تبلیغات
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان - حفاری فرا ساحلی
دانشجویان مهندسی نفت خوزستان

لینکدونی

آرشیو موضوعی

آرشیو

لینکستان

← آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

حفاری فرا ساحلی

منظور از حفاری فراساحلی، تکنیکها و تجهیزاتی است که در حفر چاههای دور از خشکی استفاده می شود. هم اکنون تعداد زیادی چاه اکتشافی یا بهره برداری در اقیانوسها و دریاها در حال حفاری است. هر چند اصول حفاری در دریا و خشکی اختلاف چندانی با هم ندارد و عموماً در زیر آب نیز حفاری به روش چرخشی صورت می گیرد اما تجهیزات، منابع و امکانات این دو اختلاف زیادی با هم دارد که در اینجا به آنها اشاره می شود.

 

به ادامه مطلب بروید . . .

1- محدودیتهای ویژه حفاری در دریا
حفاری چاه نفتی در دریا به معنای استفاده از یك سكوی شناور یا سكویی كه قابلیت استقرار در قعر دریا را دارد می باشد. سازة‌ اصلی چنین سكویی باید قابلیت انجام تمامی فعالیتهای یك سایت چاه نفت در خشكی را دارا باشد. همچنین به دلیل دوری از ساحل، خدماتی كه به هنگام نیاز فقط در ساحل امكان آماده كردن آنها وجود دارد بایستی به صورت دائمی در روی عرشه موجود باشند. (مثلا تجهیزات و موادسیمانکاری كردن و نمونه برداری). علاوه براین، سرویسهای ویژه ای همانند غواصی،تجهیزات اندازه گیری هواشناسی و ... نیز بایستی در دسترس باشند. همچنین با توجه به اینکه تعدادی از پرسنل باید جهت انجام وظایف در روی عرشه حضور داشته باشند بایستی تسهیلاتی جهت اسكان و تغذیه مناسب آنها فراهم باشد. تمامی این شرایط باعث پیچیده تر شدن حفاری در دریا نسبت به حفاری در ساحل می شوند و بیانگر این واقعیت هستند كه هزینه های روزانه برای حفاری در دریا به ازای عمق یكسان بیشتر از مقدار آن برای حفاری در ساحل و در روی خشکی می باشد.
2- چاههای اكتشافی
نواحی كه مورد حفاری قرار می گیرند معمولا مكانهای دور افتاده و بدون هیچگونه امكانات فراساحلی بوده و حتی در بعضی موارد از هر بندری كه بتوان از آن بعنوان پایگاه عملیاتی استفاده كرد دور می باشند. سازة‌ اصلی حفاری فراساحلی می تواند براساس موارد زیر انتخاب شود:
• آبهای كم عمق: دکل حفاری جك سرخود (Jack up Drilling) یا شناور مردابی (Swamp Barge) (نوعی شناور با كف تخت)
• آبهای با عمق بیش از 100 متر: كشتی های حفاری (Drill Ship) یا نیمه شناورها (Semi submersible).
• نواحی منفك شده توسط كوههای یخی: كشتی حفاری با امكان استقرار دینامیكی.
• شرایط بسیار نامساعد دریایی: نیمه شناورها.
• آبهایی با عمق بیشتر از 400 متر: کشتی های حفاری با امکان استقرار دینامیکی.
3- چاههای بهره برداری (Development Well)
چاههای بهره برداری معمولا از سازه های ایستگاهی در آبهای با عمق كمتر از 200 متر حفر می شوند. به هنگام حفر اینگونه چاهها یك مجموعة‌ نفتی با پایگاهی در ساحل، جهت ذخیرة‌ مواد و تجهیزات وجود دارد. انتخاب نوع سازه برای حفر اینگوه چاهها معمولاً به شرایط آب و هوایی بستگی دارد:
• شرایط بسیار حاد دریایی: سكوی حامل دكل حفاری مجتمع (Compact Rig on the Platform)
• شرایط دریای آرام: شناور حفاری (Tender)
• آبهای كم عمق: واحد حفاری جك سر خود طره ای (Cantilever Jackup)
4- سازه های حفاری فرا ساحلی
دكلهای مورداستفاده در حفاری فراساحلی دو نوع می باشند:
1. سكوهای شناور قابل حمل و سكوهای ساكن در ته دریا.
2. مجموعه ای از دكلها كه در قالب یك ایستگاه تولید گرد آوری شده و معمولاً جهت حفاری چاههای بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرند. به این مجموعه سکوهای ساکن نیز گفته می شود.
مجموعة اول (سكوهای قابل حمل) شامل انواع زیر می باشد:
