کشتی غول‌پیکری که سکوی نفتی را یک‌جا از دریا بلند می‌کند

دریای شمال هیچ مجالی برای خطای محاسباتی و مهندسی باقی نمی‌گذارد. دهه‌هاست که وقتی عمر یک سکوی نفتی غول‌پیکر به پایان می‌رسد، شرکت‌های انرژی با چالشی لجستیکی روبه‌رو می‌شوند، صدها کارگر برای ماه‌ها کار روی آب‌های یخ‌زده و طوفانی اعزام می‌شوند تا این سازه‌های فولادی را با مشقت قطعه‌قطعه کنند.

روش سنتی دمونتاژ کردن سکوهای نفتی، همواره کُند، پرخطر و از نظر اقتصادی بسیار پرهزینه بود. اما تصور کنید به‌جای تکه‌تکه کردن یک آسمان‌خراش در میانه اقیانوس، شناوری از راه برسد، تمام سازه را در آغوش بگیرد و عرشه‌ای به وزن ۲۴ هزار تن را در کمتر از ده ثانیه، یک‌جا از پایه‌هایش جدا کند.

هنگامی‌که از افق بالا به کشتی پایونیرینگ اسپیریت نگاه می‌کنید، پیش از هر چیز شکل غیرمعمول دماغه‌اش توجهتان را جلب می‌کند. جلوی کشتی به‌جای نوک بسته‌ی شناورهای معمول، شکافی عظیم به طول ۱۲۲ و عرض ۵۹ متر دیده می‌شود. همین دهانه‌ی عظیم به کشتی اجازه می‌دهد از دو طرف به سکوی نفتی نزدیک شود و پایه‌های آن را میان بدنه‌ی خود جای دهد.

پس از اینکه پایه‌های سکوی نفت در فضای خالی دماغه قرار گرفتند، شانزده تیر بالابر از دو طرف به‌آرامی زیر بخش بالایی سکو می‌روند. تیرها وزن عرشه‌ها، ساختمان‌ها و تجهیزات چندده‌هزار تنی را تحویل می‌گیرند و تمام سازه را روی کشتی نگه می‌دارند.

بدنه‌ی ۳۸۲ متری پایونیرینگ اسپیریت با عرض ۱۲۴ متر برای اجرای همین عملیات طراحی شد؛ ولی ابعاد غول‌آسای پایونیرینگ اسپیریت فقط بخشی از فرایند طولانی و پرجزئیات کار را توضیح می‌دهد.

سکوی نفتی روی پایه‌ای ثابت در دریا قرار دارد، درحالی‌که کشتی با هر موج بالا و پایین می‌رود. بازوهای بالابر باید آن‌قدر دقیق به سازه نزدیک شوند که کوچک‌ترین برخورد مخربی رخ ندهد و سپس وزنش را مرحله‌به‌مرحله از پایه به کشتی منتقل کنند.

برای درک بهتر عملیات پایونیرینگ اسپیریت، ابتدا باید اجزای اصلی یک سکوی نفتی را از هم تشخیص دهیم. بخش بالایی سکو مجموعه‌ای از عرشه‌ها، ساختمان‌ها، محل اقامت کارکنان و تجهیزات تولید را در بر می‌گیرد؛ سازه‌ای بزرگ که گاهی ده‌ها هزار تن وزن دارد. پایه‌ی سکو نیز در زیر آن قرار گرفته و تمام این وزن را به بستر دریا منتقل می‌کند.

پایونیرینگ اسپیریت در عملیات برنت دلتا، بخش بالایی سکو را از روی پایه برداشت و به ساحل برد. سه پایه‌ی بتنی که سازه را در ارتفاعی بالاتر از سطح دریا نگه می‌داشتند، پس از عملیات در جای خود باقی ماندند. طبق برنامه، بخش بالایی و پایینی باید طی دو مرحله دو مسیر جداگانه جمع‌آوری می‌شدند.

پایه‌هایی که سکوهای نفتی را سر پا نگه می‌دارند، بسته به نوع سکو و محل نصب با هم متفاوت‌اند. بسیاری از سکوها روی چارچوبی فولادی و مشبک قرار دارند که از سطح آب تا بستر دریا امتداد پیدا می‌کند. مهندسان این سازه را جکت می‌نامند.

