نگاهي اجمالي به طراحي، ساخت و نصب سکوهاي نفتي

بدضعیفمتوسطخوبعالی (3.93 از 5)
Loading...Loading...

ساختارهاي فراساحلي با کاربردهاي متعددي در سرتاسر جهان در عمق هاي مختلف و محيط هاي متفاوت به کار مي روند. در اينجا با در نظر گرفتن جنبه هاي متفاوت اين ساختارها نظير، انتخاب تجهيزات، نوع سکوها، روش هاي حفاري، برنامه ريزي صحيح، طراحي، ساخت، انتقال و نصب متناسب با سکوهاي نفتي و با در نظر گرفتن عمق آب و محيط کاري آنها به بررسي اجمالي اين ساختارهاي پيچيده و مهم مي پردازيم. قوانين حاکم بر انواع ساختارهاي فراساحلي از ثابت گرفته تا شناور را مرور کرده و در مورد سکوهاي ثابت کاربردهاي اين قوانين را بررسي مي کنيم. هدف کلي ما از ارائه اين مقاله فراهم آوردن اطلاعات پايه اي در مورد مراحل مختلف طراحي، ساخت، مونتاژ، انتقال و نصب اين سکوهاست. از مهم ترين کاربردهاي سکوهاي فراساحلي مي توان به اکتشافات و توليد نفت، کشتيراني بارگيري و تخليه ي کشتي هاي باربري، پشتيباني پل ها و راه هاي آبي اشاره کرد که عمليات هاي نفتي از مشخص ترين و حياتي ترين آنها بوده که با طراحي بسيار پيچيده ي خود مهندسين را با مسائل متعددي روبرو مي سازد.
اين ساختارهاي فراساحلي مي بايست دوام عمري در حدود 25 سال کارکرد يا بيشتر داشته و بايد با شرايط بسيار سخت محيط هاي دريايي سازگار باشند. از مهم ترين عواملي که بايد در طراحي مدنظر گرفت مي توان به موارد زير اشاره کرد:

1- حداکثر نيروي اعمالي بر سکوها از طرف عوامل محيطي نظير طوفان، باد و امواج
2- بار خستگي توليد شده از طرف امواج
3- حرکت کلي سکو

در بعضي مواقع ممکن است سکو بر اثر جريان هاي آبي با يک نيروي قوي بر روي سيستم لنگر خود مواجه شود که مي تواند منجر به توليد گرداب شود. سکوهاي نفتي ساختارهاي غول پيکري از جنس فولاد يا بتن بوده که وظيفه ي اصلي آنها را مي توان اکتشاف و استخراج نفت و گاز از پوسته ي زمين برشمرد.
اين سکوها را مي توان در درياهاي آزاد، درياچه ها و خليج ها نصب کرد که در بعضي مواقع کيلومترها تا خط ساحلي فاصله دارد. جنس آنها بسته به شرايط محيطي و نوع آنها فولاد، بتن يا ترکيبي از هر دو است. سکوهاي نفت و گاز به طور کلي از انواع مختلف فولاد، از فولاد معمولي گرفته تا فولادهاي بسيار مقاوم تهيه مي شوند اما در انواع قديمي آنها شاهد حضور بتن مسلح نيز، به عنوان يکي از مواد حياتي هستيم.
در محدوده ي سکوهاي فولادي، انواع مختلفي بر اساس استفاده و عمق کاري آنها وجود دارد. اين سکوها بسيار سنگين بوده و در زمره ي بلندترين ساختارهاي ساخته شده به دست بشر جاي مي گيرند. در اين سکوها نفت و گاز از هم جدا شده و به وسيله ي خطوط انتقال نفت و يا تانکر به ساحل منتقل مي شوند.

انواع سکوهاي نفتي و حفاري

انواع مختلفي از سکوهاي نفتي بسته به عمق آب و شرايط کاري آنها به کار گرفته مي شوند. از Rig ها براي حفاري در ميادين نفتي و از سکوها به منظور عمليات استخراج استفاده مي شوند. در ادامه به پر کاربردترين انواع آنها اشاره مي شود. حفاري در ميادين نفتي فراساحلي که کيلومترها با نزديک ترين ساحل فاصله دارند مشکلات بسيار زيادي را با خود به همراه دارد. ممکن است در اين حفاري ها، بستر دريا تا سطح آب هزاران فوت فاصله داشته باشد. از اين رو همانطور که در حفاري هاي روي سطح زمين به سکوهاي حفاري احتياج داريم، در دريا نيز بايد سکوهاي مصنوعي حفاري ساخته شوند.


سکوهاي حفاري متحرک

در يک دسته بندي کلي مي توان سکوها را به دو نوع ساکن که تنها در مکان خاص خود قابل استفاده بوده و نوع متحرک که قابل جابجايي است، طبقه بندي کرد.
کرجي هاي حفاري

از اين نوع براي حفاري در آبهاي کم عمق استفاده مي شود. آبهاي کم عمق معمولاً شامل درياچه ها، رودخانه ها، کانال ها و باتلاق ها هستند. اين کرجي ها معمولاً يک سکوي متحرک هستند که براي حمل و نقل به يدک کش ها نيازمندند. اين کرجي ها که توانايي کارکرد در آبهاي متحرک را ندارند در آبهاي ساکن و کم عمق کارايي خوبي از خود به نمايش گذاشته اند.
جکاب (Jack UP)

کارايي کلي اين سکوها همانند کرجي هاي حفاري است. با اين تفاوت که وقتي آنها در محل حفاري قرار مي گيرند، سه يا چهار پايه ي طراحي شده در عمق آب فرو رفته و در کف درياچه بر روي بستر محکم مي شوند. اين پايه ها امکان جايگزيني بدون متحرک و بالاتر از سطح آب را براي اين نوع سکو فراهم مي آورد که از مزيت هاي آن نسبت به کرجي هاي حفاري به شمار مي رود.
اما عمق کاري آنها نسبت به کرجي هاي حفاري کم تر بوده و کارگذاري پايه ها در عمق زياد مشکلات زيادي به همراه دارد. در واقع عمق کاري آنها نمي تواند از 190 m بيشتر باشد. از آنجا که سکوي کاري در اين نوع بالاتر از سطح آب قرار مي گيرد امکان عمليات حفاري مطمئن تري را نسبت به کرجي هاي حفاري فراهم مي آورند.
سکوهاي شناور در آب (Submersible)

