ВведениеВ период с 2007 по 2023 гг. нефтяной компанией «ЛУКОЙЛ» было обустроено несколько крупных морских месторождений на Российском шельфе Каспийского моря:– месторождение им. Ю. Корчагина;– месторождение им. В. Филановского;– месторождение им. В. Грайфера [1].Для транспортирования добытых на морском шельфе углеводородов нефтедобывающей компанией «ЛУКОЙЛ» были спроектированы и построены морские подводные трубопроводы общей протяженностью более 400 км [2]. В процессе проектирования и строительства морских подводных трубопроводов инженеры компании и проектных институтов могут столкнуться с рядом ограничений.Цель статьи – рассмотреть природные и географические ограничения в российским секторе Каспийского моря и проблемы для компаний, связанные с ними при проектировании и строительстве подводных трубопроводов. Замкнутость Каспийского моряВвиду замкнутости Каспийского моря существует серьезное ограничение по привлечению специализированных подрядных организаций с трубоукладочными и трубозаглубительными судами, судами обеспечения и прочим специализированным оборудованием. Каспийское море (Каспий, от лат. Caspium mare) – крупнейший на Земле замкнутый водоем, который может классифицироваться как самое большое бессточное озеро. Площадь Каспийского моря в настоящее время составляет примерно 390 000 км², расположено на стыке Европы и Азии. Протяженность моря с севера на юг – примерно 1 200 км, с запада на восток – 195–435 км, в среднем – 310–320 км. По физико-географическим условиям Каспийское море условно делится на три части:1) Северный Каспий (25 % площади моря);2) Средний Каспий (36 %);3) Южный Каспий (39 %).Условная граница между Северным и Средним Каспием проходит по линии островов Чечень – мыс Тюб-Караган, между Средним и Южным Каспием по линии островов Чилов – мыс Ган-Гулу [3].Основной объем строительства морских подводных трубопроводов был выполнен тремя иностранными компаниями: американской McDermott (2006–2007 гг.), итальянской Saipem (2012–2015 гг.) и малазийской Bumi Armada (2012–2023 гг.). На настоящий момент в Каспийском регионе осталась только одна компания Bumi Armada, обладающая специализированными судами: крановой трубоукладочной баржей Armada Installer и трубозаглубительной многофункциональной баржей Armada Constructor, способными выполнить весь спектр подводно-технических работ по укладке и заглублению морских подводных трубопроводов на мелководных участках Северного Каспия. ТУБ Armada Installer – трубоукладочная баржа понтонного типа (год постройки – 2008 г.), минимальная глубина моря при эксплуатации составляет 3,5–4 м, максимальный диаметр укладываемых труб 40 – 1 016 мм. Технические характеристики ТУБ Armada Installer представлены в табл. 1.  Таблица 1 Table 1Технические характеристики крановой трубоукладочной баржи Armada InstallerTechnical characteristics of the Armada Installer crane pipe-laying bargeНаименованиеВеличинаДлина баржи, м120,0Ширина баржи, м32,0Высота борта, м8,0Максимальная осадка баржи (с грузом), м4,2Максимальный диаметр укладываемых труб, мм1 219,0Минимальный диаметр укладываемых труб, дюйм4,0Средняя скорость укладки с заглублением, км/сут0,7Диаметр вертолетной площадки, м20,9  ТУБ Armada Constructor – многофункциональная трубозаглубительная баржа понтонного типа (год постройки – 2015 г.), минимальная глубина моря при эксплуатации составляет 1–1,5 м. Технологическая схема укладки и заглубления линейной части подводных трубопроводов представлена на рис. 1. Рис. 1. Технологическая схема укладки и заглубления линейной части подводных трубопроводовFig. 1. Technological scheme of laying and deepening of the linea part of underwater pipelines Отсутствие конкурентной среды оказывает существенное влияет на увеличение стоимости выполняемых подводно-технических работ, поэтому при планировании строительства морских линейных объектов в акватории Каспийского бассейна нужно заблаговременно предусмотреть создание конкурентной среды.   Мелководность Северного Каспия (глубины моря от 4 до 12 м)Принимая во внимание то, что средняя осадка трубоукладочных и прочих судов морского класса составляет 6–8 м, данный фактор существенно осложняет проектирование и строительство морских трубопроводных систем, снижая количество потенциально возможных для строительства судов.