جهاز الحفر في البحر. كيف يتم استخراج النفط في البحر: كيف يتم إنشاء منصة النفط البحرية وتشغيلها

يمكنك الوصول إلى المنصة بطائرة هليكوبتر أو قارب. سبعة أميال من الساحل، والآن أنت بالفعل في وجهتك. الهيكل العظمي لجزيرة اصطناعية، والذي بدا من بعيد وكأنه مصنوع من أعواد الثقاب، تبين أنه عبارة عن تشابك من الأنابيب السميكة عن قرب. يذهب ثمانية وأربعون منهم إلى عمود الماء وخمسين مترًا أخرى إلى القاع. هذه الأرجل تحمل الهيكل بأكمله.

تتكون المنصة نفسها من منصتين تبلغ مساحة كل منهما ربع ملعب كرة قدم. في أحد المواقع، ترتفع مزارع جهاز الحفر إلى السماء، والآخر عبارة عن منطقة إدارية وسكنية. هنا، من ثلاث جهات على طول حواف الموقع، توجد منازل مريحة تضم كبائن رؤساء العمال ورؤساء العمال والحرفيين، بالإضافة إلى زاوية حمراء وغرفة طعام مع مطبخ ومباني منزلية...

قد يكون للمنصات المماثلة تصميمات مختلفة. ففي نهاية المطاف، فإن استخراج النفط من جنوب بحر قزوين شيء، وشيء آخر في منطقة البلطيق الضحلة، حيث يمكن تعزيز المنصة في القاع، وشيء ثالث في شمال أو شرق البلاد. هناك أعماق كبيرة، وعواصف متكررة، وحقول جليدية... في مثل هذه الظروف، تكون المنصات شبه الغاطسة أفضل بكثير من المنصات الثابتة. يتم سحبها إلى موقع الحفر مثل الصنادل الكبيرة. هنا يقومون بإنزال "أرجلهم" - الدعامات. وباستراحتهما في الأسفل، ترتفع المنصة عن سطح البحر بحيث لا تطغى عليها الأمواج. عند الانتهاء من عمليات الحفر، يمكن نقل هذه المنصة إلى منطقة أخرى دون الكثير من المتاعب.

تم تصميم وبناء سفن دعم حقول النفط البحرية. في بداية يناير 1987، تم إطلاق سفينة Transshelf الفريدة من نوعها في مدينة توركو الفنلندية. وهي مصممة لنقل منصات الحفر البحرية.

ويتمتع العملاق الجديد، الذي يبلغ طوله 173 مترا وعرضه 40 مترا، بعدد من الميزات. السفينة شبه غاطسة، وإلا كيف يمكنك تكديس منصات حفر بوزن ألف طن على سطح السفينة؟ "Transshelf" يملأ الخزانات بمياه البحر ويغمرها بهذا الصابورة. ويمتد السطح الذي تبلغ مساحته 5100 متر مربع إلى 9 أمتار تحت الماء. يتم سحب المنصة أو دفعها على متن الطائرة. يتم ضخ الصابورة وتكون السفينة جاهزة للرحلة.

يعد Transshelf أيضًا رصيفًا لإصلاح السفن مزودًا بمعدات بناء السفن القوية. يتم التحكم فيه باستخدام كمبيوتر على متن السفينة، والذي يتحكم في جميع القطاعات التشغيلية لاقتصاد السفينة المعقد، بما في ذلك وضع البضائع على سطح السفينة.

هناك طريقة أخرى للحفر البحري وهي مباشرة من سفينة حفر متخصصة. في القضايا السابقةلقد ذكرنا تشالنجر، الذي أجرى الأمريكيون منه عمليات حفر عميقة. لكن الآن لدينا الفرصة للتعرف على إحدى هذه السفن بشكل أفضل. ومع ذلك، للقيام بذلك، سيتعين عليك الذهاب شمالا، إلى مدينة البحارة والمستكشفين القطبيين مورمانسك، ومن هناك أبعد من ذلك، للتعرف على ميزات الحفر من مؤسسة عائمة ومع أشخاص من مهنة فريدة من نوعها - رواد النفط .

إذا هيا بنا.

لا يمكن التنبؤ بالمفاجآت الجوية في البحار القطبية الشمالية حتى خلال فصل الصيف القطبي القصير. تقوم سفينة بخارية صغيرة للركاب بصعوبة بدفع أعمدة الرصاص الثقيلة بعيدًا عن بعضها البعض بقوسها. تمزق الريح قطعًا رمادية قذرة من الرغوة من الأمواج، ويبدو أحيانًا أن هذه الرغوة هي التي تتكون منها السحب المنخفضة الأشعث. ثم هدأت الريح فجأة وعلق حجاب كثيف من الضباب فوق البحر. وعندما ابتعدت عن بعضها، رأينا سفينة الحفر “فيكتور مورافلينكو” قريبة جدًا بالفعل. على الرغم من التأرجح، ظل ثابتًا في مكانه، كما لو كان مقيدًا بقوة مجهولة.

بعد ذلك بقليل اكتشفنا السر: ظلت السفينة ثابتة بفضل نظام تحديد المواقع الديناميكي ودافعات القوس والمؤخرة. لا توجد وسيلة أخرى. هل تتذكر كيف فقد المنقبون الجيولوجيون الأمريكيون رأس البئر؟

غالبية أفراد الطاقم لديهم مهن أرضية تمامًا: عمال الحفر والكهربائيين وسائقي محطات توليد الطاقة بتوربينات الديزل والغاز. لكن الحفر البحري لا يزال له خصائصه الخاصة التي لن تجدها على الأرض.

فعند الحفر في المحيط، على سبيل المثال، من الضروري اتخاذ تدابير خاصة لا يحتاجها الحفارون الأرضيون. يوجد هنا ناهض - عمود من الأنابيب الفولاذية يمتد من السفينة إلى الأسفل. يبلغ سمك جدرانها حوالي 20 ملم. وهذا هو هامش الأمان الضروري لحماية أداة الحفر من التأثيرات البيئية. والعكس صحيح - لحماية المحيط من التلوث بالمنتجات النفطية.

