Особенности учета сезонной изменчивости прочностных свойств ровного льда при освоении российского континентального шельфа

UDK: 622.276.1.4:622.147
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-11-51-55
Ключевые слова: лед, прочность, ледовые нагрузки, морские нефтегазопромысловые сооружения
Авт.: А.А. Пашали (ПАО «НК «Роснефть»), к.т.н., К.А. Корнишин (ПАО «НК «Роснефть»), П.А. Тарасов (ПАО «НК «Роснефть»), к.ф.-м.н., Я.О. Ефимов (ООО «Арктический Научный Центр»), А.Т. Беккер (Дальневосточный федеральный университет), д.т.н., Е.Е. Помников (Дальневосточный федеральный университет), к.т.н., Т.Э. Уварова (Дальневосточный федеральный университет), д.т.н., А.А. Зверев (Дальневосточный федеральный университет), А.М. Поломошнов (Дальневосточный федеральный университет), к.г.н., С.М. Ковалев (Арктический и антарктический научно-исследовательский институт)

В статье приведены результаты работ, выполненных Дальневосточным федеральным университетом в 2018-2019 гг. в рамках реализации инновационной программы ПАО «НК «Роснефть». Представлены данные регулярных наблюдений за прочностными свойствами ровного льда на четырех опорных полигонах, два их которых расположены на арктическом шельфе, два – на тихоокеанском. Исследования существенно расширили представления о сезонном изменении прочностных характеристик льда и ледовой нагрузки на морские нефтегазопромысловые сооружения для арктического и тихоокеанского шельфов, а также позволили определить календарные периоды для проведения натурных испытаний. В результате обработки экспериментальных данных, полученных при определении прочностных свойств льда, выявлена линейная зависимость прочностных характеристик ровного льда от его температуры. При этом коэффициенты в соответствующих уравнениях регрессии зависят от региона и типа льда. Установлены примерные соотношения между ледовой нагрузкой в течение ледового сезона. Предложена методика уточнения проектных значений. Сделаны выводы о сезонной изменчивости прочности льда и ее влиянии на величину проектных нагрузок: определена толщина льда, при которой он обладает максимальной прочностью (70 % максимальной толщины льда за сезон), а также толщина льда, при которой достигается максимальная ледовая нагрузка (80 % максимальной толщины льда за сезон). Полученные данные могут быть использованы при проектировании объектов инфраструктуры для разведки, добычи и транспорта углеводородов на замерзающих акваториях континентального шельфа Российской Федерации, а также для концептуальной проработки вопросов морской логистики, связанной с транспортировкой углеводородов по Северному морскому пути.

Список литературы

1. Johnston M. Seasonal Changes in the Properties of First-year, Second-year and Multi-year Ice // Cold Reg. Sci. Technol. – 2017. – V. 141. – P. 36–53.

2. Методическое пособие по изучению физико-механических характеристик ледяных образований как исходных данных для расчета ледовых нагрузок на берега, дно и морские сооружения / В.Н. Смирнов, А.И. Шушлебин, С.М. Ковалев, И.Б.  Шейкин. – СПб: ААНИИ, 2011. – 178 с.

3. Определение локальной прочности льда с помощью скважинного зонда-индентора в морях Карском и Лаптевых / К.А. Корнишин, В.А. Павлов, А.И. Шушлебин [и др.] // Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть». – 2016. – № 1. – С. 47–51.

4. Мониторинг физико-механического состояния морского льда и краткосрочное прогнозирование экстремальных ледовых явлений / В.Н. Смирнов, С.М. Ковалев, А.И. Шушлебин [и др.] // Проблемы Арктики и Антарктики. – 2020. – Т. 66. – № 2. – С. 162–179.

5. Bekker A.T., Uvarova T.E., Pomnikov E. E. Fatigue strength analysis of structural elements under ice condition // Proceedings 20th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, POAC, 9-12 June 2009. Lulea. – 2009. – V. 2. – P. 1203–1210.

6. Особенности развития консолидированного слоя гряд торосов в морях Карском и Лаптевых / В.А. Павлов, К.А. Корнишин, Е.У. Миронов [и др.]  // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 11. – С. 49–54.

7. Опыт крупномасштабных испытаний прочности ледяных полей на изгиб в Карском море и море Лаптевых / К.А. Корнишин, В.А. Павлов, В.Н. Смирнов [и др.] // Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть. – 2016. – № 2. – С. 85–89.

8. Экологический атлас. Море Лаптевых / В.О. Мокиевский, А.Б. Цетлин, Л.А. Сергиенко [и др.] // Сер. Атласы морей Российской Арктики. – М.: ООО «Арктический Научный Центр», 2017.

9. Исследования гидрометеорологического и ледового режимов на акватории Хатангского лицензионного участка в акватории моря Лаптевых / А.А. Пашали, К.А. Корнишин, П.А. Тарасов [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 3. – С. 22–27.

10. Исследования ледового режима на акватории Хатангского залива в море Лаптевых / К.А. Корнишин, П.А. Тарасов, Я.О. Ефимов [и др.] // Лед и Снег. – 2018. –  Т. 58. – № 3. – С. 396–404.

11. Physical and Mechanical Characteristics of Sea Ice in the Kara and Laptev Seas / S.M. Kovalev, V.N. Smirnov, V.A. Borodkin [et al.] // International Journal of Offshore and Polar Engineering. – 2019. – V. 29. – N 4. – December. – P. 369–374.

12. Cluster development of the barents and kara seas hc mega basins from the Novaya zemlya archipelago / Y. Efimov, A. Zolotukhin, O.T. Gudmestad, K.  Kornishin // SPE – Arctic Technology Conference 2014. –

ОТС-24650-MS-2014. – С. 847–856.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.