سکوهاي شناور نيز تقريباً ساختاري مشابه Jack up ها دارند با اين تفاوت که در قسمت هاي کم عمق اقيانوس ها يا درياچه ها به کار مي روند. اين سکوها داراي دو عرشه ي مجزا بوده که بر روي يکديگر قرار مي گيرند. عرشه هاي بالايي محل جايگيري خدمه و سکوي اصلي حفاري است. عرشه ي پاييني در هنگام جابجايي از هوا پر شده و کل سکو را به حالت شناور در مي آورد. هنگامي که سکو به ميدان مورد نظر رسيد هواي موجود در عرشه ي پاييني تخليه شده و کل سکو در کف دريا يا درياچه جاي مي گيرد. با اينکه متحرک بودن اين سکو آن را بسيار مفيد کرده است اما محدوده ي کاري آن همچنان محدود به آبهاي کم عمق مي باشد.
سکوهاي نيمه شناور

اين نوع داراي يک قسمت حفاري شناور است که داراي ستون هاي موقت مي باشد. با پر شدن اين ستون ها از آب، آنها به صورت شناور در آمده و در عمق پيش بيني شده فرو مي روند. اين گونه يکي از پرکاربردترين و معمول ترين نوع سکو به شمار مي رود که علاوه بر قابليت هاي سکوهاي بحث شده، توانايي حفاري در آبهاي عميق را نيز دارا مي باشد. سکوهاي نيمه شناور همانند سکوهاي شناور براي جابجايي از دو عرشه ي متفاوت استفاده مي کنند. در واقع با اينکه قسمتي از سکو در آب فرو مي رود همچنان توانايي شناور ماندن بر روي ميدان حفاري را داراست.
با پر شدن عرشه ي پاييني از آب، پايداري لازم در هنگام حفاري براي سکو فراهم مي شود. سکوهاي نيمه شناور معمولاً با استفاده از لنگرهاي سنگيني که هر کدام بيش از ده تن وزن دارند در جاي خود مستقر مي شوند. اين لنگرها به همراه عرشه ي پاييني سکو از آب پر شده است امکان يک حفاري مطمئن را در آبهاي متلاطم ايجاد مي کند.
مي توان اين سکو ها را در يک مکان مشخص نگهداري کرده و آنها را در عمليات هاي متفاوت به صورت مقطعي به کار برد. عمق کاري آنها بسيار بيشتر از انواع پيشين بوده و به صورتي که با پيشرفت تکنولوژي مي توان تا عمق 1800 m را به راحتي حفاري کرد. اين نوع مي تواند سوراخي در بستر دريا ايجاد کرده و بعد از آن به سرعت به مکان ديگري انتقال يابد.

سکوهاي ثابت

در مکان هاي مشخصي همانند آبهاي کم عمق امکان اتصال فيزيکي سکو به کف دريا وجود دارد. پايه هاي آن که از جنس بتن و يا فولاد ساخته مي شوند، از سکوها تا عمق آب امتداد يافته و در پايه هاي در نظر گرفته شده در بستر دريا نصب مي شوند. با در نظر گرفتن سازه هاي بتني و يا پايه ها، وزن سکو به اندازه اي است که احتياج به اتصالات خاصي براي جلوگيري از حرکت در عمق آب نداشته و مي تواند به راحتي با توجه به جرم خود در بستر دريا آرام مي گيرد. بزرگترين مزيت اين سکوها، پايداري آنهاست. با توجه به اتصال آنها به کف دريا تأثيرات نيروي باد و آب جابجايي بسيار ناچيزي را در سکو به همراه دارد. با تمام اين احوال امکان استفاده از اين نوع در آبهاي بسيار بسيار عميق و ساخت پايه هاي بسيار بلند مقرون به صرفه نيست.

سکوهاي قالبي

اين سکوي فولادي پرکاربردترين نوع سکو در خليج فارس، خليج مکزيک، نيجريه و خطوط ساحلي کاليفرنيا به شمار مي رود. اين نوع سکو شامل بدنه ي اصلي، عرشه، موج شکن و ستون لنگرگاه مي باشد. تمامي سکوهاي نصب شده در خليج فارس از اين گونه هستند. در حال حاضر حدود 145 سکوي قالبي متعلق به ايران و 130 سکوي قالبي متعلق به کشورهاي عربي منطقه در خليج فارس مشغول فعاليت هستند (اطلاعات سال 2008)

کشتي هاي حفاري

همانطور که از اسم آن مشخص است به طور تخصصي جهت حمل وسايل و اجراي عمليات هاي حفاري طراحي شده است. وظيفه ي اصلي آن حمل سکوهاي حفاري به آبهاي عميق است. يک کشتي حفاري علاوه بر وسايل معمولي که در هر کشتي اقيانوس پيما يافت مي شود داراي يک سکوي حفاري و يک بُرجک چاه کني بر روي عرشه خود است. همچنين اين کشتي ها داراي حفره اي به نام Moonpool هستند که از روي کشتي امکان حفاري تا عمق آب را فراهم مي آورد. اين کشتي ها حفاري در اعماق بسيار زياد را امکان پذير کرده و از سيستم “جايگزيني پويا” يا (Dynamic Positioning) بهره مي برند. در زير آنها موتورهاي الکتريکي نصب شده است که امکان حرکت را در تمام جهات فراهم مي آورد. اين موتورها که به کامپيوتر مرکزي کشتي متصل بوده و از تکنولوژي مکان يابي ماهواره اي استفاده مي کند به همراه سنسورهاي موجود بر روي صفحه حفاري از قرارگيري کامل کشتي بر روي مکان حفاري اطمينان حاصل مي کند.

