Công nghệ con thoi và quy trình thử áp lực cho đường ống, Hệ thống thu gom dầu và khí mỏ Bạch Hổ

Trong những thập kỷ gần đây tốc độ phát triển kinh tế của thế giới tăng quá nhanh. Mức sống của con người ngày càng cao cho nên tình trạng thiếu hụt năng lượng ngày càng phổ biến ở nhiều quốc gia. Trong khi thế giới đang chờ tìm ra nguồn nguyên liệu mới thì hiện tại dầu và khí vẫn là nguồn năng lượng chính của toàn cầu phục vụ cho sự phát triển công nghiệp -nông nghiệp và sinh hoạt của con người. Theo thống kê của liên hợp quốc thì mức tiêu thụ dầu là: 47? và của khí là: 18.4% thị phần năng lượng của toàn thế giới. Đứng trước tình đó đòi hỏi mỗi quốc gia phải liên tục đầu tư, thăm dò, tìm kiếm các mỏ dầu khí mới để bù đắp các mỏ đ• khai thác cạn kiệt và cho nhu cầu của sự tăng trưởng kinh tế. Không nằm ngoài quy luật thực tế đó Việt Nam là một nước đang thực hiện công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì nhu cầu về năng lượng phải được ưu tiên hàng đầu. Được sự quan tâm của đảng và nhà nước ngành dầu khí Việt Nam không ngừng lớn mạnh và phát triển nhanh chóng sản lượng khai thác dầu thô liên tục tăng trưởng tính đến năm 1998 sản lượng dầu thô khai thác được đ• tăng lên 11 triệu tấn. Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam đ• thực sự trở thành ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước, phần lớn ngoại tệ thu được của nước ta là do xuất khẩu dầu thô. Tuy nhiên theo các chuyên gia năng lượng thì vùng thềm lục địa phía nam Việt Nam bao gồm mỏ Bạch Hổ, mỏ Rồng và các vùng lân cận có trữ lượng dầu không lớn ngược lại trữ lượng khí lại rất lớn. Trong những năm đầu khai thác do thiếu phương tiện thu gom vận chuyển nên một khối lượng khí đồng hành rất lớn khai thác cùng với dầu thô đ• bị đốt. Số lượng khí đốt bỏ tính cho đến năm1994 vào khoảng 4 tỉ mét khối và thêm ngần đó nữa chỉ trong 4 năm từ 1994 đến1998. Điều đó cũng có nghĩa là gần 1 triệu USD đ• bị đốt bỏ hàng năm và tổng số khí đồng hành của mỏ bạch Hổ bị đốt bỏ cho tới nay tương đương với sự l•ng phí khoảng 7 đến 8 trăm triệu USD. Việc đốt khí tại mỏ Bạch Hổ không những gây l•ng phí nguồn tài nguyên quý giá mà còn gây ô nhiễm môi trường không khí và môi trường biển. Mục tiêu của đề án sử dụng khí là thu hồi khí thiên nhiên đang bị đốt một cách l•ng phí ở ngoài mỏ và sử dụng nó phục vụ cho sự phát triển của đất nước. Việc triển khai nhanh chóng đưa khí vào bờ đem lại những lợi ích vô cùng to lớn đ• được nêu trong “Thiết kế tổng thể công trình hệ thống thu gom và vận chuyển khí Bạch Hổ - Thủ Đức do SNC/LAVALIN thực hiện đ• được công ty điện lực II và bộ năng lượng xác nhận như sau: - Cung cấp khí thiên nhiên khai thác được làm nhiên liệu hoặc nguyên liệu cho ngành điện lực cũng như các ngành công nghiệp khác.

