Обеспечение защиты от айсберговой угрозы объектов обустройства нефтегазовых месторождений арктического шельфа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.18, кандидат наук Корнишин Константин Александрович

• Корнишин Константин Александрович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Корнишин Константин Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ПОТРЕБНОСТЬ В МЕРОПРИЯТИЯХ ПО

ОТВЕДЕНИЮ АЙСБЕРГОВ ОТ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ОСВОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ НА АРКТИЧЕСКОМ ШЕЛЬФЕ

1.1 Обзор ранее выполненных исследований по тематике 8 диссертационной работы

1.2 Потребность в мероприятиях по отведению айсбергов 14 от морских нефтегазопромысловых сооружений при освоении российского арктического шельфа

ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО

ОТВЕДЕНИЮ АЙСБЕРГОВ ОТ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ГЛАВА 4 ОСОБЕННОСТИ ОТВЕДЕНИЯ АЙСБЕРГОВ ОТ

МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ НА РОССИЙСКОМ АРКТИЧЕСКОМ ШЕЛЬФЕ

4.1. Отведение айсбергов в условиях раннего 61 ледообразования

4.2. Остойчивость айсбергов 70 ГЛАВА 5 РАЙОНИРОВАНИЕ РОССИЙСКОГО ШЕЛЬФА

ПО ВОЗМОЖНОСТИ ОТВЕДЕНИЯ АЙСБЕРГОВ ОТ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение защиты от айсберговой угрозы объектов обустройства нефтегазовых месторождений арктического шельфа»

Актуальность работы

Ввод в промышленную эксплуатацию месторождений углеводородов российского арктического шельфа является важной производственной задачей отечественного топливно-энергетического сектора. Объекты нефтегазовой инфраструктуры, расположенные в арктических морях, могут быть серьезно повреждены либо разрушены при столкновении с дрейфующими айсбергами, представляющими основную угрозу от ледяных образований в морях Баренцевом, Карском и Лаптевых как в летний, так и в зимний период.

Возможность изменения траектории дрейфа айсбергов с целью предотвращения их столкновения с морскими нефтегазопромысловыми сооружениями является важным фактором обеспечения безопасного и эффективного освоения месторождений углеводородов арктического шельфа. При отсутствии возможности отведения айсберга от морского нефтегазопромыслового сооружения необходимо либо приостанавливать работу и уводить сооружение с точки работ (для мобильных сооружений), либо допускать возможность столкновения с айсбергом (для стационарных сооружений), однако такое событие должно быть заранее предусмотрено, что значительно увеличит стоимость сооружения. Поскольку оба указанных варианта являются аварийными и существенно осложняют плановую реализацию проектов разведки или добычи углеводородов, изменение траектории движения айсбергов является наиболее эффективным методом обеспечения промышленной безопасности. В настоящее время из зарубежных источников известно о более чем 1500 операций по активному воздействию на айсберги в районе Большой Ньюфаундлендской Банки и 64 - в районе Дэвисова пролива. Основным способом (80% случаев) отведения айсбергов с их первоначальной траектории является буксировка одним судном.

Буксировка айсбергов для предотвращения их столкновения с морскими нефтегазопромысловыми сооружениями сопровождается целым рядом особенностей, вызванных значительной массой айсбергов и меняющимися природными условиями районов работ, корректное определение которых невозможно без выполнения целевых морских испытаний и последующей камеральной обработки. В отечественной науке и практике до последнего времени вопросам физического воздействия на айсберги для изменения траектории их дрейфа уделялось недостаточное внимание, может быть отмечен только опыт буксировок двух айсбергов в 2004-2005 гг. в Баренцевом море в рамках Штокмановского проекта; зарубежный опыт, несмотря на имеющуюся практику отведения айсбергов при работе на канадском шельфе, не базируется на теоретических

основах описания движения айсберга под действием приложенных нагрузок. Отсутствие натурных данных по буксировкам айсбергов при наличии на акватории морского льда является критичным для акваторий российской Арктики. С учётом вышеизложенного, актуальность диссертационной работы определяется объективной необходимостью защиты объектов морской нефтегазовой инфраструктуры от столкновений с айсбергами при реализации проектов по освоению отечественного арктического шельфа.