سکوهاي ستوني

اين سکوها شباهت زيادي به سکوهاي ثابت داشته و شامل يک ستون بلند متصل به شالوده ي موجود در کف درياست که تا سطح سکو امتداد يافته است. اين ستون بر خلاف پايه هاي نسبتاً صلب سکوهاي ثابت، قابل انعطاف بوده و انعطاف پذيري آن و در نتيجه توانايي آن در جذب نيروهاي وارده بر سکو امکان استفاده از سکوهاي ستوني در آبهاي عميق تر را فراهم آورده است. با اين انعطاف پذيري، سکوهاي ستوني مقاومت لازم در برابر شرايط طوفاني را دارا هستند.

سکوهاي Seastar

اين سکوها همانند نمونه ي کوچکي از سکوهاي با پايه هاي کشتي هستند. اين سکوها شامل يک عرشه ي شناور است که شباهت زيادي به سکوهاي نيمه شناور بحث شده دارند. در هنگام حفاري عرشه ي پاييني از آب پر شده و پايداري لازم براي سکو را فراهم مي آورد. علاوه بر اين عرشه ي نيمه شناور، اين سکوها داراي سيستم پايه ي کششي، تاندون هاي توخالي هستند که از کف دريا تا سکوي معلق امتداد يافته اند. اين پايه ها تحت کشش مشخصي قرار گرفته و اجازه ي بالا و پايين رفتن را به سکو نمي دهد. اگرچه انعطاف پذيري آنها جابجايي عرضي را امکان پذير ساخته و مقاومت سکو در برابر ديگر نيروها را بدون خطر شکستن پايه بالا مي برد. از اين سکوها مي توان تا عمق 1120m استفاده کرد اما ساخت سکوهاي بسيار بزرگ از اين نوع مقرون به صرفه نيست.

سکوهاي مجهز به پايه هاي کششي

اين سکوها نمونه هاي بزرگي از سکوهاي Seastar هستند. يک پايه ي بلند انعطاف پذير که به بستر دريا متصل است در اين نمونه تا خود عرشه ي سکو امتداد مي يابد. همانند سکوهاي Seastar ، سکوهاي اين نمونه نيز اجازه جابجايي عرضي تا 6.4 m را به عرشه مي دهد در حالي که جابجايي عمودي اندکي را ايجاد مي کند. از اين نوع مي توان تا عمق 2240 m استفاده کرد.

سيستم توليد نفت به صورت شناور

اين سيستم دقيقاً همانند سکوهاي نيمه شناور است که پيش از اين توضيح داده شد با اين تفاوت که علاوه بر تجهيزات حفاري در خود داراي تجهيزات ديگري جهت توليد نفت نيز هستند. از کشتي هاي همراه نيز مي توان به عنوان سيستم توليدي شناور استفاده کرد. اين سکوها در مکان خود با استفاده از لنگرهاي بزرگ و سنگين و يا با استفاده از سيستم ” جايگزيني پويا” – که در کشتي هاي حفاري مورد استفاده قرار مي گيرند- ثابت مي شوند. با استفاده از اين سيستم بعد از حفاري سر چاه نفت به جاي سکو به بستر دريا متصل مي شود. نفت خارج شده از سر چاه نفت به وسايل توليد نفت موجود بر روي سکوهاي نيمه شناور، انتقال مي يابد. اين سيستم تا عمق 1920m کارايي دارد.

سکوهاي دکلي (Spar)

اين سکوها در زمره ي بزرگترين سکوهاي فراساحلي قرار دارند. اين سکوهاي غول پيکر داراي يک سيلندر بزرگ هستند که سکوهاي معمولي را پشتيباني مي کنند. اگر چه اين سکو تا بستر دريا امتداد نمي يابد اما با کمک يک دسته خطوط انتقال و کابل ها به کف دريا متصل مي شود. اين سيلندر عظيم پايداري سکو را در آب فراهم کرده و در عين حال با حرکت خود توانايي جذب نيروهاي ناشي از طوفان را داراست. اولين نوع از اين سکو در سال 1996 در خليج مکزيک نصب و راه اندازي شد. طول سيلندر آن 4/169متر و قطر آن 4/22 تخمين زده مي شود. عمق محل نصب آن نيز در حدود 6/617 متر مي باشد.

سيستم هاي زير دريا

اين سيستم ها در واقع چاههاي نفتي هستند که در بستر دريا جاي مي گيرند. همانند سيستم هاي توليدي شناور، نفت خارج شده از کف دريا به يک سکوي توليدي از قبل تعبيه شده منتقل مي شود. چاه را مي توان به وسيله ي يک سکوي حفاري متحرک ايجاد و به جاي ساخت يک سکوي مجزا براي اين چاه، نفت و گاز را با استفاده از يک بالا آورنده منتقل کرد و يا حتي با کمک خطوط انتقال، آن را به نزديک ترين سکوي توليدي موجود در منطقه رساند. با استفاده از اين روش مي توان نفت استخراج شده از منطقه ي وسيعي شامل چندين چاه را به يک سکوي توليدي که از قبل در يک منطقه ي استراتژيک نصب شده است، انتقال داد. اين سيستم ها معمولاً در عمق 2240 متري و يا بيشتر کاربرد دارند اما قدرت حفاري براي آنها در نظرگرفته نشده است. به عبارت ديگر تنها در استخراج و انتقال محصولات نفتي کاربرد دارند.

:: خلاصه اي از مراحل ساخت پروژه هاي فراساحلي

همانند ساير پروژه هاي صنعتي، ساخت سکوهاي فراساحلي نيز بر اساس جدول زمان بندي مشخصي شامل: تجزيه و تحليل صرفه اقتصادي، طراحي اوليه و جزئيات، نصب سازه هاي فولادي و تجهيزات امکان پذير است. تمامي و يا هر قسمت از مراحل بالا مي تواند توسط يک ارگان ذيصلاح و تحت استانداردهاي مشخصي انجام پذيرد.

