nghiên cứu phướng án thi công tuyến đường ống vận chuyển khí từ mỏ d14 về trạm phân phối khí tiền hải- thái bình

TRẦN ĐỨC SOẠNLỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ K51 CQ HÀ NỘIĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU PHƯỚNG ÁN THI CÔNG TUYẾN ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN KHÍ TỪ MỎ D14 VỀ TRẠM PHÂN PHỐI KHÍ TIỀN HẢI- THÁI BÌNH

TRẦN ĐỨC SOẠNLỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ K51 CQ HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU PHƯỚNG ÁN THI CÔNG TUYẾN ĐƯỜNG ỐNG VẬN

CHUYỂN KHÍ TỪ MỎ D14 VỀ TRẠM PHÂN PHỐI KHÍ

TIỀN HẢI- THÁI BÌNH

HÀ NỘI, 05-2011

TRẦN ĐỨC SOẠNLỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ K51 CQ HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU PHƯỚNG ÁN THI CÔNG TUYẾN ĐƯỜNG ỐNG VẬN

CHUYỂN KHÍ TỪ MỎ D14 VỀ TRẠM PHÂN PHỐI KHÍ

TIỀN HẢI- THÁI BÌNH

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

THS NGUYỄN VĂN THỊNH

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ MỎ KHÍ D14 3

1.3.1 Khả năng cung cấp của giếng 7

1.3.2 Dự báo sản lượng khai thác 8

Chương 2: THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ TỪ MỎ D14 ĐẾN

TRẠM PHÂN PHỐI KHÍ TIỀN HẢI 9

2.1.7 Xem xét về môi trường 11

2.1.8 Các tiêu chuẩn và qui phạm áp dụng 11

2.2 Thiết kế hệ thống đường ống 11

2.2.1 Các thiết bị công nghệ tại giếng khoan D14 11

2.2.2.Tính toán thiết kế đường ống 14

2.2.3 Kiểm toán cho đường ống chôn 20

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TUYẾN ỐNG TỪ MỎ D14 ĐẾN TRẠM PHÂN PHỐI KHÍTIỀN HẢI 26

3.1 Phương pháp chung khi thi công trên đất liền 26

3.1.1 Lựa chọn và đánh dấu tuyến ống 26

3.1.2 Quá trình đào rãnh 27

3.1.3 Quá trình rải ống và uốn ống 28

3.1.9 Các kĩ thuật đặc biệt sử dụng trong thi công đường ống 36

3.2 Thi công tuyến ống dẫn khí từ mỏ D14-STL về trạm phân phối khí Tiền Hải 37

3.2.1 Dự kiến các đoạn đường ống dẫn khí có thể đi qua 37

3.2.2 Tập kết vật tư, thiết bị và tổ chức nhân sự 40

3.2.3 Phương pháp lắp đặt tuyến ống 42

3.2.4 Kiểm tra thủy lực đường ống 47

Chương 4: CHỐNG ĂN MÒN CHO HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG VÀ

CÔNG TÁC AN TOÀN TRONG THI CÔNG TUYẾN ỐNG D14 494.1 Ăn mòn và chống ăn mòn cho đường ống 49

4.1.1 Ăn mòn và các biện pháp chống ăn mòn đường ống 49

4.1.2 Các biện pháp chống ăn mòn và độ dày lớp phủ chống ăn mòn cho đường ống dẫn khí từ mỏ D14-STL đến trạm phân phối khí Tiền Hải 634.2 An toàn lao động 65

4.2.1 An toàn cho công tác thi công 65

4.2.2 Các biện pháp đảm bảo an toàn, phòng chống sự cố và tai nạn lao động 66

4.2.3 Bảo vệ môi trường 72

KẾT LUẬN 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO

9 Hình 3.6 Mặt cắt ngang qua bờ đê sông Trà Lý 43

10 Hình 3.7 Mặt cắt dọc qua bờ đê sông Trà Lý 43

15 Hình 3.12 Mặt cắt điển hình của đường ống 47

16 Hình 4.1 Sơ đồ nguyên tắc bảo vệ ống bằng Cathod 61

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

E: Hệ số điểm nối;

T: Temperature derating factor;

Vmax: Vận tốc lớn nhất cho phép trong ống

P: Áp suất bên trong đường ống, (psi);

D: Đường kính ngoài của ống, (inch);

t: Chiều dày của ống, (inch);

: Tỷ số poisson (thường là bằng 0,3 đối với thép);

E: Mô đun đàn hồi của thép, (N/m2);

: Hệ số giản nở vỉ nhiệt của thép, m/m/0C ;

T2: Nhiệt độ lớn nhất trong quá trình vận hành, (0C);

T1: Nhiệt độ môi trường, (0C);

: Tải trọng tĩnh của đất lên ống đẫn, (pa);

: Khối lượng riêng của đất khô, (kg/m3);

C: Chiều cao tính từ mặt đất lên điểm trên cùng của đường ống chôn, (m);

: Khối lượng của đất khô lấp, (kg/m3);

: Chiều cao của nước trên đường ống, (m);

: Khối lượng riêng của nước, (kg/m3);

: Hệ số nổi =1-0.33( /C);

Pp: Áp suất truyền tới ống, (kg/m2 );

Ps: Tải trọng tập trung trên bề mặt đất chôn, (kg);

d: Khoảng cách song song tính từ ví trí tải trong trên bề mặt đến đường ống;C: Độ sâu chôn ống, (m);

BẢNG QUY ĐỔI VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành dầu khí Việt Nam tuy còn non trẻ, với hơn 30 năm xây dựng vàphát triển nhưng đã sớm khẳng định vị trí của nó trong nền kinh tế quốc dân,cho tới nay dầu khí vẫn luôn được coi là ngành kinh tế mũi nhọn Đóng gópquan trọng trong sự tăng trưởng và phát triển của đất nước Không chỉ là đónggóp chung cả nước mà còn góp phần làm nên diện mạo mới của địa phươngnơi ngành dầu khí đến

Thái Bình được biết đến như là một trong những tỉnh đầu tiên phát hiệntrữ lượng khí của nước ta Từ đó đã xây dựng lên khu công nghiệp Tiền Hải-Thái Bình với những ngành công nghiệp như sản xuất sản phẩm sứ, gạch ốplát, thủy tinh, xi măng,… Các ngành đó chủ yếu sử dụng nguồn năng lượng làkhí thiên nhiên Trạm phân phối khí Tiền Hải có nhiệm vụ xử lý, thu gom khí

từ các mỏ khí trên xã Đông Cơ-Tiền Hải phục vụ cho khu công nghiệp củađịa phương Sản lượng khí khai thác của các mỏ tại Đông Cơ giảm dần theocác năm Vì vậy, việc tìm kiếm, thăm dò các mỏ khác trong khu vực nhằmcung cấp thêm nguồn khí phục vụ cho nhu cầu phát triển công nghiệp của địaphương là cần thiết

