах, но это стоило бы в несколько раз дороже предусмотренного проектом варианта.

Для магистральных газопроводов предпочтителен морской вариант. Морские газопроводы со сплошным обетонированием будут многократно надежнее в эксплуатации, чем газопроводы, проложенные по территории полуострова.

С учетом соображений, высказанных участниками сессии НТС, необходимо выработать предложения для руководства Газпрома, просить сформировать концепцию освоения ямальских газовых месторождений и на ее основании принять основные технические решения и определить сроки начала обустройства месторождений. С учетом новых предложений потребуется провести дополнительные серьезные изыскания и исследования. На это уйдет 2-2,5 года, параллельно можно вести и проектные работы. В основной программе нужно определиться на каких этапах, какие работы могут вестись параллельно.

Если концептуальное решение принять в этом году и предусмотреть параллелизм в работах, создать координирующие структуры, куда будут включены проектные и научно-исследовательские организации, строители, эксплуатационники и транспортники, то можно в короткие сроки разработать программы и обеспечить ускорение обустройства месторождений. Если основные наши предложения будут приняты, то, по нашему глубокому убеждению, первый газ Бованенковского ГКМ будет подан в район Ухты в зимний период 2008/09г.Прошу всех участников сессии принять активное участие в подготовке решения, после утверждения которого будут сделаны предложения Газпрому.

Заслушав доклады и сообщения генерального директора ООО «Экотех-Север» канд. техн. наук Н.Н. Хренова, президента РОССНГС проф. Ю.П. Баталина, главного инженера ОАО «Сибкомплектмонтаж» Ш.Г.Тукаева, главного конструктора проекта ОАО «Гипротюменнефтегаз» С.К.Стрекопытова, первого заместителя главного конструктора Тюменского судостроительного завода В.П.Тяпина, председателя правления ЗАО «ПП «Тюменский судостроительный завод» М.Н.Метельского, главного менеджера по инвестициям ОАО «Газавтоматика» д-ра экон. наук, проф. В.Я. Возняка, представителя президента ОАО «Стройтрансгаз» по Тюменской области И.А.Шаповалова, консультанта ОАО «Автогаз» канд. техн. наук А.Д.Седыха, главного инженера ОАО «Южниигипрогаз» В.В. Коломийцева, заместителя начальника Управления строительного инжиниринга ОАО «Стройтрансгаз» канд. техн. наук В.И. Хоменко, главного научного консультанта РОССГНС д-ра техн. наук, проф. О.М. Иванцова. Сессия научно-технических советов приняла решение:

1. Отметить эффективное освоение многих северных газоконденсатных и нефтяных месторождений с использованием крупных строительно-технологических блоков плавуче-передвижного исполнения (суперблоков), разработанных отечественными учеными, проектировщиками, инженерами Мингазпрома, Миннефтепрома, Миннефтегазстроя СССР и изготовляемых на специализированных предприятиях Тюмени.
   
   2. Считать целесообразным осуществить сооружение объектов газоконденсатных месторождений Ямала индустриальным методом крупными строительно-технологическими блоками плавуче-передвижного исполнения (суперблоки) с использованием понтонов морского регистра, изготовляемых в Тюмени с участием Тюменского судостроительного завода.
      

Исходя из обобщения практики изготовления, транспортировки и монтажа суперблоков, считать целесообразным принять для обустройства Бованенковского и других месторождений Ямала их массу в 300 - 350 т.

Учитывая опыт обустройства Ямбургского ГКМ, считать наиболее приемлемым транспорт блоков по суше с использованием термосаней.

3. Рекомендовать ОАО «Сибкомплектмонтаж» совместно с ОАО «Гипротюменнефтегаз» и Тюменским судостроительным заводом:
   
• разработать конструкцию понтона морского регистра, способного обеспечить прохождение суперблоков вокруг северной оконечности полуострова с выходом в Карское море;
  
• продолжить конструкторские и экспериментальные работы по усовершенствованию термосаней на блок-понтонах в целях снижения коэффициента трения и улучшения скольжения по снежно-ледовым дорогам (зимнику), уменьшения усилий страгивания и общих тяговых усилий.
  

