• Like
Download
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
Uploaded on

Đồ án Đường ống - bể chứa - trạm bơm

Đồ án Đường ống - bể chứa - trạm bơm

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
1,060
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2

Actions

Shares
Downloads
85
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB PHẦN I: Các số liệu phục vụ thiết kế. Đường ống dẫn Gaslift từ BK8-BK4 của mỏ Bạch Hổ nằm trong vùng phíaĐông thềm lục địa Việt Nam, cách bờ biển Vũng Tàu 120km, ảnh hưởng chính đếnđiều kiện khí tượng – thuỷ văn vùng này là chế độ gió mùa: Gió mùa Đông- Bắc(mùa đông) và gió mùa Tây Nam( mùa hè). Các số liệu phục vụ tính toán đượctrình bày trong các bảng thống kê sau:Phụ lục 1: Phụ lục chiều cao sóng đáng kể với chu kỳ lặp N năm. H­íng Th«ngChu kú lÆp sè N NE E SE S SW W NW Hs, m 4.3 7.3 3.9 1.9 3.2 5.6 3.6 3.9 100 n¨m Tz (s) 6.1 9.1 7.1 6.5 7.7 7.2 7.4 7.6 Hs, m 1.5 5.7 2.1 0.6 1.9 3.6 2.3 3.9 10 n¨m Tz (s) 5.3 8.6 6.5 5.3 6.2 7.3 6.9 7.6Phụ lục 2: Vận tốc dòng chảy đáy (cách đáy 1m), m/s H­íng dßng ch¶y Chu kú lÆp N NE E SE S SW W NW 10 n¨m 1.18 1.03 1.11 1.48 1.19 1.15 1.20 1.25 100 n¨m 1.26 1.06 1.15 1.55 1.24 1.22 1.28 1.30Phụ lục 3: Số liệu môi trường nước tại nơi xây dựng CT. - Mực nước thấp nhất: d = 54 m - Biên độ triều: 1.1m - Chiều cao nước dâng: 2.05 m - Hà bám : 12 cmNhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 3
  • 2. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - Nhiệt độ : 25oCPhụ lục 4: Địa chất công trình - Sét cứng : kháng cắt 8.00Mpa Hệ số ma sát 0.22Phụ lục 5: Các thông số khác. Trọng lượng riêng của khí: 148 kG/m3. Trọng lượng riêng của dầu: 890 kG/m3. Trọng lượng riêng của nước biển:1025 kG/m3 Trọng lượng riêng của bê tông: 3040 kG/m3. Trọng lượng riêng của thép ống: 7850 kG/m3. Trọng lượng riêng của hà bám: 1300 kG/m3. Sai số chiều dài do chế tạo: -5%.  10%. Mác vật liệu : Vật liệu thép ống API 5L X52.Phụ lục 6: Các thông số về tuyến ống. Mã Tên tuyến ống Loại đường Chiều dài Đường kính Áp suất ống (m) (mm) (at) 1 BK8-BK4 Gaslift 3000 325 90Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 4
  • 3. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TBPHẦN II: GIỚI THIỆU CHUNG. 2.1. Các khâu trong quá trình khai thác dầu khí Công nghệ khai thác dầu khí trên thế giới nói chung, ở Việt Nam và ở mỏBạch Hổ nói riêng đều phải trai qua ba công đoạn sau đây: Giai đoạn1:Thượng nguồn. Là giai đoạn khảo sát và thăm dò dầu khí, bằng các phương pháp kỹ thuậtngười ta có thể xác định được chính xác nơi nào có dầu và trữ lượng là bao nhiêu.Từ đó người ta đi đến quyết định có khai thác hay không, nếu trữ lượng đủ lớn đểkhai thác thì tai đó các công trình khai thác dầu khí như các hệ thống dàn khoan vàhệ thống đường ống sẽ được xây dựng. Giai đoạn 2:Trung nguồn. Ở giai đoạn này các sản phẩm sẽ được khai thác và vận chuyển đến nhữngnơi sử lý như các dàn trung tâm, các dàn công nghệ,hoặc chúng được đưa đến cácbể chứa thông qua hệ thống đường ống. ở giai đoạn khai thác nó sẽ được phânthành hai thời kỳ khai thác khác nhau đó là: -Thời kỳ khai thác sơ cấp là thời kỳ đầu khi mà áp lực ở giếng là đủ lớn đểđẩy sản phẩm dầu khí lên đến nơi chế biến. -Thời kỳ khai thác thứ cấp là thời kỳ mà giếng không còn đủ áp lực để đẩysản phẩm dầu khí đến nơi chế biến. Nhưng trữ lượng của nó vẫn còn khá lớn có thểvẫn tiếp tục khai thác được. Khi đó người ta sử dụng công nghệ bơm nước ép vỉavới áp lực đủ mạnh xuống giếng để tiếp tục khai thác. Giai đoạn 3: Hạ nguồn. Ở giai đoạn này các sản phẩm dầu mỏ sau khi đã được chế biến nó sẽ đượcđưa đến nhưng trung tâm tiêu thụ như những trạm dót dầu không bến hoặc lànhứng cảng dầu nhờ hệ thống đường ống.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 5
  • 4. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB 2.2. Các giai đoạn khai thác dầu khí. Thiết kế xây dựng khu khai thác dầu khí cần được xem như một tổ hợp côngnghệ đồng nhất, đảm bảo thu được sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu với chi phícho khai thác, thu gom xử lý và vận chuyển sản phẩm tối thiểu. Hệ thống này baogồm các quy trình công nghệ: Thu gom, vận chuyển và đo các sản phẩm các giếng khai thác trên mổ. Tách sơ bộ các sản phẩm từ các giếng. Xử lý dầu. Xử lý nước thải và các loại khác cho hệ thống duy trì áp suất vỉa. Tiếp nhận và đo lường dầu. Xử lý khí. Các công trình công nghệ thu gom và vận chuyển sản phẩm của các giếngcần phải đảm bảo: Đo được sản phẩm khai thác. Phân bố các dòng dầu theo các tính chất lý hoá và theo công nghệ vậnchuyển. Độ kín của công tác thu gom và vận chuyển dầu khí. 2.3 .Giới thiệu các công trình khái thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ: 2.3.1. Các loại dàn: Để phục vụ cho khoan thăn dò và khai thác dầu khí ngoài biển ở mỏ BạchHổ, xí nghiệp liên doanh VietXoPetro đã xây dựng nhiều công trình phục vụ chocông tác khai thác, vận chuyển và chứa đựng dầu khí.Như các hệ thống các dànkhoan biển và hệ thống các đường ống ngầm. Hiện nay tại mỏ Bạch Hổ có hệ thống đường ống ngầm và các dàn như sau: - 10 giàn MSP (MSP 1; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11). - 1 giàn công nghệ trung tâm CCP.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 6
  • 5. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - 9 giàn BK (BK 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9). - 4 tàu chứa dầu (trạm rót dầu không bến). Ngoài ra còn có các giàn nén khí lớn nhỏ, giàn bơm nước ép vỉ. Trong thờigian tới sẽ tiến hành xây dựng thêm một số công trình nữa. 2.3.2. Dàn khoan cố định MSP: Giàn khoan cố định MSP là một trong những kết cấu chính của việc thiết kếxây dựng mỏ. Hiện nay trên mỏ Bạch Hổ đã và đang sử dụng các dàn cố định số 1,3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. MSP Là dàn khoan cố định có thể dùng để khoan, khaithác và xử lý sơ bộ sản phẩm dầu khí. Trên dàn có bố trí tháp khoan di động có khảnăng khoan ở nhiều giếng khoan. Hệ thống công nghệ trên dàn cho phép đảmnhiệm nhiều công tác, từ xử lý sơ bộ sản phâm dầu khí đến tách lọc các sản phẩmdầu thương phẩm, xử lý sơ bộ khí đồng hành. Dầu và khí được xử lý trên MSP cóthể là từ các giếng khoan của nó hoặc được thu gom từ cấc giàn BK.* Về mặt cấu tạo : giàn bao gồm phần móng trụ và phần thượng tầng. - Phần móng trụ gồm 1 hoặc nhiều khối chân đế nối với nhau bằng các BlokModul ở phía trên và cố định xuống đáy biển bằng hệ thống cọc. KCĐ cấu tạo dướidạng lưới thép khung không gian làm từ các thép ống, xung quanh chân đế có hệthống cọc phụ nằm bên ngoài các ống chính, các cọc chính được lồng bên trongcác ống chính, phần dưới chân đế ở từng cọc trụ có các nguồn dẫn hướng cho cáccọc phụ. - Kết cấu thượng tầng: Bao gồm những Block và những Modul riêng rẽ làmthành nhiều tầng và được trang bị những thiết bị công nghệ cần thiết phục vụ chocông tác khoan khai thác, vận chuyển và chứa đựng dầu khí, những trang thiết bịnày phụ thuộc vào quy mô công trình. Thành phần của kết cấu thượng tầng gồm cótổ hợp khoan khai thác, năng lượng và khu nhà ở. Cụ thể trong khu mỏ Bạch Hổ:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 7
  • 6. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB + Mỗi chân đế có 8 ống chính có đường kính 812.8 x 20.6 mm, phần dướicủa chân đế ở từng cọc trụ chính có 2 ống dẫn hướng cho các cọc phụ. + Các phần tử cấu thành mạng panel và ống giằng ngang chân đế làm từ cácống có đường kính từ 426 x 12 mm đến 720 x 16 mm. ở những chỗ tiếp giáp giữađáy biển với cọc chính và cọc phụ được bơm trám bằng cement. + Module sàn chịu lực (MSF) là các dầm thép tổ hợp. Do điều kiện thi côngngoài biển kết cấu này được chia làm 3 phần riêng biệt. Một phần liên kết hai phầnkia thành 1 sàn chịu lực thống nhất. Phần không gian trống giữa các dầm củamodule chịu lực dùng để đặt các thùng chứa với các chức năng khác nhau phục vụcho các quy trình công nghệ thực hiện ở trên dàn. + Móng khối chân đế là các cọc thép ống có đường kính 720 x 20 mm. Cáccọc được đóng gồm 16 cọc chính và 32 cọc phụ. + Thượng tầng của MSP nặng 1000 tấn, trọng lượng mỗi chân 1200 tấn,trọng lượng cọc cho mỗi dàn 1500 tấn. + Kết cấu thượng tầng: Được thực hiện theo thiết kế 16716 của trung tâmCORALL bao gồm những Block và những Modul riêng rẽ làm thành nhiều tầng vàđược trang bị những thiết bị công nghệ cần thiết phục vụ cho công tác khoan khaithác, vận chuyển và chứa đựng dầu khí, những trang thiết bị này phụ thuộc vào quymô công trình. Thành phần của kết cấu thượng tầng gồm có tổ hợp khoan khaithác, năng lượng và khu nhà ở. 2.3.3. Dàn nhẹ BK: Là dàn nhỏ nhẹ không có tháp khoan. Cong tác khoan sẽ do tàu khoan tựnâng thực hiện. Dàn BK có các thiết bi công nghệ ở mức tối thiểu để đo lưu lượngvà tách nước sơ bộ. Sản phẩm từ BK sẽ được dẫn bằng đường ống về MSP hoặcdàn công nghệ trung tâm dể sử lý. Trên dàn không có người ở.* Về mặt cấu tạo :Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 8