• شناورهای حفاری جك سرخود ساكن در ته دریا.
• شناورهای مردابی
• كشتی های حفاری ساكن یا دارای قابلیت استقرار دینامیكی
• نیمه شناورها.
مجموعه دوم که همان سکوهای ساکن می باشند، جهت توسعه میدانهای نفتی فراساحلی به کار می روند و بر دو نوع هستند:
• دكلهای حفاری مجتمع (Compact Rigs)
• شناورهای حفاری(Tenders) ، شناورهای مردابی یا سیستمهای جك سر خود.
دكلهای حفاری مجتمع معمولاً هم زمان با ساخت سكوها ساخته می شوند و به شركت نفتی مربوطه تعلق دارند. پیمانكار حفاری معمولاً فراهم كنندة‌ نیروی فنی ماهر و خدمات ویژه می باشد.
5- سازه های حفاری ساكن در ته دریا
1-5- واحدهای حفاری جک سرخود
این سكو ها در اعماق بین 20 تا 100 متر و حداكثر تا 140 متر مورد استفاده قرار می گیرند و دو نوع می باشند:
• سکوهایی که به شکل شبکه ای ساخته می شوند و پایه سکوها مستقل از سکوست. پایه های سکو به کف دریا نفوذ می کنند. شکل پایه ها با توجه به نوع ترکیبات کف دریا و مقاومت نفوذ پذیری خاک انتخاب می شود.(شکل 1 و 2)
• سكوهایی كه توسط وزنه های سنگین در اعماق دریا ساکن می شوند. وزنه های مذکور معمولاً به شكل حلقوی و عمودی بوده و به انتهای پایه وصل است. این سكوها در مكانهایی كه بستر دریا صاف می باشد به كار می روند. وزنة سنگین متصل به انتهای پایه تاحدودی (مقدار بسیار كم) در خاك دریا نفوذ می كند.
• سیستم حفاری جک سر خود دارای مزایا و معایب زیر می باشد:
• متحرک بوده و قابلیت جابجایی دارد و می تواند در هر جایی نصب شود.
• زمانی که جک سرخود سازه را بالا می برد، مجموعه دارای پایداری خوبی است.
• هزینه کمی داشته و اقتصادی و به صرفه می باشد.
• در مناطق کم عمق کاربرد دارد.
• در هنگام نصب باید شرایط آب و هوایی مناسب باشد.
• برای نصب باید کف دریا شکل صاف و هموار داشته باشد.
2-5- شناورهای مردابی (Swamp Barges)
این سازه ها بسیار كوچكتر از سیستم جک سرخود می باشند و از دو بدنة ‌مستطیلی كه یكی از آنها بالای دیگری واقع شده و توسط تیرچه هایی به هم متصل شده اند، تشكیل یافته است. زمانی كه شناور مردابی در حال انتقال می باشد، بدنة‌ پایین كه در حدود 2 تا 3 متر داخل آب می باشد و در طول رودخانه یا كانال كشیده می شود وظیفة ‌انتقال كل مجموعه را برعهده دارد. بعد از آنكه محل موردنظر برای حفاری لایروبی شد، بدنة‌ پایینی به عمق آب فرستاده شده و در بستر مرداب یا رودخانه مستقر می شود.
6- دكلهای متصل به سكوهای ساكن
این دكلها جهت حفاری بهره برداری روی سكوهای ساكن طراحی می شوند و بعد از حفاری، جزئی از سازة بهره برداری به شمار می آیند.
بدلیل آنكه میلة ‌هادی در داخل آب توسط یك سازة‌ شبكه ای فلزی در نقاط متعددی پشتیبانی و هدایت می شود و امكان ایجاد تكیه گاه برای تمامی رشته های لوله گذاری را داراست، شبیه به تكنولوژی حفاری در روی زمین می باشد. در این روش از تجهیزات سر چاهی معمولی استفاده می شود. در بعضی موارد از "سرلولة ‌جداره گذاری(Casing Heads) جهت كاهش ارتفاع تجهیزات سرچاهی استفاده می شود. این گونه "سرلوله" ها معمولاً دارای قلابهایی برای دو رشته لوله جداره گذاری و لولة استخراج می باشند.
1-6- دكلهای مجتمع (Compact Rigs)
این نام به یك دكل كامل حفاری كه معمولاً به صورت واحد مستقل(Module) بوده و در قسمت فوقانی سكوی حفاری جهت استفاده در شرایط بسیار بد دریایی (مانند دریای شمال) نصب می شود، اطلاق می گردد. این نوع دكل ها تحت هر گونه شرایط آب و هوایی قادر به عملیات حفاری می باشند و هر گونه تجهیزات لازم توسط قایق می تواند به این واحد حفاری حمل شود .
