Nghiên cứu tính toán ổn định cho giàn tự nâng khi di chuyển và trong khai thác

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Tác giả Cù Huy Chính i LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu nhận đƣợc giúp đỡ, góp ý bảo tận tình Thầy giáo hƣớng dẫn, Thầy, Cô giáo Khoa Đóng tàu, Thầy Cô giáo Khoa sau Đại học Trƣờng Đại học Hàng hải Việt Nam bạn đồng nghiệp giúp hoàn thành luận văn: “Nghiên cứu tính toán ổn định cho giàn tự nâng di chuyển khai thác” Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS LÊ HỒNG BANG ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, tận tình giúp đỡ, động viên khích lệ tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Đóng tàu, Khoa sau đại học Trƣờng Đại học Hàng hải Việt Nam, bạn đồng nghiệp trƣờng tạo điều kiện cho thời gian nguồn tài liệu tham khảo Tác giả Cù Huy Chính ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO GIÀN KHOAN TỰ NÂNG 1.1 Cơ sở tính ổn định 1.2 Các bƣớc tính ổn định cho giàn khai thác 1.2.1 Phƣơng pháp kiểm tra an toàn lật 1.2.2 Tính mô men lật M0 : 1.2.3 Tính mô men hồi phục Mr 1.2.4 Hệ số an toàn lật, S0 10 CHƢƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH GIÀN KHOAN TỰ NÂNG 11 2.1 Ổn định giàn khoan tự nâng trạng thái 11 2.1.1 Tỉ lệ Bonjean 11 2.1.2 Xây dựng đƣờng cong thủy tĩnh (Hydrostatic Curves) 12 2.1.3 Các đƣờng cong tính 15 iii 2.1.4 Xây dựng đƣờng cong cánh tay đòn ổn định hình dáng 15 2.1.5 Điều kiện ổn định giàn tự nâng 18 2.1.6 Tiêu chuẩn ổn định 21 2.1.7 Xác định chiều cao giới hạn trọng tâm giàn 23 2.1.8 Cân giàn 24 2.2 Ổn định giàn tự nâng khai thác 26 2.2.1 Giới thiệu chung 26 2.2.2 Phƣơng pháp kiểm tra an toàn lật 26 2.2.2.2 Tính mô men ổn định ( hồi phục ) Mr 27 2.2.2.3 Hệ số an toàn lật, S0 28 CHƢƠNG 3: TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA GIÀN TAM ĐẢO 02 29 3.1 Thông số kích thƣớc bố trí giàn Tam Đảo 02 29 3.2 Điểm vào nƣớc 36 3.3 Tính toán ổn định nguyên vẹn di chuyển 37 3.4 Cao độ trọng tâm cho phép – VCG Max 63 3.5 Ổn định giàn khai thác 64 3.5.1 Kiểm tra an toàn lật giàn Tam Đảo 02 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 Kết luận 71 Kiến nghị hƣớng phát triển luận văn 72 Tiếng Việt 73 Tiếng Anh 73 iv CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu Đơn vị Nội dung F m2 Jx m4 Mng MN.m Momen nghiêng gió A m2 Diện tích chắn gió Ms MN.m Momen lật sóng Mr MN.m Momen ổn định thực giàn LCG m Hoành độ trọng tâm giàn TCG m Tung độ trọng tâm giàn VCG m Cao độ trọng tâm giàn FSM MT- m Momen ảnh hƣởng mặt thoáng ABS CCG DNV IMO NMD HSE Diện tích tiết diện dầm tƣơng đƣơng Mô men quán tính tiết diện cột trục qua tâm tiết diện The American Bureau of Shipping (Tổ chức Đăng kiểm Mỹ) The Canadian Coast Guard (Cục cảnh sát biển Canada) Det Norske Veritas (Tổ chức Đăng kiểm Nauy) The International Maritime Organisation (Tổ chức hàng hải quốc tế) The