Trong những năm gần đây, các công trình hạ nguồn thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã và đang phát triển với quy mô và số lượng lớn, điển hình là cụm các công trình: LPG Dinh Cố, Thị Vải, điện đạm Phú Mỹ, điện Bà Rịa, Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Khí - Điện - Đạm Cà Mau, Nhà máy điện Nhơn Trạch, vv. Sắp tới sẽ bùng nổ sự phát triển xây dựng các công trình hạ nguồn có quy mô lớn, như: Dự án các công trình Khí - Điện Ô Môn – Sóc Trăng, Nhà máy lọc dầu số 2 Nghi Sơn – Thanh Hoá, Nhà máy lọc dầu số 3 Long Sơn – Bà Rịa – Vũng Tàu, cụm khu công nghiệp Sao Mai - Bến Đình, vv.Hầu hết các khu công nghiệp trên đều có nhu cầu sử dụng năng lượng và đầu vào là nguồn khí thiên nhiên và khí đồng hành được khai thác từ các mỏ thuộc thềm lục địa Việt Nam và khu vực chồng lấn. Xây dựng tuyến ống ngầm dưới biển đặc biệt là tuyến ống tiếp bờ và trên bờ để vận chuyển khí từ mỏ vào bờ là nhiệm vụ khó, phức tạp đối với chủ dự án cũng như các đơn vị thi công từ tổng thầu đến thầu phụ.
Dự án tuyến ống dẫn khí Nam Côn Sơn hai pha với chiều dài tuyến ống 399km, đường kính 26 inch là một trong những tuyến ống dẫn khí hai pha dài nhất thế giới đã xây dựng ở Việt Nam. Tuy nhiên tuyến ống trên do đơn vị thi công nước ngoài thực hiện.
Tuyến ống dẫn khí PM3 – Cà Mau đường kính 18 inch với chiều dài tuyến ống ngầm trên biển dài 297km, trên bờ dài 27km do XNLD Vietsovpetro (tổng thầu) và nhà thầu phụ Mc.Dermott, các nhà thầu phụ Việt Nam thực hiện đã hoàn thành vào tháng 4/2006 với kết quả khá tốt đẹp. Đây là dự án lần đầu tiên các nhà thầu Việt Nam tham gia thi công tuyến ống tiếp bờ và chủ trì thi công tuyến ống trên bờ.
30 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 4439 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Nghiên cứu quy trình thi công và lắp đặt đường ống dẫn khí PM3 Cà Mau, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 3
QUY TRÌNH THI CÔNG VÀ LẮP ĐẶT ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ
PM3 - CÀ MAU
3.1. Giới thiệu về Dự án Đường ống dẫn khí PM3-CPMB
Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau là một trong ba dự án kinh tế lớn giai đoạn 2000-2005 của Việt Nam (hai dự án còn lại là Thủy điện Sơn La và Nhà máy lọc dầu Dung Quất). Dự án này được Tổng công ty Dầu khí Việt Nam (Petrovietnam) làm chủ đầu tư. Dự án bao gồm việc xây dựng đường ống dẫn khí bằng thép dài 325 km (có 298 km đi ngầm dưới biển) đường kính ống 18 inch, dày 12,5 mm, công suất vận chuyển tối đa 2 tỷ m³ khí/năm đưa khí từ mỏ PM3 thuộc vùng chồng lấn Việt Nam và Malaysia vào Khu công nghiệp Khánh An ở huyện U Minh, Cà Mau để cấp cho hai nhà máy nhiệt điện và một nhà máy sản xuất phân đạm urê. Hai nhà máy điện có công suất tổng cộng là 1500 MW và nhà máy đạm (urea) có công suất 800.000 tấn/năm. Tổng vốn dự kiến lên đến 1,4 tỷ USD. Dự kiến hoàn thành toàn bộ dự án vào năm 2009 (dự án khí hoàn thành 2006, dự án điện hoàn thành 2008 và dự án đạm hoàn thành năm 2009). Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau cùng với dự án khí Lô B - Ô Môn đưa khí từ biển Tây Nam đến Tổ hợp các nhà máy điện ở Ô Môn (công suất Tổ hợp Ô Môn là 2600 MW) góp phần phát triển Đồng bằng Sông Cửu Long thành một trung tâm năng lượng của Việt Nam.
