منصة أعماق البحار. القزم منصة النفط

حقول الغاز الطبيعي ليست فقط على الأرض. توجد رواسب بحرية - يوجد النفط والغاز أحيانًا في الأحشاء مخبأة بالماء.

الساحل والجرف

يستكشف الجيولوجيون الأرض والبحار والمحيطات. إذا تم العثور على الرواسب بالقرب من الشاطئ - في المنطقة الساحلية ، فإن آبار الاستكشاف المائلة يتم بناؤها من الأرض إلى البحر. الودائع البعيدة عن الساحل تنتمي بالفعل إلى منطقة الرف. يُطلق على الرف اسم الهامش تحت الماء من البر الرئيسي بنفس التركيب الجيولوجي للأرض ، وحدوده هي الحافة - انخفاض حاد في العمق. لمثل هذه الرواسب ، يتم استخدام المنصات العائمة وأجهزة الحفر ، وإذا كان العمق صغيرًا ، يتم إجراء الحفر فقط من خلالها.

لإنتاج الهيدروكربونات في الحقول البحرية ، توجد منصات حفر عائمة - منصات خاصة - بشكل أساسي من ثلاثة أنواع: نوع الجاذبية ، شبه مغمور ورافعة.

لأعماق ضحلة

المنصات ذاتية الرفع عبارة عن طوافات عائمة ، يتم تثبيت جهاز حفر في وسطها ، وفي الزوايا - أعمدة الدعم. في موقع الحفر ، تغرق الأعمدة في القاع وتتعمق في الأرض ، وترتفع المنصة فوق الماء. يمكن أن تكون هذه المنصات ضخمة: مع أماكن معيشة للعمال وأفراد الطاقم ، ومهبط للطائرات العمودية ، ومحطة توليد الطاقة الخاصة بهم. لكنها تستخدم في الأعماق الضحلة ، ويعتمد الاستقرار على نوع التربة الموجودة في قاع البحر.

أين أعمق

تستخدم المنصات شبه الغاطسة في أعماق كبيرة. لا ترتفع المنصات فوق الماء ، ولكنها تطفو فوق موقع الحفر ، مثبتة بمراسي ثقيلة.

منصات الحفر من نوع الجاذبية هي الأكثر استقرارًا ، حيث تتمتع بقاعدة خرسانية قوية ترتكز على قاع البحر. تم بناء أعمدة الحفر وخزانات تخزين المواد الخام وخطوط الأنابيب في هذه القاعدة ، كما يوجد جهاز حفر أعلى القاعدة. يمكن لعشرات وحتى مئات العمال العيش على مثل هذه المنصات.

يتم نقل الغاز المنتج من المنصة للمعالجة إما على ناقلات خاصة أو عبر خط أنابيب غاز تحت الماء (على سبيل المثال ، في مشروع سخالين -2)

الإنتاج البحري في روسيا

نظرًا لأن روسيا تمتلك أكبر رف في العالم ، حيث توجد العديد من الحقول ، فإن تطوير الإنتاج البحري يعد واعدًا للغاية لصناعة النفط والغاز. بدأت أولى الآبار البحرية لإنتاج الغاز في روسيا الحفر في عام 2007 بواسطة شركة سخالين للطاقة في حقل لونسكوي في سخالين. في عام 2009 ، بدأ إنتاج الغاز من منصة Lunskaya-A. يعد مشروع سخالين 2 اليوم أحد أكبر مشاريع شركة غازبروم. اثنتان من المنصات الثلاثة القائمة على الجاذبية المثبتة في عرض البحر في سخالين هما أثقل الهياكل البحرية في تاريخ صناعة النفط والغاز العالمية.

بالإضافة إلى ذلك ، تنفذ غازبروم مشروع سخالين -3 في بحر أوخوتسك ، وتستعد لتطوير حقل شتوكمان في بحر بارنتس وحقل بريرازلومنوي في بحر بيتشورا. تتم أعمال الاستكشاف في مياه خليجي أوب وتاز.

تعمل غازبروم أيضًا على أرفف كازاخستان وفيتنام والهند وفنزويلا.

كيف يعمل مجمع إنتاج الغاز تحت الماء

حاليا ، هناك أكثر من 130 الحقول البحرية في العالم حيث العمليات التكنولوجيةلاستخراج الهيدروكربونات من قاع البحر.

جغرافية توزيع الإنتاج تحت الماء واسعة النطاق: أرفف بحر الشمال والبحر الأبيض المتوسط ​​والهند وجنوب شرق آسيا وأستراليا وغرب إفريقيا وأمريكا الشمالية والجنوبية.

في روسيا ، ستقوم شركة غازبروم بتركيب أول مجمع إنتاجي على رف سخالين كجزء من تطوير حقل كيرينسكوي. ومن المقرر أيضًا استخدام تقنيات الإنتاج تحت سطح البحر في مشروع تطوير حقل شتوكمان لتكثيف الغاز.

التعدين العنكبوت

يشبه مجمع الإنتاج تحت سطح البحر (MPS) الذي يحتوي على عدة آبار عنكبوت ، وجسمه متشعب.

المتشعب هو أحد عناصر تجهيزات النفط والغاز ، والذي يتكون من عدة خطوط أنابيب ، عادةً ما تكون مثبتة على قاعدة واحدة ، مصممة للضغط العالي ومتصلة وفقًا لمخطط معين. يجمع المشعب الهيدروكربونات المنتجة من عدة آبار. المعدات التي يتم تركيبها فوق البئر وتتحكم في تشغيلها تسمى شجرة عيد الميلاد ، وفي الأدبيات الأجنبية تسمى شجرة عيد الميلاد (أو شجرة X) - "شجرة عيد الميلاد". يمكن دمج العديد من "أشجار عيد الميلاد" هذه وتأمينها بقالب واحد (اللوحة السفلية) ، مثل البيض في سلة البيض. يتم أيضًا تثبيت أنظمة التحكم في MPC.

يمكن أن يختلف تعقيد الأنظمة تحت سطح البحر من بئر واحد إلى عدة آبار في قالب أو متجمعة بالقرب من مجمع. يمكن نقل الإنتاج من الآبار إما إلى سفينة المعالجة البحرية ، حيث يتم تنفيذ عمليات تكنولوجية إضافية ، أو مباشرة إلى الشاطئ ، إذا لم يكن بعيدًا عن الشاطئ.

Hydrophones لتحقيق الاستقرار الديناميكي للسفينة

القارب به معدات غطس.

يدعم القوس متوسط ​​العمق الناهضين قبل التسليم للسفينة

من خلال رافعات الإنتاج المرنة ، يتم توجيه الغاز المنتج من اللوح السفلي إلى الوحدة العائمة

قطر الناهض - 36 سم

يتم تعيين MPC باستخدام سفن خاصة ، والتي يجب أن تكون مجهزة بمعدات الغوص للأعماق الضحلة (عدة عشرات من الأمتار) والروبوتات لأعماق أكبر.

ارتفاع الهيكل الواقي للمشعب - 5 م

تقطع الأعمدة المتشعبة في قاع البحر حتى عمق 0.5 متر

معرفتي

بدأت تقنيات إنتاج الهيدروكربونات تحت سطح البحر في التطور في منتصف السبعينيات من القرن الماضي. لأول مرة ، بدأت معدات رأس البئر تحت سطح البحر في العمل في خليج المكسيك. اليوم ، تنتج حوالي 10 شركات في العالم معدات تحت سطح البحر لإنتاج الهيدروكربونات.