Mỏ D14 là mỏ khí nằm trên xã Thái Thọ, huyện Thái Thụy, tỉnh TháiBình được phát hiện năm 1997 Mỏ nằm cách trạm thu gom khí hiện tại của

Xí nghiệp Dầu khí Thái Bình khoảng 8 km Từ những đánh giá trữ lượng của

mỏ và nhu cầu phát triển kinh tế của địa phương mà cụ thể ở đây là khu côngnghiệp Tiền Hải thì việc nghiên cứu phương án thu gom khí và sau đó làphương án thi công tuyến ống từ D14 đến trạm phân phối khí Tiền Hải là một

yêu cầu Chính vì vậy mà em đã chọn Đồ án tốt nghiệp là: “Nghiên cứu

phương án thi công tuyến ống vận chuyển khí từ mỏ D14 đến Trạm phân phối khí Tiền Hải – Thái Bình” Đồ án của em được chia làm 4 chương:

Chương 1: Khái quát về mỏ khí D14

Chương 2: Thiết kế đường ống dẫn khí từ mỏ D14 đến trạm phân phốikhí Tiền Hải

Chương 3: Phương pháp thi công tuyến ống từ mỏ D14 đến trạm phânphối khí Tiền Hải

Chương 4: Chống ăn mòn cho hệ thống đường ống và công tác an toàn trong thi công tuyến ống D14.

Để hoàn thành đồ án này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầygiáo, Thạc sỹ Nguyễn Văn Thịnh, anh Hoàng Văn Nhuận – Công ty dầu khíSông Hồng, cùng các thầy (cô) trong Bộ môn Thiết bị dầu khí đã giúp đỡ emrất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án Mặc dù em đã cố gắng tìm hiểucũng như nghiên cứu các tài liệu có liên quan để xây dựng đồ án, nhưng dokinh nghiệm còn thiếu và trình độ còn hạn chế, nên đồ án này chắc chắn cònnhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự quan tâm góp ý của tất cả các thầy(cô) và các bạn để sau này khi tiếp xúc với môi trường công việc có thể giảiquyết các vấn đề được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 4 tháng 5 năm 2011

Sinh viên: Trần Đức Soạn

Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ MỎ KHÍ D14

1.1 Lịch sử phát hiện mỏ khí D14 –Trà Lý

Mỏ khí D14 Sông Trà Lý thuộc xã Thái Thọ, huyện Thái Thụy, tỉnhThái Bình D14 Sông Trà Lý (D14 - STL) là một trong những cấu tạo có triểnvọng cao về dầu khí đã được Anzoil và Petrovietnam lựa chọn đưa vào khoanthăm dò đầu tiên tại khu vực Hợp Đồng Giếng khoan D14-1X khởi côngngày 11/3/1996 kết thúc ngày 19/4/1996 đã phát hiện 3 vỉa chứa khí tuổiOligocene nằm trong khoảng chiều sâu 3000 – 3300 m, trong đó chỉ có 2 vỉakhí được khẳng định bằng kết quả thử vỉa với lưu lượng tổng cộng tươngđương 5,2 triệu bộ khí/ngày (148 nghìn m3/ngày) Tiếp theo giếng khoanD14-STL-1X, Anzoil đã tiến hành khoan 4 giếng thẩm lượng trên cấu tạoD14 và kết quả thẩm lượng đã chỉ ra triển vọng và qui mô không lớn của cácvỉa khí cấu tạo D14

Giếng thẩm lượng D14-STL-2X được khoan năm 1996, giếng khoanxiên 1,27 km về phía đông giếng khoan D14-STL-1X Không tiến hành bắnvỉa thủy lực do thiết bị bị hỏng và giếng cho dòng khí quá yếu không có ýnghĩa thương mại (3-4 nghìn bộ khí/ngày) Giếng đã bị hủy bỏ

Giếng thẩm lượng D14-STL-3X đã được khoan năm 1997, giếngkhoan xiên 1,5 km về phía bắc của nền khoan cho dòng khí yếu (0,16-0,18triệu bộ khí /ngày) sau khi bắn vỡ vỉa thủy lực thành công lưu lượng dòng khítăng gấp 6 đạt 1,1 triệu bộ khí/ngày Bắn gộp thêm 8 m của vỉa lưu lượngkhông tăng lên

Hai giếng thẩm lượng tiếp theo được khoan vào năm 1999 và đầu năm

2000 cho kết quả kém

D14-STL-A/4A nằm phía Đông nam GK D14-STL-1X và cách GK

200 (giếng khoan được petrovietnam khoan vào những năm 1970) 1 km vềphía Tây Bắc Theo tài liệu Địa vật lý giếng khoan (DVLGK) giếng gặp159m cát kết chặt xít trong đó 2-20 m chữ khí Sau 6 tháng treo giếng nhàthầu đã tiến hành thử vỉa nhưng không thành, giếng cho dòng quá nhỏ không

có ý nghĩa Giếng đã được treo ngày 23/1/2000

D14-STL-5X là giếng thẩm lượng thứ tư khoan ở độ sâu 3600 m, cách giếng khoan D14-STL-1X 8 km về phía Tây Bắc Trong quá trình khoankhông có biểu hiện khí Tài liệu DVLGK chỉ ra tập vỉa cát kết chứa nước.Giếng đã được hủy.

