سفينة رافعة

سفن أحادية الهيكل ذاتية الدفع تقليدية للإبحار في البحار مزودة بمعدات رافعة رفع ثقيلة. ^{[ 1 ]}

البارجة ذات الأرجل الجانبية هي بارجة مزودة بأرجل جانبية مثبتة في أحد طرفيها، قادرة على رفع الأحمال وتحريك الأرجل الجانبية لضبط مدى الوصول، ولكنها لا تستطيع تدوير الحمل بشكل مستقل عن اتجاه الهيكل. يتكون التصميم النموذجي من إطار A متين مثبت بمفصل في المؤخرة، مدعوم بأسلاك في المقدمة. بعد رفع الحمل، تُوجّه البارجة إلى الموضع المطلوب إنزال الحمل إليه بواسطة دافعات أو قاطرات موجودة على متنها، ثم يُنزل الحمل. تحافظ البارجة ذات الأرجل الجانبية دائمًا على الحمل في خط الاستقرار الساكن الأقصى، وقد تستخدم ثقلًا موازنًا في المقدمة لزيادة عزم التوازن الطولي لتعويض الحمل. يُعدّ تصميم الأرجل الجانبية أكثر اقتصادية في التصنيع والصيانة من الرافعة الدوارة، ولكنه قد يكون أقل ملاءمة نظرًا لضرورة تحريك السفينة بأكملها إلى موضع دقيق للرفع والإنزال. من المعتاد تحريك أرجل الرافعة قليلاً قبل رفعها إلى وضع مناسب لرفع الحمولة وتثبيتها، لأن تحريك الأرجل تحت الحمل يكون بطيئاً بشكل عام، ونادراً ما تكون هناك حاجة لذلك. ^{[ 1 ]}

تتميز بارجة الرافعة المطرقة ذات الرفع الثقيل برافعة مطرقة ثابتة، لا تدور ولا تتحرك، بل تتمتع بمدى وصول ثابت. ويتم تشغيلها بطريقة مشابهة لبارجات الأرجل المائلة. ويمكن تركيب هذا الترتيب على بارجة كاتاماران، مما يسمح لها بالوقوف فوق دعامة جسر لإنزال قسم مُسبق الصنع إلى مكانه. ^{[ 1 ]}

تُستخدم سفن النقل الثقيل ذات الهيكلين، والمكونة من سفينتين متصلتين برافعات جسرية في أعلاهما، في المياه المحمية كالموانئ والأنهار. وللحد من عزم الميلان على السفن، تُثبّت الرافعات الجسرية بالهياكل بواسطة وصلات مفصلية في الأطراف، مما يسمح ببعض الحركة الجانبية المستقلة. وعادةً ما تُركّب دعامات الرافعات الجسرية على طرفي السفينتين، مما يسمح برفع الأحمال الطويلة. ^{[ 1 ]}

تتميز منصات الرافعات شبه الغاطسة بمزاياها في المياه العميقة جدًا أو عندما يكون تركيب قاع البحر غير مناسب لمنصات الرفع الذاتي، وفي ظروف المياه المضطربة التي تعيق الاستخدام الفعال للهياكل التقليدية. يتميز هيكل المنصة شبه الغاطسة باستجابة أبطأ وأقل للأمواج والانتفاخات، نظرًا لصغر مساحة سطح الماء ، كما يمكن ضبط الثبات وعزم الاستقرار عن طريق إضافة أوزان موازنة لتناسب الحمولة. وتسمح الفجوات بين الأعمدة بمرور الأمواج بينها مع تأثير ضئيل على السفينة. أما عيوبها فتتمثل في انخفاض الثبات الذاتي، وارتفاع التكلفة والتعقيد بشكل كبير. ^{[ 1 ]}