في البداية ، كانت مهمة المعدات تحت الماء هي ضخ النفط فقط. خفضت التصميمات المبكرة الضغط الخلفي (الضغط الخلفي) في الخزان باستخدام نظام الضغط تحت سطح البحر. تم فصل الغاز عن الهيدروكربونات السائلة تحت الماء ، ثم تم ضخ الهيدروكربونات السائلة إلى السطح ، ويرتفع الغاز تحت ضغطه الخاص.

شركة غازبروم واثقة من أن استخدام مرافق الإنتاج تحت الماء آمن. لكنها معقدة للغاية التقنيات الحديثةتتطلب موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا ، لذلك ، عند اختيار الموظفين لمشاريع التنمية الخارجية ، يفضل المهندسين ذوي الخبرة الميدانية الواسعة. سيقلل هذا النهج من مخاطر الحوادث مثل الحادث الذي وقع على منصة حفر BP في خليج المكسيك ، والذي نتج إلى حد كبير عن العامل البشري.

اليوم ، تسمح تقنيات الإنتاج تحت سطح البحر بضخ الهيدروكربونات تحت سطح البحر ، وفصل الغاز عن السائل ، وفصل الرمال ، وإعادة حقن المياه ، ومعالجة الغاز ، وضغط الغاز ، فضلاً عن مراقبة هذه العمليات والتحكم فيها.

أين هناك حاجة إلى "عناكب التعدين"؟

في البداية ، تم استخدام تقنيات تحت سطح البحر فقط في الحقول الناضجة ، لأنها سمحت بزيادة عامل استرداد الهيدروكربون. تتميز الحقول الناضجة عادةً بضغط خزان منخفض وقطر مرتفع للمياه (محتوى مائي مرتفع في خليط الهيدروكربون). من أجل زيادة ضغط الخزان ، بسبب ارتفاع الهيدروكربونات إلى السطح ، يتم ضخ المياه المستخرجة من خليط الهيدروكربون إلى الخزان.

ومع ذلك ، يمكن أيضًا تمييز الحقول الجديدة بضغط الخزان الأولي المنخفض. لذلك ، بدأ استخدام التقنيات تحت سطح البحر في كل من المجالات الجديدة والناضجة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تنظيم جزء من العمليات تحت الماء يقلل من تكلفة بناء الهياكل الفولاذية الضخمة. في بعض المناطق ، من المناسب وضع السلسلة التكنولوجية بأكملها لاستخراج الهيدروكربونات تحت الماء. على سبيل المثال ، يمكن استخدام هذا الخيار في القطب الشمالي ، حيث يمكن أن تتسبب الهياكل الفولاذية السطحية في إتلاف الجبال الجليدية. إذا كان عمق البحر أكبر من اللازم ، فمن الضروري استخدام مجمع تحت الماء بدلاً من الهياكل الفولاذية الضخمة.

سيحل إنتاج النفط البحري ، إلى جانب تطوير الصخر الزيتي واحتياطيات الهيدروكربونات التي يصعب استردادها ، في نهاية المطاف محل تطوير رواسب "الذهب الأسود" التقليدية على الأرض بسبب نضوب الأخير. في الوقت نفسه ، يتم الحصول على المواد الخام في المناطق البحرية بشكل أساسي باستخدام طرق مكلفة وكثيفة العمالة ، مع إشراك أكثرها تعقيدًا المجمعات التقنية- منصات البترول

خصوصية إنتاج النفط البحري

التقليل من المخزونات التقليدية حقول النفطعلى الأرض أجبرت الشركات الرائدة في الصناعة على تكريس جهودها لتطوير الكتل البحرية الغنية. وكتب برونيدرا في وقت سابق أن الدافع لتطوير هذا القطاع الإنتاجي كان في السبعينيات ، بعد أن فرضت دول أوبك حظرا على النفط.

وفقًا لتقديرات الخبراء المتفق عليها ، تصل احتياطيات النفط الجيولوجية المقدرة الموجودة في الطبقات الرسوبية للبحار والمحيطات إلى 70 ٪ من إجمالي الحجم العالمي ويمكن أن تصل إلى مئات المليارات من الأطنان. يقع حوالي 60٪ من هذا الحجم في مناطق الرفوف.

حتى الآن ، لا يغطي نصف أحواض النفط والغاز في العالم ، البالغ عددها أربعمائة ، القارات على اليابسة فحسب ، بل يمتد أيضًا على الرف. الآن يتم تطوير حوالي 350 حقلاً في مناطق مختلفة من المحيط العالمي. تقع جميعها داخل مناطق الرف ، ويتم الإنتاج ، كقاعدة عامة ، على عمق يصل إلى 200 متر.

في المرحلة الحالية من التطور التكنولوجي ، يرتبط إنتاج النفط البحري بارتفاع التكاليف والصعوبات الفنية ، فضلاً عن عدد من العوامل الخارجية السلبية. عقبات ل عمل فعالفي البحر ، غالبًا ما يكون هناك معدل زلزالي مرتفع ، وجبال جليدية ، وحقول جليدية ، وأمواج تسونامي ، وأعاصير وأعاصير ، وتربة صقيعية ، وتيارات قوية وأعماق كبيرة.

كما أن التطور السريع في إنتاج النفط البحري يعوقه ارتفاع تكلفة المعدات وأعمال تطوير الحقول. يزداد مقدار تكاليف التشغيل مع زيادة عمق الإنتاج وصلابة الصخور وسمكها ، وكذلك بعد الحقل عن الساحل وتعقيد التضاريس السفلية بين منطقة الاستخراج والساحل حيث تم وضع خطوط الأنابيب. ترتبط التكاليف الجسيمة أيضًا بتنفيذ تدابير لمنع تسرب النفط.

تبلغ تكلفة منصة الحفر وحدها ، المصممة للعمل على أعماق تصل إلى 45 مترًا ، 2 مليون دولار ، ويمكن أن تصل تكلفة المعدات المصممة لعمق يصل إلى 320 مترًا إلى 30 مليون دولار. بسعر 113 مليون دولار

شحن النفط المنتج إلى ناقلة

تشغيل منصة حفر متنقلة على عمق خمسة عشر مترا تقدر بـ 16 ألف دولار في اليوم ، 40 مترا - 21 ألف دولار ، منصة ذاتية الدفع عند استخدامها على أعماق 30-180 مترا - بسعر 1.5-7 مليون دولار. فقط في الحالات التي نتحدث فيها عن احتياطيات نفطية كبيرة.

يجب أيضًا مراعاة أن تكلفة إنتاج النفط في مناطق مختلفة ستكون مختلفة. العمل المرتبط باكتشاف حقل في الخليج الفارسي يقدر بـ 4 ملايين دولار ، في بحار إندونيسيا - 5 ملايين دولار ، وفي بحر الشمال ترتفع الأسعار إلى 11 مليون دولار.لإذن لتطوير الأرض.

أنواع وترتيب منصات البترول

عند استخراج النفط من حقول المحيط العالمي ، تستخدم الشركات المشغلة ، كقاعدة عامة ، منصات بحرية خاصة. هذه الأخيرة عبارة عن مجمعات هندسية يتم من خلالها إجراء عمليات الحفر والاستخراج المباشر للمواد الخام الهيدروكربونية من قاع البحر. تم إطلاق أول منصة نفطية بحرية في ولاية لويزيانا الأمريكية في عام 1938. تم تشغيل أول منصة بحرية مباشرة في العالم تسمى "أويل روكس" في عام 1949 في بحر قزوين الأذربيجاني.