1.2 Đặc điểm kỹ thuật mỏ

1.2.1 Địa chất khu vực

Trũng Hà Nội được hình thành do kết quả của quá trình tạo rift trongthời kỳ đầu Đệ tam Trầm tích có bề dày hơn 6 km được lắng đọng trên đá vôituổi Carbon- Pecmi Các trầm tích không thấm và móng kết tinh nằm bêndưới đá vôi này Trầm tích Oligocene lục địa bao gồm cát kết và sét giàu vậtchất hữu cơ, nó vừa là tầng sinh và tầng chứa của mỏ D14 STL Sự lắng đọngđồng tạo rift với các trầm tích và than thành tạo trong môi trường biển nông,ven biển và châu thổ tuổi Miocene nằm phủ bất chỉnh hợp lên trầm tíchOligocene Tiếp theo pha sụt lún Miocene sớm đến giữa một pha nghịch đảoMiocene gây ra bào mòn trong các phần tây nam và phần sâu hơn của trũng.Pha bào mòn được được đánh dấu bởi bất chỉnh hợp Miocene thượng, các cấutrúc được hình thành trong pha bào mòn tạo nên các dạng cấu tạo khác nhautrong bể trầm tích Oligocen trong đó có mỏ khí Tiền Hải C

Mỏ khí D14-STL được phát hiện trong các trầm tích Oligocene củatrũng Hà Nội nằm trên đất liền thuộc phần kéo dài của Bể Sông Hồng

1.2.2 Cấu trúc mỏ D14

Cấu trúc mỏ D14-STL bao gồm một loạt các khối đứt gẫy xếp lớp tuổiOligocene Phía Tây chúng được chắn bởi đứt gẫy Vĩnh Ninh, một đứt gẫynghịch lớn hướng Đông Nam-Tây Bắc Mỏ bao gồm 3 khối chứa khí riêngbiệt, khối 1, khối 2 và khối 3 được ngăn cách bởi các đứt gẫy Theo minh giảicủa GCA (Gaffney, Cline & Associates) các khối đứt gẫy này không liênthông với nhau Sự khác nhau về chế độ áp suất trong mỗi khối, về chiều dàycủa các vỉa chứa, về đặc tính phân bố và tính liên tục của các vỉa chứa dẫn tớicác rủi ro về mô hình thể tích và trữ lượng khí của các vỉa nói riêng và cả mỏnói chung Kết quả nứt vỉa thủy lực và thử vỉa kéo dài vỉa thử số 2 giếngkhoan D14-STL-1X đã khẳng định thêm kết luận nói trên

1.2.3 Tính chất của khí

Phân tích thành phần khí được tiến hành trên các mẫu PVT lấy từ 3 vỉaOligocene được thử giếng khoan D14-STL-1X trong khoảng từ 3071-3355mTất cả 3 mẫu phân tích có tính chất tương tự với thành phần như sau:

Bảng 1.1 Thành phần khí vận chuyển trong đường ống

mỏ D14-STL là khí khô, sạch

1.2.4 Đánh giá trữ lượng tại chỗ

Trữ lượng khí tại chỗ trường hợp nhỏ nhất, trung bình và trường hợplớn nhất được tính toán và trình bày như sau:

 Trường hợp nhỏ nhất

Như đã nói ở trên do tính không chắc chắn trong sự phân bố vỉa chứa,chất lượng đá chứa cũng như ranh giới khí nước trong vỉa nên trong trườnghợp tính trữ lượng khí tại chỗ này đã giả thiết

Chỉ có khối cho dòng đo được trong quá trình thử vỉa có chứa khí tức làcác vỉa đó nằm ở trung tâm vùng diện tích D14-khối 1 (GK D14-STL-1X, X)

và khối 2 (GK D14-STL-3)

Các than cát lòng sông cổ riêng biệt không liên thông theo chiều ngang

Trong giếng khoan không gặp ranh giới khí nước tài liệu RFT cũngkhông xác định được do đó có khả năng các ranh giới khí nước ở mỗi một vỉachứa là khác nhau Ở đây ranh giới khí thấp nhất gặp trong thử vỉa (LTG) được sử dụng làm ranh giới chứa khí cho mỗi một than cát.

Chiều dày hiệu dụng chứa được tính theo kết quả phân tích tài liệuĐVLGK

Thân cát lòng sông gặp ở GK D14-STL-2 và D14-STL-3 được xem là

có khả năng phát triển theo chiều rộng nhưng không có giếng khoan nàokhông chế do đó việc xác định khả năng phát triển tới đâu là rất khó Do vậyđối với than cát gặp ở giếng D14-STL-2 được giả thiết phát triển đến khoảnggiữa của Giếng D14-STL-1X và D14-STL-2 Tương tự như vậy đối với thâncát chứa khí gặp ở giếng D14-STL-3

 Trường hợp trung bình

Đối với trường hợp này, tính không chắc chắn về chất lượng đá chứa,ranh giới khí nước và tính lưu thông vẫn còn tồn tại song những thân cát đãđược giả thiết lưu thông với nhau Trường hợp này chỉ tính hạn chế ở khối 1

và 2 (Giếng D14-STL-1X, 2, 3) ở trung tâm khu vực D14 Phần diện tích mởrộng của mỗi thân cát được giới hạn bởi các đứt gãy hoặc điểm giữa của LTG

và điểm tràn của cấu trúc Đây là trường hợp sử dụng để lập phương án tiềnkhả thi cho mỏ

 Trường hợp lớn nhất

Trong trường hợp này đã đưa thêm các vỉa chứa nằm trong khối 3 baogồm các vỉa gặp ở giếng D14-STL-4/4A, mặc dù khi thử vỉa giếng khoan nàycho dòng rất yếu Phần diện tích được mở rộng tới giới hạn các đứt gãy vàđiểm tràn của cấu tạo

Trữ lượng khí tại chỗ của mỏ D14 tương ứng với các trường hợp đượctóm tắt trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Trữ lượng của mỏ khí D14Đơn vị tính Trữ lượng khí tại chỗ

Nhỏ nhất Trung bình Lớn nhất

Tỷ bộ khối 25.6 133.4 1732.8

Triệu mét khối 725.2 3779.0 49087.8 Kết quả nứt vỉa thủy lực và thử vỉa kéo dài vỉa thử số 2 giếng khoan D14-STL-1X đã khẳng định quy mô phân bố rất nhỏ và hẹp của các thân cát

Vì vậy, giá trị trữ lượng khí tại chỗ tính theo phương án trung bình (134 tỷ bộkhối khí) có thể tương ứng với phương án lớn nhất trong thực tế

1.3 Phương án khai thác mỏ

1.3.1 Khả năng cung cấp của giếng

Các vỉa cát kết chứa khí của mỏ đều mang đặc tính chung của khu vực

có độ rỗng và độ thấm thấp do ảnh hưởng của quá trình tạo đá Những vỉachứa này rất dễ bị phá hủy do những nguyên nhân chính sau:

- Sự xâm nhập nước từ dung dịch khoan và dung dịch hoàn thiện giếngvào vỉa chứa làm cản trở thấm

- Các vật liệu chống mất dung dịch, và các vật liệu trong dung dịchkhoan đã làm tắc nghẽn sự liên thông giữa các lỗ hổng trong đá