يؤدي انخفاض مساحة سطح الماء إلى استجابة منخفضة للحركة الرأسية، ويمكن استغلال ذلك للعمل كمنصة شدّ باستخدام حبال ربط رأسية لتثبيت الركائز أو أوزان التجميع على قاع البحر بما يكفي لمنع الحركة الرأسية في حالة البحر السائدة. في هذا التكوين، يمكن إجراء العمليات الحساسة للحركة الرأسية بدقة وتحكم. ^{[ 1 ]}

الرافعة الدوارة العائمة هي رافعة متحركة مثبتة على بارجة، ويمكن تدويرها بشكل مستقل عن هيكل البارجة أثناء نقل الحمولة. تتميز هذه الرافعات بتعدد استخداماتها، ولكنها مكلفة ومعقدة، ولها بعض القيود، لا سيما في حالات البحر التي يمكنها العمل فيها بأمان. عادةً ما يتم تشغيلها من موقع ثابت، وتستخدم قدرات الدوران والرفع للرافعة لتحديد موضع طرفها لرفع الحمولة وإنزالها ^{[ 1 ].}

يمثل هذا التصميم حلاً وسطاً بين متطلبات الهيكل والاستقرار، وموازنةً مع مرونة الوصول، وقدرة التحميل، والتكلفة. ومن مزايا الرافعة الدوارة قدرتها على الوصول إلى الأحمال المحمولة على سطح السفينة نفسها. وبالمقارنة مع الرافعات البرية، فإن الأحمال الديناميكية الإضافية والحركة في البحر تُعقّد عملية التشغيل وتؤثر على السلامة. ويتأثر موضع وحركة طرف ذراع الرافعة بجميع درجات الحرية الست، ويتضاعف هذا التأثير باختلاف المسافة من مركز حركة السفينة، ويتغير أثناء عملية الرفع مع تغير موضع الطرف بالنسبة للسفينة. ^{[ 1 ]}

البارجة الإنشائية ذاتية الرفع هي بارجة مزودة بأربعة إلى ثمانية أرجل، كل منها مزود بنظام رفع يمكنه تثبيت الرجل وتحريكها لأعلى أو لأسفل بالنسبة للهيكل، ثم تثبيتها في مكانها والتحرك للخلف على طول الرجل لتثبيتها مرة أخرى لإجراء عملية رفع إضافية. يُرفع الهيكل بعيدًا عن قمم الأمواج في وضع العمل، ويتم دعم كتلة البارجة وأي حمولة إضافية بواسطة قواعد الأرجل، والتي يُفضل أن توزع الحمل بالتساوي قدر الإمكان. أثناء عملية الرفع، تُثبت البارجة في مكانها بواسطة مجموعة من المراسي المشدودة. بمجرد الوصول إلى ارتفاع العمل، يمكن تحرير الأرجل واحدة تلو الأخرى ودفعها إلى عمق أكبر باستخدام مطارق دق الركائز لمزيد من الثبات. عملية الإزالة هي في الأساس إجراء مشابه ولكن معكوس، حيث تُسحب الأرجل من قاع الأرض واحدة تلو الأخرى بعد أن يطفو الهيكل، بينما تحد مجموعة المراسي من القوى الجانبية التي تفرضها الأمواج. يمكن استخدام نفث الماء، والشد المستمر، و/أو حقن الماء بضغط منخفض عند قاعدة الرجل لتحرير الأرجل المغروسة بإحكام. لا تتأثر هذه المنصات بحركتها بأحوال البحر، ولكنها تحتاج إلى ظروف هادئة من حين لآخر لتتحرك. ويعتمد أداؤها بشكل كبير على خصائص قاع البحر. ^{[ 1 ]}

