THÔNG TIN TÀI LIỆU
Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - địa chất & Nguyễn thị nhn Nghiên cứu XáC định số thông số chủ yếu tuyến ống dÉn khÝ Tõ Má KHÝ ngoμi kh¬I vỊ bê Ln văn thạc sĩ kỹ thuật H nội 2012 Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - ®Þa chÊt & Nguyễn thị nhn Nghiên cứu XáC định mét sè th«ng sè chđ u cđa tun èng dÉn khí Từ Mỏ KHí ngoi khơI bờ Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị mỏ, dầu khí MÃ số: 60.52.12 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học: TS Tạ Ngọc Hải H nội - 2012 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng dới hớng dẫn TS Tạ Ngọc Hải Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Nhàn MC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC…………………………………………………………………….1 DANH MỤC CÁC BẢNG………………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ…………………………………… MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẬN CHUYỂN KHÍ BẰNG ĐƯỜNG ỐNG………………………………………………………………………… 1.1 Tiềm khí giới………………………………………… 1.2 Tiềm khí Việt Nam………………………………….……….11 1.3 Vận chuyển khí đường ống………………………………… 19 1.4 Hệ thống tuyến đường ống dẫn khí Việt Nam……………… 21 1.5 Các dự án đường ống dẫn khí thi cơng…………………… 25 1.6 Các dự án tuyến ống dẫn khí định hướng thi công……… 27 Chương 2: CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐƯỜNG ỐNG VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ 29 2.1 Phân loại đường ống dầu khí 29 2.2 Các yêu cầu đường ống vận chuyển khí 32 2.3 Vật liệu chế tạo ống dẫn khí……………………………………… 33 Chương 3: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA TUYẾN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ NGỒI KHƠI VỀ BỜ…………… 38 3.1 Đặc điểm đường ống dẫn khí ngồi khơi……………………….38 3.2 Các thơng số khí vận chuyển 40 3.3 Nghiên cứu xác định thơng số đường ống dẫn khí… 48 Chương 4: TÍNH TỐN KIỂM TRA THƠNG SỐ CHÍNH CỦA TUYẾN ỐNG DẪN KHÍ TỪ MỎ KHÍ PM3 VỀ TỔ HỢP KHÍ ĐIỆN ĐẠM CÀ MAU……………………………………………………………………… 62 4.1 Các liệu đầu vào tuyến đường ống………………………… 62 4.2 Xác định số thơng số tuyến ống ……………… ….64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHO DAnh mục bảng Tên Bng 1.1: Trữ lượng khí xác minh giới Bảng 1.2: Dầu mỏ Biển Đông so với khu vực khác giới (Số liệu dầu mỏ năm 2003 khí đốt năm 2002) Bảng 1.3: Dự báo tới năm 2020 tình hình sản xuất khí thiên nhiên giới Bảng 2.1: Phân loại đường ống theo điều kiện làm việc kiểm tra mối hàn, áp suất Trang 10 31 Bảng 2.2: Phân loại đường ống theo chức 31 Bảng 2.3: Khoảng cách tối thiểu đường ống dẫn 32 Bảng 2.4: Cơ tính thép chế tạo ống dẫn khí 33 Bảng 2.5: Thành phần % thép chịu mòn 34 Bảng 2.6: Vật liệu chế tạo ống thép