Просить ОАО «Газпром» обеспечить финансирование указанных разработок.

4. Учитывая высокую обводненность территории Бованенковского ГКМ, а также прогнозируемые потепление климата и осадку поверхности земли месторождения в процессе его разработки, что приведет к увеличению обводненности, считать необходимым рекомендовать руководству ОАО «Газпром» принять решение о выносе за контур месторождения УКПГ и других крупных объектов и размещении их на территории между реками Мордыяха и Юндыяха с более благоприятными геологическими и геокриологическими условиями.
   
5. Существующими проектными проработками намечается сооружение газопроводов от Бованенковского ГКМ по полуострову Ямал через Байдарацкую губу. Трасса характеризуется исключительно сложными геокриологическими условиями и большим числом пересекаемых рек и водотоков . В этих условиях надежную эксплуатацию газопроводов можно обеспечить только при их прокладке на опорах, что приведет к многократному удорожанию строительства.
   

В целях удешевления сооружения и эксплуатации газопроводов от газовых месторождений Ямала, обеспечения надежности их эксплуатации и сохранения природы полуострова рекомендовать руководству ОАО «Газпром» принять решение о прокладке трубопроводов от месторождений Ямала по мелководному Карскому морю с выходом на материк восточнее устья реки Кара. В дальнейшем в этот же район целесообразно прокладывать трубопроводы от месторождений шельфа Карского моря.

4. Для освоения месторождения п-ва Ямал потребуются очень большие объемы грузов. Ранее имелось в виду поставлять их в основном по строящейся железной дороге. Учитывая, что в обозримой перспективе железная дорога не будет построена, предложить руководству ОАО «Газпром» принять в качестве основной следующую схему доставки грузов на месторождения: железной дорогой до станции Хальмер-Ю, далее по автодороге до побережья Карского моря восточнее устья реки Кара, на побережье создать накопительно-перевалочную базу, с которой поставлять грузы на полуостров зимой по льду Карского моря автотранспортом, летом – баржами. В прибрежной зоне организовать карьеры по производству камня и щебня для поставки на полуостров.
   
5. Предложить руководству ОАО «Газпром» рассмотреть вопрос о размещении на побережье Карского моря восточнее устья реки Кара мощностей по производству сжиженного газа и поселка для эксплуатационного персонала промыслов и расположенных вблизи компрессорных станций.
   
6. Просить руководство ОАО «Газпром» поручить научно-исследовательским и проектным институтам рассмотреть предложения совместрой сессии Проблемного научно-технического совета в качестве альтернативных вариантов существующим проектным решениям по освоению Бованенковского и других месторождений полуострова Ямал и провести их технико-экономическую экспертизу.
   
7. Учитывая необычайно сложные, уникальные природно-климатические условия полуострова Ямал, просить ОАО «Газпром» организовать творческие рабочие группы ученых и специалистов, проектировщиков газовой промышленности с участием нефтегазостроителей, транспортников и др. для выработки оптимальных решений по наиболее сложным техническим, технологическим, транспортным и экологическим проблемам, связанным с освоением газоконденсатных месторождений Ямала и созданием сухопутной и морской газотранспортной системы для вывода газа и конденсата с полуострова. Обеспечить финансирование этих работ.
   

Выводы и предложения научно-технических советов имеют прямое практическое значение при формировании тактики и стратегии освоения нефтяных и газовых месторождений Арктических морей. При формировании конкретных проектов можно эффективно использовать комплектно-блочный метод строительства береговых сооружений, воспользоваться опытом создания, транспортировки по воде и по суше крупных строительно-технологических блоков, опереться на расположенные в г. Тюмени организации, предприятия и кадры, занимающиеся блочным строительством.

