Analisi e sviluppo di sistemi per la stima della durata di operazioni di pipelay con navi in posizionamento dinamico

The paper is the result of an internship carried out at Saipem S.p.A., a global leader in engineering services for the design, construction, and operation of complex infrastructures and facilities in the energy sector, both offshore and onshore. The aim of the thesis is to provide a description of the methods used in designing and implementing software for estimating the duration of a pipelay campaign conducted with ships operating in dynamic positioning and 'S' configuration. To develop this software, a preliminary study was conducted on the techniques used for the pipelay operations and the functioning of the dynamic positioning system. The first part of the paper is therefore dedicated to providing the theoretical foundations on which the study was based. Following this, there is a description of a Simulink model of a dynamic positioning system. The development of this model, in addition to enhancing the understanding of the control system, can be useful in defining the limits of dynamic positioning in adverse environmental conditions. Finally, once the context has been defined, the paper describes the software that allows determining the duration of a pipelay campaign, emphasizing the need to manage a large number of constraints and specifications in its development. This is because, during operations, the pipelay vessel interacts with a supply vessel, and both vessels are subject to weather limitations since the DP system cannot guarantee acceptable performance under certain environmental conditions. The importance of this software in the planning of a pipelay campaign lies in its ability to provide a more in-depth understanding of the time and resources needed to complete operations. Consequently, it allows the company to conduct a more accurate cost analysis and operation scheduling. Another advantage is the ability to determine the optimal period for the launch campaign to minimize duration and, consequently, costs.

L’elaborato è frutto dell’attività di tirocinio svolta presso Saipem S.p.A., azienda leader globale nei servizi di ingegneria per la progettazione, la realizzazione e l’esercizio di infrastrutture e impianti complessi nel settore dell’energia, sia offshore che onshore. L’obiettivo della tesi è quello di fornire una descrizione delle modalità attraverso le quali è stato progettato e implementato un software per la stima della durata di una campagna di varo condotta con navi che operano in posizionamento dinamico ed in configurazione ad ’S’. Per la realizzazione di tale software è stato perciò necessario effettuare uno studio preliminare sulle tecniche utilizzate per il varo delle condotte sottomarine e sul funzionamento del sistema di dynamic positioning. La prima parte dell’elaborato `e dunque volta a fornire le fondamenta teoriche sulle quali `e stato svolto lo studio. Segue la descrizione di un modello Simulink di un sistema di posizionamento dinamico la cui realizzazione, oltre a permettere una più completa comprensione di questo sistema di controllo, può essere utile a definire i limiti del dynamic positioning in presenza di condizioni ambientali avverse. Infine, una volta definito il contesto all’interno del quale esso si colloca, verrà descritto il software che permette di determinare la durata di una campagna di varo mettendo in risalto come, nel realizzarlo, sia stato necessario gestire un grande numero di vincoli e di specifiche. Ciò è dettato dal fatto che durante le operazioni di varo il pipelay vessel interagisca con una nave di supporto alle operazioni e dal fatto che entrambe le navi siano sottoposte a limiti meteo poiché il sistema DP non può garantire prestazioni accettabili in presenza di determinate condizioni ambientali. L’importanza che tale software può ricoprire in fase di programmazione di una campagna di varo è rappresentata dal fatto che esso permette di conoscere più approfonditamente i tempi e le risorse necessarie per portare a termine le operazioni e di conseguenza fornisce all’azienda la possibilità di effettuare un’analisi dei costi ed uno scheduling delle operazioni più accurato. Inoltre un altro vantaggio che garantisce l’utilizzo di questo software è la possibilità di determinare il periodo migliore nel quale effettuare la campagna di varo in modo tale da minimizzarne la durata e di conseguenza i costi.