hiện tượng dao động dòng xoáy khi ống bị treo

CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm mục lục I. Giới thiệu tổng quan 4 I.1. Giới thiệu chung 4 I.2. Tổng quan về công nghệ khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ 4 I.3. Cấu tạo và chức năng của các công trình phục vụ khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ 5 I.4. Giới thiệu đoạn đờng ống tính toán 8 II. Kiểm tra độ bền của đờng ống 10 II.1.Tính toán độ bền của đờng ống chịu áp lực trong lớn nhất 10 - Trong quá trình vận hành đờng ống, đờng ống bị bóp méo do áp lực ngoài (áp lực thuỷ tĩnh) 13 - Có các dạng mất ổn định nh sau: 13 + Mất ổn định kiểu uốn: là dạng đờng ống bị bóp méo dạng ô van. 13 + Mất ổn định kiểu chữ u 13 + Mất ổn định kiểu xơng chó. 13 + Mất ổn định kiểu dẹt 13 - Sự mất ổn định cục bộ gây ra các tình trạng tắc đờng ống dẫn đến giảm lu lợng trong quá trình vận chuyển vật liệu, làm cho áp lực trong phân bố không đồng đều trên tiết diện đờng ống, cũng nh trên toàn chiều dài đờng ống, nó là yếu tố chính để khởi đầu cho sự mất ổn định lan truyền, trong quá trình vận hành cũng nh thi công đờng ống mất ổn định thờng xảy ra lúc thi công vừa thả ống xuống, lúc này ống cha có áp lực trong và trong trờng hợp vận hành rồi nhng với một lí do nào đó (chẳng hạn nh sự cố làm áp lực trong không có, trong trờng hợp sữa chữa mà ngời ta không cho vật liệu đi qua ). 13 - Trên một tuyến ống, khi xuất hiện một điểm bị mất ổn định cục bộ thì sự mất ổn định đó có thể lan truyền dọc theo chiều dài tuyến ống.Gọi là hiện tợng mất ổn định lan truyền 15 - Vì vậy để xẩy ra hiện tợng mất ổn định lan truyền thì áp lực lan truyền phải lớn hơn áp lực gây mất ổn định cục bộ, nếu trong trờng hợp đờng ống có sự cố bị bóp méo thì để đờng ống không bị mất ổn định lan truyền thì áp lực lan truyền phải lớn hơn áp lực ngoài tác dụng vào đờng ống 15 - Để chống hiện tợng lan truyền ngời ta thờng làm tăng chiều dày t của đờng ống, dùng các thiết bị ngăn chặn mất ổn định lan truyền trên tiết diện ống ( hàn các nhẫn trên tuyến ống ) 16 III. Kiểm tra ổn định vị trí của đờng ống 17 sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 1 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm III.1. Mục đích của bài toán kiểm tra ổn định vị trí 17 + Xác định thông số Tn : 18 18 Trong đó d: độ sâu nớc nơi xây dựng công trình. 18 g: gia tốc trọng trờng 18 + Xác định tỷ số : 18 18 Trong đó : Tp : chu kỳ các đỉnh sóng 18 + Tra đồ thị 2.1 DnV -1988-E305 . Xác định đợc Us* 18 Tra đợc tỷ số sau : Us* 18 + Hệ số giảm hớng lan truyền R =1 ( coi là không giảm ) 19 + Xác định đợc vận tốc sóng tác dụng vuông góc lên trục ống Us 19 Us = Us*x R x Sin 19 Trong đó : góc hợp bởi h óng sóng và trục ống 19 + Tra bảng 2.2 DnV RpE 305 xác định đợc tỷ số : Tu 19 + Xác định gia tốc sóng hiệu quả tác dụng vuông góc lên trục ống As 19 As = 2x x 19 * Xác định vận tốc dòng chảy