Введение к работе
Актуальность темы. Одним из приоритетных направлений развития отечественной экономики в третьем тысячелетии является дальнейшее освоение пространств и ресурсов Мирового океана. Перспектива истощения запасов углеводородного сырья на континентальной части России ставит задачи переориентации разведки и добычи ресурсов на континентальный шельф, где разведку запасов нефти и газа ведут научно-исследовательские суда (НИС). Однако за последние десятилетия некогда многочисленный научно-исследовательский флот России существенно устарел, сократился численно и не соответствует современным техническим требованиям. Проектирование и строительство НИС в России было остановлено с началом перестройки и не возобновлено до настоящего времени, когда поставлены серьезные задачи по дальнейшему изучению и освоению Арктического шельфа России.
Исходя из этого, высокую актуальность приобретает научно-техническая проблема, решение которой направлено на рассмотрение и реализацию прикладных аспектов совершенствования конструктивных элементов геофизических и других, равнозначных им по техническим характеристикам судов. Это позволит осуществлять научно-исследовательские работы по мониторингу шельфовой зоны Мирового океана на современном уровне с привлечением новых технологий, при этом модернизация - комплексная замена устаревшего оборудования с одновременным проведением работ по необходимому усовершенствованию и ремонту судовых конструкций является первостепенной. Она необходима для продления срока службы судов и поддержания их технического состояния на современном уровне. Такая модернизация судов еще на один - два регистровых периода (5-10 лет) позволит продлить проведение необходимых научно-исследовательских геофизических работ по поиску углеводородов на континентальном шельфе. Эта задача остается актуальной в течение всего жизненного цикла судна (ЖЦС), особенно с учетом отсутствия строительства в настоящее время новых судов. Актуальность решения этой проблемы подтверждает то, что общий срок службы геофизических судов к настоящему времени составляет 20 и более лет, а геофизическое оборудование, которое представляет основное "вооружение" судна, усовершенствуется практически каждые 5...7 лет и требует обновления.
Решение в настоящей диссертационной работе этой проблемы позволяет обеспечить геофизические суда техническими устройствами и оборудованием в соответствие с требованиями Международных геофизических организаций, Международных конвенций МАРПОЛ 73/79 и СОЛАС и поддерживать техническое состояние этих судов на должном уровне.
Целью исследования является разработка прикладных аспектов совершенствования конструктивных элементов судов для геофизических исследований путем их модернизации.
Областью исследования являются эксплуатационно - технические характеристики и конструктивные особенности геофизических научно-исследовательских морских судов.
Объектом исследования являются геофизические и другие, подобные им по техническим характеристикам суда. При этом судно рассматривается как сложная техническая система (СТС).
Предметом исследования являются прикладные аспекты совершенствования конструктивных элементов морских геофизических судов путем их модернизации.
Содержание поставленных задач, решенных для достижения цели диссертационной работы:
исследовать основные предпосылки модернизации геофизических судов и сформулировать основные требования, предъявляемые к современным геофизическим судам;
обосновать возможность переоборудования рыбопромысловых судов в геофизические на основе анализа основных характеристик и их математических моделей;
разработать методику модернизации геофизических судов и аналитически обосновать технические решения, принятые при их модернизации;
проанализировать результаты реализации методики модернизации геофизических судов.
Основные результаты и положения, выносимые на защиту:
Разработанные основные требования, предъявляемые к современным геофизическим судам.
Обоснование возможности переоборудования рыбопромысловых судов в геофизические на основе анализа основных характеристик и их математических моделей.
Методика модернизации геофизических судов.
Описательная модель результатов аналитического обоснования технических решений, принятых при модернизации геофизических судов.
Описательная модель результатов реализации методики модернизации геофизических судов.
Методы исследования. При решении поставленных научных задач в работе использовались методы системного анализа, математической статистики, подбора функций, морфологической матрицы расчета основных характеристик судов и их конструкций на основе установленных закономерностей. Применение указанных в работе методов проводилось с использованием программного продукта Curve Expert 1.4, а также разработанного специализированного программного обеспечения.
Научная новизна. Научную новизну работы определяют следующие положения:
1. Обобщены, разработаны и сформулированы основные современные требования к геофизическому судну.
Доказано подобие основных характеристик геофизических и рыбопромысловых судов, которое обеспечивает возможность модернизации рыбопромысловых судов для использования их в качестве геофизических с наименьшими затратами.
Разработаны математические модели для геофизических и рыбопромысловых судов по их эмпирическим данным, определяющие зависимости:
длины судна от водоизмещения (далее - ЗДВ);
ширины судна от водоизмещения (далее - ЗШВ);
осадки судна от водоизмещения (далее - ЗОВ);
мощности судна от водоизмещения (далее - ЗМВ).
Произведены расчеты конструкций, используемых при модернизации геофизических судов, подтверждающие ее безопасность и целесообразность.
Разработана методика модернизации геофизических судов;
Разработаны описательные модели результатов модернизации геофизических судов пр. В-93, 650, 3870.
Достоверность результатов проведённого исследования обеспечивается использованием системного подхода, корректным применением указанных в работе методов, а также качественным и количественным подтверждением результатов обоснования и методики модернизации геофизических судов практическими результатами их реализации.
Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты использованы и могут использоваться при модернизации геофизических или переоборудовании в них рыбопромысловых судов, обеспечены разработанными методикой и структурно - логической схемой модернизации, основные положения которой обоснованы расчетами.
Тема связана с НИР и ОКР, которые проводились в 1990...2009 гг. в НИИМоргеофизики, в СГРФ, в ЧП "Харитонов", в КБ АМИГЭ.
Реализация результатов работы. Результаты работы непосредственно использованы при модернизации геофизических судов проектов В-93, 650,3870.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях и семинарах "Нефть и газ-2000" (Москва), "Наука и образование 2005...2010" (Мурманск), "Баренцево море 2007" (Хаммерфест, Норвегия).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 работы опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 113 наименований и 7 приложений, включены акты внедрения в промышленность. Основная часть работы изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка, 18 таблиц.