Первая научная публикация, посвященная вопросам отведения айсбергов от морских нефтегазопромысловых сооружений, была опубликована в 1971 г. канадскими специалистами на основе накопленного к тому времени опыта по буксировке айсбергов. Далее данное направление развивалось в первую очередь на шельфе Канады и Гренландии, и научные работы касались как технических аспектов отведения айсбергов, так и вопросов влияния размеров и формы айсбергов на их гидродинамическое сопротивление и остойчивость. Из ряда исследований иностранных специалистов, работавших над данной темой, необходимо выделить работы LeBlanc J., Bishop G., McKenna R. в которых систематизируется опыт изменения траектории айсбергов в северозападной части Атлантического океана, и рассматриваются различные особенности буксировок айсбергов этого региона.

Отечественные научные публикации по физическому воздействию на айсберги в рамках проектов по разведке и добычи углеводородов на шельфе связаны со Штокмановским проектом; вопросам буксировки айсбергов в Баренцевом море посвящены работы Гудошникова Ю. П, Бузина И. В., Сазонова К. Е., Марченко А. В.

Целью диссертационной работы является разработка и обоснование методов отведения айсбергов от объектов обустройства нефтегазовых месторождений арктического шельфа.

Задачи исследования

1. Обоснование потребности применения методов отведения айсбергов от объектов обустройства нефтегазовых месторождений арктического шельфа;

2. Определение математических зависимостей для оценки изменения траектории движения айсбергов и оценки остойчивости айсберга посредством проведения натурных экспериментов и последующей их обработки;

3. Определение функций распределения влияющих на процесс отведения айсбергов от объектов обустройства нефтегазовых месторождений величин (размеры, скорость дрейфа) для основных групп айсбергов российской Арктики;

4. Районирование морей российской Арктики по потребному для изменения траектории айсберга буксировочному усилию и количественная оценка эффективности отведения айсбергов от объектов обустройства нефтегазовых месторождений для этих акваторий.

Методы исследования

1. Сбор данных по размеру, форме и параметрам дрейфа айсбергов в рамках научно-исследовательских экспедиционных работ;

2. Проведение натурных экспериментов изменению траектории айсбергов при различных условиях окружающей среды;

3. Камеральная обработка результатов, включая:

• проведение кинематического и динамического анализа движения системы «Судно-Буксировочная система-Айсберг»;

• регрессионный анализ полученных характеристик для вывода эмпирических зависимостей с последующим теоретическим обоснованием;

• статистический анализ экспедиционных данных по параметрам айсбергов.

Научная новизна работы

В рамках работы впервые получены следующие научные результаты:

1. Исследовано и определено влияние характеристик (эффективность, диапазон условий) метода отведения айсбергов от морских нефтегазопромысловых сооружений на снижение рисков столкновения айсберга с сооружением при освоении месторождений углеводородов;

2. Выведены и обоснованы эмпирические зависимости для определения потребного буксировочного усилия для отведения айсбергов различных форм и размеров от морских нефтегазопромысловых сооружений, а также определены требования к судам-обеспечения, которые могут выполнить эту задачу;

3. Предложены формулы для расчета остойчивости столообразных и прочих форм айсбергов, в том числе упрощенные, расчеты по которым могут быть выполнены на основе судовых наблюдений; применение предложенных формул позволяет существенно увеличить эффективность метода отведения айсбергов посредством буксировки.

Защищаемые положения

1. Разработанный метод отведения айсбергов от объектов обустройства нефтегазовых месторождений арктического шельфа позволяет кратно снизить риск столкновения айсберга с сооружением для всей акватории российского арктического шельфа;

2. Определена эффективность метода отведения айсбергов от объектов обустройства нефтегазовых месторождений арктического шельфа посредством буксировки, которая изменяется от 96 до 99% в зависимости от рассматриваемой акватории при задействовании рекомендованных технических средств;

3. Обоснованы значения буксировочного усилия, достаточного для отведения айсбергов российской Арктики от морских нефтегазопромысловых сооружений: 2000 кН для столообразных айсбергов и 1000 кН для айсбергов прочих форм.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций

Результаты работы подтверждены теоретическими моделями и экспериментальными исследованиями, в том числе - натурными экспериментами в морских условиях. Измерительное оборудование сертифицировано, а его класс точности достаточен для решения поставленных автором задач. Объем выборки данных по параметрам айсбергов и их буксировок достаточен для корректного проведения регрессионного анализа и получения функциональных зависимостей.