trung bình tác dụng vuông góc với trục ống 19 Theo công thức sau : 19 ( *) 19 Trong đó : 19 Ur : vận tốc dòng chảy ở độ sâu zr kể từ đáy biển . Đ ã chiếuvuông góc với trục ống 19 Zr : độ sâu tham chiếu, kẻ đến ảnh hởng của lớp biên 19 Zo : hệ số phụ thuộc vào độ nhám của đáy hay tính chất nhám của đất bề mặt đáy biển . Zo tra bảng A1 RpE-305 19 D : đờng kính ngoài của ống. 19 19 + Tính các tỷ số 19 + Thay vào công thức (*) tính đợc 19 * Xác định các hệ số : 19 M= ; K= 19 * Tra đồ thị 5.12 theo M va K đợc Fw 19 * Tính các lực thuỷ động. 19 * Tính lặp với các góc pha khác nhau để tìm đợc trọng lợng yêu cầu lớn nhất 19 sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 2 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm IV.Tìm nhịp treo tối đa mà đờng ống có thể vợt qua 21 IV.1. Địa hình hố lõm 21 IV.2. ống vợt qua địa hình đỉnh lồi 25 IV.3. Hiện tợng dao động dòng xoáy khi ống bị treo 25 V. lựa chọn phơng án thi công tuyến ống 27 V.1. Một số phơng pháp thi công đờng ống biển trên thế giới 27 V.2. Một số phơng pháp thi công nối ống ngầm 32 V.3. Lựa chọn phơng án thi công 33 VI. Tính toán thi công tuyến ống 34 VI.1. Tính toán ứng suất trong quá trình thi công rải ống 34 VI.2. Thi công tuyến ống 38 sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 3 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm I. Giới thiệu tổng quan I.1. Giới thiệu chung Thềm lục địa và vùng đặc quyền kinh tế của Việt Nam có diện tích hàng trăm ngàn km 2 . Nhiều bể trầm tích kỷ đệ tam nh Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Vùng biển Tây Nam giáp ranh với vịnh Thái Lan và vùng biển Malaysia, Các quần đảo Trờng Sa , Hoàng Sa đã đợc nghiên cứu, thăm dò. Tuy số lợng mỏ đã thăm dò chỉ chiếm số lợng nhỏ so với tiềm năng nhng đã cho thấy giá trị mang lại của ngành công ngiệp dầu khí là rất lớn. Ngành công nghiệp này tuy mới đợc thành lập nhng đã dần dần tạo chỗ đứng vững chắc trong nền kinh tế quốc dân đồng thời đáp ứng nhu cầu xuất khẩu, đóng góp ngoại tệ cho nhà nớc, và phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nớc. Do đặc điểm địa chất và địa hình của nớc ta, các mỏ đều nằm ngoài biển nên vấn đề vận chuyển các sản phẩm dầu, khí sau khi khai thác vào bờ đóng vai trò đặc biệt quan trọng. So với các công nghệ vận chuyển khác, công nghệ vận chuyển bằng đờng ống đã tỏ ra u việt hơn rất nhiều nhờ công suất cao và tính rủi ro ít (các yêu cầu về an toàn môi trờng sinh thái đợc đảm bảo). Với trên 100 km chiều dài, các loại đờng ống đã đợc xây dựng (nh loại 325 x 16 mm, loại 219 x12 mm ) và còn nhiều tuyến đ ờng ống khác đang đợc thiết kế và xây dựng (chơng trình khí điện đạm Cà mau, nhà máy lọc dầu Dung Quất ) I.2. Tổng quan về công nghệ khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ I.2.1. Các khâu trong công nghiệp dầu khí Hoạt động của ngành công nghiệp dầu khí đợc chia làm 3 khâu: * Khâu đầu: Thợng