MỤC LỤC

MỤC LỤC………………1

LỜI NÓI ĐẦU……………….3

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU................ 4

I.1  TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ỐNG............... 4

I.1.1 Trên thế giới ...............4

I.1.2 Tại Việt Nam.................11

I.2  TÌM HIỂU ĐỀ TÀI............ 14

I.2.1 Tổng quan về đề tài .................14

I.2.2 Quy hoạch mỏ...............17

I.2.3 Các khâu trong quá trình khai thác,Mục tiêu và nhiệm vụ thiết kế...............18

CHƯƠNG II : SỐ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ............... 20

II.1     SỐ LIỆU SÓNG..................20

II.2     SỐ LIỆU DÒNG CHẢY...................20

II.3     SỐ LIỆU VỀ BIÊN ĐỘ TRIỀU, NƯỚC DÂNG DO BÃO....................20

II.4     SỐ LIỆU VỀ HÀ BÁM................21

II.5     NHIỆT ĐỘ NƯỚC BIỂN....................21

II.6     ĐỊA CHẤT ĐÁY BIỂN...................21

II.7 SỐ LIỆU TUYẾN ỐNG..................22

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ỐNG NGẦM..................... 23

III.1 LỰA CHỌN TUYẾN ỐNG..................23

III.1.1 Mục đích, yêu cầu chung và các bước lựa chọn tuyến ống. ...................23

III.1.2 Lựa chọn tuyến ống................ 24

III.2  TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY ỐNG...................30

III.2.1 Phương pháp tính..............30

III.2.2 Tính toán chiều dày đường ống.............30

III.2.3 Phân loại chất lỏng dẫn trong đường ống, cấp vị trí, cấp an toàn...............33

III.2.4 Kết quả tính toán..............35

III.2.5 Kết luận..................35

III.3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH ĐÀN HỒI..............36

III.3.1Kiểm tra điều kiện mất ổn định cục bộ của tuyến ống..............36

III.3.2   Kiểm tra mất ổn định lan truyền..............37

III.3.3 Kết luận chung...................38

III.4 THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH VỊ TRÍ TUYẾN ỐNG...................38

III.4.1 Hiện tượng...................38

III.4.2 Tính toán ổn định vị trí tuyến ống.................39

III.4.3 Kết quả tính toán.................46

III.4.4 Kết luận..................48

III.5 KIỂM TRA BỀN ĐƯỜNG ỐNG ĐI QUA ĐỊA HÌNH PHỨC TẠP.................49

III.5.1 Đặt vấn đề...................49

III.5.2 Bài toán đường ống đi qua địa hình phức tạp.................49

III.5.3 Bài toán kiểm tra bền đường ống chịu tải trọng tĩnh khi đi qua địa hình phức tạp.....................49

III.5.4 Bài toán cộng hưởng dòng xoáy.................53

III.5.5 Kết luận chung......................55

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỀN KẾT CẤU ỐNG ĐỨNG (RISER)...................56

IV.1 TỔNG QUAN VỀ ỐNG ĐỨNG.....................56

IV.1.1 Khái niệm....................56

IV.1.2 Đặc điểm về vị trí của ống đứng..................56

IV.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ỐNG ĐỨNG....................58

IV.2.1.Đặt vấn đề..................58

IV.2.2. Tính toán xác định vị trí kẹp ống đứng........................58

IV.2.3.  Kiểm tra bài toán cộng hưởng dòng xoáy..................70

CHƯƠNG V : CHỐNG ĂN MÒN CHO ĐƯỜNG ỐNG................ 73

V.1 LÝ THUYẾT CHỐNG ĂN MÒN.................73

V.1.1 Khái niệm...................73

V.1.2 Nguyên nhân..................73

V.1.3 Tác hại ....................73

V.1.4 Biện pháp phòng tránh..................74

V.2 TÍNH TOÁN...................76

V.2.1 Nguyên lí tính toán....................76

V.2.2 Số liệu đầu vào.....................76

V.2.3 Tính toán....................76

V.2.4 Kết quả................82

V.2.5 Kết luận.................83

CHƯƠNG VI: THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG................... 84

VI.1 ĐẶT VẤN ĐỀ..................84

VI.2   CHẾ TẠO ỐNG.....................84

VI.3   THI CÔNG THẢ ỐNG.................... 86

VI.3.1 Thả ống bằng xà lan thả ống..................86

VI.3.2 Phương pháp thi công dùng tàu thả ống có trống cuộn..................88

VI.4   THI CÔNG KÉO ỐNG.................89

VI.4.1 Phương pháp kéo ống trên mặt (Surface tow)....................89

VI.4.2 Phương pháp kéo ống sát mặt (Below-Surfacetow)....................90

VI.4.3 Phương pháp kéo ống trên đáy biển (Bottomtow).......................91

VI.4.4 Phương pháp kéo ống sát đáy biển ( off- Bottomtow)...............92

VI.5   THI CÔNG NỐI ỐNG.................92

VI.6 THI CÔNG ỐNG ĐỨNG (RISER)......................93

VI.6.1 Phương pháp thi công lắp đặt ống đứng lên khối chân đế..................93

VI.6.2 Phương pháp thi công nối ống Riser với ống ngầm...................95

VI.7 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TUYẾN ỐNG.................95

VI.7.1 Cơ sở lựa chọn..................95

VI.7.2 Lựa chọn phương án....................96

VI.8   TỔ CHỨC THI CÔNG...................96

VI.8.1 Công tác chuẩn bị .........................96

VI.8.2 Các thông số của tàu Côn Sơn..................96

VI.8.3 Quy trình thi công.......................97

KẾT LUẬN……………...…98

TÀI LIỆU THAM KHẢO………………99

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

I.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ỐNG

I.1.1Trên thế giới

Hầu hết mọi người liên tưởng từ  "đường ống” với đường ống nước nóng và lạnh mà họ nhìn thấy trong nhà của họ. Ngoài ra, hầu hết chúng ta sẽ nhìn thấy các đường ống nhựa đặt dưới đường phố và đường giao thông để phân phối khí đốt tự nhiên tại địa phương. Nhưng nhiều người không biết có hàng trăm hàng ngàn cây số những đường ống rất lớn dẫn qua các quốc gia và đại dương để cung cấp, vận chuyển một lượng lớn dầu thô và các sản phẩm dầu, khí. Nhất là dưới lòng đất hoặc dưới biển: ngút tầm mắt và thực sự khó để có thể hình dung được !

