Quy trình thiết kế công trình biển khai thác dầu khí tại VIETSOVPETRO

Các tiêu chuẩn quy phạm sử dụng tại phòng thiết kế kết cấu CTB

Tiêu chuẩn API đưa ra những chỉ dẫn nhằm phục vụ quá trình thiết kế và xây dựng các dàn khoan mới hay xây lại các dàn khoan đã có sẵn nhằm khoan, mở rộng phát triển và tích trữ hidrocacbon trong các vũng có dầu mỏ.Bổ sung các nguyên tắc thiết kế, đánh giá trong điều kiện các dàn sẵn có trở nên cần thiết phải tính toán để đảm bảo mục đích sử dụng của công trình. Nội dung chính của tiêu chuẩn DNV xuất bản tháng 07-1993 gồm có 5 phần, mỗi phần được tiêu chuẩn hóa và được đánh giá cụ thể theo từng phần nhỏ trong toàn bộ quá trình từ thiết kế đến thi công một công trình trong từng điều kiện khác nhau, từng loại vật liệu khác nhau với mục đích sử dụng cũng được tiêu chuẩn hóa khác nhau.

Các phần mềm chuyên dụng tại phòng TKKC CTB 1 Phần mềm SESAM (DNV)

Để loại bỏ những sai sót trong quá trình nhập dữ liệu, tăng tốc độ tính toán cho máy tính, giảm yêu cầu bộ nhớ phần cứng, tăng độ chính xác cho phương pháp tính, chương trình SESAM hỗ trợ người dùng một tính năng mới chia kết cấu thành các modul được gọi là các siêu phần tử. Mô tả dạng khối các vật thể có hình dạng bất kỳ với lưới chia tùy ý để phục vụ cho việc phân tích trường ứng suất trên vật thể khi chịu tải trọng ngoài thông thường (đã được tính toán và quy đổi thành tải trọng mô tả theo phương pháp phần tử hữu hạn), thường áp dụng để phân tích ứng suất tại các chi tiết (nút công trình biển thép, các chi tiết máy…).

Các dạng công trình biển trên thế giới và Việt Nam 1. Phân loại công trình theo chức năng

 Mô tả phần tử hữu hạn kết cấu làm đầu vào cho các phần mềm chuyên dụng khác o Phân tích tập trung ứng suất tại nút. Các tính năng của AUTOCAD rất tiện dụng và gần gũi với người dùng do chuyển từ thao tác vẽ thủ công sang thao tác máy giúp rút ngắn thời gian thực hiện và các tính năng vẽ chuyên nghiệp.

Phân loại công trình theo vật liệu Chia công trình biển cố định thành 2 loại

Trong công trình biển thép chiếm khoảng 70% dạng công trình biển cố định được xây dựng như ở Mexico, ở Trung đông, ở Chinê, ở biển Bắc có điều kiện rất phức tạp, có chiều cao sóng hs = 30m, ở Mếch xích (Mexico). Là bộ phận chịu lực quan trọng nhất của công trình, được cấu tạo từ tổ hợp các thanh ống thép ống, bao gốm ống chính và ống nhánh làm nhiệm vụ truyền tải trọng từ kết cấu phần trên xuống móng của công trình.

Phân loại công trình theo dạng kết cấu

Là sàn thấp nhất, bộ phận làm nhiệm vụ tiếp nhận người thi công, giao thông lên xuống đi lại, nhận tải trọng từ khối thượng tầng, truyền xuống khối chân đế. Mặt khác thi công sẽ gặp trở ngại như phải dùng cầu rất lớn ( Jacket bullwikle, 420m ở vùng nước sâu nặng 70000 tấn, kể cả cọc) phải chia kết cấu thành một số khối nhỏ và lắp dụng tại mỏ.

Các công trình đã và đang được thiết kế bởi VIETSOVPETRO

Mức độ xử lý tuỳ thuộc vào hệ thống thiết bị công nghệ bố trí trên từng dàn.Về mặt cấu tạo dàn khoan gồm có phần móng, KCĐ và phần kết cấu thượng tầng (MSF) Khối lượng thượng tầng nặng hơn 4000 tấn được đỡ bởi hai KCĐ mỗi khối nặng hơn 1200 tấn. Với hệ thống này, thân dầu trong móng được tổ chức khai thác ở chế độ bơm ép nước vỉa nhằm duy trì áp suất, bên cạnh giếng khoan thẳng đứng, đồng thời thiết kế bổ sung một số giếng khai thác và bơm ép nghiêng. Việc đưa vào áp dụng hệ thống bơm ép nước vỉa mang thương hiệu “Made in Vietsovpetro” không những cho phép khai thác thân dầu trong móng mỏ Bạch Hổ một cách phù hợp, với sản lượng lớn, thu hồi nhanh và hệ số thu hồi dầu cao mà còn góp phần quan trọng trong việc tiết kiệm tài nguyên quốc gia”.

Topside giàn nhà ở Sư Tử Trắng có 4 sàn: Sub-Cellar Deck, Cellar Deck, Intermadiate Deck và Main Deck với trọng lượng gần 2000 tấn, phía trên được lắp dựng một block nhà ở 500 tấn. Việc thi công chế tạo thành công giàn nhà ở Sư Tử Trắng có ý nghĩa quan trọng, góp phần giúp Chủ đầu tư gia tăng sản lượng khai thác condensate, duy trì sản lượng khai thác khí gas, tạo tiền đề quan trọng để Cửu Long JOC tiếp tục phát triển Dự án ở giai đoạn 2 sắp tới.

