Thi công tuyến ống vận chuyển dầu từ giàn MSP9 đến BK3, mỏ Bạch Hổ

Hiện nay, Dầu khí đã trở thành nguồn tài nguyên cung cấp năng lượng chủ yếu cho con người, cả trong lao động sản xuất lẫn trong cuộc sống hàng ngày.

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, Dầu khí đã trở thành nguồn tài nguyên cung cấp năng lượngchủ yếu cho con người, cả trong lao động sản xuất lẫn trong cuộc sống hàngngày Chính vì vậy mà ngành công nghiệp Dầu khí ở các nước trên thế giớinói chung và ở Việt Nam nói riêng đã trở thành một ngành chiếm vị trí quantrọng trong nền kinh tế quốc dân

Tính cho đến nay, toàn ngành Dầu khí Việt Nam đã khai thác được

205 triệu tấn dầu thô và hơn 30 tỷ m3 khí, mang lại doanh thu trên 40 tỷ USD,nộp ngân sách nhà nước gần 25 tỷ USD, tạo dựng được nguồn vốn chủ sở hữutrên 80 nghìn tỷ đồng Mục tiêu gia tăng trữ lượng dầu khí trong nhiều nămtrở lại đây liên tục được hoàn thành với mức từ 30 - 35 triệu tấn dầu quiđổi/năm, nó có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với việc đảm bảo cân đối bềnvững, duy trì ổn định sản lượng dầu khí khai thác phục vụ nền kinh tế, đảmbảo an ninh năng lượng của đất nước cho thời gian tới Với những thành tíchđáng ghi nhận như vậy, nền công nghiệp dầu khí hiện nay vẫn đang đẩy mạnhkhai thác các mỏ hiện có; đồng thời tích cực hợp tác, tìm kiếm - thăm dò các

mỏ có tiềm năng, trữ lượng cao trong và ngoài nước để có thể khai thác phục

vụ nhu cầu sử dụng của con người trong tương lai

Một trong những lĩnh vực của nền công nghiệp dầu khí hiện đang rấtđược quan tâm đó là vận chuyển dầu khí Nó là khâu quan trọng nối liền khaithác với chế biến và tiêu thụ, mà quá trình phát triển gắn liền với quá trìnhkhai thác dầu khí Đặc thù chung trong việc khai thác dầu khí ở nước ta là cácgiếng khai thác ở xa ngoài biển nên việc đưa dầu khí vào đất liền đòi hỏi một

hệ thống đường ống dẫn lớn và yêu cầu làm việc hiệu quả, độ tin cậy cao Vớiđiều kiện khai thác như vậy thì việc thi công, lắp đặt các hệ thống đường ốngdẫn dầu khí ngoài biển trở nên hết sức khó khăn, phức tạp Việc tính toán thicông đường ống dẫn ngoài khơi trở nên cấp thiết hơn lúc nào hết Xác địnhđược tính cấp thiết và tầm quan trọng đó, em đã tiến hành xây dựng đồ án tốt

nghiệp với nội dung là:“ Thi công tuyến ống vận chuyển dầu từ giàn MSP9

đến BK3, mỏ Bạch Hổ ”.

Thông qua việc tính toán lựa chọn thi công cho tuyến ống vận chuyển

dầu MSP9 - BK3 em đưa ra “Các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ bền

của tuyến ống trong quá trình thi công lắp đặt” ở mỏ Bạch Hổ của XNLD

Vietsovpetro

Trong thời gian qua, mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu cũng như nghiêncứu các tài liệu có liên quan để hoàn thành lên cuốn đồ án này Tuy nhiêntrong quá trình thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót, do vậy em rấtmong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn để emđược học hỏi thêm, bổ sung và hoàn thiện tốt hơn cuốn đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, đóng góp quý báu của các thầy,

cô giáo trong bộ môn Thiết bị Dầu khí, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình củathầy Trần Văn Bản đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình hoàn thiện đồ án

Hà nội, ngày 08 tháng 06 năm 2010

Sinh viênĐặng Đình Tuấn

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG MỎ BẠCH HỔ

1.1 Sơ lược về tình hình dầu khí Việt Nam

Qua quá trình tìm kiếm thăm dò cho đến nay, các tính toán dự báo đãkhẳng định tiềm năng dầu khí Việt Nam tập trung chủ yếu ở thềm lục địa, trữlượng khí thiên nhiên có khả năng nhiều hơn dầu Với trữ lượng đã được thẩmđịnh, nước ta có khả năng tự đáp ứng được nhu cầu về sản lượng dầu khítrong những thập kỷ đầu tiên của thiên niên kỷ thứ 3

Hình 1.1 Tiềm năng dầu khí tại các mỏ trầm tích của Việt Nam

Tổng tiềm năng dầu khí tại các bể trầm tích: Sông Hồng, Phú Khánh,Nam Côn Sơn, Cửu Long, Malay - Thổ Chu, Vùng Tư Chính - Vũng Mây

đã được xác định tiềm năng và trữ lượng đến thời điểm này là từ 0,9 đến 1,2

tỷ tấn dầu và từ 2100 đến 2800 tỷ m3 khí Trữ lượng đã được xác minh là gần

550 triệu tấn dầu và trên 610 tỷ m3 khí Trữ lượng khí đã được thẩm lượng,

đang khai thác và sẵn sàng để phát triển trong thời gian tới vào khoảng

400 tỷ m3 khí Với các biện pháp đồng bộ, đẩy mạnh công tác tìm kiếm - thăm

dò, khoảng từ 40 - 60% trữ lượng nguồn khí thiên nhiên của nước ta sẽ đượcphát hiện đến năm 2012

Hiện nay ngành Dầu khí nước ta đang khai thác dầu khí chủ yếu tại

6 khu mỏ bao gồm: Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Hồng Ngọc, Rạng Đông,Bunga Kekwa - Cái Nước và chuẩn bị đưa vào khai thác mỏ khí Lan Tây, lô

06 1 Công tác phát triển các mỏ Rạng Đông, Ruby và Emeral, Lan Tây Lan Đỏ, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Hải Thạch, Rồng Đôi, Kim Long, CáVoi đang được triển khai tích cực theo chương trình đề ra, đảm bảo duy trì

-và tăng sản lượng khai thác dầu trong những năm tới

Những phát hiện về dầu khí mới đây ở thềm lục địa miền Nam nước tarất đáng phấn khởi, tăng thêm niềm tin và thu hút sự quan tâm của nhà đầu tưlà: Lô 09-2, giếng Cá Ngừ Vàng - IX, kết quả thử vỉa thu được 330 tấn dầu

và 170000m3 khí/ngày đêm Lô 16-1, giếng Voi Trắng - IX cho kết quả

420 tấn dầu và 22000m3 khí/ngày Lô 15-1, giếng Sư Tử Vàng - 2X cho kếtquả 820 tấn dầu và giếng Sư Tử Đen - 4X cho kết quả 980 tấn dầu/ngày.Triển khai tìm kiếm - thăm dò mở rộng các khu vực mỏ Bạch Hổ, Rồng, ĐạiHùng với các giếng R-10, 05-ĐH-10 cho kết quả 650000m3 khí/ngày đêm vàdòng dầu 180 tấn/ngày đêm; giếng R-10 khoan tầng móng đã cho kết quả500000m3 khí/ngày đêm và 160 tấn Condensate/ngày đêm

Năm 2006, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam bố trí kế hoạch khai thác 20,86triệu tấn dầu thô quy đổi (tăng 1,5 triệu tấn so với mức đã thực hiện trongnăm 2002) Đây là năm đầu tiên nước ta khai thác trên 20 triệu tấn dầu thôquy đổi, trong đó có 17,6 triệu tấn dầu thô và 3,7 tỷ m3 khí thiên nhiên

Dự kiến hết năm 2010, ngành Dầu khí nước ta sẽ khai thác từ trên 32 đến 35triệu tấn dầu thô quy đổi, nhằm đáp ứng các ngành năng lượng và sản xuấtcông nghiệp của cả nước Dầu khí Việt Nam đang trở thành một trong nhữnglĩnh vực đầu tư nước ngoài sôi động: nhiều tập đoàn Dầu khí lớn đang có kếhoạch đầu tư và mở rộng hoạt động tại Việt Nam Ngoài số hợp đồng thăm dòkhai thác của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam ký với các nhà thầu nước ngoài chođến nay thì hai tập đoàn Dầu khí lớn nhất đang hoạt động tại Việt Nam là BP

và Conocophillips cũng đang xúc tiến mở rộng hoạt động Dự kiến riêng vốn

của hai tập đoàn Dầu khí này đầu tư vào Việt Nam trong lĩnh vực dầu khí dựtính sẽ đạt hơn 2 tỷ USD trong vài năm tới Các chuyên gia kinh tế nướcngoài dự báo: đầu tư trực tiếp nước ngoài của Việt Nam trong lĩnh vực dầukhí, một lĩnh vực sẽ hấp dẫn các nhà đầu tư nước ngoài hơn cả, sẽ tiếp tụctăng mạnh trong những năm tới Hiện tại có khoảng 29 hợp đồng dầu khíđang có hiệu lực tại Việt Nam, bao gồm 3 hợp đồng mới được ký kết cho 4 lôthuộc bể Phú Khánh, với sự góp mặt của hầu hết các Tập đoàn Dầu khí đứngđầu trên thế giới PetroVietnam cho biết sẽ tiếp tục ký kết các hợp đồng mờithầu còn lại với các công ty nước ngoài và mở rộng quan hệ hợp tác với cácnước trong việc thăm dò khai thác dầu khí trong thời gian sắp tới.