مثل هذه العلاقات بين الناس والمحيطات تعمل بشكل جيد وعادي. ولكن تم تصميم جهاز يسمى المانع خصيصًا للحالات الاستثنائية. بكل بساطة، هذا سدادة يمكن استخدامها لسد بئر بسرعة في حالة الطوارئ، عندما يبدأ إعصار، على سبيل المثال، في تمزيق سفينة الحفر من النقطة المقصودة. ولكن بما أن أحشاء الأرض لا تزال غير ترمس، فإن المانع أكثر تعقيدا بكثير من السدادة العادية. احكم بنفسك: طول هذا الجهاز 18 مترًا، ووزنه 150 طنًا تقريبًا!

وعندما تنتهي العاصفة، ستساعد أدوات الملاحة فائقة الدقة سفينة الحفر على العودة إلى نفس المكان بدقة سنتيمترات. وسيتم رفع المانع على متن السفينة وستستمر عمليات الحفر.

الأجهزة مكلفة بمعظم العمليات تحت الماء. إنهم "يستكشفون" و"يستمعون" إلى قاع البحر، حيث يجب وضع البئر، ثم يفحصون البئر نفسه... ويبدو، كيف يمكن للأيدي البشرية الضعيفة أن تساعد الأجهزة الإلكترونية فائقة السرعة والآليات الفولاذية القوية؟ وحتى هناك، في أعماق كبيرة، حيث يسود الظلام والضغط الهائل؟..

لكن تخيل الموقف: في مكان ما في الأعماق، تفشل فجأة تلك المستشعرات فائقة الذكاء والدقة التي تسمح للسفينة بالعثور على مكانها بهذه الدقة. ماذا تفعل؟.. هنا ليس الناس من الأجهزة، ولكن الأجهزة من الناس سوف تنتظر المساعدة. وستأتي هذه المساعدة بالتأكيد.

يبدأ الغواصون في أعماق البحار النزول إلى الماء وهم لا يزالون على متن السفينة. إنهم يقرؤون ويستمعون إلى الموسيقى ويشاهدون مقاطع الفيديو بالقرب من أفراد الطاقم الآخرين، وفي نفس الوقت، كما لو كانوا في قاع البحر! على أية حال، فإن الضغط في غرفة الضغط حيث يوجدون هو نفسه. ولم يتم ذلك عن طريق الصدفة.

وللصعود من عمق مائتي متر إلى السطح، يحتاج الغواصون جسديًا إلى بضع دقائق فقط. لكن التعود على تغير "المناخ" يستغرق أحيانًا عدة أيام. لذلك، طوال فترة التحول بأكملها، يتنفسون خليط الهيليوم والأكسجين تحت ضغط محدد بدقة وحتى أثناء النوم تحت إشراف الأطباء - المتخصصين في فسيولوجيا الغوص في أعماق البحار. لا توجد وسيلة أخرى. إذا تنفس الناس في العمق خليطًا من الغاز عند الضغط الطبيعي، فإن المحيط سوف يسحقهم ببساطة. ولذلك فإن الضغط من الخارج يجب أن يواجه بالضغط من الداخل. إذا قمت بتحرير الضغط فجأة أثناء الصعود، فإن مرض تخفيف الضغط أمر لا مفر منه؛ فالتغيرات المفاجئة في الضغط يمكن أن تؤدي إلى إصابات خطيرة في الرئة.

لذلك، خلال دورة العمل، يكون رواد المياه باستمرار في عالم من الضغط العالي. ويتحركون لأعلى ولأسفل باستخدام مصعد خاص - جرس الغوص. هذه المقصورة مفتوحة في الأسفل. يمنع ضغط خليط الغاز الماء من النفاذ إلى الداخل. وهكذا، بعد وصوله إلى قاع البحر، يمكن للرائد المائي أن يدخل الماء على الفور دون صعوبة كبيرة. بعد مغادرة الجرس، يعمل تحت الماء، ويتم التنفس والدفء والتواصل من خلال الحبل السري لكابل الخرطوم.

تتم مراقبة رواد الأحياء المائية من سطح البحر بواسطة الأجهزة والأطباء والزملاء. ومع ذلك، أولا وقبل كل شيء، فإنهم هم أنفسهم يجرون حوارا مع المحيط. إنهم "الترويكا": عامل الجرس رقم واحد ورقم اثنين. إنهم يفهمون بعضهم البعض بشكل مثالي، وأحيانا حتى بدون كلمات. إنهم يعملون معًا بشكل منسق مثل أصابع اليد الواحدة.

خطوة بخطوة، دون اندفاع، كما لو كان ببطء، ولكن في الواقع - بوتيرة عمل جيدة، والإبلاغ عن كل حركة إلى الأعلى، والانتظار بصبر للأمر التالي، يقوم الأشخاص بفحص مكونات جهاز الحفر بعناية، والتحقق من أجهزة الاستشعار نظام تحديد المواقع... في كلمة واحدة، إنهم يعملون.

ومع ذلك، فإن هؤلاء الغواصين يعملون بنفس الطريقة تمامًا، على سبيل المثال، عند رفع السفن الغارقة، باستخدام تقنية معروفة منذ فترة طويلة. وفي الوقت نفسه، أدى تطور إنتاج النفط والغاز البحري إلى ظهور مهن جديدة. نظرًا لأن 80% من أنشطة الغوص البحري تتضمن الفحص والصيانة والإصلاح، فإن الطلب على غواصي التفتيش مرتفع. منذ عام 1982، تقدم كلية الهندسة تحت الماء، وهي مدرسة غوص تجارية تقع في ميناء لوس أنجلوس، دورة تدريبية لتدريب الغواصين على إجراء عمليات التفتيش والاختبار غير المدمر للمعدات تحت الماء. كما تم اعتماد هذه الدورة رسميًا من قبل وكالة فحص اللحام البريطانية.

