Компания CNGS Engineering ускорила разработку морского месторождения нефти с помощью решения Bentley для структурного анализа и проектирования

author

Оригинальное решение для проекта EPIC (проектирование, материально­техническое обеспечение, установка и ввод в эксплуатацию)

Продукты Bentley были использованы при проектировании инновационного основания из листовой стали для ледостойких платформ

CNGS Engineering входит в состав CNGS Group, международной группы компаний, предоставляющей проектно­строительные услуги мирового уровня для предприятий нефтегазовой отрасли. «Лукойл», международная нефтегазовая компания, производящая 2,2% мировых запасов неочищенной нефти, поручила CNGS реализовать проект разработки нефтяного месторождения им. Филановского, расположенного на северном шельфе Каспийского моря, где гряды ледяных торосов представляют серьезную угрозу морским платформам. Компания CNGS использовала решения Bentley для трехмерного проектирования морских сооружений на всех этапах — от базового до детального, включая разработку инновационного основания из листовой стали, предназначенного для ледостойких стационарных платформ.

Экстремальные условия Северного Каспия

Предполагаемые запасы нефти месторождения им. Филановского составляют около 1100 млн баррелей (общие запасы нефти в России оцениваются как минимум в 60 млрд баррелей). Поэтапная разработка данного месторождения предусматривает развертывание объектов морской инфраструктуры, адаптированных к экстремальным условиям Северного Каспия. Зимой море промерзает почти на метр, формируя навалы льда, высота которых может достигать 10 м над уровнем моря. Весной ледяной покров начинает вскрываться, образуя массивные глыбы, плывущие по морским течениям. В таких условиях лед создает разрушающие нагрузки, которые могут повредить или даже вывести из строя морские буровые платформы.

С помощью программного обеспечения Bentley компания CNGS разработала
все конструкции оснований платформ, способные выдержать давление льда
без риска повреждений

Глубина моря на участке месторождения составляет 7 м, что превышает возможности буровых судов. На первом этапе проекта разработки месторождения были проведены работы по проектированию и строительству семи ледостойких платформ. Компания CNGS отвечала за проектирование самых крупных буровых платформ, ЛСП­1 и ЛСП­2, а также центральной технологической платформы (ЦТП). Добытые углеводороды передавались с ЛСП­1 и ЛСП­2 на ЦТП, в состав которой входит перерабатывающая установка для передачи на сушу 1 млн т нефти и 1 млрд кубометров газа ежегодно.

Платформа ЛСП­1 весом 20 750 т, оснащенная стационарной буровой установкой, возвышается на 90 м над уровнем моря и имеет габариты 50 на 96 м, что сопоставимо с размерами футбольного поля. При реализации данного проекта необходимо было решить следующие технические задачи: обеспечить условия для одновременного бурения и производства, организовать сбор и переработку продукции, контролировать дебит скважин и транспортировать нефть и газ на сушу. Кроме того, установки должны были работать круглый год в суровых условиях Северного Каспия.

Разработка инновационного основания с помощью приложения Bentley Structural Modeler

Компания CNGS выполнила множество проектов EPIC (проектирование, материально­техническое обеспечение, установка и ввод в эксплуатацию) в Каспийском море, используя программные решения Bentley для базового проектирования, размещения заявок на разработку и комментариев и детального проектирования. Благодаря технологиям Bentley проектная группа, разрабатывающая конструкции платформ, получила достаточно данных, чтобы снизить риск повреждений, вызываемых столкновением со льдами при эксплуатации платформ в самых суровых условиях. Кроме того, решения Bentley помогли CNGS реализовать цели проекта в кратчайшие сроки.

Компания CNGS отвечала за проектирование самых крупных ледостойких буровых платформ, ЛСП-1 и ЛСП-2, а также ледостойкой центральной технологической платформы

Применяя решения Bentley для трехмерного проектирования, компания сформулировала уникальную концепцию проектирования ледостойких оснований с опорными блоками, выдерживающими вес платформы и предотвращающими возможный ущерб от ледовой нагрузки. Опорное основание, которое представляет собой конструкцию из стальных листов, было спроектировано в Structural Modeler. Также решение Structural Modeler использовалось для разработки балочных клеток, переходных мостов и несущего каркаса. Решение позволило проектировщикам учитывать допуски для сварки, а также производить стыковку балок с подрезом в месте соединения.

