Tổng quan về đường ống dẫn dầu

Tổng quan đường ống dẫn dầu http://luanvan.co/luan-van/nghien-cuu-tuyen-ong-van-chuyen-khi-hai-pha-tu-nam-con-son-dendinh-co-348/ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC THU GOM VẬN CHUYỂN KHÍ BẰNG ĐƯỜNG ỐNG 1.1 Mạng lưới đường ống dẫn khí Việt Nam Ở việt nam khí sử dụng quy mơ cơng nghiệp vào năm 1981 mỏ khí Tiền Hải C Thái Bình đưa vào khai thác góp phần thúc đẩy phát triển cơng nghiệp địa phương Tuy nhiên thời gian lượng khí khai thác khơng nhiều vùa chưa hình thành ngành cơng nghiệp khí Tháng năm 1995 coi cột mốc đánh dấu hình thành ngành cơng nghiệp khí Việt Nam hệ thống đường ống dẫn khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ vào bờ thức đưa vào hoạt động Đến nay, trở thành ngành quan trọng nghiệp cơng nghiệp hóa đất nước đóng góp ngày lớn cho ngành dầu khí nói riêng cho đất nước nói chung 1.1.1 Hệ thống Rạng Đông - Bạch Hổ - Phú Mỹ gồm: Đường ống ngồi khơi Rạng Đơng - Bạch Hổ nói từ mỏ Rạng Đơng mỏ Bạch Hổ, đưa vào khai thác sử dụng vào cuối năm 2002 Đường ống vận chuyển khí hai pha, đường kính ống 16 inch với tổng chiều dài 46,5 km, áp suất làm việc 60 barg Công suất thiết kế đường ống 1,5 tỷ m3 khí/năm có tính tới nguồn khí từ mỏ lân cận thuộc Bể Cửu Long Emeral, Ruby, Phương Đông, Pearl… Trong giai đoạn đầu đường ống Rạng Đông - Bạch Hổ vận hành với lưu lượng khoảng 0,5 tỷ m3 khí/năm Đường ống Bạch Hổ - Nhà máy chế biến Dinh Cố có đường kính 16 inch với tổng chiều dài 116 km (đường ống biển 107 km, đường ống bờ km) Đường ống vận chuyển hai pha với áp suất làm việc 115 barg Nhà máy chế biến Dinh Cố có cơng suất xử lý, chế biến tỷ m3 khí/năm Đường ống khí từ Dinh Cố đến Phú Mỹ có đường kính 16 inch (từ Dinh Cố đến Bà Rịa) 17 inch (đoạn từ Bà Rịa đến Phú Mỹ) với tổng chiều dài 35 km Đường ống vận chuyển pha với áp suất làm việc 45 Barg Hiện nay, hệ thống Rạng Đông - Bạch Hổ - Phú Mỹ hàng ngày vận chuyển vào bờ xử lý khoảng 5,5 triệu m3 khí ẩm (tương đương khoảng tỷ m3/năm), cung cấp triệu m3 khí khơ/ngày cho nhà máy điện, đạm Bà Rịa - Phú Mỹ, hàng năm cung cấp khoảng 130.000 - 150.000 condensate khoảng 350.000 khí hóa lỏng (LPG) cho nhu cầu nước Tính đến hết năm 2006, hệ thống cung cấp cho kinh tế quốc dân khoảng 18 tỷ m3 khí khơ, 2,5 triệu LPG triệu condensate 1.1.2 Hệ thống đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn : Đường ống Nam Côn Sơn Đường ống với tổng chiều dài 398 km, phân theo giai đoạn sau: + Đường ống đẫn khí ngồi khơi có đường kính 26 inch với tổng chiều dài 361 km nối từ Mỏ Lan Tây thuộc lô 06.1 đến điểm tiếp bờ Long Hải; đường ống vận chuyển hai pha, áp suất thiết kế 160 barg Để dự phịng đầu nối mỏ khí khác thuộc Bể Nam Côn Sơn tương lai, dọc đường ống ngồi khơi Nam Cơn Sơn bố trí đầu chờ + Đường ống dẫn khí bờ đoạn nối tiếp từ điểm tiếp bờ Long Hải đến trạm xử lý Dinh Cố có đường kinh 26 inch với chiều dài km, đường ống vận chuyển hai pha, áp suất thiết kế 160 barg + Đường ống bờ đoạn nối từ Trạm xử lý Dinh Cố đến trung tâm phân phối khí Phú Mỹ có đường kính 30 inch với chiều dài 28 km, đường ống vận chuyển pha, áp suất thiết kế nhỏ 70 barg Trạm xử lý Dinh Cố: có cơng suất xử lý khí giai đoạn 10,048 triệu m3/ngày Công suất vận chuyển hệ thống đường ống Nam Côn Sơn theo thiết kế khoảng tỷ m3/năm 1.1.3 Hệ thống đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Mỹ Xn - Gị Dầu Hệ thống phân phối khí thấp áp Phú Mỹ - Mỹ Xuân - Gò Dầu nhận khí từ bể Cửu Long Nam Cơn Sơn sau trung tâm phân phối khí Phú Mỹ, cung cấp cho hộ tiêu thụ thuộc khu công nghiệp Phú Mỹ - Mỹ Xn - Gị Dầu Đường ống hệ thống có đường kính 12 inch, chiều dài km, áp suất 10 barg, công suất thiết kế tối đa tỷ m3/năm Hệ thống đưa vào vận hành thức năm 2003 với lưu lượng vận chuyển khoảng 0,3 tỷ m3/năm Như vậy, khu vực Đơng Nam Bộ có hai hệ thống đường ống khí hệ thong đường ống Bạch Hổ Nam Côn Sơn, hai hệ thống đường ống cung cấp khoảng 5,5 tỷ m3 khí khai thác từ cá mỏ dầu khí thuộc bể Cưu Long mỏ Nam Côn Sơn cho