Giàn khoan trên biển. Cách khai thác dầu trên biển: cách tạo ra và vận hành một giàn khoan dầu ngoài khơi

Bạn có thể đến sân ga bằng trực thăng hoặc thuyền. Bảy dặm từ bờ biển, và bây giờ bạn đã đến đích. Bộ xương của một hòn đảo nhân tạo nhìn từ xa tưởng chừng như được làm bằng que diêm hóa ra lại là sự đan xen của những đường ống dày đặc khi đến gần. Bốn mươi tám trong số chúng đi vào cột nước và năm mươi mét khác đi xuống đáy. Những chân này giữ toàn bộ cấu trúc.

Bản thân nền tảng này bao gồm hai nền tảng, mỗi nền tảng chiếm một phần tư sân bóng đá. Một bên là các trang trại của giàn khoan vươn cao, một bên là khu hành chính, dân cư. Ở đây, ba mặt dọc theo rìa của khu đất là những ngôi nhà ấm cúng, nơi ở của các quản đốc, quản đốc và thợ thủ công, cũng như góc đỏ, phòng ăn với bếp và khuôn viên gia đình...

Các nền tảng tương tự có thể có thiết kế khác nhau. Rốt cuộc, việc khai thác dầu ở phía nam Biển Caspian là một chuyện, một chuyện khác ở vùng biển Baltic nông, nơi giàn khoan có thể được gia cố ở phía dưới, và việc thứ ba là ở phía bắc hoặc phía đông đất nước. Có độ sâu lớn, thường xuyên có bão, bãi băng... Trong điều kiện như vậy, giàn nửa chìm tốt hơn nhiều so với giàn cố định. Chúng được kéo đến địa điểm khoan giống như những chiếc sà lan lớn. Ở đây họ hạ “chân” của mình xuống - giá đỡ. Và đặt chúng ở phía dưới, nền tảng sẽ nhô lên trên mặt biển để sóng không lấn át. Sau khi hoàn thành các hoạt động khoan, nền tảng như vậy có thể được chuyển sang khu vực khác mà không gặp nhiều rắc rối.

Các tàu hỗ trợ các mỏ dầu ngoài khơi được thiết kế và đóng mới. Vào đầu tháng 1 năm 1987, con tàu Transshelf độc đáo đã được hạ thủy tại thành phố Turku của Phần Lan. Nó được thiết kế để vận chuyển các giàn khoan tự nâng ngoài khơi.

Người khổng lồ mới, dài 173 mét và rộng 40 mét, có một số đặc điểm. Con tàu này là loại nửa chìm, còn cách nào khác bạn có thể chất giàn khoan nghìn tấn lên boong tàu? "Transshelf" đổ đầy nước biển vào các bể chứa và nhấn chìm vật dằn này. Boong rộng 5.100 mét vuông kéo dài 9 mét dưới nước. Nền tảng được kéo hoặc đẩy lên tàu. Nước dằn được bơm ra và con tàu đã sẵn sàng cho chuyến hành trình.

Transshelf còn là bến sửa chữa tàu với trang thiết bị đóng tàu mạnh mẽ. Nó được điều khiển bằng máy tính trên tàu, máy tính này điều khiển tất cả các lĩnh vực hoạt động của nền kinh tế tàu phức tạp, bao gồm cả việc bố trí hàng hóa trên boong.

Một cách khoan ngoài khơi khác là khoan trực tiếp từ tàu chuyên dụng. TRONG các vấn đề trước chúng tôi đã đề cập đến tàu Challenger, nơi người Mỹ tiến hành khoan sâu. Nhưng bây giờ chúng ta có cơ hội hiểu rõ hơn về một trong những con tàu này. Tuy nhiên, để làm được điều này, bạn sẽ phải đi về phía bắc, đến thành phố của các thủy thủ và nhà thám hiểm vùng cực Murmansk, và từ đó xa hơn, làm quen với các tính năng của việc khoan từ một bệ nổi và với những người có nghề nghiệp độc đáo - thợ dầu-thủy sinh .

Vì vậy, chúng ta hãy đi.

Những bất ngờ về thời tiết ở vùng biển Bắc Cực là không thể đoán trước ngay cả trong mùa hè vùng cực ngắn. Một chiếc tàu hơi nước chở khách nhỏ gặp khó khăn khi dùng mũi tàu đẩy các trục chì nặng ra xa nhau. Gió xé toạc những mảng bọt xám bẩn thỉu của sóng, và đôi khi dường như chính lớp bọt này đã tạo nên những đám mây thấp xù xì. Sau đó gió đột nhiên ngừng thổi, một màn sương mù dày đặc bao phủ trên mặt biển. Và khi nó rời xa nhau, chúng tôi thấy tàu khoan “Viktor Muravlenko” đã ở rất gần. Dù rung chuyển nhưng nó vẫn đứng yên tại chỗ, như thể đang bị một thế lực vô danh nào đó giữ chặt.

Một lát sau chúng tôi mới biết bí mật là gì: con tàu đứng yên nhờ hệ thống định vị động, bộ đẩy mũi và đuôi tàu. Không có cách nào khác. Bạn có nhớ các nhà thăm dò địa chất người Mỹ đã làm mất đầu giếng như thế nào không?

Phần lớn thủy thủ đoàn có những nghề hoàn toàn trần thế: thợ khoan, thợ điện, lái xe của các nhà máy điện diesel và tua bin khí... Nhưng hoạt động khoan ngoài khơi vẫn có những đặc thù riêng mà bạn sẽ không gặp trên đất liền.

Ví dụ, khi khoan ở đại dương, cần phải thực hiện các biện pháp đặc biệt mà những người thợ khoan trên mặt đất đơn giản là không cần. Ở đây có một ống nâng - một cột ống thép kéo dài từ tàu xuống đáy. Độ dày của bức tường của họ là khoảng 20 mm; Đây là giới hạn an toàn cần thiết để bảo vệ dụng cụ khoan khỏi những ảnh hưởng của môi trường. Và ngược lại - để bảo vệ đại dương khỏi ô nhiễm bởi các sản phẩm dầu mỏ.

