Как устроено сейсмическое судно
Первоначально звуковым источником для морских сейсмических исследований служил динамит. Ввиду его очевидной опасности позже в качестве источника стали использовать пневматические пушки.
Накопление сейсмических данных представляет собой картографию подводной структуры в постоянном поиске гидрокарбонов.
Сначала форма данных была двухмерной. Данные получались с помощью одиночной шланговой сейсмоприемной косой (или же просто — косой, она же стример, от англ. «streamer») и одного источника сигнала.
Позже был разработан новый метод для трехмерного картографирования. Для этого стремятся установить как можно больше кос-стримеров, для покрытия большой площади, на сколько возможно. Рассматриваемое судно «Вячеслав Тихонов» имеет 8 кос для снятия данных (это не максимальное количество, имеются суда с большим количеством кос).
Метод сбора данных может быть сравнен с очень большим эхолотом. Звуковой сигнал посылается пневмопушкой вниз на морское дно, и затем буксируемый кабель регистрирует отраженные сигналы, которые записываются.
Так выглядит судно с выпущенным сейсмическим оборудованием.
Длина одной косы на судне «Вячеслав Тихонов» имеет длину 6,000 метров (именно метров, а не кабельтовых и пр. морских единиц).
Постановка кос в рабочее состояние и их выборка по окончании замеров — дело не быстрое, занимает несколько дней. При этом, как и во время замеров, судно должно следовать строго определенным кусом с фиксированной скоростью (в этом режиме рабочая скорость составляет порядка 5 узлов). Т.к. это довольно сложно и утомительно для человека выдерживать так четко курс и скорость, на судне установлена система динамического позиционирования (DP), которая позволяет выполнять данную задачу автоматически. Навигаторы в основном следят за навигационной обстановкой, устанавливают связь с судами для обеспечения безопасного расхождения и т.п. Радиус поворота в режиме замеров составляет несколько миль, для того, чтобы косы не перепутались. Команда курсом судна задается из сейсмологической лаборатории на судне.
Также, для обеспечения безопасного расхождения с другими судами, для предотвращения поврежедения ими буксируемых кос (кстати, стоимость одной косы со всем оборудованием составляет порядка 2 млн. долларов) и прочих вспомогательных задач, в паре с судном работают два судна слежения (по английски — chase boats). Также имеется одно вспомогательное судно для доставки снабжения и экипажа, для бункеровки и прочих вспомогательных задач. Для успешного выполнения этих задач, исследовательское судно должно держать надежную и постоянную связь с судами слежения, своевременно информировать их о своих планах.
Как уже было сказано выше, поворот в режиме замеров является довольно сложной задачей. При расстоянии между внешними косами в 800 метров, радиус поворота должен составлять минимум 4,000 метров, увеличивая в плохую погоду до 5,000 метров. При повороте с радиусом в 5 км, скорость поворота должна быть 3 градуса в минуту. При этом необходимо отметить, что на траекторию поворота оказывают сильное влияние погодные условия и состояние моря. При повороте навигаторы ориентируются на положение параванов — буксируемых отводителей кос.
Справа на фото просматривается отводитель (бараван, paravane), на первой фотографии его можно видеть закрепленным на борту.
В режиме замеров необходимо следить за дургими судами и просить их покинуть зону не только из-за угрозы столкновения или повреждения кос. При близком прохождении другого судна, особенно большого, теряется качество замеров, т.к. нарушается целостность звукового источника. Поэтому, если не удается договиться с другим судном по каким-либо причинам насчет расхождения на большой дистанции, тогда желательно разойтись ближе и быстрей. Потому как замеры все равно будут нарушены, и необходимо минимизировать время контакта, чтобы сохранить время на замеры.
Отмечено, что при прохождении оффшорных терминалов, где грузятся большие танкера с системой динамического позиционирования, даже на расстоянии 12 миль замеры будут фактически уничтожены, и придется делать повторный заход, когда танкер отойдет от причала.
Если в районе находится другое сейсмологическое судно, то его работа может сказаться на работе нашего судна на расстоянии порядка 80 миль. Поэтому в таких случаях, чтобы не мешать работе друг друга, договариваются о графике проведения измерений. Например, были случаи, когда в Северном море работало одновременно 8 судов.