thị trường Đơng Nam Bộ cốt lõi tồn ngành cơng nghiệp khí khu vực 1.1.4 Hệ thống đường ống dẫn khí PM3 - Cà Mau Đường ống dẫn khí Lơ PM3 CAA - Cà Mau cơng suất tỷ m3 khí/năm, đường kính 18 inch, chiều dài 325 km, áp suất vận hành 140 barg (ngoài khơi) 60 barg (trên bờ) Hệ thống đưa vào vận hành vận chuyển khí từ khu vực PM3 CAA việt Nam Malaysia cung cấp cho nhà máy điện Cà Mau 1.1.5 Hệ thống đường ống Lơ B - Ơ Mơn Hệ thống đường ống Lơ B - Ơ Mơn Đang triển khai để cung cấp khí cho trung tâm điện lực môn hộ tiêu thụ khác thuộc khu vực đồng sơng Cửu Long Đường ống dự kiến có chiều dài khoảng 400 km, đường kính 28 inch, cơng suất thiết kế tỷ m3/năm Dự kiến vận hành cuối 2011 1.2 Điều kiện làm việc hệ thống đường ống Theo lịch sử phát triển cơng nghiệp khí thiên nhiên, phát triển đồng nghĩa với phát triển hệ thống ống dẫn, phương tiện vận chuyển rẻ tiền an toàn nhất, so với khoản chi phí đầu tư nén ép hay hóa lỏng, yếu tố kìm hãm phát triển cơng nghiệp khí Các đường ống vận chuyển ống dân dụng (phục vụ cho dân sinh) hay ống công nghệ (phục vụ cho sản xuất công nghiệp), chuyển tải thể khí, lỏng, bọt… Các ống làm việc điều kiện phức tạp Ngoài điều kiện thiên nhiên tác động như: sóng, gió, áp lực đất… Ống chịu tác dụng áp suất từ 0,01 ÷ 2500 (kG/cm2) cao hơn, nhiệt độ: - 150 + 7000C cao hơn, chịu tải trọng thường xuyên trọng lượng thân ống, thiết bị phụ trợ… Ngoài ống sinh tải trọng chu kì bị đốt nóng khơng đều, sức níu ổ tựa… Vì tuyến ống phải thiết kế cận thận sở tính tốn thủy lực, nhiệt, bền đảm bảo yêu cầu an tồn, chất lượng: Hệ thống phải kín tuyệt đối Vận chuyển hỗn hợp sản phẩm giếng khoảng cách định Thu gom riêng biệt sản phẩm ngậm nước không ngậm nước Sử dụng tận dụng tối đa khí hydrocacbon thác Tách dầu bậc cho khí tách vận chuyển mà không cần sử dụng máy nén Đo lượng chất lỏng (dầu, nước) khí giếng khai thác Vận chuyển khí tới nơi tiêu thụ Tập trung hóa tối đa cơng trình giảm số lượng Để xây dựng phần ống dẫn hệ thống ống dẫn khí người ta dùng ống nguyên, ống hàn (ống thẳng xoắn ốc) 1.3 Cơ sở lựa chọn hệ thống đường ống thu gom phân phối khí thiên nhiên Việc lựa chọn hệ thống đường ống thu gom phân phối khí phụ thuộc vào tốc độ mở vỉa, ngồi sở để lựa chọn đường kính ống, cịn điều kiện thiết kế hệ thống vận chuyển Khi mở vỉa chậm, lưu lượng không lớn thường chọn sơ đồ hai tuyến, tiêu hao kim loại 12% Song cho phép loại trừ mạch đập áp suất vận chuyển dầu khơng ngậm nước cách riêng rẽ Nếu tốc độ mở vỉa nhanh, ta dùng tuyến, đảm bảo suất vận chuyển giai đoạn phát triển cao Với mạng lưới phức tạp, cần xếp giếng theo lưu lượng, địa hình, tính chất lý hóa… Các đối tượng vận chuyển có hàm lượng H2S cao 3% cần bố trí thu gom riêng để có biện pháp bảo vệ chống ăn mịn cho phù hợp Ngồi ra, việc lựa chọn hệ thống thu gom khí phải phù hợp với điều kiện khí hậu, địa hình, diện tích mỏ, thuận tiện việc bảo hành… Nhưng phải đạt hiệu an toàn, kinh tế cao Đặc biệt, phải phù hợp với tính chất mỏ, tính chất lý hóa sản phẩm Đường ống bể chứa 5.2.2 Lựa chọn tuyến ống Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn tuyến ống xem xét theo hai lãnh vực tổng quát sau: Yêu cầu thân hệ thống sử dụng đường ống Ảnh hưởng từ bên ngồi phía thứ ba Tuy việc tập trung vào yêu cầu trình quan trọng, khơng nên xem nhẹ ảnh hưởng yếu tố bên Sự quan trọng việc sử dụng tư vấn xem nhẹ phía thứ ba khơng thể nhận mạnh thái q Việc thiếu quan tâm đến vấn đề phía thứ ba dẫn đến việc phải thiết kế lại kế hoạch Ví dụ, với đường ống đất liền, vị trí trạm máy nén chiến lược khơng thể thi cơng chẳng hạn, tồn dự án trở nên không khả thi mặt kinh tế Thiết kế khái niệm nên giải tương quan tất phương diện xã hội, trị, mơi trường phía thứ ba cách khảo sát hỗ trợ tất tuyến Các khảo sát bao gồm nghiên cứu độ gần tuyến ống đất liền Ý nghĩa nghiên cứu độ gần thiết kế khái niệm đường ống đất liền vị trí mà đường ống gây nguy hại cho đời sống cư dân động thực vật nơi địa Ở vị trí cần lưu ý nhiều đến việc giảm rủi ro ảnh