theo tiêu chuẩn ASTM 35 Bảng 2.7: Mã màu nhận dạng ống 37 Bảng 3.1: Thành phần khí dầu mỏ khí thiên nhiên 41 Bảng 4.1: Độ sâu mực nước đoạn ống 63 Bảng 4.2: Thành phần khí ống dẫn 63 Bảng 4.3: Thành phần tạp chất khí 64 Bảng 4.4 : Giá trị Pd theo áp suất theo vị trí đặt ống 69 Bảng 4.5: So sánh thơng số đường ống tính tốn đường ống dẫn khí PM3 – Cà Mau 71 DAnh mục hình vẽ, đồ thị Tên Hỡnh 1.1: Trữ lượng khí xác minh theo khu vực cuối năm 2004 Hình 1.2: Đánh giá phân bố trữ lượng khí quốc gia năm 2005 Hình 1.3: Trữ lượng xác minh số nước Châu Á vào cuối năm 1999 Trang Hình 1.4: Vị trí lơ Dầu Khí Việt Nam 12 Hình 1.5: Sơ đồ tuyến đường ống dẫn khí Tiền Hải – Thái Bình 22 Hình 1.6: Hệ thống vận chuyển phân phối khí Cửu Long 23 Hình 1.7: Đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn 24 Hình 1.8: Tuyến đường ống Rồng - Đồi Mồi - Bạch Hổ 26 Hình 1.9: Tuyến đường ống Block B – Ơ mơn 27 Hình 1.10: Tuyến đường ống 102/107 & 103/107 Thái Bình 28 Hình 3.1: Sơ đồ tính tốn áp suất ống khí 52 Hình 3.2: Các đường cong phân bố áp suất đường cong bậc hai áp suất theo chiều dài đường ống Hình 3.3 Sơ đồ ống dẫn thu (hoặc gom) khí Hình 4.1: Sơ đồ phân chia đường ống thành đoạn để tính độ giảm áp Hình 4.2: Sự phụ thuộc áp suất chiều dài ống 53 54 65 68 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Dầu mỏ khí thiên nhiên tài ngun q, khơng tái tạo, nguồn lượng nguyên liệu quan trọng cho phát triển kinh tế đất nước Chính mà ngành cơng nghiệp dầu khí nước giới nói chung nước ta nói riêng trở thành ngành chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân Phát dầu móng nứt nẻ trước Đệ tam mỏ Bạch Hổ vào năm 1988 kiện mang tính đột phá, làm thay đổi quan điểm thăm dò truyền thống Cùng với việc áp dụng giải pháp cơng nghệ vào thăm dị dầu khí nước ta đem lại thành to lớn, nhờ hàng loạt giếng thăm dị vào móng thành công, phát thêm nhiều mỏ dầu (Rạng Đông, Hồng Ngọc, Rồng 14, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Sư Tử Trắng bể Cửu Long mỏ Đại Hùng bể Nam Côn Sơn…) gia tăng trữ lượng dầu khí đáng kể, đảm bảo tăng nhanh sản lượng khai thác dầu khí đáp ứng nhu cầu lượng phát triển kinh tế quốc dân Trữ lượng tiềm dầu khí bể trầm tích Đệ tam nước ta dự báo (4300 triệu quy dầu) chủ yếu khí (trên 50%) phân bố chủ yếu thềm lục địa (trên 90%) Hiện Petrovietnam triển khai khai thác 18 mỏ dầu khí (trong đó: nước 17 mỏ nước ngồi mỏ với tổng sản lượng khai thác dầu khí đến hết tháng 5/2010 đạt 317 triệu quy dầu (trong đó, khai thác dầu 259 triệu khai thác khí 58 tỷ m³) Tập đồn dầu khí quốc gia Việt Nam xây dựng hệ thống sở vật chất kỹ thuật đại với ba hệ thống đường ống dẫn khí (Rạng Đông - Bạch