По заявлению разработчика проекта, фирмы Ulstein, форма корпуса судна, запантентованная как Ulstein X-Bow, совместно с дизель-электрической пропульсивной системой, обеспечивает исключительную эффективность в плане расхода топлива, мореходности и скорости. Однако, несмотря на рекламный ролик, присутствующий на youtube (сравнительная гонка двух корабликов в штормовых условиях), применение концепта конкретно здесь видится не вполне оправданным. Исхожу из чисто практической оценки и своего видения, сугубое ИМХО. А именно: мои весьма скудные познания в гидродинамике корпусов говорят мне, что обводы будут работать на скоростях, близких к полной, но по-любому выше средних. Рабочая скорость данного судна в режиме замеров (основное назначение судна) составляет 4-5 узлов.
Во время моего присутствия на борту, при ходе со скростью 4.5 узла, его довольно неприятно раскачало до 5 градусов крена, при весьма легком волнении моря и ветре 7 м/с. Экипаж же рассказал, при работе в профиле (снятие замеров), с оборудованием за бортом, волна била снизу в нос с подкидыванием этого самого носа, со всеми «вытекающими» последствиями у наименее морестойких членов экипажа.
Гребная установка включает в себя два винта регулируемого шага (ВРШ). Каждый винт приводится во вращение с помощью асинхронного двигателя мощностью 4,800 кВт, регулируемого частотным конвертером с водяным охлаждением. Передача вращения на винт осуществляется через редуктор.
Судно оборудовано носовым и кормовым тоннельными подруливающими устройствами, а также выдвижным азимутальным подруливающим устройством (Compass Thruster) в носовой части.
Длина судна 84 м, ширина 17 м, максимальная осадка 6 м. Дедвейт на максимальной осадке составляет 2,250 т.
Согласно спецификации, скорость судна при нагрузке 100% на каждый винт, при чистом корпусе и спокойной воде, должна составлять примерно 18.5 узлов.
Вспомогательное судно осуществляет маневр сближения.
Вспомогательное судно швартуется для бункеровочных операций на ходу.
Теперь поднимемся на борт этого странного судна.
Вид с носа довольно агрессивный и говорящий о том, что на пути ему лучше не попадаться, не то форштевнем порубает.
Швартовная палуба на баке полностью скрыта.
Ввиду компактности судна, спасательных шлюпок не имеется. Основное средство спасения — надувные плоты, контейнеры которых расположены по обоим бортам.
Жилые помещения расположены в носовой части.
Кормовая часть полностью технологическая — на палубе вертолетная площадка, под палубой место для сейсмического оборудования.
По обоим бортам расположены отводители, которые разводят сетку сейсмических кос (см. предыдущий пост).
Конструктивно это большой поплавок с подводными крыльями.
Так ИКС-нос (X-bow) рассекает водную гладь. Правда, море спокойное и скорость не большая.
Через носовые клюзы проведен буксирный конец.
Вид на ходовую рубку (навигационный мостик) с палубы полубака.
Вид на левое крыло. Мостик имеет закрытые крылья, как для удобства управления судном, так и ввиду ледового класса судна.
Т.к. бак полностью закрыт, для обеспечения швартовных операций судно оборудовано откидными площадками.
Вид на площадку в убранном состоянии изнутри.
Брашпиль, как обычно совмещенный со швартовными лебедками.
Вид сверху на бак.
Палуба бака. Прикольный такой балкончик перед мостиком. В принципе, самое большое свободное место на палубе, вот только использовать это практически никак.
Мачта современных судов служит для размещения радионавигационного оборудования и ходовых огней.
Вид на корму судна.
Судно оснащено рабочим катером, для обслуживания сейсмического оборудования за бортом и прочих вспомогательных задач.
Такой вид в корму открывается с левого крыла навигационного мостика. С этого места можно полностью управлять движением судна.
На палубе мало свободного места. В центре находится кран. Справа по борту (слева на фотке) — помещение пеностанции для тушения вертолетной площадки и того, что на нее вдруг свалилось, если что. Слева находится запасной отводитель в разобранном состоянии.
Вид с вертолетной площадки на надстройку.