Những mối quan hệ như vậy giữa con người và đại dương là khá bình thường. Nhưng một thiết bị được gọi là thiết bị ngăn chặn được thiết kế đặc biệt cho những tình huống đặc biệt. Nói một cách đơn giản, đây là một phích cắm có thể được sử dụng để nhanh chóng bịt giếng trong tình huống khẩn cấp, chẳng hạn như khi một cơn bão bắt đầu xé toạc một con tàu khoan khỏi điểm dự định của nó. Nhưng vì lòng đất vẫn chưa phải là phích nước nên nút chặn phức tạp hơn nhiều so với nút chặn thông thường. Hãy tự đánh giá: chiều dài của thiết bị này là 18 mét và nặng gần 150 tấn!

Khi cơn bão đi qua, các thiết bị định vị cực kỳ chính xác sẽ giúp tàu khoan trở về vị trí cũ với độ chính xác đến từng centimet. Thiết bị ngăn chặn sẽ được nâng lên tàu và hoạt động khoan sẽ tiếp tục.

Các thiết bị này được giao phó thực hiện hầu hết các hoạt động dưới nước. Họ “thăm dò” và “lắng nghe” đáy biển, nơi nên đặt giếng, rồi kiểm tra chính cái giếng… Và dường như, bàn tay yếu đuối của con người làm sao có thể giúp các thiết bị điện tử cực nhanh và cơ cấu thép mạnh mẽ? Và thậm chí ở đó, ở độ sâu lớn, nơi bóng tối và áp lực khổng lồ ngự trị?..

Nhưng hãy tưởng tượng tình huống: ở đâu đó ở độ sâu, những cảm biến siêu thông minh và siêu chính xác cho phép con tàu tìm thấy vị trí của nó với độ chính xác như vậy đột nhiên bị hỏng. Phải làm gì?.. Ở đây không phải người từ thiết bị mà là thiết bị từ người dân sẽ chờ trợ giúp. Và sự giúp đỡ này chắc chắn sẽ đến.

Thợ lặn biển sâu bắt đầu lặn xuống nước khi vẫn ở trên tàu. Họ đọc sách, nghe nhạc, xem video rất gần gũi với các thuyền viên khác, đồng thời như đang ở dưới đáy biển! Trong mọi trường hợp, áp suất trong buồng áp suất nơi chúng được đặt là như nhau. Điều này đã không được thực hiện một cách tình cờ.

Để nổi lên từ độ sâu hai trăm mét lên mặt nước, thợ lặn chỉ cần vài phút. Nhưng để làm quen với sự thay đổi của “khí hậu”, đôi khi phải mất vài ngày. Vì vậy, trong suốt ca làm việc, họ hít thở hỗn hợp khí heli-oxy dưới áp suất được xác định nghiêm ngặt và ngay cả khi ngủ đều dưới sự giám sát của các bác sĩ - chuyên gia sinh lý khi lặn biển sâu. Không có cách nào khác. Nếu ở độ sâu con người hít thở hỗn hợp khí ở áp suất bình thường, đại dương sẽ nghiền nát họ. Vì vậy, áp lực từ bên ngoài phải được chống lại bằng áp lực từ bên trong. Nếu đột nhiên xả áp khi đang đi lên thì tình trạng giảm áp là khó tránh khỏi, áp suất thay đổi đột ngột có thể dẫn đến tổn thương phổi nghiêm trọng.

Vì vậy, trong chu trình làm việc, các thủy thủ thường xuyên ở trong một thế giới có áp suất cao. Và họ di chuyển lên xuống bằng một thang máy đặc biệt - chuông lặn. Cabin này mở ở phía dưới. Áp suất của hỗn hợp khí ngăn cản nước xâm nhập vào bên trong. Như vậy, khi đã đến đáy biển, thủy thủ có thể xuống nước ngay lập tức mà không gặp nhiều khó khăn. Sau khi rời khỏi chuông, nó hoạt động dưới nước, hơi thở, hơi ấm và giao tiếp được thực hiện thông qua dây rốn của cáp ống.

Các thủy thủ được theo dõi từ mặt biển bởi các dụng cụ, bác sĩ và đồng nghiệp. Chưa hết, trước hết, chính họ tiến hành đối thoại với đại dương. Họ là "troika": người điều khiển chuông, số một và số hai. Họ hiểu nhau một cách hoàn hảo, và đôi khi thậm chí không cần lời nói. Chúng phối hợp với nhau như những ngón tay của một bàn tay.

Từng bước một, không vội vã, tưởng chừng như chậm rãi mà thực chất - với nhịp độ làm việc tốt, báo cáo mọi chuyển động của mình lên cấp trên, kiên nhẫn chờ lệnh tiếp theo, mọi người cẩn thận kiểm tra các bộ phận của giàn khoan, kiểm tra các cảm biến của giàn khoan. hệ thống định vị... Nói một cách dễ hiểu, chúng hoạt động.

Tuy nhiên, những thợ lặn này hoạt động theo cách giống hệt như khi nâng những con tàu bị chìm bằng cách sử dụng một công nghệ đã được biết đến từ lâu. Đồng thời, sự phát triển của hoạt động khai thác dầu khí ngoài khơi đã kéo theo sự xuất hiện của các ngành nghề mới. Vì 80% hoạt động lặn ngoài khơi liên quan đến việc kiểm tra, bảo trì và sửa chữa nên nhu cầu về thợ lặn kiểm tra rất cao. Từ năm 1982, Trường Cao đẳng Kỹ thuật Dưới nước, một trường lặn thương mại đặt tại Cảng Los Angeles, đã cung cấp một khóa đào tạo thợ lặn tiến hành kiểm tra và thử nghiệm không phá hủy các thiết bị dưới nước. Khóa học này cũng được Cơ quan Kiểm tra Hàn Anh chính thức phê duyệt.

Trách nhiệm của thợ lặn kiểm tra bao gồm kiểm tra trực quan các mối hàn, chụp ảnh dưới nước và quay video (giai đoạn đào tạo đầu tiên); Kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm và từ tính các mối hàn (giai đoạn thứ hai).