Кроме того, компания CNGS использовала PlantSpace Design Series, promis•e и Bentley Raceway and Cable Management для проектирования трубопроводов, трехмерных элементов, прокладки кабелей и установки кабельных лотков. Трехмерное моделирование интегрированного проекта позволило проектной группе определить наиболее эффективную компоновку трубопроводов и оборудования и избежать наложения элементов.

Решение ProjectWise обеспечило эффективную совместную работу над проектами, а также обмен данными между подрядчиками, субподрядчиками, производственными предприятиями, строителями и заказчиком всем участникам группы, расположенным в Симферополе, Севастополе и Москве. Система управления инженерно­технической документацией ProjectWise позволила проектной группе работать в общей информационной среде. Таким образом, для проектировщиков обеспечивались актуальность данных и контроль версий при работе с удаленным офисом или партнером.

Подтверждение конструктивной прочности в SACS

Для стальных конструкций верхнего строения и конструкций основания было необходимо провести расчеты прочности, которые по требованию «Лукойл» должны были выполняться в SCAD Office. Кроме того, компания CNGS выполнила перекрестную проверку расчетов прочности в приложении Bentley SACS, предназначенном для проектирования и анализа морских платформ.

Для анализа прочности сложных трубопроводов компания CNGS использовала приложение AutoPIPE, позволившее выполнить интегрированное проектирование системы трубопроводов платформы

SACS поддерживает анализ динамических характеристик при воздействии волн, ветра, землетрясений и специализированный анализ нагрузок при серьезных авариях, таких как взрывы, столкновения с судами и разрушение конструкций, а также оценку усталости опорных блоков, оснований и верхних строений. SACS поддерживает двустороннюю интеграцию с решениями Bentley для моделирования конструкций, что обеспечивает автоматическое обновление трехмерных моделей. Аналогичным образом приложение Bentley AutoPIPE использовалось для анализа прочности сложных систем трубопроводов.

Снижение рисков и затрат

Проектная группа сумела найти и устранить ошибки, проконтролировать исправления и сократить срок выпуска исправленных версий чертежей, используя трехмерные технологии. Выявлению и устранению коллизий способствовала проверка трехмерной модели с помощью Bentley Navigator. Помимо этого компания CNGS применяла трехмерные модели для расчета количества материалов и формирования проектной документации, включая разрезы установки, представления и изометрические чертежи. Благодаря открытому интерфейсу программирования MicroStation компания также сумела создать собственное приложение для формирования проектных спецификаций, позволяющих добиться значительной экономии времени.

Полученные от партнеров проектные документы в различных форматах легко импортировались в решения Bentley без потерь данных. Технологии Bentley позволили CNGS разбить сложную конструкцию основания на секции, каждая из которых представляла собой сборочный узел. Таким образом, появилась возможность отслеживания хода установки и порядка сборки. Средства трехмерного проектирования позволили спланировать и разбить на этапы работы по монтажу ЛСП­1 и ЛСП­2, в то время как приложение MicroStation применялось для моделирования процесса погрузки на транспортную баржу методом надвига.

Оперативная передача проекта

Как отметил CAD­менеджер проекта Сергей Присяжный, стальные конструкции верхнего строения и основания были настолько сложными, что компании CNGS не удалось бы спроектировать их без применения технологий Bentley. Кроме того, программное обеспечение позволило ускорить процесс проектирования.

На завершение всех работ, от первоначальных расчетов до создания чертежей и спецификаций, согласно графику проекта, отводилось девять месяцев — по три для каждой ледостойкой платформы. Проектной группе удалось выполнить эту задачу за восемь месяцев, на целый месяц опередив график. «Необходимо было учесть все без исключения элементы, поскольку наша трехмерная модель должна была стать источником проектной документации, и мы с особым вниманием подошли к этому вопросу, — отметил г­н Присяжный. — Чтобы смоделировать одну платформу, нам потребовалось 40 дней, соответственно на моделирование трех платформ ушло всего 120 дней вместо 240, как планировалось изначально. Иными словами, благодаря эффективной совместной работе инженеров­проектировщиков мы справились с поставленной задачей в два раза быстрее».

Помимо выигрыша во времени при проектировании компания «Лукойл» получила качественные проектные документы и визуальные представления. Технология рендеринга MicroStation позволила сформировать наглядные изображения, обеспечившие понимание проекта и технологичности платформы. 

САПР и графика 9`2013