Nếu không có đường ống dẫn chúng ta sẽ không thể đáp ứng được nhu cầu rất lớn về dầu và nhu cầu khí đốt cho cả hành tinh. Các đường ống này cũng là hình  thức vận chuyển an toàn các dạng năng lượng: Đường ống dẫn an toàn hơn 40 lần hơn so với các xe bồn đường sắt, và an toàn hơn100 lần so với các xe bồn đường bộ khi vận chuyển năng lượng; đường ống dẫn dầu làm tràn khoảng 1 gallon (3,78541 lít) cho mỗi  triệu thùng-dặm, theo Hiệp hội Mỹ đường ống dẫn dầu của Mĩ. Một thùng, vận chuyển một dặm (1609m), tương đương  vớmột thùng-dặm, và có 42 gallon (159 lít) trong một thùng

Tổng chiều dài của đường ống truyền dẫn áp lực cao trên khắp thế giới được ước tính vào khoảng 3.500.000 km . Được chia ra là:

ƒ64% vận chuyển khí tự nhiên;

ƒ19% vận chuyển các sản phẩm dầu khí;

ƒ17% vận chuyển dầu thô.

I.1.2 Tại Việt Nam

Sự hình thành và phát triển của ngành khí Việt Nam bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ trước. Sau ngày đất nước thống nhất, tháng 7/1976, tại vùng trũng sông Hồng, với sự hợp tác của các chuyên gia và kỹ thuật Liên Xô, giếng khoan số 61, sâu 2.400m đã phát hiện khí thiên nhiên ở Tiền Hải, Thái Bình.

Thềm lục địa và vùng đặc quyền kinh tế của Việt Nam có diện tích hàng trăm ngàn km². Nhiều bể trầm tích kỷ Đệ Tam như Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, vùng biển Tây-Nam, các quần đảo Trường Sa và Hoàng Sa đã được nghiên cứu.

I.2 TÌM HIỂU ĐỀ TÀI

I.2.1 Tổng quan về đề tài

I.2.1.1 Tổng quan về các khu mỏ phía nam Việt Nam

Hằng năm, các mỏ dầu phía nam Việt Nam cung cấp ra thị trường hàng chục triệu tấn dầu thành phẩm.Các mỏ dầu điển hình.

* Mỏ Bạch Hổ:

Bạch Hổ là mỏ dầu lớn nhất trên thềm lục địa nước ta, là nguồn cung cấp dầu chủ yếu cho Việt Nam hiện nay, nằm phía đông nam, cách bờ biển Vũng Tàu 145km. Mỏ có trữ lượng khoảng 300 triệu tấn và được khai thác thương mại từ giữa năm 1986.

Đơn vị khai thác mỏ này là Xí nghiệp liên doanh Dầu khí Việt-Xô (Vietsovpetro) thuộc. Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (PVN). Mỗi ngày Vietsovpetro khai thác được từ mỏ này 38.000 tấn dầu thô, chiếm đến 80% sản lượng dầu thô của Việt Nam.

* Mỏ Sư Tử Trắng:

Mỏ Sư Tử Trắng được phát hiện vào ngày 19/11/2003, nằm ở góc Đông Nam lô 15-1 thềm lục địa Việt Nam, ở độ sâu 56m nước, cách đất liền khoảng 62km và cách Vũng Tàu khoảng 135km về phía đông. Theo khảo sát, trữ lượng của mỏ này đạt khoảng 300 triệu thùng dầu thô và 3-4 tỷ m3 hơi đốt.

I.2.1.2 Tổng quan về các giàn và chất vận chuyển trong tuyến ống

- Giới thiệu giàn  WHP là giàn đầu giếng  được thiết kế cho mục đích khai thác và vận chuyển dầu khí .Chức năng của giàn

- Thu thập và phân loại các sản phẩm dầu trong đo lường và vận chuyển.

- Đo sản lượng dầu cung cấp của giếng khoan.

- Tách sơ bộ các sản phẩm khí và nước phun lên từ giếng khoan.

- Tập trung và tận dụng các phế phẩm.

* Giới thiệu giàn WHSP cũng có chức năng nhiệm vụ như giàn như giàn WHP:

- Dầu thành phẩm là các loại dầu đã qua chế biến như xăng, dầu hoả, dầu máy bay, dầu dieseel (DO), dầu mazut (FO) và các loại dầu bôi trơn, bảo quản, làm mát khác. Dầu  là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện đại dùng để sản xuất điện và cũng là nhiên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải. Hơn nữa, dầu cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất các chất dẻo (plastic) và nhiều sản phẩm khác.Vì thế dầu thường được ví như là "vàng đen".

Trữ lượng dầu mỏ tìm thấy và có khả năng khai thác mang lại hiệu quả kinh tế với kỹ thuật hiện tại đã tăng lên trong những năm gần đây và đạt mức cao nhất vào năm 2003. Dự đoán trữ lượng dầu mỏ sẽ đủ dùng cho 50 năm nữa.

I.2.2 Quy hoạch mỏ

I.2.2.1 Những căn cứ để qui hoạch mỏ

Qui hoạch mỏ phụ thuộc trữ lượng mỏ và việc lựa chọn công nghệ khai thác, từ đó tính toán số lượng công trình khai thác tối tư và sản lượng tối ưu (thùng dầu/ngày) để đảm bảo công tác khai thác đạt hiệu quả cao nhất. Căn cứ qui hoạch mỏ:

- Trữ lượng mỏ.

- Hệ số thu hồi, phân bố sản lượng theo đời mỏ.

- Nhu cầu thị trường.

- Nhu cầu khai thác của chủ đầu tư.

I.2.2.2 Những yêu cầu thiết kế, quy hoạch hệ thống khai thác mỏ

Khu khai thác dầu khí cần được xem như một tổ hợp công nghệ đồng nhất, đảm bảo thu nhận được sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu với chi phí cho khai thác, thu gom xử lý và vận chuyển sản phẩm tối thiểu. Hệ thống này bao gồm các quy trình công nghệ:

- Thu gom, vận chuyển và đo các sản phẩm các giếng khai thác trên mỏ.

- Tách sơ bộ các sản phẩm từ các giếng.

- Xử lý dầu.

- Xử lý nước thải và các loại khác cho hệ thống duy trì áp suất vỉ.

- Tiếp nhận và đo lường dầu.

I.2.3 Các khâu trong quá trình khai thác,Mục tiêu và nhiệm vụ thiết kế

I.2.3.1 Các khâu trong quá trình khai thác dầu khí

Công nghệ khai thác dầu khí trên thế giới nói chung, ở việt nam và ở mỏ HSD – HST nói riêng đều phải trai qua ba công đoạn sau.

I.2.3.3 Nhiệm vụ thiết kế

- Thiết kế kỹ thuật tuyến ống dẫn dầu thành phẩm từ giàn WHSP _HT đến giàn WHP_TG trong khu vực mỏ phía nam Việt Nam.

- Xác định tuyến ống cần thiết kế: đường đi, chiều dài...

- Xem xét các khả năng nối mạng cho hệ thống tuyến ống cho tương lai.

- Xác định độ dày đường ống và các thiết bị cần thiết cho hệ thống đường ống

- Tính toán và kiểm tra điều kiện bền và ổn định cho hệ thống đường ốngtrong mọi điều kiện bất lợi.