Đây là những chuyên gia cao cấp. Trước khi đăng ký kỳ thi cấp độ thứ hai, thợ lặn phải làm việc với trình độ cấp độ đầu tiên trong ít nhất một năm. Tổng thời gian thực hiện kiểm tra bằng mắt dưới nước tối thiểu là 30 giờ.

Sau khi hoàn thành phần thứ hai của khóa học, thợ lặn được phép thực hiện công việc trên thực địa.

Giống như đại diện của hầu hết các ngành nghề hiện đại, thanh tra viên phải làm việc với những thiết bị phức tạp. Có một máy dò hư hỏng siêu âm với máy hiện sóng tích hợp, bộ kiểm tra từ tính và thậm chí cả hệ thống kết hợp bao gồm thiết bị siêu âm đa màn hình và màn hình.

Chúng tôi thấy rằng ngoài sức khỏe đáng ghen tị, một thợ khoan hiện đại cần rất nhiều kiến ​​​​thức kỹ thuật. Rốt cuộc, sự an toàn của một công trình kiến ​​​​trúc cực kỳ đắt tiền phụ thuộc vào công việc của anh ta. Một giàn khoan ngoài khơi có độ sâu 100 mét có giá tương đương một siêu tàu chở dầu có sức nâng 200.000 tấn. Nhìn chung, chi phí của bệ tăng theo cấp số nhân theo độ sâu làm việc của kệ.

Việc khai thác được thực hiện bằng cách sử dụng các cấu trúc kỹ thuật đặc biệt - giàn khoan. Họ cung cấp những điều kiện cần thiết cho sự phát triển diễn ra. Nền tảng khoan có thể được xây dựng ở các độ sâu khác nhau - nó phụ thuộc vào độ sâu của khí và khí.

Khoan trên đất liền

Dầu không chỉ xuất hiện trên đất liền mà còn ở vùng lục địa, được bao quanh bởi nước. Đó là lý do tại sao một số công trình lắp đặt được trang bị các bộ phận đặc biệt giúp chúng nổi trên mặt nước. Nền tảng khoan như vậy là một cấu trúc nguyên khối đóng vai trò hỗ trợ cho các yếu tố khác. Việc lắp đặt cấu trúc được thực hiện theo nhiều giai đoạn:

• đầu tiên, một giếng thử nghiệm được khoan, cần thiết để xác định vị trí của mỏ; nếu có triển vọng phát triển một khu vực cụ thể thì công việc tiếp theo sẽ được thực hiện;
• địa điểm đặt giàn khoan đang được chuẩn bị: để làm được điều này, khu vực xung quanh được san lấp càng nhiều càng tốt;
• nền móng được đổ, đặc biệt nếu tháp nặng;
• Tháp khoan và các bộ phận khác của nó được lắp ráp trên nền đã chuẩn bị sẵn.

Phương pháp nhận dạng tiền gửi

Giàn khoan là công trình chính trên cơ sở đó việc phát triển dầu khí được thực hiện cả trên đất liền và trên mặt nước. Việc xây dựng giàn khoan chỉ được thực hiện sau khi xác định được sự hiện diện của dầu khí ở một khu vực cụ thể. Để làm được điều này, giếng được khoan bằng các phương pháp khác nhau: quay, quay, tua-bin, thể tích, trục vít và nhiều phương pháp khác.

Phổ biến nhất là phương pháp quay: khi nó được sử dụng, một mũi quay được đưa vào đá. Sự phổ biến của công nghệ này được giải thích bởi khả năng khoan chịu được tải trọng đáng kể trong thời gian dài.

Tải nền tảng

Một giàn khoan có thể có thiết kế rất khác nhau, nhưng nó phải được xây dựng một cách thành thạo, chủ yếu có tính đến các chỉ số an toàn. Nếu không được quan tâm, hậu quả có thể nghiêm trọng. Ví dụ, do tính toán không chính xác, quá trình cài đặt có thể bị sập, điều này không chỉ dẫn đến tổn thất tài chính mà còn dẫn đến cái chết của con người. Tất cả các tải tác động lên hệ thống lắp đặt là:

• Hằng số: chúng có nghĩa là các lực tác động trong suốt quá trình hoạt động của nền tảng. Điều này bao gồm trọng lượng của bản thân các cấu trúc bên trên hệ thống lắp đặt và khả năng chống nước nếu chúng ta đang nói về các nền tảng ngoài khơi.
• Tạm thời: các tải trọng đó tác động lên kết cấu trong những điều kiện nhất định. Chỉ trong quá trình khởi động cài đặt mới quan sát thấy rung động mạnh.

Nước ta đã phát triển nhiều loại giàn khoan khác nhau. Đến nay, 8 hệ thống sản xuất cố định đang hoạt động trên mỏ của Nga.

Nền tảng bề mặt

Dầu có thể nằm không chỉ trên đất liền mà còn dưới nước. Để khai thác nó trong điều kiện như vậy, người ta sử dụng giàn khoan đặt trên các cấu trúc nổi. Trong trường hợp này, phao và sà lan tự hành được sử dụng làm phương tiện nổi - điều này phụ thuộc vào đặc điểm cụ thể của việc phát triển dầu mỏ. Các giàn khoan ngoài khơi có những đặc điểm thiết kế nhất định nên có thể nổi trên mặt nước. Tùy thuộc vào độ sâu của dầu hoặc khí mà sử dụng các giàn khoan khác nhau.

Khoảng 30% lượng dầu được khai thác từ các mỏ ngoài khơi nên các giếng nước ngày càng được xây dựng trên mặt nước. Thông thường, việc này được thực hiện ở vùng nước nông bằng cách cố định cọc và lắp đặt bệ, tháp và các thiết bị cần thiết trên chúng. Giàn khoan nổi được sử dụng để khoan giếng ở vùng nước sâu. Trong một số trường hợp, khoan khô giếng nước được thực hiện, điều này được khuyến khích cho các lỗ nông tới 80 m.

