Pioneering Spirit -крупнейшее судно мира

О строительстве подводных газопроводов «Северный поток-2» и «Турецкий поток» знают все, а вот о судне, на долю которого досталась львинная доля этих работ, знают немногие.
Это “Pioneering Spirit” («Пайониринг спирит» - русск. «Дух первопроходца»), принадлежащее швейцарской фирме Allseas Group S.A., и являющееся в настоящее время крупнейшим судном в истории судостроения. Его водоизмещение (около 1 млн тонн) на треть превышает водоизмещение ближайшего соперника - супертанкера “Knock Nevis” (657 019 т), спущенного на воду в 1979 году под названием  “Seawise Giant” и списанного на слом в 2010 году.
Allseas Group S.A. основана в 1985 году и является мировым лидером в прокладке подводных трубопроводов, а также в установке и демонтаже морских сооружений, таких, как буровые платформы. Она обладает большим флотом специализированных судов для перевозки тяжеловесных грузов, трубоукладчиков и судов обеспечения. За время своего существования компания участвовала в осуществлении более чем 300 проектов и проложила 23 500 км подводных трубопроводов в водах всех континентов за исключением Антарктиды. Одним из проектов, в котором участвовало судно-трубоукладчик “Solitaire”компании Allseas Group S.A., это прокладка 686 км трубопровода «Северный поток» (“Nord Stream”).
Идея строительства универсального судна для прокладки трубопроводов и монтажа, демонтажа и транспортировки крупногабаритных морских сооружений рассматривалась компанией с 1987 года, а в 2004 году приступили к его проектированию. Вначале предполагалось создать это уникальное судно, используя корпуса крупнотоннажных танкеров, но оказалось трудно осуществимым и судно спроектировали «с нуля».
Конструкторские работы выполнила финская компания Deltamarin в 2009 году. В 2010 году с южнокорейской фирмой Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering был подписан контракт на строительство судна, получившего название “Pieter Schelte” (в честь отца владельца компании Allseas). Но после того, как выяснилось, что Питер Шельте служил в войсках СС, под давлением общественности судно переименовали в “Pioneering Spirit”.
Судно строилось на верфи Daewoo Mangalia Heavy Industries в Южной Корее в 2011-2014 годах, окончательная достройка судна велась в 2015-2016 годах в Роттердаме. Стоимость контракта составила около 2,4 миллиарда долларов.
Этот рукотворный морской монстр имеет поистине циклопические размеры.

Основные технические характеристики многофункционального судна
“Pioneering Spirit”

Длина наибольшая (со стингером для укладки трубопровода) 477 м
Длина между перпендикулярами 370 м
Ширина 124 м
Высота до главной палубы 30 м
Длина носовой катамаранной части 122 м
Растояние между корпусами катамаранной части 59 м
Осадка 10-27 м
Максимальная скорость 14 узлов
Водоизмещение 1 000 000 т (при максимальной осадке)
Мощность главных дизель-генераторов 95 000 кВт
Количество и мощность винторулевых колонок 12 x 6050 кВт
Система динамического позиционирования Kongsberg DP 3
Экипаж 571 человек
ВПП для вертолета Для вертолетов максимальным весом 12.8 т, таких, как Sikorsky S-61 и S-92
Палубные краны 1 х 5000 т
1 х 600 т
3 x 50 т
Классификация 100 A1 Heavy lift and heavy cargo ship, upper deck aft of frame 43 strengthened for load of 15 t/m;; helicopter landing area, LA, *IWS, LI, EP (B, G, N, O, P, S), ice class 1C FS , DP (AAA), PSMR* with following descriptive note: Pipelaying vessel ShipRight BWMP (S+F), split bow forward of frame 99
Порт приписки Валлетта (Мальта)

Корпус “Pioneering Spirit” имеет полукатамаранную конструкцию, его носовая часть (около 1/3 длины) двухкорпусная. В зависимости от рода выполняемых работ здесь монтируется соответствующее оборудование. Так, при прокладке подводного трубопровода методом “S-lay” монтируется стингер - направляющий желоб, обеспечивающий плавный сход труб под воду. Вес стингера составляет 6200 тонн, длина - 150 метров. Для перевозки стингера используется специально построенная баржа “Bumblebee”.