تشمل مسؤوليات غواص التفتيش الفحص البصري للوصلات الملحومة والتصوير تحت الماء وتسجيل الفيديو (المرحلة الأولى من التدريب)؛ الاختبار غير المدمر بالموجات فوق الصوتية والمغناطيسية للوصلات الملحومة (المرحلة الثانية).

هؤلاء متخصصون من الدرجة العالية. قبل التقديم لامتحانات المستوى الثاني، يجب أن يكون الغواص قد عمل بمؤهل المستوى الأول لمدة عام على الأقل. ويجب أن لا يقل إجمالي الوقت اللازم لإجراء الفحص البصري تحت الماء عن 30 ساعة.

بعد الانتهاء من الجزء الثاني من الدورة، يسمح للغواص بأداء العمل في الحقول.

مثل ممثلي معظم المهن الحديثة، يتعين على المفتشين العمل مع المعدات المعقدة. يوجد كاشف أضرار بالموجات فوق الصوتية مع راسم الذبذبات المدمج ووحدة اختبار مغناطيسية وحتى نظام مدمج يتضمن معدات الموجات فوق الصوتية متعددة الشاشات وشاشة العرض.

نرى أنه بالإضافة إلى الصحة التي تحسد عليها، يحتاج غواص الحفر الحديث إلى الكثير من المعرفة التقنية. بعد كل شيء، سلامة هيكل باهظ الثمن بشكل لا يصدق يعتمد على عمله. تبلغ تكلفة منصة الحفر البحرية بعمق 100 متر نفس تكلفة ناقلة عملاقة بقدرة رفع تبلغ 200 ألف طن. بشكل عام، تزيد تكلفة المنصات بشكل كبير مع عمق عمل الرف.

يتم التعدين باستخدام هياكل هندسية خاصة - منصات الحفر. أنها توفر الظروف اللازمة لحدوث التنمية. يمكن إعداد منصة الحفر على أعماق مختلفة - يعتمد ذلك على مدى عمق رواسب الغاز والغاز.

الحفر على الارض

لا يوجد النفط على الأرض فحسب، بل يوجد أيضًا في العمود القاري المحاط بالمياه. ولهذا السبب فإن بعض المنشآت مجهزة بعناصر خاصة تساعدها على الطفو على الماء. منصة الحفر هذه عبارة عن هيكل متجانس يعمل كدعم للعناصر الأخرى. يتم تركيب الهيكل على عدة مراحل:

• أولاً، يتم حفر بئر اختباري، وهو أمر ضروري لتحديد موقع الرواسب؛ إذا كان هناك احتمال لتطوير منطقة معينة، فسيتم تنفيذ المزيد من العمل؛
• يتم إعداد موقع جهاز الحفر: للقيام بذلك، يتم تسوية المنطقة المحيطة قدر الإمكان؛
• يتم صب الأساس، خاصة إذا كان البرج ثقيلا؛
• ويتم تجميع برج الحفر وعناصره الأخرى على القاعدة المعدة.

طرق تحديد الودائع

منصات الحفر هي الهياكل الرئيسية التي يتم على أساسها تطوير النفط والغاز على الأرض وعلى الماء. ولا يتم بناء منصات الحفر إلا بعد تحديد وجود النفط والغاز في منطقة معينة. للقيام بذلك، يتم حفر بئر باستخدام طرق مختلفة: دوارة، دوارة، توربينية، حجمية، لولبية وغيرها الكثير.

الطريقة الأكثر شيوعًا هي الطريقة الدوارة: عند استخدامها، يتم دفع لقمة دوارة إلى داخل الصخر. ترجع شعبية هذه التقنية إلى قدرة الحفر على تحمل الأحمال الكبيرة لفترة طويلة.

أحمال المنصة

يمكن أن تكون منصة الحفر مختلفة تماما في التصميم، ولكن يجب أن يتم بناؤها بكفاءة، مع مراعاة مؤشرات السلامة في المقام الأول. إذا لم يتم الاعتناء بهم، يمكن أن تكون العواقب خطيرة. على سبيل المثال، بسبب الحسابات غير الصحيحة، قد ينهار التثبيت ببساطة، الأمر الذي لن يؤدي إلى خسائر مالية فحسب، بل أيضا إلى وفاة الناس. جميع الأحمال التي تعمل على المنشآت هي:

• ثابت: يقصد بها القوى المؤثرة طوال عملية تشغيل المنصة. يتضمن ذلك وزن الهياكل نفسها فوق التركيب، ومقاومة الماء إذا كنا نتحدث عن المنصات البحرية.
• مؤقت: تعمل هذه الأحمال على الهيكل في ظل ظروف معينة. فقط أثناء بدء التثبيت يتم ملاحظة اهتزاز قوي.

لقد طورت بلادنا أنواعًا مختلفة من منصات الحفر. حتى الآن، تعمل 8 أنظمة إنتاج ثابتة على العمود الروسي.

المنصات السطحية

يمكن أن يكمن النفط ليس فقط على الأرض، ولكن أيضًا تحت الماء. ولاستخراجه في مثل هذه الظروف، يتم استخدام منصات الحفر الموضوعة على الهياكل العائمة. في هذه الحالة، يتم استخدام الطوافات والصنادل ذاتية الدفع كوسيلة عائمة - وهذا يعتمد على السمات المحددة لتطوير النفط. تتمتع منصات الحفر البحرية بميزات تصميمية معينة، بحيث يمكنها الطفو 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. تُستخدم المنصات العائمة لحفر الآبار في مناطق المياه العميقة. وفي بعض الحالات، يتم إجراء الحفر الجاف لآبار المياه، وهو ما ينصح به للفتحات الضحلة التي يصل عمقها إلى 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 تركيبها في البحر المفتوح. تعتبر منصة الحفر العائمة بمثابة هيكل مفيد، لأنه حتى مع حجمها الصغير يمكنها ضخ كمية كبيرة من النفط أو الغاز. هذا يجعل من الممكن توفير تكاليف النقل. تقضي هذه المنصة عدة أيام في البحر، ثم تعود إلى القاعدة لتفريغ خزاناتها.