Совершенно очевидно, что транспортировать газ или нефть с побережья северных морей в глубь страны по трубопроводам будет невозможно. Проложить трубопроводы по вечной мерзлоте от побережья до потребителей – практически нереально. Должна быть только морская система транспорта углеводородов. Если в настоящее время при проектировании новых газовых мощностей на обустройство газовых месторождений приходится примерно 20% затрат, а на строительство газопроводов до центров потребления – 80%, то при морской добыче основные затраты лягут на обустройство промыслов и трубопроводов до побережья. Однако появится необходимость строительства крупных мощностей по переработке газа или его охлаждению, соответственно потребуется строить крупные причальные и портовые сооружения. Исходя из выводов по освоению месторождений Ямальского полуострова, под такие объекты необходимо подбирать площадки со скальными грунтами, повыше над уровнем моря и важно, чтобы глубина моря возле таких площадок была достаточно большой. Все это значит, что существенно изменится структура строительства объектов газовой промышленности. Что касается нефтяных месторождений – ситуация будет проще – на берегу потребуются порты, причалы и большие резервуарные парки. Если же в нефти будет содержаться большое количество попутного газа, то потребуются газоперерабатывающие заводы.

Безусловно нефтяные и газовые объекты на побережье должны проектироваться и строиться из крупных технологических блоков.

Это решение научно-технического совета было направлено руководству ОАО «Газпром», Минэкономразвития, Минпромэнерго и в Правительство. Вскоре в Газпроме по этим вопросам состоялось техническое совещание под руководством заместителя Председателя Правления Газпрома А.Г. Ананенкова. В работе совещания приняли участие некоторые члены нашего научно-технического совета. В своих выступлениях мы обратили особое внимание строительству магистральных газопроводов, и привели аргументы против подземной прокладки газопроводов по территории полуострова Ямал, поскольку такое решение не обеспечит надежности их эксплуатации. Предусматриваемые проектные решения даже при транспортировке газа, охлажденного до -5⁰С летом и до -2⁰С зимой, особенно при переходах через многочисленные ручьи и реки, дно которых составляют талые грунты, не смогут обеспечить безаварийную работу газопроводов. Неизбежно будут происходить размывы газопроводов, но самое главное при переходе через талики будет происходить выпучивание трубопроводов, в результате чего возникнут участки с недопустимым напряжением, так что аварий не избежать. А если через талики прокладывать трубопровод на опорах, то стоимость трубопроводов буде очень высока. В то же время, при прокладке по дну Карского моря напряженное состояние трубопроводов будет устойчивым, без перенапряжений, что обеспечит их безаварийную работу в течение 40-50 лет. В случае подземной прокладки, по нашему мнению, газопроводы не проработают и 10-15 лет, да и то при ежегодных дорогостоящих ремонтах. Было предложено развернуть изыскательские работы для определения наиболее приемлемого маршрута подводной прокладки газопроводов.

Но наши предложения не были приняты. Мотивировалось это тем, что из-за морской прокладки произойдет удорожание проекта, да у институтов и недостаточно времени для изыскательских работ по морскому варианту. Представители институтов выступили с утверждениями, что предусматриваемые проектные решения смогут обеспечить надежную эксплуатацию газопроводов.

Так как Газпром продолжал работы по старым разработкам, мы решили поподробнее разобраться с вопросами надежности эксплуатации, экологическими и экономическими характеристиками разных вариантов проекта.

В результате многократных совместных обсуждений, мы: Н.И. Курбатов (в прошлом главный инженер, начальник Главсибтрубопроводстроя, затем начальник Главного технического управления Миннефтегазстроя), А.Д. Седых (в прошлом руководитель Мострансгаза, а затем много лет возглавлявший Главное техническое управление Мингазпрома, ОАО «Газпром»), Н.Н. Хренов (заведующий лабораторией устойчивости газовых геотехнических систем Арктики и Субарктики Института проблем нефти и газа РАН) и я. С привлечением специалистов и ученых, мы подробно изучили материалы исследований, посвященных взаимодействию холодного газопровода с грунтом, а именно:

- исследования французских и канадских ученых, проведенные в 1980-1990-х гг. во французском городе Кане,

- материалы натурных экспериментов, выполненных специалистами из США и Японии, по изучению пучения холодного (до -5⁰С) газопровода на Аляске при переходе через талик;

- исследования компании «Exxon Mobil» для обеспечения надежности эксплуатации магистрального газопровода диаметром 762 мм («Трубопровод МакКинзи»), сооружаемого на протяжении 1200 км в многолетнемерзлых грунтах;

- соображения и методики расчетов по оценке сил пучения, воздействующих на трубопровод, работающий в вечномерзлых грунтах, выполненный «Фундаментпроектом»;

- пакет программ и соображений ПНИИС по расчету строящихся трубопроводов.

Особенно внимательно были рассмотрены данные исследований, проведенных Н.Н. Хреновым и его соратниками по трубопроводам проложенным в многолетнемерзлых грунтах (коллекторы на Ямбургском ГКМ, восьминиточная система газопроводов Ямбург – Ныда, конденсатопровод Ямбург – Новый Уренгой).

Особенно настораживают их наблюдения и результаты исследования состояния газопровода Ямбург - Ныда. Поскольку после многих лет эксплуатации существенно изменились ландшафтные и мерзлотно-геологические условия по трассе, состояние грунтов обратной засыпки (обваловка), возникли отклонения положения трубы от проектного.

В результате взаимодействия газопровода с многолетнемерзлыми породами активизируются или возникают новые негативные процессы, приводящие к его деформациям. К таким процессам относятся морозное пучение, термокарст, термоэрозия, морозное растрескивание и др. Наземные обследования неблагополучных участков, дешифрирование материалов аэрофотосъемки разных лет, геодезические измерения изгибов газопровода показывают, что наиболее распространенный и интенсивно протекающий процесс – выпучивание газопроводов. За короткий срок эксплуатации (5 - 7 лет) деформации за счет выпучивания достигают 1 м и более.

На 7 - 8 год эксплуатации трубопроводов на многих участках вода с трассы уходит,  возвращается мерзлота, но более жесткая, чем до начала строительства. Возникает  интенсивное пучение, при этом меры по охлаждению газа приводят к противоположному результату - происходит еще более интенсивное пучение. Сегодня на участке км 0 - км 193 газопровода Ямбург - Ныда имеется 600 участков с начавшимся морозным пучением, бугры пучения достигают 4,5 м высоты, максимальное искривление трубопровода - 2,8 м. При этом выпучивание продолжается, его практически остановить невозможно.

Выпучивание холодного трубопровода из таликов происходит на конденсатопроводах и газопроводах на Уренгое. Возможность возникновения таких процессов следует учитывать и на Ямальском полуострове при переходах через реки, старицы, болота.

Естественно, все результаты исследований сопоставлялись с проектными решениями Ямальских газопроводов, о которых докладывали представители институтов.

В результате проведенной работы мы установили, что:

- по всей видимости у проектировщиков сложилось мнение, что на полуострове Ямал нет радикальных отличий от других территорий, где было проложено 20 газопроводов с северных газовых месторождений Ямало-Ненецкого округа, поэтому они закладывают в проекты применение практически традиционных методов строительства газопроводов;

- проектные институты пришли к выводу, что решение об охлаждении газа до отрицательных температур и транспортировка его при t= -2 …-5⁰С обеспечит надежность эксплуатации при старых проектных решениях;

- несмотря на исключительную сложность геокриологических условий территории полуострова Ямал и отсутствие в мировой и отечественной практике сооружения газопроводов по такой территории, не были проведены эксперименты по исследованию взаимодействия охлажденного газопровода с мерзлым и талым грунтом в местах перехода через реки и ручьи, а их по трассе около 100;

- совершенно не учитывается происходящее в последнее время потепление и неизбежное увеличение обводненности территории полуострова и безусловное увеличение количества ручьев и рек, ширина которых во время паводка сильно увеличивается, что, видимо, приведет к увеличению числа таликов;

