Marine operasjoner i havbruksindustrien med spesielt fokus på brønnbåtoperasjoner

Oppgaven belyser hvordan planlegging og utførelse av marine operasjoner i havbruksnæringen er implementert i norske reguleringer og standarder. Studien identifiserer et manglende fastsatt regelverk, og derfor vektlegges forslag til forbedringer. Som et eksempel, er spesifikasjoner i forhold til total varighet av operasjonen medregnet en tidsbuffer som tar hensyn til uforutsette hendelser et av tiltakene som bør nedfelles i reguleringene. Videre må operasjonsgrenser fastsettes for hva som er akseptabelt nivå av signifikant bølgehøyde, vind- og strømstyrke uten at det går på bekostning av sikkerheten for personell, fisk og utstyr. Med en fastsatt total varighet av operasjonen og nødvendige operasjonsgrenser, kan et tilstrekkelig værvindu defineres slik at operasjonen kan finne sted innenfor sikre rammer. DNV-OS-H101 "Marine Operations, General" kan benyttes som utgangspunkt for å adoptere prinsippene fra petroleumsnæringen, og utnevnelse av en tilsynsmyndighet vil være nødvendig for å sikre at næringen følger lovverket. Med bakgrunn i manglende regelverk og standarder for planlegging og utførelse av marine operasjoner i havbruksnæringen, er formålet med oppgaven å vise en metodikk for hvordan operasjonsgrenser kan etableres for en typisk operasjon i næringen. Ved fastsettelse av operasjonsgrenser skal usikkerheten knyttet til værvarslingen medregnes gjennom bruk av alfa-faktorer. Ettersom alfa-faktorer ikke er etablert for havbruksnæringen, blir ikke denne usikkerheten tatt hensyn til i denne oppgaven. Operasjonen ble i samarbeid med veilederne bestemt til å være en brønnbåtoperasjon, hvor båten er fortøyd til et enkelt merdesystem ved bruk av fire tau. For fastsettelse av operasjonsgrensene ble aksialkraften i fortøyningstauene til brønnbåten valgt som design parameter. Maksimal tillat aksialkraft ble satt til å være tauets bruddstyrke med en sikkerhetsfaktor på tre. En koblet SIMO-RIFLEX modell ble etablert for å simulere operasjonen. Operasjonsgrensenes sensitivitet for endringer i væreksponering ble undersøkt ved å studere variasjoner av følgende parametere; værretninger, bølgeamplitude og periode, med og uten strøm og vind. Tre retninger ble totalt undersøkt, 180, 225 og 270 grader i forhold til brønnbåtens koordinatsystem. Siden industrien ikke har noen spesifiserte prosedyrer på hvor mye forspenning fortøyningslinene skal ha, annet enn at tauene skal strammes tilstrekkelig, ble operasjonsgrensenes sensitivitet i forhold til grad av forspenning undersøkt. Operasjonsgrensene er sensitive for korte bølgeperioder på grunn av påvirkningen fra store bølgedriftskrefter. Bølgedriftskraften er en funksjon av bølgens amplitude kvadrert, som betyr at en økning i amplituden vil medføre en betraktelig økning i bidraget fra bølgedriftskreftene. For å opprettholde tilstrekkelig sikkerhet når amplituden er stor må perioden til bølgen være lang, da bølgedriftskreftene nærmer seg null for lange perioder. Resultatene fra simuleringene viste også at systemet er sensitivt for endringer i innkommende lastretning fra bølger, vind og strøm. For de tre retningene analysert i denne oppgaven vil tilfellet hvor været kommer rett inn mot siden av båten (270 grader) være det mest eksponerte, mens tilfellet hvor bølger kommer rett inn mot baugen (180 grader) vil være minst usatt. Dette er fordi bølgedriftskreftene er større for 270 grader, i tillegg til at vind- og strømkoeffisientene gir et betydelig større bidrag i denne retningen i forhold til 180 grader. Når vind og strøm virker på systemet i tillegg til bølger, vil de totale middelkreftene som virker på systemet øke, slik at operasjonsgrensen reduseres. Vurderinger av systemets egenperioder er nødvendig, da korresponderende bølgeperioder kan medføre en betraktelig økning i de aksielle kreftene i tauene, som medfører en reduksjon av operasjonsgrensene. Resultatet fra sensitivitetsanalysen indikerer at grad av forspenning ikke er av stor betydning for etablering av operasjongrenser