1.2 Giới thiệu các công trình khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ

Để phục vụ cho khoan thăm dò và khai thác dầu khí ngoài biển ở mỏBạch Hổ, xí nghiệp liên doanh VietsovPetro đã xây dựng ở đây một hệ thốngcác công trình bao gồm: Giàn công nghệ trung tâm CPP, giàn khoan cố địnhMSP, giàn nhẹ BK, trạm rót dầu không bến UBN, hệ thống tuyến đường ốngnội mỏ Hiện nay, mỏ Bạch Hổ có:

- 2 giàn công nghệ trung tâm CPP-2, CPP-3

- 10 giàn cố định MSP (MSP-1; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11)

- 09 giàn nhẹ BK: BK1, BK2, BK3, BK4, BK5, BK6, BK7, BK8, BK9

- 4 trạm rót dầu không bến UBN-1, UBN-2, UBN-3, UBN-4

- Giàn nén khí lớn, giàn nén khí nhỏ, giàn bơm nước, giàn ép vỉa, blocknhà ở, các cầu dẫn…

Ngoài ra mỏ Bạch Hổ còn có hệ thống đường ống bao gồm:

- 22 tuyến ống dẫn nước ép vỉa với tổng chiều dài 43.041 km

- 24 tuyến ống dẫn dầu với tổng chiều dài 77.727 km

- 14 tuyến ống dẫn khí với tổng chiều dài 37.346 km

- 18 tuyến ống dẫn Gaslift với tổng chiều dài 38.729 km

- 18 tuyến ống dẫn hỗn hợp dầu, khí với tổng chiều dài 42.899 km Tổng chiều dài toàn bộ tuyến ống ngầm tại mỏ Bạch Hổ tính đến năm

2001 là 233.158 km Hiện nay, xí nghiệp liên doanh VietsovPetro đang cảitạo các giàn MSP trước đó và lắp đặt thêm các thiết bị khai thác, xây dựng vàlắp đặt thêm các thiết bị khai thác, xây dựng thêm một số giàn nhẹ

1.2.1 Giàn khoan cố định MSP

Giàn MSP là giàn khoan cố định, trên giàn bố trí tháp khoan di động cókhả năng khoan ở nhiều giếng khoan

- Về mặt công nghệ, giàn MSP có thể khoan, khai thác và xử lý Hệthống công nghệ trên giàn cho phép đảm nhiệm nhiều công tác, từ xử lý sơ bộsản phẩm dầu khí cho đến tách lọc sản phẩm dầu thương phẩm hay xử lý sơ

bộ khí đồng hành Mức độ xử lý tuỳ thuộc vào hệ thống thiết bị trên từnggiàn Sản phẩm dầu khí được xử lý trên giàn MSP có thể là từ các giếngkhoan của nó hoặc được thu gom từ giàn nhẹ BK

- Về mặt cấu tạo giàn khoan gồm có phần móng cứng, khối chân đế vàphần kết cấu thượng tầng Phần móng cứng gồm hai khối nối với nhau bằngsàn chịu lực (MSF) ở phía trên và cố định xuống đáy biển bằng các cọc Khốichân đế là kết cấu thép không gian làm từ thép ống, còn thượng tầng có cấutrúc module được lắp ghép trên sàn chịu lực

+ Mỗi chân đế có 8 ống chính (đường kính 812,820,6 mm) Phầndưới của chân đế ở từng cọc trụ chính có 2 ống dẫn hướng cho cọc phụ Cácphần tử cấu thành mạng Panel và ống giằng ngang của chân đế là từ các ống

có đường kính từ 42612mm đến 72016 mm Những chỗ tiếp giáp với đáybiển cọc chính và cọc phụ được trang thiết bị bơm trám xi măng Module chịulực (sàn chịu lực MSF) là các dầm thép tổ hợp Do điều kiện thi công ngoàibiển nên kết cấu này chia làm 3 phần riêng biệt, 2 trong số đó đặt hẳn lên cáctrụ đỡ còn phần tử thứ 3 chịu lực có đặt các thùng chứa với các chức năngkhác nhau cần thiết cho quy trình công nghệ thực hiện trên giàn

+ Móng khối chân đế là các cọc thép đường kính 72020mm Cầnđóng tất cả 16 cọc chính và 32 cọc phụ

+ Kết cầu thượng tầng của giàn MSP được thiết kế bởi trung tâm thiết

kế Corall (Liên Xô cũ) gồm những block và module riêng được chia làm 2tầng và được trang bị những thiết bị công nghệ cần thiết Thành phần của kếtcấu thượng tầng gồm có tổ hợp khoan khai thác, năng lượng và khu nhà ở

1.2.2 Giàn nhẹ BK

Giàn nhẹ BK là giàn nhỏ nhẹ không có tháp khoan, không có người ở,công tác khoan sẽ do tàu khoan tự nâng thực hiện Giàn BK có các thiết bịcông nghệ ở mức tối thiểu để đo lưu lượng và tách nước sơ bộ Sản phẩm từ

giàn BK sẽ được dẫn bằng đường ống về giàn MSP hoặc giàn công nghệtrung tâm CPP để xử lý

Về mặt kết cấu, phần chân đế giàn BK là kết cấu giàn khung thépkhông gian có một mặt thẳng đứng, được cấu tạo từ thép ống có đường kínhkhác nhau Chân đế có 4 ống chính Hệ thống móng cọc gồm 4 cọc chínhđường kính 72020mm và 8 cọc phụ; thượng tầng có sân bay trực thăng, cácthiết bị công nghệ, máy phát điện

1.2.3 Giàn công nghệ trung tâm CPP-2

- Tổ hợp giàn công nghệ trung tâm gồm có:

+ Giàn công nghệ CPP-2

+ Giàn nhẹ BK2

+ Cầu nối các đường ống và dây dẫn

+ Cơ cấu đuốc với các đường ống tựa trên các Block chân đế

1.2.4 Hệ thống trạm rót dầu không bến UBN

Dầu thô từ các giàn MSP, BK về giàn CPP để xử lý thành dầu thươngphẩm sau đó chúng được bơm đến các tàu chở dầu nhờ các trạm rót dầukhông bến UBN và các thiết bị chuyên để tiếp nhận dầu

Một vài thiết bị có trên trạm rót dầu không bến UBN:

- Bể trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng (dầu - dầu)

- Bể trao đổi nhiệt dạng tấm phẳng (dầu - nước)

- Hệ thống khử nước bằng điện có khối đốt nóng và phân li

- Hệ thống phân li kiểu tháp

- Khối chứa và chuyển hoá sản phẩm (chất khử nhũ và kìm hãm ănmòn) Ngoài ra trạm còn có các thiết bị đo và kiểm tra cần thiết, hệ thống van

áp lực, hệ thống tín hiệu báo hiệu sự cố và phòng cháy đảm bảo vận hành hữuhiệu hệ thống tiếp dầu

Các giải pháp chính trong thiết kế đường ống ngầm:

- Nguyên tắc chính để xác định lưu lượng là cần đảm bảo vận chuyểnkhông ngừng sản phẩm từng giếng khoan với chi phí thấp nhất về vật tư vànăng lượng Chi phí vật tư xác định bởi tổng chiều dài đường ống, đường kínhống và chiều dày ống; chi phí năng lượng được xác định bởi áp suất cần thiết

để bơm vận chuyển Để đảm bảo vận chuyển không ngừng cần phải có đườngống dự phòng và hệ thống đường ống khép kín Trong trường hợp cần thiếtđường ống dự phòng còn cho phép tăng lưu lượng vận chuyển của hệ thống

- Tất cả các đường ống ngầm được sử dụng với áp suất dưới 100atm vànhiệt độ dưới 100oC

- Chống ăn mòn cho ống bằng cách sơn phủ lên bề mặt ống lớp sơn phủepoxy kết hợp với bảo vệ bằng Protector

- Từ yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm sau khi đi vào và ra khỏi đườngống ngầm cũng như nhiệt độ thực tế của sản phẩm thì đường ống ngầm nênđược bọc cách nhiệt

- Ống đứng của các đường ống đang vận chuyển được chế tạo từ cácloại ống dùng để xây phần tuyến Khi đặt ống đứng vào kết cấu để đứng cốđịnh được thì dùng nẹp cứng và nửa cứng

- Việc vận chuyển sản phẩm theo hệ thống đường ống ngầm nhờ ápsuất của máy bơm ly tâm (đối với dầu), áp suất bình tách khí (đối với khí) và

áp suất của vỉa (đối với hỗn hợp dầu - khí) Chính vì vậy việc xác định khảnăng vận chuyển của tuyến ống giữ vai trò quan trọng

- Các số liệu ban đầu của ống được xác định theo độ nhớt cực đại củanhũ tương, nước dầu hay hỗn hợp khí với khả năng vận chuyển được

- Với hệ thống thu gom vận chuyển dầu đã tách khí, cần thiết phải thiết

kế phù hợp với sức chịu tải của trạm rót dầu không bến

1.2.6 Giàn nén khí trung tâm CCP

CCP là bộ phận cơ bản trong hệ thống vận chuyển khí ở mỏ Bạch Hổ

và đưa khí đồng hành vào bờ

- Vị trí: Công trình đứng tách riêng trong khu vực của giàn công nghệtrung tâm CPP-2 thuộc phía Nam mỏ và có liên quan công nghệ với CPP-2thông qua giàn ống đứng bằng cầu nối