Đường ống dẫn khí PM3 Cà Mau là một phần của Dự án Khí-Điện-Đạm Cà Mau được Xí nghiệp liên doanh Dầu khí Việt-Xô (Vietsovpetro) xây dựng, bao gồm 298 km đường ống dẫn khí ngoài biển nối từ mỏ Dầu -Khí PM3 thuộc vùng biển chồng lấn giữa Việt Nam và Malaisia và 26,114 Km đường ống dẫn khí trên bờ (bao gồm cả 03 trạm: Trạm tiếp bờ (LFS), cụm van ngắt tuyến (LBV) và Trạm phân phối khí (GDS). Dòng khí đầu tiên từ mỏ PM3 đã được đưa vào tới trạm GDS thuộc xã Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau vào lúc 12h54' ngày 2 tháng 5 năm 2007 để cung cấp cho Cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau, đây là một sự kiện có ý nghĩa vô cùng quan trọng đánh dấu ý nghĩa chiến lược phát triển kinh tế khu vực phía Nam của Việt Nam.
Các hạng mục công trình xây dựng:
- Công trình Đường ống dẫn khí PM3-Cà Mau
Chủ đầu tư: Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Tổng thầu EPC: Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro (VSP). Tư vấn thiết kế kỹ thuật: Worley. Pty. Ltd. (Úc). Tư vấn quản lý dự án (PMC): Pegansus (Anh).
Các công trình cung cấp khí cho cụm Khí - Điện - Đạm được gắn với nguồn khí khai thác từ các mỏ khí thuộc khu vực biển Tây Nam có trữ lượng khai thác tại mỏ khí PM-3/CAA (vùng khai thác chung Việt Nam và Malaysia) là 52,3 tỷ m³, trong đó Việt Nam hưởng 50% (26 tỷ m³); mỏ khí Cái Nước (thuộc Lô 46) khoảng 2 tỷ m³; và trong tương lai có thể bổ sung nguồn khí khai thác từ các mỏ 46/51, Lô B, 52/97.
Công suất: 2 tỉ m³ khí/năm
Chiều dài đường ống tổng cộng: 325 km (298 km ngầm dưới biển)
Đường kính ống: 18 inch; độ dày ống: 12,7 mm
Khởi công: 22/6/2005;
Hoàn thành giai đoạn 1, cấp khí cho nhà máy điện Cà Mau 1: 24/6/2008
Hoàn thành giai đoạn 2, cấp khí cho cả hai nhà máy điện Cà Mau 1 và 2: 20/8/2008
Nghiệm thu hoàn thành cấp Nhà nước: 25/12/2008
Khánh thành (cùng hai nhà máy điện): 27/12/2008
- Công trình Nhà máy nhiệt điện
Chủ đầu tư: Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Tổng thầu EPC: Tổng công ty Lắp máy Việt Nam (LILAMA). Tư vấn thiết kế kỹ thuật: Liên danh tư vấn Poyry Energy Ltd. (Thụy Sỹ) và Công ty tư vấn Xây dựng điện 2 (PECC2). Tư vấn quản lý dự án (PMC): Công ty tư vấn Poyry Energy Ltd. (Thụy Sỹ). Nhà thầu phụ gói 1 (cung cấp thiết bị vật tư chính): Siemens AG (Đức). Nhà thầu phụ gói 2 (sân phân phối cao áp): Tổ hợp Siemens (Indonesia) và Siemens (Việt Nam). Nhà thầu phụ gói 3 (các hệ thống phụ trợ nhà máy): Tổ hợp Torishima (Hồng Kông) - Colenco (Thụy Sỹ)/EDF (Pháp) - LILAMA 18. Nhà thầu phụ gói 4 (phần xây dựng): VinCi (Pháp)/CSB (Việt Nam).
Công trình bao gồm hai nhà máy nhiệt điện chu trình hỗn hợp sử dụng tuabin khí thế hệ F.
Công suất mỗi nhà máy: 750 MW khi đốt khí; 669,8 MW khi đốt dầu DO. Số giờ sử dụng công suất đạt 6.500 giờ/năm đến 7.000 giờ/năm. Lượng khí tiêu thụ hàng năm khoảng 900 triệu m³/năm/1 nhà máy, tương đương khoảng 3,1 triệu m³/ngày.