- Xác định đánh giá nhịp treo cho phép đối với tuyến ống khi dọc tuyến có sự biến đổi phức tạp của địa hình và điều kiện phức tạp của địa chất hải văn.

- Tính toán, thiết kế chống ăn mòn đường ống.

- Tính toán tĩnh, động cho Riser.

- Giới thiệu các biện pháp thi công, từ đó phân tích lựa chọn phương án thi công, chế tạo cho tuyến ống.

- Kiểm tra hệ thống đường ống trước khi đưa vào vận hành.

CHƯƠNG II : SỐ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ

II.1 SỐ LIỆU SÓNG

Số liệu đầu vào thể hiện như bảng dưới.

II.3 SỐ LIỆU VỀ BIÊN ĐỘ TRIỀU, NƯỚC DÂNG DO BÃO

Số liệu đầu vào thể hiện như bảng dưới.

II.5 NHIỆT ĐỘ NƯỚC BIỂN

Số liệu đầu vào thể hiện như bảng dưới.

II.7 SỐ LIỆU TUYẾN ỐNG

Số liệu đầu vào thể hiện như bảng dưới.

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ỐNG NGẦM

III.1 LỰA CHỌN TUYẾN ỐNG

III.1.1 Mục đích, yêu cầu chung và các bước lựa chọn tuyến ống

III.1.1.1 Mục đích

Trong công tác thiết kế tuyến đường ống biển,vấn đề đầu tiên là lựa chọn tuyến ống.Đây là một bài toán kinh tế -kỹ thuật cần phải căn cứ vào các số liệu khảo sát địa chất đã thu thậpđược để lựa chọn tuyến ống sao cho khả thi với giá thành thấp nhất mà vẫn đảm bảo được các chỉ tiêu kỹ thuật. Lựa chọn tuyến ống hợp lý sẽ đem lại hiệu quả kinh tế,tăng độ an toàn cho tuyến ống trong quá trình thi công cũng như quá trình khai thác lâu dài.

III.1.1.2 Những yêu cầu của việc lựa chọn tuyến.

Để tuyến ống được lựa chọn đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật thì việc lựa chọn tuyến phải dựa trên những cơ sở sau:

- Tuyến ống lựa chọn phải là ngắn nhất ở mức có thể để giảm chi phí đầu vào cũng như hạn chế thời gian thi công trên biển.

- Tránh những trướng ngại vật dưới đáy biển như đá ngầm, các khu vực đáy biển bị đứt gãy, tránh các điểm ống cắt (giao) ống, ống cắt đường dây cáp quang (nếu có thể).

- Giảm tối thiểu chiều dài ống trong khu vực nền đất không ổn định ( Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của nền).

III.1.1.3 Các bước lựa chọn tuyến ống ngoài biển.

- Bước 1: Thu thập nghiên cứu số liệu về trữ lượng kế hoạch phát triển mỏ.

- Bước 2: Tổng hợp phân tích các số liệu về các hệ thống thu gom, vận chuyển, xử lý dầu, khí trên bờ hiện tại trên bờ nhằm xác định khả năng kết nối, nâng cấp hay xây dựng mới các hạng mục công trình đáp ứng yêu cầu của dự án.

- Bước 3: Khảo sát thực địa tuyến ống hiện hữu.

- Bước 4: Thu thập các số liệu về địa hình, địa chất đáy biển, khí tượng thuỷ văn, bản đồ hành lang an toàn cáp viễn thông …trong khu vực tuyến ống dự kiến đi qua khu vực cho việc vạch định tuyến ống ngoài biển.

- Bước 5: Lập tiêu chí đánh giá phương án tuyến ống  theo các dữ liệu đầu vào gồm:

- Tổng chiều dài đường ống ngắn nhất.

- Tuyến đường ống có điểm bắt đầu từ nguồn cung cấp dầu lớn đã được thẩm lượng chắc chắn.

III.1.2 Lựa chọn tuyến ống

III.1.2.1 Những cơ sở để lựa chọn tuyến ống:

Về nguyên tắc để lựa chọn tuyến ống cần trải qua 8 bước như trên thì mới đủ cơ sở để lựa chọn tuyến ống thiết kế.Qua đó ta càng thấy rõ sự phức tạp của việc thu thập,phân tích và đánh giá lựa chọn tuyến ống.Do hạn chế về mặt số liệu cụ thể chi tiết cùng rất nhiều các điều kiện khác nên nhìn từ góc độ thực tế thì chưa đủ cơ sở để kết luận về tuyến ống.

III.1.2 Đề xuất phương án chọn tuyến ống

III.1.2.1 Phương án 1: Tuyến ống chạy cong từ WHSP_HT đến giàn WHP_TG

* Ưu điểm:

- Tránh được hầu hết các đỉnh lồi.

- Tuyến ống đi theo quỹ đạo cong đều nên tránh được sự phá huỷ bền của ống và sự phức tạp trong thi công.

- Không giao cắt với các công trình khác.

* Nhược điểm:

 Độ dài tuyến ống  (2812m) dài hơn so với phương án 2 là 24,5m, tăng chi phí chế tạo, thi công, tăng thời gian thi công.

III.1.2.2 Phương án 2: Tuyến ống gồm 2 đoạn gấp khúc nối với nhau bằng 1 tie-in spool       

* Ưu điểm :

- Tránh được hầu hết đỉnh lồi.

- Đáp ứng khả năng khai thác dầu trong dự án khai thác mỏ.

* Nhược điểm:

- Độ dài đường ống là 2787,5 m, giảm hơn 24,5m so với phương án 1.

- Hệ thống đường ống gồm 2 đoạn gấp khúc dẫn tới phải tăng áp lực trong ống hơn so với phương án 1 để có thể vận chuyển dầu tương đương, độ dày đường ống hoặc mac thép cũng phải tăng lên để đảm bảo độ bền đường ống.

III.1.2.4 Kết luận

Qua phân tích nêu trên, phương án 1: Tuyến ống chạy cong giàn WSSP_HT tới giàn WHP_TG có điểm số cao hơn , do đó chọn phương án này làm phương án cho thiết kế tuyến ống.

III.2  TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY ỐNG

III.2.1 Phương pháp tính

- Do độ sâu dọc tuyến ống thay đổi nên khi tính toán ta sẽ tính cho những vị trí đại diện,rồi kết luận toàn tuyến thông qua những vị trí đã tính đó.

- Tính toán theo từng vùng  và tương ứng với mỗi vùng phải xét các trạng thái làm việc khác nhau của hệ thống đường ống.

- Ta khảo sát 2 điểm KP4 và KP5 vì 2 điểm này có độ sâu nước thấp nhất và thuộc 2 vùng khác nhau.Ta tính tại điểm có độ sâu nước thấp nhất tại vì khinh tính toán chiều dày ống ta tính với giá trị áp lực ngoài nhỏ nhất

III..2.2 Tính toán chiều dày đường ống.