nguồn (up-stream) Các hoạt động tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí. * Khâu giữa: Trung nguồn (mid-stream) Vận chuyển và chứa đựng dầu khí. * Khâu cuối: Hạ nguồn (down-stream) Chế biến (lọc dầu, hoá dầu, hoá lỏng khí) Phân phối các sản phẩm dầu và khí. I.2.2. Hệ thống quy hoạch thiết kế xây dựng Thiết kế, xây dựng khu khai thác dầu khí cần đợc xem nh là một tổ hợp công nghệ đồng nhất, đảm bảo thu đợc sản phẩm có chất lợng đạt yêu cầu với chi phí cho khai thác, thu gom xử lý và vận chuyển sản phẩm là 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 sản phẩm khai thác từ các giếng. sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 4 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm Xử lý dầu. Xử lý nớc thải và các loại khác cho hệ thống duy trì áp suất vỉa. Tiếp nhận và đo lờng dầu. Xử lý khí. Các công trình công nghệ thu gom và vận chuyển sản phẩm của các giếng cần phải đảm bảo một số yêu cầu sau: Đo đợc sảm phẩm khai thác. Phân bố các dòng dầu theo tính chất lý hoá và theo công nghệ vận chuyển. Độ kín của hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí. I.2.3. Các loại công trình sử dụng cho việc khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ Để phục vụ cho công tác khoan thăm dò, khai thác và vận chuyển dầu khí ngoài biển ở mỏ Bạch Hổ, xí nghiệp liên doanh VietSoPetro đã xây dựng nhiều giàn khoan biển và một số công trình khác. Hiện nay tại Mỏ Bạch Hổ có hệ thống đờng ống và các giàn nh sau: 10 giàn MSP (MSP 1;3;4;5;6;7;8;9;10;11) 1 giàn công nghệ trung tâm CTP 2. 9 giàn BK (BK 1;2;3;4;5;6;7;8;9) 3 tàu chứa dầu (FSO-1,2,3/ Chí Linh, Chi Lăng và Ba Vì). Ngoài ra còn có các giàn nén khí (Complete gas compressor station), giàn bơm n- ớc ép vỉa ( Water injection platform) và 3 dàn khoan tự nâng (Jack up). Trong thời gian tới sẽ tiến hành xây dựng thêm một số công trình sau: 1 giàn công nghệ trung tâm CTP 3. 1 trạm rót dầu không bến UBN 4. 2 giàn BK (BK 10;11). I.3. Cấu tạo và chức năng của các công trình phục vụ khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ I.3.1. Hệ thống đờng ống Đờng ống biển (pipeline) và ống đứng (riser) là những phơng tiện dợc sử dụng để vận chuyển dầu thô và khí thiên nhiên. Ngày nay thành tựu độ sâu đã có những bớc phát triển vợt bậc.ở biển Bắc, độ sâu dặt các tuyến ống đã đạt tới khoảng 500ft. Đờng kính ống tăng lên từ 6 - 10 inches đến 32 inches. Một số đờng ống dùng để xuất nhiên liệu ra tàu có đờng kính lớn tới 50 inches. ở Việt Nam, tuyến ống dẫn khí Nam Côn Sơn có đờng kính tới 40 inches. Tính đến tháng 4-1998 mỏ Bạch Hổ có một hệ thống đờng ống bao gồm: 20 tuyến ống dẫn dầu với tổng chiều dài 60.7 km. sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 5 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm 10 tuyến ống dẫn khí với tổng chiều dài 24.8km. 18 tuyến ống dẫn GASLIFT với tổng chiều dài 28.81 km. 17 tuyến ống dẫn