đờng ống
Chơng1
Xác định các thông số cơ bản của tuyến ống
1.1 Lựa chọn tuyến ống
1.1.1 Cơ sở để lựa chọn tuyến ống
Việc lựa chọn tuyến ống là một khâu hết sức quan trọng. Một tuyến ống đợc lựa chọn một cách hợp lý sẽ giảm đợc chi phí đầu t xây dựng ban đầu, giảm thời gian
thi công đạt hệ số an toàn cao trong quá trình thi công và đảm bảo tuổi thọ của công trình theo đúng yêu cầu thiết kế. Việc lựa chọn tuyến ống phải đợc dựa trên các yêu cầu cơ bản sau:
- Tuyến ống phải ngắn nhất trong điều kiện cho phép để đảm bảo tính kinh tế và giảm thiểu thời gian thi công trên biển.
- Tuyến ống phải tránh đợc địa hình phức tạp nh: đá ngầm, địa hình không bằng phẳng đờng ống bồi lắng bào mòn…
- Tuyến ống phải đảm bảo điều kiện thi công dễ dàng. Các phơng tiện tham gia thi công không bị các công trình khác cản trở.
- Tuyến ống đợc chọn là tuyến ống có các thông số nh độ phẳng độ dịch chuyển của nền nằm trong giới hạn cho phép.
- Tuyến ống phải đảm bảo cho nhu cầu xây dựng khai thác trong tơng lai.
1.1.2 Xây dựng các phơng án
1.1.2.1 Tuyến ống thứ nhất đi thẳng từ Bạch Hổ đến Long Hải.
Tuyến này có độ dài 107 km từ Bạch Hổ có độ sâu 50m nớc đi thẳng đến Long Hải theo số liệu khảo sát dọc tuyến ống ta thấy đáy biển tơng đối bằng phẳng có độ dốc nghiêng về hớng đông nam, độ dốc trung bình nhỏ hơn 1%. Tại khu vực có bãi san hô độ dốc là 90.
Dọc tuyến ống khảo sát ta thấy đáy biển không có gì đặc trng lớn, toàn bề mặt đáy đợc bao phủ bởi một lớp cát thô và mịn. Tại vùng tây và tây nam hành lang khảo sát có bãi san hô cứng chạy ngang tuyến ống chiều cao bãi san hô cao hơn 4,14m, có hai đờng cáp chôn chạy cắt tuyến ống .
1.1.2.2 Tuyến thứ hai đi từ mỏ Bạch Hổ đến mỏ Ba Vì sau đó đi từ mỏ Ba Vì đến Long Hải
Tuyến này gồm hai đoạn:
Đoạn thứ nhất từ mỏ Bạch Hổ có độ sâu 50m nớc tới mỏ Ba Vì với chiều dài 41,9 km.
Số liệu khảo sát dọc tuyến ống nh sau:
+ Đoạn thứ nhất từ Bạch Hổ đến Ba Vì chạy theo hớng tây đông với chiều dài 41,9 km số liệu độ sâu cho thấy địa hình tơng đối bằng phẳng với độ dốc trung bình 10. Khảo sát địa chất cho thấy lớp trầm tích trên cùng chủ yếu là sét dẻo cứng hoặc sét dẻo mềm trộn cát mịn.
+ Đoạn thứ hai từ Ba Vì tới Long Hải dài 74,4 km theo hớng tây bắc với độ dốc trung bình 1037’ cách bờ từ 27ữ30 km địa hình thay đổi với độ dốc 5030’ địa chất ở khu vực này là sét dẻo cứng và vỏ sò. Gần bờ cách 3 km địa hình thay đổi đột ngột cùng với dộ dốc lớn do núi ăn sát ra phía biển địa chất đoạn thứ hai này chủ yếu là sét dẻo.
1.1.3 Phân tích và lựa chọn tuyến ống
Ưu điểm của phơng án tuyến ống thứ nhất:
Chiều dài tuyến ống tơng đối ngắn nên ít tốn vật t thiết bị cũng nh thời gian thi công, giảm chi phí cho việc chống ăn mòn.
