bao cao thuc tap tot ngiep

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN

Institute of Construction for Offshore Engineering

TỔNG CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ DẦU KHÍ (PV Engineering)

Petrovietnam Investment Consultancy and Engineering Joint Stock Company

1

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP Trong thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Xây Dựng, đặc biệt là tại Viện Xây dựng Công trình biển chúng em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích và rất cần thiết cho một kỹ sư. Tuy nhiên việc được các thầy giới thiệu đi thực tập cán bộ kỹ thuật lại là một dịp thật ý nghĩa bởi chúng em có thể học hỏi thêm được nhiều điều. Đó là cơ hội để chúng em có thể tìm hiểu sâu hơn, đầy đủ hơn về chuyên môn của ngành công trình biển và kinh nghiệm thực tiễn. Chúng em cũng xin cảm ơn TS.Nguyễn Quốc Hòa, thầy là người luôn theo sát, dẫn dắt chúng em trong suốt quá trình thực tập và các thầy cô giáo trong Viện đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng em trong suốt thời gian qua.

Qua thời gian học tập và phấn đấu, chúng em được các thầy giới thiệu thực tập tại: Phòng Thiết kế phát triển mỏ & Công trình biển – Trung tâm Tư vấn Thiết Kế - Tổng Công Ty Tư vấn Thiết kế Dầu Khí (PV Engineering). Được thực tập tại Phòng Thiết kế phát triển mỏ & Công trình biển đối với chúng em là vô cùng vinh dự bởi Tổng Công ty Tư vấn Thiết kế Dầu khí (PV Engineering ) là Tổng Công ty chuyên về tư vấn thiết kế duy nhất trong Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam. Được thực tập trong một môi trường chuyên nghiệp giúp chúng em học hỏi được rất nhiều điều từ kiến thức chuyên môn đến kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Công trình biển. Tuy nhiên do kinh nghiệm chuyên môn thực tế không nhiều nên chúng em nhận thấy còn mốt số thiếu sót trong quá trình tìm hiểu và thực tập tại Phòng. Chúng em hi vọng sẽ được tiếp tục nhận sự quan tâm, hướng dẫn, chỉ bảo thêm;

Chúng em xin gửi lời cảm ơn Th.S Nguyễn Mạnh Hùng – Trưởng phòng Phòng Thiết kế phát triển mỏ & Công trình biển là người trực tiếp tạo điều kiện để chúng em được thực tập tại Phòng ,và chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể các anh trong Phòng đã nhắc nhở, động viên và tạo điều kiện cho chúng em trong suốt thời gian thực tập tại đây !

TP.HCM, Ngày 23 tháng 09 năm 2011






2

MỤC LỤC

PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƠI THỰC TẬP .................................................. 10

1.1 GIỚI THIỆU VỀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH TỔNG CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ DẦU KHÍ (PVE)....................................................................................... 10

1.2 LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG CỦA PVE .............................................................. 11

1.2.1. Tư vấn và Thiết kế: .......................................................................................... 11

1.2.2. Khảo sát và kiểm định: .................................................................................... 12

1.2.3. Tư vấn quản lý dự án: ..................................................................................... 12

1.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC PVE.................................................................................. 13

PHẦN 2: NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ........................................................ 15

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CÔNG TÁC QUẢN LÝ DỰ ÁN ............................................ 15

1.1. CÁC QUY ĐỊNH HIỆN HÀNH .......................................................................... 15

1.2. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN, BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN: ...................... 16

1.2.1. Tiếp nhận hồ sơ mời thầu: ............................................................................... 17

1.2.2. Triển khai lập hồ sơ đấu thầu: ........................................................................ 17

1.2.3. Đóng gói gửi hồ sơ dự thầu: ............................................................................ 17

1.2.4. Đàm phán ký kết hợp đồng: ............................................................................. 17

1.2.5. Triển khai dự án: ............................................................................................. 17

1.2.6. Kết thức dự án: ................................................................................................ 17

CHƯƠNG II: TÌM HIỂU CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM HIỆN ĐANG ÁP DỤNG ĐỂ THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH BIỂN Ở PVE ...................................... 18

2.1 TIÊU CHUẨN API RP 2A-WSD 21th Edition .................................................. 18

2.1.1 Giới Thiệu (Intruduction) ................................................................................ 18






3

2.1.2 Nội Dung Cơ Bản: ........................................................................................... 19

2.1.3 Phạm Vi Áp Dụng ............................................................................................ 22

2.2 TIÊU CHUẨN DNV ........................................................................................... 23

2.2.1 Giới Thiệu (Intruduction): ............................................................................... 23

2.2.2 Nội Dung Cơ Bản ............................................................................................ 23

2.2.3 Phạm Vi Áp Dụng:........................................................................................... 26

2.3 TIÊU CHUẨN ASTM:....................................................................................... 27

2.4 TIÊU CHUẨN AISC .......................................................................................... 28

2.5 CÁC QUY PHẠM THỰC HÀNH NOBLE DENTON ..................................... 28

CHƯƠNG III: TÌM HIỂU CÁC DỰ ÁN CÔNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM ...... 29

