Kiểm soát tuyến đường ống biển ở việt nam trong quá trình khai thác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Trần Văn Đức KIỂM SOÁT TUYẾN ĐƯỜNG ỐNG BIỂN Ở VIỆT NAM TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Ngành: Kỹ Thuật Cơng trình biển Mã số: 60.58.02.03 Cán hướng dẫn: GS.TS Phạm Khắc Hùng Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình khoa học riêng tơi, tơi thực Các kết quả, số liệu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Học viên Trần Văn Đức LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: - Thầy giáo hướng dẫn GS.TS Phạm Khắc Hùng, người tận tình dìu dắt, giúp đỡ, cổ vũ, động viên hướng dẫn tơi hồn thành luận văn - Tập thể cán giảng dạy Trường Đại học Xây dựng, đặc biệt giảng viên Khoa Xây dựng cơng trình biển – Trường Đại học Xây dựng, truyền đạt kiến thức q báu cho tơi trình học tập làm luận văn - Khoa sau Đại học – Trường Đại học xây dựng giúp đỡ thủ tục cần thiết để tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, xin chân thành cám ơn gia đình, người thân bạn bè, người động viên, giúp đỡ sống, học tập công tác Hà Nội, tháng 01 năm 2018 Học viên Trần Văn Đức MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH i DANH MỤC BẢNG iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG ỐNG BIỂN VÀ QUÁN LÝ ĐƯỜNG ỐNG BIỂN TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC 1.1 Giới thiệu đường ống biển chức tuyến đường ống biển 1.1.1.Giới thiệu đường ống 1.1.2.Phân loại đường ống dầu khí 1.1.3.Sự phát triển cơng trình đường ống giới 1.1.4.Sự phát triển công trình đường ống Việt Nam 1.2.Cấu tạo tuyến ống biển 1.2.1.Cấu tạo ống ngầm 1.2.2.Cấu tạo ống đứng 1.3 Quá trình xây dựng tuyến ống 1.4 Kỹ thuật quản lý cơng trình đường ống dầu khí - Hệ thống SCADA 15 1.5 Mục đích nghiên cứu Luận văn 20 CHƯƠNG KỸ THUẬT KHẢO SÁT, KIỂM TRA VÀ SỬA CHỮA KẾT CẤU TUYẾN ỐNG 21 2.1 Khảo sát kiểm tra tuyến ống 21 2.1.1 Những phương pháp khảo sát: 32 2.1.2 Thiết bị kiểm tra 39 2.2 Sửa chữa nhịp hẫng 43 2.2.1 Đào hào 45 2.2.2 Đổ sỏi sau lắp đặt 46 2.2.3 Các bao cát (vữa) đệm bê tông 47 2.3 Sửa chữa đoạn đường ống bị rò (thủng) 47 2.4 Kiểm tra bên đường ống cơng nghệ phóng thoi (pig) 51 CHƯƠNG NHỊP HẪNG ĐƯỜNG ỐNG BIỂN Ở ĐIỀU KIỆN BIỂN VIỆT NAM 55 3.1 Điều kiện tự nhiên biển Việt Nam khu vực mỏ dầu khí 55 3.1.1 Gió 56 3.1.2 Sóng 56 3.1.3 Dòng chảy 57 3.1.4 Mực nước biển 58 3.1.5 Nhiệt độ nước biển 58 3.2 Đánh giá nhịp hẫng tối đa cho phép 59 3.2.1 Số liệu đầu vào 60 3.2.2 Kết tính tốn nhịp hẫng tối đa cho phép 68 CHƯƠNG CÁC SỰ CỐ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC 69 4.1 Các cố thường xảy tuyến ống trình khai thác 69 4.2 Kiểm tra sửa chữa tổn thất điển hình tuyến ống NCSP 69 4.2.1 Các hoạt động khảo sát bảo trì đường ống biển NCSP năm 2016 71 4.2.2 Khảo sát toàn tuyến 71 4.2.3 Đề xuất biện pháp sửa chữa nhịp hẫng cho tuyến ống 80 KẾT LUẬN 86 Tài liệu tham khảo 87 PHỤ LỤC PL1 Phụ lục Thông số môi trường biển PL2 Phụ lục Kết khảo sát ROV