nớc ép vỉa với tổng chiều dài 19.35 km. 11 tuyến ống dẫn hỗn hợp dầu khí với tổng chiều dài 19.35 km. Tổng chiều dài toàn bộ đờng ống ở Mỏ Bạch Hổ tính đến tháng 4-1998 là 162.25km và đến thời điểm hiện nay đã có tới gần 200 km đờng ống ngầm. * Đờng ống dẫn dầu công nghệ: Đến thời gian hiện nay, theo thiết kế của Viện nghiên cứu khoa học và thiết kế dầu khí biển (NIPI) ở mỏ Bạch Hổ đã đạt đợc 63734 m khoan ống dẫn ngầm trong đó 55916 m ống dẫn dầu, 3362 m ống dẫn khí. Những ống chính đợc sử dụng để xây dựng đờng ống ngầm là D 325 x16 mm và D 219 x12 mm đợc sản xuất theo tiêu chuẩn GOST 8731-74 từ thép 20 đợc luyện theo tiêu chuẩn GOST 1050-74. I.3.2. Hệ thống các giàn thép cố định Giàn thép cố định là loại công trình đợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong ngành công nghiệp khai thác dầu khí hiện nay. Công nghệ xây dựng loại công trình này đã trải qua một thời gian dài từ loại kết cấu nhỏ ở vùng nớc sâu đến các công trình ngoại cỡ xây dựng ở biển bắc và vùng vịnh Mexico. Kết cấu Jacket lớn nhất thế giới hiện nay là giàn Bullwinkle đợc xây dựng bởi hãng Shell tại vịnh Mexico ở vùng nớc sâu 1615 ft (492 m) nặng 56000T. Hiện tại ở vùng mỏ Bạch Hổ hầu hết sử dụng các loại dàn cết cấu Jacket để phục vụ cho hoạt động khai thác dầu khí. * Dàn khoan cố định MSP Là dàn khoan cố định có thể dùng để khoan, khai thác và xử lý sơ bộ sản phẩm dầu khí. Trên dàn có bố trí tháp khoan di động có khả năng khoan ở nhiều giếng khoan. Hệ thống công nghệ trên dàn cho phép đảm nhiệm nhiều công tác, từ xử lý sơ bộ sản phâm dầu khí đến tách lọc các sản phẩm dầu thơng phẩm, xử lý sơ bộ khí đồng hành. Dầu và khí đợc xử lý trên MSP có thể là từ các giếng khoan của nó hoặc đợc thu gom từ cấc giàn BK. Về cấu tạo, dàn MSP gồm có 3 phần chính là: phần móng, khối chân đế và kết cấu thợng tầng. Chân đế gồm 2 khối nối với nhau bằng sàn chịu lực (MSF) ở phía trên và cố định xuống đáy biển bằng các cọc. Khối chân đế là kết cấu Jacket, thợng tầng có cấu trúc module đợc lắp ghép lên trên sàn chịu lực. Mỗi chân đế có 8 ống chính có đờng kính 812.8 x 20.6 mm, phần dới của chân đế ở từng cọc trụ chính có 2 ống dẫn hớng cho các cọc phụ. Các phần tử cấu thành mạng panel và ống giằng ngang chân đế làm từ các ống có đờng kính từ 426 x 12 mm đến 720 x 16 mm. ở những chỗ tiếp giáp giữa đáy biển với cọc chính và cọc phụ đợc bơm trám bằng cement. Module sàn chịu lực (MSF) là các dầm thép tổ hợp. Do điều kiện thi công ngoài biển kết cấu này đợc chia làm 3 phần riêng biệt. Một phần liên kết hai phần kia thành 1 sàn chịu lực thống nhất. Phần không gian trống giữa các dầm của module chịu lực sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 6 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm dùng để đặt các thùng chứa với các chức năng khác nhau phục vụ cho các quy trình công nghệ thực hiện ở trên dàn. Móng khối chân đế là các cọc thép ống