Nhà máy Cà Mau 1 có DTSD: 20,4 ha; khởi công: 09/4/2006; vận hành thương mại: 20/3/2008
Nhà máy Cà Mau 2 có DTSD: 9,5 ha; khởi công: 09/4/2006; vận hành thương mại: 13/12/2008
Nghiệm thu hoàn thành cấp Nhà nước cả hai nhà máy: 25/12/2008
Khánh thành cả hai nhà máy: 27/12/2008
Nhà máy đạm
Nhà máy đạm công suất ban đầu khoảng 800.000 tấn/năm, tương đương 2.350 tấn urea/ngày.
Lượng khí tiêu thụ khoảng 500 triệu m³/năm.
Cụm công nghiệp sử dụng nguồn khí thấp áp và công nghiệp địa phương, gồm công nghiệp khí hoá lỏng, công nghiệp hoá chất lấy khí làm nguyên liệu, công nghiệp vật liệu xây dựng và công nghiệp chế biến nông, thuỷ sản... sử dụng khí thấp áp là nguồn nhiên liệu.
- Các công trình phụ trợ khác bao gồm hệ thống hạ tầng kỹ thuật như giao thông, cấp, thoát nước, khu xử lý nước và rác thải trong và ngoài cụm công nghiệp; hệ thống kho, cảng và bến bãi; khu điều hành và dịch vụ công cộng.
Khu đô thị mới Khánh An phục vụ nhu cầu tái định cư và khu ở dành cho công nhân khu công nghiệp với quy mô dự kiến khoảng 10 ngàn dân.
Hình 3-1: Sơ đồ tuyến đường ống dẫn khí ngoài biển
Bảng 3-1: Các ký hiệu tiêu chuẩn
AE
Phủ nhựa đường
AISC
Học viện xây dựng thép Hoa kỳ
API
Viện Dầu khí Hoa Kỳ
A&R
Thu hồi và loại bỏ
ASME
Hội kỹ sư máy Hoa kỳ
BOP
Đáy ống
BR-B
Giàn Bunga Raya ở khu vực khai thác thương mại PM3
BS
Tiêu chuẩn Anh
BSCM
Tỷ mét khối khí
CPMB
Ban quản lý Dự án Khí - Điện - Đạm Cà Mau
DAF
Hệ số khuyếch đại động lực
DN
Đường kính danh nghĩa
FOS
Hệ số an toàn
Hs
Sự kể đến chiều cao của sóng biển
HAT
Mức thuỷ triều cao nhất
HDPUF
Mật độ bọt có chứa chất Poly-uratan cao
HSS
Sự co lại nhiệt của lớp ống bọc ngoài
ID
Đường kính bên trong của ống
IP
Điểm giao nhau
KP
Kilômét đường ống
LAT
Mức thuỷ triều thấp nhất
MSL
Mực nước biển trung bình
LFS
Trạm tiếp bờ
LBV
Cụm van ngắt tuyến
GDS
Trạm phân phối khí
MBL
Sức chịu tải nhỏ nhất
NACE
Hiệp hội các quốc gia về Kỹ thuật ăn mòn
OD
Đường kính bên ngoài
ROV
Xe điều khiển từ xa
SMTS
Sức chịu căng nhỏ nhất của chi tiết
SMYS
Sức chịu uốn nhỏ nhất của chi tiết
SCF
Hệ số tập trung ứng suất
SWL
Tải trọng làm việc an toàn
Tp
Chu kỳ làm việc tối đa
WD
Độ sâu mực nước
CD
Dữ liệu biểu đồ
TVH
Thái lan - Việt nam - Hồng kông
3.2. Các số liệu chi tiết về thiết kế đường ống
Bảng 3-2: Số liệu về vật liệu
Đặc tính
Đơn vị
Giá trị
Vật liệu
API 5L X65
Tỷ trọng
Kg/m3
7,850
Sức chịu uốn nhỏ nhất của chi tiết
MPa
448
Sức chịu căng nhỏ nhất của chi tiết
MPa
530
Môdul Iâng
MPa
207.000
Tỷ lệ nhiễm độc
-
0.30
Bảng 3-3: Số liệu lớp phủ ăn mòn
Ứng dụng
Chiều dài
(km)
Lớp phủ chống ăn mòn
Khối lượng riêng (Kg/m3)
Bề dày danh nghĩa (mm)
Lớp phủ ăn mòn bên ngoài
từ 0.000
tới 297.356
AE
1400
5.2
Bảng 3-4: Số liệu lớp phủ ở mối nối
Ứng dụng
Chiều dài (km)
Lớp phủ ở mối nối
Khối lượng riêng
Lớp phủ ở mối nối
0.000 – 297.356
HSS + HDPUF
1025 (Kg/m3)
Bảng 3-5: Số liệu về chiều dày và bao bọc đường ống dẫn khí đường kính 18”
Chiều dài
tuyến ống
(km)
Chiều
dài
Độ sâu
mực nước (m)
Đường kính bên ngoài
Bề dày thành ống
Bề dày lớp phủ ăn mòn
Bề dày lớp phủ bê tông
Tỷ trọng bê tông
Từ
Tới
(m)
Min.
