Introduzione a un Jack Up Rig

Un Jack Up è un tipo di piattaforme di perforazione offshore. Si compone di uno scafo, gambe, e un sistema di sollevamento e un jack up rig può essere trainato al sito offshore, e poi abbassare le gambe nel fondo del mare per sollevare lo scafo, fornendo un ponte di lavoro stabile che è abbastanza forte per far fronte ai carichi ambientali richiesti.

Un altro vantaggio di Jack Up rigs è che possono operare in alte velocità del vento e con altezze d’onda significative, così come in profondità d’acqua che raggiungono i 500 piedi. Poiché il Jack Up sarà in definitiva supportato dal fondo marino, di solito vengono precaricati all’arrivo nel sito previsto per simulare il tipo di carichi per le gambe a cui saranno esposti. Ciò assicura che una volta che l’impianto di perforazione è completamente sollevato e in funzione, il fondo marino sarà in grado di fornire una solida base per l’impianto di perforazione.

L’industria offshore ha fatto un uso significativo delle piattaforme Jack Up da oltre 60 anni. Sono particolarmente utili per la perforazione di esplorazione poiché sono relativamente facili da installare e forniscono anche ampie aree di produzione, alloggio e manutenzione. Nel corso degli anni, Jack Up sono stati spinti ai loro limiti in termini di ciò che possono fare. Ciò include i loro limiti di carico della piattaforma sia quando a galla che quando elevato, i loro limiti ambientali e di perforazione ed il suolo, o fondamento, limiti. Spingendo questi limiti, le aziende di perforazione sono state in grado di esplorare acque più profonde, perforare serbatoi profondi in condizioni difficili e persino perforare in aree con terreni e fondazioni instabili.

Componenti delle piattaforme Jack Up

Ogni unità Jack Up è composta da tre componenti principali: lo scafo, le gambe e i basamenti e l’attrezzatura utilizzata sul Jack Up. Ciascuno di questi componenti sarà descritto di seguito e verranno spiegate anche le loro funzioni.

Scafo

Proprio come lo scafo di una barca, lo scafo di un’unità Jack Up è a tenuta stagna e ospita o supporta le attrezzature, i sistemi e il personale necessari per svolgere le normali operazioni. Mentre il Jack Up è a galla, lo scafo fornisce anche la galleggiabilità necessaria per fermare il Jack Up di affondare. I parametri dello scafo possono variare a seconda delle diverse modalità di funzionamento dell’unità.

Figura 1 – Scafo

Di norma, maggiore è la lunghezza e la profondità dello scafo, maggiore è il carico e l’equipaggiamento del ponte variabile che l’unità Jack Up sarà in grado di trasportare. Ciò è particolarmente vero mentre è nella sua modalità a galla, poiché vi è un maggiore spazio sul ponte e una galleggiabilità aggiuntiva. Gli scafi più grandi hanno un altro vantaggio in quanto forniscono uno spazio più grande sia all’interno che all’esterno per ospitare tubazioni e macchinari e consentono aree di lavoro chiare. Gli scafi più grandi possono anche avere una maggiore capacità di precarico che consente una maggiore flessibilità durante le operazioni di precarico.

Ci sono alcuni aspetti negativi per scafi più grandi, però. Sono spesso soggetti a carichi di vento, corrente e onde più elevati. In cima a questo, dal momento che uno scafo più grande aumenta il peso del Jack Up, richiederanno ulteriori martinetti elevanti con una capacità maggiore al fine di elevare e tenere in sicurezza l’unità. Infine, il peso aggiuntivo ha un impatto sul periodo naturale del Jack Up mentre è nella sua modalità elevata.

Un altro fattore che ha un impatto diretto sulla quantità di carico variabile del ponte che può essere trasportato, così come la stabilità a galla, è il pescaggio dello scafo. Questo si riferisce alla distanza tra la linea di galleggiamento a galla e la linea di base dello scafo. Il pescaggio dello scafo ha un rapporto opposto con il bordo libero dello scafo, che si riferisce alla distanza tra la linea di galleggiamento a galla e il ponte principale dello scafo. Pertanto, come il progetto di un Jack Up aumenta, il bordo libero diminuisce della stessa quantità.

Con due Jack Ups con scafi identici, quello con il pescaggio più profondo peserà di più. Questo peso extra potrebbe provenire dal peso della nave leggera o dal carico variabile della piattaforma. D’altra parte, l’unità con il pescaggio più profondo soffrirà di una diminuzione della stabilità a galla rispetto alla sua controparte meno profonda. Tuttavia, il fattore più influente sulla stabilità a galla di un’unità Jack Up è il suo bordo libero. Se la lunghezza dello scafo e della gamba di due Jack Up è identica, allora quello con un bordo libero più grande avrà la maggiore stabilità a galla.

