سکوی نیمه مغروق

پنجشنبه ۱۴ بهمن ۱۳۸۹

درگذشته حفاری درآب‌های تا عمق 18 متر ازروی شناورهای متشکل از یک یا چند پانتون (حجم‌های مکعبی شکل بزرگ) که عرشه را با ستون‌هایی نگه می‌داشتند انجام می‌گرفت.چنین سکوهایی تا منطقه عملیاتی به صورت شناور انتقال یافته و سپس باوارد کردن آب به داخل پانتون سکو بر کف دریا قرار می‌گرفت و حفاری آغاز می‌شد. درطول زمان شناوری چنین سکوهایی مشاهده می‌شد که این نوع سازه‌ها درپاسخ به تحریک امواج دریا حرکت کمی را به نمایش می‌گذارند. بعدها،این خصوصیت در طراحی سکوهای نیمه مغروق به کار گرفته می‌شد. البته امروزه در این سکوها درهنگام حفاری در آب‌های عمیق بازهم سکو به صورت شناور باقی می‌ماند و تنها از مهارهایی جهت مگه داشتن سکو در موقعیت مورد نظر استفده می‌شود. تصویر زیر یک سکوی نیمه مغروق امروزی است که دارای دو پانتون تأمین کننده‌ی شناوری سکو است و هشت ستون عمودی،پانتون‌ها را به عرشه متصل می‌نماید. سکوی فوق را می‌توان بوسیله مهارهای کابلی یا زنجیری در موقعیت مورد نظر مهار نمود. عرشه سکو دارای یک سوراخ بزرگ به نام «مون پول» درمرکز است که فعالیت‌های لازم جهت حفاری از طریق آن انجام می‌پذیرد. اکثر نیمه مغروق‌ها دارای فضاهای مسکونی نیز هستند تا کارکنان سکو بتوانند برای مدت زمانی نسبتاً طولانی به روی سکو باقی بمانند. همچنین باند هلی کوپتر، موتورها،جرثقیل‌ها و بسیاری دیگر از تجهیزات جزء ملزومات چنین سکوهایی است.         حفاری کف دریا از طریق یک لوله عمودی به نام « رایزر » که مساحت زیر مون پول را به دهانه چاه متصل می‌کند انجام می‌گیرد. لوله حفاری که در انتهای آن مته حفاری قرار گرفته است ازدرون رایزر عبور می‌کند وکار حفاری را انجام می‌دهد. سیال روغن‌کاری آن همان گل حفاری می‌باشد که ازدرون رایزر عبور می‌کند و حین حفاری با فشلرزیاد به پایین پمپ می‌شود و ازفضای موجود بین لوله حفاری و رایزر به بالا برمی‌گردد. فشارگل حفاری برای گرداندن مخروط سر مته است و خود لوله حفاری هم با سرعتی تا 250دور بردقیقه دوران می‌کند. گل حفاری چندین وظیفه دارد:مته را روغن‌کاری می‌کند،باعث گردش مخروط سرمته می‌شود،مواد را به سطح آب هدایت می‌کند و نهایتاً فشار هیدرواستاتیکی کافی برای مقاومت دربرابر فشار بالای احتمالی نفت یا گاز را مهیا می‌سازد.   حرکت عمودی کم ولی مهم سکو که ناشی از امواج دریا می‌باشد بوسیله یک اتصال لغزشی نصب شده در انتهای برج حفاری دفع می‌شود. یک عامل کششی هم نیروی رو به بالای لازم به روی رایزر را ایجاد می‌کند تا این سازه بلند همیشه در کشش باقی بماند و از کمانش آن جلوگیری گردد.همچنین سیستم مهاربندی باید دقت لازم جهت نگهداری سکو درموقعیتی با خطای حداکثر7٪ عمق آب نسبت به موقعیت تعیین شده را دارا باشد تا حفاری امکان پذیر گردد. حداکثر عمق آب و شرایط آب وهوایی که حفاری بوسیله سکوهای نیمه مغروق امکان پذیر است،تابعی ازسیستم مهاربندی و مقدار لوله حفاری و رایزر قابل حمل بوسیله سکو و قابلیت تحمل حرکت عمودی بوسیله تجهیزات حفاری است. برای عمق‌های بیشتر از450 متر ،موقعیت سکو به صورت دینامیکی تثبیت و کنترل می‌شود. تثبیت دینامیکی موقعیت (DPS) دارای پیشرانه‌های کوچک (تراستر) متعددی است که به سرعت تغییر جهت داده یا روشن وخاموش می‌شوند. برایند جهت نیروی ایجاد شده دراین تراسترها به گونه‌ای است که خلاف جهت نیروی امواج و نیروهای خارجی باشد و سکو را درموقعیت اولیه حفظ نماید.   تثبیت موقعیت دینامیکی در بسیاری از کشتی‌های حفاری بکارگرفته شده است. این سیستم‌ها دارای تجهیزاتی جهت مشخص نمودن موقعیت لحظه‌ای شناور هستند که فاصله افقی نسبت به دهانه چاه را به عنوان سیگنال خطا تعیین می‌نماید واین سیگنال خطا وارد یک مدار کنترل می‌شود و نهایتاً رانش دهنده‌ها پاسخ مناسب را برای کاهش سیگنال خطا انجام می‌دهند. این روند در تمام مدت حفاری ادامه می‌یابد تاشناور تا حد ممکن در بالای محور قائم گذرنده ازدهانه چاه قرار گیرد.شکل زیر نمایش دهنده جانمایی پیشرانه‌ها در زیر سکو است.             از نظر تئوری عمق زیاد آب محدودیتی برای کار سکوی فوق نیست ولی در عمل طول رایزرهای قابل حمل بوسیله سکو یک محدودیت به وجود می‌آورد و همچنین احتمال کمانش و تأثیر حرکت عمودی به روی رایزر بسیار مهم خواهد بود. در هر حال بایستی اتصال رایزر به سکوهای شناور مجهز به سیستم تثبیت موقعیت دینامیکی در شرایط خیلی بد دریا قطع گردد و بعد از آرام شدن مجدد دریا اتصال فوق را برقرار نمود. مشخصات سکوی ایران-البرز از قرار زیر است: طول: 6/97 متر عرض: 8/78 متر ارتفاع: 5/36 متر ارتفاع از سردکل: 5/61 متر