منصة ثابتة

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

• الجاذبية: يتم ضمان استقرار هذه الهياكل من خلال وزن الهيكل ووزن الصابورة المستلمة؛
• الكومة: تكتسب الاستقرار بسبب الأكوام المدفونة في الأرض؛
• الصاري: يتم ضمان استقرار هذه الهياكل بواسطة الحبال أو القدر المطلوب من الطفو.

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

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

إن المنصات الثابتة هي التي تمثل القدرات الإنتاجية الرئيسية، لأنها أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية وأسهل في التركيب والتشغيل. في نسخة مبسطة، تحتوي هذه التركيبات على قاعدة إطار فولاذي تعمل كهيكل داعم. لكن استخدام المنصات الثابتة يجب أن يأخذ في الاعتبار الطبيعة الساكنة وعمق المياه في منطقة الحفر.

يتم وضع التركيبات التي تتكون قاعدتها من الخرسانة المسلحة في الأسفل. أنها لا تتطلب مثبتات إضافية. وتستخدم هذه الأنظمة في حقول المياه الضحلة.

بارجة الحفر

في البحر يتم تنفيذه باستخدام الأنواع التالية من المنشآت المتنقلة: سفن الرفع، وشبه الغاطسة، وسفن الحفر والصنادل. 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.

يتم استخدام منصة الحفر على شكل بارجة في المراحل الأولى من تطوير الحقل، عندما يكون من الضروري حفر الآبار في المياه الضحلة أو المناطق المحمية. وتستخدم هذه المنشآت عند مصبات الأنهار والبحيرات والمستنقعات والقنوات على عمق 2-5 أمتار، وتكون هذه المراكب في الغالب غير ذاتية الدفع، لذا لا يمكن استخدامها للقيام بأعمال في البحر المفتوح.

تتكون بارجة الحفر من ثلاثة مكونات رئيسية: عوامة غاطسة تحت الماء يتم تركيبها في الأسفل، ومنصة سطحية مع سطح عمل، وهيكل يربط بين هذين الجزأين.

منصة الرفع الذاتي

تشبه منصات الحفر المرفوعة صنادل الحفر، لكن الأولى أكثر حداثة وتقدمًا. يتم رفعها على صواري الرافعة التي تستقر في الأسفل.

من الناحية الهيكلية، تتكون هذه التركيبات من 3-5 دعامات بأحذية، يتم إنزالها وضغطها إلى الأسفل أثناء عمليات الحفر. يمكن تثبيت هذه الهياكل، لكن الدعامات هي طريقة تشغيل أكثر أمانًا، نظرًا لأن جسم التركيب لا يلمس سطح الماء. يمكن للمنصة العائمة أن تعمل على أعماق تصل إلى 150 مترًا.

ويرتفع هذا النوع من التركيبات عن سطح البحر بفضل الأعمدة التي ترتكز على الأرض. السطح العلوي للعائم هو المكان الذي يتم فيه تركيب المعدات التكنولوجية اللازمة. تختلف جميع أنظمة الرفع الذاتي في شكل العائم وعدد الأعمدة الداعمة وشكل قسمها وميزات التصميم. في معظم الحالات، يكون للعائم شكل مثلث أو مستطيل. عدد الأعمدة هو 3-4، ولكن في المشاريع المبكرة تم إنشاء الأنظمة على 8 أعمدة. يقع ديريك الحفر نفسه إما على السطح العلوي أو يمتد خلف المؤخرة.

سفينة الحفر

إن منصات الحفر هذه ذاتية الدفع ولا تحتاج إلى القطر إلى الموقع الذي يتم فيه العمل. تم تصميم هذه الأنظمة خصيصًا للتركيب في الأعماق الضحلة، لذا فهي غير مستقرة. تستخدم سفن الحفر للتنقيب عن النفط والغاز على أعماق تتراوح بين 200-3000 متر وأعمق. يتم وضع منصة الحفر على هذه السفينة، ويتم الحفر مباشرة من خلال ثقب تكنولوجي في السطح نفسه.

وفي الوقت نفسه، تم تجهيز السفينة بجميع المعدات اللازمة بحيث يمكن تشغيلها في أي ظروف جوية. يتيح لك نظام التثبيت ضمان المستوى المناسب من الثبات على الماء. بعد التنقية، يتم تخزين الزيت المستخرج في صهاريج خاصة في الهيكل ثم يتم إعادة تحميله في ناقلات البضائع.

تركيب شبه غاطس

تعتبر منصة حفر آبار النفط شبه الغاطسة إحدى منصات الحفر البحرية الشهيرة حيث يمكنها العمل على أعماق تزيد عن 1500 متر، كما يمكن للهياكل العائمة أن تغوص إلى أعماق كبيرة. ويكتمل التثبيت بأقواس وأعمدة رأسية ومائلة تضمن استقرار الهيكل بأكمله.

الجزء العلوي من هذه الأنظمة عبارة عن أماكن سكنية مجهزة بأحدث التقنيات ولديها الإمدادات اللازمة. يتم تفسير شعبية المنشآت شبه الغاطسة من خلال مجموعة متنوعة من الخيارات المعمارية. أنها تعتمد على عدد الطوافات.