Например, у государственной нефтяной компания Азербайджанской Республики SOCAR есть трубоукладочная баржа «И. Гусейнов». Это трубоукладочное судно понтонного типа (год постройки – 1988 г., компания Rauma Repola, Финляндия), водоизмещением 25,6 тыс. т, принимает на борт 5 000 т труб. Расчетный диаметр укладываемых труб 219,1 мм (8 дюймов) составляет 813 мм (32 дюймов). После проведенной модернизации судна возможна укладка труб с бетонным покрытием до 1 524 мм (60 дюймов), максимальная глубина укладки – до 300 м. Судно оснащено современной компьютерной системой для контроля технологических процессов прокладки трубопроводов, современной навигационной системой, а также автоматической сварочной системой. Согласно данным табл. 2, осадка судна составляет более 6 м. Этот факт делает данное судно непроходным на мелководных акваториях Северного Каспия (табл. 2).    Таблица 2Table 2Технические характеристики ТУС «И. Гусейнов»Technical characteristics of TUS “I. Huseynov”НаименованиеВеличинаДлина (тип «судна – понтон»), м120,0Ширина, м33,0Максимальная осадка (в грузу), м7,0Диаметр укладываемых труб, мм219–1 524,0Глубина укладки, м10–300,0Высота борта, м13,0Проектная скорость укладки, км/сут1,5Максимальная скорость укладки, км/сут3,5Длина свариваемых труб (максимальная), м12,0  Сезонность выполнения работ в морской акваторииВ северной части Каспийского моря и предустьевом взморье реки Волги в зимний период образуется устойчивый ледяной покров, вследствие чего период для выполнения строительно-монтажных работ – с апреля по октябрь включительно. Также при работе судов в море для каждой операции существуют допустимые погодные ограничения, представленные в табл. 3 [1]. Таблица 3Table 3Ограничения при работе судов по погодным условиямRestrictions on the operation of vessels according to weather conditionsРабота судовОграничения при работе судов по погодным условиям*Разработка траншеиHmax = 1,5 мHs = 0,5 м вблизи трубопроводовVw ≤ 15 узловШвартовка баржи Перекладка якорейHs = 1,5 мVw ≤ 15 узловВидимость  ≥ 100 мНачало укладкиУкладка трубопроводаHs = 1,0 мVw ≤ 15 узловПодъемные операцииHs = 1,5 мVw ≤ 20 узловПодъем рабочего судна и его спуск на мореHs = 1,5 мVw ≤ 20 узловВидимость ≥ 150 мВодолазные работыHs = 1,0 мVw ≤ 20 узлов * Ограничения при работе судов по погодным условиям, приведенные в таблице, подлежат уточнению перед началом проведения морских операций.  Климат Каспийского моря в его северной части – континентальный. В зимний период среднемесячная температура воздуха изменяется от −8 до −10 °C, ледообразование начинается с мелководных восточных районов Северного Каспия в первой половине ноября. Со временем лед распространяется на запад, охватывая одновременно мелководные западные участки и предустьевое взморье Волги. За 1,5–2 месяца лед охватывает уже и открытые участки моря [4].Таким образом, при расчете  продолжительности строительства в акватории Северного Каспия необходимо предусматривать сезонность строительства и коэффициент на ограничения работы судов по метеоусловиям.  Выход в море через Волго-Каспийский судоходный канал Данное обстоятельство накладывает существенное ограничение на интенсивность (ритмичность) движения судов в виду постоянной загруженности канала и лоцманской, портовых и пограничных служб и, как следствие, своевременность подвоза труб и прочих материалов и оборудования, необходимых при строительстве морских подводных трубопроводов в акватории Каспийского моря. Для представления объема необходимых при строительстве материалов приведем небольшой пример в части подвоза труб. При строительстве 100 км морского трубопровода диаметром 559 мм требуется примерно 9 500 труб при средней длине одной трубы 10,5 м, а это примерно 158 барж. Расстояние от порта Астрахань до месторождений компании «ЛУКОЙЛ» в Северном Каспии составляет более 200 км. Поэтому при планировании транспортной логистики по подвозу на морской участок строительства трубной продукции, сварочных и строительных материалов, пищевых продуктов, персонала необходимо учитывать ограничения, связанные с необходимостью движения через Волго-Каспийский судоходный канал. Волго-Каспийский судоходный канал соединяет глубоководный участок реки Бахтемир (главный рукав в дельте Волги) и глубоководную часть Каспийского моря через мелководную часть дельты Волги и позволяет морским судам заходить в порты Оля (протока Бахтемир) и Астрахань (река Волга). Характеристики канала: глубина – 3,6–4 м; ширина – 120 м; длина – 168 км. Районы учений Каспийской флотилии Министерства