Norwegian Maritime Directorate (Cục hàng hải Nauy) Health and Safety Executive (Tổ chức Sức khỏe An toàn Anh quốc) v DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang Tiêu chuẩn ổn định trạng thái giàn di chuyển 2.1 22 số quan quốc tế 2.2 Bảng cân dọc, cân ngang giàn 24 3.1 Kích thƣớc giàn Tam Đảo 02 29 3.2 Két KÉT NƢỚC DẰN(SpGr 1.025) 33 3.3 Két KÉT NƢỚC NGỌT:(SpGr 1.000) 34 3.4 Két MUD (SpGr 2.200) 34 3.5 Két KÉT DẦU FO(SpGr 0.870) 35 3.6 Két KÉT DẦU DO(SpGr 0.870) 35 3.7 Két LUBE KÉT DẦU KHÁC (SpGr 0.924) 35 3.8 Két KÉT DẦU KHÁC (SpGr 0.900) 35 3.9 Két BRINE (SpGr 1.100) 36 3.10 Két CEMENT (SpGr 1.100) 36 3.11 Két MUDT (SpGr 1.600) 36 3.12 Tất két 36 3.13 Tọa độ điểm vào nƣớc 36 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Số Tên hình hình Trang 2.1 Hình dáng mặt cắt ngang giàn 11 2.2 Hình dáng đƣờng nƣớc giàn 12 2.3 Các đƣờng cong tính 15 2.4 Cánh tay đòn ổn định hình dáng 16 2.5 Sơ đồ xác định cánh tay đòn ổn định hình dáng 20 2.6 Kiểm tra ổn định cho giàn khoan tự nâng 21 2.7 Chuyển vị ngang giàn tự nâng 27 3.1 3.2 3.3 Sơ đồ bố trí két giàn Tam Đảo 02 Tank Top BL 1.8m Sơ đồ bố trí két giàn Tam Đảo 02 Intermediate deck BL 5.15 m Sơ đồ bố trí két giàn Tam Đảo 02 Main deck BL 8.5 m 30 31 32 3.4 Giàn Tam Đảo 02 trạng thái Ocean Tow 37 3.5 Giàn Tam Đảo 02 trạng thái Field Tow 38 3.6 Sơ đồ hƣớng gió tác dụng lên giàn Tam Đảo 02 39 3.7 Đƣờng cong VCG max 64 3.8 Sơ đồ chịu tải giàn tam đảo 65 vii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam với vị trí địa lý trải dài ven biển Đông có thềm lục địa rộng lớn với nguồn tài nguyên dầu mỏ dồi Các công trình biển đóng vai trò quan trọng chiến lƣợc phát triển kinh tế quốc dân đặc biệt kinh tế biển nhƣ an nình quốc phòng, bảo vệ chủ quyền vùng biển vùng thềm lục địa Giàn khoan tự nâng phƣơng tiện đại, phổ biến quan trọng việc thăm dò, khai thác dầu khí Việc khảo sát, phân tích nghiên cứu để đƣa phƣơng pháp tính toán tin cậy đƣợc để áp dụng vào điều kiện thực tế nƣớc ta việc quan trọng Để thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật thi công, khai thác, tính kinh tế việc thiết kế giàn khoan nói chung phải trải qua bƣớc nhƣ: mô hình hóa môi trƣờng biển; tính ổn định; tính tải trọng; kết cấu; phƣơng pháp cố định giàn Trong việc tính toán ổn định cho giàn tự nâng hai trạng thái khai thác vô quan trọng, đảm bảo an toàn hiệu khai thác Nó điều kiện tiên đóng giàn tự nâng Mặt khác việc áp dụng chƣơng trình tự động hóa nhằm đẩy nhanh tiến độ tăng độ xác cho công việc tính toán, phù hợp với xu ứng dụng khoa học công nghệ Mục đích nghiên cứu đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài xậy dựng phƣơng pháp tính toán ổn định cho giàn khoan tự nâng di chuyển khai thác phù hợp với hình dáng, kết cấu, khí tƣợng thủy văn địa chất vị trí làm việc giàn Nghiên cứu, ứng dụng cách hiệu phần mềm AutoShip vào việc tính toán