دکل Troll A، یک پلتفرم گازی فراساحلی با پایه بتنی (Condeep) در میدان گازی Troll در سواحل غربی نروژ، به‌عنوان یکی از برجسته‌ترین دستاوردهای مهندسی مدرن شناخته می‌شود. این سازه عظیم، که در سال 1995 به محل خود در دریای شمال منتقل شد، به دلیل ابعاد بی‌سابقه، فناوری‌های نوآورانه و پیچیدگی‌های مهندسی‌اش، توجه جهانی را به خود جلب کرد. Troll A نه‌تنها به‌عنوان بزرگ‌ترین سازه‌ای که تاکنون توسط بشر جابه‌جا شده شناخته می‌شود، بلکه به دلیل تأثیرات اقتصادی و زیست‌محیطی‌اش، نقش مهمی در صنعت انرژی نروژ ایفا کرده است. ابرار صنعتی به بررسی چگونگی ساخت، مشخصات، فناوری‌ها، رکوردها و مقایسه این دکل با برج ایفل می‌پردازد و توضیح می‌دهد که چرا دکل Troll A یک معجزه مهندسی محسوب می‌شود.
دکل Troll A چگونه ساخته شد؟
ساخت دکل Troll A توسط شرکت Norwegian Contractors برای Norske Shell در سال 1991 آغاز شد و هزینه‌ای بالغ بر 4150 میلیون کرون نروژ (حدود 650 میلیون دلار در آن زمان) داشت. این پلتفرم به‌صورت دو بخش مجزا ساخته شد: پایه بتنی و عرشه. پایه، که یک ساختار Condeep با بتن مسلح است، در خشکی در Vats (شمال Rogaland) ساخته شد. پس از تکمیل، پایه به‌صورت نیمه‌غوطه‌ور به محل اتصال با عرشه منتقل شد، که این فرایند در سال 1995 انجام گرفت.
سپس کل سازه بیش از 200 کیلومتر در مدت هفت روز به میدان Troll، در 80 کیلومتری شمال‌غرب برگن، کشیده شد. این عملیات با استفاده از چندین کشتی یدک‌کش و وسایل نقلیه کنترل از راه دور (ROV) انجام شد که زنجیرهای لنگر را در طول فرآیند آزاد کردند. این روش ساخت و جابه‌جایی کامل سازه در خشکی و سپس انتقال آن به دریا، رویکردی نوآورانه بود که در مقایسه با روش‌های سنتی ساخت سکوهای فراساحلی، ریسک‌ها را کاهش داد.
ابعاد و مشخصات دقیق
دکل Troll A با ارتفاع کلی 472 متر، یکی از بلندترین سازه‌های ساخته‌شده توسط بشر است که 369 متر از آن زیر آب قرار دارد. وزن خشک این پلتفرم 683,600 تن و با بالاست (وزن هنگام جابه‌جایی) به 1.2 میلیون تن می‌رسد. این سازه روی بستر دریا در عمق 303 متری قرار گرفته و پایه‌های بتنی آن 36 متر در خاک نفوذ کرده‌اند. Troll A از چهار پایه بتنی مخروطی تشکیل شده که هر یک بیش از یک متر ضخامت دارند و به‌وسیله یک جعبه بتنی تقویت‌شده به نام “Chord Shortener” به هم متصل شده‌اند.
هر پایه به بخش‌های آب‌بندی‌شده تقسیم شده که به‌عنوان محفظه‌های مستقل عمل می‌کنند. یکی از پایه‌ها شامل آسانسوری است که بیش از نه دقیقه طول می‌کشد تا از عرشه تا بستر دریا حرکت کند. این پلتفرم از 40 چاه گاز بهره‌برداری می‌کند و گاز استخراج‌شده از طریق لوله‌هایی به کارخانه فرآوری Kollsnes منتقل می‌شود.
چرا دکل Troll A یک معجزه مهندسی محسوب می‌شود؟
Troll A به دلیل مقیاس عظیم، پیچیدگی‌های طراحی و چالش‌های لجستیکی‌اش یک معجزه مهندسی تلقی می‌شود. این پلتفرم بزرگ‌ترین سازه‌ای است که تاکنون توسط بشر جابه‌جا شده و توانایی مقاومت در برابر شرایط خشن دریای شمال، از جمله امواج عظیم و فشارهای هیدرواستاتیکی، را دارد. برخلاف روش‌های معمول که پایه‌ها به‌صورت جداگانه حمل و در محل نصب می‌شوند، Troll A به‌صورت کامل در خشکی مونتاژ و سپس به دریا منتقل شد، که این روش ریسک‌های نصب در محل را به حداقل رساند.
