ĐƯỜNG ỐNG
CHƯƠNG1
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 được lựa chọn một cách hợp lý sẽ giảm được chi phí đầu tư 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 được dựa trên các yêu cầu cơ bản sau:
- Tuyến ống phải ngắn nhÊt trong điều kiện cho phép để đảm bảo tính kinh tế và giảm thiểu thời gian thi công trên biển.
- Tuyến ống phải tránh được địa hình phức tạp như: đá ngầm, địa hình không bằng phẳng đường ống bồi lắng bào mòn…
- Tuyến ống phải đảm bảo điều kiện thi công dễ dàng. Các phương tiện tham gia thi công không bị các công trình khác cản trở.
- Tuyến ống được chọn là tuyến ống có các thông số như 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 tương lai.
1.1.2 Xây dựng các phương 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 nước đi thẳng đến Long Hải theo số liệu khảo sát dọc tuyến ống ta thấy đáy biển tương đối bằng phẳng có độ dốc nghiêng về hướng 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 trưng lớn, toàn bề mặt đáy được 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 đường 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 nước tới mỏ Ba Vì với chiều dài 41,9 km.
Đoạn thứ hai từ Ba Vì có độ sâu 35m tới Long Hải. Số liệu khảo sát dọc tuyến ống như sau:
+ Đoạn thứ nhất từ Bạch Hổ đến Ba Vì chạy theo hướng tây đông với chiều dài 41,9 km số liệu độ sâu cho thấy địa hình tương 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 hướng tây bắc với độ dốc trung bình 1037’ cách bờ từ 27÷30 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 phương án tuyến ống thứ nhất:
Chiều dài tuyến ống tương đối ngắn nên Ýt tốn vật tư thiết bị cũng như thời gian thi công, giảm chi phí cho việc chống ăn mòn.
Nhược 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 đường ống bị treo với khoảng cách lớn đường ống chạy qua đoạn này phải tránh. Ngoài ra tuyến ống này còn chạy qua tuyến cáp ngầm nên ảnh hưởng cho việc thi công.
Ưu điểm của phương án tuyến ống thứ hai:
Phương án này tuyến ống tránh được địa hình không bằng phẳng của phương án thứ nhất bằng cách lái tuyến ống qua má Ba Vì mà mỏ này dự trù sẽ cung cấp khí về sau.
Nhược điểm: Tuyến thứ hai dài hơn tuyến thứ nhất 8 km nên tốn nhiều vật tư thiết bị. Căn cứ vào số liệu khảo sát ta thấy phương án thứ hai tuy có chiều dài hơn phương án thứ nhất nhưng địa hình tương đối bằng phẳng. Mặt khác phương
án hai đem lại hiệu quả kinh tế hơn khi má Ba Vì đi vào khai thác. Trong đồ án này tôi chọn phương án hai.
1.2 CHỌN SƠ BỘ ĐƯỜNG KÍNH ỐNG
Việc lựa chọn đường kính ống phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Yêu cầu về kỹ thuật: Đường 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 được lưu lượng theo yêu cầu thiết kế nhưng đầu tư 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 đưa 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 trường dựa vào kinh nghiệm thực tế được 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 đường 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 được thiết kế với áp lực trong lớn nhất được 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 đường kính ống, D = 40,64 cm.
σCP là ứng suất vòng cho phép được tính toán theo công thức:
ηCP là hệ số sử dụng được 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 đường ống gần người ở hoặc là vùng trong vòng 500 m trở lại so với platform
Vùng 1: Vùng đường ống ngầm còn lại. Kt : Hệ số giảm ứng suất do nhiệt.
Với các đường 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 được ghi trong bảng sau:
Bảng 17: Kết quả tÝnh toán chiều dày ống
ST
T Đại lượng Kí hiệu Độ sâu
10 m 17,5m 22 m 28 m 38 m 50 m1 Đường kính ống (m) D (cm) 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 1 Đường kính ống (m) D (cm) 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 40,64 2 Áp suất trong lớn nhất (kg/cmPi 2) 43,43 9 59,194 68,64 6 81,250 102,25 127,64 3 Áp suất ngoài nhỏ nhất (kg/cmPe 2) 0,625 1,286 1,729 2,308 3,301 4,510
4 Ứng suất chảy của vật liệu σF(kg/cm2) 4490 4490 4490 4490 4490 4490