Giàn khoan ngoài khơi: Từ người khổng lồ nước sâu đến vua nước nông

Một giàn khoan điển hình bao gồm từ 4 đến 8 chân giàn nghiêng (thường có độ nghiêng từ 1:6 đến 1:12), được kết nối với nhau bằng hệ thống giằng ngang và chéo (giằng K, X hoặc N). Tải trọng được chịu bởi các cọc xuyên chân hoặc cọc váy, được đóng sâu vào đáy biển, trong khi các tấm lót bùn cung cấp sự ổn định tạm thời trong quá trình lắp đặt. Phần trên của giàn khoan—thường có từ 2 đến 4 tầng—chứa các giàn khoan, thiết bị sản xuất, tiện ích và khu nhà ở.

Trong lịch sử, các giàn khoan kiểu áo khoác (jacket) đã đẩy giới hạn độ sâu nước cực lớn, với những công trình lập kỷ lục vượt quá 400 m. Mặc dù về mặt kỹ thuật là khả thi, nhưng những giàn khoan siêu sâu như vậy hiện không còn hấp dẫn về mặt kinh tế. Sự phát triển ngoài khơi hiện đại đã chuyển vai trò của giàn khoan từ việc lập kỷ lục độ sâu sang các giải pháp có tuổi thọ cao, ít rung lắc, chi phí vận hành thấp trong môi trường ôn hòa. Ở độ sâu nước ngoài khoảng 150–200 m, các hệ thống nổi hiện được ưu tiên hơn.

Các phương pháp lắp đặt cũng đã phát triển. Trong khi giàn khoan được hạ thủy từng phổ biến, thì giàn khoan được nâng bằng tàu nâng hạng nặng hiện đang chiếm ưu thế, đặc biệt là ở những khu vực có điều kiện khí tượng thủy văn yên tĩnh và khoảng cách vận chuyển ngắn. Giàn khoan tự nổi với chân đế mở rộng vẫn là một giải pháp chuyên biệt nhưng đã được chứng minh hiệu quả.

Ở Trung Đông, triết lý thiết kế giàn khoan khác biệt đáng kể so với các khu vực có môi trường khắc nghiệt. Các yếu tố chi phối bao gồm ăn mòn, sự phát triển mạnh mẽ của sinh vật biển và sự mỏi tại các mối nối giằng, chứ không phải tải trọng sóng cực đoan. Điều này cho phép các cấu kiện mỏng hơn, tỷ lệ sức bền dự trữ cao hơn và sản xuất hàng loạt hiệu quả các thiết kế giàn khoan tiêu chuẩn, thường được thiết kế cho tuổi thọ sử dụng từ 30–40 năm trở lên.

Một đặc điểm nổi bật của khu vực là việc sử dụng rộng rãi các tổ hợp sản xuất tích hợp liên kết bằng cầu, trong đó nhiều giàn khoan đầu giếng được kết nối với một giàn xử lý trung tâm. Cấu hình này cho phép tiếp cận khô liên tục, giảm thiểu các hoạt động trên biển và hỗ trợ số lượng giếng lớn với thời gian sản xuất ổn định kéo dài.

Các giàn khoan hiện đại điển hình nặng từ 800.000 đến 12.000 tấn, hỗ trợ phần thượng tầng nặng từ 1.500 đến 15.000 tấn và được lắp đặt ở độ sâu dưới 100 m. So với các giàn nổi, giàn khoan có ưu điểm là không rung lắc, khả năng khoan và sửa chữa giếng tuyệt vời, chi phí vận hành thấp hơn và phù hợp hơn cho việc phát triển đường ống xuất khẩu.

Ngày nay, giàn khoan không còn chỉ nhằm mục đích đẩy giới hạn độ sâu mà là mang lại độ tin cậy tối đa, tuổi thọ cao và hiệu quả kinh tế ở các vùng nước nông đến trung bình, khiến chúng trở thành xương sống của sản xuất ngoài khơi ở Trung Đông trong những thập kỷ tới.