Ở đây coi x là t₁:

Hai trường hợp:       

+ Điều kiện thử áp lực thì:   x=t₁=t-t_fab

+ Điều kiện vận hành thì:    x=t₁=t-t_fab-t_corr

t_corr: chiều dày dự trữ ăn mòn (t_corr = 3-5 mm)

Xét đến sự ăn mòn của đường ống diễn ra nhanh hay chậm ta chọn ra được t_corr . Trong thiết kế tuyến ống dẫn dầu thành phẩm ta sẽ chọn t_corr =3 mm

t_fab : chiều dày dự trữ kể đến sai số chế tạo t_fab= (5-10%)t

Xét đến công nghệ chế tạo trong nhà máy, ta sẽ chọn t_fab = 0.05t, trong trường hợp này công nghệ chế tạo trong nhà máy là tối ưu và hiệu quả nhất.

III.2.4 Kết quả tính toán

Chi tiết tính toán xem phụ lục 1

Chiều dày t = 1.493 (cm)

Tra bảng quy cách thép API ta chọn được chiều dày danh định của thép t= 1.51(cm)

III.2.5 Kết luận

Vậy chọn chiều dày danh định của đường ống  t = 1.51 (cm)

III.3 TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH ĐÀN HỒI

III.3.1Kiểm tra điều kiện mất ổn định cục bộ của tuyến ống.

III.3.1.1 Hiện tượng:

Mất ổn định cục bộ là hiện tượng xảy ra khi áp lực ngoài lớn hơn áp lực trong ống. Khi đó trong ống sẽ xuất hiện ứng suất vòng và ứng suất này mang dấu âm và gây nén vỏ ống theo phương chu vi .Tới một giới hạn nhất định, ứng suất này gây oằn ống trên tiết diện ngang, làm cho ống bị bóp méo, thường xảy ra dưới dạng vết lõm, dẫn đến mất ổn định cục bộ của tuyến ống.

III.3.1.4 Kết quả tính toán

Chi tiết tính toán xem phụ lục 2

III.3.1.5 Kết luận

Với chiều dày danh định t= 1.51 (cm) đường ống đảm bảo không mất ổn định cục bộ.

III.3.2 Kiểm tra mất ổn định lan truyền

III.3.2.1 Hiện tượng mất ổn định lan truyền.

Là hiện tượng nếu trên ống có một điểm đã mất ổn định cục bộ thì vết lõm đó sẽ lan truyền sang các điểm lân cận dọc theo tuyến ống. Khi xảy ra hiện tượng này, đường ống bị phá hỏng trên chiều dài lớn, gây tổn thất đáng kể và khó khắc phục cho công trình.

III.3.2.3 Kết quả tính toán

Chi tiết tính toán xem phụ lục 2

III.3.2.4 Kết luận

Với chiều dày danh định t= 1.51 (cm) đường ống đảm bảo không mất ổn định lan truyền nếu trên tuyến ống có hiện tượng mất ổn định cục bộ.

III.3.3 Kết luận chung

Với chiều dày  t= 1.51 (cm) đường ống đảm bảo không mất ổn định đàn hồi.

III.4 THIẾT KẾ ỔN ĐỊNH VỊ TRÍ TUYẾN ỐNG

III.4.1 Hiện tượng

Trong quá trình vận hành, đường ống luôn chịu tác động của điều kiện môi trường như sóng, dòng chảy, sự vận chuyển của các dòng cát hay dòng bùn, đặc biệt là lực đẩy nổi. Những tác động này làm cho đường ống có xu hướng bị dịch chuyển dưới đáy biển, trôi dạt đường ống và có thể bị phá hủy đường ống do quá ứng suất.

III.4.1.1 Nguyên nhân

- Lực thủy động gây ra bởi sóng và dòng chảy.

- Các hiện tượng xói lở đất nền tạo nên nhịp treo gây dao động.

- Các sự cố do neo đậu thuyền

- Yếu tố giữ, chống mất ổn định cục bộ:

III.4.1.2 Tác hại

Khi đường ống mất ổn định vị trí, đường ống bị dịch chuyển sẽ gây phá hủy hệ thống đường ống.Đường ống được cố định ở hai đầu, khi bị dịch chuyển sẽ gây ra hiện tượng đường ống bị cong, nứt, gãy.

III.4.2 Tính toán ổn định vị trí tuyến ống

III.4.2.1 Các loại tải trọng

Giai đoạn thử áp lực:

- Tải trọng chức năng:

- Trọng lượng bản thân của thép làm ống

- Trọng lượng bản thân của lớp sơn phủ

Giai đoạn vận hành:

- Tải trọng chức năng:

- Trọng lượng bản thân của thép làm ống

- Trọng lượng bản thân của lớp sơn phủ

- Trọng lượng bản thân của lớp bê tông gia tải (nếu có)

- Trọng lượng của chất vận chuyển trong ống

- Tải trọng do môi trường

- Tải trọng do sóng và dòng chảy

- Lực đẩy nổi của nước biển

* Nhận xét:

- Dọc theo tuyến ống thì độ sâu nước thay đổi. Nên ta cần kiểm tra khả năng bị mất ổn định vị trí tại các điểm có độ sâu nước điển hình.

- Trong hai giai đoạn vừa lắp đặt xong và giai đoạn thử áp lực thì giai đoạn vừa lắp đặt xong nguy hiểm hơn.

- Trong hai giai đoạn vận hành thử và giai đoạn vận hành thì giai đoạn vận hành nguy hiểm hơn. Vì trong giai đoạn vận hành thì tải trọng sóng và dòng chảy dùng để tính toán với tần suất 100 năm, còn trong giai đoạn vận hành thử thì tải trọng sóng và dòng chảy dùng để tính toán với tần suất 1 năm. Vì vậy tính toán trong giai đoạn vận hành.

III.4.2.2 Tổ hợp sóng và dòng chảy

Tổ hợp sóng dòng chảy được chọn như sau:

- Trong giai đoạn thi công: Lấy sóng 1 năm và dòng chảy 1 năm.

- Trong giai đoạn vận hành:

- Nếu sóng là trội: Sóng 100 năm + dòng chảy 10 năm

- Nếu dòng chảy là trội: Dòng chảy 100 năm + Sóng 10 năm

III.4.2.3 Lý thuyết tính toán ổn định vị trí đường ống biển

Có 3 phương án tính toán:

- Phương pháp tổng quát

- Phương pháp động lực học

- Phương pháp đơn giản (cân bằng lực)

Trong đồ án ta tính toán đường ống theo phương pháp đơn giản hóa theo DnV RP 305

* Nguyên tắc tính toán:

Việc tính toán ổn định cần đảm bảo ống ổn định tại mọi vị trí, trong mọi điều kiện hoạt động của môi trường. Do đó, khi tính toán cần xét trạng thái thi công và trạng thái vận hành với những tổ hợp bất lợi nhất của sóng và dòng chảy.