الأنواع الرئيسية للمنصات:

• ثابت؛
• ثابت بحرية
• شبه مغمورة (التنقيب والحفر والإنتاج) ؛
• منصات الحفر الرافعة ؛
• مع دعامات ممتدة
• مخازن الزيت العائمة.

جهاز حفر عائم بأرجل قابلة للسحب "القطب الشمالي"

يمكن العثور على أنواع مختلفة من المنصات في كل من الأشكال النقية والمجمعة. يرتبط اختيار نوع أو آخر من المنصات بمهام وشروط محددة لتطوير الودائع. ستتم مناقشة استخدام أنواع مختلفة من المنصات في عملية تطبيق التقنيات الرئيسية للإنتاج البحري أدناه.

من الناحية الهيكلية ، تتكون منصة النفط من أربعة عناصر - الهيكل ونظام المرساة والسطح وجهاز الحفر. البدن عبارة عن عائم مثلث أو رباعي الزوايا مثبت على ستة أعمدة. يتم الاحتفاظ بالهيكل طافيًا بسبب حقيقة أن العائم ممتلئ بالهواء. توجد أنابيب الحفر والرافعات ومهبط طائرات الهليكوبتر على سطح السفينة. يخفض البرج الحفر مباشرة إلى قاع البحر ويرفعه حسب الحاجة.

1 - جهاز حفر 2 - مهبط طائرات الهليكوبتر 3 - نظام المرساة ؛ 4 - الجسم 5 - سطح السفينة

يتم تثبيت المجمع في مكانه بواسطة نظام مرساة ، والذي يتضمن تسعة روافع على طول جوانب المنصة والكابلات الفولاذية. يصل وزن كل مرساة إلى 13 طنًا. يتم تثبيت المنصات الحديثة في نقطة معينة ليس فقط بمساعدة المراسي والأكوام ، ولكن أيضًا التقنيات المتقدمة، بما في ذلك أنظمة تحديد المواقع. يمكن إرساء المنصة في نفس المكان لعدة سنوات ، بغض النظر عن الظروف الجوية في البحر.

يتم تجميع المثقاب ، الذي يتم التحكم فيه بواسطة روبوتات تحت الماء ، في أقسام. طول قسم واحد يتكون من أنابيب فولاذية، 28 مترا. يتم إنتاج التدريبات بمدى واسع إلى حد ما من القدرات. على سبيل المثال ، يمكن أن يشتمل حفر منصة EVA-4000 على ما يصل إلى ثلاثمائة قسم ، مما يجعل من الممكن التعمق أكثر بمقدار 9.5 كيلومترات.

منصة حفر البترول

يتم تنفيذ إنشاء منصات الحفر من خلال التسليم إلى منطقة الإنتاج وإغراق قاعدة الهيكل. بالفعل على "الأساس" الذي تم استلامه ، تم بناء بقية المكونات. تم إنشاء المنصات الزيتية الأولى عن طريق اللحام من مقاطع جانبية وأبراج شبكية على شكل هرم مقطوع ، تم تثبيته بإحكام في قاع البحر باستخدام أكوام. تم تركيب معدات الحفر على هذه الهياكل.

بناء منصة النفط ترول

أدت الحاجة إلى تطوير الرواسب في خطوط العرض الشمالية ، حيث يلزم وجود منصات مقاومة للجليد ، إلى قيام المهندسين بالتوصل إلى مشروع لبناء أساسات مغطاة ، والتي كانت في الواقع جزرًا اصطناعية. يمتلئ الغواص بالصابورة ، وعادة ما يكون الرمل. مع ثقلها ، يتم ضغط الأساس على قاع البحر.

منصة ثابتة "Prirazlomnaya" بقاعدة غواص

أدت الزيادة التدريجية في حجم المنصات إلى الحاجة إلى مراجعة تصميمها ، لذلك أنشأ المطورون من Kerr-McGee (الولايات المتحدة الأمريكية) مشروعًا لكائن عائم على شكل معلم ملاحة. التصميم عبارة عن أسطوانة ، يتم وضع الصابورة في الجزء السفلي منها. يتم توصيل الجزء السفلي من الأسطوانة بالمراسي السفلية. جعل هذا القرار من الممكن بناء منصات موثوقة نسبيًا بأبعاد دائرية حقيقية ، مصممة للعمل في أعماق كبيرة جدًا.

جهاز الحفر العائم شبه الغاطس "بوليارنايا زفيزدا"

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد فرق كبير بين الحفارات البحرية والبرية مباشرة في إجراءات استخراج النفط وشحنه. على سبيل المثال ، تتطابق المكونات الرئيسية لمنصة بحرية من النوع الثابت مع تلك الخاصة بمنصة النفط البرية.

تتميز الحفارات البحرية في المقام الأول باستقلالية التشغيل. لتحقيق هذه الجودة ، تم تجهيز المحطات بمولدات كهربائية قوية ومحطات لتحلية المياه. يتم تجديد مخزون المنصات بمساعدة سفن الخدمة. بجانب، النقل البحريكما أنها تستخدم لنقل الهياكل إلى نقاط العمل ، في أنشطة الإنقاذ ومكافحة الحرائق. وبطبيعة الحال ، يتم نقل المواد الخام المستلمة باستخدام خطوط الأنابيب أو الناقلات أو مرافق التخزين العائمة.

التكنولوجيا البحرية

في المرحلة الحالية من تطور الصناعة ، على مسافات قصيرة من مكان الإنتاج إلى الساحل ، يتم حفر الآبار المائلة. في الوقت نفسه ، يتم استخدام تطوير متقدم في بعض الأحيان - التحكم عن بعد في عمليات حفر بئر أفقي ، مما يوفر دقة تحكم عالية ويسمح لك بإعطاء أوامر لمعدات الحفر على مسافة عدة كيلومترات.

عادة ما تكون الأعماق عند الحدود البحرية للجرف حوالي مائتي متر ، ولكنها تصل أحيانًا إلى نصف كيلومتر. اعتمادًا على الأعماق والمسافة من الساحل ، يتم استخدام تقنيات مختلفة للحفر واستخراج النفط. أساسات محصنة ، نوع من الجزر الاصطناعية ، يتم بناؤها في مناطق ضحلة. إنها بمثابة أساس لتركيب معدات الحفر. في عدد من الحالات ، تقوم الشركات المشغلة بتطويق موقع العمل بالسدود ، وبعد ذلك يتم ضخ المياه من الحفرة الناتجة.

إذا كانت المسافة إلى الساحل مئات الكيلومترات ، في هذه الحالة يتم اتخاذ قرار لبناء منصة نفطية. لا يمكن استخدام المنصات الثابتة ، وهي الأبسط في التصميم ، إلا على أعماق تصل إلى عدة عشرات من الأمتار ؛ وتتيح المياه الضحلة إصلاح الهيكل بكتل خرسانية أو أكوام.

منصة ثابتة LSP-1

على أعماق حوالي 80 مترا ، يتم استخدام منصات عائمة مع دعامات. تستخدم الشركات في المناطق العميقة (حتى 200 متر) ، حيث يمثل إصلاح المنصة مشكلة ، منصات حفر شبه غاطسة. يتم تنفيذ تثبيت مثل هذه المجمعات في مكانها باستخدام نظام تحديد المواقع الذي يتكون من أنظمة الدفع تحت الماء والمراسي. إذا كنا نتحدث عن أعماق كبيرة جدًا ، ففي هذه الحالة تشارك سفن الحفر.

