NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM DẦU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM DẦU Người hướng dẫn Thành viên nghiên cứu 1.Nguyễn Thanh Tuấn 1.Nguyễn Đức Minh 2.Vũ Văn Tuấn 3.Nguyễn Hoàng Trường 4.Lưu Văn Lâm 5.Đàm Đức Phong Hà Nội 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU,CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬN CHUYỂN DẦU NỘI MỎ BẠCH HỔ 1.1 TỔNG QUAN VỀ NHỮNG GIAI ĐOẠN CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THU GOM DẦU KHÍ NỘI MỎ BẠCH HỔ 1.2 TỔNG QUAN VỀ VẬN CHUYỂN DẦU NỘI MỎ BẠCH HỔ 1.3 NHỮNG YÊU CẦU CÔNG NGHỆ VỀ MÁY BƠM TRONG VẬN CHUYỂN DẦU KẾT LUẬN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT MSP : giàn cố định mỏ Bạch Hổ FSO : kho chứa xuất dầu thô CPP/CTP : giàn công nghệ trung tâm BK : giàn nhẹ mỏ Bạch Hổ RP : giàn cố định mỏ Rồng PLEM : cụm phân dòng ngầm cho FSO RC : giàn nhẹ mỏ Rồng BT : giàn đầu giếng ( giàn nhẹ mini ) ∅ :đường kính ống , mm MỞ ĐẦU Ngành cơng nghiệp dầu khí ngành cơng nghiệp mang tính chiến lược quốc gia Trong năm gần , kinh tế giới biến đổi ảnh hưởng khơng đến nước phát triển phát triển trrong có Việt Nam Một xí nghiệp đầu việc khai thác thăm dị dầu khí Việt Nam xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro Được thành lập vào tháng năm 1981 vào hoạt động năm 1986 với mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng, xí nghiệp liên doanh đặt móng cho ngành dầu khí nước ta Hiện mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng xây dựng 40 cơng trình biển Hiện nay, XNLD VIETSOVPETRO tiến hành khoan khai thác dầu khí chủ yếu vùng biển thềm lục địa phía Nam – Việt Nam Do vị trí địa lý vùng mỏ nằm cách xa đất liền 100 km nên tất công đoạn công nghệ khoan, khai thác, thu gom, vận chuyển tồn trữ dầu khí diễn biển, giàn cố định, giàn nhẹ tàu chứa dầu Tất đường ống dùng cơng tác vận chuyển dầu khí nằm chìm biển Sản phẩm khai thác lên từ giếng hỗn hợp gồm nhiều pha phức tạp gồm có: dầu, khí, tạp chất học …Và tính chất đặc thù sản phẩm dầu khí khơng có tính tập trung cao dễ cháy nổ, sản phẩm khai thác từ giếng khác giàn từ giàn khác mỏ Vì ta phải tiến hành thu gom tập hợp xử lý, cơng đoạn cuối q trình sản xuất dầu thơ thương phẩm Hệ thống thu gom vận chuyển hệ thống kéo dài từ miệng giếng đến điểm cất chửa sản phẩm thương mại Hệ thống bao gồm đường ống, cơng trình mặt, thiết bị tách pha, thiết bị đo lường, bể chứa, thiết bị xử lý sản phẩm, trạm bơm nén, thiết bị trao đổi nhiệt… CHƯƠNG TỔNG QUAN VẬN CHUYỂN DẦU NỘI MỎ BẠCH HỔ Liên doanh Việt-Nga Vietsovpetro vào hoạt động từ ngày 19/11/1981 sở Hiệp định liên Chính phủ Việt Nam Liên Xô ký ngày 19/6/1981 N ăm 1984, sau năm hoạt động, Vietsovpetro thăm dò thẩm lượng thành cơng thân dầu có giá trị cơng nghiệp mỏ Bạch Hổ Đây thành công quan tr ọng nh ững năm đầu hoạt động Vietsovpetro, đặt nhiều thách thức tổ chức khai thác, thu gom, xử lý vận chuyển dầu thơ ngồi kh đất n ước bị cấm vận, tiếp cận với công nghệ tiên ti ến th ế gi ới, kinh nghiệm Liên Xô (cũ), cường quốc dầu khí hoạt động khai thác dầu chủ yếu