toàn tuyến đường ống PL21 i DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1: Phân loại ống Hình 1-2: Hệ thống đường ống dầu khí khu vực Đơng Nam Á Hình 1-3: Vị trí lơ/mỏ dầu khí phía Nam [12] Hình 1-4: Hệ thống đường ống khu vực Nam Bộ [12] Hình 1-5: Rải ống hình chữ O 13 Hình 1-6: Rải ống hình chữ S 14 Hình 1-7: Rải ống ròng rọc 14 Hình 1-8: Rải ống hình chữ J 15 Hình 1-9: Hệ thống SCADA [11] 16 Hình 1-10 : Hệ thống SCADA cho đường ống [11] 17 Hình 1-11: Sơ đồ hoạt động SCADA giàn CNTT số 18 Hình 2-1: Sửa chữa tuyến ống bi rò thủng 49 Hình 2-2: Các hệ thống hỗ trợ điển hình cho việc sửa chữa đường ống [9] 50 Hình 2-3: Trạm phóng thoi [11] 51 Hình 2-4: Các loại thoi [1] 52 Hình 2-5: Mơ hình phóng thoi [11] 53 Hình 2-6: Thoi trạm nhận thoi 54 Hình 4-1: Toàn tuyến đường ống NCSP 70 Hình 4-2: GVI đo CP từ ROV 74 Hình 4-3:Sơ đồ tiến hành khắc phục nhịp hẫng 81 ii Hình 4-4: Sơ đồ đánh giá lại tiến hành khắc phục nhịp hẫng 82 Hình 4-5:Sơ đồ đánh giá lại nhịp hẫng 83 Hình 4-6: Biện pháp đổ đá vùi sửa chữa nhịp hẫng 85 iii DANH MỤC BẢNG Quá trình chế tạo Thép C-Mn 10 Bảng 3-1: Nhiệt độ nước biển vùng biển Việt Nam (C) 58 Bảng 3-2: Chi tiết ống 60 Bảng 3-3: Dữ liệu vận hành đường ống 60 Bảng 3-4: Nhiệt độ đường ống 61 Bảng 3-1: Profin nhiệt độ đường ống NCSP 64 Bảng 3-2: Thông số môi trường 64 Bảng 3-3: Dữ liệu môi trường biển: Khu vực 65 Bảng 3-4: Dữ liệu môi trường biển: Khu vực 65 Bảng 3-5: Dữ liệu môi trường biển: Khu vực 66 Bảng 3-6: Dữ liệu môi trường biển: Khu vực 66 Bảng 3-7: Dữ liệu môi trường biển: Khu vực 66 Bảng 3-8: Hướng tác động sóng lên đường ống 67 Bảng 3-9: Hệ số an toàn 67 Bảng 3-10 : Nhịp hẫng tối đa cho phép 68 Bảng 4-1: Tổng hợp kết khảo sát ROV đường ống 75 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện có hàng trăm ngàn số đường ống biển xây dựng nhằm mục đích vận chuyển chất liên quan đến cơng nghiệp khai thác dầu khí sản phẩm khí, sản phẩm dầu, nước… giàn khoan với nhau, giàn khoan với cụm đấu nối ngầm (đường ống nội mỏ) từ giàn khoan khơi vào đất liền (đường ống từ mỏ vào bờ) Trong trình vận hành khai thác, đường ống biển phải làm việc điều kiện môi trường biển vô khắc nghiệt khó lường Các thống kê thực tế cho thấy biến đổi địa chất, dịng chảy sóng phức tạp cần điều tra thường xuyên Các biển đổi địa chất, dòng chảy sóng ảnh hưởng trực tiếp đến an tồn đường ống biển, có nguy gây hư hại đường ống nhiều mặt, có dịch chuyển đường ống, ổn định Thêm vào đó, q trình khai thác cịn nhiều tác động từ hoạt động khai thác nhân thứ khác gây hư hỏng đường ống biển An toàn đường ống biển đề cao hết để đảm bảo an tồn cho mơi trường biển, an tồn cho người, an tồn cho cơng nghiệp khai thác vận chuyển dầu khí an ninh lượng Quốc gia Do việc kiểm sốt an tồn tuyến ống biển q trình khai thác vô quan trọng cấp thiết Đề tài: “Kiểm soát tuyến đường ống biển Việt Nam trình khai thác” đưa vấn đề khảo sát thường xuyên tuyến ống biển, đánh giá đưa biện pháp khắc phục, sửa chữa cố xảy tuyến