I. KHAI QUAT
1. Sự ra đời
Từ cách đây hơn 2000 năm thì những người Trung Quốc đã biết đục rỗng những thân cây tre và nối chúng lại với nhau đề tạo thành một đường ống dẫn nước từ trên cao xuống: Có thê nói đó là hệ thống đường ống cô xưa nhất thế giới.Sau đó đến giai đoạn phát triển mạnh mẽ của công nghiệp hóa toàn cầu hình thành lên những đường ống dẫn dầu mỏ sau khi khai thác đi khắp nơi ở thế kỷ XIX. Lúc đầu chỉ với mục đích là đùng đường ống đó đề vận chuyên dầu ngầm dưới lòng đất, sau đó chúng được phát triển trở thành những đường ống dẫn khí.
2. Khải niệm
Vận tải đường ống là quá trình vận chuyển hàng hóa liên tục đi qua nhiều địa hình khác nhau từ điểm xuất phát đến điểm đích bằng cách sử dụng hệ thống các tuyến đường ống được nối từ khu vực này này sang khu vực khác.
Phương thức vận tải đường ống là cách thức vận tải có định, hàng hóa chất lỏng sẽ đi qua đường ống, di chuyên đến những không gian địa lý đến nơi cần nhận hàng. Hình thức này đòi hỏi nhiều hiệp định chặt chẽ về việc cung cấp, phân chia các sản phẩm trước khi tiễn hành xây dựng và vận chuyền.
3. Đối tượng chuyên chở của vận tải đường ống
Phương thức vận chuyển bằng đường ống khá đặc thù, chỉ phù hợp với những loại hàng đặc biệt như khí hóa lỏng, dầu,... phục vụ cho đối tượng đặc biệt như các công ty sản xuất hóa chất, công ty đa quốc gia, hoặc công ty Nhà nước lớn.
Vận tải đường ống có thê vận chuyên nhiều loại chất lỏng cho nông nghiệp, sản xuất và tiêu dùng. Chúng có thể vận chuyên nhiên liệu, chẳng hạn như đầu hỏa, xăng, và nhiên liệu máy bay hoặc diesel. Các đường ống cũng có thê vận chuyển các nguồn năng lượng bao gồm propan, dầu để sưởi ấm trong nhà và khí đốt tự nhiên. Các nhà sản xuất có thê sử dụng đường ống đề vận chuyên etan, propylene, dầu thô hoặc carbon dioxide. Ngành nông nghiệp cũng sử dụng vận chuyên đường ống để di chuyên một loại phân bón được gọi là amoniac khan.
4. Đặc trưng
Một số đặc trưng của loại hình vận tải này là:
- _ Hàng hóa di chuyển nhưng phương tiện thì cố định.
- - Các vật liệu được sử dụng để tạo ra một hệ thống vận chuyển đường ống phụ thuộc vào mục đích của dây chuyền. Nếu đường ống dùng đề vận chuyền dầu, chúng thường được làm bằng nhựa hoặc thép. Đường ống dẫn khí đốt tự nhiên thường được làm bằng thép cacbon. Cac mat hang dé tiêu dùng, chẳng hạn như bia, thường đi qua các đường ống đồng.
- _ Chất liệu của những đường ống nước này cũng được nghiên cứu và kiêm nghiệm về tính chất an toàn, có tuôi thọ cao không hoen rỉ, có thể chịu được các điều kiện áp lực của dòng nước chảy hay điều kiện thời tiết, sự ăn mòn của muối biên...
- _ Hầu hết các đường ống được chôn dưới đất vài feet hoặc vài mét.
5. Vai tro
Là huyết mạch của cơ sở hạ tằng năng lượng quốc gia, cũng như một trong những cách an toàn nhất và ít tốn kém nhất để vận chuyển các sản phẩm năng lượng với số lượng lớn, các đường ống dẫn dầu và khí đốt cung cấp các nguồn lực cân thiết cho quốc phòng, tạo ra năng lượng cho kinh đoanh và nhiên liệu cho hệ thống giao thông
Sự phát triển của ngành gắn liền với nhu cầu vận chuyên dầu mỏ và khí đốt, là động lực thúc đây nền kinh tế và lối sống của con người. Hệ thống đường Ống sẽ trở thành hình thức giao thông vận tải quan trọng trong tương lai
a. Trong thương mại, công nghiệp
Vận tải đường ống đóng vai trò đặc biệt trong lĩnh vực khai thác dầu khí. Các tuyến đường ống tại Việt Nam ra đời và phát triển gắn liền với quá trình phát triển của ngành dầu khí. Trong ngành công nghiệp dầu khí, để nói liền khâu khai thác, chế biến và tiêu thụ thì không thế thiếu hoạt động vận tải dầu khí. Hoạt động này được vận hành chủ yếu bằng phương pháp vận tải đường Ống, đặc biệt đây là phương pháp duy nhất đề vận chuyên khí hóa lỏng đề đem lại hiệu quả và kinh tế nhất.