نوع دیگری از این دکلها به نام سکوی حفاری سازه دار ثابت(Fixed Jacketed Structure) است. این دکل برای چاههای تولیدی بکار می رود و از سازه ای فولادی که به کف دریا متصل است، تشکیل شده است. سازه ای که سکو را روی آب نگه می دارد، عمر 10 تا 25 سال دارد. از این سکو در آبهای کم عمق در حدود 500 متر یا کمتر استفاده می شود.
از مزایای این نوع سکو می توان این موارد را نام برد:
• حجم بار زیاد روی عرشه. پایداری قابل توجه. مستقل از شکل کف دریا.
معایب این سکو عبارت است از:
• هزینه اولیه بالا و مخصوصاً افزایش قابل توجه هزینه با افزایش عمق دریا. خوردگی سازه فولادی در آب. ممکن نبودن بازیابی دکل و یا اجزا آن.
2-6- شناور حفاری (Drilling Tender)
در نواحی با آب و هوای معتدلتر، استفاده از یك سكوی بهره برداری بسیار سبك كه فقط قادر به نگه داشتن دکل حفاری (Drilling Mast)و منجنیق حفاری باشد، بسیار مقرون به صرفه است. بقیة تجهیزات حفاری بعلاوه امكانات اسكان پرسنل روی یك شناور ساكن كه تا حد ممكن به سكوی حفاری نزدیك می باشد نصب می شود و این شناور از طریق یك دالان باریك به سكوی دكل وصل می شود.
ایراد این سیستم آن است كه عملیات حفاری بایستی به هنگام حركت شناور بر اثر باد یا موج متوقف شود. این روش معمولاً ‌در آبهای آرام خلیج گینه و خلیج فارس كه در آنها زمان تعطیلی عملیات حفاری به دلیل شرایط بد آب و هوایی هرگز از 2 درصد كل زمان تجاوز نمی كند، استفاده می شود.
7- سازه های شناور
در مواردی كه عمق آب بیش از 100 متر می باشد، از یك واحد حفاری شناور جهت حفاری استفاده می شود. این واحد حفاری معمولاً با استفاده از یك سیستم لنگر اندازی(Anchoring System) (باكابلهای متصل به لنگر) در یك مكان مشخص ثابت نگه داشته می شود. به دلیل وجود موج و تغییرات در ارتفاع موج، این نوع سازه ها را نمی توان نسبت به كف دریا در موقعیت مشخصی ساكن نمود. لذا وسیله ای جهت متعادل نگاه داشتن رشته لولة حفاری استفاده می شود که شامل دو قسمت اصلی می باشد:
• طوقة ضربه كوب (Bumper Sub)
این قطعه شامل بدنه ای است که یک سنبه به راحتی در داخل آن حركت می كند. سنبه یا مندرل توسط خار(Key) یا بوسیلة سطح مقطع ویژة آن (شش وجهی یا چهار وجهی) در داخل بدنه قرار داده می شود. طوقة ضربه كوب امكان انتقال حركت چرخشی به متة ‌حفاری را فراهم می آورد و دارای طول كورسی معادل 5/1 متر است. یك سیستم آب بندی راه گاه داخلی را از محیط بیرون جدا می سازد.
• جبران كنندة حركات عمودی (Heave Compensator)
جهت ثابت نگه داشتن نیروی كشش در قسمت فوقانی رشته لوله حفاری (محل اتصال این لوله ها به تجهیزات بالا برنده) دو روش موجود است:
1-7- كشتی های حفاری (Drilling Ships)
در دهة 60 اصطلاح كشتی حفاری به تمامی واحدهای متحرك كه جهت حفاری فراساحلی مورد استفاده قرار می گرفتند، اطلاق می شد.
این كشتیها معمولاً با هزینة پایین و بوسیلٍة استفاده از بدنة شناور های مهار (Landing Barges) كه در دهة 50 میلادی توسعه یافته بودند، تجهیز می شدند. ویژگی این كشتیها داشتن كفی تخت با ارتفاع حداكثر 4 یا 5 متر و طول و عرضی كمتر از 90 و 15 متر بود. این نوع كشتیها فقط می توانند در آبهای آرام مثل خلیج مكزیك یا سواحل كالیفرنیا مورد استفاده قرار گیرند.(شکل 6)
بطور خلاصه، کشتی های حفاری در آبهای عمیق کاربرد دارند و تا عمق 2500 متر یا بیشتر نیز می توانند حفاری کنند. مهمترین مزایای این سیستم حفاری عبارت است از:
• سرعت جابجایی زیاد تا حدود 16 گره دریایی.
• حجم بار زیاد در عرشه حتی بیشتر از سکوهای جک سرخود و نیمه شناورها.
• قابل عبور از کانالهای متعدد آبی نظیر کانال سوئز و کانال پاناما.
• هزینه جابجایی کم.
• هزینه اولیه و هزینه عملیاتی پایین.
معایب این سیستم را می توان موارد زیر ذکر کرد:
• عرشه کوچک و فضای کم.
• مشکلاتی که در رابطه با سیستم لنگر اندازی و ثابت نگه داشتن کشتی در آبهای ناآرام وجود دارد.