Hổ, Nam Côn Sơn PM3 Cà Mau) vận hành an toàn hiệu quả, hàng năm cung cấp tỷ m³ khí khô cho phát triển công nghiệp hộ tiêu thụ dân sinh nước Bên cạnh đó, nhà máy điện (Nhà máy điện cà Mau 1, Nhơn Trạch 1) với công suất lắp đạt đạt 1.950 MW, đưa vào vận hành tiến độ, góp phần tích cực vào việc đảm bảo an ninh lượng điện quốc gia Ngoài nhà máy Đạm Phú Mỹ đưa vào vận hành từ năm 2004, đến sản suất gần 3,5 triệu phân đạm, góp phần tích cực việc bình ổn thị trường giá phân đạm, hỗ trợ đắc lực cho nông dân phát triển sản xuất nông nghiệp nước thời gian qua, đảm bảo an ninh lương thực đất nước Một lĩnh vực quan trọng cơng nghiệp dầu khí quan tâm vận chuyển dầu khí Đây khâu quan trọng nối liền khai thác với chế biến tiêu thụ Đặc điểm khai thác dầu khí nước ta chủ yếu biển, nằm cách xa bờ, việc vận chuyển dầu khí vào bờ cần hệ thống đường ống dẫn khí quy mơ hiệu đáng tin cậy Các đường ống dẫn khí hoạt động nước ta xây dựng có hợp tác với nước ngồi Xuất phát từ thực tế đề tài “Nghiên cứu thông số chủ yếu đường ống dẫn khí từ mỏ khí ngồi khơi bờ” cần thiết để bước làm chủ việc tính tốn thiết kế đường ống Mục đích nghiên cứu Xác định số thông số chủ yếu tuyến đường ống dầu khí ngồi khơi vào bờ sở kết nghiên cứu nước, áp dụng, tính tốn kiểm tra đường ống dẫn khí từ mỏ khí PM3 tổ hợp khí điện đạm Cà Mau Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Đường ống dẫn khí ngồi khơi bờ Phạm vi nghiên cứu: Xác định thông số chủ yếu đường ống dẫn: lựa chọn đường kính, vật liệu, tính tốn độ dày thành ống, độ giảm áp bên ống dẫn Áp dụng tính tốn, kiểm tra tuyến ống dẫn khí từ mỏ khí PM3 tổ hợp khí điện đạm Cà Mau Nội dung nghiên cứu - Tổng quan vận chuyển khí đường ống - Nghiên cứu yêu cầu đường ống vận chuyển khí - Nghiên cứu xác định thông số tuyến đường ống dẫn khí ngồi khơi vào bờ cụ thể là: lựa chọn đường kính, vật liệu, tính tốn độ dày thành ống, độ giảm áp bên ống dẫn - Tính tốn kiểm tra số thơng số tuyến đường ống PM3 – tổ hợp khí điệm đạm Cà Mau Phương pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu: - Phân tích, tổng hợp tài liệu tham khảo lĩnh vực nghiên cứu - Áp dụng lý thuyết đàn hồi, sức bền vật liệu, nhiệt động học, vận chuyển đường ống … để giải vấn đề đặt Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Tập hợp, hệ thống kết nghiên cứu đường ống dẫn khí, lựa chọn phương pháp tính tốn kiểm tra thông số chủ yếu đường ống dẫn - Ý nghĩa thực tiễn: Kết luận văn dụng làm tài liệu tham khảo lĩnh vực tính tốn thiết kế đường ống dẫn khí dùng việc lựa chọn ống dẫn trình xây dựng, lắp đặt đường ống Kết cấu luận văn Cấu trúc luận văn bao gồm phần mở đầu, chương, phần kết luận kiến nghị, trình