سفينة الحفر ميرسك فاليانت

الآبار مجهزة بكل من الطرق الفردية والعنقودية. في الآونة الأخيرة ، بدأ استخدام قواعد الحفر المتنقلة. يتم إجراء الحفر المباشر في البحر باستخدام الناهضين - أعمدة من الأنابيب ذات القطر الكبير التي تغرق في القاع. بعد الانتهاء من الحفر ، يتم تركيب مانع متعدد الأطنان (مانع الانفجار) وتركيبات رأس البئر في الجزء السفلي ، مما يجعل من الممكن تجنب تسرب الزيت من بئر جديد. كما تم إطلاق معدات مراقبة حالة البئر. بعد بدء الإنتاج ، يُضخ الزيت إلى السطح عبر خطوط أنابيب مرنة.

تطبيقات أنظمة الإنتاج البحرية المختلفة: 1- الآبار المائلة ؛ 2 - المنصات الثابتة ؛ 3 - منصات عائمة مع دعامات ؛ 4 - المنصات شبه الغاطسة ؛ 5- حفر السفن

إن التعقيد والتكنولوجيا العالية لعمليات التطوير في الخارج واضحان ، حتى بدون الخوض في التفاصيل الفنية. هل من المستحسن تطوير هذا الجزء من الإنتاج ، بالنظر إلى الصعوبات الكبيرة المرتبطة به؟ الجواب لا لبس فيه - نعم. على الرغم من العقبات في تطوير الكتل البحرية و نفقات باهظةبالمقارنة مع العمل على الأرض ، مع ذلك ، فإن النفط المنتج في مياه المحيطات مطلوب في ظروف الزيادة المستمرة في الطلب على العرض.

تذكر أن روسيا والدول الآسيوية تخطط بنشاط لزيادة القدرة المشاركة في الإنتاج البحري. يمكن اعتبار هذا الوضع عمليًا بأمان - نظرًا لاستنفاد احتياطيات "الذهب الأسود" على الشاطئ ، سيصبح العمل في البحر أحد الطرق الرئيسية للحصول على المواد الخام النفطية. حتى مع الأخذ في الاعتبار المشاكل التكنولوجية والتكلفة وكثافة العمالة للإنتاج البحري ، فإن النفط المستخرج بهذه الطريقة لم يصبح منافسًا فحسب ، بل احتل مكانته في سوق الصناعة منذ فترة طويلة وبقوة.

تعمل الجزر الفولاذية العائمة التي يبلغ ارتفاعها مبنى من عشرين طابقًا فوق الماء على عمق كيلومتر ونصف في جميع أنحاء محيطات العالم ، وتحفر حفرًا يصل طولها إلى 10 كيلومترات ، بحثًا عن الكنوز باستخدام تقنيات فريدة.

إن روائع الهندسة هذه تروي عطش العالم للوقود لملايين الأشخاص وآلاتهم. ومع ذلك ، فإن عمال هذه الهياكل البحريةيمكن أن تتأذى في أي لحظة. هنا الحديد فقط يقاوم الناس ، لكنه لا يقاوم. لذلك ، عندما أدى إعصار وحشي في خليج المكسيك ، دمر منصات النفط ، إلى خفض حجم إنتاج النفط للولايات المتحدة بمقدار الربع. كان على طاقم هذه الآلة الضخمة إعادتها إلى البحر وإعادة تشغيلها لحفر ثقوب في قاع البحر ، وهي واحدة من أعقد الأعمال الهندسية التي يمكن تخيلها.

240 كم قبالة ساحل لويزيانا في خليج المكسيك ، حيث يتجاوز عمق البحر 1600 متر ، يعمل المصنع العائم - منصة الحفر EVA-4000 ، المملوكة لشركة نوبل جيم تومسون - بدون توقف. تم إنشاء هيكل عصر الفضاء هذا للبحث عن الكنز - النفط ، محرك العالم الحديث ، الذي يبلغ عمره بالفعل ملايين السنين. منصة النفط العملاقة مصممة فقط للبحث عنها. هذه واحدة من أكبر المنصات البحرية المتنقلة في تاريخ إنتاج النفط.

أنواع المنصات البحرية:

منصة الزيت الثابتة

منصة النفط البحرية ، مثبتة بحرية في الأسفل ؛

منصة بحرية متنقلة بأرجل قابلة للسحب ؛

سفينة الحفر

تخزين الزيت العائم (FSO) - منشأة تخزين نفط عائمة قادرة على تخزين الزيت أو تخزينه وشحنه بعيدًا عن الشاطئ ؛

إنتاج النفط العائم وتخزينه وتفريغه (FPSO) - هيكل عائم قادر على تخزين وتفريغ وإنتاج النفط ؛

منصة زيت مع دعامات ممتدة (قاعدة عائمة مع مثبت عمودي شد).

يمكن لحقل واحد بحري أن ينتج 250 ألف برميل من النفط الخام في يوم واحد. هذا يكفي لملء خزانات الغاز لـ 2.5 مليون سيارة. لكن هذا ليس سوى جزء صغير من احتياجات السوق. نحرق ما يصل إلى 80 مليون برميل من النفط يوميًا حول العالم. وإذا لم يتغير الوضع ، فسوف تتضاعف الحاجة إلى الطاقة في الخمسين سنة القادمة.

حتى الآن ، لا يوجد سوى 100 منصة حفر استطلاعية في محيطات العالم. يستغرق بناء منصة نفطية جديدة 4 سنوات و 500 مليون دولار أمريكي.

أكبر منصة لإنتاج الغازات الثابتة في العالم "ترول أ"

سطح منصة الزيت EVA-4000 عبارة عن 10 ملاعب كرة سلة. يرتفع برج الرافعة إلى 52 مترًا ، ويمكن لهيكله أن يحافظ على وزنه البالغ 13600 طن. حتى اليوم ، حجم هذا العملاق مذهل. ومنذ حوالي 150 عامًا فقط ، كانت أيام إنشاء أول بئر نفط لا يمكن تصورها.

في عام 1859 ، في تيتوسفيل ، بنسلفانيا ، اكتشفت أول منصة نفطية في التاريخ النفط على بعد 21 مترًا فقط من سطح الأرض. منذ هذا النجاح الأمريكي ، غطى البحث عن النفط كل القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية. على مدى عقود ، كانت الآبار البرية توفر احتياجات العالم من الوقود ، ولكن مع نموها ، جفت العديد من حقول النفط. ثم بدأت الشركات في البحث عن النفط في البحر ، أي في مساحات غنية من المياه مثل خليج المكسيك. بين عامي 1960 و 1990 ، استقرت 4000 منصة نفطية في المياه الضحلة بالقرب من الساحل.

لكن الطلب يتجاوز احتياطيات هذه الوديعة. بدأت شركات النفط في الابتعاد عن الساحل أبعد وأعمق خارج الجرف القاري ، حيث غرق ما يقرب من 2400 متر. ويقوم المهندسون ببناء عمالقة بحرية لا يمكن لأحد أن يحلم بها.

تعتبر منصة النفط EVA-4000 واحدة من أكبر الحفارات وأكثرها دواما في الجيل الجديد. تقوم بالاستكشاف في المناطق النائية ، والتي كان تطويرها يعتبر في يوم من الأيام مستحيلاً. لكن هذه الشجاعة تأتي بثمن باهظ. في مثل هذه الامتدادات المحيطية ، تكون هذه الهياكل في خطر دائم - الانفجارات والأمواج الساحقة والأخطر - الأعاصير.