Теоретическое и практическое значение работы

1. Предложен методический подход к районированию арктических акваторий по возможности и эффективности отведения айсбергов от морских нефтегазопромысловых сооружений. Указанный подход применен к акватории морей Карского и Лаптевых, что позволило количественно оценить снижение рисков айсберговой угрозы при реализации проектов в этих регионах;

2. Разработаны методические указания для расчета скорости отведения айсберга от морского нефтегазопромыслового сооружения посредством буксировки и оценки остойчивости айсберга в зависимости от размеров айсберга и приложенного буксировочного усилия;

3. Определены предельные природно-климатические условия, для которых возможно отведение айсбергов от морских нефтегазопромысловых сооружений;

4. Разработаны требования к судам-буксировщикам, которые могут быть задействованы для отведения айсбергов от морских нефтегазопромысловых сооружений для различных лицензионных участков на российском шельфе;

5. В натурных условиях показана возможность и выявлены особенности буксировки айсбергов при наличии морского льда на акватории в период раннего ледообразования, что принципиально важно для расширения бурового сезона, а также для вовлечения в промышленное освоение ранее недоступных по ледовым условиям участков.

Публикации и апробация результатов работы

Результаты и основные положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на международной конференции XXX International Ocean and Polar Engineering Conference (Китай, 2020 г.).

По теме диссертации автором опубликованы 7 научных работ, в том числе 6 статей в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и входящих в международные реферативные базы данных и системы цитирования Scopus и Web of Science.

Личный вклад автора заключается в выборе направления исследований, в формулировке целей и задач; непосредственном участии в проведении в период 2012-2020 экспериментальных исследований возможности и эффективности отведения айсбергов от морских нефтегазопромысловых сооружений для условий российской Арктики; при этом выполнялись как исследования геометрических параметров айсбергов и характеристик их дрейфа, так и непосредственно эксперименты по изменению траекторий дрейфа айсбергов путем физического воздействия.

В рамках камеральной обработки автором выполнены:

• Анализ и систематизация данных по геометрическим размерам айсбергов, которые используются при расчете отведения айсбергов и оценке их остойчивости;

• Механический анализ натурных экспериментов по буксировке айсбергов.

• Разработка принципов районирования акваторий и количественной оценки эффективности мероприятий по отведению айсбергов для снижения рисков столкновения айсбергов с морскими нефтегазопромысловыми сооружениями.

Структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 109 страницах, включая 82 рисунка, 24 таблицы и список использованной литературы из 52 наименований.

ГЛАВА 1. ПОТРЕБНОСТЬ В МЕРОПРИЯТИЯХ ПО ОТВЕДЕНИЮ АЙСБЕРГОВ ОТ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ НА АРКТИЧЕСКОМ ШЕЛЬФЕ

1.1 Обзор ранее выполненных исследований по тематике диссертационной работы

Первый документально описанный случай буксировки айсберга в рамках добычного шельфового проекта датируется апрелем 1970 г., когда по заказу нефтяной компании Tenneco Oil&Minerals Ltd. выполнялись экспериментальные работы по буксировке айсбергов для определения возможности защиты первой разведочной скважины «Leif» P-38 на шельфе полуострова Лабрадор, которая бурилась с заякоренного судна «Typhoon» [1], [2].

Компанией Compagnie Française des Petroles с привлечением Marine Exploration Ltd. на западном побережье Гренландии деревянным торговым судном «Arctic Explorer» был отбуксирован обломок айсберга с линейным размером 19 м. Буксировка осуществлялась 60 мм полипропиленовым канатом, крепившемся к 35 мм буксировочному концу. В ходе работ удалось также отбуксировать айсберг массой порядка 135 тыс. тонн, длиной 80 метров по ватерлинии и высотой 19 метров при скоростях буксировки порядка 0,05 м/с на расстояние 60 м; тяговое усилия при этом не превышало 1,4 тонн. Поскольку при данной буксировке данные о течениях, ветре и волнении моря не измерялись, безусловно, данный эксперимент нельзя однозначно считать полностью успешным. Крайне незначительное расстояние буксировки, а также непродолжительное время выполнения операции (17 минут) не дают оснований полагать, что айсберг был действительно отбуксирован, а не сместился под воздействием природных факторов. Тем не менее, вне зависимости от достигнутого успеха, эти работы являются первыми попытками буксировки айсбергов для целей обеспечения безопасности морских операций.

Уже в следующем году компания Eastcan Exploration Ltd. продолжила эксперименты по буксировке айсбергов, при этом были задействованы два судна: «Lady of Essex» и «SIGYN». Было проведено шесть экспериментов по буксировке айсбергов массой от 10 до 200 тысяч тонн. Успех этих буксировок доказал практическую возможность защиты производственных объектов от айсберговой угрозы - и уже менее, чем через месяц, 29 июня 1971 г. была проведена первая буксировка айсберга в рамках поисково-разведочных работ на шельфе полуострова Лабрадор (строительство скважины «Leif»).