في عام 1978، قامت شركة هيريما ببناء سفينتين رافعة شبه غاطستين، هما هيرمود وبالدر ، كل منهما مزودة برافعتين، إحداهما بسعة 2000 طن والأخرى بسعة 3000 طن. لاحقًا، تم تحديث السفينتين لزيادة سعتهما. كان هذا النوع من سفن الرافعات أقل تأثرًا بأمواج البحر، مما أتاح إمكانية العمل في بحر الشمال خلال أشهر الشتاء. كما سمحت الثباتية العالية برفع أوزان أثقل مما كان ممكنًا باستخدام السفن أحادية الهيكل. وقد ساهمت السعة الأكبر للرافعات في تقليل وقت تركيب المنصة من موسم كامل إلى بضعة أسابيع. واستلهامًا من هذا النجاح، تم بناء سفن مماثلة. في عام 1985، تم إطلاق السفينة DB-102 لصالح شركة ماكديرموت، مزودة برافعتين بسعة 6000 طن لكل منهما. وفي عام 1986، طلبت شركة ميكوبيري السفينة M7000 ، المصممة برافعتين بسعة 7000 طن لكل منهما.

مع ذلك، وبسبب وفرة النفط في منتصف ثمانينيات القرن الماضي ، انتهى ازدهار صناعة النفط والغاز البحرية، مما أدى إلى ظهور شراكات. في عام 1988، تم تأسيس مشروع مشترك بين شركتي هيريما وماكديرموت تحت اسم هيريماك. وفي عام 1990، اضطرت شركة ميكوبيري إلى إعلان إفلاسها. أما شركة سايبم - التي كانت في بداية سبعينيات القرن الماضي شركة كبيرة متخصصة في عمليات الرفع الثقيل، ولكنها أصبحت لاعباً صغيراً في هذا المجال في نهاية ثمانينيات القرن الماضي - فقد استحوذت على السفينة M7000 من ميكوبيري في عام 1995، ثم أعادت تسميتها لاحقاً إلى سايبم 7000. وفي عام 1997، استحوذت هيريما على السفينة DB-102 من ماكديرموت بعد إنهاء مشروعهما المشترك. ^{[ 7 ]} أُعيد تسمية السفينة إلى ثيالف ، ثم جرى تحديثها في عام 2000 لتصل قدرتها على الرفع إلى ضعف قدرة ماكديرموت البالغة 7100 طن.

يمكن لرافعة Thialf استخدام الرافعتين معًا لرفع 14200 طن (14000 طن طويل؛ 15700 طن قصير) على نصف قطر 31.2 متر (102 قدم) ؛ في المقابل، يمكن لرافعة Saipem 7000 استخدام الرافعتين لرفع حمولة أصغر تبلغ 14000 طن (14000 طن طويل؛ 15000 طن قصير) على نصف قطر أوسع يبلغ 41 مترًا (135 قدمًا) . ^{[ 8 ]}      

سُجّل الرقم القياسي لأثقل عملية رفع منفردة عام 2000 بواسطة ثيالف ، وذلك برفعه 11,883 طنًا (11,695 طنًا إنجليزيًا؛ 13,099 طنًا أمريكيًا) من الأجزاء العلوية لمنصة شيرووتر لصالح شركة شل. ^{[ 9 ] [ 10 ]} وفي أكتوبر 2004، سجّلت سايبم 7000 رقمًا قياسيًا جديدًا برفعها 12,150 طنًا (11,960 طنًا إنجليزيًا؛ 13,390 طنًا أمريكيًا) من سطح سابراثا. ^{[ 11 ] [ 12 ]}  

في ظل نظام تحديد المواقع الديناميكي، سجلت سايبم 7000 رقماً قياسياً آخر في عام 2010 برفعها للجزء العلوي من منصة إنتاج بي بي فالهال التي تزن 11600 طن (11400 طن طويل؛ 12800 طن قصير). ^{[ 12 ]} 

بعد فترة وجيزة من اكتمالها، أنجزت شركة Sleipnir عملية رفع قياسية بلغت 15300 طن (15100 طن طويل؛ 16900 طن قصير) للأجزاء العلوية من مشروع Leviathan لصالح شركة Noble Energy ، في سبتمبر 2019. ^{[ 13 ]}