الذي يزيد عمقه عن 7.5 أميال في باطن الأرض.
منذ القرن التاسع عشر، استُخدمت منصات كبيرة للحفر تسمى الحفارات Rigs لصنع ثقوب في الأرض. يتمثل الغرض منها في الوصول إلى النفط المسمى بالبترول Petroleum واستخراجه، والمعروف أيضاً باسم النفط الخام، والذي يمكن استخدامه كمصدر للطاقة لكثير من الأغراض. فمثلاً، يحوّل البترول إلى بنزين وديزل لتزويد المركبات بالوقود، وإلى زيت التدفئة لتشغيل غلايات التدفئة المنزلية، وإلى وقود الطائرات والبروبان للتدفئة والطهي.
يوجد النفط تحت الأرض في مسام صغيرة بين الصخور. تسمى هذه المناطق الغنية بالنفط بالمكامن Reservoirs، وهي المنطقة المستهدفة لنشاط الحفارة النفطية .Oil rigالحفارة النفطية هي هيكل كبير مجهز بالمرافق اللازمة لحفر الأرض للوصول إلى المكامن النفطية. يمكن أن تكون هذه برية أو بحرية. تُستخدم الحفارات البرية Onshore rigs لحفر سطح الأرض، في حين تستخدم الحفارات البحرية Offshore rigs للحفر في قاع البحر تحت المحيط.
تضم أمريكا الشمالية أكبر عدد من الحفارات
النفطية في معظم أنحاء العالم
عندما تدخل الحفارة النفطية لأول مرة إلى المكمن النفطي، وتُفتت الصخور التي كانت تُخفيه، يبدأ النفط في الصعود إلى السطح على الفور. يرجع ذلك إلى تحرّر الضغط المرتفع في المكمن المحتوي – بسبب طبقات الصخور التي تدفع من أعلى لأسفل. يخترق الصخور مثقاب Drill الحفارة، المحاط بغلاف معدني أسطواني. يعمل هذا الغلاف كنفق يمكن للنفط أن يمر عبره إلى المنصة الرئيسية للحفارة النفطية. عندما يصل المثقاب إلى المكمن النفطي، يُزال المثقاب، مع إبقاء الغلاف في مكانه. لجعل التثبيت أكثر ديمومة، يصب الإسمنت في الغلاف، مما يعمل على تقوية وتأمين مسار النفط إلى الحفارة. يضاف جهاز يسمى مانع الانفجار Blowout preventer على مستوى الأرض للتحكم في الضغط المُحرر من المكمن النفطي ومنع حدوث تفجيرات خطيرة.
من يعيش على الحفار النفطي؟
يحافظ هؤلاء الموظفون على عمل منصات النفط البحرية بسلاسة
عامل المضخة PUMPER
مسؤول عن التأكد من سلامة عمل المضخات النفطية. تشمل مهامه تغيير سرعة الضخ بحيث يتوافق معدل استخراج النفط مع جداول التسليم.
الميكانيكي MECHANIC
يُصلح ميكانيكي الحفارة النفطية آلات ومركبات المنصة، كما يُجري عمليات تفتيش منتظمة.
رئيس الطاقم CREW CHIEF
المسؤول عن تنظيم ورديات بقية أعضاء الفريق. يخصص رئيس الطاقم أوقات الورديات للحفاظ على تشغيل المنصة بكفاءة.
مشغل المثقاب DRILL OPERATOR
يحتاج مشغل المثقاب إلى ضبط ضغط الحفر وموضعه قبل إيقاف العملية عند استخراج كمية كافية من النفط.
الطاهي CHEF
يلزم وجود طاهٍ واحد على الأقل على الحفارة النفطية في جميع الأوقات لإعداد وجبات الطعام والوجبات الخفيفة للطاقم بكامله.
مُساعد الأرضية FLOORHAND
يؤدي أفراد الطاقم هؤلاء دوراً عاماً في إعداد وإنزال معدات الحفارة النفطية. القوة مطلوبة لحمل المعدات الثقيلة.
مشغّل المحركات MOTORPERSON
يدير هذا الشخص غرفة المحركات ويتعامل مع أي مشكلات ميكانيكية إلى جانب الميكانيكي.
المهندسون ENGINEER
هناك مهندسون للحفر والأدوات والسلامة، والذين تتمثل مهامهم في تحليل مدى ملاءمة مواقع الحفر والمعدات وأنظمة السلامة، على الترتيب.