در حالت کلي ساخت سکوهاي فراساحلي طبق روند زير صورت مي پذيرد:

• تجزيه و تحليل صرفه ي اقتصادي
• تحقيقات بر روي مکان ساخت که بازرسي محل نصب را نيز در بر مي گيرد.
• طراحي مفهومي، طراحي ابتدايي و طراحي جزئيات
• محاسبات مربوط به مقاومت موادي که در سکو به کار گرفته مي شوند
• تأييد طراحي توسط مراجع ذيصلاح
• تهيه ي مواد و ساخت تجهيرات
• ساخت سازه هاي فلزي
• آماده سازي عمليات انتقال اجزاي سکو و روند نصب
• بارگيري، انتقال و عمليات نصب
• راه اندازي

معمولاً ساخت سازه هاي فولادي براي چنين ساختارهاي عظيمي در مکاني صورت مي گيرد که امکان انتقال آنها به محل نصب به راحتي امکان پذير باشد. انتقال چنان تجهيزات عظيمي محتاج به طراحي خاص و پيچيده اي به همراه محاسبات مربوط به جايجايي است.
از آنجا که عمليات هاي مربوط به طراحي مهندسي، انتخاب مواد، ساخت سازه هاي فولادي و غيره بسيار زمان بر است، در اکثر مواقع با توجه به جدول زمانبندي دقيق تعدادي از آنها به صورت همزمان انجام مي پذيرند.

طراحي سکوهاي فراساحلي ثابت

معمول ترين سکوهاي فراساحلي استفاده شده در خليج مکزيک، نيجريه، کاليفرنيا و خليج فارس سکوهاي قالبي ساخته شده از جنس فولاد هستند که به منظور اکتشاف و برداشت از ميادين نفت و گاز به کار مي روند. طراحي، تجزيه و تحليل اين تجهيزات فراساحلي بايد مطابق با توصيه هاي ارائه شده توسط استاندارد (API ) انجام پذيرد.
تجزيه و تحليل هاي گوناگون مربوط به سکوهاي قالبي با آناليزهاي مهندسي مربوط به سکوهاي قالبي از قرار زير است:

• آناليز مکان نصب
• آناليز زلزله
• آناليز خستگي
• آناليز ضربه
• آناليز موقتي (آني)
• آناليز بارگيري
• آناليز حمل و نقل
• آناليز دستگاهها
• آناليز عمر کاري
• آناليز نصب بر روي پايه ها
• آناليز پايداري توده اي
• آناليز توده ها و لوله هاي راهنما
• آناليز حفاظت کاتدي
• آناليز حمل و نقل
• آناليز نصب

طراحي و آناليز سکوهاي ثابت بايد با در نظر گرفتن ” قوانين عملي جهت برنامه ريزي، طراحي و ساخت سکوهاي ثابت فراساحلي” تهيه شده توسط API صورت پذيرد که آخرين ويرايش آن (ويرايش 21) در دسامبر 2000 به چاپ رسيده است. اين دفترچه نيازهاي کمينه را با توجه به وضعيت وقوع طوفان در 100 سال گذشته ي محل مشخص کرده است.
به عنوان نمونه براي تحليل سکو در خليج مکزيک شرايط محيطي مطابق با امواجي با ارتفاع 21 متر، سرعت باد 170 Km/hr و جزر و مد 4 متر در قسمت هاي کم عمق در نظر گرفته مي شود.
در خليج فارس اين مقادير برابر با امواجي با ارتفاع 2/12 متر، سرعت باد 130 Km/hr و جزر و مد 3 متر مي باشد. در درياي خزر ارتفاع امواج 19 متر و در درياي شمال بسته به مکان دقيق آن در حدود 32 متر تخمين زده مي شود. همچنين بر اساس رويه ي API RP-2A ارتفاع پايين ترين نقطه سکو مي بايست با بيشترين ارتفاع مربوط به مجموع موج و جزر حداقل 5/1 متر فاصله داشته باشد. همچنين سکو مي بايست در برابر نيروهاي ناشي از شرايط محيطي، حمل و نقل، نصب وسايل و ديگر نيروهاي توليد شده توسط تجهيزات موجود بر روي عرشه مقاوم باشد.
داده هاي ژئوتکنيکي

يکي ديگر از مراحل مهم در طراحي سازه هاي فراساحلي، بازرسي خاک محل قرارگيري تجهيزات است. از آنجا که در نهايت اين خاک عمق درياست که مي بايست در برابر نيروها و تحرکات مربوط به سکو در عمق آب مخصوصاً در شرايط طوفاني مقاومت کند، بازرسي خاک از اهميت ويژه اي برخوردار است. خاک بستر دريا مي تواند شامل رس، ماسه، لجن و يا ترکيبي از آنها باشد. در هر پروژه مي بايست مشخصات خاک جهت تحمل بار در کشش و فشار، مقاومت در برابر تنش برشي و مشخصات جابجايي نيروهاي محوري و توده اي بررسي شده و در گزارشي به مراجع اطلاع داده شوند. اين گزارش بر اساس نمونه برداري از خاک و انجام آزمايش هاي خاص در همان محل يا آزمايشگاه بر روي آن انجام شده که اطلاعات مفيدي را در اختيار مهندس طراح مي گذارد.
نرم افزارهاي طراحي سکوها