تحتوي المنشآت شبه الغاطسة على 3 أنواع من السحب: الحفر وتسوية العواصف والانتقال. يتم ضمان طفو النظام من خلال الدعامات، والتي تسمح أيضًا للتثبيت بالحفاظ على الوضع الرأسي. دعونا نلاحظ أن العمل على منصات الحفر الروسية يتقاضى أجورًا عالية، ولكن لهذا لا تحتاج إلى التعليم المناسب فحسب، بل تحتاج أيضًا إلى خبرة عمل واسعة النطاق.

الاستنتاجات

وبالتالي، فإن منصة الحفر عبارة عن نظام مطور من أنواع مختلفة يمكنه حفر الآبار على أعماق مختلفة. وتستخدم الهياكل على نطاق واسع في صناعة النفط والغاز. يتم تعيين مهمة محددة لكل تثبيت، لذلك تختلف في ميزات التصميم والوظائف وحجم المعالجة ونقل الموارد.

منصة النفط P 51 قبالة سواحل البرازيل ... ويكيبيديا

صناعة البترول في كندا هي فرع من صناعة إنتاج النفط الكندية. تعد كندا مصدرًا رئيسيًا للنفط، حيث تبلغ شبكة تصديرها 3.289 مليون برميل يوميًا. حاليا، كندا هي سادس أكبر منتج... ... ويكيبيديا

مصفاة نفط شل في مارتينيز (كاليفورنيا) ... ويكيبيديا

جهاز حفر برج جهاز الحفر VB53*320M 100 ريال سعودي، 1966 ... ويكيبيديا

المنصة عبارة عن مجموعة من المكونات الرئيسية، مجموعة من المكونات، التصميم القياسي والحلول التكنولوجية، المعدات المستخدمة في تصميم السيارة. منصة منصة مرتفعة، منصة منصة بندقية ... ويكيبيديا

سانت بطرسبرغ معلومات عامة منطقة المدينة منطقة فرونزينسكي التاريخية فولكوفو الأسماء السابقة طريق مجهول، طريق نوبل، طريق نوبل الطول 1.4 كم أقرب محطات المترو ... ويكيبيديا

منصة النفط، انظر منصة الحفر... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

ديريك النفط- (رافعة النفط) تصميم أبراج النفط والغرض منها واستخدامها معلومات حول تصميم أبراج النفط والغرض منها ووصفها واستخدامها. يتم تدمير المحتويات باستخدام معدات خاصة. هناك نوعان من الحفر : ... ... موسوعة المستثمر

على الرغم من اختلاف التقديرات الكمية للخبراء فيما يتعلق بحجم احتياطيات المواد الخام البحرية، إلا أنه لا يمكن إنكار أن العديد من المعادن التي نادرًا ما توجد في البر الرئيسي تذوب بكميات كبيرة في مياه البحر، أو تقع في قاع البحر أو تستقر تحته. ولم يبدأ الاستخراج المكثف للمواد الخام من أعماق البحر، ولا سيما النفط والغاز الطبيعي من الجرف القاري، وكذلك في المناطق القطبية، إلا في السنوات الأخيرة. المرحلة الأولى في تطوير حقول النفط والغاز البحرية هي الحفر الاستكشافي في البحر المفتوح، والذي يسبقه إجراء البحوث السيزمية من سفن الأبحاث. إذا أعطى الحفر الاستكشافي نتائج إيجابية، فسيتم إجراء حفر الإنتاج في المرحلة التالية. وبغض النظر عن نوع الحفر ونوع معدات الحفر، يجب توصيل كميات كبيرة من المواد والوقود والمياه العذبة والعمال إلى موقع العمل من البر الرئيسي. علاوة على ذلك، يجب تنسيق حجم وتوقيت التسليم مع جدول التشغيل لجهاز الحفر الباهظ الثمن.

يؤدي إنتاج النفط والغاز البحري إلى مزيد من التخصص في سفن الإمداد

لتوفير وسائل النقل هذه، كان هناك حاجة إلى عدد من سفن الإمداد من مختلف الأنواع. وتتكون إحدى المجموعات من سفن الإمداد لمنصات الحفر البحرية. تقوم هذه السفن، التي يصل وزنها الساكن إلى 1000 طن، بتوصيل الأنابيب والوقود والمياه العذبة بشكل أساسي. وتتكون المجموعة التالية من سفن الإمداد ذات الحمولة الساكنة من 1000 إلى 3000 طن، بالإضافة إلى أنها مجهزة بمعدات الرفع. نظرًا لأن هذه السفن تُستخدم أيضًا في أعمال التركيب على منصات الحفر البحرية، فإن قدرة الرفع والوصول وارتفاع الرفع لأجهزة الرافعة الخاصة بها يجب أن تكون عالية جدًا، لأنه لحمايتها من الأمواج، تقع منصات الحفر على ارتفاع عالٍ (يصل إلى 25 م) فوق مستوى سطح البحر. تقوم نفس المجموعة من السفن بتزويد السفن الخاصة المشاركة في مد خطوط الأنابيب تحت الماء. إن التجديد المستمر للأنابيب على سفن مد الأنابيب هي مهمة سفن الإمداد الكبيرة. يتم تشكيل مجموعة خاصة بواسطة سفن الرافعة. على عكس الرافعات العائمة التقليدية المستخدمة لمناولة البضائع في الموانئ البحرية، يمكن لسفن الرافعات أن تعمل في البحار الهائجة. هذه السفن التي يصل وزنها الساكن إلى 3000 طن مخصصة بشكل أساسي لتركيب منصات الحفر البحرية.