Do đường ống được thiết kế dài đi không theo một đường thẳng nên tại mỗi vị trí khác nhau thì chịu sự tác động của môi trường và tải trọng là khác nhau. Do đó bài toán ổn định vị trí cần được xét cho tất cả các vị trí đại diện. Số lượng vị trí đại diện càng nhiều thì mức độ chính xác càng cao và càng sát với thực tế.

+ Giai đoạn 1 : Điều kiện ống mới lắp đặt xong.

Trong điều kiện này, ổn định của tuyến ống tính trong điều kiện sóng – dòng chảy 1 năm, đường ống chưa bị ăn mòn,chưa có hà bám, chất vận chuyển trong ống là nước biển.

+ Giai đoạn 2 : Vận hành.

Trong điều kiện này, ổn định vị trí của tuyến ống được tính trong điều kiện sóng – dòng chảy xuất hiện với tần xuất 100 năm. Tổ hợp giữa sóng và dòng chảy có 2 lựa chọn :

- Nếu sóng là trội : Sóng 100 năm và dòng chảy 10 năm.

- Nếu dòng chảy là trội : Dòng chảy 100 năm và sóng 10 năm.

Xét đường ống có chiều dày hà bám là cực đại tương ứng với đời sống công trình, trong ống chứa chất vận chuyển là nước biển.

Để đường ống ổn định dưới tác động của môi trường thì trọng lượng của ống dưới nước tính cho một đơn vị dài phải thoả mãn điều kiện :

W_tt  W_yc                                           (3.27)

III.4.3 Kết quả tính toán:

III.4.3.1 Kết quả

Chi tiết tính toán xem phụ lục số 3

* Nhận xét : Từ kết quả tính toán trong phụ lục đường ống  bị mất ổn định vị trí nên cần phải xử lý

Các phương án xử lý mất ổn định vị trí đường ống biển:

Có nhiều phương pháp xử lý cho đường ống biển có trọng lượng nhỏ hơn trọng lượng yêu cầu để ổn định. Ta có một số phương pháp sau:

+ Tăng chiều dày ống: Phương pháp đơn giản nhưng không hiệu quả về mặt kinh tế do tốn kém về vật liệu.

+ Bọc bê tông gia tải:

- Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay do tính hiệu quả về mặt kinh tế và tương đối thuận lợi về mặt công nghệ.

- Đường ống được bọc thêm bên ngoài một lớp vỏ bê tông cốt thép (sử dụng bê tông nặng) nhằm tăng trọng lượng của ống trong nước.

- Lớp bê tông gia tải được chế tạo theo ba phương pháp sau:

Phun bê tông trực tiếp lên ống.

Sử dụng ván khuôn trượt.

III.4.3.2 Kết quả sau khi bọc bê tong gia tải với chiều dày t=2.5cm

Chi tiết tính toán xem phụ lục số 3:

* Nhận xét : Ta thấy khi tăng chiều dày lớp bê tông bảo vệ lên 0.025m thì đường ống đảm bảo ổn định vị trí.

III.4.4 Kết luận

Với chiều dày lớp bê tông gia tải t_bt= 2.5cm thì đường ống đảm bảo ổn định vị trí nhưng do trong thực tế thì t_bt lấy tối thiểu bằng 4cm.Nên chọn t_bt = 4cm.

III.5.3 Bài toán kiểm tra bền đường ống chịu tải trọng tĩnh khi đi qua địa hình phức tạp

III.5.3.1 Đặt vấn đề

Xét bài toán đường ống đi qua hố lõm, tải trọng là trọng lượng bản thân ống trong nước, áp lực trong tác dụng lên ống và lực căng còn dư trong ống. Các lực này sẽ gây ra những ứng suất trong ống như ứng suất vòng do áp lực trong gây lên và ứng suất dọc trục do mô men uốn gây lên. Vấn đề khó khăn nhất là xây dựng được mô hình liên kết giữa ống và nền đất tại hai đầu nhịp. Trong thực tế liên kết giữa ống và nền đất rất đa dạng như ống dựa hoàn toàn trên nền, ống vùi một phần dưới nền hoặc ống vùi hoàn toàn trong nền...

III.5.3.3 Tính toán

Có nhiều phương pháp để giải quyết bài toán này. Theo tài liệu Offshore Pipeline Design Analysis and Methods của tác giả A.H. Mousselli đưa ra cách giải bài toán này như sau: mô tả đoạn ống lõm làm việc như dầm đơn giản chịu tải trọng bản thân. Các nghiên cứu trước đây theo nguyên tắc mô hình hóa sự làm việc của nền đất bằng các lò xo, sử dụng máy tính điện tử để khảo sát và tính toán rất nhiều nhịp ống khác nhau với lực căng và trọng lượng khác nhau đã xây dựng được các đồ thị cho phép nhanh chóng tra được các thông số cần thiết. 

Xét hình dạng đường ống khi đi qua hào trên hình trên. Ta thấy có 2 vùng cách biệt có thể dùng để định rõ hình dạng của ống.

+ Vùng 1: Đoạn nhịp treo của ống ở chỗ trũng, chiều dài L.

+ Vùng 2: Đoạn nhịp treo ở ngoài chỗ trũng, chiều dài l.

Sơ đồ trên là đối xứng, ứng suất lớn nhất xảy ra ở mép hào.

III.5.3.5 Kết luận

Vậy chiều dài tối da của hố lõm mà đường ống có thể vượt qua mà không bị phá hủy là 51.7(m)

Bài toán đi qua đỉnh lồi.

* Kết luận: Vậy chiều cao đỉnh lồi tối đa mà đường ống có thể đi qua là 0.87981 (m)

III.5.5 Kết luận chung

Chiều dài tối da của hố lõm mà đường ống có thể vượt qua la :22.34m

Chiều cao đỉnh lồi tối đa mà đường ống có thể vượt qua la :0.87981m

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỀN KẾT CẤU ỐNG ĐỨNG (RISER)

IV.1 TỔNG QUAN VỀ ỐNG ĐỨNG

IV.1.1 Khái niệm

Ống đứng là đoạn ống trung gian kết nối ống trên giàn với đường ống ngầm để vận chuyển hỗn hợp dầu khí từ các dàn khai thác lên trên dàn, ống đứng để xử lý hoặc vận chuyển dầu thương phẩm hoặc khí đồng hành từ các ống đứng xuống đường ống ngầm dưới biển để vận chuyển đến các trạm rót dầu không bến hoặc đưa vào bờ.