3.1 DỰ ÁN ĐƯƠNG ỐNG DẪN KHÍ NAM CÔN SƠN 1 ( NCS 1): ..................... 29

3.1.1. Vị trí và hạng mục chính: ................................................................................ 29

3.1.2. Công suất vận chuyển: ..................................................................................... 29

3.1.3. Tiến độ: ............................................................................................................ 29

3.1.4. Chủ đầu tư và tổng dự toán: ............................................................................ 30

3.2 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ NAM CÔN SƠN 2(NCS 2): .......................... 30

3.2.1. Vị trí công trình và các hạng mục chính : ....................................................... 30

3.2.2. Tiến độ : ........................................................................................................... 33

3.2.3. Chủ đầu tư và tổng vốn đầu tư: ....................................................................... 34

3.2.4. Nhà thầu thực hiện: ......................................................................................... 34

3.2.5. Những khó khăn chủ yếu gặp phải trong quá trình triển khai dự án : ........... 34

3.3 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ BẠCH HỔ-PHÚ MỸ: ................................ 34






4

3.3.1. Vị trí công trình, các hạng mục và thông số kỹ thuật chính: .......................... 34

3.3.2. Tiến độ: ............................................................................................................ 36

3.3.3. Chủ đầu tư và tổng dự toán: ............................................................................ 36

3.4 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỒNG DẪN KHÍ PHÚ MỸ- TP.HCM: ................................. 36

3.5 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ PM3 CÀ MAU : ......................................... 37

3.5.1. Vị trí công trình, các hạng mục và thông số kĩ thuật chính: ........................... 37

3.5.2. Tiến độ : ........................................................................................................... 40

3.5.3. Chủ đầu tư dự án và tổng dự toán: .................................................................. 40

3.5.4. Nhà thầu thực hiện : ....................................................................................... 40

3.5.5. Những khó khăn chính khi triển khai dự án : ................................................ 40

3.6 DỰ ÁN LÔ-B Ô MÔN: ....................................................................................... 41

3.6.1. Vị trí công trình và các hạng mục và thông số kĩ thuật chính: ....................... 41

3.6.2. Tiến độ : ........................................................................................................... 41

3.6.3. Chủ đầu tư và Tổng dự toán công trình : ........................................................ 42

3.6.4. Nhà thầu thực hiện : ........................................................................................ 42

3.6.5. Những khó khăn chủ yếu gặp phải trong quá trình triển khai dự án: ............ 42

3.7 CÁC DỰ ÁN KHÁC .......................................................................................... 42

CHƯƠNG IV: CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH BIỂN ...................... 43

4.1 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH BIỂN BẰNG THÉP: ...................... 43

4.1.1. Nhiệm vụ thiết kế: ............................................................................................ 45

4.1.2. Thiết kế các phương án: .................................................................................. 45

4.1.2.1. Lập cơ sở thiết kế: ......................................................................................... 45






5

4.1.2.2. Lập sơ đồ bố trí thiết bị: ................................................................................ 45

4.1.2.3. Thiết kế sơ bộ: .............................................................................................. 46

4.1.2.1. Lập sơ đồ kết cấu các phương án: ................................................................ 46

4.1.3. Phân tích lựa chọn phương án hợp lý: ............................................................ 46

4.1.4. Thiết kế kỹ thuật phương án chọn: .................................................................. 47

4.1.4.1. Cơ sở thiết kế: ............................................................................................... 47

4.1.4.2. Cơ sở dữ liệu phục vụ thiết kế: ..................................................................... 47

4.1.5. Thiết kế chi tiết phương án chọn: .................................................................... 47

4.1.5.1. Thiết kế sơ bộ kết cấu chịu lực: .................................................................... 48

4.1.5.2. Lập sơ đồ kết cấu: ......................................................................................... 50

4.1.5.3. Xác định sơ đồ tải trọng và tổ hợp tải trọng: ................................................ 50

4.1.6. Thiết kế chống ăn mòn: .................................................................................. 50

4.1.6.1. Nguyên tắc chung: ....................................................................................... 50

4.1.6.2. Các phương pháp chống ăn mòn chủ yếu: ................................................... 51

4.1.7. Thiết kế thi công: ............................................................................................ 52

4.1.7.1. Thi công trên bờ ........................................................................................... 52

4.1.7.2. Thi công trên biển: ....................................................................................... 52

4.2 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ỐNG ................................ 53