شرکت سوئیسی آلسیز، طراح و مالک کشتی، بعدها دستگاه متفاوتی در انتهای شناور نصب کرد تا پایه‌های فولادی و مشبک سکو هم با همان کشتی از دریا بیرون آورده شوند. بنابراین تصویر مشهور کشتی که سکویی را میان دو سوی دماغه‌ی خود حمل می‌کند، فقط بخشی از توانایی‌اش را نشان می‌دهد.

پیش از اینکه پایونیرینگ اسپیریت راهی دریا شود، جمع‌آوری یک سکوی نفتی بزرگ معمولاً به مجموعه‌ای طولانی از برش‌ها و بالابری‌های پیاپی وابسته بود. بخش بالایی سکو به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌شد و جرثقیل‌ها هر قطعه را جداگانه پایین می‌آوردند.

در طرح اصلی، بخش بالایی سکو تا جای ممکن یکپارچه باقی می‌ماند و کشتی آن را طی یک مرحله از پایه جدا می‌کرد و به ساحل می‌رساند. به‌این‌ترتیب، بخش بزرگی از کار برچیدن به محیط کنترل‌شده‌تر خشکی منتقل می‌شد. همین روش در جهت عکس نیز برای نصب سکوهای تازه کاربرد داشت. سازه‌ی بزرگ در ساحل تکمیل می‌شد، روی کشتی قرار می‌گرفت و سپس در دریا روی پایه‌ی آماده می‌نشست.

کشتی برای اجرای چنین ایده‌ای باید با شکل و تجهیزات کاملاً ویژه‌ای ساخته می‌شد. پایونیرینگ اسپیریت باید طوری به سکوی نفتی نزدیک می‌شد که پایه‌ی سکو میان دو سوی دماغه قرار بگیرد و بخش بالایی سکو هم درست بالای دهانه‌ی جلوی کشتی قرار بگیرد.

کشتی باید در همان فضای محدود موقعیتش را حفظ می‌کرد و وزن سازه میان چند نقطه‌ی مختلف پخش می‌شد. فرم دماغه‌ی باز و دوشاخه در همین نیاز ریشه داشت؛ طراحی متفاوتی که اجازه می‌داد بدنه‌ی کشتی بدون برخورد با پایه‌ها، درست زیر عرشه‌ی سکو قرار بگیرد.

مهندسان در کنار دستگاه بالابر باید برای مخازن آب، پیشران‌های متعدد و تجهیزات لوله‌گذاری نیز فضای کافی پیدا می‌کردند، زیرا پایونیرینگ اسپیریت فقط برای چند مأموریت بالابری در سال ساخته نمی‌شد. کشتی باید در فاصله‌ی عملیات‌ها هزاران متر لوله را به هم جوش می‌داد و در بستر دریا نصب می‌کرد. ترکیب دو وظیفه‌ی متفاوت، طراحی داخلی و چیدمان تجهیزات را به پروژه‌ای بسیار پیچیده‌تر تبدیل کرد.

سال ۲۰۱۰، آلسیز ساخت بدنه را به کارخانه‌ی کشتی‌سازی DSME در کره‌ی جنوبی سپرد و نخستین ورق فولادی در سال ۲۰۱۱ بریده شد. شرکت فنلاندی دلتامارین نیز در طراحی تفصیلی کشتی مشارکت داشت و طبق گزارش‌ها، در مراحل اوج پروژه تا ۳۰۰ مهندس هم‌زمان روی بخش‌های مختلف آن کار می‌کردند.

ابعاد کشتی از همان مرحله‌ی ساخت، مهندسان را با چالشی کم‌سابقه روبه‌رو کرد. ازآنجاکه بدنه‌ی کشتی از حدود هزار بلوک جداگانه تشکیل می‌شد، دو سوی کشتی را در حوضچه‌هایی جداگانه ساختند و سپس آن‌ها را کنار اسکله به یکدیگر رساندند. مراحل ساخت کشتی از همان ابتدا تحت‌تأثیر فرم دماغه بود.