IV.1.2 Đặc điểm về vị trí của ống đứng

Ống đứng là phần ống có các phần tiếp xúc khác nhau có thể chia thành 3 phần:

- Phần trên cùng là phần không tiếp xúc với nước biển nên hiện tượng ăn mòn và các tải trọng do sóng và dòng chảy hầu như không tác động vào

- Phần ở giữa là phần có sự dao động của nước biển nên có sự ảnh hưởng của ăn mòn hà bám và sự tác động của nước biển

-  Phần dưới cùng luôn nằm trong nước biển phần này có sự ăn mòn và các tác động của nươc biển là thường xuyên

IV.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ỐNG ĐỨNG

IV.2.1.Đặt vấn đề

Việc thiết kế ống đứng cần phải thực hiện những bài toán sau:

- Xác định đường kính ống, chiều dày chịu áp lực trong.

- Tính toán ổn định đàn hồi, ổn định cục bộ và ổn định lan truyền.

- Bài toán mỏi.

- Bài toán xác định vị trí kẹp ống đứng với khối chân đế.

IV.2.2. Tính toán xác định vị trí kẹp ống đứng

IV.2.2.1. Số liệu đầu vào

* Số liệu về tuyến ống: Như hình vẽ.

IV.2.2.2. Bài toán kiểm tra bền

Ống đứng của tuyến ống dẫn đầu thành phẩm từ WHSP-HT – WHP-TG nằm ở phía bắc của giàn WHSP-HT ở độ sâu nước 42.5(m) và nằm ở phía nam WHP-TG ở độ sâu nước 41.5 (m).

* Lựa chọn :

- Đối với đoạn nối riser với pipeline  ta cần ngăn cản tất cả chuyển vị theo phương đứng, phương dọc, và chuyển vị xoay nên ta chọn ngàm cố định.

- Đối với các đoạn nối khác chỉ cần ngăn cản chuyển vị theo phương ngang, và chuyển vị xoay, không ngăn cản chuyển vị dọc trục vì vậy ta chọn ngằm trượt.

Căn cứ vào các sợ đồ tính đề xuất trên, phương án lựa chọn để tính toán kiểm tra bền ống đứng chịu tải trọng sóng và dòng chảy là sơ đồ B.

Do sơ đồ này mô tả được gần đúng sự làm việc của ống đứng và thích hợp với điều kiện sóng tác động lên ống đứng mang tính ngẫu nhiên.

Các mối nối riser với jacket người ta dùng clam để gắn.

4.2.5 Kiểm tra bền kết cấu riser

D_o : Đường kính ngoài của thép ống riser

D_i : Đường kính trong của thép

f: Hệ số an toàn, lấy theo quy phạm, đối với riser f= 0.5

Y: Ứng suất chảy nhỏ nhất của thép = SMYS

IV.2.2.5. Kết quả tính toán

Kết quả tính toán chi tiết xem phụ lục số 5

IV.2.2.6. Kết luận

Ống đứng thỏa mãn điều kiện bền dưới tác động của tải trọng bản thân và tải trọng môi trường.

IV.2.3. Kiểm tra bài toán cộng hưởng dòng xoáy

IV.2.3.1. Đặt vấn đề

Khi dòng chảy đi ngang qua ống, hiện tượng xoáy xảy ra dọc theo tuyến ống. Hiện tượng này là nguyên nhân gây sự xáo trộn phần tử nước tạo ra các xoáy hoặc vết xoát, ở hai bên thành ống các vết xoáy này có chu kỳ tương đối ổn định và tạo ra lực biến đổi có chu kỳ.

IV.2.3.4. Kết luận

Theo sơ đồ đã chọn ống đứng ở mục trước, chiều dài nhịp ống  đứng lớn nhất là 18.2(m) giàn WHSP-HT nhỏ hơn chiều dài nhịp treo cho phép là L= 20.87 (m), như vậy đường ống không xảy ra cộng hưởng dòng xoáy.

IV.2.3.5. Kết luận chung

Với Riser có đường kính 0.27305 (m) và chiều dày thép là 15.1(mm) mác thép API X60, thỏa mãn  điều kiện bên của ống dưới tác động của môi trường và trọng lượng bản thân. Chiều dài nhịp ống cho phép là 20.87(m) nên bố trí kẹp như vậy là thỏa mãn không  xảy ra hiện tượng cộng hưởng dòng xoáy.

CHƯƠNG V : CHỐNG ĂN MÒN CHO ĐƯỜNG ỐNG

V.1 LÝ THUYẾT CHỐNG ĂN MÒN

V.1.1 Khái niệm

Hiện tượng ăn mòn là hiện tượng mà đường ống bị phá hủy khi có sự tương tác hóa học hoặc vật lý giữa đường ống và môi trường gây ra.

V.1.2 Nguyên nhân

- Ăn mòn bên trong ống:

Môi trường trong ống phụ thuộc trực tiếp vào thành phần chất vận chuyển trong ống có tính xâm thực cao hay thấp. Vận tốc và nhiệt độ dòng truyền dẫn cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ ăn mòn. Các trường hợp chất lắng đọng tạo lên các hiện tượng gỉ xét trong ống tạo điều kiện cho sự phát triển quá trình ăn mòn cục bộ tại những khu vực này.

- Ăn mòn bên ngoài ống:

Đường ống ngầm tiếp xúc trực tiếp trong môi trường nước biển nên tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào đặc điểm hóa học của nước biển và vị trí của tuyến ống:

+ Độ ăn mòn của nước biển;

+ Nhiệt độ của nước biển;

V.1.4 Biện pháp phòng tránh

Chống ăn mòn đường ống bao gồm chống ăn mòn bên trong và bên ngoài đường ống.

* Chống ăn mòn bên trong đường ống có 2 phương pháp :

- Sử dụng tháp hút chân không, nước biển trước khi cho vào đường ống sẽ qua tháp hút chân không, toàn bộ khí sẽ bị tách ra khỏi nước.

- Sử dụng các hóa chất đặc chủng để phun vào trong lòng ống.

*  Chống ăn mòn đường ống gồm có chống ăn mòn chủ động và chống ăn mòn bị động.

+ Chống ăn mòn chủ động :

- Phương pháp bảo vệ bằng anode hy sinh

V.2 TÍNH TOÁN

V.2.1 Nguyên lí tính toán

Nguyên lý bảo vệ chống ăn mòn điện hoá cho kim loại là tìm cách bù đắp vào lượng điện tích mà anode bị mất đi bằng một lượng điện tích khác từ bên ngoài hoặc vào thay thế kim loại ống bằng một kim loại khác có điện thế cao hơn (đóng vai trò làm anode thay cho kim loại ống), đây chính là nguyên lý của phương pháp anode hy sinh.

V.2.2 Số liệu đầu vào

- Các thông số thiết kế

+ Chiều dài tuyến ống L = 2812m.

+ Đường kính ngoài D = 0.27305m.

+ Vật liệu thép API 5L-X60.

+ Tuổi thọ thiết kế công trình 30 năm.

+ Loại vật liệu bọc SPU

+ Mật độ vật liệu bọc ρ=350kg/m³.

V.2.3 Tính toán

Cơ sở cho việc tính toán chống ăn mòn bằng anode theo quy phạm DnV RP B401, Recommended Practice RP B401 Cathodic Protection Design – 2005.