العمليات النفطية
كيف تستخرج معدات المنصة النفط من باطن الأرض؟
1 مشعلة الغاز FLARE BOOM
يتسم النفط والغاز بقابلية كبيرة للاشتعال، لذلك يُسحب أي فائض إلى نهاية هذه الرافعة حيث يمكن حرقه بأمان بعيداً عن المنصة.
2 وحدة الحفر DRILLING MODULE
تتكون هذه الوحدة من آلة حفر ومحرك، والذي يدفع المثقاب رأسياً إلى قاع البحر.
3 وحدة دعم الحفر DRILLING SUPPORT MODULE
تحتوي وحدة الدعم على المواد اللازمة لتشغيل وحدة الحفر، بما في ذلك خزان الوقود وضاغط الهواء والمعدات الإلكترونية.
4 مهبط المروحيات HELIDECK
تثبت منصات المروحيات على معظم الحفارات النفطية لنقل أفراد الطاقم من وإلى المنصة، فالمروحيات أسرع وأكثر كفاءة من القوارب.
5 أماكن المعيشة LIVING QUARTERS
في وجود نحو 200 شخص يعيشون على منصات النفط، عادة ما يتشارك أفراد الطاقم غرف النوم.
6 المراسي ANCHORS
تثبّت الحفارات النفطية الثابتة إلى قاع البحر بأعمدة فولاذية كبيرة.
7 أنبوب الحفر DRILL PIPE
يُضخ النفط من باطن الأرض إلى السطح عبر أنبوب حفر فولاذي مجوف.
8 المكامن الجوفية UNDERGROUND RESERVOIRS
يكمن النفط في جيوب تحت الأرض تسمى المكامن النفطية. عادة ما يولّد الضغط المتراكم طاقة كافية لدفع النفط نحو السطح.
ستة أنواع من الحفارات النفطية البحرية
1 منصة ثابتة FIXED PLATFORM
تثبّت المنصات الثابتة التقليدية إلى قاع البحر بأعمدة فولاذية.
2 برج مرن COMPLIANT TOWER
هذه الأبراج أضيق من المنصة الثابتة، مما يجعلها أكثر مرونة وأقرب احتمالاً للتحرك مع البيئة المحيطة.
3 منصة مشدودة القوائم TENSION-LEG PLATFORM
عندما يكون الماء أعمق من 300 م، تستخدم الأسلاك لتثبيت المنصة العائمة في قاع البحر. بسبب طفو المنصة، تُشد الأسلاك لإبقاء المنصة في وضع ثابت.
4 الصاري SPAR
تحتوي منصات الصواري Spar platforms على خط توتر رأسي الإضافة إلى خطوط إرساء تمتد أفقياً على نحو طفيف لزيادة تثبيت المنصة إلى القاع.
5 منصات شبه غاطسة SEMI-SUBMERSIBLES
تطفو هذه المنصات فوق خط الماء، لكن معظم كتلتها تظل تحت الماء من أجل الاستقرار.
6 أنظمة الإنتاج العائمة FLOATING PRODUCTION SYSTEMS
تظل هذه السفن العملاقة طافية فوق الماء، وهي مصممة خصيصاً لتخزين النفط المستخرج.
الأكبر في العالم
تقع حفارة بركوت النفطية Berkut oil rig قبالة الساحل الشرقي لروسيا، بالقرب من جزيرة سخالين Sakhalin، وهي أكبر منصة للغاز والنفط في العالم. إجمالاً، تزن الحفارة نحو 200,000 طن وتحفر حتى 35 م في قاع البحر. تبلغ مساحة المنصة 105 م وعرضها 61 م وارتفاعها 145 م.
بغض النظر عن حجمها، هناك عامل مثير للإعجاب آخر في تشغيل هذه الحفارة وهو قدرتها على الحفر في الظروف القاسية. تتسم المنطقة التي شيدت فيها بدرجات حرارة منخفضة جداً وتشهد تكوّن العديد من الجبال الجليدية العائمة. شيدت المنصة النفطية ببطانة خرسانية قوية لحمايتها من القمم الجليدية التي يصل سمكها إلى مترين خلال فصل الشتاء. ويمكن للحفارة كذلك مصارعة أمواج يبلغ ارتفاعها 19 م، كما تقاوم الزلازل الشديدة. خلال سنة واحدة، يمكن لحفارة بركوت النفطية أن تستخرج من الأرض 4.5 مليون طن من النفط كحد أقصى.
بقلم: إيلسا هارفي