في أغسطس 2005 ، كان إعصار كاترينا يلوح في الأفق ، وبعد بضعة أيام غطى نيو أورلينز ودمر ساحل الخليج. كان لا بد من إجلاء عشرين ألف عامل نفطي من منصات النفط. بلغ ارتفاع الأمواج 24 متراً ، وكانت الرياح تهب بسرعة 274 كم / ساعة. واندلع الإعصار ثمان وأربعين ساعة فوق المناطق الحاملة للنفط. عندما هدأ الطقس أخيرًا ، أذهل حجم الدمار عمال النفط. تضررت أو دمرت أكثر من 50 منصة حفر ، وتم تفجير أكثر من عشر منصات من مراسيها. تم تفجير إحدى المنصات على بعد 129 كيلومترًا إلى الأرض ، وتحطمت أخرى في جسر معلق في موبايل ، ألاباما ، وتم غسل منصة ثالثة إلى الشاطئ بشكل غير قابل للإصلاح. في الأيام الأولى بعد الإعصار ، شعر العالم كله بآثار الإعصار. ارتفع سعر النفط على الفور.

تتكون منصة النفط بشكل أساسي من أربعة مكونات ، بفضلها يعمل المجمع بأكمله - الهيكل ونظام المرساة وسطح الحفر وجهاز الحفر.

الهيكل عبارة عن عائم ، وهو نوع من عوامة النجاة الفولاذية بقاعدة مثلثة أو رباعية الزوايا مدعومة بستة أعمدة ضخمة. كل قسم مملوء بالهواء ، مما يسمح لك بالحفاظ على الهيكل البحري بأكمله واقفاً على قدميه.

يوجد فوق بدن السفينة سطح حفر أكبر من ملعب كرة قدم. إنه قوي بما يكفي لدعم مئات الأطنان من أنابيب الحفر والعديد من الرافعات ومهبط طائرات الهليكوبتر بالحجم الكامل. لكن الهيكل والسطح مجرد مرحلة حيث تقام الأحداث الرئيسية. على ارتفاع مبنى مكون من 15 طابقًا ، يرتفع جهاز حفر فوق سطح الحفر ، وتتمثل مهمته في خفض (رفع) الحفر إلى قاع البحر.

في البحر ، يتم تثبيت الهيكل بأكمله في مكانه بواسطة نظام مرساة يتكون من 9 روافع ضخمة ، ثلاثة على كل جانب من هيكل منصة النفط. إنهم يسحبون بإحكام على خطوط إرساء فولاذية مثبتة في قاع المحيط ، مما يثبت المنصة في مكانها.

فقط تخيل نوع الآلية التي تحمل منصة النفط. كابلات فولاذية 8 سم متصلة بسلاسل ذات وصلات أكبر رأس بشري. يقع الكابل الفولاذي في الطرف العلوي لخط الشدّاد ، ويتم فكه وجرحه بواسطة رافعة على السطح. يوجد في الطرف السفلي من الشد سلسلة فولاذية ، وهي أثقل بكثير من الكابل ، مما يزيد الوزن مع المراسي. يمكن أن تزن وصلة سلسلة واحدة 33 كجم. خطوط المرساة الفولاذية قوية بما يكفي لتحمل القوة المشتركة لخمس طائرات بوينج 747. في نهاية كل سلسلة مرساة من نوع بروس تزن 13 طنًا وعرضها 5.5 متر ، مخالبها الحادة تحفر في قاع البحر.

يتم نقل منصات النفط البحرية غير ذاتية الدفع إلى مناطق حقول النفط بمساعدة القاطرات بسرعة 6 كم / ساعة. ولكن للعثور على رواسب النفط ، يضيء الجيولوجيون قاع البحر بموجات صوتية ، منتجين صورة سونار للتكوينات الصخرية ، والتي تتحول بعد ذلك إلى صورة ثلاثية الأبعاد.

ومع ذلك ، على الرغم من المخاطر الكبيرة ، لا أحد يضمن النتيجة. لا أحد يستطيع أن يقول إنه عثر على الزيت حتى يتساقط من البئر.

يحتاج عمال الحفر إلى رؤية الجزء السفلي ليعرفوا أن المثقاب أصاب الهدف ويتحكم في العمل. لهذا الغرض على وجه الخصوص ، أنشأ المهندسون جهازًا يتم التحكم فيه عن بعد (RCA) ، وهو قادر على تحمل ضغط 140 كجم لكل متر مكعب. انظر هذا الروبوت تحت الماء مصمم للعمل حيث لا يستطيع الإنسان البقاء على قيد الحياة. تنقل كاميرا الفيديو الموجودة على متن الطائرة صورة من الأعماق الباردة المظلمة.

للحفر ، يقوم الفريق بتجميع المثقاب في أقسام. يبلغ ارتفاع كل قسم 28 مترًا ويتكون من مواسير حديدية. على سبيل المثال ، منصة الزيت EVA-4000 قادرة على توصيل 300 قسم كحد أقصى ، مما يسمح لك بالتعمق في القشرة الأرضية لمسافة 9.5 كم. ستين قسمًا في الساعة ، يتم تخفيض التدريبات بهذا المعدل. بعد الحفر ، يتم إزالة الحفر لإغلاق البئر حتى لا يتسرب النفط إلى البحر. للقيام بذلك ، يتم خفض معدات التحكم في الانفجار أو مانع إلى أسفل ، وبفضل ذلك لن تترك مادة واحدة البئر. المانع بارتفاع 15 م ووزنه 27 طن مجهز بمعدات تحكم. يعمل كغطاء ضخم وقادر على منع تدفق الزيت في 15 ثانية.

عندما يتم العثور على النفط ، يمكن أن تنتقل منصة النفط إلى موقع آخر للبحث عن النفط ، وتصل وحدة إنتاج وتخزين وتفريغ النفط العائمة (FPSO) إلى مكانها ، والتي تضخ النفط من الأرض وترسله إلى المصافي البرية.

يمكن إرساء منصة نفطية لعقود ، بغض النظر عن أي مفاجآت في البحر. وتتمثل مهمتها في استخراج النفط والغاز الطبيعي من أحشاء قاع البحر ، وفصل العناصر الملوثة وإرسال النفط والغاز إلى الشاطئ.

لطالما حاول بناة المنصات النفطية حل مشكلة كيفية الحفاظ على استقرار هذه الكواكب البحرية العملاقة في مرساة أثناء العاصفة ، حيث توجد مئات الأمتار من المياه في القاع. ثم توصل المهندس البحري إد هورتون إلى حل مبتكر مستوحى من خدمته في غواصة تابعة للبحرية الأمريكية. توصل المهندس إلى بديل لمنصات النفط النموذجية. تتكون منصة Spar من صارية ذات قطر كبير (أسطوانة) يتم توصيل سطح الحفر بها. يكون وزن الأسطوانة الأساسي في قاع الصاري ، مملوءًا بمادة أكثر كثافة من الماء ، مما يقلل من مركز ثقل المنصة ويوفر الثبات. يمثل نجاح أول منصة Neptune Spar في العالم بداية حقبة جديدة لمنصات النفط في أعماق البحار.

يتم تثبيت منصات النفط العائمة مع صاري تحت الماء يمتد حتى 200 متر في قاع البحر عن طريق نظام إرساء خاص (أكوام) تقطع قاع البحر بمقدار 67 مترًا.

