Đồ án tính toán và lắp đặt tuyến ống dẫn nước ép vỉa từ dàn MSP4 đến dàn MSP8

MỤC LỤC

Hệ thống trạm rót dầu không bến

Dầu thô từ các giàn MSP, BK, CTP được xử lý và vận chuyển tới các tàu chở dầu nhờ 3 trạm rót dầu không bến. Ngoài ra trạm còn có các thiết bị đo và kiểm tra cần thiết, hệ thống van áp lực, hệ thống tín hiệu báo sự cố và phòng cháy đảm bảo cho trạm vận hành một cách an toàn hiệu quả.

Nước ép vỉa, các đặt tính và yêu cầu cơ bản 1. Giới thiệu chung về nước ép vỉa

Xử lý nước ép vỉa

Như đã biết, nước biển Đông có chứa ít CO2 và H2S nên nhiệm vụ chín là tách ôxi hòa tan trong nước không dùng phương pháp sục khí mà thay vào đó là phương pháp chân không theo nguyên tắc giảm hàm lượng hòa tan bằng cách giảm áp suất cân bằng. Cơ chế cô lập: Chúng bao bọc một trong các thành phần có thể kết tủa, chẳng hạn như chất E.D.T.A hình thành các phân tử lớn kiểu như có thể vuốt để tóm các ion canxi, ngăn chặn sự kết tủa carbonate hoặc sulphat canxi.

Bảng 1.4. Thành phần hóa học trung bình của nước biển Đông vùng thềm lục địa phía Nam Việt Nam.
Bảng 1.4. Thành phần hóa học trung bình của nước biển Đông vùng thềm lục địa phía Nam Việt Nam.

Các đặt tính và yêu cầu cơ bản của nước ép vỉa

Các chất này được lựa chon theo các tính năng: tốc độ diệt khuẩn kỵ khí và háo khí, khả năng xâm nhập vào các màng mỏng bề mặt vì các vi khuẩn có thể phát triển trên bề mặt kim loại, nơi chúng ta quan tâm nhất. + Một số chất diệt khuẩn có chứa hoạt chất bề mặt hỗ trợ việc tách bóc các màng sinh học nên nếu đưa vào đường vào tháp chân không có thể tạo bọt gây cản trở cho việc tách ôxi vì vậy phải cấp vào đường ra.

Giới thiệu đoạn đường ống tính toán 1. Đặc trưng ống

Các số liệu ban đầu phục vụ tính toán kiểm tra

- Nước vỉa phải không có thành phần dầu để hình thành nhũ tương, làm giảm độ linh động của nước bơm ép. - Ổn định về mặt hóa học (không thực hiện phản ứng hóa học tạo ra chất lắng đọng và ăn mòn). Ở trạng thái kiểm tra hoặc khai thác đường ống đều phải chịu những áp lực trong do dòng nước vận chuyển trong ống gây nên.

Bảng 1.6. Số liệu sóng                                                            Chu
Bảng 1.6. Số liệu sóng Chu

Kiểm tra thi công (thử áp lực)

Vậy đường ống đủ khả năng chịu áp lực trong trong trạng thái thử áp lực. - Với đường ống nằm trong vùng 1 là vùng dọc theo tuyến ống không có hoạt động của con người. - Với đường ống nằm trong vùng 2 là vùng mà đường ống / riser ở gần giàn và vùng có hoạt động thường xuyên của con người.

Vậy đường ống đủ khả năng chịu áp lực trong trong trạng thái vận hành.

Kiểm tra bài toán mất ổn định cục bộ (mất ổn định tiết diện) đường ống

Kiểm tra bài toán mất ổn định lan truyền

Kiểm tra ở trạng thái khai thác (vận hành)

Trong quá trình vận hành, đường ống luôn chịu tác động của lực môi trường ở điều kiện đáy biển (sóng, dòng chảy đáy của sóng và dòng chảy, sự vận chuyển của các dòng cát hay dòng bùn, đặc biệt là lực đẩy nổi). Do đó việc tính toán ổn định vị trí là nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế đường ống, nhằm tìm ra được trọng lượng yêu cầu của ống để ống ổn định dưới đáy biển trong suốt thời gian vận hành. Nếu không được vùi thì trong đời sống công trình, đường ống có thể bị dịch chuyển do các tác động bên ngoài như lực tác động do sóng dòng chảy, các hiện tượng xói lở đất nền tạo nhịp treo gây ra dao động, các sự cố do neo đậu tàu thuyền ….

