(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu, tính toán thi công lắp đặt chân giàn khoan tự nâng phù hợp với đkiện việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THANH TÀI NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN THI CÔNG LẮP ÐẶT CHÂN GIÀN KHOAN TỰ NÂNG PHÙ HỢP VỚI ÐIỀU KIỆN VIỆT NAM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103 SKC004936 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THANH TÀI NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN THI CƠNG LẮP ĐẶT CHÂN GIÀN KHOAN TỰ NÂNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60 520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI THANH TÀI NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN THI CƠNG LẮP ĐẶT CHÂN GIÀN KHOAN TỰ NÂNG PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60 520103 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm2016 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Bùi Thanh Tài Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 11-04-1985 Nơi sinh: Nam Định Quê quán: Xã Nam Thanh, Huyện Dân tộc: Kinh Nam Trực, Tỉnh Nam Định Chỗ riêng địa liên lạc: 12/9 Bắc Sơn, Phường 11, Tp Vũng Tàu Điện thoại quan: 064.3545.826 Điện thoại nhà riêng: 0909.106.061 Fax: 064.3512.121 E-mail: thanhtai1104@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/ …đến …./… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Đại học: Hệ đào tạo: Tại chức Thời gian đào tạo từ 9/2003 đến 4/2008 Nơi học (trường, thành phố): Trường ĐH SPKT, Tp HCM Ngành học: Cơ khí Chế tạo máy Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: 03/2008 – Tp.HCM Người hướng dẫn: III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Công việc đảm nhiệm Nơi công tác i Kỹ thuật, Giám sát thi công 4/2008-12/2009 Công ty Lắp máy Lilama 18 nhà máy nhiệt điện, Nhà máy lọc dầu, giàn khoan CPP2 mỏ Bạch Hổ 12/2009-03/2012 04/2012-09/2015 10/2015-Hiện Công ty CP Chế tạo Giàn khoan Dầu khí Giám sát thi cơng chế tạo chân giàn khoan tự nâng Tam Đảo Công ty CP Chế tạo Giàn khoan Dầu khí Điều phối thi cơng dự án Công ty CP Chế tạo Giàn Chuyên viên phát triển kinh Doanh đấu thầu khoan Dầu khí ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 10 năm 2016 (Ký tên ghi rõ họ tên) Bùi Thanh Tài iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian gần hai năm học lớp 2015A nhận nhiều bảo, giúp đỡ quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, tơi xin gửi đến q Thầy Cơ Khoa khí, Phịng đào tạo sau đại học quý thầy cô khác với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, xin trân trọng cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Phương góp ý, hướng dẫn tơi suốt q trình làm luận văn tốt nghiệp Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo q thầy đề tài tơi khó hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Chế tạo Giàn khoan Dầu khí giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi thực hồn thành đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn! Bùi Thanh Tài iv TÓM TẮT Hiện nay, nhu cầu sử dụng giàn khoan tự nâng giới nói chung Việt Nam nói riêng ngày lớn Ở Việt Nam, năm gần hoạt động thăm dị khai thác dầu khí khơng ngừng phát triển, giàn khoan tự nâng hoạt động thăm dị, khai thác dầu khí Công ty Việt Nam thuê mua từ quốc gia khác với giá thành cao, không tận dụng nguồn lực nội địa, khó chủ động việc phát triển kinh tế biển, bảo vệ chủ quyền, đồng thời khó làm chủ cộng nghệ thi công chế tạo cấu kiện, kết cấu, thiết bị có hàm lượng khoa học cao Đáp ứng nhu cầu đó, lần Việt Nam tự thi cơng chế tạo giàn khoan tự nâng để chủ động khai thác tăng tỉ lệ nội địa hóa Đối với giàn khoan tự nâng chân giàn khoan hạng mục quan trọng địi hỏi độ xác thi cơng phức tạp, địi hỏi phải có phương án phù hợp vừa đảm bảo an toàn, chất lượng tiến độ Từ thực trạng đó, đề tài tìm hiểu phương án thi công lắp đặt chân giàn khoan tự nâng giới từ so sánh chọn phương án lắp đặt phù hợp với điều kiện sở vật chất Việt Nam Qua nghiên cứu phương án lắp đặt so sánh ưu nhược điểm phương án an tồn, chi phí, khả thi cơng, điều kiện sở vật chất lựa chọn phương án phù hợp nhất, áp dụng để thi cơng lắp đặt loại chân giàn khoan tự nâng sử dụng cẩu lớn để lắp đặt, cụ thể nghiên cứu sử dụng cẩu bánh xích 1250T Đề tài nghiên cứu, tính tốn cường độ, ứng suất kết cấu, ứng suất bãi, độ ổn định cẩu cách kỹ lưỡng nhằm giảm rủi ro tác động môi trường điều kiện khách quan trình lắp đặt Quá trình thi công lắp đặt chân giàn khoan tự nâng thực cách chia chân giàn khoan thành đoạn chân có khối lượng từ khoảng 50 đến khoảng 300 tấn, tương đương khoảng 8m đến 30m (đối với chân dạng khung) đến 60m (đối với chân trụ rỗng) Do việc kiểm sốt an tồn kiểm soát chặt chẽ v Project Page 37 of 45 Object Name State Scoping Method Geometry Type Suppressed Define By Coordinate System X Component Y Component Z Component Magnitude Direction TABLE 66 Model (A4) > Static Structural (A5) > Loads Fixed Support Pressure Force Fully Defined Scope Geometry Selection Faces 16 Faces Faces Definition Fixed Support Pressure Force No Components Vector Global Coordinate System -121.6 Pa (ramped) 121.6 Pa (ramped) Pa (ramped) 9.6183e+005 N (ramped) Defined FIGURE Model (A4) > Static Structural (A5) > Pressure file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 38 of 45 FIGURE Model (A4) > Static Structural (A5) > Force Solution (A6) file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 39 of 45 TABLE 67 Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution Object Name Solution (A6) State Solved Adaptive Mesh Refinement Max Refinement Loops Refinement Depth Information Status Done TABLE 68 Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Solution Information Object Name Solution Information State Solved Solution Information Solution Output Solver Output Newton-Raphson Residuals Update Interval 2.5 s Display Points All FE Connection Visibility Activate Visibility Yes Display All FE Connectors Draw Connections Attached To All Nodes Line Color Connection Type Visible on Results No Line Thickness Single Display Type Lines TABLE 69 Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Results Object Name Total Deformation Equivalent Stress Equivalent Elastic Strain State Solved Scope Scoping Method Geometry Selection Geometry All Bodies Definition Type Total Deformation Equivalent (von-Mises) Stress Equivalent Elastic Strain By Time Display Time Last Calculate Time History Yes Identifier Suppressed No Results Minimum m 1165.4 Pa 5.8268e-009 m/m Maximum 9.4419e-004 m 1.5566e+008 Pa 7.7831e-004 m/m Minimum Occurs On CirPattern4[6] Trim/Extend24[4] Maximum Occurs On LPattern1[28] CirPattern4[2] Information Time s Load Step Substep Iteration Number Integration Point Results file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 