جهت تجزيه و تحليل هاي ساختماني

SACS, FASTRUDL, MARCS, OSCAR, STRUCAD, SESAM

جهت محاسبات هيدروليکي

MAXSURF, HYDROMAX, SCAMOOR

جهت تجزيه و تحليل ستون ها

GRL WEAP, PDA, CAPWAP

تجزيه و تحليل ساختماني

براي تجزيه و تحليل ساختماني ابتدا توسط يکي از نرم افزارهاي ارائه شده که منحصراً به همين منظور طراحي شده اند، يک مدل ابتدايي از سکو توليد مي شود. اين مدل مي بايست تمامي قطعات اصلي، اتصالات و تجهيزات اساسي را در بر داشته باشد. يک سازه ي فراساحلي معمولي که با کمک ستون پشتيباني مي شود معمولاً داراي عرشه ي اصلي، عرشه ي زيرين، عرشه ي نيمه زيرين و سکوي فرود هليکوپتر است. سازه ي عرشه توسط پايه هايي که به ستون اصلي متصل است، پشتيباني مي شود. ستون اصلي نيز که از زير عرشه آغاز شده است راه خود را تا درون خاک بستر دريا ادامه مي دهد. در زير آب اين ستون درون يک سازه ي پوششي قرار مي گيرد تا از آن در برابر نيروهاي خارجي محافظت کند. اين پوشش سازه اي همچنين مي تواند به عنوان يک راهنما براي ستون به کار رفته به گونه اي که ستون از داخل آن به درون عمق آب هدايت شود. در صورت استفاده از ستون دامنه اي، ستون اصلي مي تواند از خارج سازه ي پوششي به عمق آب هدايت شود.به علاوه هرگونه تحليلي بر روي سکوهاي فراساحلي بايد وزن تجهيزات، حداکثر نيروي وارد بر عرشه و نيروي حاصل از باد را نيز پوشش دهد. در قسمت زير آب نيز نيروهاي حاصل از امواج و جريان هاي در عمق آب از اهميت بالايي برخوردارند. اين تحليل شامل دو بخش تحليل استاتيکي خطي براي اجزاي بالاي خط گل و لاي و تحليل استاتيکي غير خطي براي خاکي که ستون در آن جاي گرفته مي باشد.
علاوه بر اين ها بايد تمامي اتصالات لوله اي آزمايش شده و از مقاومت آنها در برابر نيروهاي ضربه اي اطمينان حاصل شود. تحليل نيروي ضربه اي برشي را معمولاً با نام “تحليل توانايي اتصالات” مي شناسند.
تمامي قسمت هاي سازه با کمک نتايج به دست آمده از تحليل هاي کامپيوتري، تحليل هاي انجام پذيرفته در مکان نصب و ديگر تحليل هاي ذکر شده در بالا انتخاب مي شوند. در طراحي سکوهاي فراساحلي معمولاً از لوله ها يا تيرهاي لبه دار جهت قطعات اصلي استفاده مي شود. همزمان با تحليل هاي سازه اي، تيم طراحي نيز نقشه هاي اوليه ي ساخت به همراه اندازه ها و ابعاد بهينه شده بر طبق آناليز را آغاز کرده که حاوي جزئيات ساختي نظير طريقه نصب، انتقال و جايگذاري ساختمان ها نيز مي باشد. سکوي طراحي شده بايد توانايي تحمل نيروها در بدترين شرايط و همچنين مقاومت در برابر خستگي در طول عمر خود را دارا باشد.
تحليل خستگي با کمک فرمول Palmgeren-Miner و با بهره گيري از دياگرام پراکندگي امواج، پاسخ ديناميکي طبيعي سکو و همچنين سختي مربوط به ستون انجام مي شود. تحليل جزئي خستگي جهت ارزيابي صدمات مربوط به خستگي انجام مي پذيرد. به دليل پيچيدگي کار، API اجازه ي انجام تحليل هاي خستگي ساده شده بر روي سکوهايي که شرايط زير را داشته باشد صادر کرده است:

• عمق آب محل جايگيري سکو کمتر از 122 متر باشد.
• از فولاد چکش خوار ساخته شده باشد
• داراي بدنه اي بزرگتر از مدل موجود در طراحي اوليه باشد
• فرکانس طبيعي نوسانات آن کمتر از 3 ثانيه باشد
اجازه نامه ي مشتري و پروسه ي تأييد

تمامي قسمت هاي طراحي سکوهاي فراساحلي بايد به تأييد مشتري برسد. نتايج تحليل بايد گواهي بر طراحي قابل قبول سکو بر اساس روش هاي استاندارد و بر طبق داده هاي تهيه شده در مکان نصب بوده و در عين حال با تمامي پارامترها و قوانين مشخص شده در API RP-2A و موسسه فولاد ساختماني آمريکا همخواني داشته باشد.بسته ي درخواست اجاره نامه بايد شامل خلاصه اي از تحليل هاي انجام شده ( و در صورت وجود توضيحاتي درباره ي اصلاحات صورت گرفته) بوده و بيشينه نيروي وارد بر شالوده را مشخص کند. يک گزارش از بررسي خاک و طرح هاي تأييد شده ي ساخت نيز بايد به آن ضميمه گردد.
تمامي طرح ها، نتايج تحليل ها و کل بسته بايد به امضاي مهندسين مشاور و رئيس پروژه رسيده و به مشتري تحويل داده شود.
عمليات ساخت

API RP-2A ليستي از جنس مواد مورد استفاده در ساخت قطعات فولادي سکوها تهيه و منتشر کرده است. کمينه مقاومت براي فولادها برابر با فولادهاي رده ي A36 در انجمن مواد و آزمايشات آمريکا (ASTM ) و مقاومت 250 Mpa در AISC است. براي مواردي که مقاومت بيشتري نياز دارند مثل لوله ها، رده ي X52 در API 5L پيشنهاد شده است. تمامي مواد، جوش ها و حتي جوشکارها بايد به دقت بازرسي و آزمايش شوند. براي برش ها، جوشها و مونتاژها بايد طرح هاي دقيقي تهيه شده و اين پروسه ها کاملاً بر اساس آنها انجام پذيرد. انتخاب خط توليد کار آمد نيز از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. اين خط هاي توليد بايد کاملاً مجهز بوده و به اندازه اي بزرگ باشد که توانايي توليد قطعات غول پيکر سکوها را داشته باشد.
بارگيري و حمل و نقل

