صفحه اصلي > تجهیزات حفاری در آبهای عمیق > سکوهای نیمه شناور 
سکوهای نیمه شناور

هنگامي كه حفاري براي جستجوي ميادين نفتي در دريا آغاز شد ، از آنجائيكه عمليات جستجو به آب هاي كم عمق محدود بود استفاده از ريگ هاي حفاري ثابت و شناور مرسوم گشت. بعد از اين مرحله و با توسعه فعاليت هاي فراساحلي در آب هاي عميق تر، جك آپ هاي حفاري بعنوان نسل جديدي از سكوهاي حفاري كه مي توانستند در آب هاي به عمق 30 متر حفاري نمايند، ساخته و بكار گرفته شدند.اما با افزايش عمق آب و عدم امكان استفاده از جك آپ ها، استفاده از " سكوهاي نيمه شناور " مورد توجه شركت هاي فعال در صنعت فراساحل قرار گرفت؛ سكوهايي كه با موفقيت در حفاري آب هاي عميقتر و خشنتر ، دريچه اي جديد را به روي توسعه صنایع فراساحل گشودند.

 

 

 

نگاهی به تاریخچه و روند تکامل

با تجاربي كه چهار شركت كنتيننتال ، يونيون، شل و سوپريور در جريان ساخت كشتي  cuss -1 بعنوان اولين  Drillship  دنيا كسب نمودند، هر چند راه براي استفاده از كشتي هاي حفاري بعنوان نسل سوم سازه هاي دريايي كه ميتوانستند بر خلاف جك آپ ها، بدون داشتن هيچگونه تكيه گاهي دربستر دريا اقدام به حفاري نمايند، هموارگرديد . اما استفاده از اين شناورها علي رغم تمامي مزاياي جديدشان نشان داد كه اين كشتي ها به دليل آسيب پذيري در برابر تاثير حركات عمودي و افقي امواج دريا ، مناسب فعاليت در آب هاي خشن و متلاطم درياي شمال نمي باشند. همين  موضوع محققان و شركت ها را بر آن داشت تا با ارائه راهكارهاي عملياتي جديد، نسل جديدي از سكوهاي حفاري را طراحي نمايند كه ثبات بيشتري در هنگام حفاري در آب هاي عميق تر و مواج داشته باشد.اين تلاش ها در نهايت منجر به طراحي نسل جديدي از سكو هاي دريايي به نام سكوهاي نيمه شناور ( semi - submersible ) توسط " بوريس كوليپ" كه فارغ التحصيل رشته معماري دريايي بود گرديد. قبل از كوليپ طرح هاي مشابهي ديگري از سوي افرادي نظير لوئيس جيلياسو ، رابرت آرمسترانگ و اچ .اي. گراس مطرح شده بودند ولي چنين ايده هايي در آن زمان جدي گرفته نشدند.با اين حال ايده كوليپ شامل استفاده از ستون هايي بر روي مخازن شناور زير سطحي و حفظ موقعيت سكو با اتصال آن از طريق لنگر هاي بزرگ به بستر دريا بود كه نهايت منجر به ساخت و به آب اندازي سكوي  blue water NO.1 در سال 1961 ، به عنوان اولين سكوي نيمه شناور دنيا گرديد.جالب است بدانيد از آنجايي كه سكوهاي نيمه شناور ، بسيار بهتر از كشتي هاي حفاري پاسخگوي نيازهاي شركت هاي فراساحلي براي فعاليت در آب هاي خروشان بودند، نمونه هاي مشابه بسياري از طرح اوليه كوليپ كپي برداري گرديد و اصل اين ايده به يك ابزار مفيد جهت حفاري در آب هاي طوفاني و نا آرام بدل گشت . در همين راستا استفاده از سكوهاي نيمه شناور ، به دليل شرايط عملياتي منحصر به فردشان ، بشدت در سراسر جهان توسعه يافت ؛ به گونه اي كه از سال 1961 تا سال 1968 تعداد نيمه شناورها به 32 واحد رسيد. اين روند همچنين در دهه 70 ميلادي نيز تداوم يافت ، به گونه اي كه از 29 واحد در سال 1972 به 117 واحد در 1977 رسيد. موج دوم ساخت سكوهاي نيمه شناور همچنان در اوايل دهه 80 تداوم يافت بطوريكه جمع كل تعداد آنها به 187 واحد در سال 1987 رسيد. با اين حال جالب است بدانيد كه سكوي بلو واتر نامبر وان كه اولين سكوي نيمه شناور دنيا محسوب مي شود به اندازه اي دوام نياورد تا شاهد اين موفقيت باشد چرا كه در خلال طوفان هيلدا در سال 1964 در خليج مكزيك واژگون و غرق گرديد.