Max.
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(kg/m)
0.000
0.500
500
53.5
54.0
457.00
17.5
AE,5.2mm
85
3044
0.500
49.694
49194
47.0
54.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
55
3044
49.694
98.694
49000
37.0
47.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
80
3044
98.694
130.694
32000
23.0
37.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
95
3044
130.694
215.694
85000
23.0
30.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
80
3044
215.694
237.700
22006
24.0
29.5
457.00
12.7
AE,5.2mm
50
3044
237.700
245.694
7994
24.5
28.5
457.00
12.7
AE,5.2mm
55
3044
245.694
272.156
26462
17.0
25.5
457.00
12.7
AE,5.2mm
75
3044
272.156
289.056
16900
10.0
17.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
70
3044
289.056
295.556
6500
4.0
10.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
45
3044
295.556
297.356
1980
0.0
4.0
457.00
12.7
AE,5.2mm
35
3044
Bảng 3-6: Hệ số ma sát giữa đường ống và đáy biển
Điều kiện đất
Hệ số ma sát
Theo chiều dài
Theo mặt bên
Sét
0.2
0.2 – 0.3
Cát
0.3
0.7
Bảng 3-7: Những yêu cầu về thành phần hoá học tính bằng phần trăm trọng lượng. Áp dụng với loại vật liệu 5L X65 theo tiêu chuẩn API
Ống đúc
Cacbon max
Mangan max
Photpho max
Sunfua max
0.28
1.4
0.03
0.03
Ống hàn
0.26
1.45
0.03
0.03
Bảng 3-8: Những yêu cầu về sức căng cho cấp độ kỹ thuật của đường ống theo tiêu chuẩn API đối với loại vật liệu 5L X65
Sức chịu uốn nhỏ nhất
Sức chịu uốn lớn nhất
Sức chịu căng nhỏ nhất
Sức chịu căng lớn nhất
psi
MPa
psi
MPa
psi
MPa
psi
MPa
65.000
448
87.000
600
77.000
531
110.000
758
Bảng 3-9: Trọng lượng mỗi đơn vị chiều dài và áp suất kiểm tra đối với ống đường kính 18 inch theo tiêu chuẩn API
Đường kính ngoài
(D)
Chiều dày thành ống
(t)
Trọng lượng mỗi đơn vị chiều dài
Đường kính tính toán bên trong
Áp suất kiểm tra
Cấp độ X65
(psi)
inch
mm
Lb/ft
Kg/m
inch
mm
18 inch
0.500
12.7
93.54
140.31
17.000
431.8
Std
3000
Alt
3070
0.688
17.5
127.32
180.98
16.624
422.25
Std
3000
Alt
3630
3.3. Các tham số có ảnh hưởng tới môi trường
3.3.1. Dữ liệu về cột sóng
Bảng 3-10:
Điều kiện có sóng
Chiều cao sóng cực đại (m)
Chu kỳ sóng cực đại (s)
Chiều cao tính toán (m)
Chu kỳ tính toán (s)
100 năm
12.0
11.4
7.0
9.6
10 năm
11.1
10.5
6.0
8.9
1 năm
8.7
9.2
4.7
7.9
3.3.2. Dữ liệu về mực thuỷ triều
Ở vịnh Thái lan (biển Tây) chế độ thuỷ triều hằng ngày không ổn định với biên độ lớn nhất khoảng 1.1 - 1.2 m và thấp hơn ở vào khoảng 0.6 - 0.8m.