بمرور الوقت ، تم تحديث منصات النفط مثل Spar أيضًا. كانت أول منصة نفطية عائمة تحتوي على بدن من قطعة واحدة ، ولكن الصاري الآن هو قطعة واحدة فقط يصل طولها إلى نصف طولها. الجزء السفلي منه عبارة عن هيكل شبكي بثلاث لوحات أفقية. يتم احتجاز الماء بين هذه الألواح ، مما يؤدي إلى تكوين أسطوانة سائلة ، مما يساعد على استقرار الهيكل بأكمله. هذه فكرة عبقرييسمح لك بحمل وزن أكبر مع فولاذ أقل.

اليوم ، منصات النفط من نوع Spar هي النوع الرئيسي لمنصات النفط العائمة التي تستخدم لحفر النفط في المياه العميقة جدًا.

أعمق منصة نفطية عائمة في العالم ، تعمل على عمق حوالي 2450 مترًا في خليج المكسيك ، هي بيرديدو. مالكها شركة نفطصدَفَة.

تنتج منصة حفر واحدة نفطًا بقيمة 4 ملايين دولار أمريكي يوميًا. مطلوب 24 عاملاً فقط للتحكم على مدار الساعة ، وتقوم الآلات ببقية العمل. يستخرجون النفط الخام من الصخر ويفصلون الغاز الطبيعي. يتم حرق الغاز الزائد. لمائة مليون سنة ، بدا النفط بعيد المنال للإنسان ، لكن تقنيات القرن الحادي والعشرين تندفع الآن إلى أحضان الحضارة. تنقل شبكات الأنابيب الممتدة في قاع البحر النفط إلى مراكز المعالجة على الساحل. عندما يسير كل شيء على ما يرام ، يكون إنتاج النفط والغاز أمرًا روتينيًا وغير ضار ، لكن الكارثة يمكن أن تحدث في غمضة عين ثم تتحول هذه المنصات الفائقة إلى جحيم مميت.

وهكذا ، في مارس 2000 ، بدأ عهد جديد لمنصات النفط في المياه العميقة. وضعت الحكومة البرازيلية حيز التنفيذ أكبر "بتروبراس 36". بعد بدء العمل ، سيتعين على منصة النفط إنتاج 180 ألف برميل من النفط يوميًا ، تعمل على عمق يصل إلى 1.5 كيلومتر ، لكنها بعد عام أصبحت "تيتانيك" بين المنصات البحرية. في 15 مارس 2001 ، الساعة 12:00 صباحًا ، أدى تسرب غاز طبيعي من أسفل صمام توزيع أحد الأعمدة الداعمة إلى سلسلة من الانفجارات القوية. ونتيجة لذلك ، مالت المنصة بمقدار 30 درجة عن سطح المحيط الأطلسي. تم إنقاذ جميع عمال النفط تقريبًا بمعدات الإنقاذ ، ولكن لم يتم العثور على 11 منهم مطلقًا. بعد 5 أيام ، غمرت المياه منصة النفط Petrobras-36 إلى عمق 1370 مترًا. وهكذا ضاع مبنى بقيمة نصف مليار دولار. تسربت آلاف الجالونات من النفط الخام ووقود الغاز إلى المحيط. قبل غرق المنصة ، كان العمال قادرين على سد البئر ، ومنع وقوع كارثة طبيعية كبرى.

لكن مصير عملاق صناعة الحديد والصلب "بتروبراس 36" يذكرنا بالمخاطر التي نتحملها ، ونحن نبتعد أكثر فأكثر عن الساحل بحثًا عن الذهب الأسود. الرهانات في هذا السباق لا تعد ولا تحصى والآبار تشكل تهديدًا بيئة. يمكن أن تدمر الانسكابات النفطية الكبيرة الشواطئ وتدمر المياه الراكدة في المستنقعات وتدمر النباتات والحيوانات. وتنظيف المنطقة بعد هذه الكارثة يكلف ملايين الدولارات وسنوات من العمل.

لغرض التنقيب عن الموارد المعدنية تحت قاع البحر أو استغلالها.

منصات الحفر في الغالب غير ذاتية الدفع ، والسرعة المسموح بها لسحبها هي 4-6 عقدة (عندما يصل البحر إلى 3 نقاط ، تكون الرياح 4-5 نقاط). في موقع العمل عند نقطة الحفر ، تتحمل منصات الحفر العمل المشترك للأمواج عند ارتفاع موجة يصل إلى 15 مترًا والرياح بسرعة تصل إلى 45 مترًا / ثانية. يصل الوزن التشغيلي لمنصات الحفر العائمة (ذات الاحتياطيات التكنولوجية من 1700-3000 طن) إلى 11000-18000 طن ، واستقلالية العمل على السفن والاحتياطيات التكنولوجية 30-90 يومًا. قدرة محطات التوليد لمنصة الحفر هي 4-12 ميغاواط. اعتمادًا على التصميم والغرض ، تتميز منصات الحفر وشبه الغاطسة والغاطسة والثابتة وسفن الحفر. الأكثر شيوعًا هي منصات الحفر ذات الرافعة (47٪ من الإجمالي ، 1981) ومنصات الحفر شبه الغاطسة (33٪).

تُستخدم منصات الحفر العائمة ذاتية الرفع (الشكل 1) للحفر بشكل أساسي على عمق بحر يتراوح بين 30 و 106 مترًا. معدات الإنتاج، يرتفع فوق سطح البحر بمساعدة آليات الرفع والقفل إلى ارتفاع 9-15 م. عند السحب ، يكون العائم ذو الدعامات المرتفعة طافيًا ؛ عند نقطة الحفر ، يتم إنزال الدعامات. في منصات الحفر العائمة الحديثة ذاتية الرفع ، تبلغ سرعة الرفع (الخفض) العائم 0.005-0.08 م / ث ، يدعم - 0.007-0.01 م / ث ؛ تصل القدرة الاستيعابية الإجمالية للآليات إلى 10 آلاف طن ، ووفقًا لطريقة الرفع ، تتميز الرافعات المتحركة (التي تعمل بالهواء المضغوط والهيدروليكي بشكل أساسي) والعمل المستمر (الكهروميكانيكي). يوفر تصميم الدعامات إمكانية وضع منصات حفر على الأرض بسعة تحمل لا تقل عن 1400 كيلو باسكال مع اختراق أقصى للأرض يصل إلى 15 مترًا.الدعامات لها شكل مربع ومنشوري وكروي ، وهي مجهزة مع رف بطول كامل وينتهي بحذاء.

تُستخدم منصات الحفر العائمة من النوع شبه الغاطس للحفر بشكل أساسي على عمق بحر يتراوح من 100 إلى 300 متر وهي عبارة عن عائم مع معدات إنتاج مرفوعة فوق سطح البحر (على ارتفاع يصل إلى 15 مترًا) بمساعدة 4 أو أكثر من أعمدة التثبيت التي تدعمها هياكل تحت الماء (2 أو أكثر). يتم نقل منصات الحفر إلى نقطة الحفر على الهياكل السفلية بغاطس من 4 إلى 6 أمتار. لتثبيت منصات الحفر شبه الغاطسة ، يتم استخدام نظام تثبيت من ثماني نقاط ، والذي يضمن أن حركة الحفارة من فوهة البئر تقتصر على 4٪ من عمق البحر.