bày 76 trang, 16 bảng, 15 hình vẽ đồ thị Luận văn Thạc sĩ thực Bộ môn Máy Thiết bị Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội Trong trình thực tác giả nhận giúp đỡ thầy hai môn Máy Thiết bị Mỏ mơn Thiết bị Dầu khí Cơng trình bảo tận tình người hướng dẫn khoa học TS Tạ Ngọc Hải, đóng góp ý kiến kỹ sư, nhà khoa học dự án đường ống dẫn khí từ mỏ khí PM3 tổ hợp nhà máy Khí – Điện – Đạm Cà Mau Tác giả xin chân thành cảm ơn! Chương TỔNG QUAN VỀ VẬN CHUYỂN KHÍ BẰNG ĐƯỜNG ỐNG 1.1 Tiềm khí giới Theo khảo sát, khí thiên nhiên phát hầu khắp châu lục, ngoại trừ châu Nam Cực Trữ lượng khí giới tập trung chủ yếu hai khu vực Trung Đông Châu Âu Tính đến năm 2004, trữ lượng xác định vào khoảng 175,5 nghìn tỷ m3 từ đến tiếp tục phát thêm Hình 1.1: Trữ lượng khí xác minh theo khu vực cuối năm 2004 (x1012 m3) Cuối năm 2004 trữ lượng khí xác minh giới dự đốn mức 179.53 x 1012m3 61 Theo DNV1981 (Ruler for Submarine pipeline systems 1981) độ dày thành ống xác định từ công thức : Sh = (Pi - Pe) D 2t (3.58) Trong đó: Sh - ứng suất giới hạn, MPa ; D – đường kính ống ; t – độ dày thành ống tối thiểu; Pi – áp suất đường ống, MPa; Pe – áp suất đường ống, MPa Trong áp suất ống có tính đến áp lực thủy tĩnh cột khí vận chuyển áp suất ngồi ống có tính đến áp lực thủy tĩnh nước biển tính từ mặt nước biển đến đáy biển Phân tích phương pháp tính độ dày thành ống cho thấy : - Nếu tính sở công thức (3.53) đến công thức (3.56) cho kết tính tốn khác biệt từ ÷ 30% - Các công thức (3.50), (3.41), (3.57), (3.58) xuất phát từ tốn tính ứng suất thành ống chịu áp lực Các công thức (3.50) (3.57) có tính đến hệ số an tồn, sai số thiết kế… riêng cơng thức (3.57) có tính đến độ dày trừ hao ăn mòn nước biển Thực tế đường ống đại, thiết kế đường ống người ta ý tới giải pháp chống ăn mịn nước biển Vì vậy, tính tốn kiểm tra khơng cần đưa giá trị vào hợp lý ta tính chọn độ dày thành ống theo cơng thức (3.57) cho trường hợp : - Ống chịu áp suất ngoài; - Ống đơn chịu áp suất ngoài; - Kiểm tra với điều kiện thử thủy lực 62 Chương TÍNH TỐN KIỂM TRA THƠNG SỐ CHÍNH CỦA TUYẾN ỐNG DẪN KHÍ TỪ MỎ KHÍ PM3 VỀ TỔ HỢP KHÍ ĐIỆN ĐẠM CÀ MAU 4.1 Giới thiệu chung tuyến ống Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau ba dự án kinh tế lớn giai đoạn 2000-2005 Việt Nam (hai dự án lại Thủy điện Sơn La Nhà máy lọc dầu Dung Quất) Dự án Tập đồn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) làm chủ đầu tư Dự án bao gồm việc xây dựng đường ống dẫn khí thép dài 325 km (có 298 km ngầm biển) đường kính ống 18 inch, dày 12,5 mm, công suất vận chuyển tỷ m³ khí/năm đưa khí từ mỏ PM3 thuộc vùng chồng lấn Việt Nam Malaysia vào Khu công nghiệp Khánh An