Nền tảng nổi

Bệ nổi được lắp đặt ở độ sâu 2-150 m và có thể sử dụng trong các điều kiện khác nhau. Những cấu trúc như vậy có thể có kích thước nhỏ gọn và hoạt động ở các con sông nhỏ hoặc có thể được lắp đặt ở vùng biển khơi. Giàn khoan nổi là một cấu trúc có lợi vì ngay cả với kích thước nhỏ, nó vẫn có thể bơm ra một khối lượng lớn dầu hoặc khí đốt. Điều này giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển. Một nền tảng như vậy sẽ dành vài ngày trên biển, sau đó quay trở lại căn cứ để xả hết nhiên liệu trong thùng chứa.

Nền tảng cố định

Một giàn khoan ngoài khơi cố định là một cấu trúc bao gồm cấu trúc phía trên và đế đỡ. Nó được cố định trong lòng đất. Các tính năng thiết kế của các hệ thống như vậy là khác nhau, do đó các loại cài đặt cố định sau đây được phân biệt:

• trọng lực: độ ổn định của các kết cấu này được đảm bảo bởi trọng lượng riêng của kết cấu và trọng lượng của vật dằn nhận được;
• cọc: chúng có được sự ổn định nhờ cọc đóng vào đất;
• cột buồm: độ ổn định của các cấu trúc này được đảm bảo bằng dây thừng hoặc độ nổi cần thiết.

Tùy thuộc vào độ sâu mà việc phát triển dầu khí được thực hiện, tất cả các giàn cố định được chia thành nhiều loại:

• biển sâu trên các cột: đế của các công trình lắp đặt đó tiếp xúc với đáy vùng nước và các cột được sử dụng làm giá đỡ;
• giàn nước nông trên cột: có kết cấu giống hệ thống nước sâu;
• đảo cấu trúc: nền tảng như vậy đứng trên đế kim loại;
• Monopod là một bệ nước nông trên một giá đỡ, được làm dưới dạng tháp và có các bức tường thẳng đứng hoặc nghiêng.

Các nền tảng cố định chiếm năng lực sản xuất chính vì chúng mang lại lợi nhuận kinh tế cao hơn và dễ lắp đặt và vận hành hơn. Trong phiên bản đơn giản hóa, các cài đặt như vậy có đế khung thép, hoạt động như một cấu trúc hỗ trợ. Nhưng việc sử dụng giàn cố định phải tính đến tính chất tĩnh và độ sâu của nước trong khu vực khoan.

Các công trình lắp đặt trong đó đế được làm bằng bê tông cốt thép được đặt ở phía dưới. Họ không yêu cầu dây buộc bổ sung. Những hệ thống như vậy được sử dụng ở những vùng nước nông.

Sà lan khoan

Trên biển, việc này được thực hiện bằng cách sử dụng các loại thiết bị di động sau: giàn tự nâng, tàu nửa chìm, tàu khoan và sà lan. Sà lan được sử dụng ở các vùng nước nông và có một số loại sà lan có thể hoạt động ở các độ sâu rất khác nhau: từ 4 m đến 5000 m.

Giàn khoan dưới dạng sà lan được sử dụng trong giai đoạn đầu phát triển mỏ, khi cần khoan giếng ở vùng nước nông hoặc khu vực được bảo vệ. Những công trình như vậy được sử dụng ở các cửa sông, hồ, đầm lầy, kênh rạch ở độ sâu từ 2-5 m, những sà lan như vậy hầu hết không tự hành nên không thể sử dụng để thực hiện công việc ngoài biển khơi.

Một sà lan khoan có ba bộ phận chính: một phao chìm dưới nước được lắp đặt ở phía dưới, một bệ nổi với sàn làm việc và kết cấu kết nối hai bộ phận này.

Nền tảng tự nâng

Giàn khoan tự nâng cũng tương tự như xà lan khoan nhưng giàn khoan tự nâng được hiện đại hóa và tiên tiến hơn. Chúng được nâng lên trên cột buồm nằm ở phía dưới.

Về mặt cấu trúc, các hệ thống lắp đặt như vậy bao gồm 3-5 giá đỡ có đế, được hạ xuống và ép vào đáy trong quá trình khoan. Các cấu trúc như vậy có thể được neo, nhưng các giá đỡ là phương thức hoạt động an toàn hơn vì phần thân của hệ thống lắp đặt không chạm vào mặt nước. Giàn khoan nổi tự nâng có thể hoạt động ở độ sâu lên tới 150 m.

Kiểu lắp đặt này nổi lên trên mặt biển nhờ các cột nằm trên mặt đất. Tầng trên của phao là nơi lắp đặt các thiết bị công nghệ cần thiết. Tất cả các hệ thống tự nâng khác nhau về hình dạng của cầu phao, số lượng cột đỡ, hình dạng mặt cắt và đặc điểm thiết kế của chúng. Trong hầu hết các trường hợp, phao có hình tam giác hoặc hình chữ nhật. Số cột là 3-4, nhưng trong các dự án ban đầu, hệ thống được tạo trên 8 cột. Bản thân giàn khoan được đặt ở boong trên hoặc kéo dài phía sau đuôi tàu.

Tàu khoan

Những giàn khoan này tự hành và không cần kéo đến địa điểm thực hiện công việc. Những hệ thống như vậy được thiết kế đặc biệt để lắp đặt ở độ sâu nông nên chúng không ổn định. Tàu khoan được sử dụng để thăm dò dầu khí ở độ sâu 200-3000 m và sâu hơn. Một giàn khoan được đặt trên một con tàu như vậy và việc khoan được thực hiện trực tiếp thông qua lỗ công nghệ trên boong tàu.

Đồng thời, tàu được trang bị đầy đủ các trang thiết bị cần thiết để có thể hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. Hệ thống neo cho phép bạn đảm bảo mức độ ổn định thích hợp trên mặt nước. Sau khi lọc, dầu chiết xuất được chứa trong các thùng đặc biệt ở thân tàu và sau đó được nạp lại vào tàu chở hàng.