به منظور صرفه جويي در هزينه ها و راحتي عمليات کارگاههاي ساخت سکوها معمولاً در نواحي ساحلي داير مي شوند. بعد از اتمام ساخت تمامي قطعات بايد بر روي کشتي بارگيري شده و به محل نصب دائمي انتقال يابد. از همين رو در طراحي ها بايد به بارگيري و عمليات حمل و نقل نيز توجه کافي شده، تمام مراحل بارگيري مد نظر قرار گرفته و تنش ها بررسي مي شوند. قبل از شروع انتقالات بايد قطعات براي يک سفر دريايي تحليل شده، به کرجي ها محکم شده و سپس عمليات انتقال شروع مي شود. در تحليل هاي صورت گرفته براي حمل و نقل بايد اثرات چرخش کششي، ضربه، تخليه اثرات غير متقارن بودن سکو کاملاً بررسي شود. به اين منظور بايد اطلاعات دقيقي از بدترين وضعيت جوي مسير در همان بازه ي زماني مشخص از سال در اختيار مهندسين قرار گيرد.
عمليات نصب

تمامي موارد طراحي بايد به گونه اي انجام پذيرد که در آنها تنشهاي عمليات نصب مربوط به بلند کردن، به صورت قائم در آوردن، بر پايه سوار کردن و غيره در نظر گرفته شده باشد. پوشش هاي پايه بايد به گونه اي باشند که در طول مدت زمان نصب احتياج به پشتيباني خارجي نداشته باشند. از Mudmat ها در صفحه افقي زيرين مکان نصب جهت انتقال موقتي نيروها به بستر دريا و خاک آن قبل از اتمام عمليات ستون گذاري استفاده مي شود. در هنگام طراحي ستون ها توجه به مقاومت آنها در برابر تنشهاي ايجاد شده در هنگام جاي گيريشان از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. اولين قسمت بايد به اندازه اي بلند باشد که از چند متر بالاي محل جاي گيري پايه تا بالاي خط گل و لاي امتداد يابد (در اين حالت نفوذ خود به خودي پايه ها به دليل وزنشان بايد مدنظر قرار گيرند). باقي قطعات بايد در همان مکان به قطعه ي اول جوش داده شوند. هنگامي که تمامي پايه ها به عمقي که انتظار مي رود رسيدند، آنها را بايد به آرايش از قبل طراحي شده متناسب با قسمت بالايي در آورد. سپس پوشش پايه ها تا ارتفاعي در حدود يک متر پايين تر از سر بالايي پايه ها به دور آنها جوش داده مي شود.
نتيجه گيري

انتخاب سکوها و دستگاههاي حفاري مستقيماً با عمق آب و نوع سرويس مورد نياز متناسب است. سکوهاي Jack up براي آبهاي کم عمق تا حدود 150 متر به کار مي روند. سکوهاي ثابت قالبي در اندازه ها و عمق هاي متفاوتي کاربرد دارند اما اکثر استفاده ي آنها در عمق هايي کمتر از 150 متر است. سکوهاي نيمه شناور در آبهاي عميقي يعني تا حدود 1800 متر کارايي خود را حفظ مي کنند. سکوهاي با پايه ي کششي در عمق بيش از 300 متر استفاده مي شوند. سکوهاي دکلي مسئوليت اکتشافات در آبهاي بسيار عميق را بر عهده دارند.
غرق شدن سکوي Sleipner A , برگزيده اي از گزارش SINIEF

سکوي اسليپنر وظيفه ي توليد نفت و گاز در درياي شمال و از عمق 82 متري را بر عهده دارد. اين سکو در واقع از نوع Condeep بوده و داراي پايه اي متشکل از 24 سلول با مجموع مساحتي برابر با 16000 متر مربع است. چهار عدد از اين سلول ها تا عرشه امتداد يافته و وظيفه ي نگهداري از آن را بر عهده دارند. آگوست سال 1991 اولين پايه ي سيماني اسليپنر در طي عمليات آماده سازي نصب اين سکو غرق شد. بلافاصله بعد از اين اتفاق شرکت صاحب سکو عمليات بررسي را با مشاوره ي فني SINIEF آغاز کرد. نتايج نشان داد که سرمنشأ حادثه مشکلات موجود در ديواره ي سلول ها بوده که باعث به وجود آمدن يک ترک و بعد از آن نشتي در ديواره شده به گونه اي که پمپ ها توانايي سازگاري با آن را نداشتند. ديواره ها بر اثر اشتباهات موجود در تحليل هاي انجام پذيرفته به روش اجزاء محدود و تقويت نشدن آنها در مکان هاي بحراني از بين رفت.

عرشه بالايي که 57000 تن وزن داشت امکان زندگي و کار براي 200 نفر را فراهم کرده و تجهيزات حفاري به وزن 40000 تن را در خود جاي مي داد. بعد از غرق شدن مدل اول در سال 1991، اين حادثه باعث وقوع ارتعاشي شبيه به زلزله اي 3 ريشتري شده و چيزي جز توده اي در آوار در عمق 220 متري از خود باقي نگذاشت. ضرر اقتصادي اين حادثه در حدود 700 ميليون دلار تخمين زده شده است. علت حادثه تقريب صورت گرفته در مدل الاستيکي خطي بود که به وسيله ي نرم افزار معروف اجزاء محدود يعني NASTRAN انجام شده بود. لذا تنش هاي برش به ميزان 47% کمتر از ميزان واقعي تخمين زده شده بودند که منجر به خطاي طراحي و وقوع حادثه گرديد. به زبان ديگر قطر ديواره بسيار کمتر از مقدار مورد نياز بودند.
.تحليل هاي صورت گرفته بعد از حادثه نشان مي داد که با طراحي سابق شکست مي بايست در عمق 62 متري به وقوع مي پيوست که در واقعيت نيز بسيار به اين مقدار نزديک بود (65 متر).