Dự báo thuỷ triều cho Hòn Thọ Châu - một hòn đảo cách khu đất trũng khoảng 140km về phía tây và phía nam cuối đường ống:
Bảng 3-11:
Vị trí
HAT
MHHW
MLLW
LAT
DATUM
Hòn Thọ Châu
0.8
0.6
0.3
0.2
CD
Cửa sông Bày Háp
-
1.2
0.3
1
CD
Đường ống cuối phía nam
2.7
2.5
0.2
0.0
LAT
3.3.3. Đặc tính nước biển sử dụng cho việc thiết kế đường ống
- Tỷ trọng: 1025 kg/m3
- Độ nhớt: 1.6 cP
- Tính dẫn nhiệt: 0.560 W/m
- Điện trở suất: 0.20 Ohm ~ m
3.3.4. Hệ số thuỷ động học
Hệ số thuỷ động học được sử dụng để xác định sức tải của sóng và áp lực của dòng nước áp dụng cho việc lắp đặt đường ống
Hệ số kéo: Cd = 0.7
Hệ số khối lượng: Cm = 1.0
3.4. Phân tích lắp đặt đường ống
3.4.1. Đánh giá bán kính làm việc của tuyến ống
F: Ứng suất tiếp đất
S: Hệ số ma sát theo mặt bên của đất (bảng 3-5)
R: Bán kính nhỏ nhất của tuyến ống
W: Trọng lượng của mỗi đơn vị đường ống chìm ngập ở dưới mặt biển (bảng 3-9)
R = (3-1)
3.4.2. Ống làm việc ở áp lực tĩnh
Để đạt được mục đích của quá trình phân tích lắp đặt, một mô hình chi tiết của đường ống từ các khoang chứa trên vị trí của xà lan tới vị trí tiếp đất tại đáy biển sẽ được tạo ra bao gồm cả sự trợ giúp của chính xà lan đó và con lăn. Việc phân tích tĩnh sẽ được thực hiện với tải trọng thực của tuyến ống, giả thiết chỉ phụ thuộc vào mối quan hệ ứng suất căng về chiều dài. Lý thuyết được sử dụng dựa trên cơ sở 3 yếu tố: ứng suất tĩnh, độ uốn lớn nhất, lực tay đòn nhỏ.
Phần mềm OFFPIPE, phiên bản 2.07AQ, sẽ được sử dụng cho quá trình phân tích lắp đặt đường ống. Đây là một hệ thống phân tích chi tiết dựa trên mô hình của bức xạ vô tuyến và kết cấu cáp neo.
Chiều sâu của mực nước áp dụng cho quá trình lắp đặt sẽ được tính theo chiều sâu lớn nhất và có kể đến LAT + HAT, nhưng việc lắp đặt sẽ phải được xác định lại nếu như chiều sâu mực nước thay đổi lớn hơn 5m.
Quá trình phân tích lắp đặt dựa trên giới hạn độ cong uốn và ứng suất căng không vượt quá 72% giá trị sức chịu uốn nhỏ nhất của chi tiết trong khu vực chịu uốn. Ngoài khu vực này thì giá trị đó có thể vượt quá với giá trị nhỏ nhưng không được phép quá 80%. Chú ý là trong vùng làm việc quá giới hạn uốn, đường ống được nâng bởi con lăn của xà lan và do đó không phụ thuộc vào tải trọng của môi trường.
Để tính toán ứng suất kết hợp, hệ số 0.85 sẽ được áp dụng đối với ứng suất uốn trong quá trình tính ứng suất tương tự.
3.4.3. Ống làm việc ở áp lực động
Quá trình phân tích lắp đặt động chỉ được thực hiện trong trường hợp khi quá trình phân tích tĩnh đã được xác định. Mục đích của quá trình là thiết lập giới hạn hoạt động của trạng thái nước biển trong hoạt động lắp đặt đường ống.
