Введение При строительстве, эксплуатации и утилизации объектов морского нефтепромысла ведущую роль на всех этапах его освоения и эксплуатации играют крановые суда [1]. Следует отметить, что параллельно с крановыми судами широко используются другие типы судов, такие как трубоукладочные, кабелеукладочные, водолазные, суда, выполняющие небольшие межпромысловые грузоперевозки, и т. д. Главной целью оптимизации оборудования является уменьшение времени простоя судна при выполнении отдельных технологических операций на море. В нашем случае предлагается на крановом судне с подъемным краном грузоподъемностью 300 т устанавливать дополнительное технологическое оборудование [2-4]: трубоукладочное, кабелеукладочное, водолазный комплекс, телеуправляемый необитаемый подводный аппарат (Remotely operated underwater vehicle - ROV-аппарат), а также предусматривается грузовая палуба. Систематизация объекта исследования Для решения задачи оптимизации использовался алгоритм структурной схемы, предложенный в [3]. В алгоритме отражено взаимовлияние всех видов технологического оборудования, критерии оптимизации и влияние характеристик технологического оборудования на ряд параметров проектируемого судна, которыми являются перспективное формирование габаритных размеров корпуса, требуемой скорости судна и мощности энергетической установки. При решении задачи оптимизации трубоукладочного и кабелеукладочного оборудования предусмотрено применение целевой функции [3]. Трубоукладочное оборудование. Длительная эксплуатация на морском нефтепромысле в бассейне Каспийского моря трубоукладочных судов, находящихся на балансе управления «Каспморнефтефлот» [1] (проект (пр.) РР-25 «Исрафиль Гусейнов» и пр. 904 «Сулейман Везиров»), позволило выделить их положительные характеристики. Эти характеристики, необходимые для исследования оптимизации трубоукладочного оборудования на перспективном судне, отражены в табл. 1. Таблица 1 Характеристики трубоукладочных судов, находящихся в эксплуатации № проекта Название судна Диаметр укладываемых труб, мм Глубина трубоукладки, м Грузоподъемность крана, т РР-25 Исрафиль Гусейнов 219-820 10-300 250 904 Сулейман Везиров 219-813 195 60 При решении задачи оптимизации трубоукладочного оборудования в качестве критериев оптимизации принимаются диаметр укладываемых труб и глубина трубоукладки. Критерии оптимизации, отраженные в целевой функции [3], предлагается выбирать и рассматривать совместно. Для этого критерии целевой функции отражаются в матрице исходного симплекса (табл. 2). Значения элементов матрицы исходного симплекса раскрыты в табл. 3. Таблица 2 Матрица исходного симплекса трубоукладочных работ Уровни вариации глубины трубоукладки и диаметра укладываемых труб Критерии совместимости глубины трубоукладки и диаметра укладываемых труб I II III IV V VI VII VIII IX X I ХD1,1 ХН1,1 ХD1,2 ХН1,1 ХD1,3 ХН1,1 ХD1,4 ХН1,1 ХD1,5 ХН1,1 II ХD1,1 ХН1,2 ХD1,2 ХН1,2 ХD1,3 ХН1,2 ХD1,4. ХН1,2 ХD1,5 ХН1,2 III ХD1,1 ХН1,3 ХD1,2 ХН1,3 ХD1,3 ХН1,3 ХD1,4. ХН1,3 ХD1,5 ХН1,3 IV ХD1,1 ХН1,4 ХD1,2 ХН1,4 ХD1,3 ХН1,4 ХD1,4. ХН1,4 ХD1,5 ХН1,4 V ХD1,1 ХН1,5 ХD1,2 ХН1,5 ХD1,3 ХН1,5 ХD1,4. ХН1,5 ХD1,5 ХН1,5 Таблица 3 Значения элементов матрицы исходного симплекса для трубоукладки Диаметр укладываемых труб, мм Глубина укладки труб, м ХD1,1 400 ХН1,1 10 ХD1,2 500 ХН1,2 50 ХD1,3 600 ХН1,3 100 ХD1,4 700 ХН1,4 200 ХD1,5 800 ХН1,5 300 Таким образом, в табл. 2 прослеживаются максимальные (строка V, столбец X) и минимальные (строка I, столбец I) совместные значения глубины трубоукладки и диаметра укладываемых труб. Так как суда и плавучие средства, выполняющие трубоукладочные операции, часто осуществляют укладку труб малого диаметра на больших глубинах и, наоборот, трубы большего диаметра укладывают на относительно малых глубинах, предлагается на перспективном судне в качестве оптимальной величины критерия оптимизации принимать значение максимального экстремума. При этом целевая функция примет вид , где - целевая функция трубоукладочного оборудования; - диаметр укладываемых труб; - глубина укладки труб. Кабелеукладочное оборудование. На перспективном судне предусмотрено применение