4.2.1. Các giai đoạn và qui trình thiết kế ................................................................. 53

4.2.1.1. Các giai đoạn thiết kế : ................................................................................. 53

4.2.1.2. Qui trình thiết kế: ......................................................................................... 54

CHƯƠNG V: CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ỐNG ............... 57






6

5.1 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN TUYẾN ỐNG: ....................................................... 57

5.1.1. Tiêu chuẩn tính toán lựa chọn tuyến ống: ...................................................... 57

5.1.2. Khảo sát kĩ thuật sơ bộ ..................................................................................... 57

5.1.3. Đề xuất tuyến ................................................................................................... 57

5.2 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐƯỜNG ỐNG:......... 58

5.2.1. Trường hợp thi công ........................................................................................ 58

5.2.2. Trường hợp vận hành ...................................................................................... 58

5.3 CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG ............................................................................. 59

5.4 TÍNH TOÁN CHỌN ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU DẦY ỐNG: ...................... 59

5.4.1. Chọn sơ bộ đường kính ống: ........................................................................... 59

5.4.2. Tính toán chọn chiều dày đường ống .............................................................. 60

5.5 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN ĐƯỜNG ỐNG ............................................................. 62

5.5.1. Hiện tượng ....................................................................................................... 62

5.4.3. Tính toán bền đường ống qua địa hình phức tạp ............................................... 63

5.5.3.1. Bài toán tĩnh ................................................................................................. 63

5.5.3.1. Bài toán động................................................................................................ 63

5.6 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG ỐNG BIỂN ................................................. 64

5.6.1. Mất ổn định lan truyền .................................................................................... 64

5.6.1.1. Hiện tượng .................................................................................................... 64

5.6.1.2. Tính toán kiểm tra ........................................................................................ 64

5.6.2. Mất ổn định vị trí tuyến ống ............................................................................ 65

5.6.2.1. Hiện tượng .................................................................................................... 65






7

5.6.2.2. Tính toán kiểm tra ổn định vị trí ( theo DnV ) ................................................ 65

CHƯƠNG VI: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG ................ 68

6.1. CÔNG NGHỆ QUY TRÌNH THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG ............................... 68

6.1.1. Thi công kéo ống vào bờ: ................................................................................. 69

6.1.2. Thi công ống ngoài biển .................................................................................. 69

6.1.3. Thi công ống trên bờ ........................................................................................ 70

6.1.4. Phóng Pic làm sạch, làm khô và chạy thử ....................................................... 70

6.2. CÁC PHƯỢNG TIỆN PHỤC VỤ THI CÔNG ................................................ 71

CHƯƠNG VII: CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH BIỂN THÉP ................ 72

7.1 KIỂM TRA ĐỘ MẢNH CỦA CẤU KIỆN, ĐỘ MẢNH TỔNG THỂ ............. 73

7.1.1. Theo quy phạm API: ......................................................................................... 73

7.1.2. Theo quy phạm DnV: ........................................................................................ 73

7.2 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH: ........ 73

7.2.1 Tải trọng tĩnh- (Deal Loads ) ........................................................................... 73

7.2.2 Hoạt tải ( Live Loads) ...................................................................................... 74

7.2.3 Tải trọng môi trường ( Environmental Loads) ................................................ 74

7.2.3.1 Tải trọng sóng- dòng chảy ............................................................................ 74

7.2.3.2 Tải trọng gió ................................................................................................. 78

7.2.4 Tải trọng thi công ( Contruction Loads ) ........................................................ 79

7.2.5 Removal and Reinstallation Loads: ................................................................. 79

7.2.6 Tải trọng động ( Dynamic Loads) : ............................................................... 79

7.3 CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU ............................ 79






8

7.3.1 Các hệ số và tổ hợp tải trọng theo phương pháp hệ số riêng phần: ................ 80

7.3.1.1. Các hệ số và tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn cực đại (ULS) ........ 80

7.3.1.2. Các hệ số, tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn phá huỷ luỹ tiến (PLS): 81

7.3.1.3. Các hệ số và tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn mỏi (FLS) ............. 82

7.3.1.4. Các hệ số, tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn khả năng làm việc (SLS) 82

7.3.2 Các tổ hợp tải trọng dể thiết kế theo phương pháp ứng suất cho phép ........... 82

7.3.2.1. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn cực đại (ULS) ...................... 83

7.3.2.2. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái phá hủy lũy tiến (PLS)....................... 83

7.3.2.3. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn mỏi (FLS) ............................ 84

7.3.2.4. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn khả năng làm việc (SLS) ..... 85

7.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BIỂN ................. 85

7.4.1. Tính toán phân tích tĩnh kết cấu: .................................................................... 85

7.4.2. Tính toán phân tích động kết cấu: ................................................................... 86

7.4.3. Tính toán dao động riêng................................................................................. 88

7.5 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN NỘI LỰC THIẾT KẾ ........................................... 88