Các đường ống dẫn dầu và khí đốt cung cấp các nguồn lực cần thiết cho quốc phòng, tạo ra năng lượng cho kinh doanh và nhiên liệu cho hệ thống giao thông. Ngoài ra, việc vận chuyên xăng, dầu bằng đường ống còn mang lại hiệu quả nhiều mặt cho xã hội vì Ít xảy ra sự cô tai nạn so với phương tiện chở xăng, dầu trên đường.
b. Trong tiêu dùng
Các nhà cung cấp dịch vụ tiện ích gia đình sử dụng các đường ống để chuyến nước và khí sinh hoạt đến các khu dân cư, nơi chúng được sử dụng làm khí đốt, để cung cấp hệ thống sưởi trong nhà cũng như nước uống sạch.
6. Phân loại các hình thức vận tải đường ống - _ Căn cứ vào chất liệu làm đường ống:
+ Vận tải ống mềm thường áp dụng cho quãng đường vận chuyên ngắn, không thường xuyên và rất linh hoạt. Tuy nhiên, vận tải Ống mềm không an toàn và bền vững nên không sử dụng cho những khoảng cách vận chuyển xa
+ Vận tải ống cứng thường cố định, rất bền vững và an toàn. Đường ống cứng thường là các đường ống xuyên quốc gia, xuyên châu lục, đòi hỏi phải bảo quản và an ninh khá cao. Tuy nhiên, vận tải Ống cứng chỉ phù hợp với vận chuyên số lượng lớn, thường xuyên và liên tục.
Căn cứ vào cách bồ trí đường ống:
+ Vận tải đường ống nôi: là hình thức vận tải có hệ thống đường ống được xây dựng nỗi trên bề mặt đất, bề mặt nước.
+ Vận tải đường ống ngầm: là hình thức vận tải có hệ thống đường ống chìm phía dưới đất hay dưới nước, để tránh sự xâm phạm của con người hoặc để tránh ảnh hưởng đến hoạt động của con người hay một số nguyên nhân khác
Căn cứ theo phạm vì đặt ống:
+ Vận tải đường ống trong đất liền: là hình thức vận tải có hệ thống đường ống được lắp đặt ở trong vùng đất liền, lục địa. Đặc biệt, đường ống chạy qua các sông, hồ vẫn được gọi là đường Ống trong đất liền.
+_ Vận tải đường ống ngoài đất liền: là hình thức vận tải có hệ thống đường ống được xây dựng ở ngoài biên.
7. Ưu nhược điểm a. Ưu điểm
Hình thức vận tải đường ống có thê kết hợp cùng lúc thiết kế và xây dựng các tuyến đường vận tải đường bộ, vận tải đường sắt hay vận tải đường biên.
Vận chuyên công suất lớn và linh hoạt theo địa hình: So với các phương thức vận tải khác, phương thức vận tải bằng đường ống thường có khối lượng vận chuyên lớn, có thê vận chuyên hàng hóa đặc biệt là các chat lỏng, đây cũng là ưu điểm lớn giải quyết vấn đề vận chuyên chất lỏng gây nguy hiệm trên đường bộ, đường sắt,... Nhờ phương thức vận tải đường ống, các chất lỏng khí ở khu vực khó khai thác, vùng sâu vùng xa, nơi có địa hình phức tạp vẫn có thê vận chuyên dễ dàng.
Vận chuyên liên tục và an toàn hơn: Do tính chất dễ bay hơi và dễ cháy của dầu và khí tự nhiên, việc vận chuyên phải được thực hiện an toàn nhất có thể, Về vấn đề này, đường ống sẽ giảm thiểu đáng kẻ nguy cơ cháy nỗ trong quá trình vận chuyên. Hầu hết các mạng lưới đường ống đều nằm dưới lòng đất hạn ché sự tiếp xúc của chúng VỚI Các yếu tố tự nhiên. Ngoài ra, các đường ống trên bề mặt được thiết kế đặc biệt để
chịu được nhiệt độ môi trường bắt lợi và sự thay đổi thời tiết mà không phát sinh rò rỉ nguy hiểm.