Quy trình thiết kế một công trình biển khai thác dầu khí 1 Lưu đồ

Trong trường hợp khối lượng thiết kế không nhiều và công việc chỉ liên quan tới một ít phòng hoặc chỉ có một phòng thì không lập quyết định bổ nhiệm CNDA và lãnh đạo các phòng có trách nhiệm tổ chức thực hiện theo sự chỉ định của Chánh kỹ sư/ Viện phó thiết kế. Căn cứ vào kế hoạch được giao và quy mô của công việc, lãnh đạo các phòng phân công nhiệm vụ cho nhóm trưởng/Chuyên viên để tổ chức một nhóm cán bộ làm việc (đối với công việc có quy mô lớn) hoặc phân công trực tiếp, cụ thể cho cán bộ thiết kế để thực hiện công việc. Định kỳ hàng tuần, cán bộ thiết kế phải báo cáo tiến độ các công việc được giao thực hiện và số giờ công việ thực hiện lên hệ thống SPF.Lãnh đạo phòng quản lý công việc của phòng mình và lập báo cáo định kỳ hàng tháng cho phòng kế hoạch- Thương mại-Dịch vụ (theo quy định báo cáo định kỳ của Viện, biểu mẫu F-NP-025).

 Thực hiện chức năng lãnh đạo chung toàn khối thiết kế của viện, đảm bảo soạn thảo các hồ sơ thiết kế - dự toán, xây dựng mới, sửa chữa, cải hoán, nâng cấp các công trình biển và bờ, các nghiên cứu thử nghiệm đạt chất lượng và đúng tiến độ.  CNDA có trách nhiệm lập kế hoạch chi tiết triển khai thiết kế dự án, cung cấp số liệu đầu vào cần thiết, phân bổ cho các phòng thực hiện; xem xét, thỏa thuận, tổng hợp EMDR với các phòng, bộ phận liên quan và tải lên hệ thống SPF, quản lý tiến độ dự án dựa trên hệ thống SPF.  Chịu trách nhiệm về tiến độ và chất lượng của thiết kế của lĩnh vực mà phòng mình phụ trách, chịu trách nhiệm tổ chức hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao đúng thời hạn và chất lượng, cung cấp số liệu đầu vào cho các phòng liên quan khi được yêu cầu.

Các hệ số, tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn phá huỷ luỹ tiến (PLS) Để tính toán theo trạng thái giới hạn phá huỷ luỹ tiến (PLS) hai tổ hợp tải trọng thiết kế phải được xét như trong bảng (dưới đây). TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT. KHOA CÔNG TRÌNH BỘ MÔN CTGT TP & GT THỦY. PHềNG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BIỂN BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP. - Kết cấu nguyên vẹn, tổ hợp tải trọng thiết kế bao gồm các tải trọng sự cố hoặc tải trọng môi trường với xác suất đồng thời hằng năm bằng 10-1;. - Việc kiểm tra theo PLS có thể bỏ qua với điều kiện chỉ ra một cách hợp lý rằng sự tích luỹ phá huỷ không gây nên nguy hiểm hay tổn thất đến con người, thiệt hại vật chất hay ô nhiễm môi trường đáng kể;. - Việc kiểm tra theo PLS, tổ hợp d) có thể bỏ qua với điều kiện chỉ ra một cách hợp lý rằng đối với tổ hợp c) không có hư hỏng hoặc hư hỏng không đáng kể.

Ví dụ thiết kế cụ thể của một công trình biển khai thác dầu khí: Giàn quản lý đầu giếng BOC&BOD

Sự phân tích này thường được sử dụng trong tính toán sơ bộ, cũng có thể sử dụng để tính toán công trình tương đối cứng và không cao khi đó ta sử dụng bài toán tựa tĩnh. Bằng cách giải phương trình trên ta tìm được nội lực tĩnh của hệ (NLt), ảnh hưởng động của hệ được kể đến thông qua hệ số Kđ trong biểu thức xác định nội lực động NLđ. Trong nhưng điều kiện này cần phải kiểm tra động đối với công trình sau khi đã tính toán bài toán tựa tĩnh, để đánh giá khả năng làm tang ứng suất do đặc kiểm động của tác động bên ngoài.

Phương pháp giải theo miền tần số dùng phép biến đổi toán học (biến đổi Fourier) để loại trừ biến thời gian t ra khỏi phương trình xuất phát và xuất hiện biến mới là tần số. Sau khi xác đinh được tất cả các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên công trình ta tiến hành xác định phản ứng của kết cấu (Nội lực, ứng suất, chuyển vị….của kết cấu). Khi đó ứng suất nén dọc trục cho phép Fa trong các phần tử được xác định theo các công thức trong tiêu chuẩn AISC cho các phần tử có tỉ số D t / 60 ≤.

Ngoài ra, trong thời gian thăm cảng Vietsovpetro chúng em còn trực tiếp quan sát nhiều module của các dự án mà công ty đang triển khai và các công tác làm việc cụ thể tại công trường như: cắt hàn thép, cẩu vận chuyển…cùng nhiều máy móc thiết bị hiện đại như cần cẩu Hoàng Sa 1200 tấn, hệ thống xa Trailer, và nhiều xà lan có trọng tải lớn….