۱۶ بازوی بالابر در دو سوی دماغه‌ی کشتی قرار گرفتند؛ هشت بازو در سمت راست و هشت بازو در سمت چپ. هر بازو هم به مجموعه‌ای از لوله‌های هیدرولیک، سیلندرها و تجهیزات کنترلی متصل شد. وقتی کشتی به سکو نزدیک می‌شود، بازوها جمع می‌شوند تا مزاحم ورود سازه به دهانه‌ی دماغه نباشند. بعد از اینکه بخش پایینی سکو میان دو سوی دماغه قرار گرفت، بازوها دوباره باز می‌شوند و زیر عرشه‌ی سکو می‌روند تا آن را از پایین بگیرند و بلند کنند.

آزمایش توانایی‌های کشتی نیز مرحله‌به‌مرحله پیش رفت. پایونیرینگ اسپیریت در آگوست ۲۰۱۶، بخش بالایی یک سکوی آزمایشی ۵۵۰۰ تنی را روی پایه نشاند. چند هفته بعد، کشتی در نخستین مأموریت تجاری خود سکوی یمه را از دریا برداشت.

عملیات یمه با دوازده تیر بالابر انجام شد. پایونیرینگ اسپیریت پس از بازگشت به روتردام، چهار تیر باقی‌مانده را نیز دریافت کرد و دستگاه بالابر دماغه به ترکیب کامل شانزده‌تیری خود رسید. حالا کشتی در نخستین عملیات تجاری خود، باید برای برداشتن برنت دلتا آماده می‌شد.

وقتی پایونیرینگ اسپیریت به سکو نزدیک می‌شود، تیرهایش جمع‌اند تا فضای بیشتری میان آن‌ها و پایه بماند. دوازده پیشران گردان زیر کشتی، آن را جلو می‌برند و جهتش را تنظیم می‌کنند. سیستم موقعیت‌یابی پویا با کنترل این پیشران‌ها کمک می‌کند کشتی در نقطه‌ی تعیین‌شده بماند.

در عملیات برنت دلتا، مهندسان علاوه بر مرجع موقعیت جهانی، نشانگرهایی روی پایه‌ی خود سکو نصب‌کرده بودند تا کشتی بتواند جای خود را نسبت به سازه دقیق‌تر پیدا کند.

بخش تماس تیر با سکو می‌تواند مستقل از حرکت بدنه در چند جهت جابه‌جا شود. تجهیزات هیدرولیکی مدام حرکت کشتی را دنبال و موقعیت تیر را در جهت مخالف اصلاح می‌کنند. در نتیجه، حتی وقتی پایونیرینگ اسپیریت روی موج بالا و پایین می‌رود، نقطه‌ای که بار سکو را تحویل می‌گیرد تا حد ممکن در جای خود ثابت می‌ماند.

در جدول زیر ابعاد و ظرفیت‌های پایونیرینگ اسپیریت را مشاهده می‌کنید.

سکوی برنت دلتا در ۱۸۶ کیلومتری شمال‌شرق شتلند، سازه‌ای به مساحت یک زمین فوتبال بود که دهه‌ها نقش کارخانه‌ی تولید نفت و محل اقامت کارکنان را ایفا می‌کرد. مهندسان حالا باید وزن این سازه را در چند نقطه‌ی مشخص، به کشتی منتقل می‌کردند.

تمام اجزای برنت دلتا برای ماندن روی سه پایه‌ی بتنی طراحی شده بودند. حالا مهندسان باید سازه‌ای ۲۴٬۲۰۰ تنی را برای مسیری کاملاً متفاوت آماده می‌کردند: وزن بخش بالایی باید از چند نقطه‌ی مشخص به تیرهای کشتی منتقل می‌شد و همان نقاط باید فشار بالابری و سفر دریایی تا ساحل را تحمل می‌کردند.

آلسیز محل اتصال تیرها را زیر عرشه طراحی کرد و بخش‌هایی از چارچوب نگهدارنده‌ی تجهیزات هم تقویت شدند. اتصالات ویژه‌ای نیز میان تیرهای بالابر و سازه‌ی سکو قرار گرفتند تا وزن را در نقاط تعیین‌شده پخش کنند. پایه‌ها هم باید در محل‌های مشخص بریده می‌شدند تا بخش بالایی برای جداشدن آماده باشد.

