M U +C U + KU =0 (2)
4.5.Thiết kế Paker
Thiết kế chi tiết kết cấu
4.5.Thiết kế Paker
Chi tiết Paker có nhiệm vụ ngăn không cho xi măng bơm trám trào ra ngoài. Chiều dài của Paker là 0,8 m, Paker đợc gắn vào đầu dới của ống chính.
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
Cấu tạo của Paker gồm có: Bên ngoài là ống thép đờng kính Φ1626 bên trong là gioăng cao su đờng kính trong của gioăng là Φ1422
Chi tiết cụ thể xem bản vẽ KC – 11
4.6. Thiết kế giá cập tàu
4.6.1. Yêu cầu cấu tạo giá cập tàu
+ Giá cập tầu cấu tạo cho đủ khả năng phân tán năng lợng va đập của tầu khi tầu cập mạn vào chân đế trong điều kiện sóng gió bình thờng nh sau:
- Vận tốc tàu khi câp vào công trình: v < 2,5 m/s. - Góc cập < 25°.
+ Cấu tạo giá cập tầu bao gồm:
- 02 trụ đỡ đợc làm bằng ống thép trực tiếp đón lực va đập khi tầu cập.
- Bộ phận giảm chấn. Bộ phận này có nhiệm vụ liên kết trụ đỡ vào chân đế, lực va đập sẽ giảm đáng kể khi truyền vào KCĐ nhờ cấu tạo của nó. Bộ phận giảm chấn đợc đặt mua ở các nhà máy.
- Giá tựa tầu. Bộ phận này có cấu tạo nh một hệ khung có gắn các đệm bằng cao su, thiết bị này có tác dụng làm giảm đáng kể lực va khi tàu cập vào công trình.
+ Ngoài ra còn một số các bộ phận khác nh sàn cập tầu, cầu thang, lan can, trụ neo tầu..
4.6.2. Số lợng và kích thớc chi tiết giá cập tàu
+ Số lợng giá cập tầu thiết kế cho dàn BK trong đồ án tốt nghiệp là 2 chiếc đợc gắn vào các mặt Panel PX tại vị trí biến động triều. Cấu tạo và kích thớc của giá cập tầu đợc thiết kế sao cho tầu khoảng 600 (T) có thể cập đợc trong điều kiện sóng gió bình thờng.
+ Chiều cao của giá cập tàu (Hg)đợc xác định nh sau: Hg= 3,43 (m).
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
Trong đó: Bgiá: Chiều rộng của giá cập tàu.
Bd: Chiều rộng của KCĐ tại mép dới của giá cập tàu: Bd= 20 + 0,1.7 = 18,7(m). Chọn Bd= 19 m.
Vậy Bgiá= 20 m.
Chi tiết giá cập tàu đợc thể hiện cụ thể trong các bản vẽ KC - 08
4.7. Thiết kế chống ăn mòn kết cấu 4.7.1. Mở đầu
Tất cả các công trình dàn khoan biển đều nằm trong môi trờng có độ ăn mòn kim loại cao. Vì vậy để đảm tuổi thọ công trình ta phải có biện pháp bảo vệ các kết cấu kim loại để làm giảm đáng kể tốc độ ăn mòn của môi trờng
a. Môi trờng ăn mòn
+ Công trình dàn BK đợc xây dựng trong vùng biển nhiệt đới có độ ẩm không khí thờng xuyên lớn hơn 85%, nhiệt độ nớc biển thờng xuyên lớn hơn 25°C, độ mặn của nớc biển là 3,3%. Trong điều kiện kim loại bị ăn mòn phá hủy rất nhanh, theo qui chuẩn OTC-104-79 của Liên Xô (cũ) ta có thể chia công trình theo mức độ ăn mòn sau:
Theo thống kê của phòng chống ăn mòn Viện NCKH&TK Vietsovpetro thì điều kiện thực tế của vùng biển phía nam Việt Nam thì tốc độ ăn mòn của các vùng là:
-Vùng nớc dâng( nớc dâng do triều và nớc dâng do bão) và vùng nớc bắn: Tốc độ ăn mòn thép cacbon là > 0,5 mm/năm, đây là vùng có tốc độ ăn mòn xâm thực rất mạnh.
-Vùng nớc ngập nớc hoàn toàn: Tốc độ ăn mòn thép cacbon là 0,2mm/ năm, đây là vùng có độ ăn mòn xâm thực mạnh.
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
-Vùng dới đất: Tốc độ ăn mòn nhỏ hơn 0,01 mm/ năm, là vùng có độ ăn mòn xâm thực yếu.
