II. Đánh giá sơ bộ về phương diện kinh tế
3. Li nhun gp ca nhà máy
máy
Hiệu quả kinh tế của nhà máy ở đây chỉ đánh giá dựa trên lợi nhuận gộp của nhà máy do chi phí vận hành phụ thuộc vào giai đoạn bổ sung condensate nên lợi nhuận gộp ở đây chỉ xem xét trên cơ sở là hiệu số doanh thu các sản phẩm đầu ra và chi phí cho nguyên liệu đầu vào. Việc tính toán lợi nhuận gộp của nhà máy chưa bao gồm chi phí vận hành khi bổ sung thêm nguồn conden- sate. Giá của sản phẩm được tính theo giá FOB Singapore và giá condensate được tính theo giá FOB Malaysia (Tapis) cộng thêm chi phí vận chuyển về Việt Nam. Giá được sử dụng là giá trung bình của năm 2007.
Lợi nhuận gộp của nhà máy thu được trong các trường hợp bổ sung conden-
Hình 7.Cơ cấu sản phẩm của nhà máy khi bổ sung condensate (chế độ tối đa xăng-MG)
Hình 8.Cơ cấu sản phẩm của nhà máy khi bổ sung condensate (chế độ tối phân đoạn cất trung bình-MD)
sate cao hơn lợi nhuận gộp khi chưa bổ sung, tuy nhiên, để đánh giá chính xác hiệu quả kinh tế đem lại cần xem xét để tính toán chi phí vận hành, chi phí bổ sung thêm bồn bể, đường ống của nhà máy.
III. Kết luận
Như vậy, về phương kỹ thuật thì việc bổ sung condensate các nguồn condensate tại Việt Nam và trong khu vực Đông Nam Á nhằm tận dụng tối đa công suất phân xưởng CCR là có thể khả thi. Tuy nhiên, việc đánh giá chính xác ảnh hưởng của việc bổ sung condensate đến việc vận hành các phân xưởng CDU, đặc biệt là NHT và ISOM chỉ có thể
thực hiện được khi NMLD Dung Quất đã vận hành ổn định. Để bổ sung condensate cho NMLD Dung Quất, có thể phối trộn con- densate với dầu thô ngay trên tầu chứa dầu rối nhập vào bể chứa thông qua hệ thống phao rót dầu không bến SPM hoặc nhập trực tiếp vào bể chứa condensate qua hệ thống cảng xuất sản phẩm Jetty.
Về phương diện kinh tế, phương án bổ sung condensate này sẽ khả thi nếu giá conden- sate nguyên liệu thấp hơn giá xăng thành phẩm trừ đi chi phí vận hành tăng thêm khi bổ sung condensate của các phân xưởng CDU, NHT, CCR và ISOM.
Tài liệu tham khảo
[1]. Tài liệu thiết kế FEED/EPC của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất.
[2]. Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất, Tập 2, NXT Khoa học kỹ thuật, 2006.
[3]. Tài liệu hướng dẫn sử dụng Pro/II 8.1.
[4]. Tài liệu hướng dẫn sử dụng LP.
[5]. Tài liệu cung cấp thiết bị của Hexagon.