  • 7. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - phần kết cấu phần chân đế giàn BK là kết cấu giàn khung thép không giandạng hình trụ, chúng được cấu tạo từ thép ống có đường kính khác nhau, thường có4 panel, phần móng dùng cọc đóng sâu vào trong đất trong trường hợp khác có thểcó cọc phụ, trong trường hợp này phần dưới của chân đế các cọc chính và cọc phụđược luồn bên trong bằng vòng cao su. - Phần thượng tầng bao gồm hệ thống các Block và Modul riêng rẽ, giàn BKchủ yếu phục vụ cho công tác khoan khai thác. Trên phần thượng tầng gồm cácBlock nhà ở, và block công nghệ phục vụ công tác khoan. 2.3.4. Hệ thống trạm rót dầu không bến: Dầu thô từ các giàn MSP, BK, CTP được xử lý và vận chuyển đến các tàuchở dầu nhờ 3 trạm rót dầu không bến. Dầu thô từ các giàn MSP, BK, CTP được xử lý và vận chuyển tới các tàuchở dầu nhờ 3 trạm rót dầu không bến.Trạm UBN1 nằm ở vòm nam của mỏ gồm có tàu chứa trọng tải 150000 tấn có khảnăng tiếp nhận tối đa 15000 tấn/ngày đêm, nhận dầu từ MSP1và CTP2, BK2, có hệthống ống mềm để tiếp nhận dầu, hệ thống van ngầm của “plem”(manifon), hệthống neo, hệ thống xuất dầu bằng phương pháp nối tiếp “tandem”. Trạm UBN2 nằm ở vòm phía bắc của mỏ Bạch Hổ tương tự như trạm UBN1chỉ khác là công suất xử lý dầu thô là 10000tấn/ngày đêm, hàm lượng nước trongdầu ở cửa vào của thiết bị nhận dầu là 20%.Mỏ Bạch Hổ là mỏ lớn nhất Việt Namvà cũng là mỏ Việt Nam trực tiếp khai thác. Mỏ nằm ở phía nam thềm lục địa ViệtNam nằm trong lô 09 -1 thuộc bể trầm tích Cửu Long cách thành phố Vũng Tàu120 km do Xí nghiệp liên doanh dầu khí VietsoPetro khai thác. Tháng 6 năm 1986dòng dầu khí đầu tiên được khai thác trong tầng trầm tích Mioxen của mỏ BạchHổ. Năm 1987 phát hiện dầu khí trong tầng trầm tích Oligoxen và đặc biệt năm1988 phát hiện dầu khí trong tầng đá móng Granite nứt nẻ. Tổng trữ lượng dầu khíNhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 9
  • 8. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TBthu hồi được do khai thác cùng với dầu của toàn mỏ khoảng 31.8 tye m3 khí đồnghành của mo Bạch Hổ được đưa vào sử dụng cho các công trình cảu nhà máy BàRịa từ tháng 5 năm 1995 và cho nhà máy Phú Mỹ 2,1 từ tháng 2 năm 1997 vàtương lai là các khu công nghiệp của Vũng Tàu như Vedan, Kidwell… 2.3.5. Dàn công nghệ trung tâm: Dàn công nghệ trung tâm là tổ hợp các thiết bị công nghệ vừa và nhỏ thànhmột cụm tổ hợp công nghệ phục vụ cho công tác khai thác và sơ chế sản phẩm dầu& khí khai thác được tại mỏ. Dàn công nghệ trung tâm bao gồm các bộ phận sau: Dàn công nghệ Dàn nhẹ BK Hệ thống các cầu dẫn nối các dàn với nhau Cần đuốc (Fakel) và các đường ống tựa trên các block chân đế Chức năng chính của dàn công nghệ trung tâm là: Thu gom tách lọc các sản phẩm từ các dàn BK, dàn MSP Xử lý dầu thô thành dầu thương phẩm và bơm đến các trạm UBN Xử lý nước thải đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường theo tiêu chuẩn quốctế rồi thải xuống biển Xử lý sơ bộ khí đồng hành và dẫn chúng vào các trạm nén khí. 2.3.6. Hệ thống các dàn nén khí Bao gồm các trạm nén khí áp lực cao và thấp có chức năng nén khí đồnghành để đưa vào bờ và phục vụ công nghệ gaslift. 2.4. Giới thiệu các công trình đường ống hiện có tại mỏ Bạch Hổ. Mỏ Bạch Hổ nằm trong lô 09-1 thuộc khu vực bể Cửu Long do xí nghiệpliên doanh dầu khí VIETSOVPETRO khai thác. Tháng 6 năm 1986 dòng dầu khíđầu tiên được khai thác trong tầng trầm tích Mioxen cuả mỏ Bạch Hổ, năm 1988phát hiện dầu khí trong tầng đá móng Granite nứt nẻ, Tổng trữ lượng dầu khí thuNhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 10
  • 9. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TBhồi được do khai thác cùng với dầu của toàn mỏ là khoảng 31,8 tỷ m3 khí đồnghành của mỏ Bạch Hổ được đưa vào sử dụng cho các nhà máy Bà Rịa từ tháng 5năm 1995 và cho nhà máy Phú Mỹ 2,1 từ tháng 2 năm 1997 và tương lai là các khucông nghiệp Vũng Tàu như Vedan, Kidwell…. Để khai thác và thăm dò dầu khí tạikhu mỏ Bạch Hổ, xí nghiệp liên doanh dầu khí VIETSOPETRO đã xây dựng tạiđây một hệ thống dàn khoan và hệ thống đường ống nhằm phát triển mỏ. Hiện naymỏ Bạch hổ có: Một dàn công nghệ trung tâm CTP2 đã được xây dựng và một dàn côngnghệ trung tâm CTP3 dự kiến sẽ được đưa vào xây dựng .9 dàn BK trong đó có 7 dàn đã được xây dựng và đi vào hoạt động như dàn (1,2,3,4,5,6,8) và 2 dàn BK7, BK 9 đang trong quá trình thi công.4 trạm rót dầu không bến: UBN1, UBN2, UBN3, UBN4 đã xây dựng.Dàn nén khí lớn, dàn nén khí nhỏ, dàn bơm nứơc ép vỉa.Ngoài ra còn có hơn 70 đường ống dẫn dầu và dẫn khí các loạiTrong tương lai mỏ Bạch Hổ sẽ có thêm nhiều tuyến ống mới. Tổng chiều dài toàn đường ống ngầm ở mỏ Bạch Hổ hiện nay là trên 200 kmvới xu thế mở rộng của mỏ. Xí nghiệp liên doanh dầu khí đang cải tạo những dànMSP trước đó và lắp đặt thêm các thiết bị khai thác, xây dựng mới một số dànnhẹ.Có thể kể đến: Tính đến tháng 4 năm 1998 mỏ Bạch Hổ có một hệ thống đường ống baogồm: 20 tuyến ống dẫn dầu với tổng chiều dài 60,7 km. 10 tuyến ống dẫn khí với tổng chiều dài 24,8km. 18 tuyến ống dẫn GASLIFT với tổng chiều dài 28,81km. 17 tuyến ống dẫn nước ép vỉ với tổng chiều dài 19,35km. 11 tuyến ống dẫn hỗn hợp dầu khí với tổng chiều dài 19,35km.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 11
  • 10. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Tổng chiều dài đường ống ngầm ở mỏ Bảch Hổ tính đến thánh 4 năm 1998là 162,25km. Đến thời gian hiện nay, theo thiết kế của viện nghiên cứu khoa học và thiếtkế ở mỏ Bạch Hổ đã đạt được 63734m khoan ống dẫn ngầm trong đó 55916m ốngdẫn dầu và 3362m ống dẫn khí. Những ống chính được sử dụng để xây dựng ốngngầm là D219x12mm được sản xuất theo GOST 8731-74 từ thép 20 được luyệntheo GOST 1050-74. 2.5. Hệ thống quy hoạch thiết kế xây dựng: Thiết kế xây dựng khu khai thác dầu khí cần được xem như một tổ hợp côngnghệ đồng nhất, đảm bảo thu nhận được sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu vớichi phí cho khai thác, thu gom xử lý và vận chuyển sản phẩm tối thiểu. Hệ thốngnày bao gồm các quy trình công nghệ: - Thu gom, vận chuyển và đo các sản phẩm các giếng khai thác trên mổ. - Tách sơ bộ các sản phẩm từ các giếng. - Xử lý dầu. - Xử lý nước thải và các loại khác cho hệ thống duy trì áp suất vỉ. - Tiếp nhận và đo lường dầu. - Xử lý khí. Các công trình công nghệ thu gom và vận chuyển sản phẩm của các giếngcần phải đảm bảo: - Đo được sản phẩm khai thác. - Phân bố các dòng dầu theo các tính chất lý hoá và theo công nghệ vậnchuyển. - Độ kín của hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí phải đảm bảo tránhthất thoát và phải đảm bảo không bị ô nhiễm môi trường. - Sử dụng các hệ thống đường ống chuyên dụng để tách pha các sản phẩm. - Tính toán khí theo hướng sử dụng.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 12
  • 11. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB * Những yêu cầu cơ bản để thiết kế, xây dựng và khai thác hệ thống thugom: - Sơ đồ công nghệ cần phải chọn thích hợp với các điều kiện khí hậu, địahình địa chất vùng mỏ, đồng thời phải phù hợp với các tính chất lí hoá, lưu diễncủa các sản phẩm khai thác được. - Các thiết bị công nghệ: bơm, nén khí, đo, tách … phải có khả năng cải tiếnđược. - Các hệ thống thu gom cần phải có khả năng xây dựng mới, cải tạo, sửachữa nhanh và kinh tế. Có thể thay đổi các thông số trong quy trình công nghệ saocho phù hợp với sự thay đổi trong quá trình khai thác. - Các hệ thống thu gom cần phải cho phép thực hiện đồng thời việc tách phakhí và pha lỏng. - Trong hệ thống thu gom cần phải xét đến khả năng quá tải của một sốđường ống công nghệ. Do đó để an toàn trong những giai đoạn khai thác khác nhaucần phải thiết kế các đường ống chính với hệ số n =1,5 theo công suất. Đường ốngcủa hệ thống thu gom cần phải có những đoạn dự bị, những đường vòng khép kínđể thay đổi dòng đi theo những hướng khác nhau.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 13