Впервые технические вопросы процесса буксировки айсбергов были опубликованы в статье [3]. Интересен тот факт, что в этот же год в Мемориальном Университете Ньюфаундленда (г. Сент-Джонс) стартовала научно-исследовательская программа по изучению изменения траектории айсбергов посредством внешнего воздействия. Необходимо отметить, что по данным исследователей [4], вопросы буксировки айсбергов в начале 1970-ых годов были своего рода коммерческой тайной компаний, планировавших разведку и добычу углеводородов в айсбергоопасных районах. Скорее всего, по этой причине объединения ученых и производственников в направлении изучения данной задачи не произошло; следствием указанного обстоятельства является отсутствие детального описания выполняемых работ, однако известно, что в период с 1970 г. по 1972 г. исследователями было проведено шесть серий экспериментов, в результате которых предпринимались попытки по буксировке двадцати двух айсбергов, при этом максимальное тяговое усилие не превышало 40 тонн.

Существенным толчком к исследованию процесса буксировки айсбергов послужила статья [5], основанная на результатах экспериментальных работ по буксировке айсбергов в 1971 г. В статье описываются работы по буксировке в районе восточного побережья Ньюфаундленда (50 гр. с.ш., 55 гр. в.д) семи айсбергов массой от 85 до 292 тыс. тонн, самый большой из которых был 115 метров длиной, 87 метров шириной и 23 метра высотой. Буксировки проводились небольшим сухогрузом водоизмещением 2700 тонн с мощностью движителя 2500 лошадиных сил. Авторами отмечается, что данное судно совершенно не подходило для буксировок ввиду его большой парусности было взято для экспериментов исключительно из-за финансовых ограничений.

В проведенных экспериментах использовались две буксировочные системы. Первая состояла из двух стальных тросов сечением 2,5 см2 и длиной 220 м. Тросы, которые опоясывали айсберг, находились на расстоянии 30 м друг от друга и соединялись между собой цепями сечением 0,8 см2. Вторая система состояла только из одного троса, опоясывающего айсберг, что значительно облегчило проведение эксперимента. В обоих типах систем тросы соединялись с судном за счет 220-метрового полипропиленового каната сечением 20 см2. Тяговое усилие измерялось специальным датчиком нагрузки, включенным в буксировочную систему и рассчитанным на нагрузки до 75 тонн. С целью анализа движения айсберга на судне был установлен радар, также предпринята попытка установки на айсберг радиобуев, которая не увенчалась успехом из-за недостаточного на тот момент уровня развития данной технологии. Существенным ограничением проведения эксперимента оказалась скорость ветра, достигавшая в районе работ значения 70 км/ч. По этой причине все буксировки проводились исключительно по направлению

ветра, что не позволило всесторонне исследовать процесс буксировки. В работе отмечается, что команде из восьми человек требовалось в среднем десять часов на каждый эксперимент по буксировке, что говорит о значительных сложностях в спуске/подъеме буксировочной системы.

В 1974 г. ERIK G. BANKE и STUART D. SMITH опубликовали статью [6], основанную на серии экспериментов 1971-1973 гг. по буксировке на восточном побережье Лабрадора трех малых айсбергов. Основная задача исследователей заключалась в определении силы сопротивления айсбергов и, соответственно, буксировочного усилия. В 1972 г. впервые при буксировке айсберга были произведены замеры течения в районе буксировки, для чего были установлены три донных измеряющих устройства. Данные по скорости и направлению течений, совместно с данными по месторасположению айсбергов, определявшегося посредством берегового радара, позволили оценить влияние течений на движение айсберга в процессе буксировки. Всего в период 1971-1973 гг. судном службы береговой охраны Канады «CCS Dawson» было проведено тринадцать буксировок трех айсбергов, массой до 1000 тонн [7]. В качестве буксировочной системы использовалась сетка, время буксировки айсбергов составляло 15-30 минут, а максимальная достигнутая скорость буксировки не превышала 1 м/с. Полученные в ходе экспериментов данные показали, что для обломков айсбергов среднее значение коэффициента сопротивления равнялось 1,2, что соответствовало коэффициенту сопротивления обыкновенного цилиндра при лабораторных работах по его обтеканию при соответствующих значениях числа Рейнольдса.

Для айсбергов небольшого размера в работе C.P. Benedict [8] была впервые предложена буксировочная система в виде специальной айсберговой сетки. В 2011 в своей статье [9] описали результаты моделирования буксировок различными типами каната. Результаты подтверждают, что способ буксировки одним полипропиленовым канатом является оптимальным и с практической, и с теоретической точек зрения.