Bảng 2.Chi phí vận chuyển một số loại condensate
Nguồn: Công ty Cổ phần Âu Lạc
Nội dung chính
Công nghệ HDD – Horizontal Directional Drilling (tạm dịch là khoan ngang định hướng, từ đây về sau gọi tắt là HDD) đã được biết đến từ những năm đầu của thập niên 80. Công nghệ này đã đem lại nhiều lợi ích cho chủ đầu tư, đặc biệt là khắc phục được các vấn đề làm gián đoạn giao thông các đường thủy, đường bộ và giảm đến mức tối thiểu, gần như không đáng kể đến các hư hại trên bề mặt đất như việc giải tỏa, giải phóng các cơ sở vật chất trên mặt đất như: Nhà cửa, ruộng vườn, cây cối, . . . Từ năm 2002, công nghệ HDD đã được sử dụng ở Việt Nam trong lĩnh vực thi công cáp điện và cáp quang, tuy nhiên chỉ với đường kính nhỏ và khoảng cách ngắn. Từ đầu năm 2007 công nghệ HDD (với đường kính lớn và khoảng cách xa) lần đầu tiên được ứng dụng thành công cho Dự án đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Tp. Hồ Chí Minh với
mục đích vượt qua các con sông lớn Thị Vải, Nhà Bè, Soài Rạp và một số chướng ngại bất thường khác. Sự kiện này đánh dấu việc ứng dụng công nghệ HDD đầu tiên trong lĩnh vực dầu khí Việt Nam và cũng đánh dấu việc nâng tầm quy mô của loại hình công nghệ HDD đối với các công trình ngầm tại Việt Nam.
*ng d!ng công ngh HDD và các giàn khoan HDD đc bit đn trong lĩnh vc d;u khí
Đây là phương pháp thường được sử dụng khi việc đào, đắp không thể thực hiện hoặc khó thực hiện được. Với mũi khoan có thể điều chỉnh hướng đi trong lòng đất, phương pháp này hiện nay được xem là phương pháp tối ưu giảm tối đa đến tác hại môi trường và an sinh xã hội. Phương pháp này thường dùng nhiều cho các dự án phải đi qua sông, ngòi, xuyên đầm lầy, vườn cây cảnh, nhà, đường giao thông, đường ray, sân bay,…
pmqhFpmqlQpmqpmo]q3BBq\dpq_djnkIpqn^cpmq\poq`UlqBdjq[oOqPk]nqaig nkIpqn^cpmq\poq`UlqBdjq[oOqPk]nqaig hUqfpq_YpmqTpmqhpq[oOq<oqDq# Wbq37qNoOqDkpoq
ThS. Trần Hưng Hiển ThS. Lê Phước Khôi
Tổng công ty Khí Việt Nam
Tóm tắt
Bài báo này sẽ chuyển tải thông tin mang tính giới thiệu việc ứng dụng công nghệ HDD tạm dịch là khoan ngang định hướng lần đầu tiên tại Việt Nam trong lĩnh vực thi công đường ống dầu khí. Việc sử dụng công nghệ này đối với các dự án cần đi ngầm trong lòng đất mà không cần phải đào mở, không phải dừng các hoạt động trên sông rạch, trên mặt đất. Đây là một phương pháp tối ưu hiện nay, tối ưu về thời gian và tối ưu về chi phí, đem lại hiệu quả cao. Bài báo cũng giới thiệu về nguyên lý của hoạt động HDD, trình bày hình ảnh các mặt bằng thi công cũng như sơ đồ khoan và sơ đồ các bước HDD. Trong phần thứ ba, tác giả trình bày một số ghi nhận mang tính điển hình trong dự án đường ống dẫn khí Phú Mỹ - TP. Hồ Chí Minh, dự án dầu khí đầu tiên ứng dụng công nghệ HDD để minh họa cho phần giới thiệu mang tính lý thuyết.
Theo các tài liệu báo cáo năm 2007 cho biết chiều dài khoan tối đa đạt đến 6500” (khoảng 2km) với đường kính ống công nghệ tối đa đạt 56” (khoảng 1.200mm). Hiện nay theo báo cáo của Hãng HER- RENKNECHT, chiều dài khoan dùng công nghệ HDD có thể đạt đến 3km và đường kính ống công nghệ có thể đạt đến 1.600mm. Trong dự án đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Tp. Hồ Chí Minh, đoạn khoan dùng công nghệ HDD dài nhất đạt 1970m đi từ trong khu công nghiệp Phú Mỹ vượt qua sông Thị Vải, đoạn sâu nhất cách mặt đất gần 40m.
Vật liệu chế tạo ống có thể là PVC, Polyethylene, và thép để có thể được kéo trong hầm đã được khoan.