có đờng kính 720 x 20 mm. Các cọc đợc đóng gồm 16 cọc chính và 32 cọc phụ. Kết cấu thợng tầng của dàn MSP đợc thực hiện theo thiết kế số 16716 của trung tâm thiết kế Corall (U.S.S.R) bao gồm những block và module riêng rẽ đợc chia làm 2 tầng và đợc trang bị các thiết bị cần thiết phục vụ cho yêu cầu công nghệ ở trên dàn. Thành phần chính của kết cấu thợng tầng gồm có tổ hợp khoan khai thác, năng lợng và nhà ở. * Dàn khoan nhẹ BK Dàn BK là loại dàn thép có kết cấu dạng jacket loại nhỏ nhẹ ở trên không có tháp khoan, không có ngời ở. Công tác khoan đợc thực hiện bằng dàn jack up. Các thiết bị trên dàn BK đợc trang bị ở mức tối thiểu để có thể phục vụ cho việc đo lu lợng và và tách nớc sơ bộ. Sản phẩm khai thác từ dàn BK sẽ đợc dẫn qua hệ thông đờng ống về dàn MSP hoặc dàn công nghệ trung tâm để xử lý. * Dàn công nghệ trung tâm Dàn công nghệ trung tâm là tổ hợp các thiết bị công nghệ vừa và nhỏ thành một cụm tổ hợp công nghệ phục vụ cho công tác khai thác và sơ chế sản phẩm dầu & khí khai thác đợc tại mỏ. Dàn công nghệ trung tâm bao gồm các bộ phận sau: Dàn công nghệ Dàn nhẹ BK Hệ thống các cầu dẫn nối các dàn với nhau Cần đuốc (Fakel) và các đờng ống tựa trên các block chân đế Chức năng chính của dàn công nghệ trung tâm là: Thu gom tách lọc các sản phẩm từ các dàn BK, dàn MSP Xử lý dầu thô thành dầu thơng phẩm và bơm đến các trạm UBN Xử lý nớc thải đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trờng theo tiêu chuẩn quốc tế rồi thải xuống biển Xử lý sơ bộ khí đồng hành và dẫn chúng vào các trạm nén khí. * Hệ thống các dàn nén khí Bao gồm các trạm nén khí áp lực cao và thấp có chức năng nén khí đồng hành để đa vào bờ và phục vụ công nghệ gaslift. * Hệ thống các dàn bơm nớc ép vỉa (WIP) Bao gồm các trạm bơm nớc áp lực cao nhiều cấp có chức năng đa nớc xuống các giếng để phục vụ công nghệ khoan khai thác. I.3.3. Hệ thống trạm rót dầu không bến Dầu thô từ các giàn MSP, BK, CTP đợc xử lý và vận chuyển tới các tàu chở dầu nhờ 3 trạm rót dầu không bến. Hiện tại ở vùng mỏ Bạch Hổ có các trạm rót dầu không bến sau đang đợc sử dụng: Trạm UBN-1(Chí Linh) nằm ở vòm nam của mỏ gồm có tàu chứa trọng tải 150000 tấn có khả năng tiếp nhận tối đa 10000 tấn/ngày đêm, nhận dầu từ sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 7 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm MSP1và CTP2, BK2, có hệ thống ống mềm để tiếp nhận dầu, hệ thống van ngầm, hệ thống neo, hệ thống xuất dầu bằng phơng pháp nối tiếp. Trạm UBN- 2(Chi Lăng) nằm ở vòm phía bắc của mỏ Bạch Hổ tơng tự nh trạm UBN1 chỉ khác là công suất xử lý dầu thô là 15 000 tấn/ngày đêm, hàm lợng nớc trong dầu ở cửa vào của thiết bị nhận dầu là 20%. Trạm UBN- 3(Ba Vì), có tính năng tơng tự UBN-2. Về mặt cấu tạo, trạm UBN chủ yếu có các bộ phận sau: Bể trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng ( dầu - dầu) Bể trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng ( dầu - nớc) Hệ thống khử nớc bằng điện có khối đốt nóng và phân li. Hệ thống phân li kiểu tháp Khối chứa và chuyể hoá sản phẩm ( chất khử nhũ và kìm hãm ăn mòn) Ngoài ra trạm còn có các thiết bị đo và kiểm tra cần thiết, hệ thống van áp lực, hệ thông tín hiệu báo sự cố và phòng cháy đảm bảo cho trạm vận hành một cách an toàn hiệu quả. Hiện tại VietSoPetro đang bắt đầu đa vào khai thác trạm UBN-4 I.4. Giới thiệu đoạn đờng ống tính toán I.4.1. Đặc trng ống Đoạn đờng ống tính toán là đoạn ống dẫn nớc ép vỉa từ giàiaMSP4 đến giàn MSP8 có chiều dài là 1054 m, đờng kính ống là 273 mm bề dày 18 mm, áp lực vận hành là 188 at. I.4.2. Đặc điểm của dàn BK Giàn khoan cố định BK là một trong những kết cấu chính của thiết kế xây dựng mỏ. Giàn cố định BK có chức năng là giàn đầu giếng, sử dụng cho Jack-up cập vào để khoan khai thác. Hiện nay trên mỏ đã sử dụng các giàn cố định số 1;2;3;4;5;6;7;8;9, giàn cố định số 10 đang trong giai đoạn xây dựng. Về mặt cấu tạo giàn gồm phần móng khối chân đế và kết cấu thợng tầng. * Phần móng: Gồm KCĐ có kết cấu hệ thanh đợc cố định xuống đáy biển bằng các cọc. KCĐ dạng thanh không gian làm từ các thép ống, xung quanh chân đế có 4 cọc trụ đỡ các ống chính (D = 812 x 20.6 mm). * Kết cấu thợng tầng: Gồm những block và những module riêng rẽ làm thành 1 tầng và đợc trang bị những thiết bị công nghệ cần thiết đảm bảo cho hoạt động công nghệ khoan khi Jack- up cập vào khoan và chỗ ở cho ngời ra sửa chữa, vận hành. sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 8 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm I.4.3. Các số liệu ban đầu phụ vụ tính toán kiểm tra Số liệu địa chất, địa hình Độ dốc bãi biển: i = 0 Nền đất đáy biển: Cát hạt mịn có cỡ hạt d 50 = 0.125 mm Hệ số ma sát giữa nền đất và đờng ống: à = 0.7 Mặt nền đất tốt, ổn định Số liệu môi trờng * Số liệu thủy văn Độ sâu nớc thấp nhất: d 0 = 50 + 3 = 53 m Biên độ triều : 1.5 m Chiều cao nớc dâng : 0.8 m Trọng lợng riêng của nớc biển: 1025 kG/m 3 * Số liệu sóng Chu kỳ lặp Hớng N NE E SE S SW W NW Phần trăm 0.7 45.7 8.8 1.8 3.2 27.4 12.1 0.6 100 năm H S (m) 5.6 8.6 5.2 3.2 4.5 6.9 4.9 5.2 T S (s) 7.4 10.4 8.4 7.8 9.0 9.1 8.7 8.9 10 năm 10.3 2.8 7.0 3.4 1.9 3.1 4.9 3.6 5.2 T S (s) 6.6 9.9 7.8 6.6 7.5 8.6 8.2 8.9 * Số liệu dòng chảy Vận tốc dòng chảy đáy với chu kỳ lặp 100 năm ứng với hớng sóng Hớng sóng N NE E SE S SW W NW Vận tốc (cm/s) 68 119 126 109 82 137 119 97 Hớng (độ) 2 300 60 295 329 53 329 197 * Sinh vật biển Chiều dày hà bám: 5 cm = 50 mm Trọng lợng riêng hà bám: h = 1300 kG/m 3 sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 9 mssv : 11393 - 46CB CER A TMER Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trờng đại học xây dựng đồ án môn học viện xây dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm Số liệu thiết kế Sơ đồ tổng thể và tuyến ống từ MSP4 đến MSP8 Loại vật liệu vận chuyển: Nớc ép vỉa Kích thớc ống: D o = 273 mm, t = 18 mm Chiều dài tuyến ống: L = 1054 m Vật liệu thép ống : Thép API 5L X65 có: SMYS = 65 kip/in 2 = 448.159 MPa = 4800 kG/cm 2 SMTS = 530 MPa = 5300 kG/cm 2 Chiều dày dự trữ ăn mòn: t corr = 4 mm Sai số do chế tạo, do không đủ số liệu nên lấy t fab = 5%t Trọng lợng riêng của nớc biển: 1025 kG/m 3 áp suất trong đờng ống: P o tk = 188 at =184.428 kG/cm 3 II. Kiểm tra độ bền của đờng ống II.1.Tính toán độ bền của đờng ống chịu áp lực trong lớn nhất ở trạng thái kiểm tra hoặc khai thác đờng ống đều phải chịu những áp lực trong do dòng nớc vận chuyển trong ống gây nên.Theo qui phạm DnV- Rules for submarine pipeline systems 1996, ta kiểm tra độ bền của ống ở hai trạng thái : II.1.1 KIểM TRA ở TRạNG THáI THI CÔNG( THử áP LựC) t = t nom - t fab = 18 18.5% =18 0.9 = 17.1 mm . Khả năng chịu áp lực trong của đờng ống + Trạng thái giới hạn nổ: ( P li P e ) . t tD 2 u .SMTS + Trạng thái giới hạn đàn hồi: ( P li P e ) . t tD 2 s .SMYS Trong đó: P li : áp lực tính toán lên đờng ống. P e : áp lực thuỷ tĩnh min lên đờng ống. s , u : hệ số tra bảng C1 phụ thuộc cấp an toàn. D : đờng kính ngoài của ống. t : bề dày của ống. sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 10 mssv : 11393 - 46CB [...]... dựng công trình biển đờng ống bể chứa trạm bơm A CER TMER Hình 4: Đờng ống dao động do dòng xoáy Sự lan tỏa của dòng xoáy là nguyên nhân làm ống bị thay đổi áp lực động tác dụng trên đờng ống và là nguyên nhân làm nhịp ống dao động Hiện tợng này sẽ nguy hiểm nhất khi tần số dao động riêng của ống trùng với tần số dao động của dòng xoáy gây nên cộng hởng Điều kiện để không xảy ra hiện tợng cộng hởng là:... Tần số dao động của dòng xoáy f n - Tần số dao động riêng của ống IV.3.1 Xác định tần số dao động của dòng xoáy Tần số dao động của dòng xoáy đợc xác định theo công thức: fS = SV D Trong đó : 0.21 0.21 S - Số Strouhal, S = (C ) 0.75 = (0.7) 0.75 = 0,274 D V - Vận tốc dòng chảy đáy, V = 1,37 m/s D - Đờng kính ngoài của ống IV.3.2 Xác định tần số dao động riêng của ống Tần số dao động riêng của ống đợc... ta đợc: C 100 = 7,8 LC 7,8 ì 162,45 max = 12,6 m 100 Căn cứ vào: IV.3 Hiện tợng dao động dòng xoáy khi ống bị treo Khi dòng chảy chuyển động qua ống thì đất phía dới đờng ống dần dần bị xói và làm cho dòng chảy bị rối và mất ổn định, tạo ra một hố xói đồng thời tạo ra dòng xoáy phía sau thành ống. (Hình 4) sinh viên thực hiện : nguyễn đức công 25 mssv : 11393 - 46CB Website: http://www.docs.vn Email... lực tác động do sóng dòng chảy, các hiện tợng xói lở đất nền tạo nhịp treo gây ra dao động, các sự cố do neo đậu tàu thuyền Trọng lợng đờng ống phải đủ khả năng giữ ống không dịch chuyển quá nhiều có thể gây phá huỷ hệ thống đờng ống Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ kiểm tra và thiết kế gia tải cho đờng ống (nếu cần thiết ) khi chịu tác động tải trọng sóng và dòng