منصات الحفر البحرية

1 - منصة ثابتة. 2 - منصة غاطسة. 3 - جهاز الحفر العائم. 4- سفينة الحفر

ويوجد حاليًا أكثر من 2000 سفينة إمداد في العالم، مما يظهر بوضوح الأهمية المتزايدة لهذا النوع من السفن. أما بالنسبة لمنصات الحفر البحرية نفسها، فإن اختيار نوعها يعتمد بالدرجة الأولى على عمق البحر في موقع الحفر. تتميز الأنواع التالية من المنصات:

أجهزة الحفر الثابتة على الركائز، والتي لا يمكن استخدامها إلا في أعماق ضحلة؛

منصات ذاتية الرفع ذات أرجل قابلة للسحب تستقر على الأرض أثناء الحفر؛ عند الانتهاء من أعمال الحفر، يتم رفع الدعامات وسحب المنصة إلى موقع العمل الجديد؛ منصات الحفر البحرية من هذا النوع مناسبة للعمل على أعماق تصل إلى حوالي 100 متر؛

المنصات شبه الغاطسة وسفن الحفر التي تحافظ على وضع ثابت أثناء الحفر باستخدام المراسي أو أنظمة الاحتفاظ الديناميكية الخاصة؛ يمكنهم العمل في أعماق البحر من 400 إلى 1500 متر.

استخراج المواد الخام المعدنية الصلبة من قاع البحر (من اليسار إلى اليمين): باستخدام جرافة متعددة الدلاء؛ الحفارة. انتزاع الحفارة. هيدروليكيا باستخدام مضخة غاطسة. حبل طويل لا نهاية له مع المجارف. هيدروليكيا الطريقة المائية (الجسر الجوي)

منصات الحفر البحرية الغاطسة والعائمة كبيرة جدًا مما يخلق مشاكل عديدة. وقد وصلت مساحة إنتاج المنصات البحرية بالفعل إلى حوالي 10 آلاف متر مربع، ويبلغ الحد الأقصى للارتفاع بما في ذلك جهاز الحفر 120 مترًا، كما أن المنصات المصممة لجمع ونقل النفط المستخرج من الحقول البحرية لها أبعاد مماثلة وحتى أكبر. تبلور خياران هنا. الأول يتضمن استخدام منصة خفيفة أو عوامات كبيرة متصلة بواسطة خط أنابيب ببئر في قاع البحر. كما أنها تعمل على إيواء محطة الطاقة التي تزود وحدات الضخ بالطاقة. يتم تسليم النفط المستخرج إلى الصنادل الراسية في نقطة نقل النفط. يتم نقل النفط إما على الصنادل باستخدام القاطرات الدافعة أو على متن الناقلات التقليدية. أما الخيار الثاني فيتضمن استخدام مكامن النفط الموجودة في قاع البحر، والتي من المحتمل أن تخدمها ناقلات النفط تحت الماء. وستكون هذه الخزانات بمثابة الأساس لمحطة توليد الطاقة فوق البحر ونقطة نقل النفط في نفس الوقت. في الأعماق الضحلة والمسافات القصيرة إلى البر الرئيسي، يمكن تسليم النفط من منشأة تخزين النفط البحرية باستخدام خط أنابيب النفط تحت الماء. إلى جانب المركبات الخاصة وأجهزة الحفر الموصوفة، والتي لم يعد من الممكن اعتبار مصطلح "سفينة" مقبولاً لها، عند تطوير حقول النفط والغاز على الجرف القاري، مثل المعدات الجديدة مثل المركبات تحت الماء المأهولة لتنفيذ أعمال التركيب تحت الماء، المنشآت العائمة لتسييل الغازات الطبيعية، والقاطرات البحرية القوية، وسفن مد الكابلات والحبال، وسفن الإطفاء. وتتزايد الحاجة إلى المعدات المتخصصة بشكل أسرع من عدد منصات الحفر البحرية بسبب تطوير الحقول الواقعة بعيدًا عن الشاطئ.

يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لاستخراج المواد الخام المعدنية من قاع البحر. حاليًا، يتم استخراج الزنك والحجر الجيري والباريت، وقبل كل شيء، الحصى والرمل في المناطق الساحلية. ويجري بذل الكثير من الجهود لتنظيم استخراج كميات كبيرة من عقيدات الحديد والمنغنيز الموجودة في قاع البحر، فضلا عن الطمي والرواسب المحتوية على الخام. بعد الحملة الأمريكية الناجحة على سفينة الأبحاث تشالنجر عام 1973-1976. - ثم كان من الممكن استخراج عقيدات المنغنيز الأولى من قاع المحيط الهادئ - ظهرت العديد من المشاريع غير العملية والناجحة لتطوير هذه الرواسب الضخمة. والعامل الحاسم في هذه الحالة، بغض النظر عن نوع الرواسب التي يتم تطويرها، هو مشكلة رفع المواد الخام المستخرجة من أعماق كبيرة. ومن أجل حل هذه المشكلة، تم اقتراح تعديلات على الكراكات متعددة المجارف والتي أثبتت نفسها في الأعماق الضحلة. ولأسباب اقتصادية، يبدو من الأنسب استخدام مبدأ الحفارة متعددة المجارف. وفي اليابان، تجرى تجارب على استخدام حبل البولي بروبلين مع ربط الدلاء به. وبمساعدة هذا الحبل الذي لا نهاية له، يتم رفع الدلاء المملوءة بالمواد الخام المستخرجة إلى وعاء خاص. يتم بعد ذلك إنزال الدلاء وسحبها على طول قاع البحر وملؤها بعقيدات المنغنيز ثم رفعها مرة أخرى إلى السفينة. يمكن أن يصل قطر العقيدات إلى حوالي 10 سم، وتبدو طريقة إعادة الملء واعدة للغاية، حيث يتم بموجبها رفع المواد الخام المستخرجة المعلقة إلى أعلى أنبوب عمودي، ويكون الوسط الحامل إما ماء أو خليط ماء-هواء. وحتى الآن، يتم استخدام السفن المحولة كقواعد عائمة لاستخراج الموارد المعدنية. ولكن في المستقبل من المخطط تنفيذ العمل من هياكل عائمة خاصة، على غرار منصات الحفر البحرية. على عكس الأخير، فإن هذه الهياكل أثناء التشغيل سوف تتحرك باستمرار على طول المسار المخطط بدقة. سيتم زيادة أبعادها بشكل كبير بسبب زيادة كتلة المعدات المثبتة عليها. وستتطلب كثافة الطاقة في مثل هذا الإنتاج محطات طاقة قوية واحتياطيات كبيرة من الوقود. ولهذا السبب توجد فرص كبيرة هنا لاتخاذ قرارات غير تقليدية. إن إنشاء مثل هذه المجمعات لاستخراج المواد الخام المعدنية البحرية، والتي تتكون من سفن التعدين والإنتاج والمعالجة، وسفن الإمداد، وكذلك سفن النقل، سيكون مجالًا مهمًا لنشاط بناء السفن والشحن في المستقبل.