hưởng cố đến đường ống Giai đoạn thiết kế khái niệm thường thực trình xác định dự án nên loại bỏ tất tuyến ống “ không nghiêm túc” mà khơng xem xét đầy đủ Một cách điển hình, thiết kế khái niệm nên bao gồm: Thiết lập hành lan tuyến ống Thiết lập phương pháp xây lắp cho hành lan Thiết lập vấn đề ảnh hưởng mơi trường xã hội, trị phía thứ ba cách đầy đủ Đánh giá mặt kỹ thuật hành lan Thiết lập hành lan tốt hành lan xem xét Sự xem xét thái tầm quan trọng ảnh hưởng từ vấn đề xã hội, trị, mơi trường, phía thứ ba giai đoạn tạo ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc thực dự án Điều quan trọng vấn đề giải cách tổng thể tất vấn đề phải có chấp thuận cho phép Thực công việc cần phải thận trọng nên thực cho không gây nhiều quan tâm cộng đồng dân cư tuyến ống khơng thích hợp, điều gây hại cho dự án mặt trị Lựa chọn tuyến ống đất liền khác đáng kể so với đường ống ngồi khơi nhìn chung chúng tương tự số đặt điểm kể Sự khác cụ thể chúng bàn luận phần 5.2.2.2 Đường ống khơi Tuyến ống an toàn ngắn lựa chọn phù hợp với địa hình đáy biển yêu cầu để tránh khu vực đáy biển không ổn định, điểm khơng có thơng tin rõ ràng, chỗ đắm tàu, lưu ý vùng hạn chế thả neo, ngư trường đánh cá, biên giới quốc gia vùng, kế hoạch phát triển tương lai Các vấn đề liên quan đến việc lắp đặt đường ống gần với giàn, giếng khoan đáy biển, đường ống có sẵn cần quan tâm đặc biệt ảnh hưởng khơng đến tuyến ống mà cịn ảnh hưởng đến lựa chọn đến phương pháp thi công lắp đặt Độ sâu ràng buộc quan trọng đòi hỏi phải phát triển giải pháp kỹ thuật lắp đặt đường ống, lắp thêm ống nhánh hay sửa chữa Việc lựa chọn vị trí tiếp bờ cắt bờ biển địi hỏi phải khảo sát toàn diện bị ảnh hưởng vị trí trạm thiết bị xử lý Điều dễ bị ảnh hưởng mơi trường cần phải đánh giá từ giai đoạn đầu Tại nơi tiếp bờ đường ống chịu ảnh hưởng phức tạp dòng chảy đáy biển kết hợp với thủy triều, sóng khúc xạ, sóng vỡ dòng chảy ven bờ Đặt điểm vật lý bề mặt vách, đụn cát … phải xem xét giải pháp đề xuất có tính khó thực cần phải đánh giá 5.2.4 Lựa chọn kích thước ống Các yếu tố cần xem xét lựa chọn kích thước tuyến ống là: - Năng suất thiết kế - Năng suất ngẫu nhiên - Vận tốc sản phẩm - Tuổi thọ làm việc áp suất giếng - Sự tối ưu hóa yếu tố đường kính, áp suất, bề dày ống Các yêu cầu thủy lực dòng chảy tồn trữ sản phẩm sử dụng việc đánh giá sơ đường ống kính 5.2.5 Lựa chọn vật liệu Sự rò rỉ từ đường ống điều chấp nhận yếu tố thương mại lẫn yếu tố an tồn nhiễm môi trường Điều dẫn đến việc vận chuyển lưu chất đòi hỏi hệ thống đường ống phải có đồng cao nhất, có khả chịu áp suất thích hợp mà khơng có nguy hư hỏng Để trợ giúp người thiết kế trình lựa chọn vật liệu, tiêu chuẩn công nghiệp tạo theo phân loại vật liệu trình sản xuất để đáp ứng yêu cầu phẩm chất hoạt động, mức độ chấp nhận được, độ bền, kiểm sốt dung sai kích thước … Ngoài ra, hàng loạt tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ hỗ trợ nhằm phát triển hồn thiện tiêu chuẩn cơng nghiệp để thỏa mãn yêu cầu cụ thể công nghiệp dầu khí Các tiêu chuẩn kỹ thuật cơng nghệ xác định yêu cầu kỹ thụât trình thiết kế, mua bán lắp đặt thiết bị phụ tùng đường ống khác Các yêu cầu hiệu cần phải lựa chọn vật liệu phương pháp hàn Sự hiểu biết thấu đáo ảnh hưởng tiêu chuẩn thiết kế hệ thống đường ống cuối cần thiết Từ đây, tính chất học hóa học, dung sai kích thước xác lập Các u cầu đặc biệt hệ thống khả chống ăn mòn yêu cầu lắp đặt, xây lắp ảnh hưởng liên đới đến trình thiết kế khái niệm Thường ống chế tạo thép, nhiên việc lựa chọn bị hạn chế chủng loại thép sử dụng để thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật Sự lựa chọn thép thơng thường có xu hướng chọn sản phẩm có tiêu kỹ thuật cao lý kinh tế Khi cần phải hồn thiện đặt tính kỹ thuật ống thép cacbon Có thể sử dụng thép khơng rỉ, ống có bọc ngồi lót bên Các vật liệu đặt biệt giá thành cao so với thép cacbon, nhiên kỹ thụât sản xuất trở nên tiên tiến giá thành chúng giảm Các vật liệu phi kim loại composite sản xuất cho