NHỮNG DÀN KHOAN TRÊN BIỂN LÀM CÁCH NÀO
ĐỂ CHỊU ĐƯỢC TÁC ĐỘNG CỦA SÓNG BIỂN?
Biển bao la chứa trong lòng nó một kho khoáng sản và nguồn tài nguyên dầu mỏ vô tận, khai thác tài nguyên biển đã trở thành một lĩnh vực rất quan trọng trong việc phát triển kỹ thuật tiên tiến hiện đại. Các dàn khoan trên biển chính là nền tảng để tiến hành khai thác nguồn tài nguyên biển. Các dàn khoan mọc lên giữa mặt biển, sàn của dàn khoan này thường rộng đến mấy nghìn mét vuông, bên trên có đủ các loại thiết bị máy móc, ví dụ như cần cẩu cỡ lớn, giá khoan thăm dò rất cao, các loại máy móc khai khoáng, còn có máy móc dự trữ và nhà ở cho nhân viên...
Rất nhiều người cho rằng, phần dưới của dàn khoan chắc chắn là kiến trúc bền vững, kiên cố trên những nham thạch dưới đáy biển, nếu không thì làm sao mà nó có thể đứng vững được trước những ngọn sóng hung dữ trên mặt biển.
Thực ra, dàn khoan trên biển có rất nhiều loại, phương thức để giữ cho nó đứng cố định cũng rất đa dạng không giống nhau. Dàn khoan hình xà lan sớm nhất được ra đời vào năm 1937, bên trên xà lan lắp những thiết bị khoan giếng, khi máy móc hoạt động thì đáy của xà lan ''chạm'' xuống đáy biển, nhưng cả con thuyền không bị chìm hẳn xuống dưới nước, sau khi khai thác xong, cả xà lan và thiết bị lại nổi lên, thuyền lại rời đến các vị trí khác. Tuy nhiên, loại dàn khoan này chỉ có thể khoan ở những nơi nước nông, sau này xuất hiện loại dàn khoan kiểu chìm nổi, nó được giữ chắc nhờ một trụ đứng dưới đáy biển, thiết bị khoan có thể chìm nổi lên xuống trên mặt biển, vì vậy rất thích hợp cho việc khoan sâu xuống dưới đại dương với độ sâu từ mấy mét đến mấy chục mét. Dàn khoan nổi hoạt động thực tế là một loại thuyền đặc biệt, nó hoàn toàn dựa vào các tàu loại lớn để cố định vị trí vị trí của dàn khoan (sau này phát triển thành định vị động lực). Nhưng hình thức dàn khoan này hoạt động hoàn toàn trên mặt biển, chịu nhiều ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết, do dó khi làm việc xa bờ rất dễ bị đình trệ do sóng to gió mạnh.
Để khắc phục nhược điểm này của dàn khoan cũ, người ta đột nhiên nghĩ đến việc xây dựng một dàn khoan cố định trên biển. Năm 1947, họ đã xây dựng một dàn khoan cố định bằng khung ống dẫn đầu tiên trên thế giới ở vịnh Mêxicô. Dàn khoan cố định tuy rất vững chắc nhưng lại hao tổn rất nhiều tiền của, những vật liệu được sử dụng cũng khiến người ta kinh ngạc. Hiện nay dàn khoan cố định lớn nhất có kết cấu bằng thép được xây ở độ sâu 312m, nặng 59000 tấn, chi phí 275 triệu USD; Và tổng chiều cao của dàn khoan được làm bằng bê tông cốt thép lớn nhất là 271m, nặng 367.000 tấn, kinh phí là gần 2 tỷ USD! Hơn nữa, dàn khoan này được cố định ở một nơi khoan thăm dò, hiệu suất sử dụng bị hạn chế cơ bản. Ngoài ra, nếu dàn khoan kiểu cố định này càng khoan sâu xuống đáy biển thì tiền của, vật liệu để xây dựng nó sẽ hao tổn gấp nhiều lần.
Liệu có hay không một kiểu dàn khoan khác ưu việt hơn, vừa có tính năng chống sóng gió tốt, vừa có thể di chuyển địa điểm khoan thăm dò để nâng cao hiệu suất sử dụng? Và các nhà thiết kế dàn khoan lại nhớ đến dàn khoan kiểu di động và đã thiết kế chế tạo ra dàn khoan giếng kiểu nửa chìm có tính năng ưu việt.
Ưu điểm lớn nhất của dàn khoan kiểu nửa chìm chính là tính cố định tốt. Nó được chống đỡ trên mặt nước bởi nhiều cột thẳng, những cọc dài này đóng sâu xuống dưới biển, phía dưới có một hộp nổi lớn có sức đẩy lớn, thông qua việc điều tiết dung lượng nước biển trong hộp nổi để điều khiển độ chìm của toàn bộ dàn khoan. Nó rất giống với nguyên lý của tàu ngầm. Do dao động của nước biển ở vị trí độ sâu của hộp nổi tương đối nhỏ, mà lực đập vào cọc đứng của nước biển ở phần gần mặt nước có ảnh hưởng tương đối hạn chế, vì vậy tính ổn định của dàn khoan kiểu nửa chìm có độ mở lớn này rất tốt, hoàn toàn có thể chịu được gió lớn trên cấp 12 và sóng biển cao 20 ~ 30 mét.
Cùng với sự phát triển không ngừng của kỹ thuật xây dựng dàn khoan trên biển, một kiểu dàn khoan mới dựa vào sức căng của các cột trụ đã ra đời. Kiểu dàn khoan này lợi dụng kết cấu sức căng đặc thù, trên cơ sở của dàn khoan kiểu nửa chìm, nó tạm thời thả neo trên mặt biển và đã phát huy đầy đủ những đặc điểm chịu lực kéo của cấu trúc cột trụ thẳng làm bằng thép, hạn chế một cách tối đa xu hướng trôi ngang của dàn khoan, có thể khoan thăm dò trên biển ở độ sâu gần mấy nghìn mét. Có thể nhận thấy rằng, sự phát triển không ngừng của dàn khoan trên biển sẽ đóng góp rất lớn cho việc tiến ra đại dương của loài người.