Trọng lượng đường ống phải đủ khả năng giữ ống không dịch chuyển quá nhiều có thể gây phá huỷ hệ thống đường ống .Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ kiểm tra và thiết kế gia tải cho đường ống (nếu cần thiết ) khi chịu tác động tải trọng sóng và dòng chảy (hình 3.1).

Xác định lý thuyết sóng tính toán

+ Xác định gia tốc sóng hiệu quả tác dụng vuông góc lên trục ống As. * Xác định vận tốc dòng chảy trung bình tác dụng vuông góc với trục ống. • Zo : hệ số phụ thuộc vào độ nhám của đáy hay tính chất nhám của đất bề mặt đáy biển.

* Tính lặp với các góc pha khác nhau để tìm được trọng lượng yêu cầu lớn nhất.

          Hình 3.2. Đồ thị vận tốc sóng  tác dụng lên trục ống
Hình 3.2. Đồ thị vận tốc sóng tác dụng lên trục ống

Kiểm tra khả năng ổn định vị trí của đường ống Chiều cao sóng với chu kỳ lặp 10 năm

Trọng lượng của đường ống ở trong nước (chưa kể khối lượng sản phẩm trong ống).

Địa hỡnh hố lừm

Hiện tượng dao động dòng xoáy khi ống bị treo

    Việc lựa chọn phương pháp thi công thích hợp phụ thuộc vào đặc điểm của loại ống cần thi công như đặc trưng về kích thước ống, ống có bọc hay không bọc, độ sâu thi công cũng như khả năng sử dụng tàu thi công và tính kinh tế của từng phương pháp. - Chỉ thi công được tuyến đường ống đơn, nếu thi công nhiều tuyến cùng lúc thì khi thi công xong một tuyến thì tàu lại phải quay lại thi công đoạn tiếp theo nên mất nhiều thời gian. Dùng một tàu kéo chính cùng với hai hoặc ba tàu kéo cùng kích thước và một tàu giữ để kéo đoạn ống ra vị trí thi công, đoạn ống được nổi trên mặt nước.

    Trong quá trình kéo ống dưới tác động của môi trường, ống có thể bị nhấn sát xuống đáy, để điều chỉnh được độ cao kéo ống thì cần tính hệ thống dây xích như một vật đối trọng linh hoạt để đảm bảo ống nổi trên đáy biển với khoảng cách thiết kế nhờ sự thay đổi chiều dài của hệ thống xích được gắn cùng phao.

    Một số phương pháp thi công nối ống ngầm

    Khi gặp điều kiện bất lợi về thời tiết có thể để ống dưới đáy biển mà không sợ hư hỏng. - Quá trình thi công dễ gặp các sự cố do va vào các chướng ngại vật dọc tuyến. - Cần phải khảo sát kỹ khu vực kéo tuyến ống đi qua để tránh những hư hại do các chướng ngại vật gây ra.

    - Phương pháp này chỉ thích hợp cho những tuyến ống gần bờ, điều kiện địa chất thuận lợi, đáy biển tương đối bằng phẳng.

    Lựa chọn phương án thi công

      - Các thiết bị phụ trợ trên tàu như máy phát điện, kho dự trữ thực phẩm, nhà kho, bể chứa nước, hệ thống xử lý nước thải. - Tàu khảo sát phải được trang bị hệ thống hoa tiêu tương thích với tàu rải ống, hệ thống quan sát siêu âm (side scan sonar), máy vẽ mặt cắt đáy biển, máy đo từ và máy đo độ sâu dùng kỹ thuật phản âm. - Tàu hậu cần dùng để vận chuyển nhiên liệu, nước ngọt, thực phẩm, ống, vật tư thiết bị đến tàu rải ống.