أنواع منصات إنتاج النفط البحرية

يتم ضمان استقرار منصات النفط الحديثة في مكان معين حاليًا ليس فقط من خلال الأكوام والمراسي، ولكن أيضًا من خلال استخدام تقنيات تحديد المواقع المتقدمة. يمكن أن تظل المنصة راسية في نفس النقطة لعدة سنوات، وخلال هذه الفترة يجب أن تتحمل الظروف الجوية البحرية المتغيرة.

يتم التحكم في عمل الحفر الذي يدمر الصخور السفلية بواسطة روبوتات خاصة تحت الماء. يتم تجميع المثقاب من أقسام منفصلة من الأنابيب الفولاذية، يبلغ طول كل منها 28 مترًا. التدريبات الحديثة لديها مجموعة واسعة من القدرات. على سبيل المثال، يمكن أن يتكون المثقاب المستخدم في منصة EVA-4000 من ثلاثمائة مقطع أنبوب، مما يسمح بالحفر على عمق يصل إلى 9.5 كيلومتر.

يتضمن إنشاء منصة الحفر تسليم الإنتاج المقصود إلى الموقع ثم الغمر اللاحق لقاعدة الهيكل العائم. وعلى هذا النوع من "الأساس" يتم بعد ذلك بناء المكونات الضرورية المتبقية.

في البداية، تم تصنيع هذه المنصات عن طريق لحام أبراج شبكية، على شكل هرم مقطوع، من الأنابيب المعدنية والمقاطع الجانبية، والتي تم بعد ذلك تثبيتها بقوة بالأكوام في قاع البحر أو المحيط. وتم بعد ذلك تركيب معدات الحفر أو الإنتاج اللازمة على هذه الهياكل.

وعندما نشأت الحاجة إلى تطوير الحقول الواقعة في خطوط العرض الشمالية، كانت هناك حاجة إلى منصات مقاومة للجليد. وأدى ذلك إلى قيام المهندسين بتطوير مشاريع لبناء أسس الغواصات، وهي في الواقع جزر اصطناعية. مثل هذا الغواص نفسه مملوء بالصابورة، والتي عادة ما تكون رمل. يتم ضغط هذه القاعدة إلى قاع البحر تحت تأثير وزنها، والذي تعمل عليه قوى الجاذبية.

ومع ذلك، مع مرور الوقت، بدأ حجم الهياكل العائمة البحرية في الزيادة، مما جعل من الضروري إعادة النظر في ميزات تصميماتها. وفي هذا الصدد، قام مطورو شركة Kerr-McGee الأمريكية بإنشاء مشروع لجسم عائم على شكل عمود ملاحي. الهيكل نفسه عبارة عن أسطوانة، الجزء السفلي منها مملوء بالصابورة.

يتم ربط الجزء السفلي من هذه الاسطوانة بالأسفل باستخدام مثبتات سفلية خاصة. وقد أتاح هذا الحل التقني بناء منصات موثوقة إلى حد ما ذات أبعاد هائلة حقا، والتي تستخدم لاستخراج المواد الخام من النفط والغاز على أعماق كبيرة للغاية.

ولكي نكون منصفين، ينبغي القول إنه لا توجد فروق جوهرية بين عملية استخراج الهيدروكربونات وشحنها اللاحق بين آبار الإنتاج البحرية والبرية.

على سبيل المثال، العناصر الأساسية لمنصة بحرية ثابتة هي نفس العناصر الأساسية لمصايد الأسماك البرية.

السمة الرئيسية لجهاز الحفر البحري هي في المقام الأول استقلالية تشغيله.

ولتحقيق هذا الاستقلال، تم تجهيز منصات الحفر البحرية بمولدات كهربائية قوية للغاية، بالإضافة إلى أجهزة تحلية مياه البحر. يتم تجديد الإمدادات على المنصات البحرية بمساعدة سفن الخدمة.

كما أن استخدام النقل البحري ضروري لتسليم الهيكل بأكمله إلى موقع الإنتاج، في حالة إجراءات الإنقاذ ومكافحة الحرائق. ويتم نقل المواد الخام المستخرجة من قاع البحر عبر خطوط الأنابيب السفلية، وكذلك باستخدام أسطول الناقلات أو عبر صهاريج تخزين النفط العائمة.

التقنيات الحديثة، إذا كان موقع الإنتاج يقع بالقرب من الساحل، تنطوي على حفر الآبار الاتجاهية.

والغاز” العرض=”600″ الارتفاع=”337″ />

إذا لزم الأمر، تتضمن هذه العملية التكنولوجية استخدام التطورات المتقدمة التي تسمح بالتحكم عن بعد في عمليات الحفر، مما يضمن دقة عالية في العمل المنجز. توفر هذه الأنظمة للمشغل القدرة على إصدار الأوامر لمعدات الحفر حتى من مسافة عدة كيلومترات.

عادة ما تكون أعماق التعدين على الجرف البحري في حدود مائتي متر، وفي بعض الحالات تصل إلى نصف كيلومتر. يعتمد استخدام تقنية حفر معينة بشكل مباشر على عمق الطبقة الإنتاجية ومسافة موقع الإنتاج من الشاطئ.