Mô hình đã sử dụng cho phân tích tĩnh sẽ được thay đổi bao gồm các tải trọng thêm vào sau:
Sự chuyển động của tàu (thuyền)
Tải của dòng nước biển
Tải của sóng biển
Bằng việc sử dụng phần mềm MOSE để đánh giá tác động chuyển động của tàu (thuyền).Vì mục đích này, một mô hình thuỷ động sẽ được tạo ra dựa trên điều kiện lắp đặt và quá trình phân tích sau đó sẽ được tiến hành.
Phân tích lắp đặt đường ống động dựa trên giới hạn của ứng suất kết hợp là ứng suất căng và ứng suất uốn và không vượt quá 96% giá trị Sức chịu uốn nhỏ nhất của chi tiết trong và ngoài vùng làm việc uốn. Hệ số tính toán cho ứng suất kết hợp là 0.85.
3.5. Phân tích quá trình nâng ống
- Phân tích nâng ống sử dụng kỹ thuật nâng bằng cẩu Davit được trình bày qua phần mềm OFFPIPE.
- Trong hoạt động nâng ống, đường cần trục được gắn với đường ống trong khi nó nằm trên đáy biển. Sau đó đường ống sẽ được nâng từ từ lên khỏi mặt nước bởi việc giảm dần chiều dài của đường cần trục. Quy trình này được mô hình hoá qua phần mềm OFFPIPE, bởi việc biểu diễn hàng loạt các bước riêng rẽ. Nhiệm vụ của OFFPIPE là tính toán ứng suất đường ống, hình dạng của đường ống, chiều dài cần trục và sức căng cho từng bước lắp đặt.
- Sau khi đưa ống về bờ, hai đoạn ống cuối từ ngoài biển và trên đất liền sẽ được đưa lên khỏi mặt nước 1m, sau đó nó sẽ được cắt bỏ và hàn lại cùng với nhau. Sau khi hoàn thành phủ lớp mối nối, chuỗi đường ống sẽ được hạ xuống đáy biển. Khối phao nổi gắn với đường ống trong quá trình kéo được giữ nguyên vị trí để nối với đường nâng trung gian.
3.6. Phân tích kéo ống
Chiều sâu của mực nước thường hạn chế quá trình lắp đặt bằng sà lan. Để kéo ống từ sà lan về tới bờ, công tác thông thường là sử dụng tời. Phân tích kéo ống về bờ bao gồm xác định yêu cầu cho lực kéo để thiết kế bổ sung những bể nổi và công suất thích hợp cho tời. Những khía cạnh kỹ thuật sau sẽ được xem xét trong quá trình phân tích kéo ống:
Yêu cầu về lực kéo,
Đánh giá chọn tời,
Thiết kế bổ sung bể nổi để giảm lực kéo,
Thiết kế neo đậu tại bờ.
+ Yêu cầu về lực kéo
Lực kéo sẽ được định lượng qua những trạng thái khác nhau của tuyến ống trên số chiều dài cáp. Hệ số ma sát thích hợp bằng 1.0 sẽ được sử dụng khi chuỗi ống nằm dưới đáy biển.
+ Đánh giá chọn tời
Công suất của hệ thống tời sẽ được tính toán bao gồm tất cả các thành phần công suất của cáp và của tời. Một hệ số an toàn bằng 3.0 sẽ được sử dụng dựa trên sức vượt tải nhỏ nhất của cáp.
+ Thiết kế bổ sung
Sự phân bố phao nổi sẽ được chọn lựa qua việc xem xét đến các điều kiện sau:
- Sức chịu tải nhỏ nhất của khoang chứa tời
- Độ ổn định ở mặt bên của đường ống đối với sự biến đổi của thuỷ triều và dòng nước.
+ Thiết kế mỏ neo
Một phần đoạn bờ biển sẽ được đào rãnh trước để bố trí một sà lan kéo với một máy kéo ở trên tàu đã được gắn với một mỏ neo chôn trên bờ kết hợp với đóng cọc. Quá trình kiểm tra sự ổn định của mỏ neo cần xem xét đến các thành phần thẳng đứng và ở mặt bên của lực kéo. Kiểm tra chiều dài của mỏ neo, và các thiết bị phụ trợ khác cũng được tiến hành.