Nguyên lý hot đng ca HDD
Các bước cơ bản của hoạt động HDD
Bước 1: Khoan dẫn hướng (Pilot), đây là bước quan trọng để định hướng hầm khoan (lỗ khoan/ đường khoan). Trong quá trình khoan dẫn hướng, các chuyên gia sẽ định vị tọa độ đầu dẫn hướng theo thiết kế (planned asixs), nhưng trên thực tế đầu khoan dẫn hướng sẽ đi theo lộ trình thuận lợi hơn (actu- al asixs) trong quá trình khoan dưới sự điều chỉnh của các
chuyên gia tại ca-bin của thiết bị HDD. Đầu khoan dẫn hướng (Bottom Hole Assembly - BHA) có đầu dò hoạt động bởi tác động của từ trường trái đất và lực trọng trường, toàn bộ đường khoan được xác định bởi bộ phát sóng nằm phía đầu khoan BHA và có dây truyền tải tín hiệu đi trong lòng ống khoan đưa về trung tâm điều khiển thông báo độ sâu, nhiệt độ, góc quay và độ nghiêng của đầu khoan. Trong quá trình khoan dẫn hướng, hệ thống khoan sẽ bơm nước, dung dịch khoan (Bentonite) với áp lực rất lớn để làm xói mòn đất, ngoài ra nước được phun ra ở đầu mũi khoan có tác dụng bôi trơn và làm mát đầu khoan. Trong trường hợp gặp đất cứng hoặc vật rắn thì các đầu khoan chuyên dùng được sử dụng để khoan lỗ trực tiếp, dung dịch khoan cùng với bùn đất được hồi lưu về bể chứa và sau đó dung dịch khoan được tách từ hỗn hợp này để tái sử dụng, ngoài ra hỗn hợp dung dịch khoan và bùn đất còn làm nhiệm vụ bôi trơn cần khoan.
Bước 2: Khoan phá (Reaming) để mở rộng đường
kính khoan: Sau khi bước 1 thành công, đầu khoan BHA xuyên ngầm qua lòng đất đến điểm thoát (Exit point) trên mặt bằng bãi đặt ống (Pipe Site), các đầu doa/đầu khoan phá (Reamer) được sử dụng để làm rộng hầm khoan, các cần khoan được thêm vào dây khoan (Drilling string) để giữ cho tuyến khoan liên tục. Kích thước và kiểu đầu doa được sử dụng tùy theo điều kiện đất và yêu cầu đường kính hầm khoan phụ thuộc đường kính ống công nghệ sẽ được lắp đặt.
Lúc này một lượng lớn dung dịch khoan vừa có tác dụng làm xói mòn đất và có tác dụng tạo thành hầm khoan để ổn định đường khoan và bôi trơn cho dây khoan. Thông thường bước 2 được sử dụng lực kéo hơn là sử dụng lực đẩy. Dung dịch khoan trong bước 2 (sử dụng lực kéo)
không hồi lưu về bãi thiết bị
khoan như bước 1 mà sẽ chảy
đến hố thoát (exit pit) của bãi đặt
ống, sau khi được lắng, dung
dịch khoan được thu hồi trở về bãi thiết bị khoan.
Bước 3: Kéo ống: (Pullback) Kết thúc bước 2, hầm khoan được tạo rộng theo yêu cầu của thiết kế và ống công nghệ được nối vào Reamer để thực hiện kéo ống. Ống công nghệ lúc này đã trong trạng thái
sẵn sàng, các ống được hàn nối, bọc và kiểm tra kỹ trước khi tiến hành kéo ống. Đầu Reamer được gắn vào trước đường ống qua một khớp xoay để giúp đường ống dễ dàng dịch chuyển trong hầm khoan.
Bước 4: Kết thúc kéo ống: Thời gian thực hiện thao tác khoan không nhiều nếu không gặp sự cố trong quá trình thực hiện, nhưng thời gian chuẩn bị bãi khoan (Rig Site) và bãi ống (Pipe Site) chiếm khá nhiều.