Gambe e piedi

Le gambe e i piedi di un Jack Up sono realizzati in acciaio e servono a sostenere lo scafo mentre l’unità è elevata e offrono la stabilità necessaria per resistere ai carichi laterali. I basamenti sono utilizzati per aumentare l’area del cuscinetto del suolo, il che significa che il Jack Up può essere utilizzato in aree con minore resistenza del suolo rispetto a se ci fosse un’area di cuscinetto più piccola. Sia le gambe che i piedi hanno caratteristiche multiple che influenzano il modo in cui l’unità reagisce sia in modalità elevata che a galla, ed è quindi importante comprendere queste caratteristiche.

Figura 2 – Gambe

Le gambe di un’unità Jack Up possono estendersi fino a 500 piedi sopra la superficie dell’acqua quando l’unità viene trainata, anche quando sono completamente retratte. Gambe più grandi e più lunghe di solito hanno il maggiore impatto sulla stabilità a galla di un Jack Up unità. A causa sia della grande area di vento delle gambe, sia del peso elevato che causa un alto centro di gravità, la stabilità a galla sarà influenzata negativamente. Le unità con gambe più grandi saranno meno stabili rispetto ad altre unità con la stessa configurazione e pescaggio dello scafo.

Quando l’unità è nella sua modalità elevata, le sue gambe saranno influenzate da onde, vento e carichi di corrente. Oltre alle condizioni ambientali, l’entità di questi carichi è il risultato della profondità dell’acqua, del traferro (la distanza tra la linea di base dello scafo e la linea di galleggiamento) e della misura in cui i fondali penetrano nel fondo marino. Una regola generale è che più grandi sono le gambe e i piedi, maggiore sarà il carico esercitato su di essi dal vento, dalle onde e dalla corrente.

A seconda del design e delle dimensioni, gambe diverse presenteranno diverse quantità di rigidità laterale. Questo si riferisce alla quantità di carico necessaria per produrre una deflessione dell’unità. Questa rigidità diminuisce all’aumentare della profondità dell’acqua e, a profondità più elevate, la rigidità flessionale (l’area della corda e la spaziatura) ha un impatto molto maggiore della rigidità al taglio (tutore). La rigidità delle gambe è direttamente correlata alla rigidità del Jack Up mentre l’unità è nella sua modalità elevata, che influisce sulla quantità di oscillazione dello scafo e sul periodo naturale dell’unità Jack Up.

Attrezzature per impianti di perforazione

Ogni unità Jack Up richiederà determinate attrezzature per soddisfare il suo scopo. Questa attrezzatura avrà quindi un effetto sulle dimensioni dello scafo e sul peso della nave leggera dell’impianto complessivo. L’attrezzatura utilizzata su Jack Up rigs può essere suddivisa in tre principali classificazioni: equipaggiamento marittimo, equipaggiamento di missione e equipaggiamento di elevazione.

L’equipaggiamento marittimo è tutto ciò che non è direttamente correlato all’equipaggiamento di missione. Questa categoria di equipaggiamento marittimo comprende quindi tutte le attrezzature che ci si potrebbe aspettare di trovare su un normale veicolo marittimo, come un motore diesel, tubazioni dell’olio, apparecchiature elettriche, scialuppe di salvataggio, radar e sonar, apparecchiature di comunicazione e così via. Mentre tutto questo equipaggiamento non è direttamente rilevante per la missione dell’impianto, è tuttavia essenziale per supportare il personale a bordo dell’impianto e per consentirgli di operare da solo in mare. L’equipaggiamento marino è tipicamente classificato come parte del peso della nave leggera del rig.

Figura 3 – Equipaggiamento di missione

Come accennato in precedenza, l’equipaggiamento di missione copre tutto ciò che a bordo del Jack Up rig consente di completare la sua missione. Naturalmente, questo varierà a seconda di cosa sia esattamente questa missione, così come il singolo Jack Up. Ad esempio, due impianti di perforazione Jack Up che sono stati entrambi utilizzati per la perforazione di esplorazione potrebbero non utilizzare esattamente lo stesso tipo di attrezzatura. L’attrezzatura di missione copre cose come gru, pompe di fango e tubazioni, derrick, sistemi di controllo di perforazione, apparecchiature di rilevamento del gas e allarmi e così via. A differenza delle attrezzature marine, le attrezzature di missione non sono sempre classificate come parte del peso della nave leggera, poiché alcuni strumenti come le unità di cemento potrebbero non essere sempre situati a bordo del Jack Up stesso. Infine, l’attrezzatura di elevazione copre tutto ciò che è coinvolto nel consentire al Jack di alzare, abbassare e bloccare le gambe e lo scafo.

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