7.6 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN - THIẾT KẾ CẤU KIỆN, THIẾT KẾ CÁC LIÊN KẾT 88

7.6.1. Tính toán kiểm tra độ bền-khả năng chịu lực của các phần tử ....................... 88

7.6.1.1. Những phần tử chịu kéo dọc trục ................................................................. 88

7.6.1.2. Những phần tử chịu nén dọc trục ................................................................ 88

7.6.1.3. Những phần tử chịu uốn : ............................................................................ 90

7.6.1.4. Những phần tử chịu cắt................................................................................ 90






9

7.6.1.5. Những phần tử chịu áp lực thuỷ tĩnh ........................................................... 91

7.6.1.6. Tổ hợp ứng suất cho các phần tử ống .......................................................... 93

7.6.2. Thiết kế liên kết và các phần tử: ...................................................................... 96

CHƯƠNG VIII: MỘT SỐ DỰ ÁN PVE ĐÃ VÀ ĐANG TRIỂN KHAI ................... 98

8.1. Thiết kế FEED giàn Hải Sư Đen và đường ống kết nối giữa giàn HSD & HST. 98

8.2. Dự án đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn 2. ....................................................... 99

8.3. Dự án mở rộng của giàn Đại Hùng 2: ................................................................ 99

CHƯƠNG IX: BÁO CÁO KẾT QUẢ CHUYẾN ĐI THĂM QUAN HẠ THỦY GIÀN KHOAN TỰ NÂNG TẠI PVSHIPYARD ........................................................ 99

9.1 THÀNH PHẦN THAM GIA BUỔI THAM QUAN: ........................................ 99

9.2 NHẬT KÝ THAM QUAN ................................................................................. 99

9.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO. .............................................................................. 106

9.4 HẠN CHẾ CỦA CHUYẾN ĐI ........................................................................ 106

9.5 NHẬN XÉT VÀ ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ................................................ 106






10

PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƠI THỰC TẬP

1.1 GIỚI THIỆU VỀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH TỔNG CÔNG TY TƯ VẤN THIẾT KẾ DẦU KHÍ (PVE).

Tổng Công Ty Tư vấn Thiết kế Dầu khí (gọi tắt là PV Engineering) được hình thành qua một quá trình thành lập và hợp nhất một số đơn vị trong ngành dầu khí:

Ngày 10/04/1998,Công ty Tư vấn Đầu tư Xây dựng Dầu Khí ( PVICCC) ra đời trên cơ sở Xí nghiệp Khảo sát Thiết kế trực thuộc Công ty Thiết kế Xây dựng Dầu khí theo quyết định số 03/1998/QĐ/VPCP, chủ nhiệm văn phòng chính phủ,là thành viên của Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam (PetroVietNam);

Ngày 27/02/2002 Công ty Tư vấn Đầu tư Xây dựng Dầu Khí (PVICCC) đổi tên giao dịch và tên viết tắt thành PetroVietNam Engineering Company (PV Engineering) theo quyết định số 341QĐ/HĐQT của Hội Đồng Quản Trị Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam.

Ngày 26/03/2004 Bộ công nghiệp ra Quyết định số 531/QĐ-TCCB chuyển Công Ty Tư Vấn Đầu Tư Xây Dựng Dầu Khí thành Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Đầu Tư và Thiết Kế Dầu Khí với tổng số vốn điều lệ 25 tỷ đồng.

Ngày 08/12/2004 Bộ công nghiệp ra Quyết định số 165/2004/QĐ-BCN về việc chuyển Công Ty Tư Vấn Đầu Tư Xây Dựng Dầu Khí thành Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Đầu Tư và Thiết Kế Dầu Khí;

Ngày 25/06/2005 Đại Hội cổ đông thành lập công ty cổ phần tư vấn đầu tư và thiết kế dầu khí được tổ chức;

Ngày 01/10/2005 Công ty chính thức đi vào hoạt động dưới loại hình Công ty cổ phần với giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 4103003829 do Sở Kế Hoạch Đầu Tư TPHCM cấp;

Ngày 02/01/2008 Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Đầu Tư và Thiết Kế Dầu Khí chính thức giao dịch tại Sở giao dịch chứng khoán Hà Nội;






11

Ngày 09/08/2010 Hội Đồng thành viên Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam ban hành nghị quyết số 1894/NQ-DKVN v/v: Phương án thành lập Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Thiết Kế Dầu Khí hoạt động theo Công ty mẹ - Công ty con;

Ngày 16/09/2010 Hội Đồng thành viên Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam ban hành nghị quyết số 2271/NQ-DKVN v/v: Cơ cấu Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Thiết Kế Dầu Khí thành Tổng Công ty Cổ Phần Tư Vấn Thiết Kế Dầu Khí hoạt động theo mô hình Công ty mẹ - Công ty con. Năm 2010 là một mốc son quan trọng, PV Engineering chính thức trở thành Tổng Công ty chuyên ngành tư vấn thiết kế duy nhất trực thuộc Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam (PVN);