  • 12. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TBPHẦN III: TÍNH TOÁN ĐỘ DÀY ỐNG. 3.1.Tính toán chiều dày ống theo bài toán đường ống chịu áp lực trong. + Nguyên tắc tính toán đường ống biển chịu áp lực trong là:Đảm bảo xét mọi trạng thái làm việc và sự cố của công trình. Phải xét nhiều trườnghợp khác nhau.Kể đến các sai số do chế tạo, thi công bằng hệ số an toànKể đến các biến dạng, ăn mòn có thể xảy ra. + Phương pháp tính được sử dụng ở đây là phương pháp tính theo trạng tháigiới hạn, công thức giải tích. + Theo quy phạm DnV 2000 áp lực trong phải thoả mãn điều kiện sau: pb (t1 ) pli  pe  Theo 5.14 DnV-OS-F101  sc . m (1.1) Trong đó pb là áp lực trong giới hạn mà đường ống có thể chịu được tínhtheo công thức: Pb = min{pb,s(x), pbs,u(x)} (1.2) Với: pb,s(x) là khả năng chịu lực trong của đường ống theo TTGH chảy dẻo. pb,u(x) là khả năng chịu lực trong của đường ống theo TTGH phávỡ(nổ) do ứng suất vòng. Chúng được tính toán theo công thức: 2x 2 p b , s ( x)  .fy. Dx 3 (1.3) 2x f 2 p b ,u ( x )  . u . D  x 1.15 3 (1.4) f y  ( SMYS  f y ,temp ). u (1.5) f u  ( SMTS  f u ,temp ). u . A - x là chiều dày tính toán của đường ống.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 14
  • 13. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - Trong trạng thái thi công thử áp lực tại nhà máy: t1 = t - tfab - Trong điều kiện vận hành: t1 = t - tfab - tcorr - SMYS là ứng suất chảy dẻo nhỏ nhất đặc trưng của thép ống. - SMTS là khả năng chịu kéo nhỏ nhất của thép ống. - fy,temp là phần giảm ứng suất chảy dẻo đặc trưng do nhiệt( tra theo đồ thị5.1 – DnV2000). - fu,temp là phần giảm khả năng chịu kéo đặc trưng do nhiệt. -  u hệ số cường độ vật liệu được tra bảng 5.1 DnV2000 Hệ số Thông thường Đề nghị bổ sung U u 0.96 1.00 -  A hệ số không đẳng hướng, tra bảng 6.3 theo DnV2000. -  sc hệ số theo cấp an toàn của công trình, bảng 5.5 DnV2000. - Các cấp an toàn được định nghĩa như bảng sau: Cấp an toàn Thấp Trung bình Cao Áp lực trong 1.046 1.138 1.308 Trường hợp khác 1.04 1.14 1.26 Phân loại cấp an toàn: (căn cứ theo sự phân cấp khu vực, theo phân loạinhiên liệu đồng thời căn cứ vào các hậu quả của sự cố nếu xảy ra)Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 15
  • 14. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Cấp an toàn Định nghĩa Khi sự cố xảy ra không gây thương vong đến con Thấp người và hậu quả đối với kinh tế và môi trường là nhỏ Khi xảy ra sự cố trong điều kiện nhất thời gây ra rủi Trung bình ro đối với con người nhưng ảnh hưởng ô nhiễm môi trường là đáng kể hoặc hậu quả kinh tế là lớn. Là cấp an toàn xảy ra trong điều kiện vận hành công Cao trình,khi xảy ra sự cố sẽ gây thương vong lớn đối với con người, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và có hậu quả lớn về kinh tế chính trị– Chất vận chuyển là Gaslift, tra bảng 2.1 DnV2000-OS-F101 ta có công trìnhthuộc loại D. Tra bảng 2.2 DnV2000-OS-F101 ta có tuyến ống thuộc cả 2 vùng là vùng 1và vùng 2. Tra bảng 2-4 DnV2000-OS-F101 ta có được cấp an toàn của tuyến đườngống. Tra bảng 5.5 DnV2000-OS-F101 ta có hệ số theo cấp an toàn của tuyếnđường ống là: Đối với tuyến đường ống thuộc vùng 1:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 16
  • 15. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB+ Thử áp lực cấp an toàn là Low ta có sc = 1,046+ Vận hành cấp an toàn là Low ta có sc = 1,046 Đối với tuyến đường ống thuộc vùng 2:+ Thử áp lực cấp an toàn là Low ta có sc = 1,046+ Vận hành cấp an toàn là Normal ta có sc = 1,138 -  m hệ số độ bền vật liệu, theo bảng 5-4 DnV2000. Trạng thái giới hạn SLS/ULS/ALS FLS m 1.15 1.00+ Sau khi tra bảng ta thu được các hệ số như kết quả trong bảng sau: u A sc m  SMYS SMTS ftemp fy fu (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2)0.96 1 1.046 1.15 358000 455000 0 329280 412800Ta có: 2x 2 2x 2 Pb , s ( t1 )  fy  . 329280 Dx 3 Dx 3 2x fu 2 2x 2 pb ,u ( x )  . .  . .412800 D  x 1.15 3 D  x 3Vậy chọn giá trị pb = Min{ pb,s(x) , pb,u(t1)} = pb,s(x)+ Còn áp lực ngoài pe được tính toán theo công thức:Pe : áp lực ngoài nhỏ nhất ở vùng 1 pemin = .hmin trong đó:  hmin = do –  .Hmax (Hmax lấy theo số liệu thống kê 10 năm với trạng thái thử áp và lấy theo số liệu thống kê trong 100 năm với trạng thái vận hành)Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 17
  • 16. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB3.1.1. Trạng thái thử áp lực (vùng 1 và 2 giống nhau).  Xác định Pli Pli : ( local tets pressure) là áp lực trong tại một điểm khi thử áp lực được xácđịnh.Pli = Pinc +  . g . hTrong đó : pinc = pd. inc : áp lực do sự cố inc là hệ số áp lực khi có sự cố: Tra DNV ta có :inc = 1.1 pd : áp lực thiết kế: pd = 90(at) = 8829 KN/m2 Pinc = 8829 x 1.1 =9711.9 KN/m2 khối lượng của chất trong ống. Khi thử áp lực thì chất thử là nước biển nên: =1.025 (t/m3)– h: là chiều cao cột chất trong đường ống vận chuyển kể từ điểm tính toánđến điểm quy ước xác định Pd.h =do-D=54-0.325= 53.675 (m) Chªnh lÖch ®é cao gi÷a ®iÓm ®­îc xÐt vµ ®iÓmgèc. - cont .g =10.25 (kN/m3)là TLR chất chứa trong ống(ở đây chính là TLR của nước )=>Pli=9711.9+10.25x53.675 =10262.07 (kN/m2)  Xác định PeTrong điều kiện thi công thi sóng lấy chu kỳ lặp 1 năm nhưng không có số liệu vềsóng chu kỳ một năm nên ta dùng số liệu sóng chu kỳ 10 năm: pe  cont.g.(d 0  Hs / 2) pe  10.25* (54  5.7 / 2)  524.29 (kN/m2)Thay vào công thức (1.1) ta có:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 18
  • 17. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Pb (t1 ) Pb (t1 )pli  pe   10262.07  524.29   SC m 1.046  1.15Lấy dấu “=” để tìm t1 ta có: 2t1 2Pb (t1 )  11713.58  329280 D  t1 3 Với D là đường kính của ống D = 325 mm = 0.325 mGiải ra ta có: t1 =4.93x 10-3(m) =4.93(mm) 3.1.2.Trạng thái vận hành.  * Xác định Pli Pli : là áp suất khi xẩy ra sự cố. pli = pinc +  . g . h Pinc = 9711.90kN/m2 t khối lượng của chất trong ống. Khi vận hành thì chất trong đường ống làgaslift nên:  =0.148 (t/m3) h = 53.675 m pli = 9711.90+ 1.48x 53.675 = 9791.34 ( kN/m2)  * Xác định PeTrong điều kiện vận hành ta lấy chu kỳ sóng100 năm. pe  cont.g.(d 0  Hs / 2) p e  10 .25 * ( 54  7 . 3 / 2 )  516 .09 (kN/m2)  * Vận hành vùng 1. Vận hành vùng 1 ta có:  SC = 1.046 Thay vào công thức (1.1) ta có: Pb (t1 ) Pb (t1 ) pli  pe   9791.34  516.09   SC  m 1.046 1.15 Lấy dấu “=” để tìm t1 ta có:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 19
  • 18. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB 2t1 2 Pb (t1 )  11157.2  329280 D  t1 3 Với D là đường kính của ống D = 325 mm = 0.325 m Giải ra ta có: t1 = 0.0047 (m) =4.7(mm)  * Vận hành vùng 2. Vận hành vùng 1 ta có:  SC = 1.138 Thay vào công thức (1.1) ta có: Pb (t1 ) Pb (t1 ) pli  pe   9791.34  516.9   SC  m 1.138  1.15 Lấy dấu “=” để tìm t1 ta có: 2t1 2 Pb (t1 )  12138.52  329280 D  t1 3 Với D là đường kính của ống D = 325mm = 0.325 m Giải ra ta có: t1 = 0.0051 (m) =5.1 (mm) Vậy từ trên ta chọn chiều dày t1=5.1 (mm). Chiều dày tính toán của ống: t =t1+ tfab+ tcorr=5.1+0.05*t+3 Vậy t = 8.53 mmKết luận : chọn chiều dày ống lớn nhất từ các trạng thái thử áp và vận hành  t = 8.53mm tương ứng với trạng thái vận hành vùng 2. Từ catalo về quy cách thép ống theo API Specification 5L ta chọn thép ốngcó t = 9.5 mm. Các chỉ tiêu của ống thép có t = 9.5 mm như sau: ĐK ngoài(mm) Bề dày(mm) KL đơn vị(kg/m) 323.9 9.5 73.65Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 20