Chính vì các vùng có độ ăn mòn khác nhau và đặc điểm khác nhau, do đó ta cần thiết kế hệ thống chống ăn mòn cho từng vùng khác nhau để phù hợp với điều kiện cụ thể cho từng vùng.
b. Phân vùng chống ăn mòn cho công trình
Công trình đợc chia thành các phần theo vùng có tốc độ ăn mòn khác nhau, mỗi vùng cần có các phơng pháp chống ăn mòn khác nhau. Công trình đợc chia thành các phần nh sau:
+ Phần công trình nằm trong vùng khí quyển
+ Phần công trình nằm trong vùng nớc dâng ( vùng thuỷ triều và vùng nớc dâng do bão) và vung nớc bắn
+ Phần công trình nằm trong vùng ngập nớc hoàn toàn
c. Những tiêu chuẩn Quy phạm sử dụng trong thiết kế chống ăn mòn–
* Thiết kế hệ thống chống ăn mòn cho dàn cố định MSP tuân theo các qui phạm, tiêu chuẩn sau:
- RP- 0176-83 NACE: Hớng dẫn chống ăn mòn cho dàn cố định. - OST-51-01-04-84: Hớng dẫn công tác sơn phủ.
- DNV B-401: Hớng dẫn thiết kế hệ thống chống ăn mòn điện hoá. - ISO 8501-1-1998: Tiêu chuẩn phân loại bề mặt.
- ASTM 405: Xác định độ dính bám của sơn.
* Thiết kế hệ thống chống ăn mòn cho dàn BK sử dụng các tài liệu sau: - Tài liệu hớng dẫn thiết kế theo tiêu chuẩn của DW,RPB401
- Tài liệu hớng dẫn thiết kế tiêu chuẩn ngành OST 51-01-08-85 của Nga - Yêu cầu kỹ thuật TY 13-526-83 Protector PARM - 65 của Nga.
- Catalogue các loại sơn của hãng sơn Sigma. - Các kết quả thử nghiệm tại Vietsopetro.
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
4.7.2. Các phơng pháp chống ăn mòn
Hiện nay các công trình công trình dàn khoan sử dụng hai phơng pháp chính để chống ăn mòn của môi trờng, bản chất của sự ăn mòn là sự trao đổi ion kim loại của vật liều thép với nớc biển. Từ đó ta có các phơng pháp ngăn chặn quá trình ăn mòn ( ngăn chặn sự hoà tan kim loại vào môi trờng). Các phơng pháp chống ăn mòn hiện nay đang sử dụng là:
+ Phơng pháp chống ăn mòn điện hoá cho phần công trình ngập hoàn toàn trong nớc: Phơng pháp điện hoá đợc áp dụng cho phần công trình ngập hoàn toàn trong nớc kết hợp với phơng pháp sơn phủ. Nớc biển có môi trờng điện ly mạnh nên có thể chống ăn mòn bằng cách gắn các protector vào phần ngập nớc. Các Protector là các phân tố đợc chế tạo từ một kim loại hoạt động hoá học mạnh hơn vật liệu chế tạo công trình. Vì vậy khi đặt các Protector vào môi trờng biểncùng với công trình nó sẽ tạo nên một dòng điện có hớng từ môi trờng vào thép chân đế và ngăn chặn không cho các ion dơng của thép chân đế hoà tan vào môi trờng ( Các Protector là các hợp kim nhôm)
+ Phơng pháp chống ăn mòn bằn sơn phủ: Dùng các loại sơn có độ bền cơ học và hoá học cao để cách ly vật liệu cần chống ăn mòn với môi trờng bên ngoài. Ph- ơng pháp này áp dụng cho tất cả các vùng của công trình.
4.7.2.1. Chống ăn mòn điện hoá cho phần ngập nớc của công trình
a. Nguyên lý bảo vệ
+ Phần dới nớc của công trình đợc bảo vệ bằng hệ thống Protector nhôm kết hợp với sơn phủ nhằm mục đích tiết kiệm dòng điện bảo vệ, kéo dài thời hạn sử dụng của hệ thống Protector.
- Nguyên tắc chống ăn mòn bằng hệ thống Protector dựa trên sự chênh lệch địên thế phân cực của thép và nhôm khi cùng nằm trong một môi trờng điện ly nh nớc biển. Nhôm có điện thế âm hơn thép do đó sự chênh lệch điện thế này làm xuất hiện dòng điện một chiều có hớng đi từ thép sang nhôm ở chỗ mối tiếp xúc 2 kim
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
loại, còn trong môi trờng điện ly dòng điện có hớng đi từ nhôm sang thép và ngăn không cho ion thép tan vào môi trờng điện ly. Quá trình này sẽ làm giảm tối đa sự ăn mòn thép, còn nhôm bị tan dần đi theo thời gian, nhng quá trình tan nhôm khá chậm và thép đợc bảo vệ hoàn toàn khỏi bị ăn mòn.
b. Đặc điểm môi trờng xung quanh
- Độ mặn của nớc biển: 3.3 % - Nhiệt độ của nớc biển: 25°C
- Điện trở suất của nớc biển: 0,2Ωm - Độ sâu của nớc biển: 77 m
c. Đặc điểm Protector loại PAKM-65
+ Công trình dàn BK đợc tính toán sử dụng loại Protector PAKM-65 của Nga có các đặc tính kỹ thuật sau:
- Khối lợng Protector (chỉ tính riêng hợp kim nhôm): 65 kg - Khối lợng Protector cả lõi sắt : 74 kg