ống biển Mục tiêu nghiên cứu - Các phương pháp khảo sát, đánh giá, sửa chữa khuyết tật đường ống biển trình khai thác áp dụng vào thực tế Việt Nam Nội dung nghiên cứu PL14 180 - 225 3.0 5.9 5.6 6.8 6.3 - 7.3 7.1 - 8.2 225 - 270 4.3 7.0 8.0 8.2 7.5 - 8.8 8.6 - 9.8 270 - 315 3.8 6.6 7.0 7.6 7.0 - 8.2 8.0 - 9.2 315 - 360 4.6 7.3 8.6 8.5 7.8 - 9.1 8.9 - 10.1 Bảng PL1-25 Chiều cao sóng chu kỳ sóng – chu kỳ lặp năm – Khu vực Direction FROM Hs Tz Hmax Tmax Range of Tmax Range of Tp Sector m s m s s s 000 - 050 2.0 4.8 3.9 5.7 5.2 - 6.1 6.0 - 6.8 050 - 090 1.5 4.2 2.8 4.8 4.4 - 5.2 5.1 - 5.8 090 - 145 1.3 3.8 2.4 4.4 4.1 - 4.8 4.6 - 5.3 145 - 180 1.3 3.8 2.4 4.4 4.1 - 4.8 4.6 - 5.3 180 - 225 1.3 3.9 2.5 4.5 4.2 - 4.9 4.8 - 5.4 225 - 270 1.9 4.7 3.5 5.4 5.0 - 5.8 5.7 - 6.5 270 - 315 1.7 4.4 3.1 5.1 4.7 -5.5 -6.1 315 - 360 2.0 4.8 3.8 5.6 5.2 - 6.0 5.9 - 6.8 Bảng PL1-26 Chiều cao sóng chu kỳ sóng – chu kỳ lặp 10 năm – Khu vực Direction FROM Hs Tz Hmax Tmax Range of Tmax Range of Tp Sector m s m s s s 000 - 050 3.4 6.3 6.5 7.4 6.8 - 7.9 7.7 - 8.8 PL15 050 - 090 2.5 5.3 4.6 6.2 5.7 - 6.7 6.5 - 7.4 090 - 145 2.1 4.9 3.9 5.7 5.2 - 6.1 5.9 - 6.8 145 - 180 2.1 4.9 3.9 5.7 5.2 - 6.1 5.9 - 6.8 180 - 225 2.1 5.0 4.0 5.8 5.3 - 6.2 6.1 - 7.0 225 - 270 3.1 6.0 5.8 6.9 6.4 - 7.5 7.3 - 8.3 270 - 315 2.7 5.6 5.1 6.5 6.0 - 7.0 6.8 - 7.8 315 - 360 3.3 6.2 6.2 7.2 6.6 - 7.7 7.6 - 8.6 Bảng PL1-27 Chiều cao sóng chu kỳ sóng – chu kỳ lặp 50 năm – Khu vực Direction FROM Hs Tz Hmax Tmax Range of Tmax Range of Tp Sector m s m s s s 000 - 050 4.7 7.4 8.8 8.6 7.9 - 9.2 9.0 - 10.3 050 - 090 3.0 5.9 5.7 6.9 6.3 - 7.4 7.2 - 8.3 090 - 145 2.6 5.4 4.8 6.3 5.8 - 6.8 6.6 - 7.5 145 - 180 2.6 5.4 4.8 6.3 5.8 - 6.8 6.6 - 7.5 180 - 225 2.7 5.6 5.0 6.4 5.9 - 6.9 6.8 - 7.7 225 - 270 3.8 6.7 7.2 7.7 7.1 - 8.3 8.1 - 9.3 270 - 315 3.4 6.2 6.3 7.2 6.7 - 7.8 7.6 - 8.7 315 - 360 4.1 6.9 7.7 8.0 7.4 - 8.6 8.4 - 9.6 Bảng PL1-28 Chiều cao sóng chu kỳ sóng – chu kỳ lặp 100 năm – Khu vực PL16 Direction FROM Hs Tz Hmax Tmax Range of Tmax Range of Tp Sector m s m s s s 000 - 050 5.3 7.8 9.9 9.1 8.4 - 9.8 9.5 - 10.9 050 - 090 3.4 6.3 6.3 7.3 6.7 - 7.8 7.6 - 8.7 090 - 145 2.9 5.7 5.3 6.6 6.1 - 7.1 7.0 - 8.0 145 - 180 2.9 5.7 5.3 6.6 6.1 - 7.1 7.0 - 8.0 180 - 225 3.0 5.9 5.6 6.8 6.3 - 7.3 7.1 - 8.2 225 - 270 4.3 7.0 8.0 8.2 7.5 - 8.8 8.6 - 9.8 270 - 315 3.8 6.6 7.0 7.6 7.0 - 8.2 8.0 - 9.2 315 - 360 4.6 7.3 8.6 8.5 7.8 - 9.1 8.9 - 10.1 Bảng PL1-29 Vận tốc dòng chảy thiết kế (m/s) độ sâu trung bình sát đáy biển (+ 0,5m) Location Depth 100 Year Chu kỳ lặp 50 Year 10 Year Year Khu vực (>75m) Depth Mean +0.5m 1.30 0.99 1.27 0.97 1.22 0.93 0.41 0.31 Khu vực (55-75m) Depth Mean +0.5m 1.60 1.26 1.56 1.23 1.50 1.19 0.50 0.40 Khu vực (35m-55m) Depth Mean +0.5m 2.10 1.54 2.05 1.50 1.97 1.44 0.60 0.44 Khu vực (25m-35m) Depth Mean +0.5m 2.40 1.82 2.34 1.77 2.25 1.71 0.70 0.53 PL17 Khu vực (75m) 0.10m 0.14m 0.32m 0.40m Khu vực (35 - 75m) 0.18m 0.40m 0.60m 0.70m Khu vực (