      Qua việc nêu các phương pháp thi công trên thế giới hiện đang sử dụng và các số liệu địa chất, địa hình đã khảo sát, khả năng thực tế thi công của Xí nghiệp liên doanh dầu khí VietsovPetro cho thấy rằng: Phương án thi công thả ống ngầm bằng tàu thả ống dùng stinger là thích hợp hơn cả.

      Tính toán ứng suất trong quá trình thi công rải ống 1. Đặt vấn đề

      Tính toán kiểm tra bền đoạn cong lồi

      Vậy ta có σ < [σ]→ ống đảm bảo điều kiện bền trên đoạn cong lồi khi thi công.

      Tớnh toỏn kiểm tra bền đoạn cong lừm

      • ℓ - Khoảng cách theo phương ngang tính từ điểm tiếp xúc giữa đường ống với điểm hạ vuông góc từ điểm cuối của stinger xuống phương ngang. Bài toỏn kiểm tra bền cho đoạn cong lừm thực chất là bài toỏn tớnh lặp, để xác định được lực kéo ống trên tàu ứng với bán kính cong thi công đã lựa chọn sao cho ống thoả mãn điều kiện bền: σ ≤ [σ]. Kết quả tính toán lực căng mà thiết bị Tensioner trên tàu Côn Sơn cần thực hiện trong đoạn thi công là 25T.

      Để an toàn hơn phải sử dụng tàu chuyên dụng thuê từ nước ngoài với công suất rải ống cao hơn và công suất thiết bị căng lớn hơn.

      Thi công tuyến ống

        - Khảo sát điều kiện địa hình đáy biển dọc theo tuyến ống, đặc biệt là các vị trớ cú địa hỡnh lồi lừm từ đú đưa ra cỏc phương ỏn thi cụng cho phự hợp. - Neo tàu Côn Sơn tại vị trí thi công, lắp Stinger vào đuôi tàu, lắp các đoạn ống vào vị trí dây truyền trên tàu, lắp đầu kéo vào đầu ống, lắp hệ cáp nối từ neo trên bờ vào đầu ống. Trong quá trình thi công ngoài biển tàu cần phải được thông báo tình hình thời tiết hằng ngày cũng như dự báo thời tiết trong 3.

        Nếu chiều cao sóng vượt quá 2.7m và 1.8m theo các phương tương ứng thì phải ngừng thi công, hàn đầu kéo ống vào đầu ống và thả xuống biển, đánh dấu lại bằng phao tiêu.

        An toàn lao động và bảo vệ môi trường 1. An toàn lao động

        Kỹ thuật an toàn khi thử áp lực đường ống

        - Các công nhân tham gia công tác thử nghiệm và đóng thử hệ thống ống vào vận hành cần được huấn luyện về cách xả không khí khỏi hệ thống, trình tự và các trị số cho phép nâng và giảm áp suất, phương pháp nghiệm thu và gỡ thử các mối hàn…. - Không cho phép sửa chữa và làm việc trên các hệ thống đang chịu áp suất thử và nâng cao áp suất ngược với quy định của thiết kế. - Không được siết vặn các bulong và đai ốc của các mối nối mặt bích, thiết bị hoặc ống khi chúng đang chịu áp suất từ 3kG/cm2 trở lên.

        - Trong quá trình vận hành nếu phát hiện đường ống có sự cố phải ngừng nay quá trình bơm để kiểm tra.

        Bảo vệ môi trường

        - Không thử nghiệm đường ống với áp kế không có chứng chỉ kiểm tra hoặc bị hư hỏng không chính xác. - Trước khi thổi rửa đường ống phải kiểm tra các chi tiết và độ đảm bảo của cá phụ tùng áp lực. - Dầu nguyên liệu và nhớt rò rỉ phải thu về để tái sinh trong bờ.

        - Hệ thống tách và làm sạch khí phải đảm bảo hệ số tách 99% sau đó mới đưa dầu ra phaken đốt.