کشتی با تیرهای جمع‌شده به‌آرامی جلو رفت و سه پایه‌ی بتنی را در شکاف دماغه‌ی خود جای داد. پس از تثبیت موقعیت، شانزده تیر بالابر از دو سوی کشتی به‌طرف زیر عرشه حرکت کردند. هر جفت از تیرها قطعه‌ی اتصال مخصوصی را زیر یکی از نقاط آماده‌شده قرار می‌داد. دستگاه جبران حرکت نیز هنگام تکان‌خوردن کشتی، تماس میان قطعه و سکو را حفظ می‌کرد. سپس نوبت به انتقال وزن رسید.

پایونیرینگ اسپیریت برای تغییر ارتفاع خود در آب از مخازن بزرگی استفاده می‌کند که با آب دریا پر و خالی می‌شوند. کشتی پیش از ورود به زیر سکو، بخشی از مخازن را پر می‌کند تا سنگین‌تر شود و در آب پایین‌تر برود. پس از اتصال تیرها، آب مخازن به‌تدریج تخلیه می‌شود و بدنه بالاتر می‌آید.

کشتی پایونیرینگ اسپیریت می‌تواند بین ۱۰ تا ۲۷ متر در آب فرو رود. در عملیات برنت دلتا، بالا آمدن تدریجی کشتی باعث شد تقریباً تمام وزن بخش بالایی، پیش از حرکت سریع نهایی، از پایه‌ها به تیرهای بالابر منتقل شود.

صبح ۲۸ آوریل، مرحله‌ی سریع جداسازی فقط ده ثانیه طول کشید. فیلم عملیات، ورود کشتی به زیر سکو، تنظیم تیرها و سپس دورشدن با سازه‌ی عظیم روی دماغه را نشان می‌دهد؛ این عملیات رکورد سنگین‌ترین بالابری فراساحلی زمان خودش را ثبت کرد.

پس از بلندشدن سکو، تیرها و اتصالات برای سفر محکم شدند و کشتی بار را به‌سوی ساحل انگلستان برد. اما در نزدیکی مقصد، طبیعت چالش جدیدی رو کرد. آب کنار محوطه‌ی اوراق، برای پهلوگرفتن شناوری با آبخور پایونیرینگ اسپیریت به اندازه‌ی کافی عمیق نبود.

مهندسان شناور باری بزرگی به نام Iron Lady با طول ۲۰۰ متر را طوری طراحی کرده بودند که در شکاف دماغه‌ی کشتی جا بگیرد. در آب‌های نزدیک ساحل، بارج به زیر سکو خزید و عملیات برنت دلتا این‌بار در جهت معکوس تکرار شد.

وقتی شناور به اسکله رسید، جزرومد دریا شدیدتر شد و ممکن بود تعادل سکو به هم بخورد. ولی مهندسان با تنظیم مداوم مخازن، ارتفاع شناور را ثابت نگه داشتند تا سازه روی مسیرِ آماده‌شده به سمت خشکی سُر بخورد.

سرانجام در فوریه‌ی ۲۰۱۹، مأموریت برنت دلتا به پایان رسید؛ ۹۷ درصد از وزن این سکو بازیافت شد یا دوباره به چرخه‌ی مصرف بازگشت. سازه‌ای که با اصرار مهندسان یک‌جا و درسته از دریا بیرون کشیده شده بود، در نهایت با آرامش و ایمنی در خشکی دمونتاژ شد.

پایونیرینگ اسپیریت پس از آغاز فعالیت به دستگاه دیگری هم برای بیرون‌آوردن پایه‌های فولادی مجهز شد. دو بازوی بزرگ با طول تقریبی ۱۷۰ متر در انتهای کشتی قرار گرفتند تا سازه‌های مشبکی را بلند کنند که از زیر سکو تا بستر دریا امتداد دارند.