Nhợc điểm: Địa hình tuyến ống nhìn chung là bằng phẳng tuy vậy ở khu vực có bãi san hô cứng chạy ngang qua tuyến ống, địa hình rất phức tạp. Tại khu vực này bãi san hô có chiều cao lớn hơn 4,14m và khoảng cách giữa các đỉnh cao của bãi san hô có khi tới 90m. Điều này làm cho đờng ống bị treo với khoảng cách lớn đờng ống chạy qua đoạn này phải tránh. Ngoài ra tuyến ống này còn chạy qua tuyến cáp ngầm nên ảnh hởng cho việc thi công.
Ưu điểm của phơng án tuyến ống thứ hai:
Phơng án này tuyến ống tránh đợc địa hình không bằng phẳng của phơng án thứ nhất bằng cách lái tuyến ống qua mỏ Ba Vì mà mỏ này dự trù sẽ cung cấp khí về sau.
Nhợc điểm: Tuyến thứ hai dài hơn tuyến thứ nhất 8 km nên tốn nhiều vật t thiết bị. Căn cứ vào số liệu khảo sát ta thấy phơng án thứ hai tuy có chiều dài hơn ph- ơng án thứ nhất nhng địa hình tơng đối bằng phẳng. Mặt khác phơng án hai đem lại
hiệu quả kinh tế hơn khi mỏ Ba Vì đi vào khai thác. Trong đồ án này tôi chọn phơng án hai.
1.2 Chọn sơ bộ đờng kính ống
Việc lựa chọn đờng kính ống phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Yêu cầu về kỹ thuật: Đờng kính ống phải thoả mãn các điều kiện khi khai thác và thi công.
- Yêu cầu về kinh tế: Kích cỡ ống phải đảm bảo vận chuyển đợc lu lợng theo yêu cầu thiết kế nhng đầu t cho sản xuất là nhỏ nhất và hiệu quả khai thác là lớn nhất.
- Yêu cầu về thiết bị thi công: Kích cỡ ống phải phù hợp với thiết bị thi công hiện có để có thể thi công trong điều kiện biển Việt Nam.
Từ các yêu cầu trên ta đa ra kích cỡ ống phù hợp với yêu cầu thiết kế.
Căn cứ vào công nghệ chế tạo ống và các loại kích cỡ ống trên thị trờng dựa vào kinh nghiệm thực tế đợc tham khảo tại phòng kỹ thuật của viện nghiên cứu và phát triển dầu khí (NIPI) thuộc liên doanh dầu khí Việt Xô ta chọn đờng kính ống là D = 16 inch hay D = 40,64 cm.
1.3 Tính toán chiều dày ống
Theo quy phạm DNV 1986 chiều dày ống đợc thiết kế với áp lực trong lớn nhất đợc xác định theo công thức: T = (Pi2−.σPecp).D Trong đó: Pi là áp suất trong lớn nhất, (kg/cm2). Pe áp suất ngoài nhỏ nhất, (kg/cm2). D là đờng kính ống, D = 40,64 cm.
σCP là ứng suất vòng cho phép đợc tính toán theo công thức: σCP = ηCP.σF.kt
ηCP là hệ số sử dụng đợc lấy theo bảng sau:
Bảng 16: Hệ số sử dụng
Vùng Trạng thái vận hành Trạng thái lắp đặt
1 0,72 0,96
2+Riser 0,50 0,67
Vùng 2: Là vùng đờng ống gần ngời ở hoặc là vùng trong vòng 500 m trở lại so với platform
Vùng 1: Vùng đờng ống ngầm còn lại. Kt : Hệ số giảm ứng suất do nhiệt.
Với các đờng ống vận hành ở nhiệt độ nhỏ hơn 1200C thì kt = 1. σF : ứng suất chảy của vật liệu làm ống.
σF = 4490 kg/cm2.
σCP = ηCP.σF.kt = 0,72.4490.1 = 3232.8 (kg/cm2).
Kết quả tính toán chiều dày ống đợc ghi trong bảng sau:
Bảng 17: Kết quả tính toán chiều dày ống
STT Đại lợng Kí hiệu Độ sâu
10 m 17,5m 22 m 28 m 38 m 50 m1 Đờng kính ống (m) D (cm) 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 1 Đờng kính ống (m) D (cm) 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64