1. Введение
Швартовные системы помогают удерживать на месте такие плавучие сооружения, как морские ветряные турбины, нефтяные вышки и плавучие хранилища (FPSO). Они используют цепи, тросы и якоря, чтобы противостоять волнам, ветру и течениям. В зависимости от глубины воды и используемых материалов инженеры выбирают различные типы швартовов. В этой статье мы рассмотрим три наиболее распространенные системы швартовки: Catenary, Ноги в талии, и Натяжная нога.
2. Что такое швартовная система?
Система швартовки соединяет плавучую платформу с морским дном. Она предотвращает дрейф платформы и помогает ей сохранять устойчивость в суровых морских условиях. Согласно международным стандартам для оффшорного ветра (например IEC 61400-3), существует три основных типа швартовных систем в зависимости от того, как они создают восстанавливающую силу:
- Catenary: Использует вес швартовного линя.
- Ноги в талии: Использует натяжение и эластичность каната.
- Натяжная нога (TLP): Использует вертикальные сухожилия под натяжением.
3. Три типа швартовных систем
3.1 Катаная швартовная система
- Как это работает: В этой системе используются тяжелые цепи или стальные тросы. Цепь свисает по кривой и ложится на морское дно. Собственный вес помогает ей противостоять движению.
- Плюсы:
- Простота и экономичность.
- Простота установки и обслуживания.
- Хорошо работает на мелководье.
- Cons:
- Требуется большая площадь морского дна.
- Менее устойчив на больших глубинах.
- Цепи могут страдать от усталости и коррозии.
- Лучшее для: Мелководье и средняя глубина (обычно менее 100 метров). Используется в таких проектах, как плавучая ветряная электростанция Hywind Tampen в Норвегии.
3.2 Швартовная система с талевыми ногами
- Как это работает: В нем используются синтетические канаты или стальные тросы под натяжением. Канаты растягиваются под углом (около 30-45°) и закрепляются на морском дне. Они создают восстанавливающую силу за счет упругости.
- Плюсы:
- Требуется меньше места на морском дне.
- Улучшенная стабильность и быстрый отклик.
- Идеально подходит для больших глубин.
- Cons:
- Более высокая стоимость установки.
- Анкеры должны выдерживать как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки.
- Материалы могут изнашиваться под воздействием напряжения и волн.
- Лучшее для: Средние и большие глубины (100-250 м).
3.3 Швартовная система с натяжной ногой (TLP)
- Как это работает: TLP используют вертикальные стальные или волоконные сухожилия, натянутые от плавучей конструкции к якорям на морском дне. Такая конструкция не позволяет платформе двигаться вверх или вниз и ограничивает горизонтальный дрейф.
- Плюсы:
- Очень стабильный.
- Отличный контроль над движением (без крена, перекоса или крена).
- Отлично подходит для глубоководных нефтяных и газовых платформ.
- Cons:
- Очень дорого.
- Трудно установить.
- Более жесткая и чувствительная к морским условиям.
- Лучшее для: Глубоководные (более 250 метров).
4. Сравнение бок о бок
| Тип швартовки | Источник силы | Угол линии / расположение | Глубина воды | Плюсы | Cons |
|---|---|---|---|---|---|
| Catenary | Вес цепи | Почти горизонтальный, лежит на морском дне | Мелководье (<100 м) | Низкая стоимость, простота установки | Занимает много места, менее устойчив |
| Ноги в талии | Натяжение каната | Угол 30°-45°, канат остается на морском дне | Средний (100-250 м) | Малая площадь, готовность к глубоководному плаванию | Более высокая стоимость, требуется прочность анкера |
| Натяжная нога (TLP) | Вертикальное натяжение | Прямые вертикальные линии | Глубина (>250 м) | Исключительная стабильность, отсутствие дрейфа | Дорогая, сложная настройка |
5. Применение в реальном мире
- Хайвинд Тампен (Норвегия) использует Catenary система для плавучих ветряных турбин.
- Нефтяные и газовые платформы часто используют Натяжная нога швартовки для глубоководных операций.
- Много морской ветер проекты на глубоководных участках теперь выбирают Ноги в талии системы для экономии места и повышения устойчивости.
Каждая система соответствует различным потребностям в зависимости от глубины воды, состояния морского дна, типа конструкции и бюджета.
6. Заключение
Каждый тип швартовки имеет свои преимущества:
- Catenary экономичен и отлично подходит для мелководья.
- Ноги в талии обеспечивает лучший контроль на больших глубинах, занимая меньше места.
- Натяжная нога Предлагает лучшее управление движением, но имеет высокую цену.
Выбор правильной швартовной системы зависит от местоположения проекта, глубины воды, типа платформы и бюджета. С учетом того, что появляется все больше проектов по созданию плавучих ветряных и морских энергетических установок, грамотный выбор швартовки становится как никогда важным.