Theo như số liệu về công trình có độ sâu nước thuộc khoảng  30-100 và nhiệt độ lớn hơn 20⁰ nên ta được i_ci = 0.12 , i_cf = 0.08

Theo như điều kiện công trình không cần đào rãnh lấp ống, nhiệt độ lớn hơn 20 nên i_cm=0,06 A/m2.

+ fc  : là hệ số phá hủy vật liệu bọc,phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu bọc  được lấy theo DNV – RP B401 – 2005, dùng hệ số phá hủy sơn trung bình để tính toán

Giá trị ban đầu:   f_ci = a

Giá trị có nghĩa:   f_cm =a+(b.t_f)/2           

Giá trị  cuối:  f_cf = a+b.t_f

t_f : là tuổi thọ thiết kế của công trình, t_f = 30 năm.

Các hệ số a, b tra theo bảng 10.4 - DnV RP-B401-2005.

  Căn cứ vào thông số tuyến ống ta chọn anode BR12_96_WO với kích thước cụ thể :

- Đường kính trong : ID = 304.8 mm

- Đường kính ngoài : OD = 330.2 mm

- Chiều dài                 L = 571.5 mm

- Khối lượng 1 anode : m_a = 50 kg

* Kiểm tra hệ thống Anode thiết kế:

Hệ thống anode tính toán cần thỏa mãn các yêu cầu sau ( mục 7.8.4 RP B401)

C_{a tot} = N_a.C_a ³ I_cm.t_f.8760                                                                          (5.5)

I_{a tot i}   = N.I_ai ³ I_ci                                                                                        (5.6)

I_{a tot f}   = N.I_af ³ I_cf                                                                                          (5.7)                                      

Với anode Al lấy E⁰_a= -1.05 V.

+ R_a: Điện trở bề mặt của anode

Tuỳ từng loại anode được chọn mà công thức xác định điện trở là khác nhau và được xác định theo bảng sau 10.7 trang 24 DNV –B401.

V.2.4 Kết quả

Điều kiện 2,3:

Chi tiết xem phụ lục số 7

* Kết luận: Như vậy kết quả chọ anode là phù hợp

CHƯƠNG VI:   THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG

VI.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Thi công đường ống là các quá trình thực hiện với mục đích đặt ống vào đúng vị trí dưới đáy biển và đưa đường ống vào hoạt động bình thường bao gồm các giai đoạn như sau :

- Thi công chế tạo ống.

- Thi công thả ống: ống ngầm và ống đứng;

- Thi công đấu nối ống: ống ngầm với ống ngầm, ống ngầm với Riser.

- Thi công đào hào (nếu có).

- Kiểm tra trước khi đưa vào vận hành.

VI.2  CHẾ TẠO ỐNG

Căn cứ vào công nghệ sản xuất và hình dáng phôi sử dụng chế tạo, người ta chia ra thành hai loại là ống thép đúc (phôi tròn) và ống thép hàn ( phôi tấm, lá).

Ống thép hàn: Phôi nguyên liệu chủ yếu sử dụng là thép tấm và thép lá. Căn cứ vào công nghệ hàn mà chia ra thành : Ống hàn lò, ống hàn điện, hàn tự động.

Có hai phương pháp hàn chủ yếu được sử dụng hiện nay là: phương pháp UO & TRB và phương pháp UOE.

Ống thép đúc (Seamless) : Căn cứ vào công nghệ chế tạo, chia ra gồm ống thép đúc cán nóng và ống thép đúc cán nguội. Ống thép đúc cán nguội lại gồm ống tròn và ống hộp.

VI.3 THI CÔNG THẢ ỐNG

VI.3.1 Thả ống bằng xà lan thả ống

VI.3.1.1 Phương pháp S-Lay

Phương pháp phổ biến nhất của lắp đặt đường ống trong vùng nước nông là phương pháp S-lay. Trong phương pháp S-lay, các đoạn đường ống được hàn với nhau được đỡ bởi các con lăn và Stinger theo đường cong lồi. Sau khi thả xuống biển, đoạn đường ống lơ lửng trong nước, hình thành đoạn cong lõm. Đoạn cong lồi và cong lõm nói trên hình thành hình dạng chữ “S” của đường ống.Yêu cầu cho tàu thả ống phải có hệ thống Stinger, hệ thống kẹp ống (tensioner), trên tàu phải có xưởng hàn, chứa ống. 

VI.3.1.2 Phương pháp J-lay

Đây là phương pháp sử dụng cho vùng nước sâu. Phương pháp này khắc phục những hạn chế của phương pháp S-lay. Yêu cầu tàu thả ống phải có một tháp cao để dựng đường ống khi thả ống, một hệ thống kẹp ống (tensioner). Hình dưới đây minh họa phương pháp thả ống kiểu J-lay.

VI.3.2 Phương pháp thi công dùng tàu thả ống có trống cuộn

Ống được hàn nối liên tục và được cuộn sẵn quanh các trống có kích thước lớn. Đường kính trống cuộn có khi lên đến vài chục mét. Việc thả ống cũng thông qua stinger, trống có thể nằm hoặc ở dạng thẳng đứng và quay tròn trên hệ thống trụ đỡ để tải ống. Sau khi thả hết một trống, thì cần cẩu trên xà lan sẽ cẩu trống khác từ một tàu dịch vụ. Quá trình thả ống cho điểm đầu và điểm cuối ống tương tự như phương pháp thả ống bằng xà lan thả ống.

VI.4 THI CÔNG KÉO ỐNG

VI.4.1 Phương pháp kéo ống trên mặt (Surface tow).

Các phân đoạn ống được nối liên tiếp thành những đoạn dài phụ thuộc vào khả   năng của tàu kéo.Để duy trì được mức nước nổi sát mặt cần có hệ thống ponton để nâng đỡ ống.Hệ thống ponton tạo thành những gối đỡ ống,ống phải làm việc như một dầm liên tục các đoạn ống được kéo ra vị trí tàu kéo và tàu giữ.

VI.4.2 Phương pháp kéo ống sát mặt (Below-Surfacetow).

Để hạn chế bớt tác động của sóng –Dòng chảy và sự cản trở giao thông hằng hải,người ta bố trí cho ống nổi các mặt biển một khoảng tuỳ theo thiết kế nhờ hệ thống phao nâng và hệ thống phao điều chỉnh khoảng cách.Công tác kéo ống cũng sử dụng tàu kéo và tàu giữ.

VI.4.4 Phương pháp kéo ống sát đáy biển ( off- Bottomtow).

Phương pháp này cho phép ống nổi trên mặt đáy biển một đoạn giúp giảm bớt ma sát giữa ống và đáy,đồng thời vẫn giữ được ưu điểm hạn chế tác động của sóng-dòng chảy lên ống.Để duy trì được cao độ cần thiết thì người ta sử dụng hệ thông phao nâng kết hợp với xích điều chỉnh.Khi ống bị chìm xuống thấp chiều dài dây xích tự do giảm làm giảm tổng trọng lượng ống,lực đẩy nổi sẽ làm ống nâng lên về vị trí cân bằng.

