boreplatform

Boretårne består af en stålgitterkonstruktion, som placeres på landjorden eller på platformen. Der anvendes rotationsbor med en borekrone bestående af tre skarpe tandhjul. Borestammen, der opbygges af 30 m lange sammenskruede stålrør, er ophængt i boretårnet og drejes ved hjælp af en elektromotor. Inden en boring startes, anbringes et kraftigt stålstyrerør, som fra boreplatformen bankes et stykke ned i havbunden. Vægten af borestammen samt borekronens rotation får boret til at fræse sig ned i havbunden. Alt afhængig af lagets hårdhed bores fra 0,3 m til 60 m i timen.

Når borekronen har arbejdet sig ned i undergrunden, normalt nogle hundrede meter, er den slidt og må udskiftes. Hele borestammen må derfor hejses op, og rørene skrues fra hinanden. Når en ny borekrone er påsat, gentages hele manøvren. Ved boring i flere kilometers dybde kan udskiftningen således være meget tidskrævende.

For at undgå sammenskridninger fores den udborede brønd med stålrør, efterhånden som boringen skrider frem. Under boringen pumpes boremudder, en blanding af vand, kemikalier og lermineraler, ned gennem borestammen og ud gennem borekronen. Da borekronen har større diameter end borestammen, presses mudderet sammen med det løsborede materiale op gennem brønden i hulrummet på ydersiden af borestammen og tilbage til boreplatformen. Her skilles mudder fra løsboret materiale, som løbende undersøges for spor af olie og gas samt klassificeres geologisk.

Vægten af boremuddersøjlen afpasses til stadighed til trykket i boredybden. Derved undgås det, at der, hvis boret støder på en olie- eller gasfælde, åbnes for et kolossalt tryk, som får olie og gas til med eksplosionsagtig fart at trænge op igennem brønden skubbende boremudderet foran sig. En sådan ukontrolleret udblæsning benævnes blow-out. Under borearbejdet hentes boreprøver af undergrunden op igennem borehullet. Når boret har nået den fastlagte dybde, hejses borestammen op.

Er der fundet spor af kulbrinter, perforeres foringsrøret i den pågældende dybde ved hjælp af små sprængladninger, og trykket i undergrunden får olie og gas til at trænge op igennem foringsrøret. Ud fra måling af tilstrømmende mængder vurderes produktionsmulighederne. Ofte må der udføres flere vurderingsboringer for at få tilstrækkelige oplysninger om feltet.

Jack-up platforme ('løftbare platforme') anvendes på relativt små vanddybder, fx i den danske del af Nordsøen, hvor vanddybden kun få steder overstiger 50 m. Borerigge af jack-up typen er i princippet en pram med tre lodret bevægelige ben, som er løftede, når platformen bugseres. Fremme ved borestedet sænkes benene ned på havbunden, og når benene står godt fast, hæves dækket med boretårnet så højt, at der kan arbejdes uden risiko for bølgerne.

Systemet, som løfter riggen, består typisk af tandstænger og fungerer derfor som en donkraft (deraf den engelske betegnelse jack-up). Blandt fordelene ved jack-ups er, at de er relativt upåvirkede af vind og vejr, og at de ikke kræver forankring. Ulemperne består i, at de færreste jack-ups har eget fremdrivningsmaskineri, hvorfor de er afhængige af bugserbåde ved flytning. Endvidere er flytteoperationen vanskelig og kræver godt vejr.

Semisubmersibles og boreskibe anvendes til efterforskningsboringer ved vanddybder over ca. 90 m. Boreskibe har alt boreudstyr monteret midtskibs, hvorfra der bores igennem en åbning i skibet. Fordelen ved boreskibe er, at de ved egen hjælp hurtigt kan flyttes til nye boresteder. Fastholdelsen af boreskibets position over boringen sker enten ved brug af et antal automatisk regulerede propeller (dynamisk positionering) eller ved udlagte ankre og kæder. Ved kraftig bølgegang bliver skibsbevægelserne imidlertid for store til, at der kan udføres boringer, selvom boregrejet ophænges i kompensatorer, der tillader nogen indbyrdes bevægelse mellem skib og borestamme.

En semisubmersible ('halvt nedsænkbar platform') er en flydende platform, der er udformet på en sådan måde, at lodrette bevægelser i bølger er stærkt reducerede. Platformen er båret af ben, der understøttes af to store neddykkede pontoner. Pontonernes bæreevne skal være stor på grund af konstruktionens store egenvægt og lasten.

Når bølger passerer platformen, vil stort set kun benene påvirkes dels af horisontale bølgetryk, dels af varierende opdriftkræfter, som imidlertid er relativt små grundet benenes små tværsnitsarealer, og som modvirkes af de vertikale bølgekræfter på pontonerne. Dette gør, at en semisubmersible kan operere i hårdere sø og strøm end et boreskib. Konstruktionens horisontale position sikres ved ankre og ankerkæder eller ved dynamisk positionering.

Stabiliteten af semisubmersibles under de stærkt varierende forhold i havet er baseret på brug af et kompliceret og dyrt balasteringssystem. For at nå frem til en sikker konstruktion kræves omfattende hydrauliske og aerodynamiske beregninger og udførelse af modelforsøg i bølgebassiner.