Tối ưu lao động: Phương thức vận tải đường ống cắt giảm khâu đóng gói hàng hóa trước khi vận chuyên, giúp tiết kiệm được thời gian và công sức, các công cụ thiết bị đóng gói.
Chiếm diện tích bề mặt nhỏ, tránh các khu vực đông dân cư: Một tính năng hữu ích khác của vận chuyển bằng đường ống là chúng chiếm diện tích bề mặt trên mặt dat không đáng kẻ. Thông thường, hầu hết các hệ thống đường ống được chôn bên dưới bề mặt trái đất. Các trường hợp ngoại lệ đối với điều này là những nơi mà đá tự nhiên
ngăn cản sự đi qua của chúng, hoặc việc bố trí các hệ thống dưới bề mặt là không kinh tế. Hơn nữa, các đường ống vận chuyên dầu đi theo các tuyến đường tránh các khu vực đông người khi có thể. Tầm quan trọng của mạng lưới đường ống ngầm chủ yếu này là làm giảm các nguy cơ thảm khốc có thê xảy ra liên quan đến các hoạt động nhân tạo gần các địa điểm giao thông qua lại nhiều.
- _ Sử dụng năng lượng thấp hơn nên giảm chỉ phí vận chuyên: Các hệ thống đường ống sử dụng lượng năng lượng tương đối thấp hơn đề vận chuyên khối lượng dầu lớn hơn dang kể so với lượng dầu có thể được vận chuyên bằng xe tải, đường sắt hoặc tàu thủy.
- Thân thiện với môi trường: Vận chuyển dau bằng đường ống là một lựa chọn thân thiện với môi trường hơn là vận chuyên bằng đường ray thông thường vì chúng được bịt kín và chủ yếu nằm dưới lòng đất. Điều nảy làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon ra môi trường.
b. Nhược điểm
- Phương thức vận tải này chuyên dụng cho các loại hàng hóa đặc thù như chất lỏng, khí, những hàng hóa chất rắn có khối lượng và kích thước lớn thường không được vận chuyên bằng phương thức này.
- _ Hệ thống giao thông đường ống muốn hoàn thiện xuyên quốc gia cần đầu tư với chỉ phí lớn, các khu vực trạm bơm thủy lực cũng cần được bỗ sung với mức chi phí không hệ nhỏ.
- _ Hệ thống vận tải đường ống thường nối liền các quốc gia, khu vực và vùng lãnh thổ, đi qua những địa hình phức tạp và có tính chất nói liền nên rất khó dé kiểm soát an toàn, kiểm tra an ninh, chỉ cần một lỗ hong nhỏ có thể khiến hàng hóa thất thoát trữ lượng rất lớn.
II. CƠ SỞ VẬT CHẤT KỸ THUẬT
Theo Các Hiệp hội quốc tế của khoan nhà thầu (LADC), cơ sở vật chất về kỹ thuật của vận tải đường ống là một cơ sở xử lý việc cung cấp các chất lỏng dầu mỏ dễ cháy hoặc dễ bắt lửa hoặc khí dễ cháy; có thể bao gồm các trạm bơm và máy nén, cơ sở lưu trữ, khu vực đường ống, khu vực van và khu vực đường ống.
1. Đường ống
1.1. Quy định về điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật
Về điều kiện tiêu chuẩn kỹ thuật đảm bảo an toàn đường ống vận chuyên khí, dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ thì Nghị định số 13/2011/NĐ-CP ngày 12.02.2011 của Chính phủ về an toản công trình dầu khí trên đất liền quy định những điều kiện chỉ tiết về:
- _ Tiêu chuẩn thiết kế độ dày thành đường ống: độ sâu của đường ống đặt ngầm tối thiêu tính từ mặt bằng hoàn thiện tới đỉnh ống.
- Biện pháp an toàn, đảm bảo các phương tiện thủy hoạt động không thê đâm, va vào đường ô ống; các giải pháp kỹ thuật tăng cường chống rung động và va đập đối với đường ống chôn ngầm chạy cắt ngang qua đường giao thông bộ hoặc đường sắt.