Lắp đặt nửa chìm

Giàn khoan dầu nửa chìm là một trong những giàn khoan ngoài khơi được ưa chuộng vì có thể hoạt động ở độ sâu trên 1500 m, các kết cấu nổi có thể nhấn chìm ở độ sâu đáng kể. Việc lắp đặt được bổ sung bằng các thanh giằng và cột thẳng đứng và nghiêng, đảm bảo sự ổn định của toàn bộ cấu trúc.

Phần trên của các hệ thống như vậy là khu nhà ở được trang bị công nghệ mới nhất và có các vật dụng cần thiết. Sự phổ biến của việc lắp đặt bán chìm được giải thích bằng nhiều phương án kiến ​​trúc khác nhau. Chúng phụ thuộc vào số lượng cầu phao.

Việc lắp đặt bán chìm có 3 loại dự thảo: khoan, lắng bão và chuyển tiếp. Độ nổi của hệ thống được đảm bảo bởi các giá đỡ, điều này cũng cho phép việc lắp đặt duy trì vị trí thẳng đứng. Hãy lưu ý rằng công việc trên các giàn khoan của Nga được trả lương cao, nhưng để làm được điều này, bạn không chỉ cần có trình độ học vấn phù hợp mà còn cần có kinh nghiệm làm việc sâu rộng.

kết luận

Vì vậy, giàn khoan là một hệ thống nâng cấp gồm nhiều loại khác nhau, có thể khoan giếng ở các độ sâu khác nhau. Các cấu trúc được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu khí. Mỗi cài đặt được giao một nhiệm vụ cụ thể, vì vậy chúng khác nhau về tính năng thiết kế, chức năng, khối lượng xử lý và vận chuyển tài nguyên.

Giàn khoan dầu P 51 ngoài khơi Brazil ... Wikipedia

Ngành dầu khí ở Canada là một nhánh của ngành sản xuất dầu mỏ của Canada. Canada là nước xuất khẩu dầu lớn, với mạng lưới xuất khẩu 3,289 triệu thùng mỗi ngày. Hiện nay, Canada là nước sản xuất lớn thứ sáu... ... Wikipedia

Nhà máy lọc dầu Shell ở Martinez (California) ... Wikipedia

Giàn khoan Tháp khoan VB53*320M 100 riyal Saudi, 1966 ... Wikipedia

Nền tảng là tập hợp các thành phần chính, tập hợp các thành phần, thiết kế tiêu chuẩn và giải pháp công nghệ, thiết bị được sử dụng trong thiết kế ô tô. Nền tảng nền tảng nâng cao, nền tảng Súng nền tảng ... Wikipedia

St. Petersburg Thông tin chung Quận của thành phố Frunzensky Khu lịch sử Volkovo Tên cũ Đường không tên, Đường Nobel, Đường Nobel Chiều dài 1,4 km Các ga tàu điện ngầm gần nhất ... Wikipedia

GIÀN DẦU, xem MÁY KHOAN... Từ điển bách khoa khoa học kỹ thuật

giàn khoan dầu- (Dầu giàn khoan) Thiết kế, mục đích và công dụng của giàn khoan dầu Thông tin về thiết kế, mục đích, mô tả và công dụng của giàn khoan dầu Nội dung được phá hủy bằng thiết bị đặc biệt. Có hai loại khoan: ... ... Bách khoa toàn thư về nhà đầu tư

Mặc dù ước tính định lượng của các chuyên gia về khối lượng trữ lượng nguyên liệu thô từ biển là khác nhau nhưng không thể phủ nhận rằng nhiều loại khoáng sản hiếm thấy trên đất liền bị hòa tan với số lượng lớn trong nước biển, nằm dưới đáy biển hoặc nằm dưới đáy biển. Việc khai thác mạnh mẽ các nguyên liệu thô từ độ sâu của biển, chủ yếu là dầu và khí tự nhiên trên thềm lục địa, cũng như ở các vùng cực, chỉ mới bắt đầu trong những năm gần đây. Giai đoạn đầu tiên trong quá trình phát triển các mỏ dầu khí ngoài khơi là khoan thăm dò ở biển khơi, trước đó là nghiên cứu địa chấn được thực hiện từ các tàu nghiên cứu. Nếu việc khoan thăm dò cho kết quả khả quan thì việc khoan sản xuất ở giai đoạn tiếp theo sẽ được thực hiện. Bất kể loại khoan và loại thiết bị khoan nào, một lượng lớn vật liệu, nhiên liệu, nước ngọt và công nhân phải được chuyển đến địa điểm làm việc từ đất liền. Hơn nữa, khối lượng và thời gian giao hàng phải phù hợp với lịch trình vận hành của một giàn khoan đắt tiền.

Sản xuất dầu khí ngoài khơi dẫn đến chuyên môn hóa hơn nữa các tàu cung cấp

Để cung cấp các phương tiện vận chuyển này, cần có một số tàu cung cấp thuộc nhiều loại khác nhau. Một trong những nhóm bao gồm các tàu cung cấp cho giàn khoan ngoài khơi. Những con tàu này có trọng tải lên tới 1000 tấn, chủ yếu cung cấp đường ống, nhiên liệu và nước ngọt. Nhóm tiếp theo gồm các tàu cung ứng có trọng tải từ 1000 đến 3000 tấn, được trang bị thêm thiết bị nâng. Vì các tàu này cũng được sử dụng để lắp đặt trên các giàn khoan ngoài khơi nên khả năng nâng, tầm với và chiều cao nâng của thiết bị cần cẩu phải rất cao, vì để bảo vệ chúng khỏi sóng, giàn khoan được đặt ở độ cao lớn (lên tới 25 độ C). m) trên mực nước biển. Cùng một nhóm tàu ​​cung cấp các tàu đặc biệt liên quan đến việc đặt đường ống dưới nước. Bổ sung liên tục đường ống cho các tàu đặt ống là nhiệm vụ của các tàu cung cấp lớn. Một nhóm đặc biệt được thành lập bởi các tàu cẩu. Khác với cần cẩu nổi thông thường dùng để bốc dỡ hàng hóa ở cảng biển, tàu cẩu có thể hoạt động ở vùng biển động. Những tàu này có trọng tải lên tới 3000 tấn chủ yếu nhằm mục đích lắp đặt các giàn khoan ngoài khơi.