تُستخدم منصات الحفر الغاطسة في حفر الآبار الاستكشافية أو الإنتاجية في وأعماق البحر حتى 30 مترًا. وهي عبارة عن عائم مع معدات إنتاج مرفوعة فوق سطح البحر باستخدام أعمدة مربعة أو أسطوانية ، يتم دعم نهاياتها السفلية بواسطة عائم إزاحة أو الأحذية ، حيث توجد خزانات الصابورة. تقف منصة الحفر العائمة الغاطسة على الأرض (بسعة تحمل لا تقل عن 600 كيلو باسكال) نتيجة لملء خزانات الصابورة لعائم الإزاحة بالماء.

تستخدم منصات الحفر البحرية الثابتة لحفر وتشغيل مجموعة آبار للنفط والغاز على عمق بحر يصل إلى 320 مترًا ، ويتم حفر ما يصل إلى 60 بئراً اتجاهية من منصة واحدة. منصات الحفر الثابتة عبارة عن هيكل على شكل منشور أو هرم رباعي السطوح ، يرتفع فوق مستوى سطح البحر (بمقدار 16-25 مترًا) ويستقر على القاع بمساعدة أكوام مدفوعة في القاع (منصات حفر الإطار) أو أحذية الأساس (منصات حفر الجاذبية). يتكون الجزء السطحي من منصة تعمل عليها الطاقة والحفر و المعدات التكنولوجية، كتلة سكنية بها مهبط للطائرات العمودية ومعدات أخرى بوزن إجمالي يصل إلى 15 ألف طن.تم صنع الكتلة الداعمة لمنصات حفر الإطار على شكل شبكة معدنية أنبوبية ، تتكون من 4-12 عمودًا بقطر 1 -2.4 م يتم تثبيت الكتلة بواسطة دعامات مدفوعة أو مملة. منصات الجاذبية مصنوعة بالكامل من الخرسانة المسلحة أو مجتمعة (دعامات معدنية ، أحذية من الخرسانة المسلحة) وتدعمها كتلة الهيكل. تتكون قواعد منصة الحفر بالجاذبية من 1-4 أعمدة بقطر 5-10 م.

تم تصميم منصات الحفر الثابتة للتشغيل طويل الأجل (25 عامًا على الأقل) في أعالي البحار ، وهي تخضع لمتطلبات عالية لضمان الإقامة أفراد الخدمة، زيادة السلامة من الحرائق والانفجارات ، الحماية من التآكل ، تدابير حماية البيئة (انظر الحفر البحري) ، إلخ. السمة المميزة لمنصات الحفر الثابتة هي الديناميكية المستمرة ، أي يقوم كل حقل بتطوير مشروعه الخاص لتجهيز المنصات بالطاقة والحفر ومعدات التشغيل ، بينما يتم تحديد تصميم المنصة حسب الظروف في منطقة الحفر ، وعمق الحفر ، وعدد الآبار ، وعدد منصات الحفر.

يتم التعدين بمساعدة الهياكل الهندسية الخاصة - منصات الحفر. أنها توفر الظروف اللازمة لحدوث التنمية. يمكن تجهيز منصة الحفر على أعماق مختلفة - يعتمد ذلك على مدى عمقها وعلى الغاز.

حفر الأرض

لا يوجد النفط على اليابسة فقط ، ولكن أيضًا في العمود القاري المحاط بالمياه. هذا هو السبب في أن بعض التركيبات مجهزة بعناصر خاصة ، بفضل بقاءها على الماء. منصة الحفر هذه عبارة عن هيكل مترابط يعمل كدعم لبقية العناصر. يتم تركيب الهيكل على عدة مراحل:

• أولاً ، يتم حفر بئر اختبار ، وهو أمر ضروري لتحديد موقع الحقل ؛ إذا كان هناك احتمال لتطوير منطقة معينة ، فسيتم تنفيذ المزيد من العمل ؛
• يتم إعداد موقع لجهاز الحفر: لذلك ، يتم تسوية المنطقة المحيطة قدر الإمكان ؛
• يتم صب الأساس ، خاصة إذا كان البرج ثقيلًا ؛
• يتم تجميع برج الحفر وعناصره الأخرى على أساس معدة.

طرق تحديد الوديعة

منصات الحفر هي الهياكل الرئيسية التي يتم على أساسها تطوير النفط والغاز على الأرض وعلى الماء. لا يتم إنشاء منصات الحفر إلا بعد تحديد وجود النفط والغاز في منطقة معينة. للقيام بذلك ، يتم حفر بئر باستخدام طرق مختلفة: دوار ، دوار ، توربين ، حجمي ، برغي وغيرها الكثير.

الطريقة الأكثر شيوعًا هي الطريقة الدوارة: عند استخدامها ، يتم دفع لقمة دوارة في الصخر. تفسر شعبية هذه التقنية بقدرة الحفر على تحمل الأحمال الكبيرة لفترة طويلة.

الأحمال على المنصات

يمكن أن تكون منصة الحفر مختلفة تمامًا في التصميم ، ولكن يجب أن يتم بناؤها بكفاءة ، مع مراعاة مؤشرات السلامة في المقام الأول. إذا لم يتم الاعتناء بهم ، فقد تكون العواقب وخيمة. على سبيل المثال ، بسبب الحسابات غير الصحيحة ، قد ينهار التثبيت ببساطة ، مما لن يؤدي فقط إلى خسائر مالية ، ولكن أيضًا إلى وفاة الأشخاص. جميع الأحمال التي تعمل على التثبيتات هي:

• ثابت: يقصد به القوى التي تعمل طوال فترة تشغيل المنصة. هذا هو وزن الهياكل نفسها على التركيب ، ومقاومة الماء ، إذا كنا نتحدث عن المنصات البحرية.
• مؤقت: تعمل هذه الأحمال على الهيكل في ظل ظروف معينة. فقط أثناء بدء التثبيت يوجد اهتزاز قوي.

في بلادنا المتقدمة أنواع مختلفةمنصات الحفر. حتى الآن ، تعمل 8 أنظمة إنتاج ثابتة على خط الأنابيب الروسي.

المنصات السطحية

يمكن أن يتواجد النفط ليس فقط على الأرض ، ولكن أيضًا تحت عمود الماء. لاستخراجها في مثل هذه الظروف ، يتم استخدام منصات الحفر ، والتي يتم وضعها على الهياكل العائمة. في هذه الحالة ، يتم استخدام العوامات والصنادل ذاتية الدفع كمرافق عائمة - وهذا يعتمد على الميزات المحددة لتطوير النفط. تتميز منصات الحفر البحرية بميزات تصميم معينة ، بحيث يمكنها أن تطفو على الماء. اعتمادًا على مدى عمق النفط أو الغاز ، يتم استخدام منصات حفر مختلفة.

يتم استخراج حوالي 30 ٪ من النفط من الحقول البحرية ، لذلك يتم بناء الآبار بشكل متزايد على المياه. غالبًا ما يتم ذلك في المياه الضحلة عن طريق تثبيت الأكوام وتركيب المنصات والأبراج والمعدات اللازمة عليها. تستخدم المنصات العائمة لحفر الآبار في مناطق المياه العميقة. في بعض الحالات ، يتم إجراء حفر جاف لآبار المياه ، وهو أمر يُنصح به للفتحات الضحلة حتى 80 مترًا.

