Đamh tính toán tk kc tàu thủy giới thiệu về tàu dịch vụ dầu khí và tàu dịch vụ dầu khí nhóm ahts

ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ VÀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHĨM AHTS 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ 1.1.1 Lịch sử tàu dịch vụ dầu khí Cuối kỷ 20, ngành khai thác sản xuất dầu khí ngồi khơi trở thành hoạt động kinh tế mũi nhọn giới Những mỏ dầu đất liền gần trở nên cạn kiệt, nên mối quan tâm chuyển sang việc thăm dò, phát nguồn tài nguyên dầu khí đáy biển Bằng việc tạo giếng khoan thăm dò, khảo sát địa chấn với mật độ ngày tăng lên, vị trí có trữ lương dầu khí nằm bên thềm lục địa đánh dấu đồ có xu hướng tiến dần khu vực có độ sâu lớn khó xâm nhập Để khai thác nguồn tài nguyên này, nghành công nghiệp đồ sộ phát triển, sử dụng giàn khoan nổi, tàu thuyền giàn sản xuất cố định neo đậu biển Những cơng trình địi hỏi loại hình hoạt động hỗ trợ khác để cung cấp trợ giúp cần thiết này, người ta cho đời nhiều chủng loại tàu qua nhiều năm Thông thường, loại tàu hỗ trợ xa bờ vân hành chủ tàu, họ công ty chuyên trách sở hữu vận hành loại tàu công ty kết hợp vận hành hỗ trợ xa bờ với hoạt động khác lai dắt cứu hộ, sở hữu tàu theo công ước, hay hoạt động công nghiệp thương mại khác Ngành khai thác sản xuất dầu khí khơi số tổ chức nắm giữ Những tổ chức cơng ty dầu khí quốc doanh tập đồn gồm cơng ty dầu khí với bên liên quan, công ty công nghiệp phụ trách việc cung cấp số dịch vụ định cho dự án Những địi hỏi từ phía nhà khai thác sản xuất dịch vụ tàu hỗ trợ đáp ứng tàu có thơng qua số chế khác Đó thị trường giao nhận trực tiếp phát triển, hoạt động phương thức toán bù trừ dành cho hợp đồng ngắn hạn Ví dụ trường hợp, người điều hành giàn khoan nửa chìm nửa cần sử dụng dịch vụ tàu cung ứng kéo xử lý neo (AHTS) thời gian tháng diễn hoạt động khoan để di chuyển giàn khoan tới rời khỏi vị trí khoan Một số lượng tàu loại hoạt động thị trường giao nhận trực tiếp, phân loại theo kích cỡ, sức chứa công suất, với thời gian thay đổi tùy theo khả tàu phương thức phục vụ theo nhu cầu thị trường Đối với việc hỗ trợ dài hạn cho cơng trình cố định người ta th tàu hợp đồng kéo dài nhiều năm, thường quyền lựa chọn gia hạn kéo dài Hợp đồng thuê tàu kiểu đủ chặt chẽ để bảo lãnh cho việc đóng nhiều tàu hỗ trợ, mà đặc tính chúng thiết kế phù hợp với nhu cầu giàn khoan mỏ cụ thể Trong số trường hợp tàu hỗ trợ giành tồn thời gian hoạt động kinh tế nó, bản, để thực công việc 1.1.2 Nhiệm vụ loại tàu Nhiệm vụ chung loại tàu hỗ trợ xa bờ hỗ trợ cho nghành khai thác sản xuất dầu khí ngồi khơi Nhiệm vụ chung chia thành nhiều nhiệm vụ cụ thể Một tàu thiết kế để thực nhiệm vụ cụ thể SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN đơn lẻ, thông thường người ta thường thiết kế tàu để thực kết hợp số loại nhiệm vụ Khi phải giải nhiều nhiệm vụ lúc, chủ tàu phải đưa định để có cán cân thăng yêu cầu đối nghịch nhau, người thiết kế tàu phải thực hóa nhiệm vụ vào tàu, đáp ứng yêu cầu mặt vận hành luật an toàn tương ứng Các loại tàu hỗ trợ xa bờ gồm: Tàu dịch vụ dầu khí (Offshore Support Vessels) tàu trực tiếp tham gia dịch vụ giàn khoan thăm dò khai thác dầu khí Tàu dịch vụ dầu khí phục vụ mục đích chung đảm bảo an tồn cho người cơng việc