Trụ sở làm việc hiện tại của PVE

1.2 LĨNH VỰC HOẠT ĐỘNG CỦA PVE 1.2.1. Tư vấn và Thiết kế: Là một đơn vị trong lĩnh vực thiết kế và tư vấn các dự án dầu khí, PV Engineering

cung cấp nhiều dịch vụ thiết kế trọn gói cho các dự án chính bao gồm từ nghiên cứu






12

khả thi, đáng giá quy trình công nghệ, phân tích tài chính, thiết kế chi tiết bao gồm các hoạt động:

+ Thiết kế sơ bộ/Thiết kế cơ sở; + Thiết kế FEED/ thiết kế tổng thể kỹ thuật; + Thiết kế chi tiết; + Lựa chọn kỹ thuật; + Phân tích an toàn và độc hại; + Chạy thử vận hành và bảo dưỡng công trình;

1.2.2. Khảo sát và kiểm định: PVE cung cấp các dịch vụ kiểm định theo tiêu chuẩn chất lượng ISO 9001:2008

được chứng nhận bởi BUREAU VERITAS; PVE được trang bị đầy đủ các thiết bị đo hiện đại nhằm phục vụ công tác kiểm tra

RT, MT, UT và RVI. Chúng tôi cũng tiến hành cung cấp các dịch vụ theo tiêu chuẩn ASTM, ASME …;

1.2.3. Tư vấn quản lý dự án: Tư vấn quản lý các dự án chuyên sau ngành dầu khí từ trên bờ,dự án ngoài biển, dự

án thăm dò, khai thác dầu khí, lọc dầu, dự án nhiên liệu sinh học, các dự án dân dụng và công nghiệp khác;

Tư vấn giám sát các công trình dầu khí, dân dụng và công nghiệp; Tư vấn lập hồ sơ mời thầu, đấu thầu, phân tích, đánh giá hồ sơ dự thầu; Tư vấn công tác đền bù giải tỏa; Tư vấn lập định mức kinh tế kỹ thuật, quy trình quản lý dự án, lập quy trình quản lý

chất lượng thi công; Quản lý và cung cấp dịch vụ, bảo dưỡng công trình, thi công xây lắp…;






13

1.3 CƠ CẤU TỔ CHỨC PVE






14






15

PHẦN 2: NỘI DUNG THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CÔNG TÁC QUẢN LÝ DỰ ÁN

1.1. CÁC QUY ĐỊNH HIỆN HÀNH Các quy định chung được áp dụng cho một công trình đường ống dẫn khí tại Việt Nam:

Luật xây dựng số 16/2003/QH 11 có hiệu lực từ ngày 01/07/2004.

Nghị định 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 của Chính phủ về quản lý đầu tư và xây dựng công trình;

Nghị định số 209/2005/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính Phủ về việc ban hành Quy định quản lý chất lượng công trình xây dựng;

Nghị định số 99/2007/NĐ-CP ngày 13/06/2007 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình;

Quyết định số 41/1999/QĐ-TTg ngày 08/03/1999 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành quy chế quản lý an toàn trong các hoạt động dầu khí;

Thông tư số 99/2007/NĐ-CP ngày 13/06/2007 của Chính phủ về quản lý chi phí đầu tư xây dựng công trình;

Hệ thống chất lượng ISO 9001:2008;

Hợp đồng giữa chủ đầu tư giao cho Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư và Thiết kế Dầu khí thực hiện;






16

1.2. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN, BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN:

Trình tự Sơ đồ thực hiện Diễn giải

1

2 - Hồ sơ đề xuất kỹ thuật

- Hồ sơ đề xuất thương mại

3 - Thống nhất quản điểm và các điều kiện

của 2 bên về công nghệ và giá thành để ký kết hợp đồng.

4

- Phương pháp luận: tài nguyên, quy trình thực hiện;

- Danh mục hồ sơ tài liệu thực hiện, tiến độ dự án;

-Kế hoạch thực hiện dự án;

- Triển khai dự án ;

5 -Hoàn thiện hồ sơ

- Đóng dự án

6

- Giám sát quyền tác giả

- Hỗ trợ trong mua sắm thiết bị;

- Hỗ trợ trong thi công chế tạo,

-Hỗ trợ vận hành chạy thử

Tiếp nhận hồ sơ mời thầu

Triển khai lập hồ sơ dự thầu

Đàm phán ký kết hợp đồng

Thực hiện dự án

Kết thúc dự án

Một số công việc khác






17

1.2.1. Tiếp nhận hồ sơ mời thầu: Chủ đầu tư gửi hồ sơ mời thầu tới nhà thầu, nhà thầu xem đánh giá khả năng tham

gia đấu thầu; 1.2.2. Triển khai lập hồ sơ đấu thầu: Hồ sơ đề xuất về mặt kỹ thuật:

+ Các yêu cầu về thông tin kỹ thuật về dự án/gói thầu; + Kế hoạch thực hiện, nguồn lực, tiến độ, phương pháp luận; + Phương án kỹ thuật, hồ sơ kinh nghiệm…;

Hồ sơ đề đề xuất tài chính, thương mại: + Giá đề xuất dự thầu; + Đơn giá chi tiết cho các hạng mục cấu thành gói thầu;

1.2.3. Đóng gói gửi hồ sơ dự thầu: Sau khi hoàn thiện song hồ sơ dự thầu (Hồ sơ kỹ thuật, hồ sơ thương mại) bên dự

thầu gửi cho chủ đầu tư; 1.2.4. Đàm phán ký kết hợp đồng: Thống nhất quản điểm và các điều kiện của 2 bên về công nghệ và giá thành để ký

kết hợp đồng; Tiến hành ký kết hợp đồng;

1.2.5. Triển khai dự án: Nghiên cứu phạm vi công việc cần tiền hành; Lập các kế hoạch thực hiện như: Nhân sự, tổ chức, thành lập các đội thiết kế… ; Lập các danh mục các tài liệu cần giao cho chủ đầu tư; Lập bảng tiến độ, bảng nhân lực… ; Phương pháp luận, các tiêu chuẩn, quy phạm, tài liêu, phầm mền…. để thực hiện dự

án; Phân tích thiết kế, lập hồ sơ thiết kế;

1.2.6. Kết thức dự án: Hoàn thiện hồ sơ gửi chủ đầu tư; Trả lời các comment của bên chủ đầu tư và đăng kiểm; Hỗ trợ kỹ thuật và tư vấn mua sắm thiết bị (nếu có); Hỗ trợ trong quá trình vận hành chạy thử (nếu có);






18

CHƯƠNG II: TÌM HIỂU CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM HIỆN ĐANG ÁP DỤNG ĐỂ THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH BIỂN Ở PVE

Các tiêu chuẩn, quy phạm chính hiện đang được áp dụng ở PVE phục vụ công tác thiết kế công trình biển gồm có: Tiêu chuẩn API RP 2A-WSD 21th Edituon (Recommended Practice for Planning,

Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms –Working Stress Design ); Bộ tiêu chuẩn DnV - Rules for Marine Operation; Bộ tiêu chuẩn ASTM, AWS; Bộ tiểu chuẩn AISC; Quy phạm thực hành Noble Denton;

2.1 TIÊU CHUẨN API RP 2A-WSD 21th Edition 2.1.1 Giới Thiệu (Intruduction) Bộ tiêu chuẩn API do Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (API - American Petroleum Institute)

xuất bản bắt đầu năm 1924. Ban đầu mang tính chất phục vụ công tác thiết kế và xây dựng, nhằm đi đến khai thác dầu mỏ của Mỹ. Sau thời gian dài kiểm nghiệm cũng như nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu ngành dầu khí của Mỹ đã sửa đổi, bổ sung và tiêu chuẩn hóa với độ chính xác ngày càng cao. Qua thời gian phát triển và chuẩn hóa, tiêu chuẩn API được các cơ quan đăng kiểm quốc tế kiểm nghiệm và chứng nhận với độ tin cậy cao, phù hợp với nhiều điều kiện khác nhau không những ở vùng biển Mỹ mà còn nhiều nơi trên thế giới. Vì vậy, API trở thành tiêu chuẩn thế giới, là tiêu chuẩn hàng đầu về kiểm soát chất lượng thiết kế và thi công. Hiện nay, API là tiêu chuẩn được rất nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng vào việc chế tạo, thiết kế thi công các công trình nói chung trong đó có Việt Nam. Tiêu chuẩn API - “Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing fixed offshore platforms working stress design” là một trong những bộ tiêu chuẩn lớn nhất của API, là bộ tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến trong thiết kế các công trình biển cố định bằng thép nói chung.