Flytning til andre boresteder sker ved bugsering, hvorunder pontonerne stort set er fyldt med luft. Fremme på borestedet pumpes vand i pontonerne, hvorefter boreriggen synker til den ønskede arbejdsposition. Semisubmersibles indrettes også som beboelsesplatforme til indkvartering af mandskab.

Jacket platforme ('stålgitterplatforme') er den mest almindelige platformskonstruktion, bestående af et gitter af sammensvejste stålrør med fire til otte ben. Benenes diameter er almindeligvis af størrelsesordenen 1-4 m med godstykkelser på 40-100 mm. Totalvægten inkl. installationer er for de store platforme op til 60.000 t.

Konstruktionen nagles fast i havbunden ved nedramning af meget lange stålrørspæle; den nedrammede længde i havbunden er ofte ca. 50 m, men kan godt være betydelig større. Konstruktionerne er sædvanligvis beregnet til at modstå de kræfter fra bølger, strøm og vind, som må forventes under stormstyrker, der i gennemsnit kun overskrides én gang i løbet af 50 år; hertil kommer en sikkerhedsmargin.

I den danske Nordsøsektor er den dimensionsgivende bølgehøjde beregnet til 19-23 m. Den beregnede vandrette kraft på en af DUC's produktions- og beboelsesplatforme er ca. 90 MN (ca. 9000 t), og det væltende moment i havbundsniveau er ca. 3000 MNm (ca. 300.000 tm). For at mindske korrosion af stålet og dermed sikre den nødvendige levetid forsynes neddykkede konstruktionsdele med store zinkofferanoder.

Jacket platforme bygges på land og opdeles i hhv. hovedunderstel, dækkonstruktion samt moduler af bygningsstørrelse rummende fx beboelses- og opholdsrum, maskinrum, separationsanlæg og boreudstyr. Hovedunderstellet transporteres på en pontonpram til installationsstedet, hvorefter den skubbes i vandet i en kontrolleret operation, hvorunder alle bevægelser er forudbestemt og muliggjort vha. indbyggede ballast- og opdriftkamre med fjernstyrede ventiler.

Den endelige placering og rejsning til lodret stilling sker ved hjælp af meget store flydekraner med løfteevne på adskillige tusinde ton. Først derefter løftes dækkonstruktion og modulerne på plads og færdigmonteres. Mindre jackets kan løftes fra pontonen og installeres ved hjælp af store kranfartøjer. Jackets kan også bygges i tørdok og forsynes da med midlertidige opdriftspontoner, som muliggør, at platformen selv kan flyde under bugsering til installationsstedet.

Gravitationsplatforme er platforme udført af armeret beton. Konceptet bygger på, at platformen forsynes med store bundtanke, som kan placeres direkte på havbunden uden brug af pæle. I bundtankene lagres olie eller vandballast. Stabiliteten mod væltning opnås alene ved konstruktionens og ballastens store vægt (gravitationspåvirkning). Stabilitet mod horisontalglidning opnås ved friktion mod bunden samt ved den modstand, som nedpressede skørter langs bundtankens rand giver. Produktionsboringerne udføres direkte fra platformen, under hvilken ca. 20 eller flere boringer er samlet.

Gravitationsplatforme er anvendt i stort antal i den norske del af Nordsøen samt på store vanddybder. Fx er Trollplatformen, hvis totalhøjde er 370 m, placeret på 305 m vanddybde i Norske Rende. Der er anvendt 220.000 m³ beton og ca. 80.000 t armeringsstål. Platformens levetid er beregnet til 70 år.

Fundamentsflade og nederste del af bundtankene bygges i tørdok og flydes efterfølgende til et beskyttet område med dybt vand. I glideforskalling støbes derpå bundtanke og tårne op til fuld højde, alt imens konstruktionen gradvis sænkes ned i vandet. Dæk og moduler placeres på toppen af tårnene, inden den helt færdige konstruktion bugseres til sin endelige placering og nedsænkes.

Tension leg platforme (TLP, 'strækstagsplatforme') er flydende platforme, der ved hjælp af lodrette, stramme stålkabler er forankret til havbunden, således at platformens lodrette bevægelser er stærkt reducerede. Herved kan den ellers store udgift til kompensatorer, der tillader nogen indbyrdes lodret bevægelse af platform og borestreng, reduceres væsentligt. Selve platformen udformes stort set som en semisubmersible for at formindske de bølgeinducerede kræfter.

Forankringen af kablerne sker oftest til fundamenter fæstet til pæle, der rammes dybt ned i havbunden. Da en TLP ikke er forankret med skrå fortøjninger, vil vandrette kræfter fra strøm, bølger og vind bevirke ret store, men langsomme horisontale bevægelser, som kun modvirkes af kabelkræfternes vandrette påvirkning, der øges med voksende udsving.

TLPer anvendes fortrinsvis på meget store vanddybder, hvor faste platforme er for dyre. Typiske vanddybder er 300-500 m, men installationer på 600-800 m vanddybde findes i Den Mexicanske Golf. Den flydende platform kan efter endt brug bugseres til andre felter for genanvendelse. TLP-konceptet benyttes derfor også, hvor feltet har kort levetid.