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng Mục lục Phần 1 Giới thiệu chung Chơng 1 Tính khả thi của dự án và nhu cầu khí trên thị trờng 1.1 Tính khả thi của dự án. 1.2 Nhu cầu khí tự nhiên ở Việt Nam. 1.3 Nhu cầu khí tự nhiên ở vùng Đông Nam á, Nam á, và thế giới. Chơng 2 Hệ thống thu gom dầu và khí mỏ Bạch Hổ 2.1 Tổng quan về mỏ Bạch Hổ. 2.2 Tổng quan về tuyến ống thu gom vận chuyển khí từ mỏ Bạch Hổ tới Long Hải và các trạm tiếp nhận trên bờ. Chơng 3 Số liệu thiết kế 3.1 Mục đích và nhiệm vụ thiết kế 3.2 Tên công trình. 3.3 Vị trí xây dựng công trình. 3.4 Điều kiện địa hình của toàn tuyến ống. 3.5 Điều kiện địa chất. 3.6 Số liệu khí tợng hải văn. 3.7 Nhiệt độ và áp suất của khí. 3.8 Lu lợng khí. 3.9 Thành phần khí. 3.10 Vật liệu và tính chất vật liệu làm ống. Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 1 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng Phần 2 Thiết kế tuyến ống Chơng 1 Xác định các thông số cơ bản của tuyến ống 1.1 Lựa chọn tuyến ống 1.1.1 Cơ sở để lựa chọn tuyến ống. 1.1.2 Xây dựng các phơng án. 1.1.3 Lựa chọn tuyến ống. 1.2 Chọn sơ bộ đờng kính ống. 1.3 Tính toán chiều dày ống. 1.4 Chọn chiều dày ống. Chơng 2 Kiểm tra ổn định cho tuyến ống 2.1 Tính toán kiểm tra ổn định cục bộ cho tuyến ống. 2.2 Tính toán kiểm tra ổn định lan truyền. 2.3 Tính toán kiểm tra ổn định vị trí Chơng 3 Tính toán tuyến ống vợt qua địa hình phức tạp 3.1 Tính toán chiều dài cho phép của hố lõm khi đờng ống vợt qua 3.2 Tính toán chiều cao cho phép của đỉnh lồi khi đờng ống vợt qua. 3.3 Tính toán chiều dài nhịp tĩnh cho phép của đờng ống. 3.4 Tính toán chiều dài nhịp động cho phép của đờng ống. Chơng 4 Tính toán chống ăn mòn cho đờng ống ngầm 4.1 Khái quát chung. 4.2 Các yếu tố gây ăn mòn đờng ống biển. 4.3 Các phơng pháp chống ăn mòn. Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 2 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng 4.3.1 Phơng pháp sử dụng các lớp phủ bảo vệ. 4.3.2 Phơng pháp điện hoá. 4.4 Lựa chọn biện pháp chống ăn mòn. 4.4.1 Lựa chọn lớp bọc chống ăn mòn 4.4.2 Thiết kế hệ thống bảo vệ điện hoá Phần 3 Thiết kế tổ chức thi công Chơng 1 Thi công đờng ống biển 1.1 Công tác chuẩn bị. 1.2 Các phơng pháp thi công đờng ống ngầm. 1.2.1 Phơng pháp kéo ống sát đáy biển 1.2.2 Phơng pháp kéo ống trên đáy 1.2.3 Phơng pháp kéo ống trên mặt biển. 1.2.4 Phơng pháp kéo ống sát mặt biển 1.2.5 Phơng pháp dùng tàu thả ống 1.3 Lựa chọn phơng pháp thi công đờng ống ngầm. 1.4 Các phơng pháp thi công đào hào 1.4.1 Phơng pháp xói thuỷ lực. 1.4.2 Phơng pháp cắt cơ học. 1.4.3 Phơng pháp hoá lỏng. 1.4.4 Phơng pháp cày. 1.5 Lựa chọn phơng pháp thi công đào hào 1.6 Thi công nối ống đứng với ống ngầm 1.7 Thi công đoạn ống vào bờ. Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 3 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng 1.8 Quy trình thi công hệ thống đờng ống biển. 1.9 Tính toán thi công trong một số trờng hợp điển hình. Chơng 2 Công nghệ con thoi và quy trình thử áp lực cho đờng ống 2.1 Công nghệ con thoi. 2.2 Thử áp lực cho đờng ống. Chơng 3 An toàn lao động và bảo vệ môi trờng 3.1 An toàn lao động. 3.2 Bảo vệ môi trờng. Chơng 4 Tính toán nhân lực và lập tiến độ thi công 4.1 Tính toán nhân lực. 4.2 Lập tiến độ thi công. Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 4 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng Danh mục bản vẽ đo-01 mặt bằng tổng thể tuyến ống bạch hổ - thủ đức đo-02 mặt cắt địa hình và sơ đồ tuyến ống bạch hổ - long hải phơng án 1 đo-03 mặt cắt địa hình và sơ đồ tuyến ống bạch hổ - long hải phơng án 2 đo- 04 cấu tạo cốt thép bọc ống đo- 05 cấu tạo cốt thép bọc ống đo-06 cấu tạo riser đo-07 cấu tạo kẹp ống đo-08 bản vẽ tàu côn sơn đo-09 quy trình thi công tuyến ống ngầm bạch hổ long hải đo-10 quy trình thi công ống đứng đo-11 quy trình thu và hạ đờng ống xuống biển đ0-12 sửa chữa đờng ống đo-13 thi công đào hào đặt ống đo-14 tiến độ thi công Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 5 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng Phần 1 Giới thiệu chung Chơng 1: tính khả thi của dự án và nhu cầu khí trên thị trờng Chơng 2: hệ thống thu gom dầu và khí mỏ bạch hổ Chơng 3: số liệu thiết kế Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 6 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng Chơng 1 Tính khả thi của dự án và nhu cầu khí trên thị trờng 1.1 Tính khả thi của dự án Trong những thập kỷ gần đây tốc độ phát triển kinh tế của thế giới tăng quá nhanh. Mức sống của con ngời ngày càng cao cho nên tình trạng thiếu hụt năng lợng ngày càng phổ biến ở nhiều quốc gia. Trong khi thế giới đang chờ tìm ra nguồn nguyên liệu mới thì hiện tại dầu và khí vẫn là nguồn năng lợng chính của toàn cầu phục vụ cho sự phát triển công nghiệp -nông nghiệp và sinh hoạt của con ngời. Theo thống kê của liên hợp quốc thì mức tiêu thụ dầu là: 47% và của khí là: 18.4% thị phần năng lợng của toàn thế giới. Đứng trớc tình đó đòi hỏi mỗi quốc gia phải liên tục đầu t, thăm dò, tìm kiếm các mỏ dầu khí mới để bù đắp các mỏ đã khai thác cạn kiệt và cho nhu cầu của sự tăng trởng kinh tế. Không nằm ngoài quy luật thực tế đó Việt Nam là một nớc đang thực hiện công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc thì nhu cầu về năng lợng phải đợc u tiên hàng đầu. Đợc sự quan tâm của đảng và nhà nớc ngành dầu khí Việt Nam không ngừng lớn mạnh và phát triển nhanh chóng sản lợng khai thác dầu thô liên tục tăng trởng tính đến năm 1998 sản lợng dầu thô khai thác đợc đã tăng lên 11 triệu tấn. Ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam đã thực sự trở thành ngành kinh tế mũi nhọn của đất nớc, phần lớn ngoại tệ thu đợc của nớc ta là do xuất khẩu dầu thô. Tuy nhiên theo các chuyên gia năng lợng thì vùng thềm lục địa phía nam Việt Nam bao gồm mỏ Bạch Hổ, mỏ Rồng và các vùng lân cận có trữ lợng dầu không lớn ngợc lại trữ lợng khí lại rất lớn. Trong những năm đầu khai thác do thiếu phơng tiện thu gom vận chuyển nên một khối lợng khí đồng hành rất lớn khai thác cùng với dầu thô đã bị đốt. Số lợng khí Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 7 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng đốt bỏ tính cho đến năm1994 vào khoảng 4 tỉ mét khối và thêm ngần đó nữa chỉ trong 4 năm từ 1994 đến1998. Điều đó cũng có nghĩa là gần 1 triệu USD đã bị đốt bỏ hàng năm và tổng số khí đồng hành của mỏ bạch Hổ bị đốt bỏ cho tới nay tơng đơng với sự lãng phí khoảng 7 đến 8 trăm triệu USD. Việc đốt khí tại mỏ Bạch Hổ không những gây lãng phí nguồn tài nguyên quý giá mà còn gây ô nhiễm môi trờng không khí và môi trờng biển. Mục tiêu của đề án sử dụng khí là thu hồi khí thiên nhiên đang bị đốt một cách lãng phí ở ngoài mỏ và sử dụng nó phục vụ cho sự phát triển của đất nớc. Việc triển khai nhanh chóng đa khí vào bờ đem lại những lợi ích vô cùng to lớn đã đợc nêu trong Thiết kế tổng thể công trình hệ thống thu gom và vận chuyển khí Bạch Hổ - Thủ Đức do SNC/LAVALIN thực hiện đã đợc công ty điện lực II và bộ năng lợng xác nhận nh sau: - Cung cấp khí thiên nhiên khai thác đợc làm nhiên liệu hoặc nguyên liệu cho ngành điện lực cũng nh các ngành công nghiệp khác. - Sản phẩm lỏng dới dạng liquefied petroleum Gas (LPG) và condensate chiết suất đợc từ dòng khí trên bờ ban đầu sẽ đợc xuất khẩu để thu ngoại tệ. Sau đó khi nhu cầu về gas trong nớc tăng lên thì việc sẵn có LPG ngay tại thị trờng trong nớc sẽ đem lại lợi ích to lớn cho các hộ tiêu thụ trong nớc. - Việc thay thế dầu nhiên liệu nhập khẩu bằng khí hoá lỏng sẽ cải thiện đáng kể cán cân ngoại thơng của Việt Nam. - Sự sẵn có một nguồn khí thiên nhiên giá rẻ và đáng tin cậy cho các ngành công nghiệp sẽ tiết kiệm đợc chi phí cho