19

2.1.2 Nội Dung Cơ Bản: Tiêu chuẩn API - “Recommended Practice for Planning, Designing and

Constructing fixed offshore platforms working stress design” gồm 18 phần:

+ Phần 1: Lập kế hoạch dự án;

Phần 1 là các tiêu chuẩn để chuẩn bị thiết lập ra một dự án xây dựng. Đánh giá tính khả thi và khả năng của dự án: Điều kiện thiết kế, thi công, điều kiện môi trường và tác động của môi trường, điều kiện địa chất và yếu tố khác tại vị trí xây dựng, các số liệu môi trường phục vụ thiết kế, các dạng công trình và lựa chọn dạng kết cấu, các vấn đề thi công vận hành;

+ Phần 2: Các tiêu chuẩn thiết kế và quy trình thiết kế;

Các vấn đề về tải trọng: tải trọng môi trường, tải trọng bản thân, tải trọng trong thi công, tải trọng thay đổi theo thời gian, tải trọng khi hoạt động vận hành;

Các yếu tố chủ yếu phục vụ vào thiết kế như tải dài hạn, ngắn hạn, các loại tải cơ bản như sóng và dòng chảy, gió …;

+ Phần 3: Thiết kế kết cấu thép;

Nội dung chủ yếu của phần 3 là các vấn đề cơ bản về ứng suất. Các đặc trưng ứng suất trong thép và thép chịu ứng suất phức tạp;

+ Phần 4: Đặc điểm các loại mối nối;

Phần 4 là các quy phạm về nội lực tại các vị trí nối và các liên kết. Các bài toán tính toán các liên kết. Cách kiểm tra độ an toàn tại các vị trí đó;

+ Phần 5: Các bài toán tính toán, phân tích mỏi của kết cấu công trình.

Các vấn đề trong tính toán mỏi. Bản chất của mỏi và tác hại cũng như cách phòng tránh phá hoại mỏi;

+ Phần 6: Thiết kế nền móng;






20

Các loại móng trong kết cấu công trình biển. Cách tính toán và đưa vào sơ đồ tính móng nông và móng cọc. Sự làm việc của nền và móng, giữa nền và cọc. Nền đất được mô hình hóa theo tiêu chuẩn và được tính toán gần đúng. Và đánh giá sự ổn định của nền;

+ Phần 7: Cấu tạo các thành phần kết cấu và hệ kết cấu khác;

Phần 7 giới thiệu các cơ cấu của một modul thượng tầng, cấu tạo của chúng. Các chi tiết cần thiết để tạo nên một thượng tầng cho công trình. Cơ cấu nối chuyển tiếp từ thượng tầng với khối đế. Các vấn đề chịu tải và mỏi của thượng tầng;

+ Phần 8: Vật liệu dùng trong thiết kế, chế tạo ;

Các đặc trưng của thép và các chỉ tiêu cơ bản trong xây dựng; cấu tạo và các chỉ số tiêu chuẩn của thép ống; Vật liệu bê tông và vữa xây dựng; các loại vật liệu gia cố và hệ thống phụ gia bảo vệ chống ăn mòn;

+ Phần 9: Đặc điểm của các loại bản vẽ;

Phần 9 bao gồm các nội dung về các yêu cầu trong bản vẽ thiết kế. Các chi tiết kỹ thuật trong bản vẽ và cách xây dựng một bản vẽ. Các yêu cầu để tạo thành một bản thiết kế để dự thầu. Các bản vẽ được thể hiện chi tiết theo từng hạng mục đã được quy định;

+ Phần 10: Mối hàn và các vấn đề trong hàn thép;

Bao gồm các chi tiết về mối hàn, thể hiện mối hàn và các tiêu chuẩn của một mối hàn để đạt cường độ. Các phương pháp hàn một kết cấu, phụ thuộc vào tính chất liên kết của công trình. Cách tính toán và kiểm tra mối hàn, các tiêu chuẩn của một mối hàn đảm bảo tiêu chuẩn;

+ Phần 11: Quy trình chế tạo;

Nội dung của phần bao gồm các vấn đề cơ bản về quy trình chế tạo các modul của một công trình và các lưu ý trong trong khi thi công. Các tiêu chuẩn về an






21

toàn trong việc bảo vệ xâm thực của môi trường, các phương pháp chống ăn mòn. Các bài toán và quá trình liên quan trong hạ thủy;

+ Phần 12: Quy trình lắp đặt;

Là các nội dung trong lắp đặt công trình, hoàn thiện công trình và vận chuyển đến vị trí cần xây dựng. Các bài toán khi bắt đầu hạ thủy và vận chuyển, các loại phương tiện và các bài toán tính toán tương ứng. Đánh chìm và cố định công trình bằng cọc. Cuối cùng là lắp đặt thượng tầng và các thiết bị phụ trợ;

+ Phần 13: Quy trình kiểm tra;

Là các tiêu chuẩn để kiểm tra trong quá trình thi công công trình. Chuẩn bị các điều kiện để tổ chức kiểm tra. Các quy phạm kiểm tra quá trình chế tạo lắp ráp tại bãi lắp ráp. Các chỉ tiêu cấu tạo của các liên kết, kiểm tra khả năng chịu tải, kiểm tra sai số cho phép, các tiêu chuẩn về khuyết tật. Kiểm tra độ an toàn khi hạ thủy, vận chuyển đánh chìm, và lắp dựng. Các tài liệu liên quan đến quá trình kiểm tra;