Вид в корму. Мачта с кормовыми огнями — откидная, как и все ограждение вертолетной площадки. Бортовые края площадки — поднимаемые. Сетка на площадке не растелена, потому как вертолет пока не ожидается.
Из-за висящих по бортам отводителей судно не может просто так пришвартоваться к причалу, поэтому в штатное снабжение входят кранцы. Они также применяются, если другому судну надо подойти к борту, например, для бункеровки (см. предыдущий пост).
Грузовой люк на нажнюю палубу.
Запасной отводитель занимает много места.
Контейнеры с плотиками.
Рабочий катер в штатном походном положении. Вид у него довольно веселенький.
Осуществляется подъем катера на борт.
Хотя судно не оборудовано спасательными шлюпками для экипажа, тем не менее быстроходная шлюпка на борту имеется, основное предназначение — спасение человека за бортом.
Она всегда приспущена в положение готовности для быстрого спуска на воду, если на воде работает рабочий катер…
…чтобы быстро прибыть на помощь при необходимости.
Пора заглянуть во внутрь коробочки.
Начнем с ходовой рубки aka навигационного мостика, откуда осуществляется управление движением судна.
Основная навигационная панель включает в себя средства управления пропульсивной установкой, посты радаров и электронной картографии, пульты УКВ связи и прочая вспомогательная лабуда.
Пульт управления гребными двигателями, коих на борту присутствует аж два (электрические, если что). Винты применяются с изменяемым шагом (ВРШ), левый индикатор показывает шаг винта в процентах, а правый — его обороты. Ручка с набалдашником в верхней части фото — управление азимутальным (это значит, что вращается на 360 градусов) подруливающим устройством. Причем оно выдвижное, и когда не используется, то просто убрано в корпус (точнее, в пределы его обводов :-) ).
Для лучшего управления судном при различных возможных специфических случаях, на обоих крыльях установлены вспомогательные консоли.
На них расположены все необходимые пульты для управления гребной установкой и рулями.
Судно оборудовано некоторым количеством водонепроницаемых дверей, пульт управления с сигнализацией их положения находится также на мостике.
Т.н. навигационный дисплей (Conning Display). В принципе, вещь может даже и бесполезная, т.к. здесь просто продублированы все основные индикаторы, которые и так имеются на панели, но зато они все сведены в одном месте, которое можно охватить взглядом.
Пост управления динамическим позиционированием. На данном судне DP применяется в основном для точного удержания судна при заданной скорости на курсе при сейсмических замерах.
Вид на центральную консоль. Бестолковая фишка (имхо, конечно же) судна заключается в том, что нет штурвала. Вообще нет. Даже его какого-то подобия. Не знаю почему. Вопрос управления двумя рулями с одного штурвала давно решен, причина в чем-то другом. Может быть в том, что большую часть времени судно будет работать в режиме динамического позиционирования? Ага, гладко было на бумаге да забыли про овраги.
В результате позиция рулевого абсолютно неудобна. Видите вон те две пипочки справа на фотк, сразу под индикаторми положения перьев рулей? ;-) Вот с них рулями и управляют. Можно по раздельности, а можно с одной пипочки управлять сразу обоими. Управление получается заточенным на левую руку.
Здесь штурмана карты раскладывают.
Стойка радиооборудования системы ГМССБ. Раскрыт судовой журнал.
Панорама на мостик, вид на левый борт. Шикарные панорамные окна (илюминаторами никак не назвать) от палубы до подволока предоставляют великолепный обзор во всех направлениях. Только две трубы позади перекрывают два сектора.
Внутренний трап жилых помещений.
Помещение для совещаний.
Помещение для отдыха. Часть экипажа проживает в довольно тесных двухместных каютах (каждая, впрочем, оснащена отдельным санузлом с душем, в каждой каюте есть доступ к интернету (скорость, конечно, маленькая — спутниковый интернет пока дорогая игрушка), телевизор, подключенный к системе спутникового телевидения, ДВД проигрыватель).
Так что здесь все равно народ собирается посмотреть киношку, или просто отвлечься от тесных переборок каюты.
Здесь же имеется выгородка для психологической разгрузки :-)
PS2, Xbox, Wii…
Коридор жилых помещений. Обзорный илюминатор в судовой офис.