في مناطق المياه الضحلة، كقاعدة عامة، يتم إنشاء أسس معززة، وهي جزر اصطناعية يتم تركيب معدات الحفر عليها لاحقا. في بعض الحالات، في المياه الضحلة، يتم استخدام تقنية تتضمن تسييج موقع الإنتاج بنظام السدود، مما يجعل من الممكن الحصول على حفرة مسيجة يمكن بعد ذلك ضخ المياه منها.

وفي الحالات التي تكون فيها المسافة من موقع التطوير إلى الشاطئ مائة كيلومتر أو أكثر، فمن المستحيل الاستغناء عن استخدام منصة نفطية عائمة. أبسطها في التصميم هي المنصات الثابتة، ولكن لا يمكن استخدامها إلا في أعماق التعدين التي تصل إلى عدة عشرات من الأمتار، لأنه في مثل هذه المياه الضحلة من الممكن تأمين هيكل ثابت باستخدام أكوام أو كتل خرسانية.

ابتداءً من أعماق حوالي 80 متراً، يبدأ استخدام المنصات العائمة المجهزة بدعامات. في المناطق ذات الأعماق الكبيرة (تصل إلى 200 متر)، يصبح تأمين المنصة مشكلة، لذلك في مثل هذه الحالات يتم استخدام منصات الحفر شبه الغاطسة.

يتم تثبيت هذه المنصات في مكانها باستخدام أنظمة التثبيت وأنظمة تحديد المواقع، وهي عبارة عن مجموعة كاملة من المحركات والمراسي تحت الماء. ويتم الحفر على أعماق كبيرة جدًا باستخدام أوعية حفر متخصصة.

عند بناء الآبار البحرية، يتم استخدام كل من الأساليب الفردية والعنقودية. في السنوات الأخيرة، بدأ استخدام ما يسمى بقواعد الحفر المتنقلة. يتم تنفيذ عملية الحفر البحري نفسها باستخدام الناهضات، وهي عبارة عن سلاسل أنابيب بأقطار كبيرة يتم إنزالها إلى الأسفل.

بعد الانتهاء من عملية الحفر، يتم وضع مانع متعدد الأطنان في الأسفل، وهو عبارة عن نظام منع الانفجار، بالإضافة إلى صمامات رأس البئر. كل هذا يجعل من الممكن منع تسرب المواد الخام المستخرجة من البئر المحفورة إلى المياه المفتوحة. بالإضافة إلى ذلك، يجب تركيب وإطلاق معدات التحكم والقياس لمراقبة الوضع الحالي للبئر. يتم رفع الزيت إلى السطح باستخدام نظام الخراطيم المرنة.

كما أصبح واضحًا، فإن التعقيد والمستوى العالي لتكنولوجيا العمليات لتطوير الحقول البحرية واضح (حتى بدون الخوض في التفاصيل الفنية لهذه العمليات). وفي هذا الصدد، يطرح السؤال: هل إنتاج النفط المعقد والمكلف هذا ممكن؟ قطعا نعم. وهنا، فإن العوامل الرئيسية التي تتحدث لصالحها هي الطلب المتزايد باستمرار على المنتجات النفطية مع النضوب التدريجي للحقول البرية. كل هذا يفوق تكلفة وتعقيد هذا التعدين، حيث أن المواد الخام مطلوبة وتغطي تكاليف استخراجها.

DIV_ADBLOCK26">

بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول إنتاج النفط البحري

تعتبر أكبر منصة نفطية في العالم منصة نرويجية تقع في بحر الشمال تسمى Troll-A. ويبلغ ارتفاعه 472 مترًا، ووزنه الإجمالي 656 ألف طن.

في الولايات المتحدة، يعتبر تاريخ بداية إنتاج النفط البحري الأمريكي هو عام 1896، ومؤسسها هو رجل نفط من كاليفورنيا يدعى ويليامز، والذي كان بالفعل في تلك السنوات يحفر الآبار باستخدام جسر بناه بيديه.

في عام 1949، على مسافة 42 كيلومتراً من شبه جزيرة أبشيرون، على الجسور المعدنية التي أقيمت لإنتاج النفط من قاع بحر قزوين، تم بناء قرية بأكملها، والتي أطلق عليها اسم "صخور النفط". في هذه القرية، عاش الأشخاص الذين يخدمون عمل مصايد الأسماك لعدة أسابيع. حتى أن هذا الجسر (صخور النفط) ظهر في أحد أفلام بوند، والذي كان بعنوان “العالم ليس كافيا”.

ومع ظهور منصات الحفر العائمة، أصبحت هناك حاجة لصيانة معداتها تحت سطح البحر. وفي هذا الصدد، بدأت معدات الغوص في أعماق البحار في التطور بنشاط.

لإغلاق بئر النفط بسرعة في حالة الطوارئ (على سبيل المثال، إذا كانت العاصفة مستعرة بهذه القوة بحيث لا يمكن الاحتفاظ بسفينة الحفر في مكانها)، يتم استخدام المانع، وهو نوع من المكونات. يمكن أن يصل طول هذا "المكونات" إلى 18 مترًا، ويمكن أن يصل وزن هذا المانع إلى 150 طنًا.

كان الحافز الرئيسي لتطوير إنتاج النفط البحري هو أزمة النفط العالمية في السبعينيات من القرن الماضي، والتي أثارها الحظر الذي فرضته دول أوبك على توريد الذهب الأسود إلى الدول الغربية. أجبرت هذه القيود شركات النفط الأمريكية والأوروبية على البحث عن مصادر بديلة للمواد الخام البترولية. بالإضافة إلى ذلك، بدأ تطوير الرفوف في أن يكون أكثر نشاطا مع ظهور تقنيات جديدة، والتي مكنت بالفعل في ذلك الوقت من إجراء الحفر البحري على أعماق كبيرة.