cơng nghiệp dầu khí dạng ống dẻo ống có lót nhiều lớp polime Việc sử dụng ống làm hoàn toàn từ vật liệu polime phổ biến hệ phân phối khí áp suất thấp Vật liệu polime xem vật liệu hàng 5.2.6 Lựa chọn bề dày ống Các tiêu chuẩn thiết kế quốc gia khác đưa tiêu chuẩn kỹ thuật khác cho việc lựa chọn bề dày ống vận hành có áp suất Khi lựa chọn loại ống sử dụng cho nhu cầu đặc biệt, cần phải quan tâm đến tượng tăng áp đột ngột, đặc biệt trường hợp hệ thống khơng có thiết bị xử lý tượng Các yếu tố ảnh hưởng đến bề dày ống − Áp suất thiết kế − Nhiệt độ thiết kế − Ăn mòn − Phương pháp lắp đặt − Địa hình đáy biển − Độ ổn định − Tuổi thọ thiết kế hệ thống đường ống Các điều kiện vận hành áp suất có tác động đến việc chọn ứng suất bền vật liệu theo yêu cầu bề dày ống Có khác mặt sử dụng đường ống đất liền cơng tác sửa chữa dễ dàng tốn so với mơi trường ngồi khơi Ở mơi trường khơi, xu hướng chung thực tính tốn thận trọng u cầu cho bề dày ống Tuy nhiên phải cẩn thận trường hợp đường ống đất liền lựa chọn tuyến ống nghiên cứu độ gần vị trí đặc biệt Ví dụ cho trường hợp bề dày ống trung tâm dân cư nơng trại phải có khả chịu va chạm học với thiết bị đào đất Nếu ống có đường kính lớn q trình thiết kế ống cần phải xem xét cẩn thận ngoại lực tác động lên ống, kiểm soát cẩn thận trình lấp ống Điều đặc biệt quan trọng ống mỏng chịu áp suất cửa đất mà khơng bị ảnh hưởng độ trịn tính tồn vẹn cấu trúc Các ống thép có tỷ lệ đường kính/ bề dày vượt 96 phải kiểm soát cẩn thận Việc áp dụng bề dày cho phép ăn mịn tính đến có diện chất ăn mòn với nước: − CO2 ăn mòn − H2S ăn mòn chua − O2 ăn mịn oxi hóa oxi Mức độ ăn mịn kiểm sốt cá biến cố vật lý sau: − Nhiệt độ − Áp suất − Độ dẫn − PH − Nồng độ chất ăn mòn − Tốc độ dịng chảy Ngồi độ ăn mịn chịu tác dụng phụ như: − Trình độ cán thép − Các loại ứng suất (cố định chu kỳ) − Quá trình xử lý nhiệt − Liên kết kim loại Các ống bị ăn mòn tốc độ thấp xử lý bề dày bổ sung cho phép ăn mòn Trường hợp ăn mòn tốc độ cao xử lý cách sử dụng chất ức chế ăn mòn sử dụng vật liệu thay thích hợp Chất ức chế ăn mịn khơng thể đạt hiệu suất bảo vệ 100%, người thiết kế phải lưu ý đến điều dùng chúng để khống chế tượng ăn mòn Tương tác liên kết sản phẩm ức chế ăn mòn phải giải cách riêng rẽ Trường hợp có khơng có sử dụng chất ức chế ăn mịn tổng bề dày ăn mịn cho phép khơng vượt q 6mm ăn mịn thơng thường khơng có giá trị cao Trong q trình đặt ống ống chịu ứng suất uốn trình thao tác ống tiếp xúc với bề mặt đáy rảnh Ống cần phải có bề dày để chống lại ứng suất uốn tượng oằn ống 5.2.7 Lựa chọn lớp phủ chống ăn mịn Đương ống bị ăn mòn bên lưu chất sản phẩm nước bám vào từ bên tác động ăn mòn mạnh điều kiện ăn mòn từ đất nước biển Các hệ thống lớp phủ đường ống thường sử dụng là: Các lớp phủ nhựa đường tăng cường tính sợi thủy tinh nhựa than đá Polyenthylene( PE) Các lớp phủ epoxy liên kết phương pháp nóng chảy 5.2.8 Lựa chọn lớp cách nhiệt Trong trình thiết kế khái niệm nên xem xét đến yêu cầu cách nhiệt cho ống có Lớp cách nhiệt cho ống nhằm giảm lượng nhiệt thất thoát dọc theo chiều dài ống yêu cầu cho số trường hợp đây: 5.2.8.1 Lắng tách Wax (paraffin) : Các vấn đề độ nhớt cao xảy nguồn gốc dầu thô khai thác vùng khác chứa tỷ lệ lớn Wax (paraffin), có lớn 5% khối lượng Ở nhiệt độ thấp (thấp điểm vẩn đục-cloud point) xảy tượng hình thành tinh thể Wax lắng đọng thành ống làm giảm hiệu suất vận chuyển làm tắc nghẽn đường ống Các kết tủa Wax xử lý phương phápliên tục bơm hóa chất, trì nhiệt độ thông thường dùng thoi cạo đường ống (pig) Các kỹ thuật gián đoạn khác sử dụng ngâm rửa đường ống xylene thổi ống khí biện pháp có nhược điểm lớn thất sản phẩm trình ngưng hoạt động nhà máy thiết bị can thiệp độ tin cậy thiết bị khơng đảm bảo 5.2.8.2 Sự hình thành hydrate: Sự hình thành hydrate khơng khí bị ức chế cách trì nhiệt độ ống cao nhiệt độ hình thành hydrate cách bơm methanol glycol Việc vận chuyển hóa chất đến đầu vào đường ống đòi hỏi: sử dụng bồn chứa hệ thống đường ống bổ sung thường