Технология проведения буксировок впервые была детально описана Jerry LeBlanc в статье [10]. Автор описывает опыт канадской компании NORDCO, работавшей по заказу нефтяной компании Petro-Canada, по буксировке айсберга в Лабрадорском море. Буксировка осуществлялась судном «Seaforth Jarl» с максимальным тяговым усилием 100 тонн, а также стального троса длинной 400 метров. Работа примечательна тем, что в ней впервые была описана последовательность выполнения действий по буксировке айсбергов, а также использовавшееся оборудование. В частности, отмечалась необходимость более глубокого понимания механики движения айсберга в совокупности с надежной информацией по морским течениям и ветру.

В период активных геологоразведочных работ 1970-1980 гг. в проливе Дэвиса и на Большой Ньюфаундлендской банке не было ни одного случая повреждения или потери оборудования по причине воздействия айсбергов. Айсберговая безопасность морских работ обеспечивалась за счет своевременного изменения направления движения айсбергов, дрейфующих в направлении морских нефтегазопромысловых сооружений. Операции по буксировке айсбергов по своей сути являются аварийными, и с целью обеспечения безопасности выполняются в срочном порядке; очевидно, что именно по этой причине почти пятидесятилетний опыт практически не описан в открытых источниках. Первые попытки консолидации результатов буксировок айсбергов были предприняты только в 1989 г., G. Bishop в своей работе [11] проанализировал 354 буксировки.

С 2002 г. на постоянной основе в рамках программы Energy Research and Development (PERD) Национального научно-исследовательского совета Канады публикуется открытая база данных по буксировкам айсбергов. В ее основе лежит информация, передаваемая компаниями-операторами о выполненных ими буксировках, размерах айсбергов и операционных условиях. В последнем обновлении 2017 г. база содержала в себе информацию о 1899 буксировках айсбергов в 46 различных районах шельфа полуострова Лабрадор и Большой Ньюфаундлендской Банки. Несмотря на то, что база содержит значительный массив данных о параметрах буксировок, к сожалению, в ней отсутствуют данные по поведению буксировочной системы, напряжению буксировочного каната и др. Это обстоятельство объясняется производственными условиями работ и отсутствием возможности замера всех параметров во время процесса буксировки.

Анализ параметров и успешности буксировок на Канадском шельфе был проведен в работе [12]. Резюмируя, авторы указывают, что наиболее успешными были буксировки при тяговом усилии, не превышающем 75 тонн, а минимальное буксировочное усилие, при котором возможен переворот айсберга, составляет 25 тонн.

Проведение эксперимента по буксировке айсберга в 2004 г. в Баренцевом море подробно описано в статье [13]. Как сообщается, обломок айсберга массой более 15 тыс. тонн буксировался при тяговом усилии не более 70 тонн. Практическая значимость работы заключается в экспериментальном определении коэффициента сопротивления, значения которого варьировались от 0,72 до 1,4.

Попытки разработки числовой модели движения айсберга на открытой воде были предприняты Glenn Murphy в статье [14]. В своей работе автор исследует возможность численного моделирования изменения буксирующей силы и изменения массы айсберга. Серию мелкомасштабных экспериментов по определению силы сопротивления айсбергов разных форм провел Mauviel в 1980 г. в [15]. Моделирование движения айсберга при

буксировке выполнялось в ряде работ А. В. Марченко: [16]. [17]. В работе [17] была предпринята попытка определения численными методами нагрузок на буксировочную систему, возникающих при буксировке айсбергов канатом; источником данных послужили результаты буксировок айсбергов в Баренцевом море в 2004 и 2005 г. В данной работе обнаружены пики нагрузок буксировочного каната, возникающие с определенной периодичностью. Автором выдвинуто предположение, что причиной срыва каната с айсберга при проведении эксперимента 2005 г. послужила такая пиковая нагрузка. В продолжение А. В. Марченко и K. Eik в своей статье [17] провели численное моделирование процесса буксировки айсберга при постоянной скорости. Моделированием движения айсбергов в процессе буксировки также занимались Mika Nikolai Sundland в работе [18]. Среди отечественных исследователей необходимо выделить К.Е. Сазонова, который в своей работе [19] выполнил математическое моделирование буксировки айсберга. В результате автор делает вывод об увеличивающейся амплитуде колебаний айсберга при увеличении буксировочного усилия.

