Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là bài mẫu đồ án tính toán thiết kế kết cấu cho tàu dịch vụ dầu khí. Bài này đã đầy đủ nội dung cần tính toán và trình bày gọn, đẹp. Các bạn nào tải file cần bản vẽ CAD thì nhắn lại email mình sẽ gửi bạn.
TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: Nhận xét giáo viên hướng dẫn Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: Mục lục Chương I Giới thiệu chung Giới thiệu chung tàu dịch vụ dầu khí 1.1 Lịch sử tàu dịch vụ dầu khí 1.2 Nhiêm vụ loại tàu 1.3 Bố trí chung tàu dịch vụ dầu khí 1.3.1 Bố trí theo chiều dài thân tàu 1.3.2 Bố trí theo chiều cao thân tàu 1.4 Kết cấu tàu dịch vụ dầu khí Chương II Các phương pháp thiết kế kết cấu tàu thủy Các phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu 2.1 Thiết kế theo tàu mẫu 2.2 Thiết kế theo phương pháp sức bền 2.3 Thiết kế theo quy phạm kết cấu thân tàu 10 Chương III Tính tốn kết cấu Các thông số 11 3.1 Hệ thống kết cấu cho thân tàu 11 3.2 Vị trí vách phân khoang 11 3.2.1 Vị trí vách 11 3.2.2 Phân khoang 12 3.3 Vật liệu thép hình dùng cho tàu 12 3.4 Kết cấu dàn đáy 12 3.4.1 Dàn đáy khu vực tàu 12 3.4.2 Dàn đáy khu vực buồng máy 18 3.4.3 Dàn đáy khu vực mũi lái 22 3.5 Kết cấu dàn mạn 26 3.5.1 Dàn mạn khu vực tàu 26 3.5.2 Dàn mạn khu vực buồng máy 31 3.5.3 Dàn mạn khu vực mũi lái 32 3.6 Kết cấu dàn boong 37 3.6.1 Tải trọng tác dụng 37 Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: 3.6.2 Dàn boong khu vực tàu 38 3.6.3 Dàn boong khu vực buồng máy 44 3.6.4 Dàn boong khu vực lái 49 3.6.5 Dàn boong khu vực mũi 55 3.7 Dàn vách 60 3.7.1 Vách ngang 60 3.7.2 Vách dọc 66 3.7.3 Vách chống va, vách đuôi 71 Chương IV Kết luận kiến nghị Kết luận kiến nghị 75 4.1 Kết luận 75 4.2 Kiến nghị 75 Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU DỊCH VỤ DẦU KHÍ 1.1 Lịch sử tàu dịch vụ dầu khí Cuối kỷ 20, ngành khai thác sản xuất dầu khí ngồi khơi trở thành hoạt động kinh tế mũi nhọn giới Những mỏ dầu đất liền gần trở nên cạn kiệt, nên mối quan tâm chuyển sang việc thăm dò, phát nguồn tài nguyên dầu khí đáy biển Bằng việc tạo giếng khoan thăm dò, khảo sát địa chấn với mật độ ngày tăng lên, vị trí có trữ lương dầu khí nằm bên thềm lục địa đánh dấu đồ có xu hướng tiến dần khu vực có độ sâu lớn khó xâm nhập Để khai thác nguồn tài nguyên này, nghành công nghiệp đồ sộ phát triển, sử dụng giàn khoan nổi, tàu thuyền giàn sản xuất cố định neo đậu biển Những cơng trình địi hỏi loại hình hoạt động hỗ trợ khác để cung cấp trợ giúp cần thiết này, người ta cho đời nhiều chủng loại tàu qua nhiều năm Thông thường, loại tàu hỗ trợ xa bờ vân hành chủ tàu, họ công ty chuyên trách sở hữu vận hành loại tàu công ty kết hợp vận hành hỗ trợ xa bờ với hoạt động khác lai dắt cứu hộ, sở hữu tàu theo công ước, hay hoạt động công nghiệp thương mại khác Ngành khai thác sản xuất dầu khí ngồi khơi số tổ chức nắm giữ Những tổ chức cơng ty dầu khí quốc doanh tập đồn gồm cơng ty dầu khí với bên liên quan, công ty công nghiệp phụ trách việc cung cấp số dịch vụ định cho dự án Những đòi hỏi từ phía nhà khai thác sản xuất dịch vụ tàu hỗ trợ đáp ứng tàu có thơng qua số chế khác Đó thị trường giao nhận trực tiếp phát triển, hoạt động phương