đòi hỏi phải có thiết bị cuối đường ống thiết bị xử lý 5.2.8.3 Lựa chọn lớp cách nhiệt: Một số loại dầu thơ có độ nhớt cao nhiệt độ đường ống thông thường có nước lẫn vào hình thành nhũ tương có độ nhớt cao Có ba biện pháp xem xét lựa chọn cách riêng rẽ hay kết hợp với đây: Tăng đường kính ống, điều tiềm tàng nguy ăn mịn vấn đề đóng cặn đường ống vận hành tốc độ dòng chảy bị giảm Bơm thêm hóa chất làm tăng khả vận chuyển hóa chất phá hệ nhũ tương Các hóa chất thường đắt địi hỏi việc lắp thêm đường ống hoạt động phụ trợ lõi trung tâm đặc biệt khai thác đáy biển Duy trì nhiệt độ dịng chảy cách sử dụng lớp cách nhiệt thiết bị gia nhiệt dầu thiết bị bù nhiệt Chôn ống biện pháp quan trọng làm tăng khả cách nhiệt đường ống khơi phương pháp khó thực địi hỏi chi phí cao 5.2.8.4 Tiêu chuẩn kỹ thụât giao nhận Để đáy ứng yêu cầu nguyên liệu đầu vào cho thiết bị chế biến cuối đường ống, thường lưu chất phải thỏa mãn thông số tối thiểu áp suất nhiệt độ Trong trường hợp đáp ứng nhiệt độ áp suất yêu cầu dùng biện pháp xử lý lắp đặt thêm thiết bị gia nhiệt thiết bị tách bổ sung cách nhiệt đường ống 5.2.9 Vòng bù dãn nở Trước bắt đầu thiết kế có số thơng số cần phải đánh giá phân tích độ nhạy Các đường ống phần bù dãn nở thường sử lý theo tiêu chuẩn thỏa mãn ứng suất Các thiết bị bù dãn nở khơi phải chịu tải trọng dãn nở tải trọng dòng chảy sóng Tấc loại tải trọng làm giảm Giãn nỡ nhiệt làm giảm cách sử dụng phương pháp lấp đất lèn chặt (nhờ chơn lèn đá ngồi biển) tăng trọng lượng ống (sử dụng neo lớp phủ bêtông) Tải trọng sóng làm giảm cách chuẩn bị nhà che chắn dùng phụ 5.2.10 Lựa chọn phương pháp bảo vệ chống ăn mịn Các đường ống ngồi khơi thường bảo vệ loại anode hy sinh ngược lại đường ống đất liền thường sử dụng hệ thống cung cấp dịng điện từ nguồn ngồi Loại, kích thước khoảng cách anode phải xác định nhằm xem xét vấn đề sau: Khối lượng vật anode phải đủ để bảo vệ đường ống suốt q trình hoạt động hệ thống đường ống, ln phải lưu ý đến thơng số điện tích tối đa lớp phủ bị nứt gãy hay phá hỏng q trình vận hành ống Diện tích bề mặt anode phải đủ lớn để cung cấp đủ cường độ dòng điện để bảo vệ đường ống thời điểm cuối tuổi thọ làm việc đường ống, lúc hầu hết anode bị tiêu hao trình hoạt động Khoảng cách anode xác định để có kích thước thích hợp cho anode Nếu anode lắp đặt vào ống xà lang đặt ống khơi chúng phải có trọng lượng giới hạn Bề dày anode xác định chiều dày lớp phủ bêtông tạo trọng lượng 5.3 Thiết kế khí cho đường ống Đường ống phải có đủ độ bền chống lại tải trọng tác động lên nó, q trình xây lắp thử nghiệm đường ống đường ống đưa vào vận hành Trong trình xây lắp, đường ống bị uốn, kéo xoắn Khi ống đưa vào vận hành bị tác động áp suất bên từ lưu chất từ bên ngồi mơi trường biển đất xung quanh, ngồi cịn có ứng suất gây thay đổi nhiệt độ Đường ống chịu tải trọng bên ngồi, chẳng hạn ống biển, tải trọng va chạm với neo, neo lưới cá, với trường hợp ống đất liền, tải trọng ngồi lắng xuống khác đất xung quanh ống, va chạm với thiết bị đào đất Các yếu tố độ bền cho đường ống biển thường cao so với đường ống đất liền Vấn đề dược trình bày sau áp dụng thiết kế độ bền chống lại áp suất trong, áp suất ngoài, ứng suất dọc trục, tượng uốn ống, tượng va chạm móp ống, tượng uốn ống cong lên 5.3.1 Thiết kế chống lại áp suất bên Áp suất bên tạo từ lưu chất vận chuyển ống tải trọng quan trọng cho đường ống Trong trường hợp điển hình, ống 30 inch chịu áp suất 15Mpa chịu tải trọng tổng 11MN mét đường ống, met đường ống chịu lực vịng có độ lớn 5.5MN Ngồi ra, ứng suất vịng tạo áp suất xác định chủ yếu phương pháp thống kê cho không xảy tình trạng tái phân bố ứng suất đủ lớn ứng suất không bị bổ sung làm suy giảm ứng suất đàn hồi Nếu ứng suất vòng q lớn Cơng thức đơn giản để tính ứng suất s H gây áp suất phương trình barlow: sH = pD 2t - Với p áp suất (Mpa), - D đường kính ống mm, - t bề dày ống mm, Công thức khơng có độ xác tốt Kết tính từ phương trình thường cao ứng suất tối đa, nhiều quy tắc chấp nhận phương trình thiết kế Cơng thức viết lại cho bề dày ống lý thuyết thỏa mãn yêu cầu ứng suất vòng giá trị tương ứng với suất đàn hồi sau: t= pD f1 f 2Y - Với Y độ lớn ứng suất đàn hồi vật liệu làm ống - f1 hệ số thiết kế diễn tả ứng suất vịng tối đa cho phép tích số ứng suất đàn hồi 0,72 - f2 hệ số dung sai chế tạo ống, cho phép sai lệch bề dày ống so với bề dày danh nghĩa, thường 0,875, có nghĩa bề dày thấp bề dày danh nghĩa tối đa cho phép 12,5% Hệ số thiết kế hệ số sử dụng hay hệ số hữu dụng thường lấy giá trị 0.72 cho đường ống lấy giá trị thấp cho ống đứng đoạn ống gần với giàn khơi vùng bị hạn chế hay tuyến đường giao thông đường ống đất liền Các quy tắc định cách khác giá trị tối đa cho hệ số thiết kế, tùy thuộc vào vị trí địa lý xem xét xác đáng khác Ví dụ : đường ống 30 inch D = 762mm; p = 15Mpa; Y = 413,7N/mm 2; f1= 0,72; f2= 0.875 t = 21,9mm Tính tốn theo cơng thức Trong thực tế thơng thường, kích thước đường ống lựa chọn tuân theo tiêu chuẩn API Bề dày tiêu chuẩn API 22,2mm, nên trọn bề dày cho ống Trong trường hợp đặc biệt đường ống có đường kính bề dày Ví dụ trường hợp đường ống lớn dài tiết kiệm chi phí so với sử dụng đường ống theo API đáng kể 5.3.2 Thiết kế chống lại áp suất Áp suất bên ngồi đủ lớn có khuynh hướng làm cho đường ống trở nên oval cuối phá hủy chúng Một đường ống trịn hồn hảo chịu tác động áp suất có độ lớn tăng dần cách ổn định không bị méo áp suất đạt đến giá trị gọi áp suất đàn hồi tới hạn, pcr cho phương trình: ER pcr =   (1 − n ) 4 t  Trong R bán kính trung bình, t bề dày ống, E modul đàn hồi n tỷ số Poisson Tại giá trị áp suất đàn hồi tới hạn ống bị phá hủy lập tức, hầu hết đương ống, áp suất đàn hồi thường có giá trị cao, ví dụ đường ống 30 inch với bề dày 22,2mm, giá trị áp suất đàn hồi tới hạn là12.5Mpa, tương ứng với độ sâu nước 1250m, tạo ứng suất vịng khoảng 208N/mm Sự oằn ống theo hướng chu vi áp suất xảy ra, nhiên phá hủy ống đàn hồi xảy ngoại trừ với đường ống mỏng Các đường ống thực tế thường khơng trịn cách hồn hảo mà có hình oval mức độ Độ oval ống thường kiểm soát tiêu chuẩn kỹ thuật ống Khi ống khơng trịn chịu tác động áp suất bên ngoài, độ méo ống tăng liên tục trở nên lớn áp suất đạt đến giá trị tính tốn phương trình tính pcr Hiện tượng oằn ống xảy nhiều nguyên nhân khác tác động áp suất bên ngồi, ví dụ như, qua trình uốn ống thi cơng xây lắp phá hủy học tác động bên Các tượng oằn ống thường phát triển dọc theo chiều dài ống áp suất bên nhỏ áp suất tới hạn để xảy tượng phá hủy đàn hồi Hiện tượng gọi tượng oằn ống lan truyền xảy phá hủy chiều dài ống đáng kể Hiện tượng oằn ống lan truyền cần giải trình thiết kế khái niệm Các đường ống chôn đất chịu tác động tải trọng làm oval ống trọng lượng đất phương tiện giao thông… qua phía ống 5.3.3 Thiết kế chống ứng suất dọc trục: Một đường ống vận hành chịu ứng suất dọc trục ứng suất vòng Các ứng suất dọc trục xuất chủ yếu từ hai tác động Thứ tác động poisson làm cho kim loại bị kéo giãn với sức căng đồng trục bị co lại theo phương vng góc, co lại theo phương vng góc bị khống chế xuất ứng suất tương ứng Do đó, ống chịu áp suất bên trong, ứng suất kéo theo phương chu vi gây biến dạng kéo theo phương chu vi biến dạng nén theo phương dọc trục Nói cách khác, ống chịu ứng suất phương chu vi khơng chịu ứng suất dọc trục ống bị kéo theo phương chu vi làm đường kính ống lớn lên bị nén theo phương dọc trục làm ống ngắn lại Nếu tượng nén theo phương dọc trục bị hạn chế, ví dụ lực ma sát với đáy biển bị liên kết chặt với phận cố định giàn, xuất ứng suất theo phương dọc trục Tác động thứ hai có khuynh hướng gây ứng suất dọc trục nhiệt độ Nếu nhiệt độ ống tăng lên ống giản nở thoải mái theo phương hướng, giản nở theo phương dọc trục chu vi Giãn nở theo phương chu vi thường hồn tồn khơng chịu ma sát đáy biển phận liên kết Theo tượng giãn nở bị khống chế, ứng suất nén theo phương dọc trục xuất ống Ứng suất dọc trục có hai thành phần thứ có liên quan đến áp suất thứ hai có liên quan đến nhiệt độ Thành phần áp suất dương ( kéo) thành phần nhiệt độ thường âm (nén) Kết cuối kéo hay nén phụ thuộc vào độ lớn tương đối áp suất độ tăng nhiệt độ Lấy ví dụ cho ống có đường kính ngồi 30inch, bề dày 22,2mm minh họa trứơc đây, áp suất bên 15Mpa độ tăng nhhiệt độ 90 oC, thành phần áp suất ứng suất dọc trục +75 N/mm thành phần nhiệt độ - 221N/mm 2, ứng suất dọc trục cuối -146 N/mm2 5.4 Phương pháp xây lắp đường ống Nếu đường ống không xây lắp, kiểm tra thử nghiệm tốt đường ống khơng thể phép vận hành cho dù thiết kế kỹ lưỡng lựa chọn vật liệu phù hợp Đối với hệ thống đường ống đất liền ngồi khơi, ln phải thực cơng việc sau: vận chuyển bảo quản đường ống, chế tạo ống, kiểm tra ống 5.4.1 Vận chuyển vật liệu làm ống 5.4.1.1 Vận chuyển đường ống Các hư hỏng cho đường ống lớp phủ ống thường gây thiệt hại nghiêm trọng đường ống cần phải xử lý cách cẩn thận Bất kỳ hư hỏng cho đường ống thường gây điểm tập trung ứng suất có áp suất có khả gây hỏng đường ống vị trí Đường ống trước vận chuyển đến công trường xây lắp phải phủ hoàn chỉnh, nhà máy sản xuất ống công ty phủ ống Thường việc phủ lớp bêtông cho ống thực trước xây lắp đường ống khoảng cách gần so với vị trí thi cơng xây lắp đường ống Vận chuyển ống Cần phải kiểm tra toàn trước bắt đầu bốc dỡ ống lên phương tiện vận chuyển Cần phải thống chi phí đền bù cho hư hỏng đường ống xảy trình vận chuyển giai đoạn Các số liệu số lượng ống, số lượng đoạn, chiều dài tình trạng ống cần lưu trữ để sử dụng cho dự án cho q trình thi cơng sau q trình hàn ống hay kéo ống Tại vị trí đặc biệt cần phải xem xét yêu cầu đặc trưng cho ống bề dày ống khác nhau, ống thử nghiệm trước hay ống phủ bêtông Thường nhà thầu chịu trách nhiệm nhận ống công trường thi công dọc theo tuyến ống, trình bốc dỡ ống vận chuyển đường trình rải ống chưa giải ống xong Tuy vậy, thường việc làm phức tạp cho trình lưu trữ tài liệu Trên vùng đất phẳng điều kiện thời tiết tốt xe tải đơi để đường ống dọc theo chiều dài làm việc cần Thông thường hơn, thường người ta sử dụng hệ cọc dẫn đường cho khu vực khó thi cơng khu vực cắt ngang khu vực cắt ngang đường ray để giảm thiểu tải trọng đất lên ống Tại vùng có nhiều cối khu vực vào vùng đất khơng chịu tải trọng bốc dỡ cao sử dụng trực thăng Phương pháp hiệu q trình dỡ ống khơng làm hư hỏng ống gần Ngồi sử dụng thuyền đệm khí cho vùng có khả chịu tải trọng thấp Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật đường ống dẫn khí Nơi chế tạo Mã số Đường kính ống (mm) Bề dày thành ống (mm) Giới hạn bền lực (MPa) Giới hạn lưu động (MPa) (1) (2) (3) (4) (5) (6) Nga 14-3-600-77 14-3-602-77 14-3-741-78 14-3721-77 14-3-721-78 14-3-604-77 14-3-605-77 14-3-605-79 1420 1220 1020 1420 1220 1220 1220 1220 820 529 529 1020 16,5 11,5÷15,2 11÷12,5 17,5 14,5÷17,2 10,5÷12,5 10,5÷12,5 9÷12 8; 9; 10 7; 8; 7; 8; 9;5÷10 588 509,6 490 549,8 549,8 539 589 539 588 490 490 539 411 362,6 343 421,4 421,4 372,4 372,4 372,4 411,6 343 352,8 372,4 Nhật 56-76C; 56-7671C; 56-76HKK 56-76CK; 56-761C567771HKK;56-76KC 40/48/56; 28-78 1420 1220 1020 720; 529 – 19,5 529-588 392-460,6 Đức 20/8/40/48/56/79 40/48/56-78X 20/28/40/48/8071C 1420 1220 720; 529 – 21,5 529,2-588 392-460,6 Ý 20/28/75 702,59 84 – 11 509,6 372,4 Tiệp 132/78; 236/78 702,59 – 15 490 352,8 https://www.pvgas.com.vn/san-pham-va-dich-vu/dich-vu/van-chuyen-phan-phoi-lngcng-lpg Hiện tại, hệ thống đường ống vận chuyển khí PV Gas bao gồm: Hệ thống vận chuyển phân phối khí Cửu Long Khí từ mỏ thu gom đến giàn nén khí trung tâm (CCP) nén với áp suất cao để chuyển tải qua đường ống ngầm duới biển để đưa trạm tiếp bờ Long Hải, đưa vào xử lý nhà máy xử lý khí Dinh Cố (GPP) Khí khơ (đầu ra) GPP vận chuyển đường ống tới Bà Rịa, Phú Mỹ để phân phối tới hộ tiêu thụ Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ, ngồi chức tiếp nhận khí đồng hành từ hệ thống khí Bạch Hổ, cịn có chức tiếp nhận khí từ hệ thống khí Nam Côn Sơn để phân phối tới khách hàng a Đường ống dẫn khí đồng hành Sư Tử Vàng – Rạng Đông - Bạch Hổ - Long Hải – Dinh Cố Đường ống dẫn khí Bạch Hổ - Long Hải – Dinh Cố (116,5 km) đưa vào vận hành năm 1995 để vận chuyển khí đồng hành từ giàn nén khí trung tâm (CCP) mỏ Bạch Hổ tới nhà máy xử lý khí Dinh Cố Đường ống thiết kế với lưu lượng triệu m khí /ngày đêm để phục vụ cho việc vận chuyển khí từ mỏ dầu Đường ống dẫn khí Rạng Đông - Bạch Hổ dài 46,5 km đưa vào vận hành từ tháng 12/2001 để vận chuyển khí đồng hành từ Lơ 15.2 CCP Đường ống dẫn khí 16” Sư Tử Vàng - Rạng Đơng với tổng chiều dài 43,5 km, đưa vào vận hành năm 2009 để vận chuyển khí đồng hành thu gom từ Lô 15.1 CCP b Đường ống dẫn khí Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ Đường ống dẫn khí 16” dài 7,3 km Dinh Cố – Bà Rịa đường ống Bà Rịa – Phú Mỹ dài 21,5 km có nhiệm vụ vận chuyển khí khơ từ đầu nhà máy xử lý khí Dinh Cố tới trạm phân phối khí để phân phối cho khách hàng tiêu thụ c Các trạm phân phối khí (GDS) Bà Rịa, Phú Mỹ Được xây dựng đưa vào vận hành với đường ống dẫn khí Bạch Hổ - Dinh Cố - Bà Rịa – Phú Mỹ, trạm phân phối khí Bà Rịa Phú Mỹ có nhiệm vụ phân phối khí cho nhà máy điện Bà Rịa hộ tiêu thụ khí Cửu Long khu vực Phú Mỹ d Đường ống sản phẩm lỏng Dinh Cố - Thị Vải Đường ống sản phẩm lỏng Dinh Cố - Thị Vải, gồm đường ống 6” từ Dinh Cố đến kho cảng Thị Vải, đưa vào sử dụng từ năm 1998, có nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm lỏng gồm Bupro (hỗn hợp Butane Propane) Condensate từ đầu nhà máy xử lý khí Dinh Cố đến kho cảng Thị Vải để tồn trữ xuất cho khách hàng Hệ thống vận chuyển phân phối khí Nam Cơn Sơn a Đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn Đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn đưa vào vận hành từ năm 2003 để vận chuyển khí thiên nhiên từ Lô 06.1, 11.2 12W nhà máy xử lý khí Dinh Cố (NCST) để xử lý Khí khô đầu NCST vận chuyển đường ống tới Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ (GDC) để cung cấp cho hộ tiêu thụ khu vực Phú Mỹ Hiện tại, công suất tối đa hệ thống khí NCS 20 triệu m3/ngày đêm b Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ xây dựng diện tích 10 Phú Mỹ, bên cạnh Trạm phân phối khí Phú Mỹ thuộc hệ thống khí Cửu Long Ngồi nhiệm vụ tiếp nhận khí phân phối khí Nam Côn Sơn tới hộ tiêu thụ Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ cịn có chức điều tiết khí hai nguồn khí Nam Cơn Sơn khí Cửu Long .c Đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Nhơn Trạch - Hiệp Phước Đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Nhơn Trạch - Hiệp Phước với tổng chiều dài 71,1km đưa vào sử dụng năm 2008 có nhiệm vụ vận chuyển phần khí Nam Cơn Sơn đến Trạm phân phối khí Nhơn Trạch (Đồng Nai) Hiệp Phước (TP Hồ Chí Minh) để cung cấp cho nhà máy điện khu công nghiệp dọc theo tuyến ống, đồng thời phát triển thị trường tiêu thụ khí TP.HCM tương lai, kết nối mạng khí hai khu vực Đơng – Tây Nam Hệ thống vận chuyển phân phối khí PM3 - Cà Mau Hệ thống vận chuyển khí PM3 – Cà Mau, vận hành từ năm 2007, có đường ống dài 330 km với cơng suất tỉ m3/năm gồm có đường ống ngồi khơi dài 300 km vận chuyển khí khai thác từ Lô PM3-CAA & Lô 46 Cái Nước, đường ống bờ dài 30 km đưa khí Trung tâm phân phối khí Cà Mau Trung tâm phân phối khí Cà Mau có nhiệm vụ tiếp nhận khí từ hệ thống khí PM3 Lơ 46 Cái Nước để phân phối tới hộ tiêu thụ Nhà máy Điện Cà Mau 1, Nhà máy điện Cà Mau Nhà máy Đạm Cà Mau ... bảo quản đường ống, chế tạo ống, kiểm tra ống 5.4.1 Vận chuyển vật liệu làm ống 5.4.1.1 Vận chuyển đường ống Các hư hỏng cho đường ống lớp phủ ống thường gây thiệt hại nghiêm trọng đường ống cần... chuyển hệ thống đường ống Nam Côn Sơn theo thiết kế khoảng tỷ m3/năm 1.1.3 Hệ thống đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Mỹ Xuân - Gị Dầu Hệ thống phân phối khí thấp áp Phú Mỹ - Mỹ Xn - Gị Dầu nhận khí... (dầu, nước) khí giếng khai thác Vận chuyển khí tới nơi tiêu thụ Tập trung hóa tối đa cơng trình giảm số lượng Để xây dựng phần ống dẫn hệ thống ống dẫn khí người ta dùng ống nguyên, ống hàn (ống