kiểm tra tính ổn định giàn Tam Đảo 02 hoạt động vùng biển phía Nam Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: Đề tài hƣớng tới nghiên cứu tính toán ổn định cho giàn khoan tự nâng di chuyển khai thác đồng thời lấy giàn khoan Tam Đảo 02 khai thác vùng biển phía Nam làm ví dụ minh họa Phạm vi nghiên cứu đề tài: Trong nội dung luận văn, tác giả tập trung vào vấn đề tính toán kiểm tra ổn định cho số trạng thái giàn tự nâng di chuyển khai thác với hỗ trợ phần mềm AutoShip Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài Đề tài sử dụng phƣơng pháp lý thuyết sở tiêu chuẩn ổn định cho giàn khoan tự nâng Việt Nam nhƣ tham khảo tiêu chuẩn nƣớc có khoa học tiên tiến công trình biển giới Cùng với hỗ trợ phần mềm Autoship ứng dụng tính toán cho tàu công trình Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học đề tài: Đề tài đƣa phƣơng pháp tính toán ổn định cho giàn khoan tự nâng di chuyển khai thác, phù hợp với hình dáng, kết cấu, điều kiện khí tƣợng thủy văn, địa chất nơi giàn hoạt động Ý nghĩa thực tiễn Đề tài đƣợc thực góp phần thiết thực cho việc nghiên cứu, thiết kế giàn khoan tự nâng nƣớc CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO GIÀN KHOAN TỰ NÂNG Giàn khoan tự nâng (Jack-up rig) có chân tựa lên đáy biển đƣợc tạo nên từ ponton đƣợc lắp đặt hệ thống chân giàn, trang thiết bị khoan, thiết bị công nghệ khoan hàng loạt tổ hợp trang thiết bị khác nhƣ tổ hợp trang thiết bị lƣợng phụ, cấu nâng hạ giàn v.v Tại điểm khoan hệ thống chân giàn khoan đƣợc hạ xuống đáy biển sau thân giàn trang thiết bị đƣợc nâng lên khỏi mặt nƣớc với độ cao xác định nhờ cấu nâng hạ giàn (các Jack đặc biệt hệ – bánh răng) Phụ thuộc vào khả chịu tải đất nơi đặt giàn khoan mà chân giàn ngập sâu vào đáy biển từ – 14 m Ƣu điểm giàn khoan tự nâng hoạt động phạm vi rộng chiều sâu biển (80 – 200 m) Nhƣợc điểm loại giàn khoan chỗ đáy biển yếu hoạt động giàn gặp khó khăn định Khi tính toán cho giàn tự nâng cần dựa sở sau đây:  Liên kết chân đế - đất: Trong điều kiện môi trƣờng tƣơng đối khắc nghiệt vùng biển Việt Nam với chiều sâu nƣớc 60 m, việc tính toán đòi hỏi phân tích động lực giàn có xét đến mức độ ngàm chân đế đáy biển Tuy nhiên, mức độ liên kết chân để/ đất phụ thuộc vào loại đất kích thƣợc đế cột Trong đất rắn (cát chặt hay đất sét) với độ lún ít, liên kết đế/ đất đƣợc coi nhƣ khớp cầu ngàm phần; đất mềm chân đƣợc vùi sâu tạo mô men, coi liên kết ngàm Tất két Totals: * FSM Notes Momen nghiêng Heel(deg) 0.000 5.000s 10.000s 20.000s 30.000s Load (%) 7.19% Weight (MT) 1,377.96 LCG (m) 27.235f TCG (m) 1.046s VCG (m) 2.093 FSM (MT-m) 3,918.92 Mmt(m-MT) 12,094.830s 12,569.110s 13,043.410s 13,636.290s 12,450.530s Tay đòn ổn định tĩnh gây nghiêng - ỔN ĐỊNH NGUYÊN VẸN Tay đòn ổn định tĩnh góc nghiêng Free Surface Adjustment Adjusted VCG Heel Trim Angle Angle (deg) (deg) 0.00 0.01a 1.46s 0.01a 3.00s 