Вопросам определения остойчивости айсбергов во время буксировки посвящена работа 1981 г. [20], в которой авторы отмечают, что во время бурения на структуре «Hekja» в проливе Дэвиса (восточное побережье Канады) экипаж судна-якорезаводчика "Freedom Service", которое выполняло задачи буксировки айсбергов, столкнулся с проблемой потери айсбергами остойчивости и переворота во время буксировки. Данная проблема наблюдалась для айсбергов массой от 50 до 500 тыс. тонн. В качестве решения авторы предлагают алгоритм по оценке остойчивости айсберга при приложении к нему опрокидывающего момента буксировочного усилия, на основе анализа надводной части айсберга. В работе [21] исследуются вопросы гидродинамики айсберга при его движении, дан расчет остойчивости айсберга, а также проведены расчеты прочности айсберга. Автором сделаны выводы о том, что айсберг будет сохранять остойчивость как в состоянии покоя, так и в процессе буксировки даже при экстремальных условиях волнения, если ширина айсберга будет превосходить его осадку. Для обеспечения безопасности предлагается брать коэффициент запаса два. В статье утверждается, что прочность айсберга не будет являться проблемой при буксировке, в случае, если его осадка не будет превышать 100 м. Значительное исследование вопросов остойчивости айсбергов было проведено в работе [22]. Авторы рассмотрели зависимости между остойчивостью айсбергов и параметрами буксировки, такими как, тяговое усилие, точка приложения, ускорение и т.д. Основная задача состояла в применении известных математических моделей, описывающих остойчивость айсберга, таких как [23], для описания процесса его буксировки. Впервые 3D модели айсбергов были построены в

рамках проекта «Terra Nova» [24] для оценки возможных повреждений морских нефтегазовых сооружений. Вопросами вычисления формы айсбергов занимались в разное время [25], [26].

В работе [27] описаны особенности системы управления ледовой обстановкой, реализованных для разных проектов на арктическом шельфе; в выводах автор говорит об отсутствии опыта буксировки айсбергов в ледовых условиях. Единственные известные операции по буксировке айсбергов в условиях наличия льда на акватории выполнены ФГБУ «ААНИИ» в рамках ледовых исследований по Штокмановскому проекту в Баренцевом море в 2004-2005 гг. [28]. В апреле 2004 г. была предпринята попытка буксировки во льду 90% сплоченности обломка айсберга ориентировочной массой 15,5 тыс. тонн [29]. В 2005 г. в Баренцевом море была предпринята попытка буксировки айсберга массой 200 тыс. тонн во льду большей толщины, но меньшей сплоченности. Оба эксперимента следует признать не самыми удачными, т.к. достичь фактической буксировки не удалось - в момент взаимодействия со льдинами происходило переворачивание айсберга с соскальзыванием буксировочного каната [17].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Корнишин Константин Александрович, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Duval B.C., Corgnet J.L. Exploratory Drilling on the Canadian Continental Shelf, Labrador

Sea // Offshore Technology Conference. Houston. 1975. pp. 59-74.

2. Jewett E. Towing Icebergs to Protect Drilling Rigs in the Arctic // Ocean Industry, Vol. 13, No. 4, 1979. pp. 44-48.

3. Bruneau A., Dempster R. Iceberg features, motions and towing problems // Материалы семинара Canadian Seminar on Icebergs. Canadian Forces Maritime Warfare School, CFB Halifax, Halifax, Nova Scotia, Canada. 1971. Vol. 1971.

4. BULLETIN C. // Canadian Meteorological and Oceanographic Society. 2005. Vol. 33. No. 4.

5. Bruneau A.A., Dempster R.T., Peters G.R. Iceberg towing for oil rig avoidance. St. John's: Memorial University of Newfoundland St. John's, 1977.

6. Banke E.G., Smith S.D. Measurements of towing drag on small icebergs // IIEE International Conference on Engineering in the Ocean Environment. 1974. pp. 130-132.

7. Allen J.H. Iceberg study, Saglek, Labrador, including cruise report, Memorial University of Newfoundland, St. John's, CCS Dawson, 1972.

8. Benedict C.P. A towing concept for small icebergs, Memorial University of Newfoundland, St. John's, Newfoundland, Canada, ICE Engineering Ltd. and Faculty of Engineering and Applied Science 1977.

9. Vetter C., Rung C. Analysis of towing-concepts using iceberg towing simulations // Proceedings of the ASME 2011 30th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. 2011. Vol. OMAE2011-49355.

10. LeBlanc J. Men who move mountains of ice // Mariners Weather Log, Vol. 31, No. 1, 1987.

11. Bishop G. Assessment of iceberg management for the Grand Banks area: Analysis of detection and deflection techniques, Mobil Oil Canada Properties, 1980.

12. Rudkin P., Boldrick C., Barron Jr. P. PERD Iceberg Management Database. PERD/CHC Report 20-72, Provincial Aerospace Environmental Services (PAL), St. John's, PERD/CHC Report 20-72, 2005.