کلمات جستجو شده:

  • نگاهی اجمالی به طراحی، ساخت و نصب سکوهای نفتی
  • سکوی نفتی
  • سکوهای دریایی
  • طراحی سکوهای نفتی
  • یک پاور پوینت کامل از انواع دکلها در نفت
  • سکوهای نفتی
  • انواع سکو نفتی
  • طراحی و اجرای سکوهای ثابت نفتی
  • شیوه کار سکوی گازی
  • مقاله در خصوص فرایند سکوهای گازی

43 نظر برای نگاهي اجمالي به طراحي، ساخت و نصب سکوهاي نفتي

  1. علیرضا ثمن خیرآبادی
    آوریل 23, 2014

    با سلام .
    اگه ممکنه مطلبتونو رو واسم میل بفرمایید .
    با تشکر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 2

  2. محمد
    آوریل 7, 2014

    مطالب خیلی خوبی هستن اگر امکانش هست برام ایمیلش کنید
    باتشکر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  3. الهه زهدی
    مارس 30, 2014

    سلام میتونم خواهش کنم مطلب رو برام ایمیل کنید
    ela.zohdi1991@gmail.com

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  4. تیام
    مارس 29, 2014

    سلام
    من دانشجوي رشته كاز اكه ممكنه سكوهاي حفاري رو برام ميل كنيىد شديدا به ان نيازمندم با تشكر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  5. zahra
    مارس 26, 2014

    salam mamnoon az matalebeton mishe vasam mail konid

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  6. mohammadreza
    دسامبر 23, 2013

    باسلام مطالبی خوبی ونیاز دارم به این مطالب لطفا برام ایمیل کنید ممنون

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  7. صالح
    دسامبر 15, 2013

    سلام. من شدیدا به این مطالب نیاز دارم ولی نمی تونم کپی کنم، اگه میشه این مطلب رو به ایمیلم بفرستید.

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  8. محمد
    دسامبر 10, 2013

    چرا فریز شده و کپی نمیشه؟ میشه لطفا ایمیلش کنید واسم؟

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  9. غلامرضا صالحی راد
    دسامبر 1, 2013

    helipad ها اصولا از آلومینیوم سبک می باشد که به راحتی قابل حمل می باشد.

    Well-loved. Like or Dislike: Thumb up 5 Thumb down 1

  10. مهتاب
    اکتبر 11, 2013

    با سلام و تشکر بخاطر مطلب مفیدتون.میخواستم ببینم امکانش هست این مطلب را برام ایمیل کنید چون قابل کپی نیست و من برای یک پروژه نیازمند هستم.ممنون میشم

    رتبه دهید: Thumb up 3 Thumb down 0

  11. bagher
    سپتامبر 15, 2013

    با سلام
    بنده در سکوی فاز یک نفت و گاز پارس کار می کنم
    علاقه دارم اگر پروژه ای باشه همکاری و فعالیت داشته باشم
    job.bagheri@gmail.com

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  12. bagher
    سپتامبر 15, 2013

    با سلام
    بنده در حال حاضر در سکوی گاز فاز یک شرکت نفت و گاز پارس خدمت می کنم.
    خوشحال می شم اگر پروژه ای باشه که بتونم فعالیت داشته باشم.

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  13. سید هادی
    آوریل 13, 2013

    از مدیران سایت کسی راجع به طراحی یک سکوی شناور برای پمپاژ آب در پشت یک سد اطلاعات دارند
    ممنون میشم اگه کمکم کنید

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 1

  14. میلاد
    آوریل 3, 2013

    سلام-خسته نباشید
    در صورت امکان این مطلب رو برام بفرستید

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 1

  15. میثم
    مارس 28, 2013

    اگه میشه پاور پوینتی درمورد نحوه اماده سازی دکل دریایی ثابت وروشهای حفاری درانها با محل کامل برام بفرستید ممنون

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 1

  16. Reza
    فوریه 19, 2013

    برای دریافت مطالب بیشتر در رابطه با سازه های دریایی می توانید به گروه عمران-مهندسی سازه های دریایی دانشگاه قم مراجعه فرمایید.

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 1

  17. علی مجیر
    دسامبر 22, 2012

    من دانشجوی سال آخر معماری هستم و قصد دارم در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مدیریت پروژه (مدریت و ساخت سکوهای نفتی)ادامه تحصیل دهم شما میتوانید کمکم کنید در کدام دانشگاه ادامه تحصیل دهم؟

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 1

  18. مریم
    اکتبر 19, 2012

    Hidden due to low comment rating. Click here to see.

    رتبه پایین. رتبه دهید: Thumb up 2 Thumb down 5

  19. مصطفی خدایی
    سپتامبر 27, 2012

    با سلام
    ببخشید میشه در مورد سکوهای بتنی هم توضیحاتی بدین و بگین بتن ریزی داخل آب چطوری انجام میشه؟
    باتشکر

    رتبه دهید: Thumb up 3 Thumb down 2

  20. علي
    ژوئن 18, 2012

    بسار خوب بود،مخصوصا براي من كه به تازگي دنبال كسب اطلاعات دراين زمينه هستم،بسيار متشكرم
    ممنون مي شوم اگر درمورد نحوه نگهداري وبرداشت نفت از سكو هاي نفتي اطلاعاتي رو برام بفرستيد

    رتبه دهید: Thumb up 3 Thumb down 1

  21. محمود مسکرنژاد
    ژوئن 2, 2012

    سلام
    اینجانب محمد مسکرنژاد دارای مدرک کارشناسی مدیریت بازرگانی ساکن استان خوزستان شهرستان دزفول آمادگی خود را جهت همکاری اعلام می دارم

    رتبه دهید: Thumb up 3 Thumb down 3

  22. غلامرضا صالحی راد
    می 19, 2012

    این فایل بطور کامل در وبلاگ :سازه های دریایی واحد علوم و تحقیقات
    فایلها و جزوات دانشجویان سازه های دریایی دانشگاه علوم و تحقیقات تهران درج گردیده است.به آدرس:http://www.marinesrbiau.blogfa.com/

    Well-loved. Like or Dislike: Thumb up 4 Thumb down 0

  23. غلامرضا صالحی راد
    می 19, 2012

    سلام.دوست عزیز این فایل را من تهیه کردم .لطفا ،همانت دار باشید و نام نویسنده را هم بنویسید.با تشکر صالحی راد

    Well-loved. Like or Dislike: Thumb up 8 Thumb down 0

  24. حسن زاده
    می 18, 2012

    با سلام تشکر می کنم از مطالب خوبتون.