  • 19. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TBPHẦN IV: CÁC BÀI TOÁN KIỂM TRA 4.1. Điều kiện ổn định đàn hồi của đường ống theo DnV – 2000. 4.1.1. Mất ổn định cục bộ của đường ống biển. Khi áp lực bên ngoài lớn hơn áp lực bên trong ống, ứng suất vòng có dấu âmvà gây nén vỏ ống theo phương chu vi. Tới một giới hạn nhất định, ứng suất nàygây oằn ống trên tiết diện ngang, thường xảy ra dưới dạng vết lõm. Về bản chấthiện tượng này tương tự hiện tượng mất ổn định của thanh Ơle nhưng xảy ra trênchu vi ống tại một tiết diện cục bộ. Tác động gây ra mất ổn định cục bộ là áp lực ngoài, thường xét là áp lựcthuỷ tĩnh. Theo DnV_ 2000 áp lực tới hạn pc gây ra mất ổn định cục bộ được tính bằngcách giải phương trình bậc ba sau đây: D ( pc  pel ).( pc2  p 2 )  pc . pel . p p . f 0 . p (1.7) t2 Trong đó: t 9.5 3 2 E ( 2 )3 2 * 2.1*107 * ( ) pel  D  325  1253kN / m2 1  2 1  0.32 t 9.5 Pp  2 f y . fab . 2  2 * 329820 *1 *  19250kN / m 2 D 325 D  Dmin f 0  max D(1.8) Với:  là hệ số Poisson lấy  = 0,3. f0 là hệ số ôvan. Theo DnV OS F101 – 2000 lấy không nhỏ hơn 0,005. ởđây chọn f0 = 0,005. Dmax: đường kính lớn nhất của tiết diện ôvan. Dmin: đường kính nhỏ nhất của tiết diện ôvan. fy: đặc trưng ứng suất chảy dẻo của vật liệu.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 21
  • 20. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌC BỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB fab: là hệ số chế tạo. Tra bảng 5-3 trang 34 DnV. Loại ống Không hàn dọc UO & TRB UOE fab 1.00 0.93 0.85 Dùng ống được hàn từ các đoạn ống nên ta có: fab = 0.93  Thử áp lực Tính toán cho vùng 1 và vùng 2 giống nhau. Chiều dày của ống không kể đến sai số chế tạo trong TH thử áp lực. t2 = 9.5 mm Thay số vào phương trình (1.7) và tính toán lặp ta được kết quả: 325( pc  115.27) * ( pc2  162.1962 )  pc *115.273 *162.196 * 0.005 * 9.5 Pc= Pc * Pel * Pp * f 0 * ( D / t 2)  Pel ( Pc ^ 2  Pp ^ 2) Pc ^ 2  Pp ^ 2 Pc=1141 kN/m2 Điều kiện để không mất ổn định cục bộ là: Pc Pe  (1.9) 1,1. m . sc m: là hệ số độ bền, ở đây chọn m = 1,15.theo DnV trang 37 bảng 5-4. Áp lực ngoài pe được tính ứng với giá trị mực nước có kể tới thuỷ triều, nước dâng do bão, biên độ sóng với chu kỳ lặp 10 năm. pe  cont .g.(d tt  Hs / 2) pe  1025* (54  1.1  2.05  6.1/ 2)  11.89 (kN/m2) Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 22
  • 21. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌC BỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB  sc = 1.04 Kiểm tra điều kiện (1.9) ta có: Pc 1141 Pe  11.98kN / m2    867kN / m2 (thỏa mãn) 1,1. m . sc 1,1*1.15 *1.04  Vận hành vùng 1. Áp lực ngoài pe được tính ứng với giá trị mực nước có kể tới thuỷ triều, nước dâng do bão, biên độ sóng với chu kỳ lặp 100 năm. Chiều dày của ống không kể đến sai số chế tạo trong TH vận hành t2 = 9.5-3=6.5mm Thay số vào phương trình (1.7) và tính toán lặp phương trình sau. 325( pc  1152.7) * ( pc2  19250.22 )  pc *1152.7 *19250.2 * 0.005 * 6. 5 Ta có: Pc=1136 kN/m2 pe  cont .g.(d tt  Hs / 2) 2 pe  1025 * (54  1.1  2.05  7.4 / 2)  62.4 (kN/m )  sc = 1.04 Kiểm tra điều kiện (1.9) ta có: Pc 1136 Pe  62.4kN / m2    863.5kN / m2 (thỏa mãn) 1,1. m . sc 1,1*1.15 *1.04  Vận hành vùng 2. Áp lực ngoài pe được tính ứng với giá trị mực nước có kể tới thuỷ triều, nước dâng do bão, biên độ sóng với chu kỳ lặp 100 năm. pe  cont .g.(d tt  Hs / 2) 2 pe  1025 * (54  1.1  2.05  7.4 / 2)  62.4 (kN/m )  sc = 1.14 Kiểm tra điều kiện (1.9) ta có: Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 23
  • 22. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Pc 1136 Pe  62.4kN / m2    863.5kN / m2 (thỏa mãn) 1,1. m . sc 1,1*1.15 *1.14Vậy với chiều dày đã chọn thì đường ống đã cho đảm bảo điều kiện không mất ổnđịnh cục bộ 4.1.2. Mất ổn định lan truyền. §iÒu kiÖn ®Ó tuyÕn èng kh«ng bÞ mÊt æn ®Þnh lan truyÒn ®­îc kiÓm tra theoc«ng thøc ë môc 510 quy ph¹m DnV_2000 Ppr Pe   m . SC- Ppr: Lµ ¸p lùc giíi h¹n g©y mÊt æn ®Þnh lan truyÒn, ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: t Ppr = 35.fy.fab. ( 2 ) 2,5 DKÕt qu¶ tÝnh to¸n nh­ sau: t t2 fy ppr pe Tr¹ng th¸i mm m kN/m2 kN/m3 kN/m2 Thö ¸p lùc 9.5 0,0095 329280 2787 62.4 VËn hµnh 6.5 0,0065 329280 3065 11.89 KÕt luËn. Tr¹ng th¸i Vïng 1 Vïng 2 Thö ¸p lùc Tháa m·n Tháa m·n VËn hµnh Tháa m·n Tháa m·n Vậy nhận thấy với độ dày đường ống đã chọn thì đường ống cũng đảm bảođiều kiện không mất ổn định lan truyền.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 24
  • 23. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Trong trường hợp tính toán thấy áp lực lớn hơn hoặc bằng áp lực gây mất ổnđịnh lan truyền thì hiện tượng này có thể xảy ra với điều kiện đường ống bị mất ổnđịnh cục bộ tại một điểm(do các tác động bên ngoài như va chạm với neo, lưới,hay bị khi thi công thả ống…). Khi đó vết lõm sẽ lan truyền dọc ống cho đến điểmnào trên tuyến có áp lực ngoài nhỏ hơn áp lực gây mất ổn định lan truyền. Dothông thường ống biển đặt dưới đáy biển có chiều sâu không quá chênh lệch(trừđường ống từ mỏ vào bờ) nên khả năng hỏng toàn bộ tuyến ống là rất dễ xảy ra. Có nhiều biện pháp để chống lan truyền mất ổn định, có thể sử dụng cácbiện pháp khác nhau, trong đó đơn giản nhất là tăng chiều dày ống, tuy nhiên biệnpháp này không kinh tế lắm. Biện pháp trung gian hiện được sử dụng rộng rãi làdùng các vành chặn. Khi bị xảy ra lan truyền mất ổn định, đoạn ống bị hỏng sẽ bịgiới hạn trong khoảng giữa hai vành chặn liên tiếp. 4.2. KiÓm tra æn ®Þnh vÞ trÝ cña ®­êng èng 4.2.1. HiÖn t­îng mÊt æn ®Þnh vÞ trÝ cña ®­êng èng Trong ®êi sèng c«ng tr×nh ®­êng èng chÞu t¸c dông cña c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªncña m«i tr­êng nh­ sãng, dßng ch¶y, sù vËn chuyÓn cña dßng c¸t hay dßng bïn,®Æc biÖt lµ lùc ®Èy næi . C¸c t¸c ®éng nµy lµm cho ®­êng èng cã xu h­íng dÞchchuyÓn d­íi ®¸y biÓn, cho dï dïng ph­¬ng ph¸p thi c«ng nµo (vïi èng, kh«ng vïièng, ®Æt d­íi hµo). Th× còng ph¶i tÝnh to¸n cho tr­êng hîp nµy v× khi thi c«ng èng®· chÞu t¸c dông cña m«i tr­êng biÓn. èng dÞch chuyÓn sÏ g©y ra c¸c hiÖn t­îng nh­ lµm xuÊt hiÖn c¸c øng suÊt douèn èng, sù kiÓm so¸t ®­êng èng lµ rÊt khã kh¨n. §Ó ®­êng èng vËn hµnh an toµncÇn thiÕt kÕ sao cho ®­êng èng kh«ng bÞ dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ cña nã, hoÆc cãdÞch chuyÓn th× n»m trong ph¹m vi giíi h¹n cho phÐp . Do ®ã, viÖc tÝnh to¸n æn®Þnh vÞ trÝ lµ nhiÖm vô quan träng trong thiÕt kÕ ®­êng èng, c«ng viÖc tÝnh to¸nNhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 25
  • 24. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TBnh»m t×m ra ®­îc träng l­îng yªu cÇu cña èng ®Ó èng æn ®Þnh trong suèt thêi gianvËn hµnh. 4.2. 2KiÓm tra æn ®Þnh vÞ trÝ cña ®­êng èng. ViÖc tÝnh to¸n æn ®Þnh vÞ trÝ cÇn ®¶m b¶o èng æn ®Þnh trong mäi ®iÒu kiÖnho¹t ®éng vµ m«i tr­êng. Do ®ã, khi tÝnh to¸n cÇn xem xÐt tr¹ng th¸i thi c«ng vµtr¹ng th¸i khai th¸c víi nh÷ng tæ hîp bÊt lîi nhÊt cña sãng vµ dßng ch¶y. TÝnh to¸n æn ®inh vÞ trÝ cña ®­êng èng d­íi ®¸y biÓn ®­îc xÐt trong haitr­êng hîp sau:Giai ®o¹n 1: Thi c«ng, thö ¸p lùc Trong ®iÒu kiÖn nµy, æn ®Þnh th­êng ®­îc tÝnh trong diÒu kiÖn sãng – dßngch¶y 01 n¨m, ®­êng èng ch­a cã hµ b¸m, chÊt trong èng lµ kh«ng khÝ hoÆc n­ícbiÓn. Do kh«ng cã sè liÖu sãng vµ dßng ch¶y 01 n¨m nªn trong ®å ¸n nµy, ë tr­ênghîp thi c«ng xÐt víi tæ hîp sãng vµ dßng ch¶y 10 n¨m.  LÊy tæ hîp Sãng W+Dßng ch¶y NW sè liÖu 10 n¨m  LÊy tæ hîp Sãng NW+Dßng ch¶y W sè liÖu 10 n¨mGiai ®o¹n 2: vËn hµnh. Trong ®iÒu kiÖn nµy, æn ®Þnh vÞ trÝ cña èng th­êng ®­îc tÝnh trong ®iÒu kiÖnsãng – dßng ch¶y tÇn suÊt xuÊt hiÖn lµ 100 n¨m. Do t¸c ®éng cña dßng ch¶y lµ tréi so víi t¸c ®éng cña sãng nªn ta tÝnh víidßng ch¶y 100 n¨m vµ sãng 10 n¨m.  LÊy tæ hîp Sãng W(10 n¨m)+Dßng ch¶y NW sè liÖu 100 n¨m  LÊy tæ hîp Sãng NW(10 n¨m)+Dßng ch¶y W sè liÖu 100 n¨m Träng l­îng yªu cÇu cña ®­êng èng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: ( FD  FI ) W yc  FL  . Trong ®ã:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 26
  • 25. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB FD lµ lùc c¶n vËn tèc: FD  0.5. .D.C D .U 2 e. 2 FI lµ lùc c¶n gia tèc: FI   .CM .( .D / 4)(dUe / dt). 2 Fl lµ lùc n©ng: FL  0.5. .D.C L .U e . Víi: - : träng l­îng riªng cña n­íc. - D lµ ®­êng kÝnh èng. - CL lµ hÖ sè lùc n©ng. - CM lµ hÖ sè n­íc kÌm. - CD lµ hÖ sè c¶n vËn tèc. Tr×nh tù tÝnh to¸n:+ Lùa chän lý thuyÕt sãng tÝnh to¸n: Vïng ¸p dông lý thuyÕt sãng : X¸c ®Þnh chu kú biÓu kiÕn Tapp Tapp V 1 T gd Trong ®ã : T : chu kú sãng T=9.1s V : vËn tèc dßng ch¶y øng víi h­íng sãng V =1.06m/s g = 9.81m/s2 d=57.15m H=7.3m 1.06  Tapp  9.1*(1+ ) = 9.51(s) 9.81* 57.15 H d  2  0.0082 vµ 2  0.064 gTapp gTapp Tõ hai cÆp sè trªn tra ®å thÞ 2.3.1-3 trang 14 tiªu chuÈn API RP2A WSD Suy ra vïng ¸p dông lý thyÕt sãng Stockes bËc 5 TÝnh to¸n c¸c ®Æc tr­ng sãng:(TÝnh lÆp) g .T 2 4 L  .(1  a 21 .C1  a2 .C 2 ) tanh( 2. .d / L0 ). 2. TÝnh to¸n vËn tèc vµ gia tèc sãng:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 27