- Công dụng: Nén khí đồng hành tại mỏ Bạch Hổ đảm bảo lưu lượng,

áp suất khí đưa vào bờ tiêu thụ (12,5MPa) đến hệ thống gaslift và các nhu cầucho bản thân Giàn nén khí trung tâm gồm hệ thống nén khí áp lực cao và hệthống nén khí áp lực thấp

1.2.7 Trạm nén khí nhỏ MKS

MKS là bộ phận cơ bản của hệ thống vận chuyển khí mỏ Bạch Hổ đảmbảo việc đưa khí đồng hành vào hệ thống gaslift

- Vị trí: Trạm đứng độc lập trong khu vực MSP-4 mỏ Bạch Hổ và cóquan hệ công nghệ với MSP-4 thông qua cầu nối

- Công dụng: Nén khí đồng hành khu vực bắc mỏ Bạch Hổ đảm bảoviệc chuyển khí đến hệ thống gaslift cho sử dụng bản thân và trong trườnghợp cần thiết đưa vào bờ

1.3 Công nghệ thu gom vận chuyển dầu khí ở mỏ Bạch Hổ

Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô 9 trong bể Cửu Long do XNLD “Vietsovpetro”điều hành, cách thành phố Vũng Tàu 150km về phía Đông Nam và được đưavào khai thác từ năm 1986 Đây là mỏ dầu lớn nhất tại Việt Nam với tỷ phầnkhai thác chiếm hơn 3/4 tổng số dầu khai thác từ tất cả các mỏ đang khai tháctại Việt Nam

Ở khu vực phía Bắc của mỏ, dầu được khai thác từ tầng móng,Oligoxen dưới và Mioxen dưới Ở đây, người ta xây dựng các giàn khoan cốđịnh để khoan tối đa 16 giếng bằng kỹ thuật khoan định hướng, giàn đồngthời là trạm thu gom khu vực có nhiệm vụ xử lý chủ yếu là tách pha

Sinh viên: Đặng Đình Tuấn 10 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50

Hình 1.2 Mỏ Bạch Hổ - XNLD Vietsovpetro

Ngoài các thiết bị tách chuyên dụng như đo, gọi dòng, gaslift sử dụngcho các giếng riêng biệt theo từng thời điểm, còn lại quá trình tách tổng đượcthực hiện theo hai bậc, với áp suất bậc I từ 14 ÷ 16 kG/cm2 và bậc II với ápsuất 1,5 ÷ 3 kG/cm2 Từ đây, dầu với hàm lượng nước khoảng 15% được bơm

về tàu chứa (kho nổi chứa - xuất dầu) để xử lý; còn khí được chuyển theođường ống riêng về giàn nén khí trung tâm Sơ đồ thu gom dầu trên các giàn

cố định làm việc theo nguyên tắc hở Ở khu vực trung tâm người ta xây dựngcác giàn nhẹ Sản phẩm khai thác từ giàn nhẹ ở dạng hỗn hợp dầu khí hay dầubão hòa khí được vận chuyển về giàn công nghệ trung tâm số 2 (CPP-2), số 3(CPP-3) để tách khí và tách nước triệt để Các giàn nhẹ thường được xem làcác cụm đầu giếng, việc thu gom được thực hiện theo nguyên tắc kín, khí chỉđược tách sơ bộ để đo và hỗn hợp sẽ tự chảy về giàn công nghệ trung tâm

Chi tiết về quá trình thu gom sản phẩm khai thác ở mỏ Bạch Hổ đượctiến hành như sau: Sản phẩm khai thác trên giàn BK-1, BK-2 và BK-3 được

đưa về CPP-2 để tách khí và tách nước Sau đó dầu đã được tách khí và nướcđược bơm đến kho nổi chứa - xuất dầu số 1 (UBN-1) “Ba Vì”, một phần theochu kỳ được chuyển đi UBN-4 “Vietsovpetro- 01” Sản phẩm từ BK- 4,5,6,8

và 9 theo các đường ống bọc cách nhiệt được vận chuyển về CPP-3 Sau khiđược tách khí và nước, dầu được bơm đi UBN-4 và UBN-3 “Chí Linh” Vàocuối năm 2003, mỏ Bạch Hổ đã tiến hành thử nghiệm công nghiệp vậnchuyển sản phẩm không dùng máy bơm từ giàn cố định MSP-7 về MSP-5 và

từ MSP-6 về MSP-4, sau đó hỗn hợp dầu bão hòa khí được tách khí triệt để vàbơm về UBN

Việc thu gom sản phẩm các giàn MSP phía bắc mỏ Bạch Hổ được thựchiện như sau: Trước khi đưa đường ống bọc cách nhiệt MSP-4→ MSP-9 vàolàm việc, dầu từ các MSP phía Bắc (MSP-3,4,5,6,7,8) được bơm theo tuyếnđường ống MSP-7→ MSP-5→ MSP-3→ MSP-4→ MSP-8 qua MSP-1, BK-2

và giàn ống đứng RB sang UBN-4 Sau khi đưa tuyến đường ống bọc cáchnhiệt từ giàn MSP-4→ MSP-9 vào làm việc, việc thu gom dầu trong nội

mỏ có sự thay đổi Hỗn hợp dầu bão hòa khí được vận chuyển từ giànMSP-6→ MSP-4, sau khi tách khí cùng với sản phẩm của giàn MSP-4 đượcbơm sang MSP-9 theo tuyến ống MSP-4→ MSP-9 Cùng đến MSP-9 còn cósản phẩm đã tách khí của MSP-3,5,7 và MSP-10,11 Từ MSP-9 dòng sảnphẩm sẽ đi theo tuyến ống MSP-9→ BK-3→ CPP-2 sau đó được đưa đếnUBN-1 Sản phẩm của MSP-1 và BK-7 được tách khí trên giàn MSP-1 sau đóđược bơm trực tiếp đến UBN-1 Vào cuối tháng 4 năm 2006, sau khi xảy ra

sự cố vỡ đường ống dẫn dầu từ MSP-3→ MSP-4, việc thu gom dầu trong khuvực nội mỏ đã có sự thay đổi Hỗn hợp dầu bão hòa khí từ MSP-6 được vậnchuyển sang MSP-4 để tách khí cùng với sản phẩm trên MSP-4, sau đó đượcbơm sang MSP-9 theo tuyến đường ống MSP-4→ MSP-9 Hỗn hợp dầu bãohòa khí từ giàn MSP-7 được vận chuyển sang MSP-5 để tách khí Sản phẩmcủa giàn MSP-5,7 sau khi tách khí cùng với sản phẩm của giàn MSP-3 đượcbơm qua MSP-9 theo tuyến đường ống MSP-5→ MSP-10→ MSP-9, sau đócùng với sản phẩm đã tách khí của MSP-9,10,11,4 và MSP-6 được vậnchuyển đến CPP-2 Sản phẩm của MSP-8 sau khi tách khí được bơm vềMSP-1, cùng với sản phẩm của MSP-1 chuyển sang CPP-3 để xử lý tiếp theobơm sang UBN-4

Giàn CPP-2 và CPP-3 thu nhận sản phẩm đến từ các BK và dầu đã táchkhí đến từ các MSP để tách khí và nước sơ bộ trong bình tách ba pha, sau đóchất lỏng được đưa qua bình tách nước sử dụng điện trường cao để tách nướctriệt để Dầu thương phẩm từ CPP-2 và CPP-3 được bơm đi UBN-4, UBN-1,trong trường hợp cần thiết có thể bơm sang UBN-3

Tại các tàu chứa, dầu tiếp tục được xử lý để tách khí, tách nước Trêntất cả các UBN công nghệ xử lý dầu đến chất lượng thương phẩm được thựchiện bằng phương pháp lắng đọng trong bể công nghệ ở nhiệt độ 50 ÷ 60oC.Ngoài ra, trên UBN-3 còn lắp đặt thêm thiết bị tách nước sử dụng điện trườngcao Dầu được xử lý nước tới hàm lượng 0,5 %, nước sau khi xử lý sẽ xả rabiển

Mỏ Bạch Hổ hiện có 02 giàn nén khí: giàn nén nhỏ (MKS) ở cạnhMSP-4 và giàn nén lớn (CKP) bên cạnh CPP-2 Khí cao áp từ các giàn MSPphía Bắc được đưa về MKS, còn CKP thu nhận khí cao áp của MSP-1,8,9,10

và MSP-11, BK-3,4,5,6,8, CPP-2 và CPP-3 Trên các MSP, khí bậc một đãđược thu gom, còn khí bậc tách thứ hai (trong bình 100m3) hiện đốt bỏ trênfakel của MSP Khí bậc tách 1 trên CPP-2 và CPP-3 được thu gom thẳng vềCKP mà không sử dụng máy nén khí Trên CKP và MKS, khí được xử lý vànén lên áp suất khoảng 120at, sau đó theo đường ống ngầm được vận chuyển

về nhà máy chế biến khí trên bờ

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ

2.1 Vai trò và vị trí của đường ống trong khai thác dầu khí

Ngành công nghiệp dầu khí là một ngành kinh tế lớn bao gồm nhiềukhâu: tìm kiếm - thăm dò - khai thác - vận chuyển - chế biến - phân phối sảnphẩm Và một trong những khâu quan trọng nhất của nền công nghiệp dầu khílà: vận chuyển dầu khí, đó là khâu nối liền khai thác với chế biến và tiêu thụ

mà quá trình phát triển gắn liền với quá trình khai thác dầu khí

Các phương pháp vận chuyển bằng đường sắt, đường thủy, đường ống

đã được các nước khai thác dầu khí sử dụng rộng rãi để vận chuyển trong đóvận chuyển bằng đường ống được sử dụng ngày càng nhiều Vì khi xây dựng

hệ thống đường ống nối liền từ nơi khai thác đến nơi chế biến và tiêu thụ cónhững ưu điểm sau:

- Đường ống có thể đặt theo hướng tùy ý, khoảng cách tương đối lớn vàthông thường là ngắn nhất giữa hai địa điểm cần vận chuyển

- Bằng phương pháp đường ống có thể vận chuyển được một khốilượng lớn dầu và sản phẩm của nó Đặc biệt đối với khí thì đây là phươngpháp duy nhất để vận chuyển, đối với khí hóa lỏng thì thực tế vận chuyểnbằng đường ống là hiệu quả và kinh tế nhất

- Đường ống có thể hoạt động liên tục và ổn định bảo đảm cung cấpthường xuyên cho người tiêu dùng

- Vận chuyển bằng đường ống cho phép hạn chế đến mức tối thiểu mấtmát trong quá trình hoạt động

- Vận chuyển bằng đường ống có thể tiến hành tự động hóa quá trìnhvận chuyển cao hơn các phương pháp khác Người ta tính toán rằng nếu giáthành vận chuyển bằng đường ống là 1 thì giá thành vận chuyển bằng đườngthủy sẽ là 1,5 còn giá thành vận chuyển bằng đường sắt là 3 Tuy có những ưuđiểm như vậy, song việc thi công đường ống nhất là ống ngầm dưới biển lạigặp khá nhiều khó khăn, đòi hỏi chi phí đầu tư lớn Do đó, lựa chọn phươngpháp tối ưu vận chuyển dầu khí ở những điều kiện nhất định cũng là bài toán

mà các chuyên gia công nghệ vận chuyển dầu khí phải có lời giải thích đáng

Thi công lắp đặt đường ống dẫn dầu ở biển đòi hỏi vốn đầu tư lớn, như

ở vùng vịnh Mexico, vùng ven biển thuộc bang Texas (Mỹ) đường ống vậnchuyển có đường kính 500mm dài 147km chi phí lên đến 50 triệu USD(1982), tức là khoảng 340000USD/km

Trong lĩnh vực vận chuyển dầu khí bằng đường ống những năm gầnđây đã đạt con số kỷ lục, Liên Xô đã xây dựng 6 tuyến ống cỡ lớn để vậnchuyển khí từ Siberi sang châu Âu (trong kế hoạch 5 năm lần thứ 11) với tổngchiều dài 200 ngàn km, công suất 200 tỷ m3 khí/năm.

Ngày nay lĩnh vực vận chuyển dầu khí của thế giới đang đi theo chiềuhướng khác nhau trên cơ sở ứng dụng các thành tựu tiến bộ khoa học kỹthuật Đó là việc xây dựng các đường ống đường kính lớn (1220, 1420,1620mm ) sử dụng rộng rãi các biện pháp bọc cách nhiệt hữu hiệu đối vớiđường ống ngầm, áp dụng các biện pháp thích hợp khác nhau để vận chuyểndầu có độ nhớt lớn như sử dụng các chất hoạt tính bề mặt, bơm lẫn với dungmôi hòa tan, hoàn thiện các phương pháp sữa chữa đường ống, nâng caophẩm chất các kim loại chế tạo ống Cùng với sự phát triển của công nghệkhai thác, vận chuyển dầu khí đã đạt được những thành tựu đáng kể và đangkhông ngừng hoàn thiện đáp ứng những đòi hỏi của nền công nghiệp dầu khí

Hiện nay ở Vũng Tàu (Việt Nam) có hai đường ống dẫn khí đi quagồm đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn và Bạch Hổ Trong đó, Nam Côn Sơn

là hệ thống đường ống dẫn khí hai pha dài nhất thế giới với tổng chiều dài là361km dưới biển và hơn 37km trên đất liền Còn đường ống dẫn khí Bạch Hổ

có chiều dài khoảng 153 km dưới biển và hơn 40 km trên bờ

2.2 Thành phần của công trình đường ống

Thành phần chủ yếu của công trình đường ống chính vận chuyển dầu

và các sản phẩm của dầu gồm: công trình đường ống và công trình phụ trợ

- Công trình đường ống:

+ Đường ống chính, đường ống nhánh (kể cả những đường ống cóđường kính thay đổi), trạm bơm trên tuyến

+ Các khối đỡ và khối gia tải ống

+ Các van chặn, van xả nước, xả khí và các thiết bị chống ngưng tụ khí+ Các đoạn vượt qua cả chướng ngại vật thiên nhiên và nhân tạo

+ Các công trình chống trượt, sạt lở, xói mòn và lún

- Công trình phụ trợ:

+ Các trạm gác tuyến, các trạm bảo vệ điện hóa

+ Đường dây và các trạm thông tin liên lạc

+ Đường giao thông phục vụ cho việc vận hành tuyến ống

+ Đường dây và các trạm biến thế điện, trạm phát điện cung cấp điệncho các thiết bị điều khiển trạm bơm và bảo vệ điện hóa.

2.3 Phân loại đường ống dẫn dầu khí

Do yêu cầu đa dạng và tính chất làm việc phức tạp nên hệ thống đườngống được phân loại theo nhiều cách:

- Theo phương pháp lắp đặt: ống ngầm dưới đất, ống ngầm dưới nước,trên mặt đất và được treo trên không

- Theo đặc tính và trị số áp lực:

+ Theo đặc tính: Ta phân ra ống có áp và ống không có áp (ống tựchảy) Loại ống có áp lực: thông thường chất lưu lấp đầy tiết diện ống, trườnghợp không lấp đầy thì có thể có áp lực hoặc tự chảy Các ống lấp đầy thường

là ống vận chuyển dầu thương mại, ống thu gom nước, ống thu gom trong hệthống kín thì thường không lấp đầy Trong ống không áp, chuyển động đượcthực hiện chủ yếu do trọng lực gây ra bởi sự chênh lệch cao trình hai đầu ống

+ Theo trị số áp lực : Đường ống dẫn được chia ra làm 2 cấp ống: cấp 1với những đường ống có áp suất từ 25100 daN/cm2; cấp 2 đối với nhữngống có áp suất từ 1225 daN/cm2

- Theo đường kính, đường ống được chia làm 5 cấp: cấp 1 với ống cóđường kính từ 10001400mm; cấp 2 có đường kính từ 5001000mm; cấp 3

có đường kính từ 300<500mm; cấp 4 có đường kính bé hơn 300mm và ápsuất lớn hơn 25 daN/cm2; cấp 5 có đường kính bé hơn 300mm và áp suất từ

16 daN/cm2 đến 25 daN/cm2

- Theo chất được truyền tải, đường ống chia ra làm các loại: dùng đểvận chuyển khí đốt, dùng để vận chuyển dầu và các sản phẩm dầu Hoặc ống

có chuyển động phân đoạn các chất khác nhau bằng các nút ngăn cách

- Theo nhiệt độ chất truyền tải: ống được chia ra làm ống lạnh (0oC),ống nhiệt (50oC) và ống bình thường

- Theo chức năng, ta chia ra: ống xả (từ miệng giếng tới bình tách đo),ống gom dầu, gom khí, gom nước và ống dẫn dầu thương mại

- Theo độ dốc thủy lực: ống được xem là đơn giản nếu như không phânnhánh, đường kính không thay đổi và ống phức tạp

- Theo mức độ ăn mòn của chất truyền tải: ống trong môi trường không

ăn mòn, ít ăn mòn (nếu như tính chất làm gỉ ống thép Cacbon 0,1mm/năm);

ăn mòn trung bình (0,10,5mm/năm) và ăn mòn cao (0,5mm/năm) Khitruyền tải các chất lưu ăn mòn, người ta thường dùng ống thép Cacbon có bềdày lớn hơn quy chuẩn, thép hợp kim, ống phi kim hoặc có biện pháp bảo vệphía trong.

