Buzz
Pioneering Spirit là một chiếc tàu biển khổng lồ được xây dựng để tháo dỡ toàn bộ một công trình nằm ngoài khơi chỉ trong một lần duy nhất. Đây là một trong những loại tàu lớn nhất trên thế giới. Công ty Allseas, công ty lắp đặt các đường ống ngoài khơi, đã đặt hàng chiếc tàu xây dựng hạng nặng này từ hãng đóng tàu Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) vào tháng 6 năm 2010. Họ đã trả 454.5 triệu euro cho con tàu này và nhận được nó vào cuối năm 2014. Con tàu được đưa đến cảng Alexiahaven ở Rotterdam, Hà Lan, vào tháng 1/2015 để hoàn thiện những khâu lắp ráp cuối cùng. Lúc đầu, nó được đặt tên là Pieter Schelte, nhưng Allseas đã đổi tên thành Pioneering Spirit (tạm dịch: Tinh thần Tiên phong) vào tháng 2 năm 2015.Pioneering Spirit bắt đầu hoạt động từ năm 2016 tại giàn khoan Yme của Talisman ở Biển Bắc Na Uy. Nó có thể lắp đặt và tháo dỡ các giàn khoan dầu khí lớn ngoài khơi chỉ bằng một lần nâng, đồng thời nó cũng có thể lắp đặt các đường ống dẫn dầu và khí đốt dưới nước. Vào thời điểm được giao hàng, nó là con tàu lớn nhất thế giới. Vào tháng 4 năm 2017, nó đã phá kỷ lục thế giới khi tháo dỡ một phần giàn Brent Delta của Shell UK khỏi Biển Bắc nặng 24,000 tấn. Đến năm 2022, nó đã nâng được tổng trọng lượng giàn khoan là 330,000 tấn.
Tàu Pioneering Spirit đang vận chuyển thiết bị lắp đặt đường ống (màu trắng), một phần quan trọng trong việc lắp đặt đường ống ngầm dưới đáy biển.Thiết kế và tính năng của Pioneering SpiritCon tàu sử dụng thiết kế hai thân hoặc còn gọi là lối thiết kế catamaran, bao gồm một hệ thống tự định vị và một hệ thống khác để bù đắp cho chuyển động. Có một rãnh ở phía trước thân tàu dùng để nâng các phần nằm trên của công trình giàn khoan. Thiết kế chi tiết của thân tàu đôi này được hoàn thành vào tháng 5 năm 2010.
Thiết kế hai thân của tàu Pioneering Spirit.
Hình minh họa tổng quan về tàu với các bộ phận chính: 4 cần cẩu, hai thanh xà phía sau, tám thanh xà phía trước, thiết kế hai thân, khu vực nhà ở, sân đáp trực thăng.
Bên trong nơi ở dành cho thủy thủ đoàn trên tàu, thậm chí còn có cả phòng tập nhạc. Tàu có thể dự trữ lương thực lên đến 9 tháng, nhưng thực phẩm tươi sống được các tàu hỗ trợ khác giao hàng một hoặc hai tuần một lần. Thủy thủ đoàn sống trên tàu luân phiên mỗi 5 tuần, làm việc theo ca 12 giờ, đội phục vụ ăn uống xử lý thực phẩm, giặt là và dọn dẹp tàu, trong khi đội y tế điều hành bệnh viện trên tàu.Các hệ thống và thiết bị trên boong tàuPhần phía trước mũi tàu được trang bị một rãnh chuyên dụng có kích thước 122m x 59m để nâng cấu trúc bên trên mặt nước của các giàn khoan (topside), bằng cách sử dụng 8 thanh xà nằm ngang. Phía sau tàu được thiết kế với hai thanh xà nâng nằm nghiêng, dùng để hỗ trợ việc lắp đặt và tháo dỡ các khung thép đỡ boong và cấu trúc bên trên của giàn khoan. Những dầm nghiêng này cũng có thể đóng vai trò như cần cẩu để lắp đặt hoặc tháo dỡ các cấu trúc dạng mô-đun (khu nhà ở trên giàn, máy nén khí và thùng chứa, máy phát điện diesel, …) và các cầu nối của giàn khoan.
Các thanh xà nằm ngang phía trước tàu Engineering Spirit, mỗi bên gồm 4 thanh xà.
Tàu Pioneering Spirit đang thực hiện nâng cấu trúc bên trên của giàn khoan Alpha qua 8 thanh xà phía trước.
Tàu đang tháo dỡ khung thép đỡ của giàn khoan qua hai thanh xà nghiêng phía sau. Đây là khung thép của giàn khoan Ninian Northern nặng 8,100 tấn ở Biển Bắc, ngoài khơi Quần đảo Shetland, Anh quốc.GcaptainCác thanh xà có độ nghiêng linh hoạt, từ gần thẳng đứng đến hoàn toàn nằm ngang để đưa khung thép ra khỏi mặt nước.
Gcaptain
Ba cần cẩu vận chuyển đường ống và cần cẩu chuyên dụng của tàu.
