5 أنواع رئيسية من الحفارات

توجد أنواع عديدة من المنصات البحرية المستخدمة في حفر واستكشاف النفط والغاز. بعضها مثبت في قاع البحر والبعض الآخر منصات أو سفن عائمة. كل منها مصمم لعمق مياه وغرض مختلف. قد تشتمل بعض أنظمة الإنتاج العائمة على مرافق تخزين أو تكرير وتوظف مئات العمال البحريين.

هناك 5 أنواع رئيسية من أجهزة الحفر، ولكل منها عدة اختلافات فريدة.

#1 أجهزة حفر الصنادل

تعمل أجهزة حفر الصنادل في المياه الضحلة، وعادة ما يقل عمقها عن 20 قدمًا. بعد أن تطفو إلى موقع الحفر، يستقر بدنها على قاع البحر، مما يخلق منصة مستقرة للحفر. تعمل العديد من أجهزة حفر الصنادل في خليج المكسيك وحول العالم.

جهاز حفر أساسي هيدروليكي مغزلي XY-5A

#2 أجهزة الحفر الغاطسة

بالنسبة للمياه العميقة جدًا بالنسبة للصندل ولكن أقل من 50-70 قدمًا عمقًا، يمكن استخدام جهاز حفر غاطس.

يتم غمر العمود أو الركيزة وملؤها إلى مستوى محدد يحدد عمقها. تدفع معدات الحفر الموجودة على المنصة العلوية وحدة الحفر العائمة الموجودة في الأسفل.

#3 أجهزة حفر الرفع (Jack-up rigs)

كلما انتقلنا إلى المياه العميقة، تدخل المنصة المتنقلة المعروفة باسم جهاز "جاك أب" حيز التنفيذ. وقد حصلت على اسمها من حقيقة أنه يمكن نقلها مباشرة إلى موقعها لحفر أو ضخ النفط. يمكن للجهاز أن يرفع نفسه (jack up) من قاع البحر لتثبيته في مكانه. أجهزة حفر الرفع مثالية للمناطق الضحلة بعمق 400 قدم أو أقل.

 جهاز حفر

يوجد نوعان من أجهزة حفر الرفع.

أجهزة حفر الرفع الكابولية (Cantilever jack-ups)، حيث يتم تركيب برج الحفر على ذراع تمديد.

أجهزة حفر الرفع ذات الممر الرئيسي أو الفتحة (Keyway or slot jack-up rigs) مع وحدة حفر فوق البئر على المنصة.

#4 أجهزة حفر المنصات

العديد من منصات النفط البحرية هي منصات مثبتة. تستخدم إطارًا فولاذيًا مثبتًا في قاع البحر كقاعدة لمنصة السطح والمعدات وأماكن المعيشة. من هذه القاعدة، يمكن حفر المنصات في عدة اتجاهات، وهي مقسمة إلى أنواع محددة مناسبة لأعماق مختلفة.

المنصات الثابتة

تُصنع المنصات الثابتة من الفولاذ أو الخرسانة وتهدف إلى أن تكون هياكل دائمة. تحتوي على مرافق كبيرة ومعدات ثقيلة وطواقم كبيرة. يقع معظمها على الجرف القاري على أعماق تصل إلى 1700 قدم.

يمكن حفرها اتجاهياً بقطر يصل إلى خمسة أميال. تُثبت المنصات في مكانها بواسطة أرجل فولاذية أو خرسانية كبيرة متصلة بقاع البحر.

منصة حفر آبار مياه مثبتة على شاحنة     

أبراج الامتثال (Compliance towers)

عندما يكون النفط أو الغاز أعمق، من 1500 قدم إلى 4900 قدم، يمكن استخدام أبراج الامتثال. تُصنع هذه الهياكل من الخرسانة والفولاذ وهي طويلة وضيقة. تُصمم لتنحني وتتأرجح مع الرياح والأمواج.

يصل ارتفاعها إلى 3000 قدم وهي مثبتة بقوة في قاع البحر، ولكن لأعماق أعمق يمكن استخدام منصات ذات أرجل مشدودة (tension leg platforms). هذه الأبراج هي تقنيًا منصات عائمة، ومثبتة في مكانها بسلسلة من المراسي والكابلات. وهي ثابتة وعائمة في آن واحد ويمكن أن تصل إلى أعماق تصل إلى 7000 قدم.

#5 أجهزة الحفر العائمة أو العوامات

توجد أجهزة الحفر العائمة أو العوامات في مياه عميقة جدًا ومن غير العملي ربط منصة بحرية بقاع البحر. تُبقى منصات النفط العائمة في مكانها بواسطة مراسي أو أنظمة تحديد المواقع الديناميكية التي تحافظ عليها فوق أهدافها. تُستخدم عدة أنواع من العوامات في مواقع الحفر العميقة المختلفة حول العالم.

 جهاز حفر لتفجير الصخور

المنصات شبه الغاطسة

للمياه الأعمق التي تصل إلى 12000 قدم، الطريقة المفضلة للاستكشاف والحفر هي استخدام المنصات شبه الغاطسة أو سفن الحفر. تطفو منصات العمل شبه الغاطسة على سطح الماء بينما يغمر الجزء الأكبر من كتلتها للمساعدة في استقرار المنصات وتثبيتها في مكانها. ونتيجة لذلك، فإن أسطحها مستقرة تمامًا ومثالية للحفر في المياه الهائجة على أعماق تتراوح بين 3000 و 10000 قدم. ومع ذلك، فإن المعدات شبه الغاطسة لا تتحرك بسهولة.

نوعان معروفان من منصات الحفر شبه الغاطسة يشملان:

منصات نجم البحر (Starfish Platforms)، التي تستخدم أرجل فولاذية مرنة بدلاً من المراسي، عادة في مياه يقل عمقها عن 3500 قدم.

منصات سبار (Spar Platforms)، التي تستقر على أسطوانة جوفاء معلقة على عمق حوالي 700 قدم تحت السطح. وهذا يثبت المنصة ويسمح بالحفر لأعماق تصل إلى 10000 قدم.

سفن الحفر

للاستكشافات الجديدة وحفر الآبار الجديدة وإغلاقها، غالبًا ما تُستخدم سفن الحفر. تُركب معدات الحفر مباشرة على سطح سفن الحفر، عادة في منتصف السطح. تمر الآبار عبر "حوض القمر" (moon pool)، وهو فتحة في منتصف السفينة. وتُبقى في مكانها بواسطة أنظمة تحديد المواقع الديناميكية.