13. Stepanov I., Gudoshnikov Y., Iltchuk A. Iceberg towing experiment in the Barents sea //

Proc., 18th Int. Conf. on Port and Ocean Eng. Under Arctic Conditions, Vol. 2, 2005. pp. 585-594.

14. Murphy G. Small Scale Modelling of iceberg transport. Icebergs Utilisation ed. Oxford: Pergamon Press, 1977.

15. Mauviel F. Iceberg Dynamical Modelling // Annals of Glaciology, Vol. 1, 1980.

16. Marchenko A., Eik K. Iceberg towing in open water: Mathematical modeling and analysis of model tests // Cold Regions Science and Technology, Vol. 73, No. 12, 2011.

17. Marchenko A., Eik K. Iceberg towing: Analysis of field experiments and numerical simulations // Coastal Technology Workshop. 2008. pp. 235-246.

18. Sundland M.N. Guidance and control of iceberg towing operation in open water, with experimental testing. Norwegian University of Science and Technology, 2013. Phd. Thesis.

19. Сазонов К.Е. Буксировка айсбергов // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета , No. 23, 2012. pp. 91-99.

20. Benedict P., Lewis J., Dinn G., Learning F. Controlling iceberg roll/stability during towing around drillship // Offshore Technology Conference. Houston. 1981. pp. 0TC-4076.

21. Basmaciy Y. Strength of icebergs during transport. Icebergs Utilization ed. Oxford: Pergamon Press, 1978.

22. C-CORE. Stability and Drift of Icebergs Under Tow-Draft Report, Petroleum Research Atlantic Canada (PRAC), R-04-072-216 v1, 2005.

23. Liang B. Iceberg stability and deterioration. St. Johns: Faculty of Engineering and applied Science, Memorial University of Newfoundland, 2001.

24. McKenna R. Development of iceberg shape characterization for risk to Grand Banks installations, PERD/CHC Report 20-73, 2004.

25. Fuglem M., Muggeridge K., Jordaan I.J. Design load calculations for iceberg impacts // Proceedings of ISOPE Conference, Vol. 2, 1998. pp. 460-467.

26. McKenna R., Crocker G., King T., Brown R. Efficient characterization of iceberg shape // Proceedings of Canadian Congress of Applied Mechanics. St. John's. 2001.

27. Eik K. Review of Experiences within Ice and Iceberg Management // The Journal of Navigation, Vol. 61, No. 4, 2008. pp. 557-572.

28. Степанов И., Гудошников Ю., Бузин И. Апробация технологии буксировки айсбергов для защиты арктических морских платформ // Технологии ТЭК, Т. 4, № 23, 2005. С. 2026.

29. Marchenko A., Gudoshnikov Y. The influence of surface waves on rope tension by iceberg towing // Proceedings of the 18th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. Postdam, NY, USA. 2005. pp. 543-554.

30. Loh J.K., Stamberg J.C., Cusack K.P. New Generation Arctic Drilling System: Overview of First Year's Performance // OTC Arctic Technology Conference. Houston, Texas, USA. 1984.

31. Eik K., Marchenko A. Model tests of iceberg towing // Cold Regions Science and Technology, Vol. 61, No. 1, 2010. pp. 13-28.

32. Yulmetov R., Lubbad R., L0set S. Planar multi-body model of iceberg free drift and towing in broken ice, Cold Regions Science and Technology // Cold Regions Science and Technology, Vol. 121, 2016. pp. 154-166.

33. Yulmetov R., L0set S. Validation of a numerical model for iceberg towing in broken ice // Cold Regions Science and Technology, Vol. 138, 2017. pp. 35-45.

34. Marchenko A., Kulyakhtin A., Eik K. Icebergs drift in the Barents Sea: data analysis of ice tracking buoy and numerical simulations // Proceedings of 20 th IAHR International Symposium on Ice. Lahti, Finland. 2010.

35. Онищенко Д.А., Сафонов В.С. О необходимости учета айсберговой опасности при обосновании концепции освоения арктических месторождений углеводородов // Научно-технический сборник "ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ", Т. 1, № 29, 2017. С. 100118.