huyện U Minh, Cà Mau để cấp cho hai nhà máy nhiệt điện nhà máy sản xuất phân đạm Hai nhà máy điện có cơng suất tổng cộng 1.500 MW nhà máy đạm có cơng suất 800.000 Tấn/năm Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau với dự án khí Lơ B - Ơ Mơn đưa khí từ biển Tây đến Tổ hợp nhà máy điện Ơ Mơn (Cần Thơ) (cơng suất Tổ hợp Ơ Mơn 2.600 MW) góp phần phát triển Đồng Sông Cửu Long thành trung tâm lượng Việt Nam Đường ống dẫn khí PM3 - Cà Mau từ mỏ khí ngồi khơi xa xuyên qua lòng biển, chui vào đất rừng tràm U Minh hạ, chạy vào Cụm Khí - Điện Đạm Cà Mau Đường ống dẫn khí PM3 - Cà Mau có trạm: Trạm tiếp bờ ấp Mũi Tràm, xã Khánh Bình Tây Bắc (Trần Văn Thời) Tuyến ống tuyến ống đơn bao gồm 298 km đường ống dẫn khí ngồi biển 26,114 km đường ống dẫn khí bờ (bao gồm 03 trạm: Trạm tiếp bờ (LFS), cụm van ngắt tuyến (LBV) Trạm phân phối khí (GDS) Dịng khí từ mỏ PM3 đưa vào tới trạm GDS thuộc xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau vào lúc 12h54' ngày tháng năm 2007 để cung cấp cho Cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau 63 Một số liệu đường ống trình bày bảng 4.1 4.2, 4.3 sau : Bảng 4.1: Độ sâu mực nước đoạn ống Vị trí Độ dài ống Độ sâu (m) (so với mặt nước biển) - 53,5 KP 130 130 - 22,3 KP 170 170 - 30,1 KP 230 230 - 28,5 231,8 - 28,8 KP 250 250 - 24,0 Cách điểm tiếp bờ km 293 - 7,8 Cách điểm tiếp bờ 500 m 298 - 1,7 Tại giàn BR-B IP6 Bảng 4.2: Thành phần khí ống dẫn Thành phần khí % CO2 7,53 N2 0,79 Methane (mê tan CH4) 77,95 Ethane ( Ê tan C2H6) 6,78 Propane 4,03 I-Butane 1,18 N-Butane 0,91 I-Pentane 0,39 N-Pentane 0,23 C6 Hypo 0,20 H2O 0,01 Tổng cộng 100,00 64 Bảng 4.3: Thành phần tạp chất khí Thành phần tạp chất Giá trị Carbon dioxide CO2 Không vượt 8,0 % Hydrogen Sulphide Không vượt 10,0 ppm (Volume) Mercaptans Không vượt 11,0 mg/Sm3 Thủy ngân Không vượt 20,0 mg/Sm3 Nước Không vượt 80,0 mg/Sm3 (5 lb/MMSCF) Thành phần nước biển vị trí đặt đường ống: Mật độ: 1025 kg/m3; Độ nhớt: 1,6 cP; Tính dẫn nhiệt: 0,560 W/m; Điện trở: 0,20 Ohm 4.2 Tính tốn xác định số thông số tuyến ống 4.2.1 Xác định lưu lượng khí qua ống dẫn Lưu lượng khí vận chuyển tính thể tích khí qua tiết diện ống đơn vị thời gian Theo kết thực tiễn hoạt động, thời gian làm việc tuyến ống nằm khoảng từ 345 đến 350 ngày/năm, thời gian làm việc 3ca/ngày Như lưu lượng khí vận chuyển là: Q= 2.10 = 66,13m3/s 350.24.3600 4.2.2 Lựa chọn đường kính ống dẫn Như trình bày trên, đường kính ống dẫn quy chuẩn hóa theo tiêu chuẩn riêng Với nước Mỹ, Anh … dùng hệ đo lường Anh, dãy thông số đường kính ống dẫn , , 10 … 65 Thực tế Việt Nam có tuyến đường ống dẫn khí Nam Cơn Sơn, với cơng suất vận chuyển tỷ mét khối khí / năm sử dụng đường kính ống vận chuyển 26 , với tuyến đường ống (vận chuyển 2tỷ mét khối khí/năm) ta lựa chọn đường kính có kích thước nhỏ 18 (D = 457,2mm) 4.2.3 Áp suất làm việc Hiện xu giới với việc sản xuất thép chế tạo đường ống có chất lượng cao, có xu tăng áp suất vận chuyển tới 7,5MPa Theo [25] để xây dựng đường ống dẫn khí ngồi biển với áp suất 14,7 MPa, 19,7 MPa, 24,7 MPa Ta lựa chọn áp suất cho tuyến ống 14,7MPa 4.2.4 Tính tốn độ giảm áp đường ống Việc tính tốn độ giảm áp đường ống cần thiết để xác định có cần thiết phải đặt hệ thống trạm nén trung gian Để tính tốn kiểm tra ta chia tuyến ống thành phân đoạn (hình 4.1), tương ứng với chiều dài độ sâu tuyến ống bảng 4.1 - Xác định mật độ khí Mật độ khí điều kiện chuẩn khí với thành phần cho ρ = 0,89kg/m3 Từ mật độ khí xác định ta tiến hành tính tốn tốc độ khối : G= Q 66,13 = = 74,3 kg/s ρ 0,89 Tiết diện ống : F = πD = 3,14.0,4572 = 0,164 m2 Ö Độ giảm áp đường ống P 1 L P2 L P3 L P4 P5 L4 L 5 P6 L6 P7 P8 L7 Hình 4.1: Sơ đồ phân chia đường ống thành đoạn để tính độ giảm áp + Trên đoạn I: L1 = 130 km, P1 = 14,7MPa, Z1 = 0,8736, R=351, T=323oK (hệ số Z tính theo [28], phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ thành phần % khí, tạp chất hỗn hợp) 66 ρ= 14,7.10 = 148,4 kg/m3 0,8736.351.323 => Vận tốc khí tính theo cơng thức 74,3 = 3,046 m/s 148,7.0,164 v= Để xác định chế độ chảy đường ống ta tính hệ số Reynold Re = v.D 3,046.0,4572 = = 0,1466.107 > 104 dòng chảy -7 υ 9,5.10 đường ống dòng chảy rối Khi λ tính theo cơng thức (3.23) λ= 9,4.10-3 D -3 = 9,4.10 = 12,2.10-3 0,4572 Theo cơng thức (3.17) tính P2: P2 = P12 − (14,7.10 ) − 16λZRTG L = π D5 16.12,2.10 −3.0,8731.351.323.(74,3) 130.10 = 12,068 MPa (3,14) (0,4572) + Trên đoạn : L2 = 40 km, P2 = 12,068MPa, Z2 =0.8868, R=351, T=323oK Theo cơng thức (3.18) tính P2: P3 = P22 − = (12,068.10 ) − 16λZRTG L = π D5 16.12,2.10 −3.0,8868.351.323.(74,3) 40.10 = 11,119MPa (3,14) (0,4572) + Trên đoạn : L3 = 60 km, P3 = 11,119MPa, Z3 =0.8931, R=351, T=323oK Bằng cách tính tương tự tính P2, P3 ta tính được: P4 = = (11,119.10 16λZRTG L = P − π D5 ) 16.12,2.10 −3.0,8931.351.323.(74,3) 60.10 − = 9,507 MPa (3,14) (0,4572) 67 + Trên đoạn : L4 = 1,82 km, P4 = 9,507MPa, Z4 =0.9053, R=351, T=323oK 16λZRTG L = P − π D5 P5 = = (9,507.10 ) 16.12,2.10 −3.0,9053.351.323.(74,3) 1,82.10 − = 9,454 MPa (3,14) (0,4572) + Trên đoạn : L5 = 18,2 km, P5 = 9,454MPa, Z5 =0,9057, R=351, T=323oK P6 = P52 − = (9,454.10 ) − 16λZRTG L = π D5 16.12,2.10 −3.0,9057.351.323.(74,3) 18,2.10 = 8,897MPa (3,14) (0,4572) + Trên đoạn : L6 = 43 km, P5 = 8,897MPa, Z6 =0,9103, R=351, T=323oK P7 = P62 − = (8,897.10 ) − 16λZRTG L = π D5 16.12,2.10 −3.0,9103.351.323.