При укладке по S-образной кривой (S-lay system - англ.) монтаж трубопровода производится на борту судна-трубоукладчика. Труба на судне находится в горизонтальном положении, затем, с помощью стингера, изгибаясь под собственным весом, опускается на дно, образуя выпуклую кривую (overbend - англ). Перед встречей с морским дном труба изгибается в обратную сторону, образуя вогнутую кривую (sagbend - англ). Для предотвращения повреждения газопровода вследствие чрезмерного изгиба при укладке труба должна находиться под постоянным натяжением (на судне для этого имеются 4 устройства с тяговым усилием 500 тонн каждое). На первый взгляд может показаться, что длинная стальная труба не обладает достаточной гибкостью, но на самом деле это не так. В то время как труба длиной 12 м практически несгибаема, незакрепленная труба длиной 1500 м легко провисает.
Форма кривой нижней секции трубопровода (sagbend) контролируется охватывающими трубу натяжными устройствами (tensioners), напоминающими по виду тракторные гусеницы, с суммарным тяговым усилием 2000 тонн. “Pioneering Spirit” способен прокладывать трубопроводы на глубинах до 4000 метров.
Для монтажа-демонтажа верхних строений добывающих платформ весом до 48 000 тонн в носовой части устанавливаются до 16 поперечных балок (по восемь на каждом корпусе), снабженных гидравлическими домкратами с системой компенсации качки (рис. 6) и опорными площадками или зажимами. Каждая балка длиной 65 метров весит 1700 тонн. При демонтаже забалластированное судно как бы «обнимает» платформу своими корпусами, под дно верхнего строения подводятся балки, затем откачивается балласт (общая производительность балластных насосов составляет 37 000 м; в час), “Pioneering Spirit” подвсплывает и отделяет строение от основания. Верхнее основание транспортируется в требуемый район, где перегружается на баржу “Iron Lady” длиной 200 м и шириной 57 м. Монтаж верхнего строения производится в обратном порядке. При этом баржа с верхним строением вводится в пространство между корпусами.
Для демонтажа и установки основания морских платформ весом до 20 000 тонн на корме судна устанавливается заваливающийся портал высотой 70 метров с системой из шести полиспастов с тяговым усилием 5000 т каждый. Для работ с оборудованием меньшего веса служит кран грузоподъемностью 5000 тонн.
Вышеуказанные работы могут безопасно производиться при высоте волны до 3,5 метров. При этом судно должно точно удерживаться в заданной точке. Для этого используется система динамического позиционирования DP 3 фирмы Kongsberg. Судно может форсировать льды толщиной до 40 см, что позволяет ему работать даже в полярных районах.
Электроэнергию для работы этого оборудования, движения судна и прочих нужд производят девять главных дизель-генераторов суммарной мощностью 95 000 кВт с дизелями фирмы MAN (восемь двадцатицилиндровых типа 20V 32/44CR 1 и один девятицилиндровый 9L 32/44CR). Для движения судна и его динамического позиционирования служат 12 винторулевых колонок фирмы Rolls-Royce мощностью по 6050 кВт.