40 of 45 Display Option Material Data Averaged LeTo MMCL1 TABLE 70 LeTo MMCL1 > Constants Density 7850 kg m^-3 Coefficient of Thermal Expansion 1.2e-005 C^-1 Specific Heat 434 J kg^-1 C^-1 Thermal Conductivity 60.5 W m^-1 C^-1 Resistivity 1.7e-007 ohm m TABLE 71 LeTo MMCL1 > Compressive Ultimate Strength Compressive Ultimate Strength Pa TABLE 72 LeTo MMCL1 > Compressive Yield Strength Compressive Yield Strength Pa 7.1706e+008 TABLE 73 LeTo MMCL1 > Tensile Yield Strength Tensile Yield Strength Pa 6.2053e+008 TABLE 74 LeTo MMCL1 > Tensile Ultimate Strength Tensile Ultimate Strength Pa 4.6e+008 TABLE 75 LeTo MMCL1 > Isotropic Secant Coefficient of Thermal Expansion Reference Temperature C 22 TABLE 76 LeTo MMCL1 > Alternating Stress Mean Stress Alternating Stress Pa Cycles Mean Stress Pa 3.999e+009 10 2.827e+009 20 1.896e+009 50 1.413e+009 100 1.069e+009 200 4.41e+008 2000 2.62e+008 10000 2.14e+008 20000 1.38e+008 1.e+005 1.14e+008 2.e+005 file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 41 of 45 8.62e+007 Strength Coefficient Pa 9.2e+008 Strength Exponent -0.106 1.e+006 TABLE 77 LeTo MMCL1 > Strain-Life Parameters Ductility Ductility Cyclic Strength Coefficient Exponent Coefficient Pa 0.213 -0.47 1.e+009 Cyclic Strain Hardening Exponent 0.2 TABLE 78 LeTo MMCL1 > Isotropic Elasticity Temperature C Young's Modulus Pa Poisson's Ratio Bulk Modulus Pa Shear Modulus Pa 2.e+011 0.3 1.6667e+011 7.6923e+010 TABLE 79 LeTo MMCL1 > Isotropic Relative Permeability Relative Permeability 10000 LeTo N20CL6 TABLE 80 LeTo N20CL6 > Constants Density 7850 kg m^-3 Coefficient of Thermal Expansion 1.2e-005 C^-1 Specific Heat 434 J kg^-1 C^-1 Thermal Conductivity 60.5 W m^-1 C^-1 Resistivity 1.7e-007 ohm m TABLE 81 LeTo N20CL6 > Compressive Ultimate Strength Compressive Ultimate Strength Pa TABLE 82 LeTo N20CL6 > Compressive Yield Strength Compressive Yield Strength Pa 6.8948e+008 TABLE 83 LeTo N20CL6 > Tensile Yield Strength Tensile Yield Strength Pa 5.8605e+008 TABLE 84 LeTo N20CL6 > Tensile Ultimate Strength Tensile Ultimate Strength Pa 4.6e+008 TABLE 85 LeTo N20CL6 > Isotropic Secant Coefficient of Thermal Expansion Reference Temperature C 22 file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 42 of 45 TABLE 86 LeTo N20CL6 > Alternating Stress Mean Stress Alternating Stress Pa Cycles Mean Stress Pa 3.999e+009 10 2.827e+009 20 1.896e+009 50 1.413e+009 100 1.069e+009 200 4.41e+008 2000 2.62e+008 10000 2.14e+008 20000 1.38e+008 1.e+005 1.14e+008 2.e+005 8.62e+007 1.e+006 Strength Coefficient Pa 9.2e+008 Strength Exponent -0.106 TABLE 87 LeTo N20CL6 > Strain-Life Parameters Ductility Ductility Cyclic Strength Coefficient Exponent Coefficient Pa 0.213 -0.47 1.e+009 Cyclic Strain Hardening Exponent 0.2 TABLE 88 LeTo N20CL6 > Isotropic Elasticity Temperature C Young's Modulus Pa Poisson's Ratio Bulk Modulus Pa Shear Modulus Pa 2.e+011 0.3 1.6667e+011 7.6923e+010 TABLE 89 LeTo N20CL6 > Isotropic Relative Permeability Relative Permeability 10000 LeTo N25HN TABLE 90 LeTo N25HN > Constants Density 7850 kg m^-3 Coefficient of Thermal Expansion 1.2e-005 C^-1 Specific Heat 434 J kg^-1 C^-1 Thermal Conductivity 60.5 W m^-1 C^-1 Resistivity 1.7e-007 ohm m TABLE 91 LeTo N25HN > Compressive Ultimate Strength Compressive Ultimate Strength Pa TABLE 92 LeTo N25HN > Compressive Yield Strength Compressive