chảy(Hình 1) sinh viên thực hiện :... thiết bị tối thiểu cho tàu thả ống Cẩu để di chuyển vật liệu ống Hệ thống giá đỡ ống để có thể có chứa một lợng ống tối thiểu trong ngày làm việc Hệ thống xử lý ống để cắt vát đầu ống và xếp ống Các trạm hàn có khả năng hàn roof, filler và cap Hai bộ phận kéo ống có công suất kéo ống lớn hơn lực kéo tối đa Trạm kiểm tra không phá huỷ (NDT) Trạm bọc các chỗ nối ống hiện trờng Stinger dùng để đỡ ống trong... thả ống liên tục với các tuyến ống dài áp dụng trong điều kiện thời tiết thuận lợi V.1.2 Phơng pháp thi công dùng xà lan thả ống có trống cuộn ống ống đã đợc gia công sẵn trên bờ và đợc kiểm tra rồi cuộn vào trống cuộn (trống đứng hoặc trống nằm ngang) Đờng 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... để dòng xoáy không gây ra cộng hởng đối với đoạn ống thì nhịp do dòng xoáy tạo ra phải 21,6943 m V lựa chọn phơng án thi công tuyến ống V.1 Một số phơng pháp thi công đờng ống biển trên thế giới Hiện nay có rất nhiều phơng pháp khác nhau thi công đờng ống ngầm bao gồm: Phơng pháp thả ống bằng xà lan thả ống hoặc xà lan có trống cuộn( áp dụng theo hai cách): Các đoạn ống đợc đặt trên boong tàu ống. .. 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 tơng tự nh phơng pháp thả ống bằng xà lan thả ống * u điểm: Các ống đợc thi công liên tục, thời gian thi công nhanh Các ống đợc gia công sẵng trên bờ, thuận lợi cho việc kiểm tra Có thể đồng thời thả từ hai ống hoặc nhiều hơn hai ống cùng một lúc... bọc lớp gia tải Đờng kính ống bị hạn chế, thờng đờng kính từ 10 đến 16 inch Cần phải tăng chiều dày đờng ống để tránh đợc các hiện tợng ống bị bẹp trong khi cuộn hoặc thả ống * Phạm vi áp dụng: áp dụng cho trờng hợp tuyến ống dài, liên tục Thích hợp vùng nớc nông V.1.3 Phơng pháp kéo ống trên mặt nớc ống đợc gia công sẵn trên bờ hoặc trên bãi lắp ráp, đợc hàn nối, bọc lớp chống ăn mòn, bọc bê tông,... Vậy đờng ống không bị mất ổn định lan truyền III Kiểm tra ổn định vị trí của đờng ống III.1 Mục đích của bài toán kiểm tra ổn định vị trí Trong quá trình vận hành, đờng ống luôn chịu tác động của lực môi trờng ở điều kiện đáy biển (sóng, dòng chảy đáy của sóng và dòng chảy, sự vận chuyển của các dòng cát hay dòng bùn, đặc biệt là lực đẩy nổi) Những tác động này làm cho đờng ống có xu hớng bị dịch chuyển . đờng ống bể chứa trạm bơm IV.Tìm nhịp treo tối đa mà đờng ống có thể vợt qua 21 IV.1. Địa hình hố lõm 21 IV.2. ống vợt qua địa hình đỉnh lồi 25 IV.3. Hiện tợng dao động dòng xoáy khi ống bị treo. (sóng, dòng chảy đáy của sóng và dòng chảy, sự vận chuyển của các dòng cát hay dòng bùn, đặc biệt là lực đẩy nổi). Những tác động này làm cho đờng ống có xu hớng bị dịch chuyển dới đáy biển, hiện. tuyến ống, khi xuất hiện một điểm bị mất ổn định cục bộ thì sự mất ổn định đó có thể lan truyền dọc theo chiều dài tuyến ống. Gọi là hiện tợng mất ổn định lan truyền 15 - Vì vậy để xẩy ra hiện