thăm dị, khai thác dầu khí ngồi khơi Những tàu cỡ lớn đảm bảo lắp ráp bảo dưỡng giàn khoan, trang thiết bị giàn, giếng tàu cỡ nhỏ đảm bảo công tác cung ứng, dịch vụ giàn, đảm bảo chăm sóc y tế, sức khỏe người làm việc giàn khơi, đảm bảo an tồn cơng việc lặn biển Những chức đội tàu dịch vụ dầu khí bao gồm: Theo dõi động đất vùng biển có đặt giàn khoan thăm dị khai thác dầu khí Chun chở giàn di động từ xưởng sản xuất đến vị trí khai thác Bố trí hệ - - - - thống neo - buộc giàn vị trí định Chuyên chở giàn cố định từ bờ vị trí lắp đặt, định vị vị trí đặt giàn hạ giàn Cung ứng dịch vụ cho giàn di động, giàn cố định vật dụng, thiết vị cần thiết, chuyên chở người làm việc đến giàn, chuyên chở thực phẩm, dự trữ đến giàn chở từ giàn mẫu bùn, đất, dầu, vật thải Tàu cung ứng dịch vụ dầu khí ( Platform Supply Vessels - PSV): Tàu nhóm đời cơng nghiệp khai thác dầu khí khơi Tàu cung ứng dịch vụ cho giàn khoang biển Đặc tính chung tàu nhóm tính động cao, khả biển tốt, tính ổn định đảm bảo, độ bền kết cấu đảm bảo Ngày nhóm mang tên gọi đồng nghĩa với PSV OSV - Offshore Supply Vessels Tàu nhóm cung ứng định kỳ cho giàn nhiên liệu, nước sinh hoạt cho người làm việc, lương thực, thực phẩm, thiết bị loại chất lỏng phục vụ khoan Tàu hỗ trợ xa bờ đa (Anchor Handling Tug Supply Vessel - AHTS): Trình bày rõ mục 1.2 Tàu đa chức (Multifunctional Vessel): Tàu nhóm thường cải tiến từ tàu thả neo (AHTS) Ngồi cơng việc kể cho AHTS, tàu chức cịn giải cơng việc thuộc phần nước giàn khoan khảo sát nước bảo dưỡng đường ống, thân giàn 1.2 GIỚI THIỆU VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHĨM AHTS Nhóm với số lượng lớn Đến năm 2010 tàu thuộc nhóm thao tác với neo vào khoảng 1500 Tên gọi tàu nêu đủ chức tổng hợp nó: vận chuyển neo, thả neo, kéo neo hệ thống neo-buộc giàn khoan di động Tàu AHTS tham gia kéo giàn có yêu cầu, bố trí giàn vị trí xác định theo kế hoạch Bên cạnh nhóm tàu AHTS khảo sát địa chấn tàu vô đặc biệt Mặt boong làm việc khép kín thường mở đằng đuôi SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN nằm thấp hệ thống súng kho chứa, cao tời kéo cuộn cáp ống Những hệ thống dẫn hướng chun dụng bố trí phần mở để bảo vệ dải cáp ống tránh hư hỏng dàn trải chúng theo trình tự Bản thân tàu phải có khả bám sát đường ổn định vị trí cách xác hệ thống động lực phải có mức độ ồn lan tỏa thấp độ ồn chân vịt gây nhỏ để tránh ảnh hưởng tới trang thiết bị khảo sát Ngồi chức trên, nhóm tàu AHTS phục vụ tàu cứu hộ khẩn cấp tàu cứu hộ (ERRV) Chúng sử dụng để vận chuyển hàng hóa đến từ giàn khoan khơi vào bờ Nhiều tàu loại được thiết kế để đáp ứng điều kiện khắc nghiệt Đại dương, thực nhiệm vụ cung cấp đất liền địa điểm khoan địa điểm khoan đại dương Trong trường hợp đặc biệt, nhóm tàu AHTS cung cấp, hỗ trợ kéo chở hàng, vận chuyển neo sâu, chở vật thể nguy hiểm Một số hình ảnh tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS Hình 1.1: Tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS (mơ phỏng) Hình 1.2: Tàu dịch vụ dầu khí nhóm AHTS (thực tế) SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN CHƯƠNG II: CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU CỦA TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ NHĨM AHTS VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HÌNH THỨC KẾT CẤU CHO TÀU THIẾT KẾ 2.1 CÁC HÌNH THỨC KẾT CẤU MỘT SỐ LOẠI TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ 2.1.1 Tàu dịch vụ Long Sơn – 01 Số phân cấp: VR850087 Số IMO: IMO8423246 Thông số tàu: Chiều dài lớn nhất: Loa = 54.62 m o - o Chiều dài tàu: L = 50.47 m o Chiều rộng tàu: B = 11.6 m o Chiều chìm: d = 4.88 m o Tốc độ tàu v = 11 HL/h o Công suất máy P = 4266 HP Hình thức kết cấu: (Chủ yếu) Dàn đáy: Kết cấu đáy đôi, hệ thống kết cấu ngang o Dàn boong: Hệ thống kết cấu ngang o o Dàn mạn: Kết cấu mạn đơn, hệ thống kết cấu ngang Dàn vách: Kết cấu nẹp đứng, sống nằm (Đối với vách kín nước vách dọc) Một số hình ảnh kết cấu tàu dịch vụ Long Sơn – 01 o - SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Hình 2.1: Kết cấu mặt cắt tàu Long Sơn – 01 Hình 2.2: Kết cấu sườn số 35 tàu dịch vụ Long Sơn – 01 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Hình 2.3: Kết cấu vách dọc tàu dịch vụ Long Sơn – 01 Hình 2.3: Kết cấu đáy tàu dịch vụ Long Sơn – 01 Hình 2.4: Kết cấu boong tàu dịch vụ Long Sơn – 01 SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY - 2.1.2 Tàu dịch vụ TBN Số hiệu: VS 491 CD Class society DnV Thông số tàu: Chiều dài lớn nhất: Chiều rộng tàu o GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Loa = 91 B = 22 m d = 7.9 m v = 12 HL/h vmax = 15.5 HL/h o o Chiều chìm tàu o Tốc độ tàu o Hình thức kết cấu: (chủ yếu) o o Tốc độ tối đa m o Dàn đáy: o Dàn mạn: Kết cấu đáy đôi, hệ thống kết cấu dọc Kết cấu mạn kép, hệ thống kết cấu ngang Dàn vách: Kết cấu nẹp đứng, sống nằm (Đối với vách kín nước vách dọc) Một số hình ảnh tàu dịch vụ TBN Hình 2.5: Tàu dịch vụ TBN SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Hình 2.6: Bố trí chung tàu dịch vụ TBN Hình 2.7: Bố trí khu vực Boong tàu dịch vụ TBN Hình 2.8: Mặt cắt ngang sườn 49 tàu dịch vụ TBN SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY - 2.1.3 Tàu dịch vụ Jura Số hiệu: 4JMF Số IMO: IMO9240075 Class society : DnV Thông số tàu: Chiều dài lớn Chiều rộng tàu o Loa = 74.75 m o B = 16 m o Chiều cao mạn D = 7.6 m o Chiều chìm tàu d = 6.48 m o Tốc độ tàu v = 10 HL/h 16 HL/h o - GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN vmax = Tốc độ tối đa tàu Hình thức kết cấu: (Chủ yếu) Dàn đáy: Kết cấu đáy đôi, hệ thống kết cấu dọc o o o nước vách dọc) o - Dàn mạn: Kết cấu mạn đơn, hệ thống kết cấu ngang Dày vách: Kết cấu nẹp đứng, sống nằm (Đối với vách kín Dàn boong: Hệ thống kết cấu dọc Một số hình ảnh tàu dịch vụ Jura Hình 2.9: Bố trí chung tàu dịch vụ Jura SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Hình 2.10: Bố trí khu vực boong tàu dịch vụ Jura Hình 2.11: Tàu dịch vụ Jura SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 10 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY - GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Bảng 3.1: Tính tốn thép làm nẹp vách ngang Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn quy phạm 3.1.3 Sống đứng vách 3.1.3.