تصنيف منصات الحفر البحرية

^ مقدمة ^ :

&تصنف المنصات البحرية والمنشآت وفقاً لبارامترين رئيسين هما: المهمة الموكلة إليها والمبدأ الهندسي التصميمي الذي تبنى وفقاً له.

فمثلاً: وحدات الحفر المتنقلة (MODU). تميز بشكلها التصميمي الخاص، حيث نلاحظ سطحاً يتسع لكل الحمولات الضرورية، ومع ذلك يجب المحافظة على سرعة حركة جيدة.

إن الوحدات البحرية الإنتاجية يمكن أن تقوم بأكثر من وظيفة فمثلاً يمكن أن نجد وحدات إنتاجية كانت سابقاً وحدات حفر بحرية ومنها ما هو وحدات إصلاح، ونجد منها أيضاً وحدات إنتاج وتخزين للنفط مع وجود ماسورة صاعدة أيضاً. إن مواصفات الخزان النفطي والموائع الطبقية وعمق مياه المحيط والأحوال المناخية في المنطقة تعد البارامترات الأساسية التي تحدد المهمة الموكلة إلى الوحدات البحرية ومعداتها.

على الرغم من أن مهمة المنشآت البحرية وعمق المياه في مكان تركيبها والشروط المناخية تؤثر في الحجم والتصميم ، فإنه يوجد عوامل أخرى مؤثرة أيضاً أهمها الكلفة الاقتصادية والقوانين السياسية في البلاد صاحبة الحقل النفطي.

إن الشكل التصميمي للوحدات البحرية تعتمد بشكل أساسي على نوع هذه الوحدات ، حيث نجد فصيلتين رئيسيتين سنتطرق إليها لاحقاً.&

**تصنيف المنشآت والمنصات البحرية وفقاً للمهمة الموكلة إليها**:

 **وحدات الحفر والاستكشاف البحرية**:

&توكل إلى هذه المنصة مهمة حفر الآبار الاستكشافية وبعد التأكد من وجود النفط بكميات اقتصادية تتابع مهمتها في حفر شبكة من الآبار لاستثمار المكمن البحري.

إن المواصفات المطلوبة من وحدات الاستكشاف والحفر ، كالحركة الخفيفة والتوازن الجيد في المناخ السيئ والأعاصير تتواجد أيضاً في الوحدات الإنتاجية.

إن وحدات الحفر المتنقلة يجب أن تؤمن سطح عمل كافٍ لوضع كل المعدات اللازمة لعمليات الحفر والاستكشاف . وتصمم أيضاً لتأمين سرعة حركة جيدة بحد أدنى من الكلفة. إن أكثر أنواع وحدات الحفر شهرةً هي سفن الحفر البحري- منصات ذاتية الرفع والمنصات شبه الغاطسة ، تستخدم إضافة إلى هذه الانواع الثلاثة المنصات الانغمارية ( مبدأ الجاذبية الأرضية Gravity) في المياه الضحلة بهدف حفر شبكة الآبار البحرية

تتميز هذه الوحدات بتصميم خاص لكل منها يسمح لها بعد انتهاء عمليات الحفر أن تتحرك إلى موقع آخر من المكمن البحري.

تعد سفن الحفر البحري الأكفأ من حيث القدرة على إنجاز مهمتها في الحفر ثم الانتقال  إلى موقع آخر وذلك نتيجة لوجود كل المعدات اللازمة على سطحها ويتم تعزيز هذه الميزة من خلال نظام التوازن الديناميكي في هذه السفن عوضاً عن نظام الإرساء عن طريق المراسي ولكن يجب الانتباه إلى محدودية العمل في الظروف المناخية السيئة كالعواصف في المحيطات .

تتميز وحدات الحفر شبه الغاطسة في تصميمها بعدد الأعمدة العمودية (6-8) تتصل مع خزانات أفقية تملئ بالماء عند الإرساء وتحمل على سطحها كل معدات الحفر اللازمة ومعظم هذه المنصات غير مجهزة بآليات التوازن ولكنها تتميز بمميزات حركية تجعلها تقاوم الظروف المناخية الصعبة مما يؤمن الإمكانية لاستمرار عمليات الحفر بشكل أفضل من سفن الحفر البحري.

تستند المنصات ذاتية الرفع على القاع عند العمل بإرساء القوائم وارتفاع المنصة عليه عادة بثلاث أرجل ويتم رفع هذه القوائم عند نقلها من موقع إلى آخر. إن هذه المنصات تتصرف كالمنصات الثابتة ولكن لا ينصح باستخدامها مع سماكة مياه تتجاوز 150 متر لأن ذلك يعيق بشكل كبير العمليات التقنية لها. ونجد سلبية أخرى في هذه المنصات وهي تأثرها الشديد بشكل قاع البحر (تضاريس , مورفولوجيا) وبالحالة المناخية عند عمليات إنزال القوائم . إن وحدات الحفر المتنقلة ذات نظام التثبيت بالمراسي تتميز بقدرتها على فك الماسورة الصاعدة عن رأس البئر ومغادرة المكان في حالة الظروف المناخية الصعبة جداً. ويمكن لها التخلص من المراسي أو تعديلها لتجنب الأضرار الناتجة عن الأعاصير ، ويجب على الوحدات الإنتاجية أن تحافظ على مكانها حتى في أقصى الظروف المناخية ، لذلك لابد أن تصمم بشكل يتناسب مع هذه المهمة. إن وحدات الحفر التي ناقشناها في هذه الفقرة يمكن تعديله مهمتها لتصبح وحدات إنتاجية.&

**وحدات الانتاج البحري**:

&يجب أن تبقى الوحدات الإنتاجية البحرية في مكانها طول فترة الإنتاج من المكمن وهي بشكل وسطي 20-30 سنة.