обороны РФ на акватории Каспийского моряВ акватории Северного Каспия, где размещены эксплуатируемые компанией «ЛУКОЙЛ» нефтяные месторождения, а также перспективные нефтеконденсатные и газовые месторождения, расположены районы учений Каспийской флотилии Министерства обороны РФ, вследствие чего при проектировании морских линейных объектов (трубопроводов и высоковольтных кабельных линий) необходимо согласовывать с Министерством обороны РФ их трассировку, а на этапе строительства со штабом Каспийской флотилии – координаты района проведения строительства, время выполнения работ и суда, задействованные при строительстве. Кроме этого, в навигационный период при проведении плановых и внеплановых учений Министерством обороны РФ могут закрываться довольно обширные районы акватории Северного Каспия, что создает дополнительные сложности в доставке строительных материалов и выполнении строительных работ. Ограничения по срокам производства работ, выдаваемые Федеральным агентством по РосрыболовствуС целью сохранения водных биологических ресурсов и условий их воспроизводства Федеральным агентством по рыболовству с учетом рекомендаций ГНЦ РФ Волжско-Каспийского филиала ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» устанавливаются временные периоды, в которых возможно производить строительные работы в конкретных районах акватории Каспийского моря, а также делать расчет ущерба и компенсационных мероприятий по выращиванию и выпуску в море молоди ценных видов рыб. Геологические осложненияГрунт в северной части Каспийского моря преимущественно рыхлый, преобладающим является ил с примесью песка и ракушки. Также по трассам трубопроводов встречаются участки грунтов со слабой несущей способностью, такие как консолидированная текучепластичная и мягкопластичная глина и грунты, содержащие скопление углеводородного газа – метана. Все виды и разновидности грунтов в исследованном интервале грунтовой толщи, согласно значениям удельного электрического сопротивления, характеризуются высокой агрессивностью по отношению к углеродистой и низколегированной стали. С учетом грунтовых условий сейсмическая опасность района Северного Каспия оценивается в 7–8 баллов. При проектировании строительства морского подводного трубопровода необходимо с большим вниманием относиться к геологической изученности района строительства, которое оказывает прямое влияние на трассировку трубопроводов и многие другие технические решения.  ЭкзарацияВ мелководных районах Северного Каспия с глубинами моря до 10 м происходит образование гряд ледяных торосов – стамух. Стамухи под действием силы ветра и давления ледяных полей способны своим килем пропахивать морское дно на глубину до 5 м (рис. 2).  При проведении специализированными организациями морских инженерных изысканий на морском дне были обнаружены районы с характерными пропаханными бороздами. Для защиты трубопроводов от негативного воздействия торосистых ледяных гряд необходимо в мелководных районах Северного Каспия предусматривать их заглубление в грунт на величину, превышающую минимум на 1 м глубину возможного воздействия стамух в данном конкретном районе.Стамухи Северного Каспия образуются в январе-феврале из серо-белого и тонкого белого льда толщиной 20–70 см. Они могут достигать размеров 100–300 м, а иногда и 500 м в поперечнике и высоты 10–15 м. Максимальная зарегистрированная высота стамухи составляет 20 м.  Рис. 2. Схема выпахивания дна килем ледяного образованияFig. 2. Diagram of plowing the bottom with the keel of an ice formation  Стамухи образуются, как правило, на мелководье и при движении оставляют глубокие борозды на дне длиной от десятков метров до километра, а шириной – от 50 до 100 м. Эти явления представляют особую опасность для трубопроводов, т. к. глубина борозд может достигать 5 м [5]. ЗаключениеРассмотренные в статье природные и географические ограничения Каспийского региона оказывают прямое влияние на сроки реализации проекта по строительству морских подводных трубопроводов, стоимость строительства и примененные на этапе проектирования технические решения. Знание и понимание данных факторов позволит заказчику избежать ошибок на этапе разработки проектной документации и проведения коммерческих переговоров с потенциальными подрядными организациями, а подрядным организациям правильно рассчитать необходимый бюджет, качественно и своевременно выполнить договорные обязательства.