0.01a 6.00s 0.13a 9.00s 0.74a 9.64s 0.91a 12.00s 1.65a 15.00s 2.62a 18.00s 3.67a 21.00s 4.90a 21.22s 5.00a 24.00s 6.52a 27.00s 9.22a 0.209 21.795 Origin Depth (m) 5.801 5.799 5.793 5.864 6.344 6.492 7.138 8.030 8.988 10.065 10.151 11.361 13.248 Residual Arm (m) -0.644 -0.001 0.675 1.835 2.249 2.260 2.129 1.655 0.943 0.072 0.003 -0.896 -2.010 Area (m-Rad) 0.000 -0.008 0.001 0.067 0.176 0.202 0.292 0.391 0.460 0.488 0.488 0.466 0.390 Flood Pt Notes Height (m) 2.705 (4) 2.399 (5) Equil 2.073 (5) 1.431 (5) 0.757 (5) 0.602 (5) MaxRa 0.001 (5) -0.816 (5) FldPt -1.663 (5) -2.489 (5) -2.549 (5) RaZero -3.232 (5) -3.704 (5) Ảnh hƣởng mặt thoáng chất lỏng3918.9 MT-m đƣợc dùng điều chỉnh cao độ trọng tâm VCG 61 Điểm vào nƣớc: Name (4) Hatch_Opening_2 (5) Hatch_Opening_3 L,T,V (m) 26.700f, 3.550s, 8.500 46.730f, 12.100s, 8.500 Height (m) 2.705 2.399 Ri ghti ng Arms vs Heel - INTACT STABILITY 0.0s 5.0s Heel angle (Degrees) 10.0s 15.0s 20.0s 25.0s Righting Arm Heeling Arm R Area Equilibrium Flood Pt 30.0s 3.0 2.0 A r m s i n m 1.0 0.0 -1.0 ỔN ĐỊNH NGUYÊN VẸN Giới hạn (1) Tỉ số diện tích từ góc độ đến góc vào nƣớc (2) Góc nghiêng tĩnh (3) Absolute Angle at RAzero Min/Max >1.400 Actual 3.165 Margin 1.765 Pass Yes 20.00 deg 1.46 21.22 15.54 1.22 Yes Yes 62 3.4 Cao độ trọng tâm cho phép – VCG Max Intact Draft (m) 4.00 4.10 4.20 4.30 4.40 4.50 4.60 4.70 4.80 4.90 5.00 5.10 5.20 5.30 5.40 5.50 5.60 5.70 5.80 5.90 6.00 Maximum VCG Max.VCG – Field Max.VCG – Ocean Tow (m) Tow (m) 62.559 59.059 61.120 57.768 59.752 56.538 58.450 55.365 57.209 54.245 56.025 53.175 54.895 52.152 53.816 51.172 52.783 50.234 51.794 49.334 50.848 48.471 49.940 47.642 49.069 46.846 48.233 46.080 47.429 45.344 46.657 44.636 45.914 43.953 45.199 43.295 44.510 42.661 43.675 41.840 42.108 40.432 63 VCG Max Field… Ocea… 65 VCG (m) 60 55 50 45 40 4.2 4.4 4.6 4.8 5.2 Draft (m) 5.4 5.6 5.8 Hình 3.7 Đường cong VCG max Kết luận Giàn tự nâng Tam Đảo 02 đảm bảo ổn định di chuyển theo tiêu chuẩn NMD Ở trạng thái Ocean Tow, giàn có khả ổn định tốt so với trạng thái Field Tow 3.5 Ổn định giàn khai thác Số liệu môi trường: Để kiểm tra an toàn lật trạng thái biển cực trị, giàn điều kiện khai thác vùng biển phía Nam, thông số đầu vào dƣới cho: Tốc độ gió: v = 50.9 m/s Chiều cao sóng: H = 15.2 m Chu kỳ sóng : T = 13.5 s Chiều dài sóng (bƣớc sóng):  = 284.55 m Chiều sâu nƣớc tính toán: d = 114.3 m 64 THÂN GIÀN Ðáy Gió Q Sóng Sóng G Hình 3.8 Sơ đồ chịu tải giàn Tam Đảo 02 3.5.1 Kiểm tra an toàn lật giàn Tam Đảo 02 Khối lƣợng thành phần đƣợc cho bảng: Tên phận Khối lƣợng (T) Trọng lƣợng (MN) 9849,9 96,63 Một chân ( không kể đến lực đẩy) 1351 13,25 Các hoạt tải (trung bình) 3400 24,34 Thân giàn kể tháp khoan Ta xét trƣờng hợp sóng gió dòng chảy tác dụng theo hƣớng từ phía mũi đến phía đuôi theo trục đối xứng mặt boong Khi trục lật 65 đƣờng qua tâm hai chân sau