منصة عائمة

يتم تركيب المنصات العائمة على عمق 2-150 متر ويمكن استخدامها في ظروف مختلفة. يمكن أن تكون هذه الهياكل مدمجة الحجم وتعمل في الأنهار الصغيرة ، أو يمكن تثبيتها في البحر المفتوح. منصة الحفر العائمة عبارة عن هيكل مفيد ، لأنه حتى مع حجمها الصغير ، يمكنها ضخ كمية كبيرة من النفط أو الغاز. وهذا يجعل من الممكن توفير تكاليف النقل. تقضي هذه المنصة عدة أيام في البحر ، ثم تعود إلى القاعدة لتفريغ الخزانات.

منصة ثابتة

منصة الحفر البحرية الثابتة عبارة عن هيكل يتكون من هيكل علوي وقاعدة داعمة. هو ثابت في الأرض. تختلف ميزات تصميم هذه الأنظمة ، لذلك يتم تمييز الأنواع التالية من التركيبات الثابتة:

• الجاذبية: يتم ضمان استقرار هذه الهياكل من خلال وزن الهيكل ووزن الصابورة المستلمة ؛
• كومة: تكتسب الاستقرار بسبب الأكوام المدفوعة في الأرض ؛
• الصاري: يتم توفير استقرار هذه الهياكل عن طريق الأقواس أو المقدار المطلوب من الطفو.

اعتمادًا على العمق الذي يتم فيه تطوير النفط والغاز ، يتم تقسيم جميع المنصات الثابتة إلى عدة أنواع:

• أعماق البحار على الأعمدة: تتلامس قاعدة هذه التركيبات مع قاع منطقة المياه ، وتستخدم الأعمدة كدعامات ؛
• منصات المياه الضحلة على الأعمدة: لها نفس بنية أنظمة المياه العميقة ؛
• الجزيرة الهيكلية: تقف هذه المنصة على قاعدة معدنية ؛
• monopod عبارة عن منصة ضحلة على دعامة واحدة ، مصنوعة على شكل برج ولها جدران رأسية أو مائلة.

هي منصات ثابتة تمثل القدرات الإنتاجية الرئيسية ، فهي أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية وأسهل في التركيب والتشغيل. في نسخة مبسطة ، تحتوي هذه التركيبات على قاعدة إطار فولاذي تعمل كهيكل داعم. لكن من الضروري استخدام منصات ثابتة مع مراعاة الطبيعة الساكنة وعمق المياه في منطقة الحفر.

يتم وضع التركيبات التي تتكون القاعدة فيها من الخرسانة المسلحة في الأسفل. لا يحتاجون إلى مشابك إضافية. تستخدم هذه الأنظمة في حقول المياه الضحلة.

بارجة الحفر

في البحر ، يتم عن طريق التركيبات المتحركة من الأنواع التالية: ذاتية الرفع ، شبه مغمورة ، سفن حفر وصنادل. تُستخدم الصنادل في حقول المياه الضحلة ، وهناك عدة أنواع من الصنادل التي يمكن أن تعمل على أعماق مختلفة جدًا: من 4 أمتار إلى 5000 متر.

منصة حفر على شكل بارجة تستخدم المراحل الأولىتطوير الحقول عندما يكون من الضروري حفر الآبار في المياه الضحلة أو المناطق المحمية. تستخدم مثل هذه التركيبات في مصبات الأنهار والبحيرات والمستنقعات والقنوات على عمق 2-5 أمتار ومعظم هذه الصنادل ليست ذاتية الدفع ، لذا لا يمكن استخدامها للعمل في أعالي البحار.

تتكون بارجة الحفر من ثلاثة مكونات رئيسية: عائم غاطس تحت الماء مثبت في الأسفل ، ومنصة سطحية مع سطح عمل ، وهيكل يربط بين هذين الجزأين.

منصة تسلق

تشبه منصات الحفر الرافعة صنادل الحفر ، لكن الأولى أكثر حداثة وتقدماً. يرتفعون على صواري يرتفعون في القاع.

من الناحية الهيكلية ، تتكون هذه التركيبات من 3-5 دعامات بأحذية يتم إنزالها وضغطها في القاع طوال مدة عمليات الحفر. يمكن تثبيت هذه الهياكل ، لكن الدعامات هي طريقة تشغيل أكثر أمانًا ، لأن هيكل التركيب لا يلمس سطح الماء. رفع الذات منصة عائمةيمكن أن تعمل على أعماق تصل إلى 150 م.

يرتفع هذا النوع من التركيب فوق سطح البحر بفضل الأعمدة الموجودة على الأرض. السطح العلوي للعائم هو المكان الذي يتم فيه تركيب المعدات التكنولوجية اللازمة. تختلف جميع أنظمة الرفع الذاتي في شكل العائم وعدد أعمدة الدعم وشكل قسمها و ميزات التصميم. في معظم الحالات ، يكون للجانب العائم شكل مثلث مستطيل الشكل. عدد الأعمدة هو 3-4 ، ولكن في المشاريع المبكرة تم إنشاء الأنظمة على 8 أعمدة. يقع برج الحفر نفسه إما على السطح العلوي أو يمتد للخلف.

سفينة الحفر

أجهزة الحفر هذه ذاتية الدفع ولا تتطلب سحبًا إلى الموقع حيث يتم تنفيذ العمل. يتم تصميم هذه الأنظمة خصيصًا للتركيب على أعماق ضحلة ، لذا فهي غير مستقرة. تستخدم سفن الحفر في التنقيب عن النفط والغاز على عمق 200-3000 متر وأعمق. يتم وضع جهاز حفر على هذه السفينة ، ويتم الحفر مباشرة من خلال ثقب تكنولوجي في السطح نفسه.

السفينة مجهزة بكل شيء المعدات اللازمةحتى تتمكن من التحكم فيه في جميع الظروف الجوية. يسمح لك نظام التثبيت بضمان المستوى المناسب من الثبات على الماء. يتم تخزين الزيت المستخرج بعد تنقيته في خزانات خاصة في الهيكل ، ثم يعاد تحميله في ناقلات البضائع.

تركيب شبه غاطس

يعتبر جهاز حفر النفط شبه الغاطس أحد أشهر الحفارات البحرية حيث يمكن أن يعمل على أعماق تزيد عن 1500 متر ، ويمكن أن تغمر الهياكل العائمة إلى أعماق كبيرة. يتم استكمال التثبيت بأقواس وأعمدة رأسية ومائلة ، مما يضمن استقرار الهيكل بأكمله.

الجزء العلوي من هذه الأنظمة عبارة عن أماكن معيشة مجهزة بأحدث التقنيات ولديها الإمدادات اللازمة. تفسر شعبية التركيبات شبه الغاطسة من خلال مجموعة متنوعة من الحلول المعمارية. يعتمدون على عدد الطوافات.

تحتوي التركيبات شبه الغاطسة على 3 أنواع من السحب: الحفر ووضع مياه الأمطار والانتقال. يتم توفير طفو النظام من خلال الدعامات ، والتي تسمح أيضًا للتثبيت بالحفاظ على الوضع الرأسي. تجدر الإشارة إلى أن العمل على منصات الحفر في روسيا يتم دفعه بشكل كبير ، ومع ذلك ، لذلك لا تحتاج فقط إلى التعليم المناسب ، ولكن أيضًا تجربة رائعةالشغل.

الاستنتاجات

وبالتالي ، فإن منصة الحفر هي نظام حديث نوع مختلفوالتي يمكنها حفر الآبار على أعماق مختلفة. تستخدم الهياكل على نطاق واسع في صناعة النفط والغاز. يتم تعيين مهمة محددة لكل تثبيت ، لذا فهي تختلف في ميزات التصميم والوظائف ومقدار المعالجة ونقل الموارد.