А это уже царство сейсмиков. Здесь мало что понимаю, поэтому просто помолчу. :-)
Серверная. Внушаить, однако. Особенно, если вспомнить, что это стоит на маленьком кораблике.
Заглянем на палубы с сейсмическим оборудованием. Хм, здесь коробки с мусором попали в кадр — нет, так не всегда. Просто как раз в момент «фотосессии» распаковывали запчасти на сейсмосистемы, еще не убрали.
Пошло сейсмическое оборудование. В деталях могу ошибаться.
Лебедки с косами.
Стеллажи с датчиками, которые крепятся на косы.
Стеллажи с «птицами», которые также крепятся на косы. Я не знаю, почему ух назвали птицами, а не рыбами, ведь у них все же аналог плавников, а не крыльев. Назначение птиц — удерживать косу на заданной глубине (около 6 метров).
Концевые поплавки.
Палубой ниже располагаются пневматические пушки.
Палуба находится очень низко и постоянно заливается водой через бортовые шпигаты и через задние двери.
Ну и завершим обход в столовой команды. Столовая смешанная, для всего экипажа. «Заточена» под шведский стол. Два повара и две помошницы (как их называют — буфетчицы) готовят еду для экипажа из 50 человек.
Теперь пора спуститься в машинное отделенние. Оно здесь именно машинное (МО), а не машинно-котельное (МКО), потому как вспомогательные котлы отсутствуют. Конечно, есть утилизационные котлы, но они не в счет. ;-)
А котлов не по простой причине — на этом судне не надо греть мазут. По весьма простой причине — он здесь не применяется. Вместо этого — дизельное топливо. Если кратко, то, с одной стороны, дороже в эксплуатации по топливу, но с другой — топливная система гораздо проще и надежнее, а также судно более экологично по выбросам вредных веществ в атмосферу. Дизели также оборудованы системой снижения концентрации вредных веществ (ВВ) в выхлопных газах (несмотря на то, что даже без ее применения содержание ВВ находится в допустимых пределах на сегодняшний день).
Начнем осмотр с ЦПУ (центральный пост управления). Он здесь находится за пределами МО, поэтому даже имеется иллюминатор (в кадр не попал, однако). На судне имеются камеры видеонаблюдения, как внутренний так и наружные, в ЦПУ есть пульт управления и дисплей, можно посмотреть картинку с любой камеры.
Основная задача механика в ЦПУ — контролировать работу и состояние энергетической установки, для чего установлена система контроля и сигнализации. На две рабочие станции подключено 4 дисплея, на каждый можно выводить свою картинку.
Можно также желаемые параметры вывести на аналог самописца, это удобно, когда анализируется какая-то неисправность или производится настройка ПИД-регулятора, например.
На консоли имеется свой пульт управления гребными двигателями, аналогичный тому, как на мостике.
Судно — электроход. Для обеспечения энегией установлены 4 дизель-генератора мощностью 2,850 кВт каждый. Электрическая система довольно интересная (разработка Вяртсила). Шины 690В разбиты на 4 секции. Систему можно разделить на две независимые части, половинки которых между собой соединены через специальные трансформаторы для снижения вредных гармоник (пожалуй, не стоит углубляться в описании дальше ;-) ).
Все управление электростанцией осуществляется вот с такого экрана.
Пройдем в машину. Непосредственно перед входом в нее расположен ГРЩ (главный распределительный щит). Как и на картинке, физически он также разделен на две половины (это все вопросы повышения живучести). Т.к. управление электростанцией возможно и отсюда, то установлен пассивный обзорный экран, показывающий текущую конфигурацию электростанции.
Щит на 400В — отдельный. Также есть и на 220В.
Рабочие параметры генераторов можно просмотреть на соответствующих панелях.
Панель перемычки — можно разделить электростанцию пополам на независимые части, а можно соединить обратно в одно целое — в этом случае понадобится синхронизация, для чего установлен синхроноскоп (принцип действия и назначение не такие, как у синхрофазотрона)
На этом экране показана полная конфигурация энергетической установки, включая гребные двигатели и подруливающие устройства, а также сейсмические компрессоры.
Установлены два гребных двигателя мощностью 4,800 кВт, а также два тоннельных подрудивающих устройства (носовое и кормовое) и выдвижное азимутальное подруливающее устройство.