  • 26. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Profil: 1 n   . Fn .Cosn(k.x  .t ). k i 1 F1 = a. F2 = a2.F22 + a4.F24 . F3 = a3.F33 + a5.F35 . F4 = a4.F44 . F5 = a5.F55. k.H = 2.[a+ a3.F33 + a5.(F35 + F55)]. VËn tèc:  n Chn.k ( z  d ) Vx  . Gn . .Cosn(k .x  .t ). k i 1 Shn.k.d Gia tèc: k .C 2 n ax  . Rn .Sinn ( k .x  .t ). 2 i 1 F22, F24, F33, F35, F44, F55, gäi lµ c¸c th«ng sè h×nh d¸ng cña sãng phô thuécd/L, tra trong b¶ng 3.3 trang 73 (M«i tr­êng biÓn).Gn ( n= 1  5) x¸c ®Þnh nh­ sau: G1 = a.G11 + a3.G13 + a5.G15 . G2 = 2(a2.G22 + a4.G24 ). G3 = 3(a3.G33 + a5.G35 ). G4 = 4a4.G44. G5 = 5a5.G55.Rn ( n= 1  5) x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: R1 = 2.U1 - U1. U2 - U2. U3 -V1.V2 -V2.V3. R2 = 4.U2 - U21 + V21 -2.U1. U3 - 2.V1.V3. R3 = 6.U3 -3.U1. U2 + 3.V1.V2 -3.U1. U4 - 3.V1.V4. R4 = 8.U4 - 2.U22 + 2.V22- 4.U1. U3+ 4.V1.V3.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 28
  • 27. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB R5 = 10.U5- 5.U1. U4 - 5.U2. U3 + 5.V1.V4 + 5.V2.V3 .C¸c gi¸ trÞ Un ( n=1  5) vµ Vn ( n=1  5) tÝnh theo biÓu thøc: Ch[ n.k ( z  d )] U n  Gn . Sh ( n.k .d ) Sh[ n.k ( z  d )] Vn  G n . Sh ( n.k .d )VËn tèc truyÒn sãng C: C=[(g/k).(1+a2.C1 + a4.C2 )th(k.d)]1/2.TÇn sè vßng :  = C.k+ TÝnh to¸n vËn tèc sãng vµ dßng ch¶y: VËn tèc sãng vµ dßng ch¶y ®­îc chiÕu lªn ph­¬ng vu«ng gãc trôc èng (thùchiÖn trong ch­¬ng tr×nh Excel). Sau tÝnh to¸n ta ®­îc vËn tèc sãng vµ dßng ch¶y lµ Uo.+ TÝnh to¸n vËn tèc sãng vµ dßng ch¶y hiÖu qu¶: U 2 e  0,778 .(U 2 0 ).( D / y 0 ) 0 , 286 .  Ue :VËn tèc hiÖu qu¶.  D: §­êng kÝnh èng.  y0 : §é cao t¹i vÞ trÝ tÝnh to¸n vËn tèc, trong ®å ¸n tÝnh víi yo = 1 m. TÝnh to¸n hÖ sè Reynolds: Ue.D Re  .   = 0,926.10-6 C¸c hÖ sè CD, CL, Cm ®­îc x¸c ®Þnh c¨n cø vµo gi¸ trÞ Reynolds, theo b¶ng3.2 trang 43 (Offshore Pipeline Design, Analysis and Methods). TÝnh to¸n t¹i vÞ trÝ hîp h­íng N gãc 1780Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 29
  • 28. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB +Trường hợp 1 : Tính toán với tổ hợp sóng vuông góc+ dòng chảy max(10năm) To¹ ®é ®iÓm tÝnh to¸n X(m) Y(m) Z(m) x(m) y(m) z(m) Wyc(T) Wtt(T/m) Kết luận -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0285 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0285 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0280 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0271 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0259 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0243 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0226 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0211 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0197 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0188 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0183 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0182 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0187 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0197 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0211 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0226 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0242 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0257 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0270 0.0002 Ko on dinh -0.2825 0 0 0.193 0 -56.868 0.0280 0.0002 Ko on dinh KL: Đường ống không đảm bảo ổn định vị trí.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 30
  • 29. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB +Trường hợp 2 Tính toán với tổ hợp dòng chảy vuông góc+ song max(10năm) To¹ ®é ®iÓm tÝnh to¸n Wyc(T) Wtt(T/m) Kết luận X(m) Y(m) Z(m) x(m) y(m) z(m) -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.056361 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.056102 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.054459 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.051598 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.047813 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.0435 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.039091 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.035002 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.031595 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.029167 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.027943 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.028064 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.029562 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.032328 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.036102 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.040494 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.045042 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.049276 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.052778 0.000231 ko on dinh -0.1625 0 0 0.111 0.000 -56.988 0.055216 0.000231 ko on dinh KL : Đường ống không đảm bảo ổn định vị trí.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 31
  • 30. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB+Trường hợp 3 Tính toán với tổ hợp sóng vuông góc+ dòng chảy max(100 năm) To¹ ®é ®iÓm tÝnh to¸n Wyc(T) Wtt(T/m) KL X(m) Y(m) Z(m) x(m) y(m) z(m) -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.029365 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.030984 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.031976 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.032231 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.031714 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.030472 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.028627 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.02637 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.023928 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.02155 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.019473 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.017902 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.016987 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.016808 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.017371 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.018613 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.02041 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.022591 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -56.868 0.024957 0.100471 on dinh KL : Đường ống đảm bảo ổn định vị trí.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 32
  • 31. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Trường hợp 4 Tính toán với tổ hợp dc vuông góc+ sóng max(100 năm) To¹ ®é ®iÓm tÝnh to¸n Wyc(T) Wtt(T/m) KL X(m) Y(m) Z(m) x(m) y(m) z(m) -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.080741 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.083622 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.082829 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.07889 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.072366 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.063718 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.055114 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.044861 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.033489 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.02241 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.012839 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.0057 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.001471 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.001172 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.008964 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.020817 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.03512 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.049928 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.063351 0.100471 on dinh -0.2825 0 0 0.193 0.000 -44.318 0.07391 0.100471 on dinh KL : Đường ống đảm bảo ổn định vị trí.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 33