Giàn khoan ngoài khơi

1 - bệ cố định; 2 - giàn chìm; 3 - giàn khoan nổi; 4 - tàu khoan

Hiện trên thế giới có hơn 2.000 tàu cung ứng, điều này cho thấy rõ tầm quan trọng ngày càng tăng của loại tàu này. Đối với bản thân các giàn khoan ngoài khơi, việc lựa chọn loại giàn khoan phụ thuộc chủ yếu vào độ sâu của biển tại địa điểm khoan. Các loại nền tảng sau đây được phân biệt:

Các giàn khoan cố định trên cọc chỉ được sử dụng ở độ sâu nông;

Bệ tự nâng có chân có thể thu vào đặt trên mặt đất trong quá trình khoan; sau khi hoàn thành công việc khoan, các giá đỡ được nâng lên và giàn được kéo đến địa điểm làm việc mới; Dàn khoan ngoài khơi loại này phù hợp để vận hành ở độ sâu lên tới khoảng 100 m;

Dàn khoan bán chìm và tàu khoan duy trì vị trí ổn định trong quá trình khoan bằng cách sử dụng neo hoặc hệ thống giữ động đặc biệt; chúng có thể hoạt động ở độ sâu biển từ 400 đến 1500 m.

Khai thác nguyên liệu khoáng rắn từ đáy biển (từ trái qua phải): bằng tàu nạo vét nhiều gầu; tàu nạo vét; lấy tàu nạo vét; thủy lực sử dụng máy bơm chìm; sợi dây dài vô tận có xẻng; về mặt thủy lực; phương pháp thủy khí nén (airlift)

Các giàn khoan nổi và chìm ngoài khơi có kích thước rất lớn nên gây ra nhiều vấn đề. Diện tích sản xuất của các giàn khoan ngoài khơi hiện đạt khoảng 10 nghìn m2, chiều cao tối đa tính cả giàn khoan là 120 m, các giàn được thiết kế để thu gom và vận chuyển dầu khai thác từ các mỏ ngoài khơi có kích thước tương tự, thậm chí còn lớn hơn. Hai lựa chọn kết tinh ở đây. Việc đầu tiên trong số đó liên quan đến việc sử dụng bệ nhẹ hoặc phao lớn được nối bằng đường ống với giếng dưới đáy biển. Chúng cũng phục vụ cho nhà máy điện cung cấp năng lượng cho các đơn vị bơm. Dầu khai thác được chuyển đến sà lan neo đậu tại điểm trung chuyển dầu. Dầu được vận chuyển trên sà lan sử dụng tàu kéo hoặc tàu chở dầu thông thường. Lựa chọn thứ hai liên quan đến việc sử dụng các bể chứa dầu nằm dưới đáy biển, có thể sẽ được phục vụ bởi các tàu chở dầu dưới nước. Các hồ chứa này sẽ đồng thời làm nền tảng cho một nhà máy điện trên biển và là điểm trung chuyển dầu. Ở độ sâu nông và khoảng cách ngắn tới đất liền, dầu từ kho chứa dầu ngoài khơi có thể được vận chuyển bằng đường ống dẫn dầu dưới nước. Cùng với các phương tiện đặc biệt và giàn khoan được mô tả, mà thuật ngữ “tàu” không còn được coi là có thể chấp nhận được, khi phát triển các mỏ dầu khí trên thềm lục địa, các thiết bị mới như phương tiện dưới nước có người lái để thực hiện công việc lắp đặt dưới nước, thiết bị nổi để hóa lỏng khí tự nhiên, tàu kéo biển mạnh, tàu đặt cáp và dây thừng, tàu cứu hỏa. Nhu cầu về thiết bị chuyên dụng thậm chí còn tăng nhanh hơn số lượng giàn khoan ngoài khơi do sự phát triển của các mỏ nằm xa bờ.

Người ta chú ý nhiều đến việc khai thác nguyên liệu khoáng sản từ đáy biển. Hiện nay, kẽm, đá vôi, barit và trên hết là sỏi và cát được khai thác ở các vùng ven biển. Nhiều nỗ lực đang được thực hiện để tổ chức khai thác một lượng lớn các nốt ferromanganese nằm dưới đáy biển, cũng như các trầm tích và bùn có chứa quặng. Sau chuyến thám hiểm thành công của Mỹ trên tàu nghiên cứu Challenger năm 1973-1976. - sau đó người ta có thể khai thác những nốt mangan đầu tiên từ đáy Thái Bình Dương - nhiều dự án vừa phi thực tế vừa thành công để phát triển các mỏ khổng lồ này đã xuất hiện. Yếu tố quyết định trong trường hợp này, bất kể loại tiền gửi nào đang được phát triển, là vấn đề nâng nguyên liệu thô được khai thác từ độ sâu lớn. Để giải quyết vấn đề này, người ta đã đề xuất sửa đổi các loại tàu nạo vét nhiều múc và ngoằn ngoèo đã được chứng minh ở độ sâu nông. Vì lý do kinh tế, có vẻ thích hợp nhất là sử dụng nguyên lý của máy nạo vét nhiều khoang. Ở Nhật Bản, các thí nghiệm đang được tiến hành về việc sử dụng dây polypropylene có gắn xô. Với sự trợ giúp của sợi dây vô tận này, những thùng chứa đầy nguyên liệu thô được chiết xuất sẽ được nâng lên một chiếc tàu đặc biệt. Sau đó, các thùng này được hạ xuống, kéo dọc theo đáy biển, chứa đầy các hạt mangan và nâng trở lại tàu. Đường kính của các nốt sần có thể đạt tới khoảng 10 cm, phương pháp refuller có vẻ rất hứa hẹn, theo đó nguyên liệu thô được chiết xuất ở dạng huyền phù sẽ dâng lên theo một ống thẳng đứng và môi trường mang sẽ là nước hoặc hỗn hợp nước-không khí. Cho đến nay, các tàu được chuyển đổi đang được sử dụng làm căn cứ nổi để khai thác tài nguyên khoáng sản. Nhưng trong tương lai, nó dự định thực hiện công việc từ các cấu trúc nổi đặc biệt, tương tự như các giàn khoan ngoài khơi. Không giống như sau, các cấu trúc như vậy trong quá trình vận hành sẽ liên tục di chuyển theo một lộ trình được quy hoạch chặt chẽ. Kích thước của chúng sẽ tăng lên đáng kể do khối lượng thiết bị được lắp đặt trên chúng lớn hơn. Cường độ năng lượng của hoạt động sản xuất như vậy sẽ đòi hỏi các nhà máy điện mạnh mẽ và trữ lượng nhiên liệu lớn. Đó là lý do tại sao có rất nhiều cơ hội để đưa ra những quyết định độc đáo ở đây. Việc tạo ra các tổ hợp khai thác nguyên liệu khoáng sản biển, bao gồm các tàu khai thác, sản xuất và chế biến, tàu cung cấp cũng như tàu vận tải, sẽ là một lĩnh vực hoạt động quan trọng cho việc đóng tàu và vận chuyển trong tương lai.