(74,3) 43.10 = 7,408MPa (3,14) (0,4572) + Trên đoạn : L7 = km, P6 = 7,408MPa, Z7 =0,9237, R=351, T=323oK P8 = P72 − = (7,408.10 ) − 16λZRTG L = π D5 16.12,2.10 −3.0,9237.351.323.(74,3) 5.10 =7,212Mpa (3,14) (0,4572) 68 P P2 P3 P4 P5 P7 P6 P8 130 P = f (L ) 230 170 231 , 250 293 298 L Hình 4.2: Sự phụ thuộc áp suất chiều dài ống Với kết tính tốn ta thấy chiều dài ống tăng áp suất khí vận chuyển ống giảm tức gần bờ áp suất giảm trạm tiếp bờ ta cần phải bố trí trạm bơm để vận chuyển khí tới điểm cần thiết Mối quan hệ phụ thuộc P = f(L) đường cong bậc hai hoàn toàn phù hợp với kết luận tài liệu [8] 4.2.5 Tính tốn độ dày thành ống - Ống chịu áp suất Theo [25] để xây dựng đường ống dẫn khí biển với áp suất 14,7 MPa, 19,7 MPa, 24,7 MPa nên dùng đường ống đường kính từ 610 đến 1220mm chế tạo từ thép cấp bền K54 (X65), K60 (X70), ta chọn vật liệu cho tuyến ống cần tính tốn X65, có ứng suất chảy giới hạn 448 MPa ứng suất phá hủy 560MPa - Theo bảng 4.1, vị trí tuyến ống chịu áp suất lớn 14,7MPa nằm độ sâu 53,5m so với mặt nước biển - Theo (3.57), độ dày thành ống tính theo cơng thức sau : tnom = Pd D + ta E wη σ y Ft 69 Trong đó: tnom – độ dày thành ống, m; Pd – áp suất tính tốn Pd = Pi - Pe, MPa; D – đường kính ống, m ; ta – độ dày trừ hao ăn mòn nước biển, m ; Ew – hệ số tính đến cơng nghệ hàn ống (đối với ống không hàn, ống hàn điện trở, hàn lớp trợ dung Ew = 1) ; Ft – hệ số ảnh hưởng nhiệt độ, Ft = nhiệt độ t < 250oC) η – hệ số làm việc, η = 0,72 ; σy – ứng suất chảy tối thiểu theo lý thuyết, MPa (=448) Khi khơng tính đến độ hao mịn cho phép tnom tính bằng: tnom = Pd D E wη σ y Ft Vì ống ống khơng hàn nên Ew = Nhiệt độ tính tốn ta lấy 50 oC < 250oC nên Ft = P d = Pi - P e Trong đó: Pi – áp suất bên ống; Pe – áp suất thủy tĩnh bên ống Pe = ρnước biển g.h Ta tính tốn Pd theo giá trị Pi vị trí tuyến ống thể bảng 4.1 hình 4.1 Các giá trị Pd liệt kê bảng 4.4 : Bảng 4.4 : Giá trị Pd theo áp suất theo vị trí đặt ống Vị trí h 53,5 22,3 30,1 28,5 28,8 24 7,8 1,7 Pe 0,537 0,224 0,3 0,286 0,289 0,241 0,078 0,017 Pi 14,7 12,068 11,119 9,507 9,454 8,897 7,408 7,212 Pd 14,16 11,84 9,22 9,164 8,66 7,32 7,19 10,81 70 Từ bảng 4.4 cho thấy giá trị Pd lớn vị trí 1, ta lấy giá trị để tính tốn kiểm tra độ dày thành ống : tnom = ( Pi − Pe ) D 2.1.0,72.σ y Pi = 14,7MPa Pe = ρnước biển g.h = 1025.9,8.53,5 = 0,537MPa tnom = (14,7 − 0,537)0,4572 = 10,037 mm 2.1.0,72.448.1 Theo 3.3.2 cần kiểm tra ống chịu áp lực túy bên Theo bảng 4.4 ta thấy ống chịu áp lực lớn vị trí số Khi Pi =0, Pe = 0,537Mpa Cần đảm bảo σy ≤ [σ] σy = Pe D 0,537.0.4572 = = 16,987 MPa
Ngày đăng: 22/05/2021, 15:39
Xem thêm: