download

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Viện Xây Dựng Công Trình Biển Đường Ống - Bể Chứa

ĐỒ ÁN ĐƯỜNG ỐNG

NHÓM 1:

STT Họ và Tên MSSV

1 Phạm mạnh Thuần 8787.52
2 Lê văn Tiến 7305.52
3 Ngọ thanh Sơn 5828.52
4 Cao văn Thư 2383.52
5 Nguyễn như Kiên 7279.52
6 Trần quang Phúc 2487.52
7 Hoàng văn Thắng 8132.52
8 Phạm Văn Hòa 5794.53

ĐÁNH GIÁ :

Mức độ tham gia
STT Họ và Tên MSSV Không Không Điểm
Có mặt Có làm
có mặt làm
1 Phạm mạnh Thuần 8787.52 x;x;x;x x;x;x;x 9;9;8;9
2 Lê văn Tiến 7305.52 x;x;x;x x;x;x;x 10;9;8;9
3 Ngọ thanh Sơn 5828.52 x;x;x;x x;x;x;x 9;9;8;9
4 Cao văn Thư 2383.52 x;x;x;x x;x;x;x 9;9;8;9
5 Nguyễn như Kiên 7279.52 x;x;x;x x;x;x;x 9;9;8;9
6 Trần quang Phúc 2487.52 x;x;x;x x;x;x;x 9;9;8;9
7 Hoàng văn Thắng 8132.52 x;x;x;x x;x;x;x 9;9;8;8
8 Phạm Văn Hòa 5794.53 O;x;x;x x;x;x;x 6;9;8;7

Sinh Viên Thực Hiện : Nhóm 1 - Lớp 52CB1 Trang 1


PHẦN I: CÁC SỐ LIỆU ĐỀ BÀI PHỤC VỤ THIẾT KẾ

ĐỀ BÀI

Điều
Điều
Mã tuyến Mã độ sâu chỉnh
NHÓM chỉnh Vật liệu Địa chất
(B5.1) (B2.1) chiều cao
dòng chảy
sóng
1 1 1 0 0 A A

I. Các số liệu phục vụ thiết kế.
a. Số liệu địa chất, địa hình.
- Độ sâu lớp địa chất : Lớp đất dưới đáy biển là lớp cát mịn có:
+ cỡ hạt d50=0.135(mm)
b. Số liệu môi trường.
Bảng 3 : Số liệu sóng tại nơi xây dựng công trình với chu kỳ lặp N năm
Chu
kỳ Hướng N NE E SE S SW W NW
lặp
100 HS(m) 5.6 8.6 5.2 3.2 4.5 6.9 4.9 5.2
Năm TS(s) 7.4 10.4 8.4 7.8 9.0 9.1 8.7 8.9
10 HS(m) 2.8 7.0 3.4 1.9 3.1 4.9 3.6 5.2
Năm TS(s) 6.6 9.9 7.8 6.6 7.5 8.6 8.2 8.9

Bảng 4 : bảng vận tốc dòng chảy đáy ( cách đáy 1 m) m/s

Hướng dòng chảy
Chu kì lặp
N NE E SE S WS W NW
10 năm 0.78 0.63 0.71 1.08 0.79 0.75 0.80 0.85
100 năm 0.86 0.66 0.75 1.15 0.84 0.82 0.88 0.90

c. Số liệu thiết kế khác



- Sơ đồ tổng thể và tuyến ống từ MSP1 đến BK1.
- Kích thước đường ống: Chiều dài đường ống L = 1600 (m).
Tiết diện ống 219 x t (mm).
- Áp suất trong đường ống : P = 270 (at).
- Mực nước thấp nhất : do = 34 (m)
- Chiều dày hà bám : 4.5 (cm).
- Trọng lượng riêng của hà bám : 1300 (kG/m 3 ).
- Trọng lượng riêng của nước : 1025 (kG/m 3 ).
- Trọng lượng riêng của bê tông : 3040 (kG/cm3).
- Vật liệu thép ống: API 5L X42 có:
+ Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất : SMYS = 289 (Mpa).
+ Cường độ kéo nhỏ nhất : SMTS = 413 (Mpa).
+ Mô đun đàn hồi E = 2.1x106 (kG/cm2).
+ Hệ số possion ν=0.3

II. Vị trí và nhiệm vụ tuyến ống

- Vị trí : tuyến ống nối từ giàn MSP1 đến BK1
Nhìn vào sơ đồ tuyến ống ta có thể phân tuyến ống làm hai vùng như sau:
+ Vùng 1 là vùng dọc theo tuyến ống không có hoạt động của con người (theo
quy định của DnV vùng này nằm cách xa dàn hoặc các công trình khác tối thiểu là
500m.
+ Vùng 2 là vùng mà đường ống hoặc vùng ống riser ở gần dàn và vùng có hoạt
động thường xuyên của con người. Giới hạn vùng được xác định dựa trên các phân tích
rủi ro của đường ống và các hậu quả có thể xảy ra. Trong đồ án này ta coi vùng này lấy
trong phạm vi nhỏ nhất là 500m từ dàn ra phía ngoài.

- Nhiệm vụ : dẫn nước để ép vỉa phục vụ khai thác thứ cấp

PHẦN II: NỘI DUNG TÍNH TOÁN



I. TỔNG QUAN VỀ MỎ BẠCH HỔ.

1. Công nghệ khai dầu khí ở mỏ bạch hổ:
Công nghệ khai thác dầu khí trên thế giới nói chung, ở việt nam và ở mỏ Bạch
Hổ nói riêng đều phải trai qua ba công đoạn sau đây:

Giai đoạn 2:
Giai đoạn 1: - Khai thác Giai đoạn 3:
- khảo sát, thăm dò - Chứa đựng - Phân phối
- Vận chuyển

Giai đoạn 1 - Là giai đoạn khảo sát và thăm dò dầu khí, bằng các phương pháp kỹ
thuật người 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 để khai
thác thì tại đó các công trình khai thác dầu khí như các hệ thống dàn khoan và hệ thống
đường ống sẽ được xây dựng.
Giai đoạn 2 - ở giai đoạn này các sản phẩm sẽ được khai thác và vận chuyển đến
những nơi sử lý như các dàn trung tâm, các dàn công nghệ,hoặc chúng được đưa đến
các bể chứa thông qua hệ thống đường ống.ở giai đoạn khai thác nó sẽ được phân
thành 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 để đẩy
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 đẩy sản
phẩm dầu khí đến nơi chế biến.Nhưng trữ lượng của nó vẫn còn khá lớn có thể vẫn tiếp
tục khai thác được.Khi đó người ta sử dụng công nghệ bơm nước ép vỉa với áp lực đủ
mạnh xuống giếng để tiếp tục khai thác.
Giai đoạn 3: - ở giai đoạn này các sản phẩm dầu mỏ sau khi đã được chế biến nó sẽ
được đưa đến những trung tâm tiêu thụ như những trạm dót dầu không bến hoặc là
những cảng dầu nhờ hệ thống đường ống.
2. Giới thiệu các công trình khái thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ.



• Các loại dàn:
Để phục vụ cho khoan thăn dò và khai thác dầu khí ngoài biển ở mỏ Bạch Hổ, xí
nghiệp liên doanh VietSoPetro đã xây dựng nhiều công trình phục vụ cho công tác khai
thác, vận chuyển và chứa đựng dầu khí.Như các hệ thống các dàn khoan 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).
+ 3 giàn công nghệ trung tâm CCP.
+ 9 giàn BK (BK 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8;9).
+ 2 tàu chứa dầu (trạm xuất dầu không bến).
Ngoài ra còn có các giàn nén khí lớn nhỏ, giàn bơm nước ép vỉ. Trong thời gian
tới sẽ tiến hành xây dựng:
+ 1 giàn nén lớn CCP.
+ 1 trạm rót dầu không bến UNB4.
+ 2 giàn BT (BT 7).
+ 2 giàn nước ép vỉa WIP.
+ 2 giàn ống đứng RB.
+ 3 giàn khai thac cố định RB.
+ 1 giàn LQ giàn nhà ở .
Hệ thống đường ống:
Tính đến tháng 4 năm 1998 mỏ Bạch Hổ có một hệ thống đường ống bao gồm:
+ 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.
Tổng chiều dài đường ống ngầm ở mỏ Bảch Hổ tính đến thánh 4 năm 1998 là
162,25km.
Đến thời gian hiện nay, theo thiết kế của viện nghiên cứu khoa học và thiết kế ở
mỏ Bạch Hổ đã đạt được 63734 m khoan ống dẫn ngầm trong đó 55916m ống dẫn dầu
và 3362m ống dẫn khí. Những ống chính được sử dụng để xây dựng ống ngầm là



D219x12mm được sản xuất theo GOST 8731- 74 từ thép φ20 được luyện theo GOST
1050- 74.

3. Hệ thống quy hoạch thiết kế xây dựng.
Thiết kế xây dựng khu khai thác dầu khí cần được xem như một tổ hợp công nghệ
đồng nhất, đảm bảo thu nhận được sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu với chi phí cho
khai thác, thu gom xử lý và vận chuyển sản phẩm tối thiểu. Hệ thống này 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 giếng cần phải
đảm bảo:
+ Đo được sản phẩm khai thác.
+ Phân bố các dòng dầu theo các tính chất lý hoá và theo công nghệ vận chuyển.
+ Độ kín của hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí phải đảm bảo tránh thất
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.
* Những yêu cầu cơ bản để thiết kế, xây dựng và khai thác hệ thống thu gom:
+ Sơ đồ công nghệ cần phải chọn thích hợp với các điều kiện khí hậu, địa hình địa
chất vùng mỏ, đồng thời phải phù hợp với các tính chất lí hoá, lưu diễn của các sản
phẩm khai thác được.
+ Các thiết bị công nghệ: bơm, nén khí, đo, tách … phải có khả năng cải tiến được.
+ Các hệ thống thu gom cần phải có khả năng xây dựng mới, cải tạo, sửa chữa
nhanh và kinh tế. Có thể thay đổi các thông số trong quy trình công nghệ sao cho
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 pha khí và
pha lỏng.



+ Trong hệ thống thu gom cần phải xét đến khả năng quá tải của một số đường ống
công nghệ. Do đó để an toàn trong những giai đoạn khai thác khác nhau cần phải
thiết kế các đường ống chính với hệ số n =1,5 theo công suất. Đường ống của hệ
thống thu gom cần phải có những đoạn dự bị, những đường vòng khép kín để thay
đổi dong đi theo những hướng khác nhau.

II. NHỮNG GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG XÂY DỰNG
MỎ HIỆN NAY
Sơ đồ xây dựng mỏ hiện nay trên mỏ Bạch Hổ chủ yếu gồm:
- Dàn cố định ( MSP)
- Dàn nhẹ BK
- Các đường ống nội mỏ
- Các trạm rót dầu không bến
- Dàn công nghệ trung tâm CTP
1. Dàn khoan cố định MSP
Giàn khoan cố định MSP là một trong những kết cấu chính của việc thiết kế xây
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, giàn cố định MSP10 đang trong giai đoạn xây dựng
* 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 Blok
Modul ở phía trên và cố định xuống đáy biển bằng hệ thống cọc. KCĐ cấu tạo dưới
dạng lưới thép khung không gian làm từ các thép ống, xung quanh chân đế có hệ thống
cọc phụ nằm bên ngoài các ống chính, các cọc chính được lồng bên trong các ống
chính, phần dưới chân đế ở từng cọc trụ có các nguồn dẫn hướng cho các cọc phụ
+ Kết cấu thượng tầng: Được thực hiện theo thiết kế 16716 của trung tâm
CORALL bao gồm những Block và những Modul riêng rẽ làm thành nhiều tầng và
được trang bị những thiết bị công nghệ cần thiết phục vụ cho công tác khoan khai thác,
vận chuyển và chứa đựng dầu khí, những trang thiết bị này phụ thuộc vào quy mô công
trình. Thành phần của kết cấu thượng tầng gồm có tổ hợp khoan khai thác, năng lượng
và khu nhà ở
2. Giàn nhẹ BK



- Về mặt kết cấu phần chân đế giàn BK là kết cấu giàn khung thép không gian
dạng hình trụ, chúng được cấu tạo từ thép ống có đường kính khác nhau, thường có 4
panel, phần móng dùng cọc đóng sâu vào trong đất trong trường hợp khác có thể có
cọc phụ, trong trường hợp này phần dưới của chân đế các cọc chính và cọc phụ được
luồn bên trong bằng vòng cao su.
- Phần thượng tầng bao gồm hệ thống các Block và Modul riêng rẽ, giàn BK
chủ yếu phục vụ cho công tác khoan khai thác. Trên phần thượng tầng gồm các Block
nhà ở, và công nghệ phục vụ công tác khoan.
3. Hệ thống trạm rót dầu không bến.
-Dầu thô từ các giàn MSP, BK, CTP được xử lý và vận chuyển đến các tàu chở
dầu nhờ 2 trạm rót dầu không bến.
- Trạm UBN1 nằm ở vòm nam của mỏ gồm có tàu chứa trọng tải 150000 tấn có
khả năng tiếp nhận tối đa 15000 tấn/ngày đêm, nhận dầu từ MSP1và CTP2, BK2, có hệ
thống ống mềm để tiếp nhận dầu, hệ thống van ngầm của “plem”(manifon), hệ thống
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 UBN1 chỉ
khác là công suất xử lý dầu thô là 10000tấn/ngày đêm, hàm lượng nước trong dầu ở
cửa vào của thiết bị nhận dầu là 20%.
III.TÍNH TOÁN KIỂM TRA
1. TÍNH TOÁN KIỂM TRA CHIỀU DÀY ĐƯỜNG ỐNG

 Công thức kiểm tra :
P (t )
P −P ≤ b 1 ( theo công thức 5.14 DnV-OS-F101 ) (1)
li e
γSC .γm
Trong đó :
* Pe : áp lực ngoài nhỏ nhất
* γm : Hệ số kháng vật liệu phụ thuộc vào trạng thái vật liệu theo DnV2000

Table 5-4 Material resistance factor, γm



Limit state category SLS/ULS/ALS FLS
γm 1,15 1,00

Từ bảng trên ta chọn γm = 1.15 là trang thái vật liệu ở trạng thái giới hạn làm
việc, trạng thái giới hạn cực hạn và trạng thái giới hạn sự cố.
* Pb(t1) là áp lực phục hồi được xác định như sau:
Pb(x) = Min{Pb,s(x);Pb,u(x)}, ( theo 5.15 DnV –OS-F101)
với : Pb,s(x) là áp lực ở trạng thái giới hạn chảy được xác định như sau:
2.x 2
Pb,s(x)= D − x f y . ; ( theo 5.16 DnV –OS-F101)
3
Pb,u(x) là áp lực ở trạng thái giới hạn nổ được xác định bởi công thức :
2.x fu 2
Pb,u(x)= D − x 1.15 . ( theo 5.17 DnV –OS-F101)
3
+ Trong đó fy=(SMYS –fy,temp).αU - là ứng suất chảy dẻo nhỏ nhất sử dụng trong
thiết kế
+ fu=(SMTS –fu,temp).αU αA -là ứng suất kéo nhỏ nhất sử dụng trong thiết kế.
• Với fy,temp là phần giảm ứng suất chảy dẻo đặc trưng do nhiệt độ được
tra theo đồ thị 5.1 DnV 2000 .



1 80
Th Ðp 22C r
1 60
1 40
Th Ðp 25C r
§ é gi¶m øng su t, MPa

1 20

1 00
80
Th Ðp C -Mn
60

40
20
0
0 20 50 1 00 1 50 200
N hiÖt ®é, C
o

Tra đồ thị với t =45o được fy,temp= 0
• αU là hệ số cường độ vật liệu tra theo bảng sau

Table 5-1 Material Strength factor, αU
Factor Normal Supplementary requirement U
αu 0.96 1

=> Chọn αU=0.96 lấy trong điều kiện thông thường,
• fu,temp - là phần giảm khả năng chịu kéo đặc trưng do nhiệt , fu,temp = 0
• αA=1 Là hệ số kể đến sụ làm việc không đẳng hướng của vật liệu(ở đây ta
coi như vật liệu làm việc đẳng hướng).

* γ SC -Hệ số theo cấp an toàn của công trình theo bảng 5-5 DnV 2000
Tra các bảng 2-1, 2-2, 2-3 , 2-4 , 2-5 DnV 2000 ta được :
-Chất vận chuyển : A
-Vị trí tuyến ống : thuộc cả 2 vùng là vùng 1 và vùng 2



-Phân loại cấp an toàn : chất vận chuyển là nước ép vỉa nên cấp an
toàn là thấp với vùng 1 và cấp bình thường với vùng 2
 γ SC = 1.046 áp dụng với vùng 1cho cả 2 trạng thái thử áp và vận hành , vùng 2
ở trạng thái thử áp
γ SC = 1.138 áp cho vùng 2 ở trạng thái vận hành
 Số liệu đầu vào:
- áp suất trong đường ống : p =270 at = 270 (kG/cm2).
- Đường kính ống D =219 (mm).

do ( m) d1 (m) d2(m)
34 1.15 1.8
- Hmax = 8.6 (m)
- Vật liệu thép ống : API 5L X42
 Mục đích của bài toán:
-Tính toán độ bền của đường ống chịu áp lực trong tức là đảm bảo cho ống không
bị phá hoại khi chịu áp lực trong khi vận hành và khi thi công thử áp

1.1. Tính toán kiểm tra chiều dày ống khi chịu áp lực trong lớn nhất với vùng 1
Với vùng 1 ta có:
* Pe : áp lực ngoài nhỏ nhất ở vùng 1
pemin = γ.hmin
trong đó:
• hmin = do – d1– η .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)
=> pe = 1025.(34-0.5*7) .10-4 = 3.126 (kG/cm2) - trạng thái thử áp
min

=> pemin = 1025.(34-0.5*8.6) .10-4 = 3.044 (kG/cm2) - trạng thái vận hành
* fy=(SMYS –fy,temp).αU = (289-0)*10*0.96 = 2774.4 (KG/cm2).
* fu=(SMTS –fu,temp).αU αA =(414-0)*0.96*1*10= 3447.6 (KG/cm2).
fu
Ta có : = 2998.1 > fy = 2774.4( KG / cm 2).
1.15



 Pb,u(x) > Pb,s(x) .
 Pb(t1) = Min{Pb,s(x);Pb,u(x)} = Pb,s(x) (2)
+ x có thể là một trong các giá trị t1 hoặc t2 tuỳ vào các trường hợp làm việc cụ
thể của tuyến ống với t1,t2là chiều dày thành ống.ở đây ta coi x là t1
Hai trường hợp : - Điều kiện thử áp lực thì x=t1=t-tfab
- Điều kiện vận hành thì x=t2=t-tfab-tcorr
a. Trạng thái thử áp lực:
*Pli là áp lực trong lớn nhất được xác định theo DnV như sau:
Pli = Pinc + ρcont.g.h = Pd. γinc + ρcont.g.h.
Trong đó:
+ Pd= 1,03.Pi =1.03*270 = 278.1(kG/cm2) là áp suất thiết kế
+ γinc :là hệ số an toàn(theo DnV2000).ở đồ án này ta lấy γinc =1.1 cho
tất cả các trường hợp.
+ h =d o-D=34-0.219= 33.781 (m) chiều cao tính từ mực nước tĩnh đến
biên trên của ống.
+ ρcont .g =1025 (KG/m3) là TLR chất chứa trong ống(ở đây chính là
TLR của nước )
=> Từ đó ta có Pli =309.37 (Kg/cm2)
*γSC : là hệ số độ bền theo cấp an toàn được lấy theo bảng 5-5.Dnv2000
Đối với trường hợp này thì γSC = 1.046 .
Bảg 5-5 Dnv2000
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
Thay các giả trị vào công thức (1) ta tính được :
Pb(t1) ≥368.52 (KG/cm2).
 Mà theo (2) trên thì :
2.x 2 2.x 2
Pb(t1) = Pb,s(x)= D − x f y . =
3 34 − x
2774, 4.
3
≥368.38 (KG/cm2).
Giải bất phương trình này ta được x ≥1.191 (cm).
Ta có đây là trường hợp thử áp lực nên x= t1 = t - tfab = t- 0.05*t1
 t = t1 + tfab = 1.191+0.05*1.191=1.25 (cm)



Vậy t ≥12.5(mm ) (1*)
b. Trạng thái Vận hành:
*Pli là áp lực trong lớn nhất được xác định theo DnV như sau:
Trong đó:
+ Pd= Pi = 270 (kG/cm2) là áp lực thiết kế
+ γinc :là hệ số an toàn(theo DnV2000).ở đồ án này ta lấy γinc =1.1 cho tất
cả các trường hợp.
+ h =d o-D=34-0.219= 33.781 (m) chiều cao tính từ mực nước tĩnh đến
biên trên của ống.
+ ρcont .g =1025 (KG/m3)

=> Từ đó ta có Pli = 300.46 (kG/cm2)
Đối với trường hợp vận hành thì γSC = 1.046
Bảg 5-5 Sách Dnv2000
áp lực trong 1.046 1.138 1.308
Trờng hợp khác 1.04 1.14 1.26
Thay các giá trị vào công thức (1) ta tính đựơc :
Pb(t1) ≥357.76 (KG/cm2).
2.x 2 2.x 2
Pb(t1) = Pb,s(x)= D − x f y .
3
= 34 − x .2774, 4.
3
≥357.76 (KG/cm2).
Đây là trường hợp vận hành nên x= t1 = t - tfab - tcorr = t- 0.05*tn-0.3 (cm)
 t = t1 + tfab+tcorr = 1.158+0.05*1.158+0.3=1.516 (cm)
Vậy t ≥15.16 (mm ) (2*)
 Từ 2 trường hợp tính toán cho vùng 1 ta so sánh (1*) và (2*).
Thì nhận thấy ở vùng 1 thì bề dày phải thỏa mãn t ≥15.16 (mm).
1.2. Tính toán kiểm tra chiều dày ống khi chịu áp lực trong lớn nhất cho vùng 2
+ Riser



Với vùng 2 ta có :
* Pe : áp lực ngoài nhỏ nhất ở vùng 2 thì
Chọn pe = 0 (kG/cm2). (thiên về an toàn)
* fy=(SMYS –fy,temp).αU = (289-0)*10*0.96 = 2774.4 (KG/cm2).
* fu=(SMTS –fu,temp).αU αA =(413-0)*0.96*1*10= 3964.8 (KG/cm2).
fu
Ta có : =3447.65 > fy = 2774.4( KG / cm 2).
1.15
 Pb,u(x) > Pb,s(x) .
 Pb(t1) = Min{Pb,s(x);Pb,u(x)} = Pb,s(x) (2)
+ x có thể là một trong các giá trị t 1hoặc t2 tuỳ vào các trường hợp làm việc cụ
thể của tuyến ống với t1,t2là chiều dày thành ống.ở đây ta coi x là t1
Hai trường hợp : - Điều kiện thử áp lực thì x=t1=t-tfab
- Điều kiện vận hành thì x=t1=t-tfab-tcorr
a. Trạng thái thử áp lực:
- Pli : là áp lực trong lớn nhất được xác định theo DnV như sau:
Trong đó: + Pd= 1,03.Pi =1.03x 270 = 278.1(kG/cm2) -là áp lực thiết kế .
+ γinc là hệ số an toàn(theo DnV2000).ở đồ án này ta lấy γinc =1.1
cho tất cả các trường hợp.
+ h =do-D=34-0.219= 33.781 (m) là độ sâu nước tính từ đỉnh
ống đến mực nước tĩmh thâp nhất
+ ρcont =1025 (KG/m3)là TLR chất chứa trong ống(ở đây chính là
TLR của nước )
=> Từ đó ta có Pli =309.37 (kG/cm2)
- γSC : là hệ số độ bền theo cấp an toàn được lấy theo bảng 5-5.Dnv2000
Đối với trường hợp này thì γSC = 1.046 .
Bảg 5-5 Dnv2000
áp lực trong 1.046 1.138 1.308
Thay các giá trị vào công thức (1) ta được :



Pb(t1) ≥372.14 (KG/cm2).
2.x 2 2.x 2
Pb(t1) = Pb,s(x)= D − x f y .
3
= 34 − x .2774, 4.
3
≥372.14 (KG/cm2).
Giải bất phương trình này ta được x ≥1.202 (mm).
Ta có đây là trường hợp thử áp lực nên x = t1 = t - tfab = t - 0.05*t
 t = t1 + tfab = 1.202+0.05*1.202=1.262 (cm)
Vậy t ≥12.62 (mm ) (1*).
b. Trạng thái Vận hành:
*P i là áp lực trong lớn nhất được xác định theo DnV như sau:
Trong đó:
+ Pd= Pi = 270 (kG/cm2) là áp lực thiết kế
+ γinc :là hệ số an toàn(theo DnV2000).ở đồ án này ta lấy γinc =1.1
cho tất cả các trường hợp.
+ h =do-D=34-0.219= 33.781 (m) Chªnh lÖch ®é cao gi÷a ®iÓm
®îc xÐt vµ ®iÓm gèc.
+ ρcont .g =1025 (KG/m3)
=> Từ đó ta có Pli = 300.46 (kG/cm2)
Đối với trường hợp vận hành thì γSC = 1.138
Bảg 5-5 Sách Dnv2000
áp lực trong 1.046 1.138 1.308
Thay các giá trị vào công thức (1) ta tính đựơc :
Pb(t1) ≥393.21(KG/cm2).
2.x 2 2.x 2
Pb(t1) = Pb,s(x)= D − x f y .
3
= 34 − x .2774, 4.
3
≥393.21 (KG/cm2).
Ta có đây là trường hợp vạn hành nên x= t1 = t - tfab - tcorr = t- 0.05*tn-0.3 (cm)



 t = t1 + tfab+tcorr = 1.266 +0.05*1.266 +0.3=1.629 (cm)
Vậy t ≥16.29 (mm ) (2*)
 Từ 2 trường hợp tính toán cho vùng 1 ta so sánh (1*) và (2*).
Thì nhận thấy ở vùng 2 thì bề dày phải thỏa mãn t ≥16.29 (mm).
 kết luận :
Từ các tính toán ở trên tra bảng quy cách thép ống trong API SPEC 5L ta chọn
được loại ống cho cả vùng 1, vùng 2+ Riser là ống D = 219 (mm), t = 20.6 (mm).

2. TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH ĐÀN HỒI CỦA TUYẾN
ỐNG
2.1. Kiểm tra điều kiện mất ổn định cục bộ của tuyến ống
 Hiện tượng:
Khi áp lực bên ngoài cao hơn áp lực bên trong ống, ứng suất vòng có
dấu âm và gây ra nén vỏ ống theo phương chu vi. Tới một giới hạn nhất định,ứng
suất này gây oằn ống trên tiết diện ngang, thường xảy ra dưới dạng vết lõm. Về
bản chất, hiện tượng tương tự như hiện tượng mất ổn định của thanh ơ le nhưng
xảy ra trên chu vi ống tại một tiết diện cục bộ cần phân biệt hiện tượng mất ổn
định tổng thể xảy ra trên đoạn ống chịu nén dọc trục.
Tác động gây ra mất ổn định cục bộ là áp lực ngoài , thường xét là áp
lực thủy tĩnh.
 Tính toán kiểm tra:
* Điều kiện để ống không bị mất ổn định cục bộ là( theo quy phạm DnV 2000)
Pc
Pe ≤ (2)
1.1.γ m .γ SC
Trong đó :
+Pe : áp lực ngoài Max
Pe = γ(do + d1 + d2 + η *Hmax)
d = 34 (m) là độ sâu nước thấp nhất.
d1 = 1.15(m) là biên độ triều.
d2 = 1.8 (m) là chiều cao nước dâng.
+ Pc :Áp lực tới hạn được tính bằng cách giải phương trình bậc 3 sau đây:



2 D
( Pc − Pel ).( P 2 c − Pp ) = Pc .Pel .Pp f o . (3)
t2
Trong đó:
t2 3
2E()
Pel= D (4)
ν
1− 2
t2
Pb = 2. f y .α fab . (5)
D
Dmax − Dmin (6)
fo =
D

• fo ≤ 0.005 là độ không tròn của ống (theo tab 6-14DnV F101 thì:
Dmax − Dmin
fo= <0.5%)
D
• t2 là chiều dày tính toán của ống(đối với trường hợp thi công và vận
hành ) xác đinh theo mục C300 DnV OS F101-2000.
• D = 219(mm) là đường kính ống
• Pel : là ứng suất phá hủy, Với: E=2.1x106 (kG/cm2)
• ν = 0.3 là hệ số possion của vật liệu làm ống.
• αfab = 1 là hệ số chế tạo ( bảng 5-3 DnV OS F101-2000). ứng với TH
không ghép nối
+ γm = 1.15 Hệ số cường độ vật liệu lấy ở trường hợp SLS/ULS/ALS ở bảng 5-4
sách Dnv2000

a.Trạng thái thi công :
+ Ta có t2 = t ( theo 5.7/trang35 DnV OS F101 2000) => t2=20.6 (mm)
+ Hệ số γsc = 1.046
Bảg 5-5 Dnv2000
áp lực trong 1.046 1.138 1.308



t2 3 20.6 3
2E ( ) 2 * 2.1*106 ( )
+ Tính được Pel = D = 219 =3841.29(KG/cm2).
ν
1− 2 1 − 0,32
+ Pp = 2.fy.αfab.t2/D = 2*2774.4*1*20.6/219 = 521.94 KG/cm2
+ Thế các giá trị tìm được vào (3) :
219
( Pc − 3841.29).( P 2 c − 521.942 ) = Pc *3841.29 *521.94 * 0, 005*
20.6
Giải phương trình này ra ta được Pc =506.21(KG/cm2).
+ Pe=1,025.(34+1,15+1,8+0,5.7)/104 = 4.146 (KG/cm2)
Thay vào công thức (2) :
Pc 506.21
Pe =4.146 (kG/cm2) < = =382.56 (KG/cm2)
1.1.γ m .γ SC 1,1.1,15.1, 046
Vậy đảm bảo ổn định

b.Trạng thái vận hành :
+ Ta có t2 = t - tcor =20.6 – 3 = 17.6 (mm).
+ Hệ số γsc =1.138 (cấp Trung bình-trạng thái đang vận hành với ống thuộc vùng 2)
t 17.6 3
2 E ( 2 )3 2 * 2.1*10 ^ 6( )
+ Tính được : Pel = D = 219 = 2395.59 (KG/cm2)
1− 2ν 1 − 0,32
+ Pp = 2.fy.αfab.t2/D = 2.2774,4.1.17,6/219 = 445.93 (KG/cm2).
+ Thế các giá trị tìm được vào phương trình (3)
219
( Pc − 2395.59) * ( P 2 c − 445.932 ) = Pc * 2395.59 * 445.93* 0,005*
17.6
Giải phương trình này ra Pc =429.35 (KG/cm2)
+ Pe=1,025.(34+1,15+1,8+0,5.8.6)/104 = 4.228 (KG/cm2)
Kiểm tra CT (2):
Pc 429.35
Pe =4.228 kG/cm3 < = = 298.25(KG/ cm2)
1.1.γ m .γ SC 1,1.1,15.1,138
Kết luận:



+ Với kết quả tính toán như vậy cho thấy ở cả hai trạng thái thì hệ thống đường
ống không xảy ra hiện tượng mất ổn định cục bộ.
2.2. Kiểm tra hiện tượng mất ổn định lan truyền
 Hiện tượng:
Hiện tượng lan truyền mất ổn định cục bộ là hiện tượng khi mà đường ống đã bị
bóp méo do mất ổn định cục bộ tại một điểm nào đó, thì vết méo đó có thể lan ra vùng
lân cận nếu áp lực ngoài đạt giá trị đủ lớn và hậu quả là cả đoạn ống dài sẽ bị hỏng.
 Tính toán kiểm tra:
Điều kiện để tuyến ống không bị lan truyền mất ổn định cục bộ là:
Ppr
Pe ≤ (4)
γ m .γ SC
Trong đó:
t
• Ppr = 35.fy.αfab. ( 2 ) 2.5 là áp lực tới hạn gây lan truyền mất ổn định cục bộ
D
• Pe = pemax
• γm = 1.15 Hệ số cường độ vật liệu.
• γsc, t2 :phụ thuộc vùng và trạng thái làm việc của đường ống.
a. Trạng thái thi công :
+ t2 = t = 20.6 (mm)
+ γsc = 1.046 (cấp thấp-trạng thái thi công)
t 20.6 2.5
 Ppr = 35.fy.αfab. ( 2 ) 2.5 = 35*2774,4*1* ( ) = 263.51(KG/cm2).
D 219
Ppr 263.5
 = = 199.14(KG/cm2).
γ .γSC 1,15*1, 046
m

+ Pe= 1025*(34+1.15+1.8+0.5*7)*10-4 =4.146 (kG/cm2)
Thay vào (4)
Ppr
=> Pe = Pemax = 4.146 (KG/cm2) < = 199.14 (KG/cm2)
γ .γ
m SC

Vậy (4) thỏa mãn.

b. Trạng thái vận hành:



+ t2 = t - tcorr = 20.6 -3= 17.6 (mm).
+ Hệ số γsc = 1.138 (cấp trung bình-trạng thái đang vận hành ống thuộc vùng 2)
t 17, 6 2.5
Ppr = 35.fy.αfab. ( 2 ) 2.5 = 35*2774,4*1* ( ) = 177.79 (KG/cm2).
D 219
Ppr 177.79
 = = 123.5 (KG/cm2).
γ .γSC
m 1,15*1,138
+ Pe= 1025*(34+1.15+1.8+0.5*8.6)*10-4 =4.228 (kG/cm2)
Ppr
=>Pe = Pemax = 4.228 < =123.5 (KG/cm2).
γ .γSC
m

Vậy (4) thỏa mãn.

Kết luận:
+ Với kết quả tính toán như vậy cho thấy ở cả hai trạng thái thì hệ thống đường
ống không xảy ra hiện tượng mất ổn định lan truyền

3. TÍNH TOÁN KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH VỊ TRÍ
Ống cần đảm bảo ổn định tại mọi vị trí, trong mọi điều kiện hoạt động và môi
trường tác động. Do đó cần tính toán ổn định vị trí của đường ống dưới đáy biển với
những tổ hợp bất lợi nhất của sóng và dòng chảy cho cả 2 trường hợp thi công và
vận hành
+ Trường hợp thi công : đường ống chưa có hà bám, ăn mòn, chất trong ống là
không khí hoặc nước biển. Dòng chảy trội hơn so với sóng do đó ta lấy số liệu dòng
chảy thống kê trong 10 năm , sóng lấy trong 10 năm để tính toán.
+ Trường hợp vận hành : đường ống có hà bám , ăn mòn tương ứng với đời
sống của công trình, trong ống chứa chất vận chuyển.Số liệu dòng chảy lấy theo
thống kê 100 năm , sóng lấy trong 10 năm .
 Lựa chọn phương pháp tính toán theo tài liệu “Offshore Pipeline Design, Analysis,
and Methods”

 nội dung:



Theo tài liệu: “Offshore Pipeline Design, Analysis, and Methods”, ta có để đường
ống ổn định dưới tác động của môi trường thì trọng lượng của ống dưới nước tính cho
một đơn vị dài phải thoả mãn điều kiện:
 F + FI + µFL 
W ≥ D  (1.11)
 µ * cos β + sin β 

Trong đó:
W: là trọng lượng của ống trong nước gồm trọng lượng ống thép, lớp bê tông gia
tải, lớp bọc chống ăn mòn, hà bám, trọng lượng chất vận chuyển trong ống và lực đẩy
nổi.
µ : là hệ số ma sát giữa ống và đáy biển, với nền là cát ta có: µ = 0.7

β : Góc nghiêng bề mặt đáy biển. Trong đồ án này β = 00
FD: lực cản vận tốc, (KG/m).
1
FD = .γ .C D .D.U e2 (1.13)
2
FI: lực quán tính, (KG/m).
πD 2 dU e
FI = γ .C m . . (1.14)
4 dt

FL: lực nâng gây ra bởi sóng và dòng chảy, (KG/m).
1
FL = .γ .C L .D.U e2 (1.12)
2
Trong đó:
D : là đường kính ngoài của ống( bao gồm cả lớp bọc BT, lớp sơn phủ...)
CL: là hệ số lực nâng
CD: là hệ số cản thuỷ động
Cm : là hệ số khối lượng nước kèm



ρ : Trọng lượng riêng của nước
Ue: Vận tốchiệu quả của phần tủe nước trong lớp biên được xác định theo phương
vuông góc với trục ống. Được xác định theo công thức:
0.286
D
U = 0,778.U 0 . 
2
e y  (1.15)
 0

Ue: Vận tốc hiệu quả.
U0: Là vận tốc đo được hoặc tính được tại đỉnh lớp biên với chiều cao y0.
D: Đường kính ống.
y0: Độ cao tại vị trí tính toán vận tốc, trong đồ án tính với yo = 1 m.
Các hệ số thuỷ động trên được xác đinh theo hệ số Renol
U e .D
Re = , Với ν = 0,926 .10-6
ν
 Trình tự tính toán :

 B1 : Lựa chọn lí thuyết sóng tính toán:
Tính lặp chiều dài sóng ( bảng tính excel) => L= 141.85 (m).
.H .d
Tính được các giá trị g.T 2 = 0.0072 và g.T 2 = 0.0384 .Dựa vào tỷ số d/L tra đồ thị

trang 3.8/tr55 tài liệu môi trường biển ta được vùng lí thuyết sóng là stockes bậc 3
 Chọn lí thuyết sóng stockes bậc 5 để tính toán
 B2 : Tính toán các đặc trưng của sóng Stockes bạc 5.
+ chiều dài sóng :

g.T 2
.(1 + a 21 .C1 + a2 .C2 ) tanh(2.π .d / L0 ).
4
L =
2.π

+ Tính giá trị a :

k.H = 2.[a + a3.F33 + a5.(F35 + F55)].

( F33, F35, F55 : Là các thông số hình dáng của sóng phụ thuộc d/L, tra trong bảng
3.3 trang 73 (Giáo trình Môi trường biển).



+ Tính tần số vòng và vận tốc lan truyền sóng :

Vận tốc lan truyền sóng C:
C=[(g/k).(1+a2.C1 + a4.C2 )th(k.d)]1/2.
Tần số sóng ω:
ω = C.k

+ Tính hệ số Gn
Gn ( n= 1 ÷ 5) Được xác định theo các công thức 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.

(G11 ÷ G55 tra trong B 3.4/tr 75 tài liệu Môi Trường Biển)

+ Tính hệ số Rn :
Rn ( n= 1 ÷ 5) Được xác định theo các công thức sau:
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.
R5 = 10.U5– 5.U1. U4 – 5.U2. U3 + 5.V1.V4 + 5.V2.V3 .
Các gía trị Un ( n=1 ÷ 5) và Vn ( n=1 ÷ 5) Được tính theo công thức:
Ch[n.k ( z + d )]
U n = Gn .
Sh(n.k .d )
Sh[n.k ( z + d )]
Vn = G n .
Sh(n.k .d )

+ Tính toán vận tốc và gia tốc sóng



Vận tốc:
ω n Ch[ n.k ( z + d )]
Vx = .∑ Gn . .Cosn(k .x − ω.t ).
k i =1 Shn.k .d

Gia tốc:
k .C 2 n
ax = .∑ Rn .Sinn(k .x − ω.t ).
2 i =1

 B3 : Tính toán vận tốc sóng và dòng chảy:
Vận tốc sóng và dòng chảy được chiếu lên phương vuông góc trục ống (Ta thực
hiện trong bảng Excel).
 B4 : Tính toán vận tốc sóng và dòng chảy hiệu quả
U 2 e = 0,778.(U 2 0 ).( D / y 0 ) 0, 286 .

 B5 : Tính toán các hệ số CD, CL, CM

CD, CL, CM phụ thuộc vào hệ số Reynolds theo bảng 3.2 trang 43 (Offshore
Pipeline Design, Analysis, and Methods) .

Tính toán hệ số Reynolds:
Ue.D
Re = .
ν

υ = 0,929.10-6. m/s

 B6 : Tính toán các lực: FD, FI, FL
 B7: Tính trọng lượng ống trong nước trên 1m dài
 Tính toán :
Trong phạm vi đồ án chỉ tính toán cho 2 trường hợp tổ hợp sóng và dòng chảy sau :
+ Tổ hợp 1 : sóng vuông góc trục ống + dòng chảy max
+ Tổ hợp 2 : dòng chảy vuông góc trục ống + sóng max



Trong phạm vi đồ án chỉ tính toán ổn định vị trí cho tại 1 vị trí trên tuyến ống =>
Tổ Trạng Hướng sóng Hướng dòng chảy
hợp thái N NE E SE S SW W NW N NE E SE S SW W NW
Tổ Thi công x x
hợp 1 Vậnhành x x
Tổ Thi công x x
hợp 2 Vậnhành x x
Chọn vị trí tính toán là vị trí thuộc vùng 1 ở chính giữa tuyến ống mà tại đó phương trục
ống hợp với hướng tây bắc 60o
3.1. Trường hợp thi công :
-Việc tính toán trọng lượng yêu cầu của ống theo hai tổ hợp sóng và dòng chảy ở
trên được thực hiện trong excel => ta có bảng tổng hợp sau :

Wyc (KG/m)
Tổ hợp MAX
Tổ hợp 1 Tổ hợp 2
50.11716 58.628576
TT thi công 58.62857626
5 3
 Trọng lượng yêu cầu của ống là Wsyc= 58.63 ( KG/m )
-Trọng lượng của ống và chất trong ống trong nước là :
WÔ = Wthep– Wđn = 62.18 ( KG/m ) > Wsyc= 58.63 ( KG/m )
KL : Đường ống đảm bảo điều kiện ổn định vị trí trong điều kiện thi công
3.2. Trường hợp vận hành :
-Trọng lượng yêu cầu của ống tính toán được thể hiện trong bảng sau

Wyc (KG/m)
Tổ hợp MAX
Tổ hợp 1 Tổ hợp 2
TT vận hành 49.73729022 63.32141889 63.32141889



 Trọng lượng yêu cầu của ống là Wsyc= 63.32 ( KG/m )
-Trọng lượng của ống + chất vận chuyển trong nước là :
Ws = Wthep + Wcvc +Whà bám– Wđn = 97.89( KG/m ) > Wsyc= 63.32 ( KG/m )
KL:Vậy đường ống đảm bảo điều kiện ổn định vị trí trong giai đoạn vận hành.

4. KIỂM TRA NHỊP TREO CHO PHÉP ĐỐI VỚI ĐƯỜNG ỐNG .
4.1. Hiện tượng
Thông thường đường ống nằm tiếp xúc liên tục với đáy biển và do đó không chịu
momen uốn. Tuy nhiên trong một số trường hợp ống buộc phải vượt qua những địa
hình phức tạp làm phát sinh nhịp treo trên tuyến. Các dạng địa hình thường gặp là:
• Chướng ngại vật dạng lõm xuống: hào, rãnh, địa hình có sóng cát
• Chướng ngại vật có dạng đỉnh lồi: mỏm san hô, đường ống đã có trước..
Khi đường ống có nhịp treo thì bài toán độ bền của đường ống trở lên rất phức tạp.
Cần phải xét các bài toán sau :
• Bài toán nhịp ống chịu tải trọng tĩnh, thường xét các tải trọng như trọng lượng
bản thân, lực căng dư trong ống khi thi công
• Bài toán nhịp ống chịu tải trọng động là lực thuỷ động của sóng và dòng chảy.
• Bài toán cộng hưởng dòng xoáy của nhịp ống.
• Bài toán ổn định tổng thể.
• Bài toán mỏi.
Các bài toán trên là tương đối quen thuộc. Tuy nhiên với công trình đường ống thì
khá phức tạp do nhiều lý do như sau:
• Tính đa dạng của biên liên kết.
• Tính phi tuyến của đất nền.
• ảnh hưởng của phi tuyến hình học.
• ảnh hưởng của nhiệt độ, ma sát và lực căng dư trong ống.
Trong phạm vi đồ án này ta chỉ xét nhịp treo của đường ống với hai bài toán sau:
• Bài toán tĩnh ( kiểm tra độ bền của đường ống khi qua hố lõm)



• Bài toán động ( bài toán cộng hưởng dòng xoáy)
4.2. Bài toán tĩnh
Có hai dạng địa hình đặc biệt thường gặp là hố lõm và đỉnh lồi , tai r trọng là
trọng lượng bản thân của ống trong nước và lực căng còn dư trong ống. Vấn đề khó
khăn nhất là xây dựng được mô hình được liên kết giữa ống và đất nền tại hai đầu
nhịp. Trong thực tế liên kết giữa hai đầu nhịp rất đa dạng như ống dựa hoàn toàn trên
nền, ống vùi một phần trong nền hoặc vùi hoàn toàn trong nền v.v., mặt khác sự làm
việc của đất nền dưới ống thực chất là đàn dẻo hay dàn hồi phi tuyến. Rất khó có thể
đưa ra công thức tính toán chung cho một trường hợp. Các nghiên cứu trước đây dựa
theo mô hình hóa sự làm việc của nền đất bằng các lò xo, sử dụng máy tính điện tử đã
xây dựng đượccacs đồ thị cho phép nhanh chóng xác định được các đặc trưng của
nhịp, ứng suất lớn nhất trên ống và biến dạng tương ứng. Các đồ thị này có thể dùng
để tính toán sơ bộ bài toán tĩnh của đường ống vượt qua địa hình phức đặc biệt.
Trạng thái ống qua hố lõm được mô tả như hình vẽ :

σm

σc

Xét hình dáng của ống khi đi qua hào như hình vẽ trên. Ta nhận thấy có 2 vùng
cách biệt dùng để định rõ hình dạng của ống :
− Vùng 1 : Đoạn nhịp ống ở chỗ trũng , chiều dài L
− Vùng 2 : Đoạn nhịp ống ngoài chỗ trũng , chiều dài l
Sơ đồ trên là sơ đồ đối xứng, ứng suất lớn nhất xẩy ra ở mép hào ( σm )
Tra đồ thị 3.19 trong tài liệu Offshore pipeline Design Analysis and Methods theo các
đại lượng vô hướng xác định được ứng suất lớn nhất trong nhịp σm .
Các đại lượng vô hướng được sử dụng :



T
 Lực kéo vô hướng : β = W .L
c

EJ
 Chiều dài đặc trưng : Lc = 3
W
E.C
 ứng suất đặc trưng : σ c = L
c

Trong đó :
- W: trọng lượng của ống dưới nước trên một đơn vị chiều dài( trừ đI
- E: môđun đàn hồi của vật liệu làm ống
π
- J: mômen quán tính của tiết diện ống, J =
64
( Do4 − Di4 )
- C: bán kính ngoài của ống (không kể đến hà bám, bê tông bọc…)
- T: lực căng ống do thi công, ở đây T = 12(T).(Đối với tầu Côn Sơn).
Để ống không bị phá hoại khi đi qua hố lõm thì ứng suất trong ống không lớn hơn
ứng suất cho phép.ứng suất lớn nhất trong ống xác định theo công thức sau :

σm =
[σ ]
k
k : Hệ số an toàn, chọn k = 1,3
fy
[ σ ] : ứng suất cho phép , [ σ ] =
γ m .γ SC
fy : Đặc trưng ứng suất chảy dẻo của vật liệu ống
γsc, γm : Hệ số cấp an toàn của công trình và hệ số sử dụng vật liệu
Các thông số fy , γsc, γm được tính toán như trong phần ổn định đàn hồi .
Kết quả tính toán cho 2 trường hợp thi công và vận hành như sau :

Tra đồ thị hình 3.19 trang 63 tài liệu Offshore Pipeline Design Analysis and Methods
, ta được giá trị L/LC , từ đó tính được L



TT Đại
σm/σc L/Lc L (m)
lượng
β Vùng Vùng
Vùng 1 Vùng 2 Vùng 1 Vùng 2 1 2
5 2.15E-01 2.15E-01 2.2 2.2
TT thi
6.9331 0.215 0.215 2.355 2.355 65.541 65.541
công
10 2.15E-01 2.15E-01 2.6 2.6
5 2.15E-01 1.97E-01 2.2 1.8
TT vận
6.9331 0.215 0.197 2.355 1.993 65.541 55.483
hành
10 2.15E-01 1.97E-01 2.6 2.3

KL : Chiều dài nhịp treo cho phép là : L = 55.4 m.
Tra đồ thị hình 3.22 trang 63 tài liệu Offshore Pipeline Design Analysis and Methods ,
ta được giá trị L/LC , từ đó tính được chiều dài nhịp phụ l :

TT Đại β L/Lc l/Lc l (m)
lượng Vùng Vùng
Vùng 1 Vùng 2 Vùng 1 Vùng 2 1 2
5 2.2 2.2 1 1
TT thi
6.9331 2.355 2.355 0.942 0.942 26.221 26.221
công
10 2.6 2.6 0.85 0.85
5 2.2 1.8 1 0.9
TT vận
6.9331 2.355 1.993 0.942 0.861 26.221 23.975
hành
10 2.6 2.3 0.85 0.8

KL : Chiều dài nhịp phụ cho phép là : l = 23.97m.
4.3. Bài toán cộng hưởng dòng xoáy của nhịp ống
a. Hiện tượng
Khi dòng chảy cắt ngang nhịp ống các xoáy xuất hiện sau tiết diện ngang. Các
xoáy này gây dòng chảy nhiễu loạn và không ổn định sau ống. Dòng xoáy dẫn đến
sự biến đổi có chu kỳ của áp lực thuỷ động lên ống và làm ống rung động.
Chu kỳ của dòng xoáy phụ thuộc vào đường kính ngoài Dn và vận tốc dòng chảy
Vdc .



Dao động xảy ra theo cả hai phương, phương vuông góc với dòng chảy và
phương trùng với hướng dòng chảy. Các nghiên cứu cho thấy đường ống bắt đầu
dao động theo phương dọc dòng chảy khi tần số dòng xoáy đạt khoảng 1/3 tần số
dao động riêng của nhịp. Nếu tốc độ dòng chảy tăng đến mức cao, tần số dao động
của dòng xoáy xấp xỉ tần số dao động riêng của nhịp và dao động ngang dòng xuất
hiện. Lúc này, trên nhịp ống xảy ra hiện tượng dao động cộng hưởng gây chuyển vị
và ứng suất rất lớn dẫn tới phá huỷ ống.

X o¸ y
èng

b. Phương pháp tính toán kiểm tra.
Theo Offshore Pipeline Design Alalysis and Methods, điều kiện để không xảy ra
hiện tượng cộng hưởng là:
f V ≤ 0,7 f n
Trong đó:
S .V
− fV là tần số của dòng xoáy, fV = D
t dc

n

+ St là số Troulhal phị thuộc vào hệ số cản vận tốc CD
0,21
St =
(C D ) 0,75
+ CD: hệ số cản vận tốc
+ Vdc: vận tốc dòng chảy trung bình trên nhịp ống đang xét.Ta tính đối với
hướng có vận tốc dòng chảy chiếu lên phương trục ống là lớn nhất.
+ Dn: đường kính ngoài của ống
Trong phần lớn trường hợp, số Troulhal có thể lấy bằng 0,2.



( trong đồ án này lấy hệ số Troulhal là 0,2)
− Tần số dao động riêng fn của nhịp ống (Hz) :
c EI
fn =
L2 M
+ L: chiều dài nhịp ống
+ E: modun đàn hồi của vật liệu làm ống, E = 2,1.1010 kG/m2.
+ C: hằng số phụ thuộc vào điều kiện liên kết hai đầu ống:
Hai đầu liên kết ngàm: C = 3,5.
Hai đầu liên kết khớp: C = 1,57.
− I: momen quán tính tĩnh của tiết diện ống ( giả thiết rằng chỉ xét phần mômen
quán tĩnh của bản thân ống ).
− M: khối lượng tổng cộng trên một đơn vị dài của ống( kể cả chất vận chuyển,
vỏ bọc, hà bám, nước kèm)
M = M1 + M2 + M3 + M4
M1: khối lượng bản thân thép ống:
π 3,14
M1 = ( D0 − Di2 ) * ρ thep =
2
* (0.219 2 − (0.219 − 2 * 0.0206) 2 ) * 7850 =100.8 (KG)
4 4
M2: khối lượng lớp hà bám:
π 3,14
M2 = ( Dhb − Dbt ) * ρ ha =
2 2
(0.309 2 − 0.219 2 ) * 1300 =48.5 (KG)
4 4
M3: khối lượng nước kèm:
π 3,14
M3 = * Dhb * C am * ρ nuocbien =
2
* 0.309 2 * 0.2 * 1025 =15.4 (KG)
4 4
Trong đó Cam là hệ số khối lượng nước kèm, lấy bằng 0,2.
M4: khối lượng chất vận chuyển bên trong ống:
π 2 3,14
M5 = .Di .ρ nuocbien = * (0.219 − 2 * 0.0206) 2 * 1025 =25.5 (KG)
4 4
Tất cả các khối lượng trên đều tính cho một đơn vị dài.
Từ biểu thức trên suy ra nhịp tối đa để không xảy ra hiện tượng cộng hưởng dòng
xoáy là:



EI 0,5
0,7C.( )
L≤ M
fV
Tính toán cho 2 giai đoạn là thi công và vận hành, ta tính với 2 hướng dòng chảy là
hướng vuông góc với tuyến ống và hướng dòng chảy có vận tốc lớn nhất. Lấy với
dòng chảy 100 năm . Kết quả tính toán như sau :

TT thi công TT vận hành
Thông số TT
Hướng dc NE Hướng dc SE Hướng dc NE Hướng dc SE
Vdc 0.66 0.412 0.66 0.412
fv 0.603 0.376 0.427 0.267
L(2 đầu khớp),m 26.149 33.091 28.256 35.758
L(2 đầu
ngàm),m 39.043 49.408 42.189 53.389

Vậy chiều dài nhịp lớn nhất để không xảy ra hiện tượng cộng hưởng dòng xoáy là :
L = 26.14 m

IV. BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN ĐƯỜNG ỐNG

1. Tổng quan.
Theo số liệu quản lý và giám sát trong công nghiệp dầu khí của cơ quan giám sát
công nghệ quốc gia Nga về những nguyên nhân kỹ thuật cơ bản của các sự cố trong
vận chuyển bằng đường ống được tổng kết như sau:
- Hỏng hóc do kết quả của các tác động ngoài (ngẫu nhiên) chiếm 33%.
- Hỏng hóc trong thiết kế và lắp đặt 24%
- Ăn mòn do môi trường bên ngoài 20%
- Hỏng hóc ống trong điều kiện sản xuất tại nhà máy 17%
- Không tuân theo quy trình khai thác 6%