پس از اینکه اتصال پایه با ستون‌های فولادی کف دریا بریده شد، کابل‌ها و قلاب‌های این بازوها به بالای سازه چنگ می‌اندازند. دستگاه پایه‌ی عقب با قدرتی خیره‌کننده سازه را از آب بیرون می‌کشد، زاویه‌اش را تغییر می‌دهد و آن را برای حمل، روی عرشه می‌خواباند. آلسیز ظرفیت این دستگاه را ۲۰ هزار تن عنوان می‌کند.

آوریل ۲۰۲۲، دستگاه انتهای کشتی برای نخستین‌بار پایه‌ی فولادی نینیان نورثرن را از آب بیرون کشید؛ سازه‌ای با وزن ۸۱۰۰ تن و ۸۵ متر ارتفاع. کشتی دو سال پیش‌تر بخش بالایی همین سکو را برداشته بود. البته جریان مأموریت مشهور برنت دلتا از زوایای دیگری دشوار به نظر می‌رسید، چون پایه‌های سکو از جنس بتن بودند و کشتی در سال ۲۰۱۷ تنها به برداشتن بخش بالایی اکتفا کرد.

پایونیرینگ اسپیریت برای نصب یک سکوی جدید، همین عملیات را در جهت عکس انجام می‌دهد. کشتی بخش بالایی سکو را روی تیرهای سوار حمل می‌کند، بالای پایه‌ی آماده قرار می‌دهد و سپس به‌آرامی سازه را پایین می‌آورد.

سیستم جبران حرکت که هنگام برداشتن سازه از ضربه جلوگیری می‌کرد، اینجا هم وارد عمل می‌شود تا سازه‌ی سنگین بدون هیچ آسیبی روی پایه‌هایش بگذارد. این قابلیت، پایونیرینگ اسپیریت را از دنیای نفت و گاز فراتر برده و به قلمروی انرژی‌های تجدیدپذیر کشانده است.

سال ۲۰۲۲، کشتی پایونیرینگ اسپیریت سکوی عظیم تبدیل برق DolWin kappa را در دریای شمال آلمان نصب کرد. وزن پایه‌های پروژه به ۵ هزار تن و وزن بخش بالایی‌اش به ۱۱ هزار تن می‌رسید و تجهیزات تبدیل برق نیروگاه‌های بادی فراساحلی را در خود جای می‌داد. کشتی حتی برای کوبیدن شمع‌های نگهدارنده‌ی پایه در کف دریا نیز از جرثقیل بزرگ خود استفاده کرد تا نشان دهد در ساخت‌وسازهای زیرساختی دریا، کارگاه کاملی به شمار می‌رود.

کشتی پایونیرینگ اسپیریت در میان مأموریت‌های جابه‌جایی سکوها، به کارخانه‌ای شناور برای ساخت و نصب خط لوله تبدیل می‌شود. لوله‌های فولادی روی عرشه قرار می‌گیرند و سپس وارد خط تولیدی می‌شوند که قطعات را به هم جوش می‌دهد، جوش‌ها را بررسی می‌کند و روی محل اتصال پوشش محافظ می‌کشد. در انتهای این مسیر لوله‌ی پیوسته از کشتی خارج می‌شود و به‌تدریج به کف دریا می‌رسد.

شرکت آلسیز می‌گوید کشتی یک یونیت تولید قطعات و شش ایستگاه جوش را در خود جای‌داده و ظرفیت حمل ۲۷ هزار تن لوله را دارد. چنین ظرفیتی اجازه می‌دهد فرایند جوشکاری و نصب برای مدت طولانی روی عرشه ادامه پیدا کند.

اما سخت‌ترین بخش کار از انتهای عرشه آغاز می‌شود. خط لوله‌ای که روی کشتی ساخته شده، ممکن است کیلومترها ادامه داشته باشد و بخشی از آن میان کشتی و کف دریا معلق بماند. چهار دستگاه شبیه زنجیرهای بزرگ شنی، لوله را هنگام خروج از کشتی کنترل می‌کنند. مجموع ظرفیت کشش دستگاه‌ها به ۲۰۰۰ تن می‌رسد.