- Theo điều kiện làm việc đường ống vượt qua chướng ngại vật lànước, đầm lầy, đường sắt

2.4 Cấu tạo đường ống

Gồm các bộ phận sau: ống ngầm, ống đứng, van ngầm và một số bộphận phụ trợ khác như mối nối, lớp bọc chống ăn mòn hay bê tông gia tải

2.4.1 Cấu tạo ống ngầm

Ống thép là bộ phận chính của đường ống chế tạo sẵn dài 6m đến 12m.Vật liệu làm thép ống là loại có khả năng chống ăn mòn tốt, phổ biến là hợpkim C - Mn Theo công nghệ chế tạo mà ống thép có thể chia thành thép đúchay ống thép hàn, trong đó thép đúc có độ an toàn cao hơn

Lớp chống ăn mòn ngoài ống theo nguyên tắc sơn phủ, thường chiềudày khoảng 5mm Các loại sơn phủ hay sử dụng là sơn có gốc epoxy haynhựa đường

Lớp bê tông gia tải có chiều dày 410cm, tác dụng tăng trọng lượng

để đảm bảo ổn định vị trí cho đường ống (trọng lượng riêng 3040kG/m3),trong lớp bê tông gia tải có bố trí thép cấu tạo Trong một số trường hợp,người ta không dùng vỏ bê tông gia tải mà dùng khối gia tải cục bộ vít xoắn

để cố định đường ống dưới đáy biển

Các đoạn mối nối ống được nối lại bằng mối hàn, chất lượng mối hàn

là vấn đề hết sức quan trọng khi thi công đường ống Ngoài ra, khi đầu nốiđường ống ngầm với ống đứng hoặc sửa chữa đường ống, một số mối nốikhác có thể sử dụng mặt bích hoặc nối cơ khí

Protector (hay anot hy sinh) là thiết bị chống ăn mòn điện hoá đượcgắn cố định trên ống Protector có nhiều hình dạng khác nhau, phổ biến làdạng bán khuyên có chiều dày phù hợp với lớp bê tông gia tải

2.4.2 Cấu tạo ống đứng

Ống đứng được đặt trong vùng chịu tác động ăn mòn và tải trọng lớn

do môi trường biển gây ra Do vậy ống đứng thường có chiều dày lớn hơnchiều dày ống ngầm việc chống ăn mòn cũng được chú ý hơn bằng phương

pháp đặt ống trong ống hay bọc ăn mòn bằng cao su ống đứng được cố địnhvào khối chân đế nên không cần gia tải

Một số công trình gần đây ứng dụng công nghệ ống mềm Chẳng hạnnhư từ miệng giếng ngầm (trên đáy biển) tới các giàn khai thác kiểu nổi, dẫnchất lưu từ ống cố định trên đáy biển lên tàu chứa dầu hoặc vận chuyển dầu

từ tàu nọ qua tàu kia Ngoài ra, ống mềm còn dùng làm ống nâng, ống kiểmsoát miệng giếng ngầm Đường ống mềm được làm từ nhiều lớp vật liệu sợithép, chất dẻo, có độ bền cao đồng thời mềm dẻo nên thuận lợi khi thi công.Tuy nhiên hạn chế đường kính ống cũng như giá thành cao hơn nhiều so vớiống cứng thông thường

2.5 Vật liệu chế tạo ống

Trong công nghiệp dầu khí, theo vật liệu ta chia ra ống cứng và ốngmềm Ống cứng được chế tạo từ thép Cacbon, thép không gỉ, thép hợp kim.Ngoài ra, tùy theo yêu cầu đặc biệt ta có thể dùng các vật liệu khác như gang,kim loại màu: đồng, nhôm, titan ; ống phi kim: bê tông, bê tông cốt thép,thủy tinh, sứ gốm; ống mềm chế tạo từ chất dẻo, cao su, sợi kim loại

Ống thép chiếm tỷ lệ cao nhất, chúng có yêu cầu nhất định về cơ tính

và về thành phần hóa học, nhất là hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho cùng vớicác tạp chất khác Thông thường người ta sử dụng thép hợp kim thấp, chịugia công nhiệt và có thể được thường hóa

Đối với các môi trường ăn mòn, ta phải sử dụng loại thép chịu ăn mòncao và thành phần hóa học cũng đòi hỏi khắt khe hơn

Theo tiêu chuẩn API, các loại thép thông thường mác 40110 có giớihạn chảy cực tiểu 2877 kG/mm2 và cực đại từ 5698 kG/mm2 và giới hạnbền kéo tối thiểu từ 4288 kG/mm2 Hàm lượng phốt pho cực đại từ 0,04

0,11%, lưu huỳnh từ 0,060,065%

Thép có độ bền cao được chế tạo ở mức độ ít hơn và không quy chuẩn,

có giới hạn chảy thấp nhất 67120 kG/mm2 và cao nhất 77126 kG/mm2,giới hạn bền kéo tối thiểu từ 77134 kG/mm2, có hàm lượng C < 0,45%;

Mn 1,31,7%; Si 0,150,3%, được tôi, ram và thường hóa Các thép bềncao thường giòn, không phù hợp với điều kiện khí hậu nóng lạnh đột ngột vàkhó gia công cắt gọt Với thép chịu ăn mòn, thành phần cực đại các nguyên tốnhư bảng sau:

Bảng 2.1 Thành phần phần trăm của thép chịu mòn

Để chế tạo ống, người ta dùng công nghệ chủ yếu là cán và hàn, cá biệt

là có thể đúc, ống thép cán trực tiếp thường có chất lượng không cao do bềdày không đều và có độ ôval lớn Ống hàn thường chế tạo từ thép tấm theo kỹthuật hàn thẳng, để có chất lượng cao hơn thường dùng kỹ thuật hàn xoắn ốc

Trong các hệ thống phân phối khí, người ta thường dùng các vật liệunhư sắt đúc, thép, polyetylen (PE), polyamit và đồng Sắt đúc không dùngcho ống có áp lực trên 200 kPa; ống thép dùng cho trường hợp áp lực rất cao;ống polyetylen càng ngày càng được phổ cập nhất là hệ thống phân phối, chếtạo theo công nghệ polyme hóa etylen, có tỷ trọng từ 0,910,96 có thể xem

là một vật liệu nhớt - dẻo Có 2 loại phổ biến cho ống dẫn khí là PE-80 (tới

áp suất 420 kPa) và PE-100 (tới áp suất 700 kPa) So với ống thép thì ốngpolyetylen bền với hóa chất, không bị ăn mòn, dễ vận chuyển và có tính kinh

tế, nhưng loại ống này không chịu được áp lực cao, khi nhiệt độ tăng thì độbền giảm Ống polyamit có tính chất tương tự như ống PE nhưng có giới hạnchảy, giới hạn bền, độ cứng và mật độ cao hơn, việc ghép nối không dùngphương pháp hàn mà chỉ cán Đồng là một loại vật liệu tuổi thọ cao, dễ sửdụng song rất đắt tiền nên chỉ dùng cho các mạng phân phối trong nhà, khôngdùng cho các ống dẫn chính

Bảng 2.2 Đặc tính ống thép do Nga sản xuất

chuẩn

Đường kính ngoài (mm)

Bề dày (mm)

Chiều dài (m)

2.6 Nhiệm vụ tính toán thiết kế đường ống

Đường ống phải có đủ độ bền chống lại các tải trọng tác động lên nótrong quá trình xây lắp, thử nghiệm ống cũng như khi đường ống đã đưa vàovận hành Trong quá trình xây lắp, ống sẽ bị uốn, kéo và xoắn Còn khiđường ống đưa vào vận hành nó sẽ bị tác động bởi áp suất bên trong từ lưuchất và từ bên ngoài bởi môi trường biển, đất xung quanh Ngoài ra đườngống còn chịu các ứng suất gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ

Đường ống có thể chịu tải trọng bên ngoài: chẳng hạn như ống dướibiển chịu tải trọng là các va chạm với neo, lưới thả cá còn với trường hợpống trên đất liền thì tải trọng ngoài có thể là sự lắng xuống khác nhau của đấtxung quanh ống, tải trọng tạo ra từ các phương tiện giao thông trên đỉnh ốnghoặc là va chạm với các thiết bị đào đất Các yêu cầu về độ bền cho cácđường ống ngoài biển thường cao hơn so với đường ống ở đất liền

2.6.1 Thiết kế chống lại áp suất bên trong ống

Áp suất bên trong tạo ra từ lưu chất vận chuyển trong ống là tải trọngquan trọng nhất cho một đường ống Trong trường hợp điển hình, một ống30inch chịu áp suất trong 15MPa, chịu tải trọng tổng là 11MN trên mỗi métđường ống thì khi đó mỗi mét đường ống chịu một lực vòng có độ lớn là5,5MN Ngoài ra ứng suất vòng tạo bởi áp suất trong được xác định chủ yếubằng phương pháp thống kê sao cho không xảy ra tình trạng phân bố ứng suấtnào đủ lớn và ứng suất không bị bổ sung hoặc làm suy giảm bởi ứng suất đànhồi Nếu ứng suất vòng quá lớn, đường ống có thể bị oằn theo hướng chu vi,hiện tượng oằn diễn ra tiếp theo sẽ làm mỏng đường ống và cuối cùng gâygãy ống

Để tính ứng suất do áp suất trong gây ra, người ta thường dùng côngthức Barlow cho tất cả các loại vật liệu và các ống có quy chuẩn khác nhau

Trong đó:

 : Ứng suất theo chu vi ống;

Pi: Áp suất trong ống, N/mm2;De: Đường kính ngoài ống, mm;

 : Bề dày định mức của thành ống, mm

Nếu xem o là giới hạn chảy đối với vỡ ống, thì áp suất gây vỡ sẽ là:

e

o v

D

Khi tính toán phải kể đến các hệ số an toàn mà trước hết là an toàn dochế tạo, thường chấp nhận 0,875 và ngoài ra phải tính đến sai số khi thiết kếvới hệ số 0,72 do đó:

D

P 0 , 72 0 , 875 2. . (2.3)Hoặc bề dày an toàn của ống phải là:

o

e

v D P





875 , 0 72 , 0 2

2.6.2 Thiết kế chống lại áp suất bên ngoài ống

Tải trọng do áp suất bên ngoài có tác dụng làm méo ống Áp suất này ítgây nguy hiểm cho ống dẫn, trừ trường hợp lắp ngầm sâu vào trong ống rỗng(không có áp suất trong) Giá trị áp suất bóp méo được tính bằng lý thuyết vàthực nghiệm, các đường ống có độ ôval nhất định, bề dày không đều Côngthức lý thuyết Sarkixop đề xuất đã lưu ý đến hai đặc điểm trên:

3

a, b là các bán trục của elip, thường chấp nhận e = 0,01

e

o o

bé thì thuộc vùng dẻo và giới

hạn của thép chiếm vai trò quan trọng, với



e

D

lớn sẽ thuộc vùng đàn hồi, vàlúc đó kích thước hình học giữ vị trí chính Thực ra, không tồn tại một quanđiểm chính xác về sự thay đổi giữa hai vùng mà sự chuyển tiếp xảy ra từngbước, nghĩa là có sự chuyển tiếp giữa hai vùng, các công thức phổ biến củaAPI như sau:

2 75 ,

e e

Trong các công thức từ (2.6) đến (2.8), c: Giới hạn chảy của vật liệu,các giá trị Pd tính ra kG/cm2 Các giá trị tính toán lớn hơn 25 - 30% so vớicông thức Sarkixop

2.6.3 Thiết kế chống lại sự thay đổi nhiệt độ

Khi vận chuyển trong đường ống, nhiệt độ của chất chuyển tải đượctruyền qua ống ra môi trường nên nhiệt độ của chất lưu sẽ giảm dần theokhoảng cách Với dầu, khi nhiệt độ giảm, độ nhớt sẽ tăng, dẫn tới tổn hao masát lớn và tăng công suất vận chuyển, nếu dầu có nhiều nhựa và parafin có thểgây ra sự đông đặc gây tắc nghẽn và có thể dẫn tới phá hủy đường ống Khivận chuyển khí, nhiệt độ giảm sẽ dẫn tới sự ngưng tụ các thành phần lỏnghoặc hình thành các chất ở thể rắn Việc tính toán nhiệt là sự xác định sự thayđổi nhiệt độ dọc tuyến ống để xác định vị trí có thể xảy ra hiện tượng nhiệt độchất lỏng vượt quá giới hạn thiết kế hoặc chất khí bắt đầu ngưng tụ Từ đó tìm

- Dùng các giải pháp vật lý và hóa học để hạ thấp hoặc ngăn chặn sựngưng tụ chất khí hoặc đông đặc của chất lỏng

Sự hiểu biết và nắm được quy luật thay đổi nhiệt độ theo đường ống làcần thiết cho các nhà thiết kế cũng như vận hành tuyến ống

CHƯƠNG 3 THI CÔNG TUYẾN ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU

TỪ GIÀN MSP9 ĐẾN BK3, MỎ BẠCH HỔ

3.1 Tổng quan về thi công tuyến ống biển

3.1.1 Mục đích

- Thi công đường ống là đặt ống vào đúng vị trí thiết kế dưới đáy biển

- Là giai đoạn thi công chính, chiếm nhiều thời gian và chi phí nhất

- Thường sử dụng các phương tiện thi công chuyên dụng

- Lựa chọn ra phương án thi công thích hợp nhất để vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cũng như giá trị kinh tế…

3.1.2 Các phương pháp thi công tuyến ống biển

Hiện nay có rất nhiều phương pháp thi công đường ống ngầm, bao gồmphương pháp thi công bằng xà lan (tàu) thả ống, phương pháp thi công kéoống và nhiều phương pháp khác Việc lựa chọn phương pháp thi công thíchhợp phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể và đặc điểm của loại ống cần thicông như đặc trưng về kích thước ống, ống có được bọc gia tải hay khôngđược bọc gia tải, độ sâu thi công, điều kiện thời tiết, đội tàu thi công sẵn có,thời gian thi công cho phép, tính kinh tế của từng phương pháp…

* Các phương pháp thi công chủ yếu:

- Thả ống theo phương ngang bằng xà lan chuyên dụng (S - lay);

- Xà lan thả ống có trống cuộn (Reel barge);

- Kéo ống trên mặt nước (Surface float);

- Kéo ống sát mặt nước (Below surface float);

- Kéo ống sát đáy biển (Controlled about bottom pull);

- Thả ống bằng ống chữ J từ platform;

- Thả ống theo phương đứng bằng xà lan chuyên dụng (J - lay);

3.1.3 Giới thiệu các phương pháp thi công đường ống hiện đang được áp dụng

3.1.3.1 Phương pháp thi công bằng xà lan thả ống (Lay - Barge Methode)

c¸p neo stinger

- Trên tàu còn có nơi ăn ở và sinh hoạt, việc cung cấp ống và các vậtliệu khác nhau được trợ giúp bởi các tàu bổ trợ

- Xà lan lắp đặt đường ống trong thời gian làm việc di chuyển nhờ hệthống neo, hệ thống neo này đảm bảo vị trí bền vững của xà lan khi thi công

* Nguyên lý hoạt động:

Công nghệ lắp đặt đường ống từ xà lan là nối theo trật tự các ống hànthành các nhánh Việc hàn ống được thực hiện trên các đoạn nghiêng, hơixoắn của boong, có trang bị giàn con lăn và đồng thời được dùng làm thiết bịthả ống Khi lắp đặt ở đường ống ở độ sâu không lớn được thả trực tiếp haygián tiếp từ thiết bị thả hay sử dụng dạng cầu trượt thẳng Khi độ sâu lắp đặttăng lên, tải trọng tăng lúc đó cần thiết phải sử dụng các phương tiện làmgiảm tải trọng dư Ứng suất lớn nhất xuất hiện ở đoạn nằm giữa điểm xuốngdốc của ống dẫn từ xà lan và đáy biển Để hạn chế ứng suất này trên xà lanlắp đặt đường ống có trang bị các cầu trượt cong đều và các thiết bị kéo tạo racác ứng suất dọc Để lắp đặt đường ống xuống đáy người ta sử dụng Stingerhình dáng đường cong chữ S, ở đây các ứng suất xuất hiện trên các đoạn lồi

và lõm của nó Các ứng suất xuất hiện trên đoạn cong lồi được giới hạn bằngcầu trượt tạo cho đường ống góc nghiêng an toàn, còn trên đoạn cong lõmnhờ thiết bị kéo tạo ra sức căng và được bố trí trên đoạn nghiêng của đườnglắp ráp Có ba loại cầu trượt là: thẳng, cong thẳng liền và cong đều có khớpcầu

c) Ưu, nhược điểm của phương pháp

* Ưu điểm:

- Phương pháp này cho phép thi công liên tục

- Mọi công việc từ khâu thực hiện đến khâu kiểm tra đều được thựchiện trên tàu do vậy độ an toàn tương đối cao

- Sử dụng được với loại ống có lớp bọc gia tải hoặc không gia tải

- Sử dụng được với nhiều loại đường ống có đường kính khác nhau

- Thi công được cả trong vùng nước tương đối sâu và nước nông

- Việc hàn nối được thực hiện trên tàu đồng thời trong lúc thả ống nênkhông đòi hỏi phải có xưởng thi công hàn nối trên bờ

* Nhược điểm:

- Đòi hỏi tàu chuyên dụng, giá thuê tàu đắt

- Luôn cần có tàu dịch vụ để phục vụ công tác thả neo cũng như cungcấp ống

- Tốc độ thi công thấp hơn so với một số phương pháp khác

- Áp dụng chủ yếu cho vùng nước nông

- Loại ống có đường kính vừa và nhỏ

- Áp dụng thả ống liên tục với các tuyến ống dài

- Áp dụng trong điều kiện thời tiết thuận lợi

3.1.3.2 Phương pháp thi công bằng xà lan có trống cuộn (Reel - Barge Methode)

Khác với phương pháp thi công bằng xà lan thả ống, phương pháp này không thực hiện công tác hàn nối ống trên tàu Ống được hàn nối liên tục vàđược cuộn sẵn quanh các trống có kích thước lớn đặt trên tàu Việc thả ốngcũng được sử dụng Stinger, di chuyển bằng neo tương tự như phương phápthả ống bằng xà lan thả ống

Hình 3.2 Phương pháp thi công bằng xà lan có trống cuộn

Hình dạng ống khi thả có thể là S - lay hoặc J - lay

Hình 3.3 Hình dạng ống khi thả kiểu S - lay

Hình 3.4 Hình dạng ống khi thả kiểu J - lay

b) Nguyên lý hoạt động và cấu tạo

- Đường ống được chế tạo trên bờ: hàn nối, bọc chống ăn mòn, sau đócuộn đều lên trống cuộn có đường kính lớn

- Tàu thả ống cùng trống cuộn di chuyển đến vị trí xây dựng và tiếnhành rải ống

- Khi thả ống, đường ống được thả dần khỏi trống, ống được làm thẳng,làm tròn sau đó đưa xuống biển

- Khi thi công ở vùng nước sâu, có thể dùng Tensioner để tạo lực căng

- Tùy điều kiện thời tiết, thường tốc độ thả ống khoảng 0,514 m/s

- Khi thả hết một cuộn ống, hàn đầu kéo vào cuối ống và thả tiếp bằngcáp, tàu quay về cảng lấy trống cuộn thay thế

- Tại vị trí thi công, ống đã thả được kéo ngược lên tàu để hàn vào đầuống mới và thả tiếp

c) Ưu, nhược điểm của phương pháp

* Ưu điểm:

- Tốc độ thi công cao, thích hợp với điều kiện thời tiết thuận lợi

- Chất lượng mối hàn, vỏ chống ăn mòn cao do được thi công và kiểmtra trong nhà máy

- Có thể không cần Stinger

* Nhược điểm:

