Мета дослідження - розробка наукових основ ефективного транспортування стиснутого природного газу морськими акваторіями за допомогою спеціальних суден-газовозів, суден-контейнеровозів та барж. Для досягнення зазначеної мети поставлено такі завдання дослідження: 1. Провести аналіз методів транспортування природного газу морськими акваторіями. 2. Розробити теоретико-методологічні засади формування технологій транспортування стиснутого природного газу через морські акваторії та сформувати масив концептуальних рішень такого транспортування суднами-контейнеровозами, баржами та носіями на повітряній подушці (НПП). 3. Розробити основи розрахунків та проектування елементів рухомих трубопроводів для транспортування стиснутого газу. 4. Розробити основи розрахунків та проектування CNG-модулів з балонами високого тиску та дослідити їх масогабаритні характеристики. 5. Розробити принципи розміщення модулів на суднах і їх з'єднання у "рухомий трубопровід". 6. Розробити основи розрахунку та проектування суден-носіїв рухомих трубопроводів, їх пристроїв і систем. 7. Провести економічну оцінку системи морського транспортування стиснутого природного газу з використанням CNG-контейнеровозів та барж. Об'єктом дослідження є процес переміщення стиснутого природного газу морськими акваторіями суднами-контейнеровозами, баржами та носіями на повітряній подушці, до складу яких будуть входити рухомі трубопроводи. Предметом дослідження є проектування, розрахунок і конструювання рухомих трубопроводів та їх носіїв для транспортування стиснутого природного газу морськими акваторіями. ЗМІСТ Вступ 6 Розділ 1 Аналіз способів транспортування природного газу морськими акваторіями 17 1.1 Аналіз запасів, видобутку і споживання природного газу в різних регіонах світу 17 1.2 Порівняльний аналіз різних способів морського транспортування природного газу 30 1.3 Аналіз світового досвіду щодо технічних засобів і технічного забезпечення транспортування стиснутого природного газу морським шляхом 36 1.4 Аналіз особливостей вимог класифікаційних товариств до суден, які перевозять стиснутий природний газ 49 1.5 Огляд і аналіз літературних джерел, присвячених питанням проектування, спорудження та експлуатації морських трубопроводів 60 1.5.1 Проектування морського трубопровідного транспорту та розрахунок його елементів на міцність 60 1.5.2 Розрахунок тонких оболонок у складі елементів трубопровідного транспорту 67 1.5.3 Розрахунок і проектування суден, які перевозять стиснутий природний газ 69 1.6 Вибір напрямку досліджень 70 1.7 Мета та завдання дисертаційної роботи 75 Розділ 2 Теоретико-методологічні засади розроблення концепції транспортування природного газу через морські акваторії 78 2.1 Методологічні засади формування технологій транспортування природного газу через морські акваторії 78 2.2 Методи дослідження в дисертаційній роботі 93 2.2.1 Метод побудови математичних моделей, заснований на теорії осесиметричних тонких оболонок 93 2.2.2 Метод побудови математичних моделей, заснований на теорії м'яких оболонок 94 2.2.3 Метод створення розрахункових моделей та їх аналізу з використанням методу кінцевих елементів 95 2.3 Концепція транспортування стиснутого природного газу за допомогою суден-контейнеровозів 99 2.4 Транспортування стиснутого природного газу за допомогою рухомого трубопроводу розміщеному на баржі 116 2.5 Транспортування стиснутого природного газу за допомогою носіїв на повітряній подушці 127 2.6 Транспортування стиснутого природного газу за допомогою підводних носіїв рухомих трубопроводів 129 2.7 Висновки до розділу 2 134 Розділ 3 Основи розрахунків та проектування елементів ємностей суден-носіїв та рухомих трубопроводів для транспортування стиснутого газу 136 3.1 Дослідження конічно-циліндричних елементів ємностей суден-носіїв та рухомих трубопроводів для транспортування газів 136 3.2 Дослідження конічно-сферичних елементів ємностей суден-носіїв та рухомих трубопроводів для транспортування газів 148 3.3 Дослідження циліндро-конічно-сферичних елементів ємностей суден-носіїв та рухомих трубопроводів для транспортування газів 160 3.4 Дослідження здвоєних циліндричних і циліндро-конічних елементів ємностей суден-носіїв та рухомих трубопроводів для транспортування газів 178 3.5 Оптимізація параметрів здвоєних рухомих трубопроводів 187 3.6 Висновки до розділу 3 191 Розділ 4 Основи розрахунків та проектування CNG-модулів та їх елементів 192 4.1 Визначення передумов проектування та розрахунку на міцність CNG- балонів 192 4.2 Розрахунок міцності CNG-балонів для CNG-модулів 196 4.3 Проектування CNG-балонів для CNG-модулів та дослідження їх масогабаритних характеристик 201 4.4 Методика проектування CNG-модулів з балонами 204 4.5 Визначення параметрів модуля рухомого трубопроводу 219 4.6 Висновки до розділу 4 233 Розділ 5 Основи розрахунків та проектування суден-носіїв рухомих трубопроводів, їх пристроїв і систем 236 5.1 Визначення головних розмірів носіїв рухомих трубопроводів і газовозів з циліндричними танками 236 5.2 Методика оптимізації головних розмірів носіїв рухомих трубопроводів і газовозів з циліндричними танками 242 5.3 Основи проектування спеціальних пристроїв носіїв рухомих трубопроводів 257 5.4 Система завантаження та розвантаження CNG-суден 271 5.5 Висновки до розділу 5 295 Висновки 298 Список використаних джерел 301 ДОДАТОК А Програма розрахунку густини метану в залежності від його температури і тиску 324 ДОДАТОК Б Програма розрахунку параметрів CNG-балонів 330 ДОДАТОК В Методика проектування і розрахунку елементів рухомих трубопроводів 343 ДОДАТОК Г Методика проектування і розрахунку модуля рухомого трубопроводу 353 ДОДАТОК Д Методика проектування суден-носіїв рухомих трубопроводів 360 ДОДАТОК Е Рекомендації до проектування і експлуатації рухомих трубопроводів та суден-носіїв 372 ДОДАТОК Є Акти впровадження результатів дисертаційної роботи 376