توانایی پایونیرینگ اسپیریت در پروژه‌ی ترک‌استریم به‌خوبی دیده شد. کشتی لوله‌هایی با قطر ۳۲ اینچ را در قسمت‌هایی از دریای سیاه نصب کرد که عمق آب از ۲۲۰۰ متر بیشتر بود. در چنین عمقی باید کشش خط، حرکت کشتی و شکل خم‌شدن لوله را لحظه‌به‌لحظه کنترل کنند.

اگر خشم طبیعت و طوفان کار را متوقف کند، گروه نمی‌تواند لوله را همان‌طور از پشت کشتی آویزان نگه دارد. سیستم «رهاسازی و بازیابی» بلافاصله انتهای لوله را می‌بندد و با کابل‌های فولادی به کف دریا می‌فرستد. کشتی بعد از آرام‌شدن هوا بازمی‌گردد، سر لوله را دوباره از عمق بالا می‌آورد و جوشکاری از همان نقطه ادامه پیدا می‌کند.

برای اینکه توان بالابری و مکانیزم خاص پایونیرینگ اسپیریت را بهتر دیک کنیم، می‌توانیم آن را کنار Sleipnir، یکی از بزرگ‌ترین کشتی‌های جرثقیل‌دار جهان بگذاریم؛ کشتی نیمه‌شناور شرکت هیرما که سازه‌های عظیم فراساحلی را جابه‌جا و نصب می‌کند.

اسلیپنیر، دو جرثقیل گردان ۱۰ هزارتنی دارد و وقتی دو جرثقیل با هم کار کنند، ۲۰ هزار تن بار را بالا می‌برند. اما پایونیرینگ اسپیریت از اساس شبیه جرثقیل‌های کلاسیک کار نمی‌کند، هرچند یک جرثقیل ۵ هزارتنی هم برای کارهای جانبی روی عرشه‌اش دارد.

البته توانایی حمل وزن بالاتر به این معنی نیست که پایونیرینگ اسپیریت در هر مأموریتی گزینه‌ی مناسب‌تری است. اسلیپنیر با جرثقیل کار می‌کند و برای بلندکردن و جابه‌جایی قطعات مختلف انعطاف بیشتری دارد. شرایط هر پروژه، یکپارچگی سازه و معماری پایه‌ها تعیین می‌کند کدام‌یک از این دو روش، برای عملیات در میانه‌ی امواج کارایی بیشتری دارد.

مأموریت برنت دلتا آغاز مجموعه‌ای از جابه‌جایی‌های بزرگ پایونیرینگ اسپیریت بود. کشتی در سال‌های بعد سه بخش بالایی دیگر را نیز از سکوهای میدان برنت برداشت و به ساحل رساند. جولای ۲۰۲۴، این کشتی با بلندکردن عرشه‌ی ۳۱ هزارتنی برنت چارلی، رکورد سنگین‌ترین بالابری تاریخ در دریا را جابه‌جا کرد تا مجموع وزن استخراج‌شده از میدان برنت به مرز ۱۰۰ هزار تن برسد.

کارنامه‌ی عملیاتی کشتی صرفاً در برچیدن سکوهای قدیمی خلاصه نمی‌شود. پایونیرینگ اسپیریت سکوهای جدیدی نصب کرد، پایه‌های فولادی مختلفی را از بستر دریا بیرون آورد، هزاران متر خط لوله ساخت و سازه‌های انتقال برق نیروگاه‌های بادی را جابه‌جا کرد.

صبح مأموریت برنت دلتا، پایونیرینگ اسپیریت پس از حرکت ده‌ثانیه‌ای دستگاه بالابر، به‌آرامی از کنار سه پایه‌ی بتنی دور شد. بخش بالایی سکو روی تیرهای کشتی قرار داشت و فضای خالی بزرگی بالای پایه‌ها دیده می‌شد؛ جایی که سازه چند دهه در آن ایستاده بود.

عکس باقی‌مانده از آن لحظه، قدرت پایونیرینگ اسپیریت را بهتر از هر آماری نشان می‌دهد؛ تصویر سکویی ۲۴ هزارتنی که زمانی بخشی ثابت از دریای شمال بود و حالا روی دماغه‌ی یک کشتی به‌سوی ساحل می‌رفت.