Từ kiện ta xác định đƣợc thông số sau đây: Tổng trọng lƣợng sàn thân giàn 96,63 + 24,34 = 120,97 MN - Trọng lƣợng đƣợc phân phối lên đầu chân cột nhƣ sau: - Chân trƣớc 33,26 MN - Hai chân sau chân 43,86 MN Theo số liệu thống kê chuyển vị ngang giàn có kích thƣớc tƣơng đƣơng ta thấy chuyển vị ngang tổng cộng đầu cột giàn Tam đảo 02 đƣợc lấy  = 1,15 m - Kết phân tích dao động riêng kết cấu cho thấy chu kỳ riêng dao động uốn theo phƣơng ngang xét T0 = 6,3s Sau ta kiểm tra an toàn lật trƣờng hợp sóng, gió dòng chảy tác dụng theo hƣớng từ phía mũi đến phía sau  Tính mô men ổn định ( hồi phục ) Mr Tải trọng trung bình đầu chân bằng: (33,26  43,86  43,86) = 40,32 MN Đầu dƣới chân chịu thêm tải trọng thân, có kể tới lực đẩy Acsimet, tức bằng: 40,32 + 13,25 = 53,57 MN Lực tới hạn ổn định chân bằng:  EJ = 144,83 MN PE   l  Trong đó: J – momen quán tính tiết diện trung bình cột đƣớc tính cụ thể nhƣ sau: + Diện tích dầm tƣơng đƣơng: F = 3F0 = 66  (D2  d ) + Momen quán tính tiết diện cột trục X qua tâm tiết diện ấy: J x   ( D4  d ) 64 = 0,0112 m4 Momen quán tính tiết diện tƣơng đƣơng trục qua trọng tâm tiết diện tƣơng đƣơng: J  J x  2( J x  a F0 ) = 164,4 m4 Với D = 0,84 m d = 0,72 m   - hệ số quy đổi chiều dài cột đầu ngàm l = 140,9 m – chiều cao chịu nén cột a = 23,65 m Momen ổn định kết cấu đƣợc coi không biến dạng đƣợc tính tích tải trọng chân trƣớc với khoảng cách từ chân trƣớc đến trục lật: M r0  (33,26  13,25).44,3  2060,4 MNm Momen ổn định thực giàn: M r  2060,4  Hệ số  C = 3.40,32.1,15  1876 MNm 40,32 1 164,4 Mr 1876   0,91 M r0 2060,4 Tính toán momen lật Momen lật gió: Xét gió thổi theo hƣớng trƣớc sau Các phận cản gió gồm: - Phần chân đế dƣới sàn, mặt nƣớc - Thân giàn - Khu nhà 67 - Sàn trực thăng - Tháp khoan… Diện tích hứng gió cao độ trọng tâm lực gió tƣơng ứng đƣợc cho bảng sau: Hoành độ Cao độ tâm diện tâm diện tích tích hứng gió hứng gió (m) (m) 36.050f 4.245 Diện tích hứng gió (m2) Part HULL.C 612.1 KHUSINHHOAT.C COTCAU1.S BUONGCAU1.S TAYCAU1.S COTCAU2.P BUONGCAU2.P TAYCAU2.P COTCAU3.P BUONGCAU3.P TAYCAU3.P MUDTREATMENT.S GIANKHOAN01.C 327.6 34.9 15.8 31.7 34.9 15.8 15.4 24.7 8.9 12.3 55.2 275.8 64.111f 39.998f 40.000f 36.135f 39.998f 40.000f 43.455f 5.000f 5.000f 2.303f 4.000f 20.000f 16.287 17.240 27.990 37.529 17.240 27.990 37.534 16.740 26.490 35.437 11.990 11.990 GIANKHOAN02.C THAPKHOAN.S 147.3 119.7 6.500f 6.000f 21.240 46.990 CHANDE 80,64 Total Lateral Plane 2194.64 30.815f 12.874 Kể đến hiệu ứng chắn khuất, diện tích chắn gió tính toán bằng: A = 0,8 2194.644 = 1755,7 m2 Với cao độ trung bình trọng tâm bằng, vận tốc gió tính toán cao độ bằng: 1/7  12,874  v  50,9.   10  68  52,78m / s Với hệ số cản trung bình CD = 1,4 tổng lực ngang gió F= 0,5..CD.v2.A = 4,19 MN Momen lật gió trục lật qua chân sau Mw = F.k = 4,19.