Các kiểu Reamer thường gặp (Hình thứ 3 và 6 là một trong các kiểu Reamer sử dụng trong dự án đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Tp. Hồ Chí Minh)
Trong giai đoạn chuẩn bị trước khi khoan HDD, bước lập sơ đồ khoan (Design of the drill profile) là bước quan trọng đầu tiên. Trước tiên phải tổ chức khảo sát đo vẽ độ sâu và địa hình, xác định độ sâu cần thiết, tìm hiểu các điều kiện về đất, thông số kỹ thuật của ống công nghệ, chiều dài cần thiết để thực hiện khoan, một danh mục các vấn đề được đánh giá sẽ gây trở ngại cho công tác khoan cũng như các trợ giúp hiện hữu, các khu vực làm việc sẵn sàng, đường vào các bãi dàn khoan và bãi đặt ống.
Kế đến là bước lập kế hoạch xây dựng (construction planning): Các thủ tục như giấy phép các thỏa thuận đều được chuẩn bị sẵn sàng, chuẩn bị bãi đặt dàn khoan HDD, bãi đặt ống, khảo sát đường tâm tuyến ống (centre line), điểm vào (entry point) và điểm thoát (exit point), xác định các khu vực dùng phao nổi đỡ ống hoặc dùng con lăn đỡ ống, xác định độ cong ống vào hầm khoan (Overbend), chuẩn bị cả kế hoạch dọn dẹp dung dịch khoan thừa.
Mặt bằng thi công
- Mặt bằng giàn khoan HDD:
Mặt bằng giàn khoan có diện tích 30m x 40m đảm bảo để bố trí giàn khoan, máy phát điện, cần khoan (dây khoan) bơm nước, máy cắt, bơm bùn, máy tách, bồn chứa dung dịch khoan
- Mặt bằng ống: Đủ để có thể hàn hết các ống trước khi kéo. Diện tích mặt bằng ống đảm bảo đủ để bố trí bể lắng bùn, hố thoát (exit pit) khu vực để cần khoan, máy phát điện, xe đào, và chiều dài đặt ống công nghệ đã chuẩn bị sẵn sao cho việc kéo ống không bị đình trệ.
Các thông số kỹ thuật được quan tâm khi sử dụng giàn khoan
Sơ đồ HDD
Mặt bằng bãi đặt giàn khoan (Layout of Rig Site)
Mặt bằng bãi đặt ống (Layout of Pipe Site)
Các thông số kỹ thuật của các dàn khoan HDD được sử dụng nhiều ở khu vực châu Á
Mt vài ghi nhn thc t t< d án đng ng d=n khí Phú M% - Tp. H Chí Minh
Dự án đường ống dẫn khí Phú Mỹ - Tp. Hồ Chí Minh dài 39 km, bắt đầu từ Trạm phân phối Khí Phú Mỹ - Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu đi vào huyện Nhơn Trạch tỉnh Đồng Nai, một nhánh vào nhà máy điện Nhơn Trạch, một nhánh đi tiếp vào địa phận Cần Giờ, Nhà Bè thuộc Tp. Hồ Chí Minh. Tuyến ống phải đi qua 3 sông lớn, các sông nhỏ và các đầm lầy, rừng ngập mặn, ao tôm… Dự kiến ban đầu chọn 06 vị trí để khoan dùng HDD gồm 05 sông và 01 rạch với tổng chiều dài khoan 11.168m, trên thực tế đã tăng thêm 06 vị trí để qua 11 kênh và các ao nuôi tôm và tổng chiều dài thực tế sử dụng công nghệ HDD trong dự án là 18.965m chiếm 48,6% chiều dài toàn tuyến ống. Độ
sâu chôn ống sâu nhất là 44m qua sông Lòng Tàu, và nông nhất là gần 19m qua kênh Sau Quan.