đất liền Giống tất mỏ dầu khí giới, hệ thống thu gom, x lý v ận chuyển dầu đường ống khơi mỏ Bạch Hổ Rồng xây d ựng nh ằm đáp ứng nhu cầu phát triển mỏ Vietsovpetro cho thời kỳ định H ệ th ống làm việc có hiệu khoảng thời gian, sản l ượng khai thác t ương ứng với tiêu thiết kế, phần thời gian cịn lại khơng đủ t ải ho ặc tải Các tiêu khai thác, đặc tính chất lỏng khai thác m ỏ thay đổi theo thời gian có độ chênh lệch lớn, tùy thuộc vào khả khai thác m ức độ thành cơng tìm kiếm thăm dị khai thác Bởi vậy, khơng thể có hệ th ống thu gom vận chuyển sản phẩm đa phù hợp với tất c ả giai đo ạn khai thác m ỏ dầu khí Mỏ Bạch Hổ Vietsovpetro ngoại lệ Hệ thống cơng trình khai thác, thu gom xử lý dầu khí lơ 09-1 thiết kế quy hoạch xây dựng từ năm đầu thập niên 80, giúp Vietsovpetro khai thác dầu vào năm 1986 Đến nay, trải qua 30 n ăm tồn phát triển, hệ thống cập nhật, tối ưu hóa hoàn thi ện nhằm đáp ứng nhu cầu khai thác dầu khí theo giai đoạn phát triển mỏ Vietsovpetro TỔNG QUAN VỀ NHỮNG GIAI ĐOẠN CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG VÀ PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THU GOM DẦU KHÍ NỘI MỎ BẠCH HỔ 1.1 Q trình xây dựng phát triển hệ thống thu gom dầu khí nội mỏ bạch hổ chia thành số giai đoạn sau :  Giai đoạn (1986-1988): Cơ sở liệu ban đầu cho việc thiết kế mỏ trữ lượng dầu phát tầng sản phẩm Mioxen (khu vực phía Bắc phía Nam) Oligoxen (khu vực phía Bắc) Hệ thống thu gom, xử lý vận chuyển dầu mỏ Bạch Hổ xây dựng theo thiết kế tổng thể Viện nghiên cứu thiết kế toàn Liên Bang Nga Theo thiết kế này, hệ thống quy hoạch phát triển sở xây dựng MSP, CPP FSO, hệ thống đường ống không bọc cách nhiệt kết nối cơng trình với Các MSP lắp đặt cách khoảng 500-2000m Dầu khai thác MSP tách khí, sau bơm đến FSO Việc tách nước thực FSO Với thiết kế khả xử lý dầu, khí nước mức hạn chế FSO lắp đặt phía Nam mỏ, gần khu vực MSP-1 Trên FSO thực xử lý dầu đến thương phẩm, sau xuất bán cho khách hàng Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu gom sản phẩm mỏ Bạch Hổ đến n ăm 1988 thể hình 1.1  Giai đoạn (1989-1994): Sau phát dầu tầng Móng mỏ Bạch Hổ vào tháng 9/1988 với trữ lượng địa chất lớn, dầu có áp suất vỉa ban đầu lên đến 40 Mpa, lưu lượng giếng 1000 tấn/ngày, nhiệt độ dầu miệng giếng đạt 100oC, số khí dầu khoảng 190-230m3/tấn dầu, khuynh hướng quy hoạch phát triển mỏ Bạch Hổ phải thay đổi tương ứng nhằm tận dụng lượng vỉa để vận chuyển dầu từ giàn vệ tinh giàn CPP mà không cần dùng máy bơm Theo , khu vực phía Nam mỏ Bạch Hổ khơng xây dựng dàn MSP khu vực phía Bắc , thay vào xây dựng dàn nhẹ BK dàn công nghệ trung tâm số ( CPP – 2) Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu gom sản phẩm mỏ Bạch Hổ đến năm 1994 thể 1.2 HÌNH 1.1 : Sơ đồ hệ thống thu gom sản phẩm giai đoạn (1986-1988) Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống thu gom sản phẩm gia đoạn (1989-1994)  Giai đoạn (1995-1999): Giai đoạn chủ yếu triển khai giải pháp quy hoạch mỏ theo Sơ đồ công nghệ khai thác mỏ Bạch Hổ năm 1993 mở rộng vùng hoạt động sang mỏ Năm 1995, giàn cố