2-7- سكوهای نیمه شناور (Semi Submersible Platform)
با توجه به اینكه كشتی های حفاری به شرایط دریا و آب و هوا بسیار حساس هستند، در شرایط بد آب و هوایی كه منجر به توقف عملیات می گردد، زمان توقف از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد. (مانند شرایط نامساعد دریای شمال).
در سال 1966 میلادی اوّلین نیمه شناور بزرگ جهان پا به عرصه وجود نهاد. سازندگان آن جهت شناور نگاه داشتن آن كه به وسیلة ستونهایی به عرشه متصل می شد از محفظه های غوطه وری (Buoyancy Chamber) استفاده نمودند. در مقایسه با یك كشتی حفاری با ابعاد 25*160 متر، سطح مقطع نیمه شناور در سطح آب یك دهم مقدار سطح مقطع كشتی می باشد كه این امر باعث پایداری سكوی نیمه شناور حتی به هنگام حضور موجهای قوی می گردد. (شکل7) فاصلة عرشه از محفظه های غوطه وری در حدود 40 متر می باشد كه 22 متر آن داخل آب قرار دارد. سکوهای نیمه شناور در آبهای کم عمق یا آبهای با عمق متوسط کاربرد دارند ( در حدود 90 تا 1000 متر)
مزایا و معایب این سیستم ها عبارت است از:
• سرعت جابجایی بالا در حدود 10 گره.
• پایداری فراوان حتی با وجود امواج شدید در دریا.
• سطح بسیار زیاد سکوی حفاری.
• هزینه اولیه بالا و عدم صرفه اقتصادی در جابجایی در فواصل طولانی.
• ظرفیت بار محدود در عرشه.
8- سایر سازه های حفاری فراساحلی
در اکثر حفاریهای اکتشافی یا بهره برداری، از سازه هایی که در این فصل تشریح شدند، استفاده می شود. در بعضی موارد سازه های ویژه ای که از ترکیب دو سازه مختلف با توجه به شرایط موجود به دست آمده، استفاده می شود. مانند سکوی حفاری با مهار کششی در واقع نیمه شناوری است که توسط سازه فلزی به کف دریا متصل شده است. گاهی نیز سیستم استاندارد حفاری فراساحلی با تغییری در بعضی از اجزا راه اندازی می شود. مانند سازه ثقلی که از در واقع سکوی حفاری است که از پایه های بتونی استفاده می کند. در اینجا به دو مورد از سازه های دریایی که به این نحو ایجاد می شوند و در حفاریهای فراساحلی کاربرد دارند، اشاره می شود و توضیح مختصری در حد آشنایی ارائه می گردد.
1-8- سکو با مهارهای کششی (Tension Leg Platform)
در این سیستم از نیمه شناور استفاده شده است. همانطور که در شکل دیده می شود، از لوله های فولادی برای اتصال نیمه شناور به کف دریا و ثابت نگه داشتن آن استفاده می گردد. از این سیستم در اعماق 120 تا 1500 متر استفاده می شود. قابلیت جابجایی، پایدار بودن، کم بودن هزینه نسبت به عمق کارکرد سیستم و هزینه نگهداری پایین از مزایای آن است. خستگی پایه ها، مشکلات نگهداری سیستم زیرآبی از جمله محافظت در برابر خوردگی و هزینه اولیه زیاد برای راه اندازی سیستم را می توان جزو معایب این سکو دانست.
2-8- سازه ثقلی یا گران سازه (Gravity Structure)
در اعماق متوسط در حدود 350 متر کاربرد دارد. سازه دکل سکو بر روی بتون مسلح سوار می شود. به علت وزن زیاد پایه های بتونی، کل سازه در برابر امواج و نیروهای جانبی مقاومت خوبی می کند و بسیار پایدار است. این سیستم توانایی تحمل بارهای زیاد در عرشه را دارد. پس از اتمام کار از اکثر سازه می توان مجدداً استفاده کرد. همچنین ظرفیت ذخیره مقادیر قابل توجهی نفت را دارد. از معایب آن می توان به افزایش هزینه با افزایش عمق دریا را مثال زد. همچنین پایه های آن فولاد زیادی مصرف می کنند و برای استقرار پایه ها لازم است کف دریا سطح همواری داشته باشد.

درباره وبلاگ

دانشجویان مهندسی نفت خوزستان
دانشجویان نفت خوزستان





دانشجویان نفت خوزستان

وبلاگ
SEO Stats powered by MyPagerank.Net
مدیر وبلاگ : admin

آخرین پست ها

جستجو

نویسندگان

مترجم سایت