thức toán bù trừ dành cho hợp đồng ngắn hạn Ví dụ trường hợp, người điều hành giàn khoan nửa chìm nửa cần sử dụng dịch vụ tàu cung ứng kéo xử lý neo (AHTS) thời gian tháng diễn hoạt động khoan để di chuyển giàn khoan tới rời khỏi vị trí khoan Một số lượng tàu loại hoạt động thị trường giao nhận trực tiếp, phân loại Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: theo kích cỡ, sức chứa cơng suất, với thời gian thay đổi tùy theo khả tàu phương thức phục vụ theo nhu cầu thị trường Đối với việc hỗ trợ dài hạn cho công trình cố định người ta thuê tàu hợp đồng kéo dài nhiều năm, thường quyền lựa chọn gia hạn kéo dài Hợp đồng thuê tàu kiểu đủ chặt chẽ để bảo lãnh cho việc đóng nhiều tàu hỗ trợ, mà đặc tính chúng thiết kế phù hợp với nhu cầu giàn khoan mỏ cụ thể Trong số trường hợp tàu hỗ trợ giành tồn thời gian hoạt động kinh tế nó, bản, để thực công việc 1.2 Nhiệm vụ loại tàu Nhiệm vụ chung loại tàu hỗ trợ xa bờ hỗ trợ cho nghành khai thác sản xuất dầu khí ngồi khơi Nhiệm vụ chung chia thành nhiều nhiệm vụ cụ thể Một tàu thiết kế để thực nhiệm vụ cụ thể đơn lẻ, thông thường người ta thường thiết kế tàu để thực kết hợp số loại nhiệm vụ Khi phải giải nhiều nhiệm vụ lúc, chủ tàu phải đưa định để có cán cân thăng yêu cầu đối nghịch nhau, người thiết kế tàu phải thực hóa nhiệm vụ vào tàu, đáp ứng yêu cầu mặt vận hành luật an toàn tương ứng Các loại tàu hỗ trợ xa bờ gồm: Tàu dịch vụ dầu khí (Offshore Support Vessels) tàu trực tiếp tham gia dịch vụ giàn khoan thăm dị khai thác dầu khí Tàu dịch vụ dầu khí phục vụ mục đích chung đảm bảo an tồn cho người cơng việc thăm dị, khai thác dầu khí ngồi khơi Những tàu cỡ lớn đảm bảo lắp ráp bảo dưỡng giàn khoan, trang thiết bị giàn, giếng tàu cỡ nhỏ đảm bảo công tác cung ứng, dịch vụ giàn, đảm bảo chăm sóc y tế, sức khỏe người làm việc giàn khơi, đảm bảo an toàn công việc lặn biển Những chức đội tàu dịch vụ dầu khí bao gồm: - Theo dõi động đất vùng biển có đặt giàn khoan thăm dị khai thác dầu khí - Chuyên chở giàn di động từ xưởng sản xuất đến vị trí khai thác Bố trí hệ thống neo - buộc giàn vị trí định - Chuyên chở giàn cố định từ bờ vị trí lắp đặt, định vị vị trí đặt giàn hạ giàn Page TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: - Cung ứng dịch vụ cho giàn di động, giàn cố định vật dụng, thiết vị cần thiết, chuyên chở người làm việc đến giàn, chuyên chở thực phẩm, dự trữ đến giàn chở từ giàn mẫu bùn, đất, dầu, vật thải Tàu cung ứng dịch vụ dầu khí ( Platform Supply Vessels - PSV): Tàu nhóm đời cơng nghiệp khai thác dầu khí ngồi khơi Tàu cung ứng dịch vụ cho giàn khoang biển Đặc tính chung tàu nhóm tính động cao, khả biển tốt, tính ổn định đảm bảo, độ bền kết cấu đảm bảo Ngày nhóm mang tên gọi đồng nghĩa với PSV OSV - Offshore Supply Vessels Tàu nhóm cung ứng định kỳ cho giàn nhiên liệu, nước sinh hoạt cho người làm việc, lương thực, thực phẩm, thiết bị loại chất lỏng phục vụ khoan Tàu thả neo (Anchor Handling Tug Supply Vessel - AHTS): nhóm với số lượng lớn Đến năm 2010 tàu thuộc nhóm thao tác với neo vào khoảng 1500 Tên gọi tàu nêu đủ chức tổng hợp nó: vận chuyển neo, thả neo, kéo neo hệ thống neo-buộc giàn khoan di động Tàu AHTS tham gia kéo giàn có u cầu, bố trí giàn