Theo số liệu trên, số lượng các công trình đường ống bị phá huỷ do các tác nhân
ăn mòn bên ngoài (chưa kể ăn mòn do tác nhân bên trong) đã là 20% và là một con số
rất đáng quan tâm trong thiết kế.
2. Các phương pháp chống ăn mòn
a. Chống ăn mòn bị động.
Chống ăn mòn bị động là phương pháp tạo sự cách li giữa vật cần chống ăn mòn
với môi trường có tính ăn mòn bằng các loại vật liệu bọc bên ngoài đường ống.
Đặc điểm của vật liệu chống ăn mòn:
- Bám dính tốt, có khả năng chống lại các tác động của môi trường.
- Có khả năng chống lại các tác động hoá học, vật lý, và tính chống lão hoá.
- Có khả năng chống lại các tác động cơ học để đảm bảo tính cách li của lớp bảo
vệ.
- Làm việc được trong môi trường nhiệt độ thiết kế.
- Tính tương thích hoá học với các lớp bọc khác và bản thân vật cần chống ăn
mòn.
Ưu điểm:
- Vật liệu bảo vệ rất đa dạng, hình thức bảo vệ đơn giản.
- Thích hợp cho việc bảo vệ các công trình nằm vùng khí quyển biển và trong
phương pháp bảo vệ kết hợp.
Nhược điểm:
- Theo phương pháp này, thì không hoàn toàn bảo đảm khả năng che phủ kín
hoàn toàn vật cần bảo vệ do có sự va chạm trong quá trình thi công, vì vậy độ
tin cậy không cao.
b. Chống ăn mòn chủ động.
Chống ăn mòn chủ động là phương pháp bảo vệ điện hoá (dùng anode hy sinh và
phương pháp dòng điện áp ngoài). Phương pháp này dựa trên cơ chế ăn mòn kim loại
trong môi trường nước biển mà tạo ra những đối tượng trung gian chịu tác động cơ chế
ăn mòn thay cho vật cần bảo vệ dựa vào những đặc tính vật cần bảo vệ.
 Phương pháp bảo vệ bằng anode hy sinh:



Phương pháp này sử dụng anode - các kim loại hặc hợp kim có điện thế thấp hơn
điện thế của kim loại cần bảo vệ trong môi trường ăn mòn.
Ưu điểm:
- Phương pháp này cho kết quả chống ăn mòn như mong muốn.
- Lắp đặt đơn giản.
- Nguyên vật liệu đơn giản.
Nhược điểm:
- Trong điều kiện biển luôn có sinh vật sống ký sinh, do vậy bề mặt anode bị che
phủ làm giảm khả năng chống ăn mòn như mong muốn.
- Phải khảo sát định kỳ để đánh giá lại khả năng còn, chống ăn mòn của anode.
Các loại anode thường được sử dụng:
- Anode hình vành khuyên thường được sử dụng cho những đường ống bọc gia
tải.
- Anode hình thang được sử dụng cho những loại công trình không bọc lớp gia
tải phân bố.
- Vật liệu để chế tạo anode thường là nhôm, kẽm, hợp kim của nhôm và kẽm.
 Phương pháp bảo vệ điện hoá bằng dòng điện áp nguồn:
Phương pháp này dựa vào hiện tượng ăn mòn điện hoá của kim loại mà nguồn điện
được thiết kế nhằm triệt tiêu dòng điện ăn mòn.
Ưu điểm:
- Chủ động trong công tác chống ăn mòn.
- độ an toàn cao .
Nhược điểm:
- Phụ thuộc vào điều kiện ví trí vật bảo vệ so với nguồn điện, do vậy rất khó cho
việc bảo vệ những công trình chạy dài, xa khu vực có khả năng cung cấp
nguồn điện ổn định.
- Khó kiểm soát hệ thống chống ăn mòn theo loại này.



c. Phương pháp bảo vệ kết hợp.
Phương pháp này kết hợp được cả việc chống ăn mòn bằng sơn phủ và chống ăn
mòn bằng điện hoá.
Ưu điểm:
- Phân bố dòng điện bảo vệ tốt hơn.
- Kinh tế hơn các phương pháp riêng lẻ.
- Tránh được những hạn chế của các phương pháp trên khi dùng riêng lẻ.
- Giảm tốc độ hoà tan anode.

3.Thiết kế chống ăn mòn bằng sơn phủ cho tuyến ống.
Tuyến ống dài 1600 m, được chế tạo từ thép API 5L X42 có đường kính 219 mm,
chiều dày thành ống 20.6 (mm).
Trên cơ sở về yêu cầu khai thác công trình trong 30 năm trong điều kiện môi
trường biển phía Nam Việt Nam, ta chọn phương pháp kết hợp các lớp sơn bọc chống
ăn mòn và sử dụng các Anode hy sinh.
Một số loại vật liệu sơn bọc chống ăn mòn đã và đang được áp dụng đối với nhiều
công trình trên thế giới và Việt Nam đó là:
+ Glass flake epoxy
+ Fussion Bouded epoxy
+ Coal tar epoxy
+ Intumescent epoxy
+ Asphalt Enamel
+ fussion bouded epoxy kết hợp Adhesive + Polyethylene (hoặc Polypropylene)
+ Cao su PolyChloprene
+ Cao su chuyên dụng Neoprene...
Các kiểu Anode hy sinh hay được sử dụng:
+ Kiểu hình trụ: “Slender stand - off”
+ Kiểu hình thang: “Elongated flush mounted”
+ Kiểu hình bán khuyên: “Half shell bracelet”



Nhận xét:
- Các loại sơn Coal tar epoxy, Fussion Bouded epoxy, Glass flake epoxy được
chế tạo trên cơ sở nhựa epoxy biến tính, loại Glass flake epoxy còn có chứa
các sợi thuỷ tinh có các đặc tính chống ăn mòn cao cũng như có độ bền tốt
dưới các tác động cơ học. Tuy nhiên, hạn chế là thời hạn làm việc của các loại
sơn này chỉ sấp xỉ 10 năm.
- Các loại Intumescent epoxy, Asphalt Enamel không những giữ được các ưu
điểm đã trình bày ở trên mà còn có tuổi thọ cao đáp ứng được yêu cầu của
công trình đường ống MSP1-BK1 đặt ra.
- Loại cao su chuyên dụng Neoprene đã được áp dụng thành công với vai trò
bọc chống ăn mòn ở vùng dao động sóng của các Riser ở các dàn ống đứng
trong công trình đường ống Rạng Đông - Bạch Hổ.
- Trong 3 loại hình Anode hy sinh đã giới thiệu ở trên thì loại Anode hình bán
khuyên là hay được áp dụng cho các công trình đường ống hơn cả nhờ các đặc
tính thích hợp như hình dạng mặt cắt dạng hình vành khuyên thích hợp lắp đặt
vào đường ống tiết diện tròn, do đó chiều dày của Anode dạng này thường
được chế tạo có chiều dày bằng chiều dày lớp bọc bê tông tạo điều kiện thuận
lợi trong thi công thả ống. Mặt khác, do lắp sát váo bề mặt ngoài của ống nên
chúng không bị phá huỷ do các hoạt động neo buộc cũng như các hoạt động
kéo lưới khi đánh bắt cá của tàu thuyền ngoài khơi.
Trên cơ sở các nhận xét đánh giá trên đây, giải pháp chống ăn mòn tuyến ống MSP1-
BK1 được chọn như sau: Kết hợp bọc 5.2 mm sơn chống ăn mòn loại Asphalt Enamel
và hệ thống Anode hy sinh.

4.Thiết kế chống ăn mọn điên hóa



 Nguyên lý chống ăn mòn điện hoá.
Ăn mòn công trình kim loại trong môi trường nước biển là ăn mòn điện hoá chủ
yếu do chất oxy hoá hoà tan trong nước biển gây ra. Nguyên nhân chính dẫn đến việc
kim loại bị ăn mòn điện hoá là do sự xuất hiện dòng chuyển dịch điện tích từ kết cấu
ống làm bằng vật liệu kim loại ra môi trường bởi sự chênh lệch về điện thế (xuất hiện
cặp pin), kim loại ống trở thành Anode và bị ăn mòn.
Nguyên lý bảo vệ chống ăn mòn điện hoá cho kim loại là tìm cách bù đắp vào
lượng điện tích mà anode bị mất đi bằng một lượng điện tích khác từ bên ngoài hoặc
vào thay thế kim loại ống bằng một kim loại khác có điện thế cao hơn (đóng vai trò
làm anode thay cho kim loại ống), đây chính là nguyên lý của phương pháp anode hy
sinh.

 Đặc trưng môi trường nước biển.
Trong tính toán thiết kế hệ thống bảo vệ cathode thì các đặc điểm môi trường
nước biển cần chú ý như sau:
- Độ mặn của nước biển.
- Nhiệt độ của nước biển.
- Điện trở riêng của nước biển.
- Độ sâu của đáy biển.

 Đặc tính của anode.
- Khối lượng tịnh của anode hy sinh.
- Khối lượng của anode hy sinh kể cả lõi.
- Dạng anode.
- Đặc trưng kích thước của anode.
- Điện thế làm việc của anode.
- Dung lượng điện hoá thực tế.
 Các thông số thiết kế.
+ Các thông số bảo vệ:



- Điện thế bảo vệ tối thiểu để bảo vệ thép trần khỏi bị ăn mòn E0a là - 800 mV
theo điện cực Ag/AgCl/nước biển.
- Mật độ dòng điện để bảo vệ thép trần khỏi ăn mòn là 0.06 - 0.065 A/m2.
+ Các thông số sử dụng trong tính toán:
- Điện thế của thép cacbon trong nước biển là (-) 650mV theo điện cực so sánh
Ag/AgCl/nước biển.
- Hệ số phá hủy sơn lấy theo DnV RP - B401.
- Hệ số sử dụng anode hy sinh được tiếp nhận là 90%.
 Số lượng, phân bố và lắp đặt anode.
- Số anode cần bảo vệ phần ngập nước phụ thuộc vào dung lượng điện hoá của
anode, thời gian vận hành của công trình và hệ số phá huỷ sơn.
- Phân bố các anode tuân theo các bản vẽ thiết kế.
- Lắp đặt anode tuân theo các quy trình kỹ thuật ANSI/AWA D1.1 - 94.