Yield Strength Pa 7.7221e+008 TABLE 93 LeTo N25HN > Tensile Yield Strength file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 43 of 45 Tensile Yield Strength Pa 6.8948e+008 TABLE 94 LeTo N25HN > Tensile Ultimate Strength Tensile Ultimate Strength Pa 4.6e+008 TABLE 95 LeTo N25HN > Isotropic Secant Coefficient of Thermal Expansion Reference Temperature C 22 TABLE 96 LeTo N25HN > Alternating Stress Mean Stress Alternating Stress Pa Cycles Mean Stress Pa 3.999e+009 10 2.827e+009 20 1.896e+009 50 1.413e+009 100 1.069e+009 200 4.41e+008 2000 2.62e+008 10000 2.14e+008 20000 1.38e+008 1.e+005 1.14e+008 2.e+005 8.62e+007 1.e+006 Strength Coefficient Pa 9.2e+008 Strength Exponent -0.106 TABLE 97 LeTo N25HN > Strain-Life Parameters Ductility Ductility Cyclic Strength Coefficient Exponent Coefficient Pa 0.213 -0.47 1.e+009 Cyclic Strain Hardening Exponent 0.2 TABLE 98 LeTo N25HN > Isotropic Elasticity Temperature C Young's Modulus Pa Poisson's Ratio Bulk Modulus Pa Shear Modulus Pa 2.e+011 0.3 1.6667e+011 7.6923e+010 TABLE 99 LeTo N25HN > Isotropic Relative Permeability Relative Permeability 10000 LeTo MMCL2 TABLE 100 LeTo MMCL2 > Constants Density 7850 kg m^-3 Coefficient of Thermal Expansion 1.2e-005 C^-1 Specific Heat 434 J kg^-1 C^-1 Thermal Conductivity 60.5 W m^-1 C^-1 Resistivity 1.7e-007 ohm m file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 44 of 45 TABLE 101 LeTo MMCL2 > Compressive Ultimate Strength Compressive Ultimate Strength Pa TABLE 102 LeTo MMCL2 > Compressive Yield Strength Compressive Yield Strength Pa 6.8948e+008 TABLE 103 LeTo MMCL2 > Tensile Yield Strength Tensile Yield Strength Pa 5.8605e+008 TABLE 104 LeTo MMCL2 > Tensile Ultimate Strength Tensile Ultimate Strength Pa 4.6e+008 TABLE 105 LeTo MMCL2 > Isotropic Secant Coefficient of Thermal Expansion Reference Temperature C 22 TABLE 106 LeTo MMCL2 > Alternating Stress Mean Stress Alternating Stress Pa Cycles Mean Stress Pa 3.999e+009 10 2.827e+009 20 1.896e+009 50 1.413e+009 100 1.069e+009 200 4.41e+008 2000 2.62e+008 10000 2.14e+008 20000 1.38e+008 1.e+005 1.14e+008 2.e+005 8.62e+007 1.e+006 Strength Coefficient Pa 9.2e+008 Strength Exponent -0.106 TABLE 107 LeTo MMCL2 > Strain-Life Parameters Ductility Ductility Cyclic Strength Coefficient Exponent Coefficient Pa 0.213 -0.47 1.e+009 Cyclic Strain Hardening Exponent 0.2 TABLE 108 LeTo MMCL2 > Isotropic Elasticity Temperature C Young's Modulus Pa Poisson's Ratio Bulk Modulus Pa Shear Modulus Pa 2.e+011 0.3 1.6667e+011 7.6923e+010 TABLE 109 LeTo MMCL2 > Isotropic Relative Permeability Relative Permeability file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 Project Page 45 of 45 10000 file:///C:/Users/BuiThanh/AppData/Roaming/Ansys/v140/Mechanical_Report/Mechanical_ 8/6/2016 S K L 0 ... tầng, người tiềm thi công lắp đặt tối ưu Việt Nam  Mục tiêu Làm chủ công nghệ thi công lắp đặt chân giàn khoan tự nâng: - Nắm vững phương án thi công lắp đặt chân giàn khoan tự nâng giới áp dụng... kế, thi công lắp đặt giàn khoan tự nâng theo tiêu chuẩn đăng kiểm quốc tế: a) Công ty Le Tuornearu (Mỹ): Thi công lắp đặt giàn khoan tự nâng từ năm 1955, giàn khoan tự nâng Le Tuornearu thi? ??t... Nghiên cứu, phân tích, tìm hiểu tài liệu chun ngành thi? ??t kế, thi công chân giàn khoan tự nâng phục vụ việc tính tốn, thi? ??t kế thi cơng lắp đặt chân giàn khoan tự nâng 90m nước phù hợp với điều