- при проектировании газопроводов не учтен опыт эксплуатации отечественных газопроводов, проложенных в многолетнемерзлых грунтах, особенно в местах пересечения водных участков (реки, ручьи, озера, болота), где происходит выпучивание, образование арок и, в конечном итоге, разрушение трубопроводов;

- не учтены также результаты зарубежных исследований по взаимодействию трубопровода с мерзлыми грунтами и таликами;

- проектирование ведется по нормативной базе, не отвечающей условиям Ямальского полуострова, а новые нормативы проектирования и эксплуатации газопроводов, учитывающие факторы мощного воздействия на трубопровод процессов мерзлотного пучения пока не созданы;

- можно сделать вывод, что при проектировании Ямальских газопроводов проигнорирован весь отечественный и зарубежный опыт и исследования;

- нами произведено сравнение стоимости строительства газопровода по разным вариантам. По нашим оценкам, при строительстве на полуострове подземных газопроводов в запроектированном варианте стоимость 1 км трубопровода составит порядка 10-12 млн. $. При переходе над реками, ручьями и обводненными участками на опорах 1 км будет стоить 18-22 млн. $. При прокладке по дну Карского моря цена 1 км будет порядка 8-9 млн. $.

Проанализировав все данные мы пришли к выводу, что территория Ямальского полуострова уникальна по сложности строительства газопроводов. Местные условия не позволят построить газопроводы с необходимым уровнем эксплуатационной надежности. Даже при прокладке газопровода через водные участки надземно на опорах, достаточная надежность эксплуатации не будет обеспечена, так как невозможно спрогнозировать как будет происходить обводнение полуострова при продолжающемся потеплении климата. Особенно сложно делать такие прогнозы в Арктических широтах.

Комбинированная прокладка газопроводов, когда одни участки прокладываются подземно, а другие – надземно на опорах, приведет к постоянному изменению пространственного положения трубопровода, что, под воздействием резких колебаний температур наружного воздуха, может вызвать на участках перехода от подземной укладки к надземной и наоборот, от надземной к подземной, большие перенапряжения в металле труб и привести к возникновению аварии.

Практически только строительство газопроводов по дну Карского моря сможет обеспечить их надежную эксплуатацию. К тому же такой вариант прокладки будет значительно дешевле.

Надо учитывать, что при прокладке газопроводов по дну Карского моря до участка восточнее устья реки Кара, там можно создать современную базу по строительству морских трубопроводов и использовать ее впоследствии при освоении Ленинградского и Русановского месторождений и строительства от них газопроводов. Такой шаг значительно ускорит и удешевит процесс освоения этих месторождений.

А вообще-то, если исходить из экономических и организационных соображений, целесообразно создавать единую базу для освоения месторождений и полуострова Ямал и шельфа Карского моря, т.е. огромной геологически единой газовой провинции с запасами порядка 130 трлн. м³ газа. Безусловно, именно эта ресурсная база в XXI столетии может стать для России основной ресурсной базой. Организовать освоение этой провинции практически в единой географической зоне не представляет больших сложностей.

Мне совершенно не понятно, почему Газпром отвергает морской вариант. И это при том, что Газпром уже построил уникальный морской газопровод через Черное море и в настоящее время ведется подготовка к строительству не менее уникального газопровода по дну Балтийского моря. Морские газопроводы от месторождений Ямальского полуострова до материка восточнее реки Кара ни по сложности, ни по протяженности, ни по стоимости не идут ни в какое сравнение с Черноморским или Балтийским газопроводами.

Стране необходимо существенно приращивать добычу газа. Наиболее надежной и подготовленной ресурсной базой для этого являются месторождения Ямальского полуострова. И если руководство страны действительно намечает увеличить добычу газа и обеспечить надежное газоснабжение, то необходимо разобраться с ситуацией на Ямале. И если это сделать, то газ пойдет морскими трубопроводами, Ямал будет развиваться высокими темпами и будет обеспечена надежность газоснабжения страны.