- Sự biến đổi của khoáng vật sét trong đá cũng làm giảm khả năngthấm của vỉa

Một trong những tham số định lượng sự phá hủy thành hệ gần khu vựcgiếng khoan đó là hệ số skin Từ kết quả minh giải tài liệu thử vỉa các giếngthăm dò và thẩm lượng cho thấy hệ số skin rất cao từ 14-30 như vậy hiệntượng phá hủy thành hệ (vỉa bị nhiễm bẩn) đã cản trở rất lớn tới khả năng chodòng của vỉa Vì thế việc cải thiện hiện tượng nhiễm bẩn thành hệ ở gần khuvực giếng khoan (giảm hệ số skin) sẽ cải thiện được khả năng cho dòng củavỉa Các phân tích và đánh giá khả năng cho dòng của giếng chỉ ra 2 trườnghợp:

- Trường hợp 1: Nếu thành hệ không bị phá hủy (Skin = 0) thì giếng cóthể cho dòng 6,7 MMscfd

- Trường hợp 2: Nếu tiến hành kích thích vỉa bằng nứt vỉa thủy lực sâuvào trong vỉa 50 ft (Skin = -5) thì giếng có thể cho dòng tăng lên 10,5MMscfd

Như vậy 2 yếu tố quan trọng là loại trừ sự phá hủy thành hệ và nứt vỉathủy lực sẽ tăng khả năng cho dòng của giếng Đây là những giải pháp chính

cần phải xem xét khi quyết định thiết kế giếng khoan và phương pháp hoànthiện giếng khai thác trong tương lai.Thực tế, tháng 6/2002 nhà thầu M&P đãsửa chữa giếng D14-1X và tiến hành thành công nứt vỉa thủy lực tại vỉa số 2,sau khi nứt vỉa giếng đã cho lưu lượng là 2,9; 9,7 và 10,5 triệu bộ khốikhí/ngày với các cỡ choke tương ứng 12/64”, 20/64” và 32/64”, ổn định ở 4,5triệu bộ khối/ngày với cỡ choke 16/64” và áp suất miệng giếng khoảng 3000psi, qua phân tích thử vỉa cho thấy hệ số Skin= 0,04 Điều đó đã đã khẳngđịnh được tính khả thi của các đề xuất cải thiện dòng và sản lượng của giếng.

1.3.2 Dự báo sản lượng khai thác

Do đặc trưng phức tạp của các vỉa sản phẩm và các tài liệu liên quanđến nghiên cứu mô hình thủy động lực vỉa, tính toán hệ số thu hồi khí hiệnvẫn chưa được khẳng định Với hệ số thu hồi được giả thiết khoảng 37% thìtrữ lượng khí có thể thu hồi tương ứng với mức trung bình là 50 tỷ bộ khốikhí (1,4 tỷ m3 khí) Tuy nhiên, kết quả thử vỉa lại số 2 giếng khoan 14-STL-1X có thể đã xác minh tính chất liên thông của vỉa kém và phạm vi phân bốkhông lớn của các thân cát chứa khí Vì vậy, một giả thiết trữ lượng khí thuhồi của mỏ tương ứng với trữ lượng khí tại chỗ cấp 1P là 10 tỷ bộ khối khí(tương đương 0,3 tỷ m3 khí) cũng được đưa vào trong dự báo sản lượng Do

đó, sản lượng khai thác trung bình năm của mỏ sẽ đạt 3 và 8 MMscfd (85 và

227 nghìn m3/ngày) tương ứng với 2 trường hợp khí tại chỗ cấp 1P và 2P Sảnlượng đỉnh có thể duy trì trong 10 năm và tổng thời gian khai thác và cungcấp khí có thể đạt 14, 16 năm Số lượng giếng khai thác tương ứng vớiphương án sản lượng:

- Phương án thấp (trữ lượng cấp 1P): 01 giếng khai thác ngay trong

thời điểm ban đầu, khi áp suất mỏ giảm 25% sẽ khoan thêm 1 giếng và khoantiếp giếng thứ hai khi áp suất mỏ giảm 40%

- Phương án trung bình (trữ lượng cấp 2P): 02 giếng khai thác ngay

trong thời điểm ban đầu, khi áp suất mỏ giảm 25% sẽ khoan thêm 1 giếng vàkhoan tiếp giếng thứ hai khi áp suất mỏ giảm 40%

Máy nén sẽ phải được lắp đặt vào giai đoạn khai thác cuối của mỏ khi

áp suất mỏ suy giảm nhỏ hơn áp suất vào của đường ống dẫn khí (40 barg)

Chương 2 THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ TỪ MỎ D14 ĐẾN

TRẠM PHÂN PHỐI KHÍ TIỀN HẢI

Hệ thống thu gom, vận chuyển, xử lý và phân phối khí mỏ khí D14Sông Trà Lý dự kiến sẽ được xây dựng nhằm mục đích thu gom khí khai thác

từ mỏ khí này và vận chuyển về trạm phân phối khí đặt tại Xí nghiệp Dầu khíThái Bình (XNDKTB), sau đó cung cấp cho các hộ tiêu thụ tại khu vực huyệnTiền Hải và các huyện lân cận khác thuộc tỉnh Thái Bình Đường ống sẽ xuấtphát từ đầu ra của hệ thống thu gom và xử lý tại khu vực giếng khoan D14-STL-1X tới XNDKTB thuộc địa phận huyện Tiền Hải, và chủ yếu cung cấpkhí đến các nhà máy sản xuất vật liệu gốm, granit và xi măng hiện đang hoạtđộng Hệ thống đường ống này bao gồm đường ống, van, các thiết bị côngnghệ, đo lường, điều khiển và phụ trợ sẽ được kết hợp đồng bộ với nhau

Áp suất khí đầu vào đường ống: 40 barg (trung bình).

Áp suất khí yêu cầu tối thiểu cung cấp cho các hộ tiêu thụ: 1,5-5,0 barg

2.1.3 Tuổi thọ thiết kế và tiêu chuẩn vận hành

Tuổi thọ thiết kế của đường ống là 30 năm Đường ống sẽ vận hành liêntục 24 giờ/ngày, 350 ngày/năm Việc vận chuyển sẽ không ngừng trừ khi cầnthiết phải bảo dưỡng hoăc xuất hiện các tình huống có thể ảnh hưởng đến quátrình vận hành của các thiết bị khai thác đầu nguồn, đường ống hoặc vấn đề

an toàn cho con người và môi trường

2.1.4 Các thông số thiết kế

Đường ống: Cấp áp suất thiết kế ANSI class 300/150lb (áp suất vậnhành tối đa cho phép 51 barg / 19,7 barg)

Trạm xử lý: Cấp áp suất thiết kế ANSI class 300/150lb (áp suất vậnhành tối đa cho phép 51 barg / 19,7 barg).