 

سكوهاي نيمه شناور چگونه فعاليت ميكند ؟

سكوهاي نيمه شناور كه به دو گروه Bottle - Type Sem - subs  و  column- Stabilized Semisub  تقسيم بندي مي شوند به نحوي طراحي شده اند كه در هنگام استفاده از آنها به عنوان سكوهاي شناور ، قسمت اعظم شناوري آن به حد كافي در زيرسطح آب باشد تا اثرات مختلف امواج سطحي بر روي آن نسبتا بي اثر گردد. به همين سبب نيمه شناور ها در مقايسه با كشتي ها خيلي پايدارتر مي باشند و اين پايداري امكان انجام عمليات حفاري را مهيا مي سازد . نحوه كار اين سكو نيز به اين صورت است كه به هنگام حركت آب داخل مخازن تخليه شده و سكو مانند كشتي حركت مي نمايند و به هنگام شروع عمليات حفاري نيز مجددا مخازن پر از آب مي شوند تا سكو در محل تثبيت گردد. اين سكو ها توسط سازه هاي بزرگ پانتون شكلي حمايت مي شوند كه در زير سطح دريا شناور شده اند. از آنجايي كه عرشه سكو 100 پا يا بيشتر ( 30متر ) در بالاي پانتون ها بر روي ستون هاي فولادي بزرگ قرار دارد ، بنابراين اثرات باد ، امواج و آب و هوا به حداقل رسيده است . در خصوص نحوه تثبيت موقعيت و مهار سكوهاي نيمه شناور نيز بايد گفت كه اين سكوها به دو روش استفاده از لنگرهاي 6 تا 12 رشته اي يا با استفاده از سيستم تثبيت موقعيت( dynamic  positioning ) و در مواردي با استفاده از هر دو روش ، درموقعيت عملياتي خود در دريا مهار ميشوند. اين سكوها به طور معمول در عمق هايي از 300 تا 1500 پا (91 تا 457 متر ) فعاليت مي كنند. در اين نوع از سكوها ، حفاري از طريق مجرايي كه روي عرشه تعبيه شده و تحت نام Moon pool   شناخته مي شود صورت مي گيرد. اكثر نيمه شناورها داراي فضاي مسكوني نيز هستند تا كاركنان سكو بتوانند براي مدت زماني نسبتا طولاني بر روي سكو باقي بمانند .همچنين پد هليكوپتر ، جرثقيل ها و بسياري ديگر از تجهيزات جزء ملزومات چنين سكوهايي است.

 

 

جالب است بدانيد كه حركت عمودي  ( heave motion) نسبتا كم ولي مهم سكو كه ناشي از امواج دريا مي باشد به وسيله يك اتصال لغزشي ( slip joint) نصب شده در انتهاي برج حفاري (drilling derrick) دفع مي شود. يك تنشنر ( tensioner) هم نيروي رو به بالاي لازم برروي رايزر را ايجاد ميكند تا اين سازه بلند هميشه در كشش باقي بماند و از كمانش آن جلوگيري گردد.همچنين سيستم مهاربندي بايد دقت لازم جهت نگه داري سكو در موقعيتي با خطاي حداكثر 7% عمق آب نسبت به موقعيت تعيين شده را دارا باشد تا حفاري امكان پذير باشد.حداكثر عمق آب و شرايط آب و هوايي كه حفاري به وسيله سكو و قابليت تحمل حركت عمودي به وسيله كابل هاي فولادي به بستر دريا مهار مي شدند، از سيستم تثبيت موقعيت خودكار ( DP) براي حفظ موقعيت خود استفاده ميكنند. مزيت سيستم DP  اين است كه عمليات تثبيت موقعيت به دليل انجام محاسبات توسط رايانه هاي پيشرفته و سیستم GPS با دقت و ايمني بيشتري انجام مي گيرد. اين در حالي است كه استفاده از لنگر براي ايجاد ثبات هزينه عمليات را افزايش ميدهد زيرا همواره نياز به وجود يك یا چند فروند شناور لنگر انداز بزرگ در اطراف سكو مي باشدكه باعث مي شود هزينه هاي عملياتي سكو بيشتر شود.

 

آتلانتيس ؛ بزرگترين سكوي حفاري نيمه شناور دنيا

در حال حاضر سكوي آتلانتيس ، با وزن 58700 تن و ظرفيت توليد روزانه 200 هزار بشكه نفت و 180 ميليون فوت مكعب گاز، بزرگترين سكوي نيمه شناور توليد نفت و گاز جهان محسوب مي شود كه با استفاده از سيستم مورنينگ در بيشترين عمقي كه يك سكوي نيمه شناور در آن فعاليت نموده ( 2150 متر ) به بستر دريا متصل شده  و در حال توليد مي باشد .

در شکل زیر نمایی از سكوي نیمه شناور ايران اميركبير را می بینید كه در درياي خزر و براي حفاري در آب هاي تا عمق يك هزار متر ساخته شده است .

 

عملیات آزمایش چاه شماره 2 میدان نفتی سردار جنگل