Các loại giàn khai thác dầu ngoài khơi

Sự ổn định của các giàn khoan dầu hiện đại ở một nơi nhất định hiện không chỉ được đảm bảo bằng cọc và neo mà còn bằng việc sử dụng các công nghệ định vị tiên tiến. Nền tảng có thể được neo đậu tại cùng một điểm trong vài năm và trong thời gian này nó phải chịu được các điều kiện thời tiết biển thay đổi.

Công việc của máy khoan phá hủy đá đáy được điều khiển bởi các robot đặc biệt dưới nước. Máy khoan được lắp ráp từ các đoạn ống thép riêng biệt, mỗi đoạn dài 28 mét. Máy khoan hiện đại có nhiều khả năng. Ví dụ, một máy khoan được sử dụng trên nền tảng EVA-4000 có thể bao gồm ba trăm đoạn ống, cho phép khoan tới độ sâu lên tới 9,5 km.

Việc xây dựng một giàn khoan bao gồm việc vận chuyển đến địa điểm sản xuất dự định và sau đó làm ngập phần đế của cấu trúc nổi. Trên loại “nền tảng” này, các thành phần cần thiết còn lại sẽ được xây dựng trên đó.

Ban đầu, những nền tảng như vậy được tạo ra bằng cách hàn các tháp lưới có hình dạng giống như một kim tự tháp cắt ngắn, từ các ống và biên dạng kim loại, sau đó được đóng đinh chắc chắn bằng cọc xuống đáy biển hoặc đáy đại dương. Các thiết bị khoan hoặc sản xuất cần thiết sau đó đã được lắp đặt trên các cấu trúc như vậy.

Khi có nhu cầu phát triển các mỏ ở vĩ độ phía bắc, cần phải có nền tảng chịu được băng. Điều này dẫn đến việc các kỹ sư đã phát triển các dự án xây dựng nền móng caisson, thực chất là những hòn đảo nhân tạo. Bản thân một cái caisson như vậy chứa đầy đá dằn, thường là cát. Một đế như vậy bị ép xuống đáy biển dưới tác dụng của trọng lượng của chính nó, chịu tác dụng của lực hấp dẫn.

Tuy nhiên, theo thời gian, kích thước của các công trình nổi ngoài khơi bắt đầu tăng lên, điều này khiến cần phải xem xét lại các đặc điểm trong thiết kế của chúng. Về vấn đề này, các nhà phát triển của công ty Mỹ Kerr-McGee đã tạo ra một dự án về một vật thể nổi có hình cột định hướng. Bản thân cấu trúc là một hình trụ, phần dưới chứa đầy vật dằn.

Đáy của hình trụ này được gắn vào đáy bằng các neo đáy đặc biệt. Giải pháp kỹ thuật này cho phép xây dựng các nền tảng khá đáng tin cậy với kích thước thực sự khổng lồ, được sử dụng để khai thác nguyên liệu dầu khí ở độ sâu cực lớn.

Công bằng mà nói, cần phải nói rằng không có sự khác biệt cơ bản giữa quá trình khai thác hydrocarbon và quá trình vận chuyển tiếp theo giữa các giếng sản xuất ngoài khơi và trên bờ.

Ví dụ, các yếu tố cơ bản của giàn khoan cố định ngoài khơi cũng giống như các yếu tố cơ bản của nghề cá trên đất liền.

Đặc điểm chính của giàn khoan ngoài khơi trước hết là khả năng tự chủ trong vận hành.

Để đạt được quyền tự chủ như vậy, các giàn khoan ngoài khơi được trang bị máy phát điện cực mạnh cũng như máy khử muối trong nước biển. Nguồn cung cấp trên các giàn khoan ngoài khơi được đổi mới với sự trợ giúp của các tàu dịch vụ.

Ngoài ra, việc sử dụng vận tải đường biển là cần thiết để vận chuyển toàn bộ kết cấu đến địa điểm sản xuất trong trường hợp có biện pháp cứu hộ và chữa cháy. Việc vận chuyển nguyên liệu thô được khai thác từ đáy biển được thực hiện thông qua các đường ống dưới đáy, cũng như sử dụng đội tàu chở dầu hoặc qua các bể chứa dầu nổi.

Công nghệ hiện đại, nếu địa điểm sản xuất nằm gần bờ biển, liên quan đến việc khoan giếng định hướng.

Và gas” width=”600″ Height=”337″ />

Nếu cần thiết, quy trình công nghệ này liên quan đến việc sử dụng các phát triển tiên tiến cho phép điều khiển từ xa các quy trình khoan, đảm bảo độ chính xác cao của công việc được thực hiện. Những hệ thống như vậy cung cấp cho người vận hành khả năng ra lệnh cho thiết bị khoan thậm chí từ khoảng cách vài km.

Độ sâu khai thác trên thềm biển thường nằm trong phạm vi hai trăm mét, trong một số trường hợp có thể lên tới nửa km. Việc sử dụng một công nghệ khoan cụ thể trực tiếp phụ thuộc vào độ sâu của lớp sản xuất và khoảng cách từ địa điểm sản xuất đến bờ.