кабелеукладочного оборудования. На балансе управления «Каспморнефтефлот» в настоящее время нет специализированного судна для проведения операции кабелеукладки, она производится буксировщиком-развозчиком якорей пр. В-99 «Самир Кулиев». Технические характеристики установленного на судне кабелеукладочного оборудования приведены в табл. 4. Таблица 4 Характеристики кабелеукладочного судна, находящегося в эксплуатации № проекта Название судна Диаметр катушки, м Сечение кабеля, мм Количество кабеля на барабане, м В-99 Самир Кулиев 7,8 ПК-6 3 × 70 2,478 ПК-6 3 × 95 1,768 ПК-6 3 × 120 1,412 ПЭПК-35 1 × 70 2,478 ПЭПК-35 1 × 95 2,386 Критерии оптимизации, показанные в целевой функции, предлагается отражать в матрице исходного симплекса (табл. 5). Значения кодов, отраженных в матрице исходного симплекса, приведены в табл. 6. Таблица 5 Матрица исходного симплекса кабелеукладочных работ Уровни вариации глубины кабелеукладки и сечения укладываемых кабелей Критерии совместимости глубины кабелеукладки и сечения укладываемых кабелей I II III IV V VI VII VIII IX X I Хск1,1 ХНк1,1 Хск1,2 ХНк1,1 Хск1,3 ХНк1,1 Хск1,4 ХНк1,1 Хск1,5 ХНк1,1 II Хск1,1 ХНк1,2 Хск1,2 ХНк1,2 Хск1,3 ХНк1,2 Хск1,4 ХНк1,2 Хск1,5 ХНк1,2 III Хск1,1 ХНк1,3 Хск1,2 ХНк1,3 Хск1,3 ХНк1,3 Хск1,4 ХНк1,3 Хск1,5 ХНк1,3 IV Хск1,1 ХНк1,4 Хск1,2 ХНк1,4 Хск1,3 ХНк1,4 Хск1,4 ХНк1,4 Хск1,5 ХНк1,4 V Хск1,1 ХНк1,5 Хск1,2 ХНк1,5 Хск1,3 ХНк1,5 Хск1,4 ХНк1,5 Хск1,5 ХНк1,5 Таблица 6 Значения элементов матрицы исходного симплекса для кабелеукладки Сечение укладываемых кабелей, мм Глубина укладки кабеля, м Хск1,1 1 × 70 ХНк1,1 50 Хск1,2 1 × 95 ХНк1,2 100 Хск1,3 3 × 70 ХНк1,3 200 Хск1,4 3 × 95 ХНк1,4 300 Хск1,5 3 × 120 ХНк1,5 400 Таким образом, в табл. 5 прослеживаются максимальные (строка V, столбец X) и минимальные (строка I, столбец I) совместные значения глубины кабелеукладки и сечения укладываемых кабелей. Поскольку суда и плавучие средства, выполняющие кабелеукладочные операции, действуют так же, как и трубоукладочные суда, на перспективном судне в качестве оптимальной характеристики критерия оптимизации также предлагается выбрать значение максимального экстремума. При этом целевая функция примет вид где - целевая функция кабелеукладочного оборудования; - сечение укладываемых кабелей; - глубина кабелеукладки. Водолазный комплекс и ROV-аппарат. При выполнении возложенных на перспективное крановое судно работ по установке опорных блоков, забивке свай, прокладке подводного трубопровода и кабельных линий, а также обследованию и ремонту подводной части стационарных объектов морского нефтепромысла и трубопроводов требуется водолазное обеспечение работ. На перспективном судне предлагается применение водолазного комплекса и ROV-аппарата. Оптимизация характеристик устанавливаемого на судне водолазного комплекса выражается целевой функцией, приведенной в [3]. Управление «Каспморнефтефлот», совместно с водолазным управлением Государственной нефтяной компании Азербайджанской Республики, в настоящее время выполняет основные водолазные работы имеющимися на балансе водолазными судами (табл. 7). Таблица 7 Глубина погружения водолазов на судах, находящихся в эксплуатации № проекта Название судна Глубина погружения водолазов, м 694 Академик Тофик Исмаилов 300 М-7413 Али Амиров 150 535 Геофизик 60 Учитывая, что глубина погружения водолазов и ROV-аппарата напрямую зависят от характера технологических операций, предлагается предусмотреть максимально необходимую глубину погружения водолазов и ROV-аппарата. На перспективном судне предполагается одновременная работа под водой нескольких водолазов. Заключение Таким образом, учитывая рассмотренные выше целевые функции, предлагается установить на перспективном судне оборудование со следующими параметрами: Трубоукладочное оборудование: - глубина трубоукладки - 300 м; - диаметр укладываемых труб - 800 мм. Кабелеукладочное оборудование: - глубина кабелеукладки - 400 м; - сечения укладываемых кабелей - 1 × 120 мм. Водолазный комплекс: - глубина погружения - 400 м; - количество одновременно работающих водолазов - 6 чел. Телеуправляемый необитаемый подводный аппарат: - глубина погружения - 500 м.