Ngày 9/7/2024, ngoài khơi Biển Bắc, một khối thép khổng lồ nặng 31.000 tấn từ từ rời khỏi bốn chân đế đã cắm sâu xuống đáy biển suốt nửa thế kỷ. Sứ mệnh này đã trở thành một sự kiện lịch sử trong lĩnh vực kỹ thuật hàng hải của con người.
Không tiếng động cơ cần cẩu, không dây cáp căng cứng kéo lên từng chút một. Toàn bộ phần thượng tầng (Topside) của giàn khoan Brent Charlie nặng 31.000 tấn (thuộc sở hữu Shell UK) chỉ mất khoảng vài giây để tách rời hoàn toàn khỏi kết cấu đã gắn bó với nó từ những năm 1970 - chỉ trong một lần nâng duy nhất.
Đây là vụ nâng hạ cấu kiện ngoài khơi lớn nhất từ trước đến nay.
Phần thượng tầng (Topside) của giàn khoan Brent Charlie nặng 31.000 tấn. Ảnh: Allseas
Đứng sau kỳ tích ấy là Pioneering Spirit - con tàu cẩu hạng nặng được xem là vật thể nặng nhất từng nổi trên mặt nước trong lịch sử nhân loại.
Bí quyết kỹ thuật đằng sau phi vụ nâng cấu kiện ngoài khơi nặng nhất lịch sử
Để hiểu vì sao một pha "nhấc hàng" tưởng chừng đơn giản này lại được xem là cột mốc kỹ thuật, cần hình dung quy mô của chính con tàu thực hiện nó.
Pioneering Spirit dài 382 mét, rộng 124 mét, ở mớn nước hoạt động sâu nhất, nó choán chỗ khoảng 1 triệu tấn nước biển - tương đương trọng lượng của khoảng 90 tòa tháp Eiffel cộng lại.
Thứ khiến Pioneering Spirit trở nên độc nhất vô nhị không nằm ở kích thước thuần túy, mà ở chính cách nó "nâng" - một phương pháp không hề dùng đến bất kỳ chiếc cần cẩu nào.
Phần mũi tàu hình chữ U - đáp ứng triết lý "nâng bằng lực nổi thay vì cần cẩu" của Pioneering Spirit. Ảnh: Allseas
Bí quyết nằm ở phần mũi tàu hình chữ U khổng lồ - một khoảng trống dài 122 mét, rộng 59 mét được tạo ra nhờ thiết kế thân đôi (twin-hull).
Khi tiếp cận một giàn khoan cần tháo dỡ, Pioneering Spirit không nâng nó lên như một cần cẩu thông thường vẫn làm. Thay vào đó, con tàu tự làm mình chìm xuống bằng cách bơm hàng trăm nghìn tấn nước biển vào các khoang dằn (ballast tank), cho đến khi phần khe hở ở mũi tàu đủ thấp để luồn vào bên dưới phần thượng tầng của giàn khoan.
Tám bộ dầm nâng bằng thép, mỗi dầm nặng tới 1.800 tấn, sau đó được đưa vào vị trí và khóa chặt vào kết cấu giàn khoan thông qua các khớp nối chuyên dụng.
Việc di dời cấu kiện 31.000 tấn diễn ra trong thời gian ngắn nhưng được chuẩn bị trong nhiều năm. Ảnh: Allseas
Đến thời khắc quyết định, toàn bộ hệ thống bơm với tốc độ bơm lên tới 37.000 mét khối mỗi giờ bắt đầu đẩy nước ra khỏi các khoang dằn.
Con tàu, vốn đang "ngồi" thấp trong nước, bắt đầu nổi trở lại. Và chính lực nổi khổng lồ ấy - chứ không phải bất kỳ động cơ thủy lực nào - đã nhấc phần thượng tầng ra khỏi bốn chân trụ đã bám chặt xuống đáy biển suốt hàng chục năm.