Tại khu vực trạm van số 01 (LBV01) đã sử dụng công nghệ HDD theo 02 hướng ngược nhau, đây là một khu vực được xem như vị trí điển hình trên toàn tuyến, nhà thầu không gặp sự cố đặc biệt, nhưng cũng vận dụng các loại đầu khoan để hoàn thành khoan qua 05 con kênh với chiều dài 1415m - độ sâu 39,4m (HDD-2) và hướng ngược lại ngầm qua các đầm nuôi tôm với chiều dài 1765m - độ sâu 32,5m (HDD-3). Theo quan sát, HDD-2 hoàn thành khoan dẫn hướng (pilot) trong 7,5 ngày, sau đó mở rộng hầm khoan (Reaming) 7,5 ngày với việc sử dụng các loại đầu khoan (Flycuuter, Cleaning pass 20”, 22”, 28”, và 32”). Để thực hiện kéo ống công nghệ (pullback) nhà thầu chỉ mất 04-05 giờ, tổng
cộng thời gian thực hiện HDD-2 mất 16 ngày. Trong khi đó, HDD- 3 khoan ngầm qua đầm tôm mất 07 ngày khoan dẫn hướng (pilot), 05 ngày mở rộng hầm khoan, 01 ngày kéo ống, tổng cộng thời gian thực hiện HDD-3 mất 13 ngày. Thời gian để đẩy một cần khoan dẫn hướng (pilot) mà không gặp sự cố mất 05-07 phút, trong khi thời gian nối các cần khoan được chuẩn bị cẩn thận chiếm đến 10-15 phút.
Trên thực tế, mặc dù chuẩn bị rất tốt và khảo sát rất tốt, nhưng các rủi ro gặp sự cố như gặp chướng ngại vật hoặc các túi bùn, các mạch nước ngầm… đều có thể xảy ra. Việc xử lý tình huống phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của các chuyên gia. Thời gian thực hiện khoan và lắp đặt ống công nghệ có thể không nhiều nhưng thời gian chuẩn bị đường bãi và lắp đặt, kiểm tra hệ thống khoan mất nhiều thời gian.
Biểu đồ sử dụng các kiểu máy theo công suất tương ứng với chiều dài khoan theo công nghệ HDD và đường kính ống công nghệ của Hãng Herrenknecht
Kết luận
Việc sử dụng công nghệ HDD để lắp đặt các tuyến ống dẫn dầu, dẫn khí băng sông, các tòa cao ốc, khu dân cư, địa bàn hẹp, đường ray, sân bay được xem là phương pháp tối ưu hiện nay. Chỉ xét đến việc phải làm gián đoạn giao thông đường bộ hay đường thủy, hoặc thực hiện các biện pháp thi công qua các khu dân cư, đầm lầy, ao hồ thủy sản, hoặc phải phá hỏng các kiến trúc nằm trên công trình ngầm…, đã hình dung được các thiệt hại lớn về thời gian và chi phí trực tiếp cũng như gián tiếp khi dùng phương pháp truyền thống như thế nào. Do đó, sử dụng công
nghệ HDD với các địa hình phức tạp không những đem lại hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư mà còn đảm bảo về an toàn, an ninh, an sinh xã hội. Tuy công nghệ này chỉ mới được ứng dụng trong ngành dầu khí Việt Nam từ năm 2007, nhưng trên thế giới rất nhiều chủ đầu tư đã sử dụng từ cách đây hơn 25 năm và hiệu quả của việc sử dụng công nghệ này trong hàng ngàn dự án lớn nhỏ trong một thời gian dài đủ chứng minh tính ưu việt của HDD.
Tài liệu tham khảo
1. Right of way permit Horizontal Directional Drilling
Guideline Handbook, May 2002 The city of Overland Park Kansas.
2. Horizontal Directional Drilling DCA Technical Guidelines, 2nd Editon-February 2001.
3. Video clip of introducing HDD of HERRENKNECHT.
4. Introductive Documentation of NACAP ASIA PACIFIC.
5. Directional boring from Wikipedia, September 2007.
6. As-built documents of Phu My-Ho Chi Minh Gas Pipline