ngành điện lực và cho các hộ tiêu dùng. - Việc sử dụng khí đốt sạch sẽ làm cho ô nhiễm khí quyển giảm xuống đáng kể. 1.2 Nhu cầu về khí tự nhiên ở Việt Nam Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 8 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng Về trớc mắt và lâu dài điện năng vẫn phải sử dụng khí đốt ở miền nam Việt Nam. Hiện nay ở miền nam đang rất thiếu điện, ảnh hởng không nhỏ đến sự phát triển kinh tế và sinh hoạt của nhân dân. Ngời dân ở miền nam nói riêng và cả nớc nói chung đã chuyển dần thói quen đốt than, củi sang sử dụng khí sạch dới dạng gas. Chỉ riêng ở thành phố Hồ Chí Minh các chuyên gia tính toán là năm 1994 thành phố đã tiêu thụ 1000 tấn LPG nh vậy theo tỉ lệ tăng trởng đến năm 2000 thành phố sẽ tiêu thụ khoảng 8000 tấn trong 1 năm. Theo Word Bank và một số tổ chức quốc tế khác thì một khi LPG đợc phân phối rộng rãi trong một nền kinh tế đang phát triển thì lợng tiêu thụ sẽ nhanh chóng đạt ít nhất 1kg/ đầu ngời / tháng và sẽ dần thay các nguồn năng lợng khác . Nhận xét này hoàn toàn phù hợp với tốc độ phát triển của sự tiêu dùng LPG hiện nay ở Việt Nam. Hiện nay ở Việt Nam chất đốt chủ yếu dùng trong hàng ngày là kerosene khoảng 300000 tấn/năm, than củi và các loại khác khoảng 37 triệu tấn/ năm (tính quy đổi ra than). Theo dự báo vào cuối thế kỷ này 1/20 số hộ đang sử dụng các chất đốt trên sẽ chuyển sang LPG lúc đó lợng tiêu thụ gas ở Việt Nam vào khoảng 1triệu tấn/ năm cha kể các nhu cầu khác. Trớc mắt cha có hệ thống phân phối rộng khắp thì lợng khí khai thác đợc sẽ đ- ợc tiêu thụ ngay tại các vùng lân cận nh : + Thành phố Vũng Tàu : Là một thành phố du lịch khí đốt chủ yếu dành cho các hộ dân c, khách sạn, nhà hàng, các khu chế xuất nh Phớc Thắng, Mỹ Xuân, Long Sơn, Bà Rịa. Theo số liệu điều tra ban đầu nhu cầu tiêu thụ ở thành phố Vũng Tầu trong năm 1994 khoảng 10 triệu m 3 khí. Đờng ống chính dẫn khí cần thiết đến năm 2015 phải đảm bảo công suất 3918 m 3 / h . Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 9 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Sinh viên : Nguyễn văn Trọng + Tỉnh Đồng Nai : Biên hoà là một thành phố thuộc tỉnh Đồng Nai nơi mà có rất nhiều khu công nghiệp quan trọng của Việt Nam nh điện tử, chế biến thực phẩm, dệt may . Lợng tiêu thụ của các nhà máy đang hoạt hàng năm có khả năng dùng 112,3 triệu m 3 khí /năm. + Thành phố Hồ Chí Minh : Là một thành phố lớn nhất của Việt Nam, ở đây tập trung hầu hết các ngành công nghiệp quan trọng của đất nớc hiện đang sử dụng các nhiên liệu nh dầu, điện, than . nh vậy nhu cầu sử dụng khí để thay thế các nguồn nguyên liệu khác rất cần thiết. Ngoài ra ở Việt Nam nhu cầu tiêu thụ khoảng 1,5 triệu tấn phân đạm hàng năm. Tuy nhiên với tốc độ phát triển nhanh chóng nh hiện nay nhu cầu phân bón sẽ tăng rất nhanh trong nhng năm tới. Việc đa khí vào bờ phục vụ cho sản xuất phân bón là vô cùng cần thiết. Nh vậy trớc mắt khí đồng hành khai thác từ mỏ Bạch Hổ đủ để thoả mãn nhu cầu sản xuất công nghiệp trong nớc. Ngoài ra có các nguồn cung cấp từ các mỏ Lan Tây, Lan Đỏ . mới phát hiện sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp đầu khí và các ngành khác có liên quan trong đó có ngành xây dựng công trình biển phát triển nhanh. 1.3 Nhu cầu về khí ở vùng Đông Nam á, Nam á, và Thế giới Nhu cầu về LPG trong năm 1989 ở Nam á là 28,5 triệu tấn. Tổng số LPG đợc xuất khẩu trong khu vực này là 14,5 triệu tấn trong số LPG xuất khẩu ở trên sẽ tạo khả năng cho việc sản xuất LPG ở Bạch Hổ . Các bảng dới đây đợc trích từ một tài liệu nghiên cứu của hãng Misubishi (Nhật) tháng 3 năm 1993 tổng hợp các dự báo về nhu cầu phạm vi sử dụng LPG của một số nớc lớn trên thế giới cho thấy phạm vi sử dụng rộng rãi của LPG. Bảng 1: Nhu cầu sử dụng khí ở Nhật Bản (triệu tấn) Trờng đại học xây dựng Hà Nội - Viện xây dựng công trình Biển 10