- Khoảng cách an toàn giữa hai đường ống chôn ngầm đặt Song song, hai đường ống liền kề (1 ống đặt ngam, lo ong đặt nôi), đường ống chôn ngầm đặt xiên.
1.2. Hệ thống đường ử ống bao gồm:
- _ Đường ống dẫn hàng hóa từ vị trí này tới vị trí khác: Đường ống chính, đường ống nhánh (kê cả đoạn ống có đường kính thay đôi, đoạn ống thép), trạm bơm trên tuyến.
Phụ kiện ghép nối (van và khớp nói): van điều khiên đề thay đổi hướng dòng dầu thủy lực, thay đôi áp suất và tốc độ dòng dầu thủy lực, cắt dòng dầu chảy tại các điểm khác nhau trên đường dây.
May bơm (hoặc máy nén trong trường hợp đường ống dẫn khí).
Trạm tăng áp: là trạm bơm trung gian đặt dọc theo đường ống đến nhà máy bơm hoặc máy nén. Trạm tăng áp chỉ cần thiết cho các đường ống đài cần nhiều hơn một trạm bơm.
Các kho chứa.
Đồng hồ đo áp lực, lưu lượng kế và các cảm biến khác.
Các gối đỡ, khối gia tải Ống
Các van chặn, van xả nước, xả khí, thiết bị ngưng tụ khí
Các đoạn vượt qua chướng ngại tự nhiên và nhân tạo. Các đoạn có thiết bị bù.
Trạm điều khiến: là một phần không thê thiếu trong hệ thống đường Ống từ trạm bơm ban đầu đến trạm phân phối cuối cùng, gồm thiết bị điều khién tự động, giám sát các hoạt động và xử lý thông tin, đo lường.... Ngoài ra, các đường ống đặc biệt vận chuyên chất lỏng đông lạnh (ví dụ như khí tự nhiên hóa lỏng và carbon dioxide lỏng) phải có hệ thống làm lạnh đề giữ chất lỏng trong ống dưới nhiệt độ tới hạn.
1.3. Một số đặc trưng
Một số đặc trưng kinh tế kỹ thuật cần phải lưu ý:
- Dai dat vĩnh viễn đề vận hành bảo quản dành cho đường ống dẫn chính theo công thirc: B= D+4
Trong đó: B - Chiều rộng dai đất tính bằng mét D - Đường kính ống tính bằng mét.
Cho phép đường ống chôn ngầm dẫn dầu mỏ cấp 3, 4, 5 và đường ống dẫn khí đốt cấp 2 không cần dành dải đất vĩnh viễn, chỉ mượn tạm thời khi thi công.
Đường ống thường được chôn dưới mặt đất trong các rãnh nông (ba feet hoặc lớn hơn) và được trang bị hệ thống bảo vệ catốt để ngăn ngừa ăn mòn. Bản thân đường ống bao gồm một ống thép hàn, thường có chiều dải từ 15 đến 25 thước Anh. Chiều dài thực của các đoạn đường ống phụ thuộc vào đường kính, có thê lên đến 48 inch
đối với dầu và 56 ¡inch đối với khí đốt. Chiều dài từ 15 đến 25 thước Anh đã được
chứng minh là tiêu chuẩn hài hòa giữa yêu cầu của nhà sản xuất và người gửi hàng đề dễ dàng vận chuyển và xếp dỡ (thông qua xe tải, cần trục, tàu thủy hoặc đường sắt), đồng thời đáp ứng nhu cầu của người vận hành.
Ngoài ra những đặc trưng cần phải lưu ý khi xây dựng hệ thống đường ống như:
Chiều rộng đáy hào, độ dày thành ống, khối lượng tiêu chuân của hàng hóa (KG/m) trong 1m chiều đài đường Ống, lực đây nổi của nước nếu như đường ống đặt thả nôi, tải trọng gió lên Im chiều dài đường ống, đường kính trong, đường kinh ngoài của đường ống chính và đường ống nhánh.
1.4. Phân loại Theo công dụng:
+ Đường ống dẫn dầu: Các đường ống này thường vận chuyên dầu thô từ các mỏ dầu đến các cảng hoặc nhà máy lọc dầu và các sản phẩm tinh chế trung gian đến các nhà máy hóa chất.
Theo đường kính, đường ống dẫn chính dẫn dầu mỏ, sản phẩm dầu mỏ được chia làm 5 cấp.