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống đứng phải không nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: Z = 4,75Shl² = 3946,46 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: S = 2,1 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ - + h = 6,06 m - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực + + l = 8,08 m - Chiều dài nhịp 3.1.3.2 Mô men qn tính tiết diện Mơ men qn tính tiết diện sống phải khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: - I = 10h = 258296,23 3.1.3.3 - Chiều dày thành vách Chiều dày thành sống phải khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức: t = 10 Trong đó: - + 2,5 = 9,5 mm (11.2.5-3 QP-2B) = 0,7 m – Khoảng cách nẹp gia cường Chọn chiều dày thành t = 14 mm 3.1.3.4 - (11.2.5-2 QP-2B) Mép kèm Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 mm SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 17 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 500 mm - Với + + + GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN 0,5S = 1050 mm 0,2l = 1616 mm 50t = 500 mm Trong đó: S = 2100 mm - Khoảng cách sống đứng l = 8080 mm - Chiều dài nhịp t = 10 mm - Chiều dày tôn đáy vị trí xét 3.1.3.5 Quy cách kết cấu Hình 3.3: Quy cách kết cấu sống đứng vách Bảng 3.2: Tính toán thép làm sống đứng vách ngang - Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu 3.1.4 Sống nằm vách 3.1.4.1 Mô đun chống uốn tiết diện Mô đun chống uốn tiết diện sống phải không nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: Z = 4,75Shl² = 17026,22 cm³ (11.2.5-1 QP-2B) Trong đó: S = 4,04 m - Chiều rộng vùng mà sống phải đỡ - + SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 18 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN h = 6,06 - Khoảng cách thẳng đứng đo từ trung điểm nẹp đến đỉnh boong vách đo đường tâm tàu Nếu khoảng cách nhỏ m h lấy 1,2 m cộng với 0,8 lần khoảng cách thực + l = 12,1 m - Chiều dài nhịp + 3.1.4.2 Mô men qn tính tiết diện Mơ men qn tính tiết diện sống phải khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức sau: - I = 10h = 1299014,82 3.1.4.3 Chiều dày thành vách Chiều dày thành sống phải khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức: - t = 10 + 2,5 = 16 mm - (11.2.5-2 QP-2B) (11.2.5-3 QP-2B) Trong đó: = 1,35 m - Chiều cao tiết diện thành lớn 2,5 lần chiều cao lỗ khoét cho nẹp vách chui qua Chọn chiều dày thành t = 16 mm 3.1.4.4 - Mép kèm Chiều dày mép kèm chiều dày tôn bao t = 10 mm Chiều rộng mép kèm b = min(0,5S;0,2l;50t) = 500 mm Với 0,5S = 2020 mm 0,2l = 2420 mm - + + + Trong đó: S = 4040 mm - Khoảng cách sống nằm l = 12100 mm - Chiều dài nhịp t = 10 mm - Chiều dày tơn đáy vị trí xét 3.1.4.5 Quy cách kết cấu Hình 3.4: Quy cách kết cấu sống nằm vách ngang SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 19 ĐAMH: TÍNH TỐN TK KC TÀU THỦY - - - GVHD: Th.S NGUYỄN ĐÌNH TUYỂN Bảng 3.3: Tính tốn thép làm sống nằm vách ngang Vậy quy cách thép chọn thỏa mãn yêu cầu 3.2 Vách dọc Vách dọc thiết kế theo hệ thống gồm nẹp đứng, sống đứng sống nằm Khoảng cách nẹp đứng 0,6 m Khoảng cách sống đứng 1,8 m Khoảng cách từ sống nằm đến boong (hoặc đến đáy trên) 4.04 m Sơ đồ kết cấu vách dọc Boong Nẹp đứng Sống đứng Sống nằm Hình 3.5: Sơ đồ kết cấu vách dọc 3.2.1 Tôn vách Chiều dày tơn vách phải khơng nhỏ trị số tính theo cơng thức: 7,96 mm (11.2.1 QP-2B) Trong đó: S = 0,6 m - Khoảng cách nẹp h = 8,08 m - Khoảng thẳng đứng đo từ cạnh tôn vách đến boong vách + + SVTH: LÊ TUẤN VŨ MSSV: 1451070133 20