- Đường kính ống bị hạn chế, thường đường kính là 10 - 16inch

- Không cho phép bọc gia tải

- Thi công nối cuối ống rất phức tạp và tốn thời gian

- Cần phải gia tăng chiều dày ống để tránh các hiện tượng ống bị bópméo trong khi cuộn hoặc thả ống

d) Phạm vi áp dụng

- Áp dụng cho tuyến ống dài liên tục

- Thích hợp vùng nước nông

3.1.3.3 Phương pháp thi công kéo ống

Thi công bằng phương pháp kéo ống trên mặt nước là các phân đoạn

ống được nối liên tiếp thành những đoạn phụ thuộc vào khả năng của tàu kéo

Để duy trì được mức nổi sát mặt cần có hệ thống cầu phao (ponton) để nâng

đỡ ống Hệ thống ponton tạo thành những gối đỡ, ống phải làm việc như mộtdầm liên tục Các đoạn ống được kéo ra vị trí thi công nhờ tàu kéo và tàu giữ a) Ưu, nhược điểm của phương pháp

* Ưu điểm:

- Thi công trên biển tương đối nhanh

- Yêu cầu sức kéo không quá lớn

- Mọi công việc hàn, kiểm tra được thực hiện trên bờ do vậy đường ống

- Áp dụng cho vùng nước nông

- Tàu kéo có công suất thấp

- Tuyến ống ngắn

* Phương pháp kéo ống sát mặt biển (Below Surface Tow)

Để hạn chế tác động của sóng - dòng chảy và sự cản trở giao thônghàng hải, người ta bố trí cho ống nổi cách mặt nước một khoảng tuỳ theo thiết

kế nhờ hệ thống phao nâng và hệ thống phao điều chỉnh khoảng cách, côngtác kéo ống cũng sử dụng tàu kéo và tàu giữ Việc thi công diễn ra tương đốinhanh do điều kiện thi công tuyến ống khá thuận lợi, ít gây ảnh hưởng đếnmôi trường xung quanh Phương pháp thi công này sử dụng đồng thời hai loạiphao nổi khác nhau là: phao điều chỉnh và phao phụ và nó có thể áp dụng thicông cho mọi độ sâu nước Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi mặt bằng thicông trên bờ là lớn, độ dốc của bãi chế tạo nhỏ và thường gặp nhiều khó khănkhi thi công tuyến ống xa khu vực bãi lắp ráp do tốn nhiều thời gian di chuyểntrên biển dài

Hình 3.5 Phương pháp thi công kéo ống sát mặt biển

a) Ưu, nhược điểm của phương pháp

* Ưu điểm:

- Thi công trên biển tương đối nhanh

- Hạn chế được ảnh hưởng của sóng - dòng chảy

- Ít ảnh hưởng đến các hoạt động hàng hải

* Nhược điểm:

- Đòi hỏi mặt bằng thi công trên bờ là lớn, độ dốc của bãi chế tạo nhỏ

- Phải chế tạo hệ thống ponton và các thiết bị phụ trợ cho công tác lắpghép các ponton vào đường ống

- Việc thi công sẽ là bất lợi khi thi công tuyến ống xa khu vực bãi lắpráp do tốn thời gian di chuyển trên biển dài

- Phải sử dụng đồng thời hai loại phao

- Yêu cầu sức kéo lớn hơn phương pháp kéo ống trên mặt

b) Phạm vi áp dụng: Áp dụng cho mọi độ sâu nước

* Phương pháp thi công kéo ống sát đáy biển (Off Bottom Tow)

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc nối ống chung như các phương pháp kéo ở trên Trong quá trình kéo, ống sẽ trực tiếp tiếp xúc với đáy biển vàkhông cần sự trợ giúp của hệ thống phao nâng

Hình 3.6 Phương pháp thi công kéo ống sát đáy biển

a) Ưu, nhược điểm của phương pháp

* Ưu điểm:

- Đơn giản, không cần đòi hỏi các phương tiện phụ trợ

- Ít chịu tác động của sóng và dòng chảy

- Khi gặp điều kiện bất lợi của thời tiết có thể để ống dưới đáy biển màkhông sợ hư hỏng

- Thuận lợi cho việc lắp đặt tuyến ống

* Nhược điểm:

- Quá trình thi công dễ gặp sự cố do va vào các chướng ngại vật dọctuyến ống

- Vỏ ống dễ bị hư hại nhiều trong quá trình kéo ống

- Đường ống chịu ma sát lớn với đáy nên cần có tàu có sức kéo lớn b) Phạm vi áp dụng

` - Áp dụng cho mọi độ sâu nước

- Phương pháp áp dụng cho những tuyến ống gần bờ, điều kiện địa chấtthuận lợi, đáy biển tương đối bằng phẳng

- Được sử dụng rộng rãi trong trường hợp thi công trong cảng hoặc thicông qua sông

- Có thể thi công trong điều kiện thời tiết xấu

3.2 Một số phương pháp thi công đường ống được sử dụng ở nước ta

3.2.1 Lắp đặt đường ống ngoài biển đồng thời với đào hào chôn ống

Việc chôn ống xuống đáy biển là một trong những vấn đề cơ bản trongquá trình xây dựng đường ống dưới đáy biển Thực tế cho thấy những đườngống đã được chôn dưới đáy biển ở độ sâu nhất định không bị nguy hiểm vì hưhỏng do neo tàu, do thả lưới sát đáy, cũng như tác động của sóng và dòngchảy Ngoài ra việc chôn ống còn làm hạn chế sự dịch chuyển dọc của đườngống khi có chênh lệch nhiệt độ thành ống và áp suất của sản phẩm được bơm,giảm tác động lực lên đoạn ống cong nối giữa ống đứng của giàn cố định vàđường ống Việc chôn ống có thể thực hiện bằng các phương pháp sau đây:

- Đào hào, đặt ống xuống đáy và lấp hào lại

- Đặt ống xuống đáy biển, chôn ống bằng tàu chôn ống và lấp lại

- Đồng thời vừa đào hào vừa đặt ống và lấp hào

Khi đào hào bằng tàu cuốc đòi hỏi phải đào một khối lượng đất đá thừa

so với khối lượng cần thiết để chôn ống, đôi khi lớn gấp 10 lần

Công nghệ phổ biến nhất là phương pháp chôn ống bằng thiết bị đàohào kiểu cày đất Thiết bị này đảm bảo năng suất chôn ống cao và ít tác độnglên môi trường xung quanh, đào hào hẹp trong những điều kiện đất đá khácnhau Ta tìm hiểu những phương pháp kỹ thuật mới về rải ống ngầm với việcđồng thời chôn ống xuống đáy biển bằng thiết bị cày đất áp dụng cho cácphương pháp lắp đặt ống khác nhau

Khi lắp đặt đường ống bằng tàu đặt ống, thiết bị cày đất được kéo trựctiếp bằng tàu đặt ống Lực kéo cần thiết để kéo đường ống và thiết bị cày đấtđược tạo ra bằng tời neo của tàu đặt ống và tàu kéo vận chuyển Trên hình 3.7chỉ ra sơ đồ rải ống bằng tàu đặt ống đồng thời với việc đào hào bằng thiết bịcày đất Nếu đường ống có lớp bọc bảo vệ bằng bê tông liên tục, thì có thểnằm trực tiếp lên các gối đỡ bằng con lăn của thiết bị cày Trong trường hợpnày đường ống sẽ hạn chế sự di chuyển lệch của thiết bị cày so với hướngthẳng của tuyến ống và thiết bị cày sẽ thả ống xuống hào Nếu đường ốngkhông bọc bê tông để ngăn ngừa sự hư hỏng lớp bọc chống ăn mòn, đườngống cần phải được nằm trên thiết bị cày, tuy nhiên chiều dài cáp kéo từ tàuđến thiết bị cày không thể giảm được vì sẽ xuất hiện thành phần lực kéo thẳng

đứng tác dụng lên thiết bị cày Trong trường hợp đó cần phải tính toán để tăngchiều dài đoạn ống treo bằng cách tăng lực kéo hoặc buộc phao.

Hình 3.7 Sơ đồ lắp đặt đường ống dưới biển bằng phương pháp dùng tàu đặt ống đồng thời với việc sử dụng thiết bị đào hào kiểu cày đất.

1 - Tàu đặt ống, 2 - Đường ống, 3 - Cáp kéo, 4 - Đáy biển,

5 - Thiết bị đào hào kiểu cày đất, 6 - Hào chôn ống, 7 - Bờ đất

Phương pháp gia cố cáp kéo thiết bị cày với tàu đặt ống có ảnh hưởngđến việc thực hiện các thao tác tiếp theo liên quan đến việc dừng và tiếp tụccông việc đặt ống trong trường hợp điều kiện thời tiết không thuận lợi và kếtthúc quá trình xây dựng đường ống Khi nối cáp thẳng đứng từ thiết bị cày tớitàu, cáp kéo phải gồm một vài đoạn dây nối với nhau bằng má kẹp để luônluôn có thể tháo thiết bị cày ra và cẩu lên tàu

Phương pháp tốt nhất là liên kết cáp kéo qua một block đặt trên thiết bịcày Một đầu cáp cố định trên tàu, còn đầu kia đưa qua block trên thiết bị cày

và nối với tời kéo Trong trường hợp này có thể thay đổi chiều dài cáp kéo,đơn giản hóa quá trình nâng lên và hạ thiết bị cày xuống, giảm hai lần lực kéothiết bị đào hào và chia thời gian thao tác lần lượt ra thành kéo ống và kéothiết bị đào hào, nghĩa là kéo thiết bị đào hào trong khi thực hiện các côngviệc hàn - lắp ráp, lúc đó tàu đặt ống đứng tại chỗ Tuy nhiên trong trườnghợp này cần có thêm một tời kéo vì tời của đường rải ống duy trì việc kéoống Trước khi tiến hành công việc, đặt thiết bị đào hào lên sàn tàu đặt ống,điều chỉnh vị trí các tấm trượt của gối đỡ phía trước để xác định độ sâu đào

hào và rải cáp kéo Dùng cần cẩu của tàu đặt ống thả thiết bị đào hào xuốngđáy biển khi điều kiện thời tiết thuận lợi Đặc biệt lưu ý khi kiểm tra vị trí củathiết bị đào hào (thiết bị đào hào phải dựa trên các tấm trượt phía trước và trụccủa nó phải song song với tuyến ống), việc thả cáp kéo vào giai đoạn đầu đàohào Việc kiểm tra này do thợ lặn thực hiện hoặc dùng thiết bị dưới nước Tàuđặt ống dịch chuyển đồng thời với việc đào hào và đặt ống xuống đáy hào Cóthể dùng máy đo độ sâu để kiểm tra việc đào hào và vị trí đường ống tronghào Để làm việc này, tàu cùng với máy đo độ sâu dịch chuyển vuông góc vớitrục hào và ghi lại trong máy mặt cắt ngang hào, vị trí đất lở và vị trí đườngống trong hào có thể dùng thiết bị dưới nước và ghi lại kết quả vào băngVideo.