Ống ASME B31.8, khu vực tuyến ống được xác định theo class 3,trong đó hệ số thiết kế ống là 0,5, thử thủy lực 1,4* MAOP

Ống ASTM A 106 B schedul 160 được đề xuất

Van trên tuyến: Cấp áp suất thiết kế ANSI 300/150lb Class Rating

Độ sâu chôn ống: Độ sâu tiêu chuẩn được trình bày trong B31.8, đoạn841.142 Trong trường hợp này, đường ống được chôn ở độ sâu khoảng 1 m.Khi đi qua kênh, mương, suối và đường sá, độ sâu chôn ống tối thiểu là 2 m Hành lang an toàn: Hành lang an toàn được giả định là 25 m (Chú ý:Các yếu tố chi phối đến độ rộng của hành lang an toàn là (a) độ an toàn củađường ống, (b) các qui định về môi trường và (c) giá đất)

2.1.5 Lưu lượng thiết kế

Lưu lượng thiết kế được lấy trên cơ sở biểu đồ sản lượng có thể cungcấp cao nhất từ mỏ và nhu cầu sử dụng khí của các hộ tiêu thụ, tương ứng với

8 triệu bộ khí/ngày (khoảng 227 nghìn m3 khí/ngày)

2.1.6 Tính chất của đất

Yêu cầu của việc chọn sẽ được xác định dựa trên cơ sở các dữ liệu về

tỷ trọng của đất; nhiệt độ của đất và các hệ số dẫn nhiệt của đất sẽ là cơ sở đểtiến hành phân tích thủy lực đường ống

- Thể loại đất: Đất sét

- Ứng suất nền của đất: 684 (kg/m2)

2.1.7 Xem xét về môi trường

Những yêu cầu về môi trường trong nghiên cứu báo cáo khả thi nàynhằm mục đích đảm bảo sức khoẻ cho con người và bảo vệ môi trường trongsuốt quá trình xây dựng và vận hành tuyến ống Luật môi trường Việt Namđược áp dụng trong phần lớn các trường hợp Luật môi trường Quốc tế sẽđược sử dụng chỉ khi luật môi trường Việt Nam chưa đầy đủ hoặc không thíchhợp

2.1.8 Các tiêu chuẩn và qui phạm áp dụng

Đường ống sẽ được thiết kế theo tiêu chuẩn ASME B31.8 "Hệ thốngvận chuyển và phân phối khí", phiên bản mới nhất, có tham khảo và sử dụng

bổ sung một số tiêu chuẩn và qui phạm của Việt Nam và Quốc tế đang hiệnhành.

2.2 Thiết kế hệ thống đường ống

2.2.1 Các thiết bị công nghệ tại giếng khoan D14

Trên cơ sở các thông số khí thu thập được tại giếng khoan D14 nhưthành phần, áp suất, giản đồ pha và nhiệt độ như nêu ở trên, các phân tích sơ

bộ cho thấy cần thiết phải lắp đặt cụm thiết bị tách khí ba pha loại nằm ngangnhằm tách riêng lượng nước và condensate khai thác được cùng với khí Côngsuất của cụm thiết bị tách khí này được xác định dựa trên cơ sở lưu lượng khí/condensate/nước tại đầu ra của giếng khoan, các thông số cơ bản của bìnhtách này tương ứng cho từng phương án khai thác và phân phối khí

Nhằm đảm bảo duy trì áp lực khí tại đầu vào đường ống, ổn định hoạtđộng của bình tách ba pha nói trên, tại vị trí phía trước và sau cụm thiết bịtách này cần được lắp đặt các van điều chỉnh áp lực đầu vào và ra của khí.Lượng condensate và nước sẽ được điều chỉnh bằng một thiết bị đo tự độngmức chất lỏng trong bình căn cứ vào các thông số tính toán mô phỏng

Tại vị trí đầu vào của đường ống được lắp đặt 01 cụm thiết bị phóng thoi làm sạch đường ống với chu kỳ phóng thoi khoảng 1 lần/năm, cụm vanđóng ngắt khẩn cấp (điều khiển tự động và bằng tay)

Tại trạm xử lý khí giếng khoan D14 này sẽ được lắp đặt 01 cụm thiết bị

đo đếm khí đầu vào đường ống, có công suất thiết kế phù hợp với công suấtkhí khai thác được tại giếng khoan D14 và công suất của đường ống Cụmthiết bị đo đếm này có nhiệm vụ đo đếm khí tại đầu vào đường ống và sẽđược điều khiển bằng một hệ thống riêng biệt kết nối với hệ thống tự độngchung của dự án

Hệ thống bơm chất chống ăn mòn đường ống cũng sẽ được xem xét lắpđặt tại vị trí đầu vào của đường ống Hệ thống đường ống công nghệ, phụ trợ

để kết nối các thiết bị và các hệ thống tại khu vực giếng khoan D14, các đầuchờ để kết nối, thu gom khí từ các giếng khoan khác

Hệ thống phụ trợ tại khu vực này sẽ bao gồm các thiết bị chủ yếu sau:

- Máy phát điện dự phòng chạy bằng khí hoặc diesel nhằm cung cấpđiện cho các hệ thống điều khiển, chiếu sáng, sinh hoạt vv Công suất của

máy phát điện này khoảng 20 KVA Với điều kiện hoạt động bình thường sẽ

sử dụng trạm biến thế để lấy điện từ lưới điện Quốc gia cung cấp cho các thiếtbị

- Phòng điều khiển, nhà bảo vệ, nhà đặt máy phát điện (loại nhà cấp 4),đường nội bộ …vv, được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam

Hệ thống đo lường điều khiển tự động, thông tin liên lạc, hệ thống dò

và báo cháy được thiết kế nhằm đảm bảo đo đếm, điều khiển, vận hành antoàn cho toàn bộ hệ thống các thiết bị công nghệ của trạm xử lý, đồng thời hệthống thiết bị này sẽ được kết nối với hệ thống các thiết bị tại trạm xử lý khíthuộc XNDKTB và chi tiết như sau:

- Cụm thiết bị phóng thoi (pig launcher)

Tiêu chuẩn thiết kế: ASME Section VIII

Barrel: 6 X 8"

Áp suất thiết kế: ANSI class 300 (áp suất làm việc cho phép lớn nhất là 51 barg)