Ну и, раз говорим о машине, упомяну АРЩ (аварийный щит) и АДГ (аварийный дизель-генератор). Эта установка, однако, находится за пределами МО, как и на обычных судах — требования СОЛАС.
Пройдем в машину. Она отделена от щитовой водонепроницаемой клинкетной дверью.
Открывается вид на дизели. МО небольшое и тесноватое местами, фотографировать было довольно затруднительно местами для получения каких-то более-менее общих планов.
Межудизелями имеются узкие проходы, и приходится частенько пригибаться/изгибаться, чтобы не напороться на очередное препятствие, пока шаришься по МО.
Все дизели имеют местную панель, показывающую основные рабочие параметры.
Внезапно! ТНВД (топливный насос высокого давления) дизеля. Такой насос установлен на каждом цилиндре, коих на данных дизелях аж 9 штук на каждом.
Генератор с воздушно-водяным охлаждением..
Дизель-генераторы расположены неодинаково — два повернуты в нос, а два в корму. Везде развешены огнетушители. Имеется также стационарная система объемного пожаротушения, ну и обычная пожарная водяная магистраль.
Для каждого дизеля есть пара (один в работе, один в резерве) топливных насосов (синенькие на фото) и насосов водяного охлаждения (серенькие). Кстати, в этой энергоустановке не применяется циркуляционное охлаждение забортной водой (исключение — охлаждение сейсмокомпрессоров).
Отдельное помещение сепараторов топлива и масла отсутствует, сепараторы расположены недалеко от дизель-генераторов.
Здесь же приютилась установка очистки льяльных вод.
По бортам расположены две опреснительные установки — из забортной воды получаем пресную.
Компрессоры пускового воздуха. Обеспечивают воздух для запуска дизелей, а также для различных нужд.
Воздух закачивается в баллоны (ресиверы), откуда уже распределяется по потребителям.
Если издизеьного отсека пойти в нос, через клинкетную дверь, то попадем в носовой отсек.
Здесь расположено выдвижное азимутальное подруливающее устройство. В убранном положении — мотор поднят.
А в рабочем — находится в нижнем положении.
Сразу за ним в нос находится носовое тоннельное подруливающее устройство, на картинке показан его электромотор размером в человеческий рост.
А если пойти из дезельного отсека в корму, то, также через водонепроницаемую дверь, сначала попадаем в коридочик, где (справа на фотке) находится помещение выдвижного гидроакустического устройства.
Вот оно, в выдвинутом под влду положении. Выдвигается на два метра.
А дальше попадаем в помещение гребных двигателей. Обычный асинхронный электродвигатель с воздушно-водяным охлаждением и частотным управлением.
Для передачи вращения на гребной вал установлен редуктор.
Винты здесь не простые, а с регулируемым шагом (ВРШ). При неисправности системы управления с мостика или ЦПУ, возможно управление с местного поста, для чего также установлен аварийный телеграф для приема команд с мостика.
Если уж и эта панелька поломается как-то, то изменять шаг можно непосредственно с с механизма.
Поблизости установлена цистерна с гидравлическим маслом.
Гребным мотором также можно управлять с местного поста — непосредственно с частотного конвертера.
На этом МО не заканчивается. Можно подняться по трапу выше.
И, минуя пару помещений со вспомогательным оборудованием, попадаем в отсек с тремя сейсмическими компрессорами.
Девайсы внушают! Сжимают воздух до 150 атмосфер.
Здесь же находятся их частотные конвертеры.
Воздух закачивается в баллоны.
Местная панель управления компрессором (основное управление осуществляется из ЦПУ).
Дальше можно спуститься вниз и пройти через небольшой отсек с насосами охлаждения компрессоров и пожарным насосом.
Попадаем в помещение кормового подруливающего устройства, мимо которого можно протиснуться в румпельное отделение, где расположены рулевые машины.
Протискиваться придется перешагивая через шпангоуты.
Правая рулевая машина и ее щиты управления.
Непосредственно рулевая машина.
И ее гидравлическая система. оттуда можно осуществлять аварийное управление. Вот только сидеть придется на корточках, потому как иначе туда не подобраться.