  • 32. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Gia t¶i tr­êng hîp 1 To¹ ®é ®iÓm tÝnh to¸n Wyc(T) Wtt(T/m) Kết luận X(m) Y(m) Z(m) x(m) y(m) z(m) -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.028466 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.028909 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.028818 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.028208 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.027142 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.025726 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.024097 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.02241 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.020822 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.019483 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.018524 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.018043 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.018092 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.018676 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.01974 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.021179 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.022847 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.024575 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.02619 0.092192 ổn địnhNhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 34
  • 33. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Gia t¶i tr­êng hîp 2 To¹ ®é ®iÓm tÝnh to¸n Wyc(T) Wtt(T/m) Kết luận X(m) Y(m) Z(m) x(m) y(m) z(m) -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.052292 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.053426 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.053222 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.051639 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.048802 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.044999 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.040635 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.036167 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.032046 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.028676 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.026393 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.02543 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.02589 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.027717 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.030692 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.034475 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.038669 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.04288 0.092192 ổn định -0.2025 0 0 0.138 0.000 -56.948 0.046757 0.092192 ổn định KÕt luËn Gia t¶i líp bª t«ng dµy 40 mm ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vÞ trÝ cho c¶ 2tr­êng hîp thi c«ng vµ vËn hµnh.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 35
  • 34. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB 4.3. X¸c ®Þnh nhÞp treo cho phÐp ®èi víi ®­êng èng. 4.3.1 HiÖn t­îng. Th«ng th­êng ®­êng èng n»m tiÕp xóc liªn tôc víi ®¸y biÓn vµ do ®ã kh«ngchÞu momen uèn. Tuy nhiªn trong mét sè tr­êng hîp èng buéc ph¶i v­ît quanh÷ng ®Þa h×nh phøc t¹p lµm ph¸t sinh nhÞp treo trªn tuyÕn. C¸c d¹ng ®Þa h×nhth­êng gÆp lµ:  Ch­íng ng¹i vËt d¹ng lâm xuèng: hµo, r·nh, ®Þa h×nh cã sãng c¸t  Ch­íng ng¹i vËt cã d¹ng ®Ønh låi: mám san h«, ®­êng èng ®· cã tr­íc.. Khi ®­êng èng cã nhÞp treo th× bµi to¸n ®é bÒn cña ®­êng èng trë lªn rÊt phøc t¹p. CÇn ph¶i xÐt c¸c bµi to¸n sau:  Bµi to¸n nhÞp èng chÞu t¶i träng tÜnh, th­êng xÐt c¸c t¶i träng nh­ träng l­îng b¶n th©n, lùc c¨ng d­ trong èng khi thi c«ng  Bµi to¸n nhÞp èng chÞu t¶i träng ®éng lµ lùc thuû ®éng cña sãng vµ dßng ch¶y.  Bµi to¸n céng h­ëng dßng xo¸y cña nhÞp èng.  Bµi to¸n æn ®Þnh tæng thÓ.  Bµi to¸n mái. C¸c bµi to¸n trªn lµ t­¬ng ®èi quen thuéc. Tuy nhiªn víi c«ng tr×nh ®­êng èng th× kh¸ phøc t¹p do nhiÒu lý do nh­ sau:  TÝnh ®a d¹ng cña biªn liªn kÕt.  TÝnh phi tuyÕn cña ®Êt nÒn.  ¶nh h­ëng cña phi tuyÕn h×nh häc.  ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é, ma s¸t vµ lùc c¨ng d­ trong èng.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 36
  • 35. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy ta chØ xÐt nhÞp treo cña ®­êng èng víi hai bµi to¸n sau:  Bµi to¸n tÜnh(kiÓm tra ®é bÒn cña ®­êng èng khi qua hè lâm)  Bµi to¸n ®éng( bµi to¸n céng h­ëng dßng xo¸y) 4.3.2. Bµi to¸n tÜnh Th«ng th­êng cã hai d¹ng ®Þa h×nh ®Æc biÖt th­êng gÆp lµ hè lâm vµ ®Ønh låi,t¶i träng lµ träng l­îng b¶n th©n èng trong n­íc vµ lùc c¨ng d­ trong èng. VÊn ®Òkhã kh¨n nhÊt lµ x¸c ®Þnh ®­îc m« h×nh liªn kÕt gi÷a èng vµ nÒn t¹i hai ®Çu nhÞp. Ta cÇn tÝnh to¸n ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc chiÒu dµi nhÞp treo tèi ®a cho phÐp. Sè liÖunµy ®­îc dïng ®Ó lµm c¨n cø cho giai ®o¹n thi c«ng, vËn hµnh vµ b¶o d­ìng ®Þnhkú sau nµy. M« h×nh cña bµi to¸n nµy nh­ sau: XÐt h×nh d¹ng cña èng khi ®i qua hè lâm ta thÊy cã hai vïng c¸ch biÖt cã thÓ dïng ®Ó ®Þnh râ h×nh d¹ng cña èng:  Vïng 1: §o¹n nhÞp èng ë chç tròng, chiÒu dµi L  Vïng 2: §o¹n nhÞp èng ë ngoµi chç tròng, chiÒu dµi lNhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 37
  • 36. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB S¬ ®å trªn lµ ®èi xøng. øng suÊt lín nhÊt t¹i mÐp hµo (m). §Ó x¸c ®Þnh ®¹i l­îng nµy tr­íc hÕt ta cÇn ®i x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ:  Lùc kÐo v« h­íng T   W . Lc ChiÒu dµi ®Æc tr­ng EJ Lc  3 W  øng suÊt ®Æc tr­ng E.C c  LcTrong ®ã:  W: träng l­îng cña èng d­íi n­íc trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi.  E: m«®un ®µn håi cña vËt liÖu lµm èng   J: m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn èng, J  64 D 4  Di4   C: b¸n kÝnh ngoµi cña èng  T: lùc c¨ng èng do thi c«ng, T = 12T dïng Tµu C«n S¬n. §Ó èng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i khi ®i qua hè lâm th× øng suÊt chÝnh trong èngph¶i nhá h¬n øng suÊt cho phÐp.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 38
  • 37. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌC BỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n chiÒu dµi nhÞp treo cho phÐp:  Giai ®o¹n thi c«ng:  Sè liÖu ®Çu vµo: D(m) t(m) Di(m) I(m^4) C(m) E(KG/m^2) T(kG) 0.325 0.0095 0.306 0.00011727 0.1625 2.10E+10 12000FthÐp(kN/m) Fhab¸m(kG/m) Fbªt«ng(kN/m) Fcvc(kN/m) F(kN/m) F®n(kN/m) W(kN/m) 739,167 0 1394,43 0 2133,53 1320,46 813,0756  TÝnh to¸n øng suÊt: Lc (m)  c(kN/m2) [](kN/m^2) m(kN/m^2) m/c 31.171 4.735 1094758142 300004000 230772308 0.2108  X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña ®o¹n èng qua nhÞp ChiÒu dµi nhÞp treo L ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: L     0,112  10,98.( m )  16,71.( m ) 2  10,11.( m )3 Lc c c c ChiÒu dµi nhÞp treo cho phÐp lµ L1= 55,45(m).  Giai ®o¹n vËn hµnh:  Sè liÖu ®Çu vµo: D(m) t(m) Di(m) I(m^4) C(m) E(KG/m^2) T(kN) 0.325 0.0095 0.312 8.2505E-05 0.1625 2.10E+10 120000 FthÐp(kN/m) Fhb(kN/m) Fbt(kN/m) Fcvc(kN/m F(kN/m) F®n(kN/m) W(kN/m) 510,55 2572,96 1394,36 113,15 4591,04 3349,14 1241,90 Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 39
  • 38. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB  TÝnh to¸n øng suÊt: Lc (m)  c(kN/m2) [](kN/m^2) m(kN/m^2) m/c 24.073 4.014 1417535240 239860000 184507692 0.130  X¸c ®Þnh chiÒu dµi cña do¹n èng qua nhÞpChiÒu dµi nhÞp treo L ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: L     0,112  10,98.( m )  16,71.( m ) 2  10,11.( m )3 Lc c c c ChiÒu dµi nhÞp treo cho phÐp lµ L2= 30.82(m).KÕt qu¶: ChiÒu dµi nhÞp treo cho phÐp lµ L’= min(L1,L2) =min(55,45m, 30.82m)= 30.82(m) 4.3.3 Bµi to¸n ®éng ( bµi to¸n céng h­ëng dßng xo¸y).  HiÖn t­îng: Khi dßng ch¶y c¾t ngang nhÞp èng c¸c xo¸y xuÊt hiÖn sau tiÕt diÖn ngang.C¸c xo¸y nµy g©y dßng ch¶y nhiÔu lo¹n vµ kh«ng æn ®Þnh sau èng. Dßng xo¸y dÉn®Õn sù biÕn ®æi cã chu kú cña ¸p lùc thuû ®éng lªn èng vµ lµm èng rung ®éng. Chu kú cña dßng xo¸y phô thuéc vµo ®­êng kÝnh ngoµi vµ vËn tèc dßngch¶y. Dao ®éng x¶y ra theo c¶ hai ph­¬ng, ph­¬ng vu«ng gãc víi dßng ch¶y vµph­¬ng trïng víi h­íng dßng ch¶y. C¸c nghiªn cøu cho thÊy ®­êng èng b¾t ®Çudao ®éng theo ph­¬ng däc dßng ch¶y khi tÇn sè dßng xo¸y ®¹t kho¶ng 1/3 tÇn sèdao ®éng riªng cña nhÞp. NÕu tèc ®é dßng ch¶y t¨ng ®Õn møc cao, tÇn sè dao ®éngcña dßng xo¸y xÊp xØ tÇn sè dao ®éng riªng cña nhÞp vµ dao ®éng ngang dßng xuÊthiÖn. Lóc nµy, trªn nhÞp èng x¶y ra hiÖn t­îng dao ®éng céng h­ëng g©y chuyÓn vÞvµ øng suÊt rÊt lín dÉn tíi ph¸ huû èng.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 40