Nhiệt độ thiết kế: 600C

- Cụm van điều chỉnh áp suất (PCV)

Công suất: 91,397 triệu m3/năm mắc song song

Số lượng: 2 (1 hoạt động + 1 dự phòng)

Áp suất thiết kế: ANSI class 300 (áp suất làm việc cho cho phép lớn nhất là 51 barg)

Nhiệt độ thiết kế: 60 0C

Độ giảm áp cho phép: 0,1-10 barg

- Cụm thiết bị đo lưu lượng

Kiểu: Ultrasonic

Công suất: 91,397 triệu m3/năm

Số lượng: 2 (1 hoạt động + 1 vừa dự phòng + kiểm tra)

Áp suất thiết kế: ANSI class 300 (áp suất làm việc cho phép lớn nhất là 51 barg)

Nhiệt độ thiết kế: 60 0C

Độ giảm áp cho phép: 0,1-1,0 bar

- Đầu ra của hệ thống đo đếm sẽ được lắp đặt thiết bị lấy mẫu và phântích thành phần khí (gas chromatograph).

- Cụm thiết bị tách 3 pha nằm ngang sẽ được lắp đặt bởi nhà thầu khaithác khí của mỏ D14

- Van xả an toàn khi quá áp, xả chất lỏng, bypass

- Hệ thống phụ trợ

Ngoài các thiết bị công nghệ chính phục vụ cho việc xử lý khí, tại trạm

xử lý khí thuộc khu vực mỏ D14 còn có các thiết bị và hệ thống phụ trợ kèmtheo sau đây:

+ Hệ thống điện

Hệ thống điện tại mỗi trạm phân phối sẽ bao gồm: hệ thống chiếu sáng,cung cấp điện cho trạm bơm cứu hoả và nước sinh hoạt, hệ thống nối đất, hệthống chống sét

Trạm phân phối khí sẽ được cung cấp điện từ nhà máy điện lân cận.Ngoài ra trạm còn có máy phát điện dự phòng khi mất điện lưới và thiết bịcấp nguồn điện liên tục (UPS) để cấp điện liên tục cho hệ thống điều khiểncủa trạm

+ Hệ thống phòng cháy chữa cháy

Hệ thống phòng cháy và chữa cháy của trạm bao gồm các hệ thống sau:

* Hệ thống chữa cháy bằng nước

* Hệ thống chữa cháy bằng bọt và CO2

* Hệ thống phát hiện cháy… vv

+ Hệ thống bảo vệ chống ăn mòn cho trạm

Tất cả các thiết bị trong trạm đều được bố trí nổi trên mặt đất, do đóthiết kế bảo vệ ăn mòn cho hệ thống ống và thiết bị trong trạm chủ yếu bằngphương pháp sơn phủ

+ Hệ thống khí nhiên liệu và điều khiển

Khí nhiên liệu và điều khiển (fuel, instrument gas) cho các máy phátđiện chạy khí nếu có, van ESDV, PCV trong trạm sẽ dùng chính khí trongđường ống Khí này sẽ được lấy từ sau thiết bị lọc và sẽ được giảm áp đến ápsuất yêu cầu của khí điều khiển

Các hạng mục xây dựng cho trạm xử lý và phân phối khí cũng đượcthiết kế phù hợp với theo bản vẽ mặt bằng sơ bộ.

2.2.2.Tính toán thiết kế đường ống

Đườngkínhống (inch)

Độ dàytínhtoán (inch)

P là áp suất thiết kế, psi

T=1

F =0,5

0,5

4 6 8 10 12

0,03 0,05 0,07 0,088 0,11

Hệ số thiết kế F =0,5 Class 3 sử dụng cho khu vực dân cư ngoại thành

đô thị và cho phép phát triển dọc theo đường ống trong tương lai

2.2.2.2 Tính toán thủy lực đường ống và lựa chọn kích thước ống

Theo tiêu chuẩn API RP14E, lựa chọn kích thước ống dựa vào các điềukiện sau:

 Vận tốc lớn nhất cho phép trong ống được xác định theo công thức sau:

Vmax = (2.2)

Trong đó:

- C là hằng số có giá trị từ 150 đến 200 ;

- ρmix là khối lương riêng hỗn hợp khí và condensate;

Theo công thức của Dukler (Engineering Data Book - SI Version) thì

tổn thất áp suất được tính theo công thức sau:

- d là đường kính trong của ống, (m);

- là khối lượng riêng của khí, (kg/m3);

Trong công thức trên thì ta tính toán được tổn thất áp suất là :

14443 (kpa)

2.2.2.3 Sử dụng phần mền Hysys để chọn đường kính của đường ống vận

chuyển khí phù hợp với tuyến ống

Phần mền Hysys được viết bởi Engr Mohd Kamaruddin Abd TrườngĐại học Công nghệ Hamid từ Malaysia (UTM), một trong những trường Giáodục Đại học nổi tiếng tại Malaysia Hysys là phần mền mô phỏng điều kiệnhoạt động của các chất lưu trong ngành công nghiệp dầu khí Với Hysyschúng ta có thể giải quyết một số bài toán như thiết kế, giám sát thực hiện, xử

lý sự cố và thiết kế, mô phỏng đường ống trong nghành dầu khí

Các dự liệu cần thiết cho sử dụng phần mền Hysys để tính đường kínhcủa ống là:

- Chiều dài của tuyến ống là 8200 (m);

- Thành phần khí của mỏ theo bảng 1.1;

- Nhiệt độ tại đầu vào của đường ống là 200C;

- Áp suất đầu vào là: 40 (bargs);

- Nhiệt độ của môi trường là 250C;

- Nhiệt độ đầu ra của tuyến ống là 300C;

- Áp suất đầu ra của tuyến ống là 5 (bargs);

- Schedule :Schedule 160;

- Tổn thất áp suất 1,76 kpa/m;

- Hệ số truyền nhiệt là 21770kj/h-m2-C

Tính toán thiết kế đường ống trên phần mền hysys ta làm như sau:

Máy tính sau khi cài đặt Hysys ta vào Start/All programs/hyprotech/hysys khi hysys chạy để mô phỏng ta vào File/New/Case thì Simulation Basic Manager suất hiện ta add tất cả nhưng thành phần của chất lưu Và vẫn trên Simulation

Basic Manager vào Fluid Pkgs ta chọn EOSs trong property package filter và Peng-Robinson trong property package selection Sau đó ta kích Enter Simulation Environment Từ Simulation menu ta kích chọn vào mô hình

đường ống Pipe Segment

Các bước để làm cụ thể sẽ là:

Tại mục Sizing của Tab Rating tùy thuộc vào thông số cần tính toán =>

cài đặt các thông số sau:

-Chọn Tab Append Segment 1 lần, do đường ống là đường ống dẫn khí

nên tổn hao áp suất là nhỏ và địa hình đường ống là tương đối bằng phẳng

- Fitting/Pipe chọn pipe;

- Length: điền là 8200 m;

- Elevation change: empty;

- Outer Diameter: empty;

- Inner Diameter: empty;

- Matertial: Mild steel;

- Increments: 1

 Bước 5 :

Tại mục Heat transfer của Tab Rating điền các thông số trên Overall

HTC là Ambient temp :250C, OverallHTC : 21770kj/h-m2-C

 Bước 6 :

Tại mục conditions của Tab Worksheet trên Mỏ D14

- Temperature điền 200C;

- Pressure điền 40 bargs;

- Molar Flow kích vào ghi đẩy đủ tỷ lệ số mol của các chất trongquá trình vận chuyển (như bảng 1.1);

- Heat Flow điền 107242e+03kj/h;

- Các phần còn lại không điền

 Bước 7 :

Tại mục conditions của Tab Worksheet trên XNDK-TB

- Temperature điền 300C;

- Pressure điền 5 bargs;

- Molar Flow kích vào ghi đẩy đủ tỷ lệ số mol của các chất trongquá trình vận chuyển.(như bảng 1.1);

- Heat Flow điền 500000e+03kj/h;

- Các mục ở dưới không cần điền

 Bước 8:

Chọn đầu vào (inlet) Mỏ D14 trên Utilities của tab Attachments kích vào Create chọn Pipe Sizing kích Add Utility mở ra một cửa sổ mới trên

Connections của tab design phần Sizing Input chọn

- Calculation type: Max Diameter;

Hình 2.3 Khả năng tạo hydrate

Kết luận: Không tạo ra hydrate

2.2.3 Kiểm toán cho đường ống chôn

Đường ống mà ta chọn là loại ASTM A 106 B schedul 160 có đường kính là danh nghĩa là 8 (inch), đường kính ngoài 8,625 (inch), có bề dày là 0,906 (inch)=23 (mm)

2.2.3.1 Kiểm tra lại độ đày nhỏ nhất của thành đường ống

t = (2.14)

Trong đó:

- t là chiều dày nhỏ nhất theo ASME B31.3 (inch);

- D là đường kính ngoài cùng đường ống (inch);

- S theo ASME B31.1 thì ứng suất cho phép;

- E là yếu tố chất lượng;

- p là áp suất thiết kế (psi);

-Y là yếu tố phụ thuộc vào nhiệt độ

Áp dụng cho đường ống trên ta có

D = 8,625 (inch), S= 20000 (psi), E=1 cho ống liền, p=500 (psi), Y= 0,4

- P là áp suất bên trong đường ống (psi);

- D là đường kính ngoài của ống (inch);

- t là chiều dày của ống (inch);

- là tỷ số poisson (thường là bằng 0,3 đối với thép)

Áp dụng cho đường ống trên với D= 8,625 (inches), t= 0,906 (inch), = 0,3 đối với thép , P=580 (psi) thì:

Sp = 0,3 = 680 (psi)= 4688601 (pa)

Sử dụng công thức Ramberg-Osgood’s ta có ứng suất căng sẽ là:

= (2.16)

- E là mô đun đàn hồi của thép (N/m2);

- là hệ số giản nở vỉ nhiệt của thép m/m/0C ;

- T2 là nhiệt độ lớn nhất trong quá trình vận hành (0C);

- T1 là nhiệt độ môi trường (0C);

=

= 0,000312= 0,0312%

c Các loại tải trọng tác dụng lên ống

 Tải trọng thẳng đứng của đất lên đường ống chôn

- Trong trường hợp đường ống được chôn trên mạch nước ngầm thì công thức tính lúc này là:

=γ.C (2.18)

Trong đó:

- là tải trọng tĩnh của đất lên ống dẫn (pa);

- là khối lượng riêng của đất khô (kg/m3);

- C là chiều cao tính từ mặt đất lên điểm trên cùng của đường ống (m)

Theo thông tin về tuyến đường ống và thiết kế sơ bộ

Trong đó - là khối lượng của đất khô lấp (kg/m3);

- là chiều cao của nước trên đường ống (m);

- là khối lượng riêng của nước (kg/m3);

- là hệ số nổi =1-0,33( /C)

Ta tính trong trường hợp ống được chôn ở ruộng lúa nước, nước luôn cao hơn mặt ruộng 0,1(m).

=1000.1,24 +1440.1,140.(1-0,36)=2290,6 (kg/m2)=3,32 (psi)

 Tải trọng động

Tải trọng động là loại tải trọng mà do tác động của các phương tiệngiao thông gây ra như bánh xe tải, đường sắt gây ra,… Tải trọng động phụthuộc vào chiều sâu chôn ống

Sânbay‡

Chiềusâu baophủ(ft)

Đườngcao tốcH20*

Đườngray xelửaE80+

Sânbay‡

10 & 7,64 6,09 30 & 0,69 &

12 & 5,56 4,76 35 & & &

40 & & &

* Mô phỏng chiếc xe tải với tải trọng 20 tấn

+ Mô phỏng tải 80000 lb/ft của đường sắt

‡ 180000 pound cho hai bánh , 26 inch khoảng cách giữa lốp

và 66 inch khoảng cách giữa tâm trước và tâm sau với mặt đường cứng có độdày 12 inches và ảnh hưởng không đáng kể của tải trực tiếp trên đường ống bịchôn

Ta có thể tính tải trọng động dựa vào công thức sau:

Pp = (2.20)

Trong đó:

- Pp là áp suất truyền tới ống (kg/m2 );

- Ps là tải trọng tập trung trên bề mặt đất chôn (kg);

- d là khoảng cách song song tính từ ví trí tải trong trên bềmặt đến đường ống;

- C là độ sâu chôn ống (m)

Áp suất trên đường ống Pp còn phải nhân thêm với hệ số do sự daođộng thay đổi

Đường ống thiết kế sơ bộ đi qua đường nhựa, đê, đều có ống bảo vệ do

đó tải trọng động trên dọc tuyến ống ta chỉ tính tải trọng của máy nông nghiệptrên đoạn ống đi qua cánh đồng Giả thiết tải trọng lớn nhất trên bề mặt làPs=1000 (kg)

Khí đó ta có tính được tải trọng động là:

Pp =

= 367,39 (kg/m2 ) = 0,53 (psi)

Ống chôn dưới sâu hơn 1 mét do vậy ta hệ số là 1

=> Tổng tải trọng lên đường ống là:

P=0,52+3,39=3,91(psi) =26477 (pa)

Sử dụng công thức Ramberg-Osgood’s ta có ứng suất căng sẽ là:

=

=>Như vậy đảm bảo về độ bền của đường ống.

d Độ ô van của đường ống

Đường ống ngầm có xu hướng độ ô van do ảnh hưởng của tải trọng củađất và tải trọng động

PHÂN PHỐI KHÍ TIỀN HẢI

3.1 Phương pháp chung khi thi công trên đất liền

Quá trình xây lắp đường ống đất liền đòi hỏi sự chuẩn bị cẩn thận và

lập kế hoạch chi tiết, với một số đường ống có thể dài tới hàng ngàn kilomet,các vấn đề hậu cần trở nên rất lớn Do đó, tất cả các công việc tiến hành quátrình xây lắp phải được phối hợp đặc biệt cẩn thận để công trường xây lắpkhông trải dài ra đến hàng trăm ki lô mét với quá trình kiểm soát và giám sátrất khó khăn và thiếu hiệu quả

Quá trình xây lắp đường ống bao gồm nhiều phương tiện như các trạmbơm và máy nén, các thiết bị đo đếm và phóng thoi, hệ thống bảo vệ cathode,các phòng điều khiển, các cụm van, bồn chứa… đi kèm với quá trình lắp đặt

hệ thống đường ống thật sự Đây chính là lý do của mức độ phức tạp cao khilắp đặt một hệ thống đường ống

3.1.1 Lựa chọn và đánh dấu tuyến ống

Việc lựa chọn tuyến ống là công việc then chốt trong quá trình xây lắpđường ống trên đất liền và cần xem xét toàn diện các vấn đề liên quan đến xâylắp trước khi hoàn thành tuyến ống Thông thường sau khi đã xác định tuyếnống sơ bộ bằng các bản đồ có sẵn, các kỹ sư phải khảo sát dọc tuyến ống đểthay đổi tuyến ống sơ bộ bằng các bản đồ có sẵn, các kỹ sư phải khảo sát dọctuyến ống để thay đổi tuyến ống cho phù hợp với các vị trí gây khó khăn choquá trình lắp ống Trong giai đoạn này người kỹ sư có thể lựa chọn các tuyếnống thay thế tại các đoạn trong tuyến ống đã được xác định trước đó Trongđiều kiện hệ thống giao thông tốt, việc vận chuyển thiết bị ra vào để lắp đặttuyến ống trở nên dễ dàng

Tuy nhiên, nếu điều kiện giao thông đường bộ và đường sắt yếu kém,các kỹ sư cần phải giải quyết vấn đề vận chuyển một số lượng lớn ống đếncác vị trí dọc theo tuyến ống Nếu các đường để vận chuyển không có sẵn thìphải xem xét khả năng xây dựng các đường mới Do vậy thường tuyến ốngđược chọn sao cho nằm dọc theo hệ thống đường bộ và đường sắt có sẵn Quátrình khảo sát để lựa chọn tuyến ống chính xác đi kèm với quá trình đóng cáctrụ bê tông đánh dấu các điểm giao nhau của tuyến ống Thường thì cứkhoảng 250 m sẽ được đóng một cọc bê tông để đánh dấu tuyến ống

Bề mặt nền của rãnh thường giống như phần trên mặt đất Trong mộtvài trường hợp có thể đào sâu hơn để tạo bề mặt bằng phẳng hơn, hoặc khi cắt

ngang qua các đường giao thông và sông suối Khi quá trình san nền có mặtcác dòng nước nhỏ, cần thiết phải làm cho các rãnh đủ sâu để tạo lớp phủ củaống phải nằm dưới bề mặt nền tự nhiên Thông thường, độ sâu của lớp phủđược đo đạc ở dưới độ cao nền mặt đất nguyên thủy.

Quá trình tạo rãnh phải không được can thiệp vào hoạt đông của cácmương thoát nước, kênh tưới tiêu hoặc các dòng nước khác Khi cần thiết cácống nên nằm ngang qua rãnh của đường ống có chức năng hướng dòng chonước Một trong các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ sâu của rãnh làyêu cầu sao cho đường ống không bị xâm phạm bởi các hoạt động nôngnghiệp Độ sâu tối thiểu thông thường thỏa mãn cho yêu cầu này là 0,9 m,trong trường hợp đặc biệt có thể phải tăng độ sâu này lên đến 1,2 m

Tại các vùng có nhiều đá hoặc có bê mặt gồ ghề có phải tiến hành giảmthiểu ảnh hưởng của chúng Đôi khi rãnh được lót bằng đất không lẫn đá đểbảo vệ lớp phủ đường ống khỏi các loại đá sắc cạnh Phương pháp khác là sắpxếp các túi ở các điểm khác nhau Tại vị trí có quyền ra vào giới hạn, rãnh cóthể hẹp hơn để hạn chế hiện tượng đất đá đào lên và rãnh chiếm quá nhiềukhông gian Đôi khi rãnh phải rộng hơn để tạo không gian cần thiết cho ốngđược nằm không quá gò bó trong rãnh Điều này áp dụng cho các đường ống

có lớp phủ cần được bảo vệ trong quá trình hạ ống cần rãnh có bề rộng hơn

Bề rộng rãnh tối thiểu trung bình bằng đường kính ống cộng thêm 300 mm.Khi đào rãnh trong khu vực nhiều đá có thể sử dụng các phương pháp khácnhau như dùng thuốc nổ, dùng nêm, máy phá đá khí nén… Tuy nhiên trongtrường hợp sử dụng thuốc nổ phải lưu ý thận trọng độ gần nhau, liều lượng thuốc nổ và thời gian thực hiện các vụ nổ

Trong các rãnh ở vùng có nhiều đường ống phải có một lớp lót ở đáytối thiểu là 100 mm bằng các vật liệu được nghiền mịn, và trong điều kiệnthực tế phải thực hiện các phương pháp bổ xung nhằm bảo vệ cho các lớp phủchống ăn mòn của đường ống

Đất đào lên từ rãnh phải được sàng đãi để thỏa mãn điều kiện khi đượclắp lại Khi đường ống đi qua các khu vực có thời tiết đặc biệt như khe núichẳng hạn, đường ống phải được xem xét ở khía cạnh bị nước cuốn trôi khichưa được lấp