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  25. امیررضا
    می 11, 2012

    سلام اگه میشه این مطلب و برام ایمیل کنید ممنون میشم

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  26. ساجده فرماني
    می 1, 2012

    سلام اگه ممكنه اين مطلب رو واسم ايميلش كنيد ممنون

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  27. Ali hashempour
    آوریل 18, 2012

    ba salam khedmate shoma.
    matlabe besyar jame’ va kemeli ro gozashte budid.
    mamnun az zahamatedun.
    ya hagh….

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  28. yasin
    آوریل 17, 2012

    سلام

    مطلب گستردهی جمع اوری کردید ممنون….ولی من یه سری مطب راجب نحوه بتن ریزی در کف دریا می خواستم . اگه برام ارسال کنید ممنون می شم.

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  29. adel
    آوریل 10, 2012

    asdfgj,zxcvbnm,wertyuioqwertyuasdfghjkzxcvbnm,./

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  30. حمید کریمی
    آوریل 7, 2012

    با سلام
    اگه میشه یه مقاله درباره سازه های فراساحلی برام ارسال کنید
    با تشکر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  31. nasim
    ژانویه 27, 2012

    سلام…..در مورد نحوه ی اجرای بتن ریزی زیر آب غیر از موارد آیین نامه ای ، اگر مطلبی دارین ممنون میشم برام بفرستین.
    با تشکر

    Well-loved. Like or Dislike: Thumb up 4 Thumb down 0

  32. امید
    دسامبر 25, 2011

    سلام دنبال یک تحقیق پروزهای نفتی هستم ساخت ونصب اگر مطلب داری بفرست برام تشکر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 1

  33. امید
    دسامبر 19, 2011

    سلام برا یک کار تحقیقاتی اگه امکان داره مطالبی درمورد عملیات ساخت ونصب در پروز نفتی برام بفرستی باتشکر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  34. saeed
    دسامبر 17, 2011

    سلام

    من در مورد کارهای نحوه اجرای طراحی و ساخت سکوهای نفتی سوال دارم.مثلا می خوام بدونم در کدوم ارتفاع باید کار نظارت بر اجرا یا راه اندازی را انجام داد و میزان خطرش چقدر است .امیدوارم دوستان راهنمایی بدن.
    همچنین در مورد میزان ریسک تردد با هلی کوپتر یا شناور برای آمد و شد به سکو سوال دارم.

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  35. فرید
    نوامبر 27, 2011

    با سلام
    اگر مطلبی درباره سکوهای نیمه شناور دارید،ممنون میشم که به ایمیلم بفرستید.
    با تشکر

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  36. amir_rsx
    اکتبر 18, 2011

    ba salam
    man bazrese fanie yeki az sherkathaie nafti hastam , alan dar ghesmate offshore va sakhte sakkoo kar mikonam
    khoshhal misham ke ba doostan hamkari konim.
    emaile man: amir.rsx@gmail.com

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  37. با سلام

    از دوستان با سررشته های مربوط به نفت و اکتشاف نفت و متصل به بخش های تحقیقاتی وزارت نفت، کسی مایل به همکاری در رابطه با ارائه یک طرح جدید و انحصاری رباتیک در این زمینه به مراکز مربوطه هست؟ با ایمیل من مکاتبه کنید:
    sarvari@irdiscovery.com
    رشته بنده الکترونیک و مخترع و برگزیده جشنواره خوارزمی هستم و تخصص من در رابطه میکروالکترونیک و رباتیک هستش.
    از طریق ایمیل جزئیات طرح و نوع همکاری رو با فرد مورد نظر مطرح خواهم کرد

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

  38. رامین جلودار
    آوریل 10, 2011

    باسلام
    من مهندس هلیکوپترهای سبک (bell) هستم لطفا جنس پوشش helicopter landing pad مخصوص سکوی نفتی ودر صورت امکان نام شرکتهای تولید کننده این نوع پوشش
    را برایم ارسال کنید

    رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 0

  39. احمد خواجه حسني
    فوریه 9, 2011

    با سلام و خدا قوت خدمت همكاران زحمتكشم
    من مدير اداري يكي از شركتهاي نفتي هستم و نياز مبرم به فاصله مسافتهاي سكوهاي نفتي را دارم.خيلي خوب ميشه اگه قبول زحمت بفرمائيد و برام ارسال كنيد
    خيلي ممنون از لطف شما و خسته نباشيد

    رتبه دهید: Thumb up 0 Thumb down 0

    • admin
      فوریه 10, 2011

      لطفا منظور خود را از فاصله مسافت های سکوهای نفتی واضح تر بیان بفرمایید..

      • محسن
        سپتامبر 12, 2011

        با سلام خدمت ادمین عزیز
        بنده دانشجوی دکتری هستم
        موضوع پایان نامه بنده تجزیه و تحلیل، تعمیر و نگهداری در سکو های نفتی است
        خواهشمندم در مورد سکو های نفتی هر اطلاعاتی مه می تواند به بنده کمک کند ارسال نماید.
        با سپاس فراوان

        رتبه دهید: Thumb up 3 Thumb down 0

  40. مسعود مریدی نسب
    دسامبر 20, 2010

    سلام
    اگر مطالبی در مورد سکوهای نفتی-جکاب ها در دسترس دارید برای من ارسال نمائید (نیاز فوری)
    از همکاری شما سپاسگزارم

    رتبه دهید: Thumb up 3 Thumb down 0

    • akbar
      نوامبر 5, 2011

      ba salam . lotfan agar etelaati dar ertebat ba sakohaye nafti va beton riziye anha darid be man bedahid

      ba tashakor
      akbar khorasani

      رتبه دهید: Thumb up 1 Thumb down 1

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>