PHẦN III: THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG
Một số phương pháp thi công đường ống biển
Có rất nhiều phương pháp khác nhau thi công đường ống ngầm bao gồm :

Phương pháp thả ống bằng tàu hoặc xà lan thả ống: áp dụng theo hai cách sau:
– Các đoạn ống được đặt trên boong tàu.
– Ống được cuộn tròn trên trống đặt trên boong tàu.

Phương pháp kéo ống: có 4 cách kéo như sau:
– Kéo ống trên mặt (surface tow).
– Kéo ống sát mặt (below surface tow).
– Kéo ống sát đáy (off bottom tow).
– Kéo ống dưới đáy (bottom tow).



Phương pháp thả ống bằng tàu thả ống..Đây là phương pháp thi công phổ biến nhất
trải qua nhiều thế hệ tàu thả ống.
(1) Box-shape: là thế hệ đầu tiên hoạt động được trong vùng có chiều cao sóng
là 5 feet.
(2) Conventional box hull: yêu cầu hoạt động trong vùng được che chắn, bảo vệ.
(3) Ship-shape: có thể hoạt động trong vùng có chiều cao sóng HS<12 feet
(4) Semi-Submersible: có thể hoạt động trong vùng có chiều cao sóng H S=15-17
feet theo mọi hướng, có khả năng hoạt động được trong vùng có điều kiện
thời tiết khắc nghiệt.
Ưu điểm:
– Thi công được liên tục.
– Công tác thi công phần lớn được làm trên bờ và trên tàu thuận lợi cho việc kiểm
tra và xử lí.
– Thời gian thi công nhanh.
Nhược điểm:
– Chỉ thích hợp đối với vùng nước nông.
– Khi ống thả xuống nước khó kiểm tra và phát hiện xem có sự cố gì.
– Chỉ thi công được tuyến đường ống đơn, nếu thi công nhiều tuyến cùng lúc thì
khi thi công xong một tuyến thì tàu lại phải quay lại thi công đoạn tiếp theo nên
mất nhiều thời gian.
– Thi công phụ thuộc vào thời tiết.
– Phải sử dụng nhiều tàu.
– Nối ống với tuyến ống cũ gặp khó khăn.
Phạm vi áp dụng:
– Áp dụng chủ yếu vùng nước nông.



– Loại ống có đường kính nhỏ.
– Áp dụng thả ống liên tục với các tuyến ống dài.
– Áp dụng trong điều kiện thời tiết thuận lợi.

®Çu k Ðo
TEN SIO N ER tê i q u a y
m Æ b iÓn
t STIN G ER

c¸ p
® ê n g è n g
c¸ p
®¸ y b iÓn

Thi công bằng tàu thả ống.
Phương pháp thi công dùng tàu thả ống có trống cuộn ống.
Ống đã được gia công sẵn trên bờ và được kiểm tra rồi cuộn vào một trống (trống
đứng hoặc trống nằm ngang). Tàu vừa di chuyển vừa quay thả ống qua Stinger xuống
biển.
Ưu điểm:
– Các ống được thi công liên tục, thời gian thi công nhanh.
– Các ống được gia công sẵng trên bờ, thuận lợi cho việc kiểm tra.
– Có thể đồng thời thả từ hai ống hoặc nhiều hơn hai ống cùng một lúc.
– Áp dụng cho mọi đường kính ống.
Nhược điểm:
– Chỉ thích hợp với vùng nước nông (nếu dùng trống đứng thì có thể áp dụng cho
vùng nước sâu).
– Thi công phụ thuộc vào thời tiết.
– Đường kính ống thả sẽ bị phụ thuộc vào đường kính trống và kích thước tàu.



– Phạm vi áp dụng:
– Áp dụng cho trường hợp tuyến ống dài, liên tục.
– Thích hợp vùng nước nông.
Phương pháp kéo ống trên mặt nước.
Ống được gia công sẵn trên bờ hoặc trên bãi lắp ráp, được hàn nối, bọc lớp chống
ăn mòn, bọc bê tông, kiểm tra rồi đưa ra biển dùng một tàu kéo chính và hai hoặc ba
tàu kéo cùng kích thước và một tàu giữ (sử dụng phao) đoạn ống được nổi trên mặt
nước.
Ưu điểm:
– Ống được gia công sẵn trên bờ nên dễ kiểm tra và xử lý, nối ống dễ dàng.
– Ống nổi trên mặt nước nên trong khi kéo ta có thể kiểm tra ống được thường
xuyên.
– Sử dụng lực kéo thấp.
– Sử dụng một loại phao.
– Không ảnh hưởng của địa hình đáy.
Nhược điểm:
– Nhạy cảm với tác động của môi trường.
– Cản trở các hoạt động đi lại của tàu thuyền.
– Việc đánh chìm xuống biển là rất khó.
– Không thi công được liên tục.
– Chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường(sóng, gió, dòng chảy..).
Phạm vi sử dụng:
– Áp dụng cho vùng nước nông.
– Tàu kéo có công suất thấp.
– Tuyến ống ngắn.



– Không hoạt động được trong vùng có chiều cao sóng lớn.

Thi công bằng phương pháp kéo ống sát mặt biển
Kéo gần sát đáy.
Phương pháp này sử dụng tàu kéo đê kéo đoạn ống nổi sát đáy được duy trì bằng
hệ thống phao kết hợp xích (xích được gắn ở trên bờ ).
Ưu điểm:
– Giảm tác động môi trường.
– Không gây cản trở giao thông vận tải.
– Sử dụng tàu có công suất thấp.
– Khi thi công không phụ thuộc vào thời tiết.
– Không phụ thuộc vào địa hình đáy.
Nhược điểm:
– Công việc cắt phao và xích khó thực hiện.
– Tính kinh tế của hệ thống phao và xích không cao.
– Khi chuyển động vào vùng nước sâu phải chú ý việc thiết kế phao chịu áp lực
ngoài.
Phạm vi sử dụng:
– Áp dụng cho vùng nước trung gian và vùng nước nông.



Thi công bằng phương pháp kéo ống sát đáy biển

Kéo trên đáy biển.
Là phương pháp kéo ống trực tiếp dưới đáy biển bằng tàu kéo không có hỗ trợ
bằng phao.
Ưu điểm:
– Phương pháp đơn giản không đòi hỏi các phương tiện phụ trợ.
– Ít chịu tác động của môi trường.
– Chỉ cần dùng một tàu kéo.
– Thuận lợi cho việc lắp đoạn ống mới vào đoạn ống cũ.
– Có thể thi công trong điều kiện thời tiết xấu.
Nhược điểm:
– Lực kéo lớn do đó đòi hỏi tàu kéo có công suất cao.
– Đường ống trong khi kéo phải chịu ma sát với đáy gây hư hỏng lớp bọc.
– Có khả năng bị mắc ống khi gặp chướng ngại vật.
– Hạn chế về chiều dài đoạn ống.
Phạm vi áp dụng:
– Với mọi độ sâu nước.
– Địa hình bằng phẳng.



– Được sử dụng rộng rãi trong trường hợp thi công trong cảng hoặc qua sông.
– Có thể thi công được trong điều kiện thời tiết xấu.

Hình xx: Thi công bằng phương pháp kéo trên đáy biển.

Lựa chọn phương án thi công
Cơ sở của việc lựa chọn phương án.
Cơ sở của việc lựa chọn phương án thi công chủ yếu dựa trên các thông số sau:
– Dạng địa hình, địa chất toàn tuyến ống.
– Độ sâu nước và điều kiện khí tượng hải văn.
– Độ xa bờ của tuyến ống.
– Chức năng của tuyến ống.
– Kích thước đường ống cho phép lựa chọn phương án dùng stinger hay dùng
phao.
– Trang thiết bị phục vụ thi công.
– Thời gian thi công.
– Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, điều kiện về nhân lực



Lựa chọn phương án.
Từ ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của từng phương pháp nêu trên kết hợp với
điều kiện đề bài:
- Độ sâu nước thiết kế là 34m.
- Chiều cao sóng thiết kế H = 8.6m.
- Chiều dài tuyến ống L = 1600m.
- Đường kính ống D = 219 x 20.6mm.
Dựa vào điều kiện thực tế của với những khả năng thi công của xí nghiệp xây
lắp dầu khí Việt Xô ta chọn phương án thi công thả ống bằng tàu thả ống.
Đây là một phương pháp phổ biến đã được thực hiện nhiều ở Việt Nam nên rất
thuận lợi cho thi công tuyến ống. Thiết bị dùng để thả ống là tàu thả ống Côn Sơn, loại
tàu này đáp ứng được đầy đủ các chỉ số kỹ thuật, trang thiết bị. Đặc biệt tàu có trang bị
một hệ thống cần cẩu lớn, có đầy đủ dây chuyền lắp ráp và kiểm tra ống.


download

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (16)

Similar to download

Similar to download (20)

download