Ở những vùng nước nông, theo quy luật, các nền móng gia cố được dựng lên, đó là những hòn đảo nhân tạo để sau đó lắp đặt thiết bị khoan. Trong một số trường hợp, ở vùng nước nông, một công nghệ được sử dụng bao gồm việc rào chắn khu vực sản xuất bằng hệ thống đập, giúp có thể có được một hố có hàng rào để từ đó nước có thể được bơm ra ngoài.

Trong trường hợp khoảng cách từ địa điểm phát triển đến bờ từ một trăm km trở lên thì không thể thực hiện được nếu không sử dụng giàn khoan dầu nổi. Thiết kế đơn giản nhất là các bệ cố định, nhưng chúng chỉ có thể được sử dụng ở độ sâu khai thác vài chục mét, vì ở vùng nước nông như vậy, có thể cố định một công trình cố định bằng cách sử dụng cọc hoặc khối bê tông.

Bắt đầu từ độ sâu khoảng 80 mét, việc sử dụng các bệ nổi được trang bị giá đỡ bắt đầu. Ở những khu vực có độ sâu lớn (tới 200 mét), việc đảm bảo an toàn cho giàn khoan trở nên khó khăn, vì vậy trong những trường hợp như vậy, giàn khoan bán chìm được sử dụng.

Những bệ như vậy được giữ cố định bằng cách sử dụng hệ thống neo và hệ thống định vị, là một tổ hợp toàn bộ các động cơ và neo dưới nước. Việc khoan ở độ sâu cực lớn được thực hiện bằng tàu khoan chuyên dụng.

Khi xây dựng giếng ngoài khơi, cả hai phương pháp đơn lẻ và cụm đều được sử dụng. Trong những năm gần đây, việc sử dụng cái gọi là căn cứ khoan di động đã bắt đầu được thực hiện. Quá trình khoan ngoài khơi được thực hiện bằng cách sử dụng các ống nâng, là các chuỗi ống có đường kính lớn được hạ xuống tận đáy.

Sau khi quá trình khoan hoàn tất, một thiết bị ngăn chặn nặng nhiều tấn được đặt ở phía dưới, đây là hệ thống ngăn chặn hiện tượng phun trào cũng như các van đầu giếng. Tất cả điều này giúp ngăn chặn sự rò rỉ nguyên liệu thô được khai thác từ giếng khoan vào vùng nước mở. Ngoài ra, phải lắp đặt và hạ thủy các thiết bị điều khiển, đo lường để theo dõi hiện trạng giếng. Việc nâng dầu lên bề mặt được thực hiện bằng hệ thống ống mềm.

Rõ ràng, sự phức tạp và trình độ công nghệ cao của các quy trình phát triển các mỏ ngoài khơi là rõ ràng (ngay cả khi không đi sâu vào các chi tiết kỹ thuật của các quy trình đó). Về vấn đề này, câu hỏi được đặt ra: “Việc sản xuất dầu phức tạp và tốn kém như vậy có khả thi không?” Chắc chắn là có. Ở đây, các yếu tố chính có lợi cho nó là nhu cầu về các sản phẩm dầu mỏ ngày càng tăng với sự cạn kiệt dần của các mỏ trên đất liền. Tất cả điều này lớn hơn chi phí và độ phức tạp của việc khai thác như vậy, vì nguyên liệu thô đang có nhu cầu và trang trải chi phí khai thác.

DIV_ADBLOCK26">

Một số sự thật thú vị về sản xuất dầu ngoài khơi

Giàn khoan dầu lớn nhất thế giới được coi là giàn khoan của Na Uy nằm ở Biển Bắc có tên gọi Troll-A. Chiều cao của nó là 472 mét, và tổng trọng lượng của nó là 656 nghìn tấn.

Ở Hoa Kỳ, ngày bắt đầu sản xuất dầu ngoài khơi của Mỹ được coi là năm 1896, và người sáng lập nó là một nhà khai thác dầu người California tên là Williams, người trong những năm đó đã khoan giếng bằng cách sử dụng bờ kè do chính tay mình xây dựng.

Năm 1949, ở khoảng cách 42 km từ Bán đảo Absheron, trên những cầu vượt kim loại được dựng lên để sản xuất dầu từ đáy Biển Caspian, toàn bộ một ngôi làng đã được xây dựng, được gọi là “Đá dầu”. Ở ngôi làng này, những người phục vụ nghề đánh cá sống được vài tuần. Cây cầu vượt này (Oil Rocks) thậm chí còn xuất hiện trong một trong những bộ phim Bond, có tên là “Thế giới không đủ”.

Với sự ra đời của các giàn khoan nổi, nhu cầu bảo trì thiết bị dưới biển của họ là cần thiết. Về vấn đề này, thiết bị lặn biển sâu bắt đầu tích cực phát triển.

Để nhanh chóng bịt kín giếng dầu trong trường hợp khẩn cấp (ví dụ: nếu bão đang hoành hành với cường độ mạnh đến mức không thể giữ được tàu khoan tại chỗ), người ta sử dụng một thiết bị ngăn chặn, là một loại phích cắm. Chiều dài của một "phích cắm" như vậy có thể lên tới 18 mét, và một thiết bị chặn như vậy có thể nặng tới 150 tấn.

Động lực chính cho sự phát triển sản xuất dầu ngoài khơi là cuộc khủng hoảng dầu mỏ toàn cầu những năm 70 của thế kỷ trước, gây ra bởi lệnh cấm vận của các nước OPEC đối với việc cung cấp vàng đen cho các nước phương Tây. Những hạn chế như vậy đã buộc các công ty dầu mỏ của Mỹ và châu Âu phải tìm kiếm các nguồn nguyên liệu dầu mỏ thay thế. Ngoài ra, việc phát triển kệ bắt đầu tích cực hơn với sự ra đời của các công nghệ mới, vào thời điểm đó đã giúp thực hiện việc khoan ngoài khơi ở độ sâu lớn.