استفاده از بتن مسلح با ریخته‌گری مداوم برای ایجاد پایه‌های بدون درز، نمونه‌ای از نوآوری‌های مهندسی است که از ترک‌خوردگی جلوگیری کرده و دوام سازه را تضمین می‌کند. این پروژه همچنین هماهنگی بی‌نظیری بین شرکت‌های نفتی، پیمانکاران، و تیم‌های فناوری را نشان داد، که آن را به یکی از پیچیده‌ترین پروژه‌های تاریخ مهندسی تبدیل کرد.
فناوری‌های به کار رفته در ساخت
ساخت Troll A از فناوری‌های پیشرفتهای بهره برد که در زمان خود پیشگام بودند. ساختار Condeep، که از بتن مسلح ساخته شده، برای مقاومت در برابر فشارهای عظیم زیر آب طراحی شد. ریخته‌گری مداوم بتن (continuous slip-forming) برای پایه‌ها، که در آن بتن هر 5 سانتی‌متر در 20 دقیقه ریخته می‌شد، از ایجاد درز جلوگیری کرد و استحکام را افزایش داد. پایه‌های مخروطی با طراحی “wasp-waisted” (باریک در وسط و پهن در بالا و پایین) برای کاهش رزونانس امواج و افزایش پایداری به کار رفتند.
جعبه “Chord Shortener”، که پایه‌ها را به هم متصل می‌کند، با تنظیم فرکانس‌های طبیعی پایه‌ها، از رزونانس‌های مخرب جلوگیری می‌کند. فناوری حفاری جهت‌دار (directional drilling) امکان دسترسی به مخزن گازی را با حداقل تأثیرات زیست‌محیطی فراهم کرد. وسایل نقلیه کنترل از راه دور (ROV) نیز برای آزادسازی زنجیرهای لنگر و نظارت بر نصب در بستر دریا استفاده شدند.
رکوردهای جهانی
دکل Troll A چندین رکورد جهانی را به نام خود ثبت کرده است. در سال 1996، این پلتفرم توسط کتاب رکوردهای گینس به‌عنوان بزرگ‌ترین پلتفرم گازی فراساحلی شناخته شد، اگرچه بعداً این عنوان به پلتفرم Petronius در خلیج مکزیک واگذار شد. این سازه همچنان عنوان بلندترین و سنگین‌ترین سازه‌ای که تاکنون جابه‌جا شده را با وزن 1.2 میلیون تن هنگام بالاست حفظ کرده است.
در سال 2006، کنسرت کیتی ملوآ در عمق 303 متری زیر سطح دریا در یکی از پایه‌های توخالی Troll A، رکورد عمیق‌ترین کنسرت زیرآبی جهان را ثبت کرد. این پلتفرم همچنین به دلیل جابه‌جایی عظیم 200 کیلومتری خود از Vats به میدان Troll، که به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین عملیات لجستیکی تاریخ شناخته می‌شود، شهرت دارد.
Troll A؛ سازه‌ای بلندتر از برج ایفل
Troll A با ارتفاع 472 متر، به‌طور قابل‌توجهی بلندتر از برج ایفل با ارتفاع 324 متر است. در حالی که برج ایفل، ساخته‌شده از آهن فرفورژه در سال 1889، نمادی از پیشرفت صنعتی فرانسه بود، Troll A نمایانگر اوج مهندسی فراساحلی در قرن بیستم است. برج ایفل با وزن حدود 11,000 تن و 18,000 قطعه مجزا، یک شاهکار مهندسی در زمان خود بود، اما دکل Troll A با وزن 683,600 تن (بدون بالاست) و پیچیدگی‌های طراحی برای مقاومت در برابر شرایط دریایی، مقیاسی بی‌سابقه دارد. در حالی که برج ایفل به‌عنوان یک بنای نمادین طراحی شد، Troll A یک پلتفرم کاربردی است که گاز طبیعی را از 40 چاه استخراج کرده و به اقتصاد نروژ کمک می‌کند. این مقایسه نشان‌دهنده پیشرفتهای عظیم در مهندسی از اواخر قرن نوزدهم تا اواخر قرن بیستم است.