“Pioneering Spirit” способен прокладывать трубопроводы на глубине до 4000 метров. При прокладке трубопроводов с наружным диаметром от 50,8 мм (2 дюйма) до 1727,2 мм (68 дюймов) на верхней палубе может храниться до 27 000 тонн труб. На рабочей палубе располагаются несколько станций для непрерывного производства следующих технологических работ:
1. Высокоточная обрезка торцов труб для лучшей стыковки
2. Сварка секции из нескольких труб (сварка ведется автоматической системой “Phoenix”)
3. Контроль качества сварки секции ультразвуковым томографом для выявления дефектов внутри металла
4. Подача на монтажную линию, нагрев трубы для последующей насадки расширяющейся от температуры термоусадочной манжеты
5. Сварка с уже приваренной предыдущей секцией трубопровода
6. Проверка качества сварки ультразвуковым томографом
7. Монтаж термоусадочной манжеты. Манжета защищает сварочный шов и торцы труб в месте сварки от коррозии. Манжета представляет ленту из термоусадочного материала, которой обматывают место сварки, устанавливается «замковая пластина» и после охлаждения лента самозатягивается с большим усилием. После этого на место шва устанавливается форма и производится заливка пенополиуритановой пеной до уровня бетонной рубашки для защиты манжеты от механических повреждений.
Свое «боевое крещение» “Pioneering Spirit” получил в 2016 году при демонтаже у норвежского побережья верхнего строения добывающей платформы “Yme” весом 13 500 тонн и размерами 56.4 x 54.0 x 28.0 метров. В апреле 2017 года в Северном море был поставлен мировой рекорд - демонтировано и доставлено на разделку в Великобританию верхнее строение платформы “Brent Delta” массой 24 000 т. В июне следующего года всего лишь за 60 часов (очередной рекорд) было установлено верхнее строение буровой платформы “Johan Sverdrup” (22 000 т) в Северном море.
Летом 2017 года в Черном море судно-гигант приступило к прокладке двух ниток глубоководного участка трубопровода «Турецкий поток» (рис. 10), на это было затрачено, с небольшими перерывами, около полутора лет. Проведенные работы характеризуют следующие цифры:
• Наружный диаметр проложенных труб - 32 дюйма (812,8 мм)
• Длина одной трубы - 12 м
• Толщина стенок трубы - 39 мм
• Рабочее давление газа в трубопроводе - 284 кг/см;
• Общая длина проложенных труб - 2 х 940 км
• Максимальная глубина моря на маршруте прокладки - 2200 м
• Средняя скорость прокладки - 5 км/сут
• Общее количество сварных швов - более 138 тысяч
В декабре 2018 года “Pioneering Spirit” перешел на Балтику и включился в прокладку глубоководного участка двух ниток трубопровода «Северный поток - 2». Стоимость фрахта судна составляет 250-300 тысяч евро в сутки. Для этого проекта изготовлено более 200 000 труб длиной 12 метров, весом 24 тонны, диаметром 45,4 дюйма (1153 мм) и толщиной стенки 41 мм. Эти трубы имеют различные покрытия:
1. Изнутри труба покрыта антифрикционным и антикоррозийным эпоксидным покрытием. Основное назначение слоя в снижении сопротивления движению газа, защита от коррозии является вторичной, так как газ проходит подготовку через специальные установки очистки и осушения.
2. Снаружи на трубы нанесено антикоррозийное покрытие толщиной 4,2 мм из 3-х слоев полиэтилена.
3. Трубы покрыты бетонной рубашкой толщиной 60-110 мм из гидротехнического бетона с оцинкованной арматурой в целях дополнительной защиты основной трубы от коррозии, защиты от механических повреждений, а также утяжеления для погружения трубы в воду под собственным весом (заполненная газом труба имеет положительную плавучесть) и предотвращения перемещений трубы на дне под действием течений.
В этом районе трубопровод будет прокладываться на глубинах, не превышающих 210 метров. Общая длина трубопровода составляет 1230 км, в его прокладке участвуют 6 судов-трубоукладчиков. Строительство трубопровода планируется завершить к концу 2019 года, стоимость проекта составит около 9 млрд евро.
“Pioneering Spirit” оказался весьма востребованным судном - график его работ расписан уже на несколько лет вперед. В ноябре 2013 года компания Allseas Group объявила о своем намерении построить в начале 20-х годов еще большее судно аналогичной кострукции, получившее название “Amazing Grace”. Его ширина составит 160 м, он сможет оперировать верхними строениями морских платформ массой до 72 000 тонн. Предполагаемая стоимость составит не менее, чем 3,4 млрд евро.