Hệ thống mỏ neo này sẽ được thiết kế qua việc xem xét đến lực kéo lớn nhất và số liệu về đất đá tại vị trí kéo trên biển.
Thêm vào đó, việc phân tích sẽ được tiến hành bằng cách kiểm tra toàn bộ công tác kết nối giữa đường ống và các thiết bị phóng thoi hình chữ Y.
3.7. Phân tích vận chuyển đường ống
3.7.1. Chiều cao xếp ống
Sử dụng bảng tính MathCAD, chương trình sẽ tính toán con số lớn nhất của lớp ống có thể được xếp mà không vượt quá giá trị ứng suất chịu tải cho phép (75%Fy) trên ống thép, ứng suất bị biến dạng và ứng suất chịu tải trên lớp phủ ngoài của đường ống, tải trọng cho phép của sàn tàu trong quá trình vận chuyển bằng sà lan.
Sự sắp xếp
Khi sắp xếp người ta xem xét đến trọng lượng cực đại của lớp ống ở dưới đáy có thể chịu đựng được trước sự biến dạng sẽ xảy ra. Những ống có chiều dài ngắn nên được đặt ở trên cùng.
Hình 3-2: Mô hình xếp ống tại sà lan
Để giảm đến mức nhỏ nhất tác hại bởi sức chịu đựng lên ống có thể xảy ra, hệ số D/t >= 50 được áp dụng cho cả áp lực tĩnh và áp lực động tác động lên đường ống trong quá trình vận chuyển. Ứng suất động phụ thuộc vào chiều cao của cột sóng, tốc độ của thuyền, chiều dài của thuyền, yêu cầu của thuyền đối với mặt nước, và vị trí của ống trước trục của thuyền. Việc tính toán đến giá trị ứng suất này thường bao gồm một hệ số cân bằng g = 0.4 cho tính toán ứng suất động. Một hệ số g khác nhưng không nhỏ hơn 0.2 có thể được sử dụng cho việc tính toán.
Ứng suất tĩnh
σS = 0.426. ; (3-2)
trong đó:
σS : ứng suất tải tĩnh (psi);
n = số lớp ống;
D = đường kính bên ngoài của ống (inch);
t = chiều dầy thành ống (inch);
L = chiều dài đoạn ống (feet);
W = chiều rộng giá đỡ (feet);
B = phụ thuộc số ngăn giá đỡ.
Trong trường hợp vận chuyển đường ống đi qua kênh rạch trong đất liền, ứng suất tải tĩnh lớn nhất không vượt quá giá trị sức chịu uốn nhỏ nhất của ống (SMYS). Đối với vận chuyển ngoài biển, σS không vượt quá (SMYS)/(1+g) , trong đó g là hệ số cân bằng:
g = 0.426. (3-3)
3.7.2. Sự ổn định của sà lan
Trong quá trình vận chuyển việc xem xét đến các yếu tố có ảnh hưởng tới môi trường có tác động trực tiếp đến sự ổn định của sà lan. Việc xác định sức cản kéo cho tàu kéo ống dựa vào chiều cao của cột sóng, tốc độ gió, tốc độ dòng nước chảy thông qua sử dụng phần mềm MOSE để tạo ra một mô hình thuỷ động học của sà lan mà quá trình đánh giá không bị thay đổi cũng như gây tác hại đến độ ổn định của sà lan.
3.8. Giới thiệu OFFPIPE và MOSE
3.8.1. Giới thiệu OFFPIPE
OFFPIPE bao gồm một chương trình trung tâm và hàng loạt các chương trình lựa chọn khác.
- OFFPIPE có khả năng thực hiện quá trính phân tích lắp đặt đường ống tĩnh và động cho loại lớn như lắp đặt bằng sà lan hoặc cho những mô hình kích thước dạng vòi phun.
- Thực hiện quá trình lắp đặt ngay từ giai đoạn đầu, phân tích quá trình thu hồi và loại bỏ đối với cáp được sử dụng để nâng hạ đường ống xuống đáy biển.
- Tính toán ứng suất tĩnh, chiều dài và độ uốn cong của đường ống ngay cả khi nó nằm trên đáy biển không đồng đều.
- Thực hiện quá trình phân tích nâng bằng cần cẩu cho lắp đặt nâng ống dạng thông thường và kết hợp ở dưới biển.