تأثیرات اقتصادی و زیست‌محیطی
Troll A نقش کلیدی در تبدیل نروژ به یکی از بزرگ‌ترین صادرکنندگان گاز طبیعی جهان ایفا کرده است. میدان Troll، که 40 درصد از ذخایر گازی نروژ را در خود جای داده، از طریق این پلتفرم گاز را به اروپا صادر می‌کند و به تأمین انرژی پاک‌تر نسبت به زغال‌سنگ یا دیزل کمک کرده است. شرکت Equinor، اپراتور کنونی، اقداماتی مانند استفاده از گاز طبیعی برای تولید برق پلتفرم، کاهش فلرینگ و مدیریت دقیق پسماند را برای کاهش اثرات زیست‌محیطی اجرا کرده است. این پلتفرم همچنین با فناوری‌هایی مانند حفاری جهت‌دار، اثرات زیست‌محیطی را به حداقل رسانده است. از نظر اقتصادی، تولید گاز و نفت از این میدان به توسعه نروژ به‌عنوان یک قدرت انرژی کمک کرده و میلیاردها دلار درآمد ایجاد کرده است.
چالش‌های ساخت و نصب
ساخت دکل Troll A با چالش‌های متعددی همراه بود، از جمله شرایط خشن دریای شمال، امواج عظیم و فشارهای هیدرواستاتیکی در عمق 303 متری. طراحی پایه‌های بتنی برای مقاومت در برابر این شرایط نیاز به محاسبات دقیق و مواد باکیفیت داشت. ریخته‌گری مداوم بتن برای جلوگیری از ترک‌خوردگی، فرآیندی زمان‌بر و حساس بود که نیاز به هماهنگی بی‌عیب‌ونقص داشت. جابه‌جایی این سازه عظیم نیز چالش لجستیکی بزرگی بود که با استفاده از چندین کشتی یدک‌کش و نظارت دقیق ROVها انجام شد. نصب در بستر دریا، که شامل نفوذ 36 متری پایه‌ها در خاک بود، نیاز به فناوری‌های پیشرفته و برنامه‌ریزی دقیق داشت تا از پایداری سازه اطمینان حاصل شود.
نقش فناوری در پایداری دکل Troll A
برای حفظ عملکرد Troll A در طولانی‌مدت، فناوری‌های جدیدی به این پلتفرم اضافه شده‌اند. در سال 2010، یک ماژول جدید با اقامتگاه و اتاق کنترل اضافه شد تا از کمپرسورهای جدید پشتیبانی کند، که برای جبران کاهش فشار مخزن ضروری بودند. این پلتفرم برای عمر مفید 70 ساله طراحی شده و انتظار می‌رود تا سال 2066 به فعالیت خود ادامه دهد. فناوری‌های حفاری پیشرفته، مانند حفاری افقی که توسط Norsk Hydro توسعه یافت، امکان دسترسی به لایه‌های نازک نفت زیر مخزن گازی را فراهم کرد. این نوآوری‌ها نه‌تنها تولید را افزایش داده‌اند، بلکه به بهینه‌سازی منابع و کاهش اثرات زیست‌محیطی کمک کرده‌اند.
مقایسه با سایر پلتفرم‌های فراساحلی
در مقایسه با سایر پلتفرم‌های فراساحلی مانند Gullfaks C (با جابه‌جایی 1.5 میلیون تن) یا Petronius (بلندترین پلتفرم کنونی با 610 متر)، Troll A همچنان به دلیل جابه‌جایی عظیم و تکنولوژی نوآورانه‌اش برجسته است. برخلاف Petronius که از فولاد ساخته شده، ساختار بتنی Troll A دوام بیشتری در برابر شرایط خشن دریا ارائه می‌دهد. Gullfaks C، اگرچه جابه‌جایی بیشتری دارد، از نظر ارتفاع و پیچیدگی جابه‌جایی با Troll A قابل‌مقایسه نیست. این تفاوت‌ها نشان‌دهنده تنوع در طراحی پلتفرم‌های فراساحلی و برتری دکل Troll A در مقیاس و نوآوری است.
منبع: ابرار صنعتی