(114,3+12,874) = 532,86 MNm Momen lật sóng dòng chảy: Sơ đồ dùng để tính toán tải trọng sóng đƣợc biểu diễn hình 3.8 Các thông số môi trƣờng biển đƣợc lấy nhƣ sau: H 15,24 d 114,3   0,083   0,627 2 T 13,5 T 13,52 Mật độ nƣớc biển:   1,025t / m3 Hệ số cản C  0,8 có kể đến dọc theo cột chân Hệ số quán tính CM = 1,8 Các yếu tố động lực học sóng tải trọng sóng dạng Morison (vì   5D ) đƣợc tính toán theo [3]; kết đƣợc tóm tắt bảng: Tổng lực ngang (MN) Điểm đặt lực ngang (m) Momen lật (MNm) Chân phía mũi 1,15 76,2 87,63 Một chân phía sau 1,24 76,8 95,23 Chân giàn Vậy momen lật sóng dòng chảy 87,63 + 2.95,23 = 278,1 MNm Hệ số động lực k đƣợc tính theo biểu thức (1.9), chu kỳ dao động riêng kết cấu theo phƣơng xét T0 = 6,3s, chu kỳ sóng T = 13,5s, kết k = 1,63 Kể đến tác dụng động lực, momen lật lớn sóng dòng chảy tác dụng lên ba chân giàn bằng: Ms = 1,63.278,1 = 453,3 MNm Cuối momen lật gió dòng chảy bằng: M0 = 532,86 + 453,3 = 986,16 MNm 69  Hệ số an toàn lật Tỷ số momen ổn định momen lật bằng: S0  Mr 1876   1,9 M 986,16 Hệ số lớn hệ số an toàn lật 1,25 đƣợc lấy theo tiêu chuẩn ABS DNV Vậy trạng thái khai thác, điều kiện biển cực trị cho, giàn Tam Đảo 02 an toàn lật 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Tính toán ổn định giàn khoan tự nâng khai thác với trợ giúp phần mềm máy tính yêu cầu quan trọng thiết kế nhƣ sử dụng khai thác giàn Đề tài xây dựng phƣơng pháp tính ổn định giàn dựa tiêu chuẩn quy phạm phù hợp với hình dáng, kết cấu, khí tƣợng, thuỷ văn địa chất vị trí giàn làm việc Khi giàn trạng thái di chuyển, đặc trƣng tính nổi, tính ổn định không khác so với tàu, song cần ý với giàn tự nâng chân giàn rút lên cao trọng tâm giàn cao, làm giảm khả ổn định giàn Việc kiểm tra cân giàn di chuyển đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt yêu cầu quy phạm Giàn thƣờng ổn định cân rút chân trƣớc có định nhấc chân giàn để di chuyển đến vị trí lƣợng nhiên liệu dự trữ, vật liệu dƣ thừa (bùn, xi măng, dung dịch khoan, nƣớc thải khoan) vật liệu dƣ thừa khác tối thiểu nhằm hạ thấp trọng tâm giàn Với giàn tự nâng, việc xây dựng đồ thị chiều cao trọng tâm giàn với giới hạn KG đặc biệt quan trọng, trình khai thác giàn Đồ thị đƣợc xác định dựa yêu cầu thoả mãn quy phạm ổn định, chiều cao tâm ổn định, hiệu chỉnh ảnh hƣởng mặt thoáng hàng lỏng Với giàn Tam Đảo 02, hai trạng thái di chuyển đảm báo đủ cân bằng, ổn định theo quy phạm Khuyến nghị nên chọn trạng thái di chuyển chân giàn hạ thấp Ở trạng thái di chuyển này, mô men nghiêng có giá trị nhỏ hơn, khả ổn định cao hơn, tổn thƣơng mỏi chân giàn thấp 71 Khi giàn tự nâng trạng thái khai tác, kiểm tra an toàn lật vấn đề bắt buộc Độ ổn định giàn không phụ thuộc vào phân bố tải trọng thân giàn, tải trọng môi trƣờng (sóng, gió, dòng chảy), hƣớng đặt giàn… mà phụ thuộc vào chuyển vị giàn cấu đáy biển Việc kiểm tra an toàn lật điều kiện tải trọng tác động lên giàn bất lợi nhất, nhƣ sóng, gió tác động chiều