Việc lắp đặt ống đồng thời chôn ống xuống đáy biển có thể được thựchiện bằng phương pháp kéo ống theo đáy biển, sát đáy hoặc trong dạng ốngcong đàn hồi Trong trường hợp này thiết bị đào hào được đặt trước đầu ốngđược kéo Việc kéo những đoạn ống dài đồng thời chôn ống xuống đáy biển

có thể áp dụng để xây dựng các tuyến đường ống chính, cũng như các đườngống nối giữa các giàn trong nội bộ mỏ Sơ đồ kéo ống đồng thời với việc đàohào bằng thiết bị kiểu cày được biểu diễn trên hình 3.8

Hình 3.8 Sơ đồ lắp đặt đường ống dưới biển bằng phương pháp kéo ống

đồng thời với việc sử dụng thiết bị đào hào kiểu cày đất

1 - Tàu kéo, 2 - Cáp kéo, 3 - Đáy biển, 4 - Thiết bị đào hào kiểu cày đất

5 - Cáp kéo, 6 - Hào chôn ống, 7 - Đường ống, 8 - Bờ đất

3.2.2 Các công đoạn thi công rải ống của XNLD Vietsovpetro

Tại XNLD Vietsovpetro, việc rải ống ngầm được thực hiện bằng tàuNam Côn Sơn, các công đoạn chính trên tàu rải ống bao gồm:

- Bước 1: Chuẩn bị mép vát

Mép vát đã được nhà sản xuất ống vát theo tiêu chuẩn, thường vát chữ

V, góc vát 300 Công việc chuẩn bị bao gồm mài sạch mép vát, sửa chữanhững chỗ bị bóp méo do quá trình vận chuyển để đảm bảo định dạng mépvát theo yêu cầu của quy trình hàn Nhược điểm là việc mài sạch phải sử dụngmáy mài, thời gian kéo dài, đòi hỏi thợ có tay nghề cao nếu không sẽ làmhỏng định dạng mép vát, gây khuyết tật mối hàn Người thợ phải làm việc vớicường độ cao không duy trì được khả năng làm việc lâu dài

- Bước 3: Hàn lớp giữa

- Bước 4: Hàn lớp phủ

- Bước 5: Kiểm tra mối hàn

- Bước 6: Bọc chống ăn mòn

Bề mặt được làm sạch, được sơn lót và quấn băng keo bảo vệ

3.2.3 Phương án thi công tuyến ống vận chuyển dầu MSP9 - BK3

3.2.3.1 Giới thiệu tuyến ống thi công MSP9 - BK3

* Số liệu tuyến ống thi công

- Chiều dài tuyến ống : L = 2773 m

- Đường kính ngoài : De = 323,8 mm

- Chiều dày ống :  = 15,9 mm

- Mác thép : API 5L X60

- Áp suất thiết kế: P = 60 at

- Lưu lượng vận chuyển: Q = 2500 m3/ngày đêm

- Độ sâu nước tính toán vùng thi công: 56 m

* Số liệu địa chất, địa hình

- Tuyến đường ống có thể phải vượt qua các khu vực có địa hình phứctạp: hố sâu, vỉa trầm tích, bậc thềm đáy Trong phạm vi đồ án này ta chỉ tínhtoán tuyến đường ống vượt qua hố sâu

- Điều kiện địa chất: Lớp đất mặt đáy biển là sét mềm, có kháng cắt là6,84 kPa và có hệ số ma sát là  = 0,3

- Điều kiện địa hình đáy biển: Tuyến ống mà ta tính toán thi công nằm ởngoài khơi khu vực mỏ Bạch hổ có địa hình đáy biển tương đối bằng phẳng,

độ dốc đáy biển   0

3.2.3.2 Lựa chọn phương án thi công

Việc lựa chọn phương án thi công phải dựa trên điều kiện môi trường:

độ sâu nước, điều kiện địa chất đáy biển, địa hình nơi xây dựng, điều kiện vềphương tiện thi công hiện có, tính kinh tế của phương án thi công…

Trong điều kiện Việt nam do phương tiện thi công bị hạn chế, chúng tahiện chỉ có phương tiện chuyên dụng duy nhất phục vụ cho việc thi công thảống là tàu rải ống Nam Côn Sơn Do đó trong đồ án này, ta chọn phương ánthi công bằng tàu rải ống Nam Côn Sơn, có sử dụng Stinger để rải ống

Hình 3.9 Tàu rải ống Nam Côn Sơn

* Một số thông số tàu rải ống:

- Chiều dài: 110,3m

3.2.3.3 Quy trình thi công tuyến ống

* Quá trình thi công đầu ống:

- Khảo sát vị trí điểm đầu ống, neo cố định tàu cách giàn 40m

- Bố trí ròng rọc và tời điện theo vị trí thiết kế

- Luồn cáp dẫn hướng qua ròng rọc, sau đó nối chúng với phao hiệunhờ thợ lặn và cẩu

- Lắp đặt Stinger

- Hàn đầu kéo vào đầu ống

- Hàn các đoạn ống trên tàu, ống được đưa qua máng trượt và đi quathiết bị kéo căng Tensioner

- Dùng cẩu nâng cáp lên Stinger, kéo đầu cáp dẫn hướng về phía đầukéo và buộc đầu cáp dẫn hướng vào đầu kéo

- Tiếp tục đưa ống xuống biển thông qua Stinger

- Tàu rải ống vừa rải ống vừa tiến vào bờ

- Quá trình rải ống tiếp tục cho đến khi đến vị trí thiết kế

* Quá trình thi công cuối ống

- Hàn đầu cuối của đường ống với đầu kéo và buộc cáp dẫn hướng vàođầu kéo của ống

- Dịch chuyển tàu rải ống Nam Côn Sơn liên tục về phía trước sao chođầu cuối của đường ống trượt xuống theo đường trượt của tàu và Stinger,trong khi vẫn duy trì lực căng trên dây cáp

- Tiếp tục dịch chuyển tàu rải ống về phía trước cho đến khi ống đến vịtrí thiết kế và toàn bộ dây cáp được nhả khỏi tời, sau đó gắn phao hiệu vàođầu cáp

3.3 Tính toán độ bền ống khi thi công lắp đặt ống

Thi công lắp đặt ống là một bài toán rất phức tạp đòi hỏi tính chính xác

động không tốt tới quá trình vận hành bình thường của cả tuyến ống hoặc làmtăng chi phí thi công một cách đột ngột Do quá trình thi công trên biển là một

tổ hợp các công việc đòi hỏi sự kết hợp của rất nhiều các phương tiện máymóc và con người, vì vậy sai sót trong một quá trình bất kỳ sẽ kéo dài quátrình thi công tuyến ống

Mục đích của bài toán này là kiểm tra độ bền của đường ống do trongquá trình thi công ống bị uốn cong, đồng thời chịu tác động của sóng và dòngchảy

Do tác động của trọng lượng bản thân, lực kéo của thiết bị kéo căngTensioner trên tàu, lực ma sát giữa tuyến ống và đáy biển mà ống bị uốn congtheo bán kính cong có sẵn của Stinger Trong đoạn cong này thì tác dụng củamôi trường lên ống được truyền trực tiếp sang Stinger, do vậy ứng suất trongđường ống xuất hiện chủ yếu là do hiện tượng uốn bởi bán kính cong củaStinger gây ra

3.3.1 Tính toán ổn định vị trí đường ống sát đáy biển

* Thông số phục vụ quá trình tính toán

- Đường kính ngoài của ống : De = 0,3238 m

- Chiều dày ống :  = 15,9 mm

- Đường kính trong của ống : Di = 0,292 m

- Trọng lượng riêng của khí: 148 kG/m3

- Trọng lượng riêng của dầu: 890 kG/m3

- Trọng lượng riêng của nước biển: 1025 kG/m3

- Trọng lượng riêng của bê tông: 3040 kG/m3

- Trọng lượng riêng của thép ống: 7850 kG/m3

- Trọng lượng riêng của hà bám: 1300 kG/m3

- Độ sâu mực nước tính toán: d = 56 m

- Chiều dày hà bám hb= 0,105 m

- Chiều dày lớp bê tông gia tải bt = 0

Bảng 3.1 Chiều cao sóng đáng kể H s với chu kỳ lặp N năm