định RP-1 mỏ Rồng thức đưa vào làm việc Giàn cố định RP-1 mỏ Rồng có chức chủ yếu giống giàn cố định khác mỏ Bạch Hổ Để đảm bảo hiệu cao cho công nghệ xử lý dầu phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc, giàn RP-1 trang bị thêm thiết bị gia nhiệt Sau gia nhiệt, nhiệt độ dầu nâng lên 80oC xử lý hóa phẩm Dầu sau xử lý bơm vào đường ống RP1 → CPP-2 dài 34km sang FSO-1 mỏ Bạch Hổ - Đường ống nối liền mỏ Rồng – Bạch Hổ, gồm đoạn: + RP-1 → PLEM FSO-3: dài 5865m, đường kính ống Ø325x16mm + PLEM FSO-3 → RC-1: dài 5465m, đường kính ống Ø325x16mm + RC-1→ BT-7: dài 11650m, đường kính ống Ø426x16mm + BT-7 → CPP-2: dài 10580m, đường kính ống Ø426x16mm Sơ đồ nguyên lý hệ thống thu gom sản phẩm mỏ Bạch Hổ đến năm 1999 thể hình 1.3 Giai đoạn (2000-2009): Trong giai đoạn này, theo số liệu khai thác, khối lượng dầu khai thác phía Nam Trung tâm, chủ yếu giàn nhẹ BK-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, – 10 triệu tấn/năm Trong giàn CPP-2 đảm bảo xử lý ổn định sản phẩm với công suất 5,5 triệu tấn/năm (15000 tấn/ngày) Để giải phần thiếu hụt công suất xử lý sản phẩm này, giàn công nghệ trung tâm số (CPP-3) xây dựng vị trí khu vực phía Nam (gần BK-4) với dây chuyền cơng nghệ, có dây chuyền dự phịng Cơng suất xử lý dầu thương phẩm dây chuyền 5000 tấn/ngày (lượng chất lưu xử lý dây chuyền 18500 tấn/ngày) Ở khu vực mỏ Rồng, giai đoạn xây dựng giàn RP-2 với cấu trúc giống giàn RP-1 RP-3 lắp đặt trước khu vực mỏ Đi kèm với việc xây dựng CPP-3, RP-2 đường ống kết nối cơng trình với cơng trình hữu Hình 1.3 : Sơ đồ hệ thống thu gom sản phẩm gia đoạn ( 1995-1999)  Giai đoạn (2010 đến nay) Việc xây dựng giàn cố định khơng cịn thực giai đoạn mà thay vào hàng loạt giàn nhẹ (BK/RC) xây dựng khu vực phía Nam, phía Bắc cấu tạo cận biên Nam Rồng – Đồi Mồi, Gấu Trắng, Thỏ Trắng, … Các đường ống nối từ cơng trình đến giàn cố định , giàn công nghê trung tâm bọc cách nhiệt với môi trường xung quanh không trang bị hệ thống phóng thoi làm đường ống 1.2: TỔNG QUAN VỀ VẬN CHUYỂN DẦU TRÊN MỎ BẠCH HỔ  Trong khu vực mở Bạch Hổ, dầu khai thác giàn vận chuyển đến trạm tiếp nhận ( trạm tiếp nhận FSO-1 FSO-2 ): - Trạm tiếp nhận phía Nam FSO : tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ điểm MSP-1 giàn công nghệ trung tâm số (CTP-2) với giàn nhẹ (BK 1,2,3,4,5,6,7) chuyển đến Đây điểm vận chuyển dầu quan trọng nhất, cố khối lượng vận chuyển lớn Từ CTP-2 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-1 khu vực mỏ Rồng Từ MSP-1 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-3, MSP-4 MSP-8 thông qua điểm trung chuyển MSP6 MSP-8 nối với trạm tiếp nhận phía Bắc FSO-2 - Trạm tiếp nhận phía Bắc FSO-2: tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ điểm trung chuyển MSP-6 MSP-8 Từ MSP-6 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, thông qua nối với MSP-3, MSP-5, MSP-7, MSP-10 …Từ MSP-8 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, MSP-1, MSP-9, MSP-11 Trạm tiếp nhận FSO-2 chủ yếu tiếp nhận dầu từ giàn MSP-4, MSP-5, MSP3, MSP-6, MSP-7, MSP-8, MSP-9, MSP-10, MSP-11 