Cần tính toán tải trọng môi trƣờng điều kiện khắc nghiệt thời tiết (ở chế độ bão) Ở vùng mỏ Bạch Hổ, hƣớng đặt giàn bất lợi hƣớng Đông – Bắc theo hƣớng có tới 44,6% số sóng xuất năm hƣớng gió mùa Với điều kiện biển cực trị phía nam Việt Nam, giả thiết sóng, gió dòng chảy chiều, giàn Tam Đảo 02 an toàn lật với hệ số an toàn lật 1,9 Do thời gian có hạn, luận văn chƣa đánh giá độ tin cậy chống lật giàn Có trƣờng hợp giàn đủ điều kiện an toàn lật theo quy phạm song bị lật yếu tố môi trƣờng biến ngẫu nhiên nhƣng khuôn khổ xét hệ số an toàn lật ta giả định chúng tiền định Khi có đủ điều kiện đề cập đến vấn đề Kiến nghị hƣớng phát triển luận văn Để luận văn đƣợc hoàn thiện việc tính toán ổn định cho giàn tự nâng cần phải đƣợc thực với đầy đủ hƣớng gió khác nhau, đồng thời tính toán đến lún sụt đáy biển nơi giàn làm việc Việc tính toán tải trọng sóng tác dụng lên chân giàn dừng lại việc sơ tính toán theo công thức cổ điển Morison Vì để phát triển thêm đề tài, tác giả kiện nghị cần nghiên cứu ứng dụng phần mềm tính toán tải trọng môi trƣờng lên công trình biển nhằm đánh giá cách xác ổn định giàn khai thác 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] PGS TS Trƣơng Sỹ Cáp, TS Lê Hồng Bang (2001) – Công trình biển di động, NXB trƣờng Đại học Hàng hải [3] TS Lê Văn Hạnh (2008) – Bài giảng tải trọng tác động môi trường lên tàu công trình biển [3] TS Trần Công Nghị (2004) - Lý thuyết tàu – tĩnh học, NXB Đại học quốc gia TP.HCM [4] TS Trần Công nghị (2002), Động lực học công trình khơi, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội [5] Nguyễn Đức Ân, Hồ Quang Long, Dƣơng Đình Nguyên (1982), Sổ tay kĩ thuật đóng tàu thủy, NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội [6] Đăng kiểm Việt Nam (2010), “Quy phạm phân cấp chế tạo giàn khoan biển” [7] Đăng kiểm Việt Nam (2010), “Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép” Tiếng Anh [8] Bureau Veritas, “Rules and regulations for the classification of Mobile offshore drilling Units” [9] American Bureau off shipping (1996), “Rule for building and classing Mobiles offshore drilling Units” [10] NDP Barltrop (1998), “Floating Structures: A guide for design and analysis – volumn one, volumn two”, CMPT, England 73 36 ... tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: Đề tài hƣớng tới nghiên cứu tính toán ổn định cho giàn khoan tự nâng di chuyển khai thác đồng thời lấy giàn khoan Tam Đảo 02 khai thác vùng biển... xác cho công việc tính toán, phù hợp với xu ứng dụng khoa học công nghệ Mục đích nghiên cứu đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài xậy dựng phƣơng pháp tính toán ổn định cho giàn khoan tự nâng di chuyển. .. ví dụ minh họa Phạm vi nghiên cứu đề tài: Trong nội dung luận văn, tác giả tập trung vào vấn đề tính toán kiểm tra ổn định cho số trạng thái giàn tự nâng di chuyển khai thác với hỗ trợ phần mềm