Toàn bộ quá trình chuyển tải trọng diễn ra trong thời gian ngắn - tính bằng giây - chục giây, bởi cơ chế bơm đối trọng chính xác sẽ di chuyển khối lượng khổng lồ gần như ngay lập tức sau khi các kết nối bị ngắt.
Nhưng để có được khoảnh khắc ấy là cả một quá trình chuẩn bị kéo dài nhiều năm như mô hình hóa từng chi tiết kỹ thuật riêng cho mỗi giàn khoan, tính toán phân bố trọng lượng, và một hệ thống bù chuyển động tích hợp trong cơ cấu nâng để triệt tiêu ảnh hưởng của sóng biển.
Điều này cho phép con tàu thực hiện những pha nâng "phẫu thuật" ngay giữa vùng biển động, thay vì phải chờ điều kiện lặng sóng tuyệt đối.
Di chuyển phần thượng tầng từ tàu Pioneering Spirit sang tàu Iron Lady để vận chuyển đến bãi xử lý của Able UK tại Hartlepool, Anh. Ảnh: Allseas
Tháng 7/2024 nhờ thế đi vào lịch sử ngành dầu khí ngoài khơi thế giới nói riêng và kỹ thuật hàng hải nói chung. Phần thượng tầng này sẽ được vận chuyển đến Anh để tái chế, kết thúc hai thập kỷ cống hiến cho kỹ thuật, quy hoạch và đổi mới.
Lợi ích về an toàn và môi trường của Pioneering Spirit
Cú nâng Brent Charlie không phải là lần đầu Pioneering Spirit lập kỷ lục mà là đỉnh cao của cả một chuỗi thành tích được thiết lập từ năm 2016, khi con tàu thực hiện phi vụ thương mại đầu tiên: Tháo dỡ phần thượng tầng nặng 13.500 tấn của giàn Yme cho Repsol tại Biển Bắc Na Uy.
Năm 2017, nó xác lập kỷ lục thế giới với việc tháo dỡ giàn Brent Delta nặng 24.200 tấn. Trong giai đoạn 2017-2024, con tàu lần lượt "dọn sạch" cả bốn phần thượng tầng thuộc mỏ Brent của Shell, đưa tổng khối lượng đã nâng cán mốc 330.000 tấn tính đến năm 2022, trước khi chính kỷ lục của bản thân bị nó phá vỡ một lần nữa với Brent Charlie.
Điều đáng nói là hành trình chưa dừng lại. Ngay trong mùa hè 2026 này, Allseas Group - công ty Thụy Sĩ sở hữu con tàu - tiến hành một cuộc đại tu quy mô lớn cho toàn bộ hệ thống nâng thượng tầng nhu gia cố cả 16 dầm nâng, thay thế bằng những đòn bẩy cường độ cao mới.
Kết quả là nâng khả năng chịu tải tối đa của tàu từ 48.000 tấn lên tới 60.000 tấn, tăng 25% so với hiện tại, đủ sức xử lý những cấu trúc còn đồ sộ hơn cả Brent Charlie trong tương lai.
Công nghệ nâng một lần giúp giảm thời gian chuẩn bị ngoài khơi như làm sạch, phân tách thành các mảnh nhỏ hơn và lắp đặt điểm nâng, từ đó giảm đáng kể các rủi ro về sức khỏe, an toàn và môi trường trong môi trường khắc nghiệt ngoài khơi.
Đằng sau mỗi cú nâng ngoạn mục ấy là một thực tế công nghiệp lớn hơn: Hàng trăm giàn khoan dầu khí tại Biển Bắc, được xây dựng từ thập niên 1970-1980, đang lần lượt bước vào giai đoạn "nghỉ hưu".
Việc tháo dỡ chúng một cách an toàn, nhanh chóng và ít rủi ro cho con người là bài toán mà ngành công nghiệp ngoài khơi buộc phải giải và Pioneering Spirit, với triết lý "nâng bằng lực nổi thay vì cần cẩu", chính là câu trả lời táo bạo nhất mà kỹ thuật hàng hải từng đưa ra cho đến nay.
Tham khảo: Allseas
Trang Ly