  • 39. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB  Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n kiÓm tra. Theo Offshore Pipeline Design Alalysis and Methods, ®iÒu kiÖn ®Ó kh«ngx¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng lµ: fV  0,7 f n Trong ®ã: S t .Vdc  fV lµ tÇn sè cña dßng xo¸y, fV  Dn  St lµ sè Troulhal phÞ thuéc vµo hÖ sè c¶n vËn tèc CD 0,21 St  (C D ) 0 , 75 CD: hÖ sè c¶n vËn tèc  Vdc: vËn tèc dßng ch¶y trung b×nh trªn nhÞp èng ®ang xÐt  Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña èng; ( trong ®å ¸n nµy lÊy hÖ sè Stroulhal lµ 0,2)  TÇn sè dao ®éng riªng cña nhÞp èng(Hz):Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 41
  • 40. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB C EI fn  L2 M L: chiÒu dµi nhÞp èng  E: modun ®µn håi cña vËt liÖu lµm èng, E = 2,1.108 KN/cm2.  C: h»ng sè phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn liªn kÕt hai ®Çu èng: + Hai ®Çu liªn kÕt ngµm: C = 3,5. + Hai ®Çu liªn kÕt khíp: C = 1,57.  I: momen qu¸n tÝnh cña èng thÐp:  I ( D 4  Di4 ) , m4 64  M: khèi l­îng tæng céng trªn mét ®¬n vÞ dµi cña èng( kÓ c¶ chÊt vËn chuyÓn, vá bäc, hµ b¸m, n­íc kÌm)  M = M1 + M2 + M3 + M4+ M5  M1: khèi l­îng b¶n th©n thÐp èng:  2 M1  ( D  Di4 ) *  thep 4  M2: khèi l­îng líp bäc bª t«ng:  2 M2  ( Dbt  D 4 ) *  BT 4 - M3: khèi l­îng líp hµ b¸m:  2 4 M3  ( Dhb  Dbt ) *  ha 4 - M4: khèi l­îng n­íc kÌm:  2 M4  Dn * C am *  nuocbien 4 Trong ®ã Cam lµ hÖ sè khçi l­îng n­íc kÌm, lÊy b»ng 0,2.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 42
  • 41. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - M5: khèi l­îng chÊt vËn chuyÓn bªn trong èng:  2 M5  .Di . cvc 4 TÊt c¶ c¸c khèi l­îng trªn ®Òu tÝnh cho mét ®¬n vÞ dµi. NhÞp tèi ®a ®Ó kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng dßng xo¸y lµ: EI 0,5 0,7.Dn .C.( ) L M S t .Vdc KÕt qu¶ tÝnh to¸n cô thÓ chiÒu dµi nhÞp tèi ®a cña c¸c h­íng dßng ch¶y nh­sau:  Giai ®o¹n thi c«ng Th«ng sè §¬n vÞ Gi¸ trÞSè Stroulhal St 0.2HÖ sè c¶n vËn tèc Cd 1.2HÖ sè níc kÌm Cm 0.2§êng kÝnh ngoµi m 0.405H»ng sè phô thuéc §k liªn kÕt (coi hai ®Çu khíp) C 1.57Khèi lîng níc kÌm trªn mét ®¬n vÞ dµi cña èng Mnk kg/m 26.409Khèi lîng tæng céng trªn mét ®¬n vÞ dµi cña èng M kg/m 239.762M« ®un ®µn håi E cña thÐp èng N/m^2 2.10E+11 A N NE E SE S SW W NWVdc(m/s) 1.18 1.03 1.11 1.48 1.19 1.15 1.2 1.25[L](m) 24.59 26.31 25.35 21.95 24.48 24.90 24.38 23.89 Nh­ vËy nhÞp tèi ®a ®Ó kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng dßng xo¸y víih­íng SE lµ L3=21,95 m.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 43
  • 42. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB  Giai ®o¹n vËn hµnh:Th«ng sè Gi¸ trÞ §¬n vÞSè Stroulhal St 0.2HÖ sè c¶n vËn tèc Cd 1.2HÖ sè níc kÌm Cm 0.2§êng kÝnh ngoµi 0.645 mH»ng sè phô thuéc §k liªn kÕt (coi hai ®Çu khíp) C 1.57Khèi lîng níc kÌm trªn mét ®¬n vÞ dµi cña èng Mnk 66.983 kg/mKhèi lîng tæng céng trªn mét ®¬n vÞ dµi cña èng M 526.086 kg/mM« ®un ®µn håi E cña thÐp èng 2.10E+11 N/m^2Híng dc N NE E SE S SW W NWVdc(m/s) 1.26 1.06 1.15 1.55 1.24 1.15 1.2 1.25[L](m) 22.59 24.63 23.65 20.37 22.78 23.65 23.15 22.68 Nh­ vËy nhÞp tèi ®a ®Ó kh«ng x¶y ra hiÖn t­îng céng h­ëng dßng xo¸y víih­íng SE lµ L4 = 20,37m.  KÕt luËn: ChiÒu dµi nhÞp treo lín nhÊt trong bµi to¸n céng h­¬ng dßng xo¸y lµ : L’’ = min[L3,L4] =min(21,95 m, 20,37m) =20,37(m) KÕt luËn chung : chiÒu dµi nhÞp treo lín nhÊt cho phÐp cña ®­êng èng lµ L = min(L’ , L’’) = min(30.82m, 20,37m) = 20,37(m)Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 44
  • 43. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB 5. B¶o vÖ chèng ¨n mßn ®­êng èng  5.1 Tæng quan Theo sè liÖu qu¶n lý vµ gi¸m s¸t trong c«ng nghiÖp dÇu khÝ cña c¬ quan gi¸ms¸t c«ng nghÖ quèc gia Nga vÒ nh÷ng nguyªn nh©n kü thuËt c¬ b¶n cña c¸c sù cètrong vËn chuyÓn b»ng ®­êng èng ®­îc tæng kÕt nh­ sau: - Háng hãc do kÕt qu¶ cña c¸c t¸c ®éng ngoµi (ngÉu nhiªn) chiÕm 33%. - Háng hãc trong thiÕt kÕ vµ l¾p ®Æt 24%. - ¨n mßn do m«i tr­êng bªn ngoµi 20%. - Háng hãc èng trong ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt t¹i nhµ m¸y 17%. - Kh«ng tu©n theo quy tr×nh khai th¸c 6%. Theo sè liÖu trªn, sè l­îng c¸c c«ng tr×nh ®­êng èng bÞ ph¸ huû do c¸c t¸cnh©n ¨n mßn bªn ngoµi (ch­a kÓ ¨n mßn do t¸c nh©n bªn trong) ®· lµ 20% vµ lµmét con sè rÊt ®¸ng quan t©m trong thiÕt kÕ.5.2. Chèng ¨n mßn bÞ ®éng Chèng ¨n mßn bÞ ®éng lµ ph­¬ng ph¸p t¹o sù c¸ch li gi÷a vËt cÇn chèng ¨nmßn víi m«i tr­êng cã tÝnh ¨n mßn b»ng c¸c lo¹i vËt liÖu bäc bªn ngoµi ®­êngèng. §Æc ®iÓm cña vËt liÖu chèng ¨n mßn: - B¸m dÝnh tèt, cã kh¶ n¨ng chèng l¹i c¸c t¸c ®éng cña m«i tr­êng. - Cã kh¶ n¨ng chèng l¹i c¸c t¸c ®éng ho¸ häc, vËt lý, vµ tÝnh chèng l·o ho¸. - Cã kh¶ n¨ng chèng l¹i c¸c t¸c ®éng c¬ häc ®Ó ®¶m b¶o tÝnh c¸ch li cña líp b¶o vÖ. - Lµm viÖc ®­îc trong m«i tr­êng nhiÖt ®é thiÕt kÕ. - TÝnh t­¬ng thÝch ho¸ häc víi c¸c líp bäc kh¸c vµ b¶n th©n vËt cÇn chèng ¨n mßn.¦u ®iÓm: - VËt liÖu b¶o vÖ rÊt ®a d¹ng, h×nh thøc b¶o vÖ ®¬n gi¶n.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 45
  • 44. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - ThÝch hîp cho viÖc b¶o vÖ c¸c c«ng tr×nh n»m vïng khÝ quyÓn biÓn vµ trong ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ kÕt hîp.Nh­îc ®iÓm: - Theo ph­¬ng ph¸p nµy, th× kh«ng hoµn toµn b¶o ®¶m kh¶ n¨ng che phñ kÝn hoµn toµn vËt cÇn b¶o vÖ do cã sù va ch¹m trong qu¸ tr×nh thi c«ng, v× vËy ®é tin cËy kh«ng cao.5.3. Chèng ¨n mßn chñ ®éng. Chèng ¨n mßn chñ ®éng lµ ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ ®iÖn ho¸ (dïng anode hy sinhvµ ph­¬ng ph¸p dßng ®iÖn ¸p ngoµi). Ph­¬ng ph¸p nµy dùa trªn c¬ chÕ ¨n mßn kimlo¹i trong m«i tr­êng n­íc biÓn mµ t¹o ra nh÷ng ®èi t­îng trung gian chÞu t¸c ®éngc¬ chÕ ¨n mßn thay cho vËt cÇn b¶o vÖ dùa vµo nh÷ng ®Æc tÝnh vËt cÇn b¶o vÖ.Ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ b»ng anode hy sinh: Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông anode - c¸c kim lo¹i hÆc hîp kim cã ®iÖn thÕ thÊph¬n ®iÖn thÕ cña kim lo¹i cÇn b¶o vÖ trong m«i tr­êng ¨n mßn.¦u ®iÓm: - Ph­¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶ chèng ¨n mßn nh­ mong muèn. - L¾p ®Æt ®¬n gi¶n. - Nguyªn vËt liÖu ®¬n gi¶n.Nh­îc ®iÓm: - Trong ®iÒu kiÖn biÓn lu«n cã sinh vËt sèng ký sinh, do vËy bÒ mÆt anode bÞ che phñ lµm gi¶m kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn nh­ mong muèn. - Ph¶i kh¶o s¸t ®Þnh kú ®Ó ®¸nh gi¸ l¹i kh¶ n¨ng cßn, chèng ¨n mßn cña anode.C¸c lo¹i anode th­êng ®­îc sö dông: - Anode h×nh vµnh khuyªn th­êng ®­îc sö dông cho nh÷ng ®­êng èng bäc gia t¶i. - Anode h×nh thang ®­îc sö dông cho nh÷ng lo¹i c«ng tr×nh kh«ng bäc líp gia t¶i ph©n bè.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 46
  • 45. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - VËt liÖu ®Ó chÕ t¹o anode th­êng lµ nh«m, kÏm, hîp kim cña nh«m vµ kÏm.  Ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ ®iÖn ho¸ b»ng dßng ®iÖn ¸p nguån: Ph­¬ng ph¸p nµy dùa vµo hiÖn t­îng ¨n mßn ®iÖn ho¸ cña kim lo¹i mµ nguån®iÖn ®­îc thiÕt kÕ nh»m triÖt tiªu dßng ®iÖn ¨n mßn.¦u ®iÓm: - Chñ ®éng trong c«ng t¸c chèng ¨n mßn. - ®é an toµn cao .Nh­îc ®iÓm: - Phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn vÝ trÝ vËt b¶o vÖ so víi nguån ®iÖn, do vËy rÊt khã cho viÖc b¶o vÖ nh÷ng c«ng tr×nh ch¹y dµi, xa khu vùc cã kh¶ n¨ng cung cÊp nguån ®iÖn æn ®Þnh. - Khã kiÓm so¸t hÖ thèng chèng ¨n mßn theo lo¹i nµy.5.4. Ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ kÕt hîp. Ph­¬ng ph¸p nµy kÕt hîp ®­îc c¶ viÖc chèng ¨n mßn b»ng s¬n phñ vµ chèng¨n mßn b»ng ®iÖn ho¸.¦u ®iÓm: - Ph©n bè dßng ®iÖn b¶o vÖ tèt h¬n. - Kinh tÕ h¬n c¸c ph­¬ng ph¸p riªng lÎ. - Tr¸nh ®­îc nh÷ng h¹n chÕ cña c¸c ph­¬ng ph¸p trªn khi dïng riªng lÎ. - Gi¶m tèc ®é hoµ tan anode.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 47