VI.6 THI CÔNG ỐNG ĐỨNG (RISER)

VI.6.1 Phương pháp thi công lắp đặt ống đứng lên khối chân đế

Riser được gắn vào các thanh giàn trên mặt khối chân đế thông qua các kẹp (Clamp) sử dụng bu lông.Vị trí kẹp được tính toán trước khi thiết kế riser.Để lắp đặt riser lên khối chân đế có 2 phương pháp:Lắp đặt đồng thời và không đồng thời.

VI.6.1.1 Thi công lắp đặt Riser đồng thời với việc chế tạo khối chân đế.

Thi công theo loại này là ống đứng được lắp đặt cùng lúc với các thanh giàn tại vị trí thiết kế ngay tại bãi lắp ráp chế tạo khối chân đế.

VI.6.1.2 Thi công lắp đặt Riser không đồng thời với việc chế tạo khối chân đế:

Tức là sau khi lắp đặt định vị xong khối chân đế ta mới tiến hành lắp đặt Riser.Thời điểm lắp đặt có thể là:

- Tiến hành sau khi rải ống.

- Tiến hành trước khi rải ống

- Tiến hành đồng thời với lúc rải ống.

VI.6.2 Phương pháp thi công nối ống Riser với ống ngầm

VI.6.2.1 Nối ống bằng mặt bích

Sử dụng phương pháp nối mặt bích với hai đoạn ống cần nối là riser và đầu ống ngầm. Theo đó, ống đứng và đầu ống ngầm được gắn sẵn mặt bích, sau đó nối ống ngầm với ống đứng bằng mặt bích như đã trình bày ở phía trên.

Phương pháp này sử dụng được trong cả hai trường hợp khi riser đã được lắp đặt trước trên dàn hoặc thi công lắp riser cùng với thi công rải ống.

VI.6.2.2 Nối ống ngầm với ống đứng bằng phương pháp hàn trên mặt nước.

VI.7 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TUYẾN ỐNG

VI.7.1 Cơ sở lựa chọn

Cơ sở của việc lựa chọn phương án thi công chủ yếu dựa trên các thông số sau:

- Dạng địa hình,địa chất toàn tuyến ống.

- Độ sâu nước và điều kiện khí tượng hải văn.

- Độ xa bờ của tuyến ống.

- Chức năng của tuyến ống.

VI.8 TỔ CHỨC THI CÔNG

VI.8.1 Công tác chuẩn bị

* Nguyên vật liệu và trang thiết bị:

- Tàu thả ống Côn Sơn.

- Thiết bị gắn ở đầu kéo ống .

- Ống,van và phụ kiện đường ống

- Thiết bị phóng và nhận Pig

- Thiết bị kết nối

- Thiết bị uốn ống bằng cách uốn nhiệt

VI.8.2 Các thông số của tàu Côn Sơn

Tàu Côn Sơn là một chiếc tàu rải ống được đóng năm 1969 và chính thức đi vào hoạt động năm 2005.

- Chiều dài tàu: 110.3m.

- Chiều rộng tàu: 30.45m.

- Mớn nước lớn nhất  3.74m.

- Khả năng nâng 1x540T,26-35m; 1x100T;1x22.7T.

- Khả năng rải ống: 600-1500m/ ngày.

VI.8.3.1 Quy trình thi công điểm đầu từ giàn WHSP_HT

* Bước 1:

Di chuyển tàu Côn Sơn đến vị trí cách giàn 20m về phía đặt ống đứng.Cố định tàu bằng 8neo.Hàn đầu kéo vào đầu ống đặt trên tàu sau khi hàn xong loạt hàn đầu tiên.

* Bước 3:

Kiểm tra lại vị trí của tàu so với tuyến ống rồi tiến hành rải ống từ từ.Tàu di chuyển một đoạn bằng đoạn ống (12m) bằng cách thu neo trước và thả neo sau.Các đoạn ống lần lượt đi qua 5 trạm hàn trên boong tàu.Qua stinger rồi xuống biển.

* Bước 4:

Khi ống tiếp xúc với đáy biển một đoạn đủ để ma sát giữa đất nền và ống cân bằng với lực kéo trên tàu thì tiến hành thả ống như bình thường.Tiếp tục thi công về phía giàn HSD.

VI.8.3.3 Quy trình thi công nối ống đứng với ống ngầm tại giàn WHSP_TH

* Bước 1:

- Cho thợ lặn xuống đo khoảng cách giữa đầu ống ngầm với đầu ống đứng để biết độ dài đoạn phải nối .

- Buộc cáp vào ống cách đầu ống khoảng 1,5m rồi kết nối với cẩu.

- Thợ lặn mang theo 2 túi khí và lắp vào vị trí ứng suất lớn khi cẩu.

* Bước 3:

Nâng đầu ống lên boong tàu và đỡ ống bằng hệ thống giàn giáo đặt trên boong.

* Bước 5:

Đưa hệ thống ống đứng và ống ngầm vào vị trí thiết kế nhờ cẩu và tay quay trên tàu.Sau khi đưa đúng vị trí tiến hành kiểm tra độ sai lệch.

 * Bước 6:

Sau khi kiểm tra xong ở bước 5 nếu đã đúng vị trí thiết kế ta tiến hành cố định ống đứng vào giàn nhờ các kẹp chèn đá vào cuối đoạn cong, sau đó kiểm tra lại đoạn cuối rồi tiến hành thu cáp.

PHỤ LỤC

1. PHỤ LỤC 1: TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY THÉP ỐNG CHỊU ÁP LỰC TRONG

2. PHỤ LỤC 2: TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH ĐÀN HỒI

3. PHỤ LỤC 3: TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH VỊ TRÍ

4. PHỤ LỤC 4: KIỂM TRA BỀN ĐƯỜNG ỐNG ĐI QUA ĐỊA HÌNH PHỨC TẠP

5. PHỤ LỤC 5: TÍNH TOÁN KIỂM TRA BỀN KẾT CẤU ỐNG ĐỨNG

6. PHỤ LỤC 6: TÍNH TOÁN CHỐNG ĂN MÒN ĐƯỜNG ỐNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Công trình bến cảng biển - Tiêu chuẩn thiết kế. 22TCN 207 – 92

2. Tải trọng và tác động (do sóng và do tầu) lên công trình thuỷ - Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 222 - 95.

3. Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737-1995.

4. Nền công trình thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế  TCVN 4253 - 86.

6. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4116 - 1985.

7. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển. TCVN 327: 2004.

8. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế-TCXDVN 356:2005

9. Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 205-1998.

10. Hướng dẫn thiết kế kết cấu BT và BTCT công trình thuỷ.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"