إن الإنتاج من الآبار البحرية يمكن أن يتم عن طريق شجرة ميلاد مركبة على القاع (Wet (tree . وإن تركيب الشجرة على سطح المنصة يحتم استخدام ماسورة صاعدة عمودية والتي يجب أن لا تتحرك عن الشاقول بشكل كبير ويجب أن تتحمل ضغط البئر داخلها وذلك في أسوء الشروط المناخية في البحر.

هذا يقودنا بشكل تلقائي لاستخدام المنصات الثابتة الإنتاجية، أو استخدام المنصات المشدودة القوائم (TLP) .

إن الإنتاج من شجرة الميلاد القاعية يستخدم ماسورة صاعدة مرنة والتي تتكيف مع حركية المنصات العائمة  بشكل عام .

 تستخدم وحدات الحفر عادة موانع اندفاع مركبة على القاع، ولهذا يمكن لها في حال الظروف الأقسى أن تفصل الماسورة الصاعدة عن موانع الاندفاع. أما الوحدات الإنتاجية البحرية والتي لها القدرة على الحفر أيضاً تستخدم موانع اندفاع مركبة على سطح المنصة وبالتالي يجب أن تتحمل الماسورة الصاعدة هنا كامل ضغط البئر في أسوأ الظروف والاعاصير كما يجب التذكير أن المنصات البحرية العائمة هي الوحيدة التي لها قدرة على الحفر وتتحول لمنصات إنتاجية ، هي المنصات مشدودة القوائم (TLP) و (Spars).

يبقى أن نذكر أن بحر الشمال ، ونتيجة الظروف المناخية السيئة ( عبارة عن هبات من الأمواج العاصفة التي تحدث بسرعة) لا تسمح بوقت كافٍ لفك الماسورة الصاعدة وإيقاف العمليات على المنصة لذلك يتم تصميم واستعمال منصات مع زيادة في عوامل الأمان عن الشكل الطبيعي وشجرة سطحية. أما في خليج المكسيك وبما أن العواصف تحدث بشكل متدرج هذا يعطينا زمناً كافياً لإيقاف العمليات وفك الماسورة الصاعدة ، وبالتالي فعوامل الأمان تحتسب بشكل عادي ويتم استخدام شجرة قاعية. يجب التنويه أن المناطق الأخرى في العالم تعد أهدأ من بحر الشمال وخليج المكسيك.&

**وحدات التخزين البحري**:

&هي عبارة عن منشآت بحرية تستطيع تخزين النفط المنتج من الحقل البحري، والذي يتم شحنه من خلال سفن الشحن البحرية . إن حجم وحدات التخزين تتعلق بشكل أساسي بالقدرة وسعة وحدات النقل والشحن والوتيرة اللازمة ذهاباً وإياباً لحمل الشحنة الثانية.

تصمم وحدات التخزين بحيث تتسع بين 15-25 يوم من الانتاج ، وتعد هذه القوة كافية لوحدات النقل (FSOs) بشكل جيد. ويمكن أن نجد وحدات تخزين ونقل خاصة مصممة من أجل تحسين الأداء في حقول معينة.

إن سفن الانتاج والنقل البحرية (FSOs Ship-shaped)  تجمع بين القدرة على الانتاج من الحقل وتخزين الانتاج بحيث تستطيع نقله لاحقاً. يمكننا أيضاً أن نستخدم وحدات التخزين فقط  (FSOs) بالتعاون مع وحدات الانتاج البحرية سواء الثابتة أو العائمة، فمثلاً استخدمت شركة شل منصة إنتاج اسطوانية (Spar) في بحر الشمال لمدة عشرين عاماً مع (FSOs) حالياً تشهد وحدات الانتاج والتخزين تطوراً مهماً في العالم. يتم تخزين النفط في الضغط الجوي مع غاز خامل ويجب أن يتم الفصل بين خزانات التوازن المائية في السفن عن خزانات التخزين ويجب إدارة هذه المشكلة تصميمياً بشكل جيد لأنه من المهم جداً في (FSOs) بناء نظام تخزين يعتمد أيضاً على كون النفط أخف من الماء ، وبالتالي يطفو فوقه ويكفي أن نضخ النفط في الخزانات فوق مياه البحر والتي تخرج من أسفل الخزان. هذا النوع من الخزانات تم استخدامه على أعماق 46 متر ويتسع ل (500000 برميل) ويتم تثبيته على القاع من خلال دعائم منغرسة في القاع، الشكل يبين

           الشكل يبين مثال عن وحدات التخزين البحرية بسعة 500 الف برميل.