  • 46. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB 6. Mét sè ph­¬ng ph¸p thi c«ng ®­êng èng biÓn Cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau thi c«ng ®­êng èng ngÇm bao gåm:  6.1. Ph­¬ng ph¸p th¶ èng b»ng tµu hoÆc xµ lan th¶ èng: §©y lµ ph­¬ng ph¸p thi c«ng phæ biÕn nhÊt tr¶i qua nhiÒu thÕ hÖ tµu th¶ èng. 1. Box-shape: lµ thÕ hÖ ®Çu tiªn ho¹t ®éng ®­îc trong vïng cã chiÒu caosãng lµ 5 feet. 2. Conventional box hull: yªu cÇu ho¹t ®éng trong vïng ®­îc che ch¾n, b¶ovÖ. 3. Ship-shape: cã thÓ ho¹t ®éng trong vïng cã chiÒu cao sãng HS<12 feet 4. Semi-Submersible: cã thÓ ho¹t ®éng trong vïng cã chiÒu cao sãngHS=15-17 feet theo mäi h­íng, cã kh¶ n¨ng ho¹t ®éng ®­îc trong vïng cã ®iÒukiÖn thêi tiÕt kh¾c nghiÖt.* ­u ®iÓm: - Thi c«ng ®­îc liªn tôc. - C«ng t¸c thi c«ng phÇn lín ®­îc lµm trªn bê vµ trªn tµu thuËn lîi cho viÖckiÓm tra vµ xö lÝ. - Sö dông ®­îc víi nhiÒu lo¹i ®­êng èng cã ®­êng kÝnh kh¸c nhau, èng cãhoÆc kh«ng cã gia t¶i.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 48
  • 47. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - Thi c«ng ®­îc c¶ víi n­íc t­¬ng ®èi s©u vµ n­íc n«ng.* Nh­îc ®iÓm: - ChØ thi c«ng ®­îc tuyÕn ®­êng èng ®¬n, nÕu thi c«ng nhiÒu tuyÕn cïng lócth× khi thi c«ng xong mét tuyÕn tµu l¹i ph¶i quay l¹i thi c«ng ®o¹n tiÕp theo nªnmÊt nhiÒu thêi gian. - Thi c«ng phô thuéc vµo thêi tiÕt. - Ph¶i sö dông nhiÒu tµu. - Thêi gian thi c«ng nhiÒu h¬n so víi mét sè ph­¬ng ph¸p kh¸c.* Ph¹m vi ¸p dông: - Th¶ èng liªn tôc víi c¸c tuyÕn èng dµi, ®­êng kÝnh èng t­¬ng ®èi lín. - §iÒu kiÖn thêi tiÕt thuËn lîi.  6.2 Ph­¬ng ph¸p thi c«ng dïng tµu th¶ èng cã trèng cuén èng èng ®· ®­îc gia c«ng s½n trªn bê vµ ®­îc kiÓm tra råi cuén vµo mét trèng(trèng ®øng hoÆc trèng n»m ngang). Tµu võa di chuyÓn võa quay th¶ èng quaStinger xuèng biÓn.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 49
  • 48. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB*­u ®iÓm: - C¸c èng ®­îc thi c«ng liªn tôc, thêi gian thi c«ng nhanh. - C¸c èng ®­îc thi c«ng vµ kiÓm tra t¹i nhµ m¸y, thuËn lîi cho viÖc kiÓm tra. - Cã thÓ thi c«ng kh«ng cÇn Stinger.* Nh­îc ®iÓm: - §­êng kÝnh èng h¹n chÕ, cÇn chiÒu dµy èng lín ®Ó tr¸nh viÖc bÑp èng khicuén vµ th¶. - Thi c«ng phô thuéc vµo thêi tiÕt. - Kh«ng cho phÐp bäc gia t¶i èng. - Thi c«ng nèi èng phøc t¹p.  6.3. Ph­¬ng ph¸p kÐo èng6.3.1. KÐo èng trªn mÆt n­íc èng ®­îc gia c«ng s½n trªn bê hoÆc trªn b·i l¾p r¸p, ®­îc hµn nèi, bäc lípchèng ¨n mßn, bäc bª t«ng, kiÓm tra råi ®­a ra biÓn dïng mét tµu kÐo chÝnh vµ haihoÆc ba tµu kÐo cïng kÝch th­íc vµ mét tµu gi÷ (sö dông phao) ®o¹n èng ®­îc næitrªn mÆt n­íc.* ­u ®iÓm: - èng ®­îc gia c«ng s½n trªn bê nªn dÔ kiÓm tra vµ xö lý, nèi èng dÔ dµng. - èng næi trªn mÆt n­íc nªn trong khi kÐo ta cã thÓ kiÓm tra èng ®­îc th­êngxuyªn.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 50
  • 49. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - Sö dông lùc kÐo thÊp. - Sö dông mét lo¹i phao. - Kh«ng chÞu ¶nh h­ëng cña ®Þa h×nh ®¸y.* Nh­îc ®iÓm: - C¶n trë c¸c ho¹t ®éng ®i l¹i cña tµu thuyÒn. - ViÖc ®¸nh ch×m xuèng biÓn lµ rÊt khã. - §ßi hái mÆt b»ng thi c«ng lín, ®é dèc nhá. - ChÞu ¶nh h­ëng trùc tiÕp cña m«i tr­êng(sãng, giã, dßng ch¶y..).* Ph¹m vi sö dông: - ¸p dông cho vïng n­íc n«ng. - Tµu kÐo cã c«ng suÊt thÊp. - TuyÕn èng ng¾n, gÇn bê.6.3.2. KÐo èng s¸t mÆt n­íc Gièng nh­ kÐo trªn mÆt, chØ kh¸c lµ dïng hai lo¹i phao næi ®Ó cho ®o¹n ènglu«n lu«n ë d­íi mÆt n­íc mét kho¶ng c¸ch nµo ®ã.* ­u ®iÓm: - Ýt chÞu ¶nh h­ëng cña m«i tr­êng h¬n. - Ýt c¶n trë c¸c ph­¬ng tiÖn næi.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 51
  • 50. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB - Kh«ng ¶nh h­ëng cña ®Þa h×nh ®¸y.*Nh­îc ®iÓm: - §ßi hái mÆt b»ng thi c«ng lín, ®é dèc nhá. - Sö dông tµu kÐo cã c«ng suÊt cao h¬n. - Ph¶i sö dông hai lo¹i phao næi kh¸c nhau.* Ph¹m vi sö dông: T­¬ng tù kÐo èng trªn mÆt.6.3.3. KÐo èng gÇn s¸t ®¸y Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông tµu kÐo ®Ó kÐo ®o¹n èng næi s¸t ®¸y ®­îc duy tr×b»ng hÖ thèng phao kÕt hîp xÝch.* ­u ®iÓm: - Gi¶m t¸c ®éng m«i tr­êng. - Kh«ng g©y c¶n trë giao th«ng vËn t¶i. - Sö dông tµu cã c«ng suÊt thÊp. - Khi thi c«ng kh«ng phô thuéc vµo thêi tiÕt. - Kh«ng phô thuéc vµo ®Þa h×nh ®¸y.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 52
  • 51. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB* Nh­îc ®iÓm: - C«ng viÖc c¾t phao vµ xÝch khã thùc hiÖn. - TÝnh kinh tÕ cña hÖ thèng phao vµ xÝch kh«ng cao. - Khi chuyÓn ®éng vµo vïng n­íc s©u ph¶i chó ý viÖc thiÕt kÕ phao chÞu ¸plùc ngoµi.* Ph¹m vi sö dông: - ¸p dông cho vïng n­íc trung gian vµ vïng n­íc n«ng.6.3.4. KÐo èng s¸t ®¸y. Lµ ph­¬ng ph¸p kÐo èng trùc tiÕp d­íi ®¸y biÓn b»ng tµu kÐo kh«ng cã hçtrî b»ng phao.* ­u ®iÓm: - Ph­¬ng ph¸p ®¬n gi¶n kh«ng ®ßi hái c¸c ph­¬ng tiÖn phô trî. - Ýt chÞu t¸c ®éng cña m«i tr­êng. - ChØ cÇn dïng mét tµu kÐo. - ThuËn lîi cho viÖc l¾p ®o¹n èng míi vµo ®o¹n èng cò. - Cã thÓ thi c«ng trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt xÊu.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 53
  • 52. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB* Nh­îc ®iÓm: - Lùc kÐo lín do ®ã ®ßi hái tµu kÐo cã c«ng suÊt cao. - §­êng èng trong khi kÐo ph¶i chÞu ma s¸t víi ®¸y g©y h­ háng líp bäc. - Cã kh¶ n¨ng bÞ m¾c èng khi gÆp ch­íng ng¹i vËt. - H¹n chÕ vÒ chiÒu dµi ®o¹n èng.* Ph¹m vi ¸p dông: - Víi mäi ®é s©u n­íc. - §Þa h×nh b»ng ph¼ng. - §­îc sö dông réng r·i trong tr­êng hîp thi c«ng trong c¶ng hoÆc qua s«ng. - Cã thÓ thi c«ng ®­îc trong ®iÒu kiÖn thêi tiÕt xÊu. 6.4. Ph­¬ng ¸n thi c«ng. Tõ ­u nh­îc ®iÓm vµ ph¹m vi ¸p dông cña tõng ph­¬ng ph¸p nªu trªn kÕt hîpvíi ®iÒu kiÖn ®Ò bµi: - §é s©u n­íc thiÕt kÕ lµ: 57,15(m). - ChiÒu dµi tuyÕn èng L=3102(m). - KÝch th­íc èng 325x9,5(mm).  chän ph­¬ng ¸n thi c«ng b»ng tµu th¶ èng cã sö dông stinger: Thi c«ng r¶i èng lµ mét kh©u quan träng trong qu¸ tr×nh thi c«ng tuyÕn èng.TÝnh to¸n thi c«ng lµ nh»m tÝnh to¸n ®é bÒn cña èng trong qu¸ tr×nh thi c«ng d­íit¸c ®éng cña t¶i träng thi c«ng t­¬ng øng víi ph­¬ng ¸n thi c«ng ®­îc lùa chän, ®Ó®¶m b¶o viÖc lùa chän ®­êng èng vµ ph­¬ng ¸n thi c«ng lµ kh¶ thi. Do vËy tÝnhto¸n lµ ®i kiÓm tra sù lµm viÖc cña èng khi èng bÞ uèn trong thi c«ng do h×nh d¹ngcña Stinger vµ träng l­îng b¶n th©n. §o¹n èng tÝnh tõ ®iÓm tiÕp xóc víi ®¸y biÓn cho ®Õn vÞ trÝ kÑp phÝa trªnStinger sÏ biÕn d¹ng theo ®­êng ®µn håi cã ®iÓm uèn vµ chia lµm 2 ®o¹n nh­ sau:  §o¹n cong låi:Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 54
  • 53. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Do t¸c dông cña träng l­îng b¶n th©n, lùc kÐo cña thiÕt bÞ c¨ng trªn tµu, lùcma s¸t gi÷a èng vµ ®¸y biÓn mµ èng bÞ uèn cong theo b¸n kÝnh cong cã s½n cñastinger. Trong ®o¹n cong nµy th× t¸c ®éng cña m«i tr­êng lªn èng ®­îc truyÒn trùctiÕp sang stinger, do vËy øng suÊt trong ®­êng èng xuÊt hiÖn chñ yÕu lµ do hiÖnt­îng uèn bëi b¸n kÝnh cong cña stinger g©y ra.  §o¹n cong lâm: §èi víi ®o¹n cong nµy th× ngoµi chÞu uèn bëi träng l­îng b¶n th©n cña èngtrong n­íc, ®­êng èng cßn chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng m«i tr­êng, ph¶n lùc nÒn lªn®­êng èng vµ lùc kÐo xuÊt hiÖn trong èng cã t¸c dông lµm gi¶m hiÖn t­îng uèn cñaèng. VËy sù lµm viÖc chÞu uèn cña èng trong tr­êng hîp nµy lµ rÊt phøc t¹p, bµito¸n thi c«ng cÇn gi¶i quyÕt lµ ®i x¸c ®Þnh b¸n kÝnh cong trong ®o¹n nµy sao choøng suÊt g©y uèn kh«ng v­ît øng suÊt cho phÐp.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 55
  • 54. VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN ĐỒ ÁN MÔN HỌCBỘ MÔN KỸ THUẬT XDCTB & ĐƯỜNG ỐNG BỂ CHỨA ĐƯỜNG ỐNG – BỂ CHỨA-TB Tµi liÖu tham kh¶o. + DnV- Rules for submarine pipeline systems, 1981 + DnV OS F101- Submarine pipe systems, 2000 +Bµi gi¶ng m«n häc ®­êng èng. + Offshore pipelines - design, analysis & method.Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 9_52CB2 Trang 56