vị trí xác định theo kế hoạch Tàu đa chức (Multifunctional Vessel): Tàu nhóm thường cải tiến từ tàu thả neo (AHTS) Ngồi cơng việc kể cho AHTS, tàu chức giải công việc thuộc phần nước giàn khoan khảo sát nước bảo dưỡng đường ống, thân giàn 1.3 Bố trí chung tàu dịch vụ dầu khí 1.3.1 Bố trí theo chiều dài thân tàu ✓ Từ sườn mút đuôi tàu đến khoảng sườn -5 dài 2,75 m két chứa nước dằn ✓ Từ sườn -5 đến sườn số dài 3,3 m khoang máy lái ✓ Từ sườn số đến sườn số dài 3,3 chia làm hai bên dùng để chứa nước dằn lái ✓ Từ sườn số đến sườn số 29 dài 12,1 m chia làm hai bên ngăn cách vách dọc kín nước khoang chứa nước kĩ thuật ✓ Từ sườn số 29 đến sườn số 55 dài 14,3 m khoang máy dùng để bố trí máy chính, máy phụ, hệ thống thiết bị phục vụ cho hoạt động máy tàu Hai bên mạn tàu kết chứa dầu dự trữ ✓ Tại khoang máy tàu trang bị máy lai chân vịt Loại máy MAN B&W có cơng suất 4000BHP x 2, type 12V28/32A-VO có thơng số sau: dài 7044 mm, rộng: 1500 mm, cao: 2952 mm, trọng lượng máy: 29,5 T, trọng lượng hộp số: 8,5 T Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: ✓ Từ sườn số 55 đến sườn số 76 dài 11,55 m khoang hàng, ngăn cách vách dọc, dùng để chứa vật dụng, trang thiết bị, thực phẩm trữ đến giàn khoan chở từ giàn mẫu bùn, đất, dầu, vật thải ✓ Từ sườn 76 đến sườn 97 dài 11,55 m khoang chứa nước phục vụ cho giàn khoan, ngăn vách dọc vách ngang ✓ Từ sườn 97 đến sườn số 107 dài 5,5 m khoang chứa nước sinh hoạt từ sườn 107 đến sườn 122 dài 8,25 m ngăn vách khoang chứa nước ngọt, dùng cho thành viên tàu cung cấp cho giàn khoang Phía buồng cho thuyền viên ✓ Từ sườn 122 đến sườn 130 khoang mũi dùng để chứa nước dằn 1.3.2 Bố trí theo chiều cao thân tàu ✓ Tàu có kết cấu đáy đơi vùng từ vách mũi (vách chống va) đến vách lái, boong chính, thượng tầng lầu bố trí phía mũi tàu, boong Hệ thống mạn chắn sóng bố trí xung quanh boong 1.4 Kết cấu tàu thiết kế ✓ Tàu vỏ thép, kết cấu hàn Tàu có hầm hàng, thượng tầng đặt mũi buồng máy đặt tàu Tàu có vách kín nước đặt sườn sn07, sn29, sn55,sn76, sn97, sn107 sn116 ✓ Tàu thiết kế theo hệ thống hỗn hợp: Đáy đơi, boong vùng khoang hàng khoang nước kĩ thuật kết cấu theo hệ thống dọc, vùng lại mạn kết cấu theo hệ thống ngang Đáy khu vực mũi lái đáy đơn ❖ Khoảng sườn thực: ✓ Theo điều 5.2.1 QP-2B quy định khoảng cách chuẩn (a) sườn hệ thống ngang tính theo cơng thức: a = 450 + 2L = 450 + 2.70 = 590 mm ➢ Chọn khoảng sườn ngang bằng: 550 mm ✓ Theo điều 5.2.2 QP-2B quy định khoảng cách chuẩn (S) sườn hệ thống dọc tính theo cơng thức: S = 550 + 2L = 550 + 2.70 = 690 mm ➢ Chọn khoảng sườn dọc 650 mm ✓ Các chi tiết thân tàu thiết kế thỏa mãn theo yêu cầu quy phạm tiêu chuẩn ban hành ✓ Máy đặt bệ máy buồng máy ✓ Các vách bố trí vẽ Vách tàu có kết cấu gia cường nẹp đứng, sống đứng sống nằm Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: ✓ Boong kết cấu hàn Các vị trí lắp thiết bị tăng cường dải tôn gia cường ✓ Lan can bảo vệ thép ống tráng kẽm cao 1m bố trí xung quanh boong Tại lối lên tàu phía trước mũi, phần lan can gián đoạn bố trí thêm xích bảo vệ Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY Các phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu ✓ Thiết kế kết cấu tàu q trình xác định kích