36. Пашали А.А., Корнишин К.А., Тарасов П.А., Ефимов Я.О., Нестеров А.В., Чернов А.В., Бузин И.В., Свистунов И.А., Максимова П.В. Разработка и реализация технологии физического воздействия на айсберги для изменения параметров их дрейфа при освоении арктического шельфа // Нефтяное хозяйство, Т. 11, 2018. С. 36-

37. May R.I., Guzenko R.B., Mironov Y.U., Naumov A.K., Skutin A.A., Skutina E.A., Sobotuk D.I., Zamarin G.A., Kornishin K.A., Efimov Y.O., Mamedov T.E. Geometry and Mass of Icebergs in the Russian Arctic // International Journal of Offshore and Polar Engineering, Vol. 29, No. 4, December 2019.

38. Kornishin K.A., Efimov Y.O., Gudoshnikov Y.P., Tarasov P.A., Chernov A.V., Svistunov I.A., Maksimova P.V., Buzin I.V., Nesterov A.V. Icebergs Towing Experiments in the Barents and Kara seas in 2016-2017 // International Journal of Offshore and Polar Engineering, Vol. 29, No. 4, December 2019. pp. 400-407.

39. Ефимов Я.О., Корнишин К.А., Тарасов П.А., Мамедов Т.Э., Гудошников Ю.П., Чернов А.В., Бузин И.В., Нестеров,А.В. Разработка технологии буксировки айсбергов в целях снижения айсберговой опасности при освоении лицензионных участков на арктическом шельфе // Нефтяное хозяйство, No. 11, 2017. pp. 48-51.

40. Ефимов Я.О., Сочнев О.Я., Корнишин К.А., Тарасов П.А., Гудошников Ю.П., Нестеров А.В., Бузин И.В., Свистунов И.А., Максимова П.В. Особенности физического воздействия на айсберги в ледяных полях при освоении арктического шельфа // Нефтяное хозяйство, Т. 10, 2019. С. 71-81.

41. Корнишин К.А. Снижение айсберговой опасности при освоении месторождений углеводородов на шельфе посредством разрушения айсбергов и их обломков // Вестник ассоциации буровых подрядчиков, No. 1, 2021. pp. 30-32.

42. Kornishin K.A., Gudmestad O.T., Efimov Y.O., Tarasov P.A., Mamedov T.E., Smirnov K.G., Skutin A.A., Skutina E.A., Naumov A.K. Stability of icebergs and period of natural oscillations in the Barents, Kara and Laptev Seas // Proceedings of the Thirtieth (2020) International Ocean and Polar Engineering Conference. Shanghai. 2020. pp. 804-812.

43. Bass D.W. Stability of icebergs // Annals of Glaciology, Vol. 1, 1980. pp. 43-47.

44. Buzin I.V., Nesterov A.V., Gudoshnikov Y.P., Pashali A.A., Kornishin K.A., Efimov Y.O., Stragnikov D.S. The Main Results of Iceberg Drift Studies in the Russian Arctic Throughout 2012-2017 // International Journal of Offshore and Polar Engineering, Vol. 29, No. 4, Dec 2019. pp. 391-399.

45. Belyaev P.V., Efimov Y.O., Kornishin K.A., Kuznetzov M.A. Estimation of probability of subsea installation on the basis of wave statistics // The 10th International Society of Offshore and Polar Engineers (ISOPE) Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium. Vladivostok. 2012. pp. 29-33.

46. Dowdeswell J.A. On The Nature of Svalbard Icebergs // Journal of Glaciology, Vol. 35, No. 120, 1989. pp. 224-234.

47. Корнишин К.А., Бузин И.В., Миронов Е.У., Ефимов Я.О., Павлов В.А., Сухих Н.А. Исследования дрейфа ледяных образований на шельфе Российской Арктики с помощью автоматических радиомаяков спутниковой системы ARGOS // Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть, Apr 2016.

48. C-CORE A.E.&.E.A. Greenland Iceberg Management: Implications for Grand Banks Management Systems, 2002.

49. McClintock J.M.R., Woodworth-Lynas C. Grand Banks Iceberg Management, AMEC Earth & Environmenta, PERD/CHC Report 20-84, 2007.

50. Analysis and results of 30 years of iceberg management // Proceeding of 18th international conference on port and ocean engineering under arctic conditions. 2005. Vol. 2. pp. 595-604.

51. Marchenko A., Eik K. Methods of Iceberg Towing // International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol. 6, No. 4, 2012. pp. 507-516.

52. Ефимов Я.О., Пашали, А.А., Сочнев О.Я., Павлов В.А., Корнишин К.А., Гудошников Ю.П., Чернов А.В., Нестеров А.В. Разработка системы управления ледовой обстановкой для условий Карского моря // Сборник работ лауреатов Международного конкурса научных, научно-технических и инновационных разработок, направленных на развитие и освоение Арктики и континентального шельфа. Санкт-Петербург. 2017.