Kongsberg K-Pos DP-22 tự động điều khiển vị trí và hướng đi của tàu bằng cách sử dụng chân vịt và động cơ đẩy riêng. Mẫu DP-22 tích hợp với K-Chief và K-Thrust thông qua mạng LAN Ethernet kép.
Hệ thống điều khiển độc lập cJoy được phát triển bởi hãng Kongsberg, được sử dụng để kiểm soát vị trí và hướng đi của tàu, có thể được lắp vào các bảng điều khiển hiện có hoặc gắn ở những khu vực có không gian hạn chế. Tàu được trang bị hai hệ thống này.
Bên trong nhà máy khớp nối kép trên tàu Pioneering Spirit, cơ sở trên giàn khoan dầu, nơi hai đoạn ống được hàn lại với nhau tạo thành “khớp đôi”. Nhà máy có năm trạm xếp hàng để căn chỉnh các đường ống trước khi hàn.
Tàu Pioneering Spirit nhìn từ trên xuống (2018), ảnh chụp bởi drone.Hệ thống Nâng Khung giàn khoan (Jacket).Allseas đã phát triển Hệ thống Nâng Jacket (Jacket Lift System, hay JLS) cho con tàu, giúp nâng và lắp đặt vào đúng vị trí các cấu trúc khung thép lớn, được gọi là các jacket, giữ cho boong của giàn khoan ngoài khơi vững chãi.
Khung thép của giàn khian Ninian Northern đang được JLS nâng lên (tháng 4/2022), cho phép vận chuyển khung thép ở vị trí gần thẳng đứng để bảo vệ tính toàn vẹn của cấu trúc.Hệ thống Nâng Jacket (Jacket Lift System, JLS) mới được lắp thêm vào năm 2021, bao gồm hai cái xà lớn bằng thép, mỗi cái dài 170 mét và nặng 6,500 tấn, được kết nối với nhau để nâng và nghiêng các thanh xà dài 170 mét đến vị trí có thể nâng được khung thép 'jacket'.Video minh họa cách vận hành của hệ thống nâng Jacket (Nguồn: Youtube). Trong video này toàn bộ hệ thống nhà giàn bên trên đã được tháo dỡ và chỉ còn khung thép phía dưới là cần tháo nốt. Hệ thống này hoạt động theo các bước như sau, đầu tiên tàu được điều khiển tới gần khung giàn (tức Jacket, khung thép đỡ giàn khoan). Sau đó thanh xà JLS được nâng lên nhờ hệ thống nâng và nước dằn tàu (ballast water, là nước chứa trong các bể nhằm duy trì độ ổn định và cơ động của hệ thống). Tiếp đó các khối cần trục chính được hạ xuống khung thép. và dây treo được hạ xuống để kết nối với vòng đệm. Các vòng đệm bắt đầu được nâng lên và cố định trên các móc trục của cần trục chính. Sau khi cọc móng gần đáy biển của khung được cắt rời, thì các khối cần trục được hạ xuống từ hai thanh xà chính ở trên cao và nối với các móc ở phía trên của khung giàn. Cuối cùng, khung giàn được kéo lên khỏi mặt nước, thẳng hàng với các thanh xà và được cho nằm nghiêng theo chiều ngang, khung giàn này rất ăn khớp với các xà, cho thấy thanh xà đã được thiết kế rất đặc biệt cho nhiệm vụ này.
Hai thanh xà sau đuôi của hệ thống JLS trong trang thái được kéo khép lại.Hệ thống JLS giúp giảm chi phí và rủi ro về an toàn và môi trường đối với công việc ở ngoài khơi, loại bỏ sự tham gia của xà lan và mang lại công suất, độ ổn định và khả năng làm việc cao hơn trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Hai thanh xà của hệ thống JLS trong quá trình lắp đặt vào tháng 9/2021.Vào tháng 4 năm 2022, Pioneering Spirit đã hoàn thành việc nâng khung thép của giàn khoan Ninian Northern do CNR International vận hành nặng 8,100 tấn từ Biển Bắc bằng công nghệ nâng jacket của tàu lần đầu tiên.
Tàu nâng Pioneering Spirit lắp đặt giàn khoan xử lý nặng 26,000 tấn tại mỏ dầu Johan Sverdrup vào tháng 3 năm 2019. Sự kiện này đã lập kỷ lục thế giới về hoạt động nâng chỉ bằng 1 lần duy nhất.Hệ thống định hướng và thông tin liên lạcPhần mũi và đuôi tàu trang bị hai hệ thống cầu dẫn đường Kongsberg K-Bridge với các màn hình đa chức năng, sử dụng công nghệ radar mới truyền tín hiệu từ tám bộ thu phát radar trên mạng LAN.Các hệ thống tích hợp tính năng hiện đại, bao gồm ghép hình ảnh radar từ nhiều máy thu phát để hiển thị tầm nhìn 360 độ xung quanh tàu và tránh các điểm mù.