thước, hình dáng, quy cách bố trí kết cấu để đáp ứng yêu cầu độ bền, độ cứng, độ ổn định kết cấu thân tàu phù hợp với điều kiện làm việc tàu ✓ Có ba phương pháp thiết kế kết cấu 2.1 Thiết kế theo tàu mẫu ✓ Dựa sở kết cấu tàu mẫu, kết hợp với kiến thức lý thuyết kinh nghiệm người thiết kế để phân tích lựa chọn kích thước kết cấu cho tàu tính ✓ Phương pháp đơn giản, dễ thực cần chọn tàu mẫu phù hợp ✓ Tàu mẫu có tính tốt, hoạt động an tồn nhiều năm, có kết cấu hợp lý, nhóm tàu đại lượng đặc trưng như: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, tỷ lệ kích thước L/H, L/B, T/L, hệ số béo CB, lượng chiếm nước, giá trị mô men uốn dọc lực cắt, bố trí khoảng sườn, khoang hàng, miệng hầm, lỗ khoét gần với đại lượng tương ứng tàu thiết kế 2.2 Thiết kế theo phương pháp sức bền ✓ Xây dựng sở lý thuyết học kết cấu, kếp hợp với kết tính độ bề thân tàu để thiết kế kết cấu chịu độ bền chung độ bền cục ✓ Q trình tính thực cách mơ hình hóa kết cấu tải trọng tác dụng, giải toán học kết cấu để xác định kích thước quy cách bố trí kết cấu ✓ Có độ xác cao, cho phép chọn kết cấu hợp lý vừa đảm bảo đủ độ bền, vừa tối ưu kinh tế, phức tạp nên thường áp dụng tàu làm việc theo ngun lý mới, tàu có kích thước khơng bình thường yêu cầu đặc biệt kết cấu ✓ Dùng để kiểm tra lại độ bền kết cấu sau tính theo phương pháp khác - Điều kiện môi trường làm việc kết cấu - Mơ hình kết cấu tải trọng tác dụng - Giá trị ứng suất cho phép vật liệu chế tạo kết cấu 2.3 Thiết kế theo quy phạm kết cấu thân tàu Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: ✓ Phương pháp đơn giản, đảm bảo độ bền kết cấu thân tàu nên thường áp dụng cho nhiều loại tàu thông dụng khác nhau, khơng có u cầu cao độ bền ✓ Điều kiện áp dụng phương pháp loại tàu, vùng hoạt động, kích thước chính, tỷ lệ kích thước, đặc trưng tàu nằm phạm vi áp dụng quy phạm ✓ Quy phạm đóng tàu tập hợp kiến thức lý thuyết, kết hợp với kinh nghiệm thức tế nên kết xác ln bổ sung, hồn chỉnh cho phù hợp nhiều ✓ Các đòi hỏi quy phạm nghiêm ngặt phản ảnh hết thực tế nên nhiều phải chấp nhận tốn vật liệu tăng trọng lượng tàu kết cấu tính theo quy phạm chưa phải dạng hợp lý ✓ Do hình dáng, u cầu việc bố trí tàu khác thường không giống nhau, tàu lớn hay tàu có tính đặc biệt nên quy phạm đóng tàu khơng thể bao gồm hết tất thiết kế theo phương pháp tính tốn lý thuyết ❖ Kết luận ➢ Chọn phương pháp thiết kế tàu dựa "Quy Phạm Phân Cấp Và Đóng Tàu Biển Vỏ Thép" ( QCVN 21 : 2010/BGTVT) Phần 2B - KẾT CẤU THÂN TÀU VÀ TRANG THIẾT BỊ (Tàu dài từ 20 mét đến 90 mét) Page 10 ... gián đoạn bố trí thêm xích bảo vệ Page TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD: Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU THỦY Các phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu ✓ Thiết kế kết cấu tàu. .. làm việc kết cấu - Mơ hình kết cấu tải trọng tác dụng - Giá trị ứng suất cho phép vật liệu chế tạo kết cấu 2.3 Thiết kế theo quy phạm kết cấu thân tàu Page TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU TÀU GVHD:... dài thân tàu 1.3.2 Bố trí theo chiều cao thân tàu 1.4 Kết cấu tàu dịch vụ dầu khí Chương II Các phương pháp thiết kế kết cấu tàu thủy Các phương pháp thiết kế kết cấu thân tàu 2.1