Hệ thống cầu nối tích hợp K-Bridge của Kongsberg.Mạng lưới thông tin liên lạc trên tàu kết hợp hệ thống định vị động năng, bộ điều khiển lực đẩy, hệ thống dẫn đường và tự động hóa máy móc với nhau thành một giải pháp toàn diện mang đến khả năng định vị và điều động độc đáo trong các thao tác vận hành phức tạp.Tàu trang bị hệ thống tham chiếu vị trí dưới biển, bao gồm hệ thống định vị âm thanh chính xác của Kongsberg Maritime để đảm bảo tính chính xác của hệ thống Định vị Động (DP).
Hệ thống định âm của tàu là mẫu HiPAP 502, hoạt động với một bộ chuyển đổi (transducer) được gắn trên thân tàu, cho phép hạ bộ chuyển đổi xuống vài mét bên dưới thân tàu. Còn có một bộ thu phát chứa bộ phát, bộ tiền khuếch đại và thiết bị điện tử tạo chùm tia được gắn gần thân tàu. Hệ thống HiPAP 502 đo lường khoảng cách và phương hướng đi tới các bộ tiếp sóng dưới biển và tính toán vị trí 3 chiều theo tọa độ địa phương hoặc tọa độ địa lý. Nó đem lại độ chính xác cao nhưng nhỏ gọn hơn và dễ lắp đặt trên tàu hoặc thiết bị trên bề mặt khác hơn các hệ thống định vị âm thanh lớn.Hệ thống động cơ đẩy, năng lượng và các chân vịtPioneering Spirit được trang bị tám tổ máy phát điện MAN 20V 32/44 và một động cơ 32/44 dung tích 9 lít, trong đó 32/44 (cm) là tỷ số giữa đường kính trong của xy lanh với hành trình piston của động cơ. Tám tổ máy phát điện diesel ở trên, với tổng công suất lắp đặt là 95,000kW. Những tổ máy phát điện này chuyển năng lượng hóa học trong nhiên liệu diesel thành năng lượng cơ học, sau đó chuyển đổi thành năng lượng điện, truyền động cho 13 chân vịt góc phương vị giúp đảm bảo khả năng định vị và đẩy tàu. Các chân vịt này có khả năng xoay 360 độ vừa để đẩy (hướng về phía trước) vừa để định vị tàu (giữ tàu ở một vị trí cụ thể hoặc theo một lộ trình cụ thể).
Một trong 13 chân vịt của tàu Pioneering Spirit, nó được lắp trong các khoang hinh tròn có thể xoay theo bất kỳ góc ngang nào, khiến cho bánh lái không còn cần thiết. Loại chân vịt này đem lại cho tàu khả năng cơ động tốt hơn hệ thống chân vịt và bánh lái cố định.Rolls-Royce đã giành được hợp đồng cung cấp 13 chân vịt góc phương vị lớn cho tàu. Hợp đồng trị giá 18 triệu bảng Anh này là đơn đặt hàng động cơ đẩy lớn nhất mà Rolls-Royce nhận được cho một chiếc tàu. Hệ thống đẩy này giúp tàu đạt tốc độ tối đa 14 hải lý/giờ (gần 26 km/giờ). Tốc độ này nghe có vẻ thấp nhưng lại là khá đáng kể đối với một tàu xây dựng hạng nặng, giúp nó hoạt động hiệu quả.
Hệ thống động cơ của tàu.Tập hợp nhà thầu đa dạng của Pioneering SpiritCông ty Deltamarin đã được trao hợp đồng cung cấp thiết kế chi tiết bao gồm kiến trúc hàng hải, kỹ thuật kết cấu và hệ thống, cũng như chỗ ở cho Pioneering Spirit vào tháng 2 năm 2010.
Nơi ở trên tàu do Deltamarin thiết kế.Swan Hunter đã hỗ trợ phát triển ý tưởng cũng như kỹ thuật kết cấu và trang bị cho con tàu.
Tàu World Unicorn, được Swan Hunter chế tạo tại xưởng đóng tàu Wallsend, Tyneside vào năm 1973.Hệ thống nâng JLS được thiết kế về mặt tổng thể bởi Huisman, một nhà thiết kế và sản xuất thiết bị xây dựng hạng nặng.Các thanh xà nâng của JLS được thi công bởi CIMOLAI, nhà cung cấp kết cấu thép.
Hai thanh xà của hệ thống JLS và 8 thanh xà nằm ngang phía trước được cung cấp bởi CIMOLAI.Các công ty chuyên về hệ thống chống rơi ngã Delta Plus Systems, IN-SAFETY và Anticaduta đã tham gia vào việc lắp đặt hệ thống chống rơi cho JLS.
Nhà thầu Delta Plus cung cấp nhiều hệ thống chống rơi, bao gồm cả hệ thống dây cứu sinh chống rơi ngang.Trelleborg Sealing Solutions và Avient cung cấp vòng đệm và cáp treo nâng Dyneema cho JLS.
Cáp treo nâng Dyneema của Avient trên một con tàu tháo dỡ giàn khoan.Theo [1], [2].