+ Phần 14: Quy trình khảo sát, đánh giá lại công trình;

Sau thời gian vận hành, công trình sẽ có sai số và cần kiểm tra liên tục để tiến hành sửa chữa khắc phục kịp thời. Tiêu chuẩn chỉ rõ các quy định chung trong khảo sát và mức độ khảo sát. Các yếu tố trong khảo sát như vị trí, tần suất khảo sát và cách thức khảo sát;

+ Phần 15: Cải hoán, tái sử dụng;

Các quy định trong việc sửa chữa và cải hoán công trình, đem vào tái sử dụng. Những điều cần chú ý khi tái sử dụng công trình;

+ Phần 16: Các dạng kết cấu tối thiểu, công trình đặc biệt;

Các vấn đề đặc biệt trong tính toán khi thiết kế. Trong đó tải trọng được tính toán được phân tích kỹ và kể đến các yếu tố đặc biệt. Tác động của mỏi đến công trình và cách tính toán tuổi thọ theo mỏi. Vật liệu và các mối hàn;






22

+ Phần 17: Đánh giá và phân tích lại kết cấu;

Việc công trình được đưa vào sử dụng trên thực tế sẽ có sự tác động phức tạp của môi trường. Tác động của mỏi dẫn đến tuổi thọ công trình luôn thay đổi. Việc đánh giá lại công trình theo định kỳ để biết được hiện trạng của công trình. Nội dung của tiêu chuẩn gồm các yếu tố để đánh giá công trình, chỉ tiêu phân loại và các số liệu cần thiết để phân loại, quy trình đánh giá, tải trọng đặc biệt: băng trôi, động đất. Phân tích kết cấu dựa trên số liệu thu thập để kết luận công trình. Xử lý giảm tải cho công trình khi cần thiết;

+ Phần 18: Tác động do cháy, nổ và sự cố khác (Fire, Blast and Accidental Loading)

Nội dung chính của phần này là các quy phạm để đánh giá mức độ ảnh hưởng của sự cố. Các yếu tố gây ra sự cố, quy trình đánh giá sự cố của một công trình, đánh giá xác suất xảy ra sự cố và rủi ro. Tính toán ảnh hưởng đến công trình do tải trọng sự cố gây ra, đánh giá.

2.1.3 Phạm Vi Áp Dụng Giống với tiêu chuẩn DvN, tiêu chuẩn API tuy ban đầu được sử dụng ở khu vực Bắc

Mỹ nhưng hiện nay đã được dùng rộng rãi trên toàn thế giới và được cơ quan đăng kiểm quốc tế kiểm nghiệm và chứng nhận, có thể áp dụng với nhiều vùng biển khác nhau. Đối với Việt Nam khi hậu nóng ẩm gió mùa tương đối giống với vùng biển Hoa Kỳ với tác động khắc nghiệt của gió bảo thường xuyên, Việt Nam có thể hoàn toàn sử dụng tiêu chuẩn vào thiết kế các công trình khi xây dựng ngoài biển Việt Nam. Tuy nhiên các yếu tố phức tạp của môi trường tại Mỹ như địa chất và chế độ dòng chảy cần được nghiên cứu và có sự kiểm nghiệm từ các công trình xây dựng từ trước;






23

2.2 TIÊU CHUẨN DNV 2.2.1 Giới Thiệu (Intruduction): Tiêu chuẩn DNV là tiêu chuẩn quy phạm của Nauy. “Tiêu chuẩn phân cấp công

trình biển cố định” (Rules for classification of fixed offshore installations) được kế thừa và chỉnh sửa theo tiêu chuẩn DNV 1989 do các chuyên gia hàng đầu ngành dầu khí của Na Uy nghiên cứu và đúc rút kinh nghiệm trong thời gian dài trên cơ sở kiểm nghiệm thực tế và được cơ quan đăng kiểm quốc tế chứng nhận;

Tiêu chuẩn quy phạm của NaUy được sử dụng như các tài liệu tham chiếu đối với tất cả các công việc do DNV thực hiện liên quan đến các thao tác (công việc) trên biển, ví dụ như việc kiểm tra, tư vấn, khảo sát, bảo dưỡng,…Tiêu chuẩn quy phạm này cũng có thể được sử dụng như:

+ Thông tin; + Tiêu chuẩn tham chiếu đối với các thao tác đơn lẻ trên biển; + Chứng cứ về đặc điểm kỹ thuật đối với một dự án phát triển đặc biệt trên biển; + Đặc điểm kỹ thuật chung của một công ty;

Tiêu chuẩn DVN xuất bản tháng 07-1993, mang lại những hướng dẫn ngắn gọn cho người sử dụng, từng chi tiết theo quy định được mô tả trong tiêu chuẩn tạo điều kiện dễ dàng khi sử dụng. Các ghi chú được phân loại và chứng nhận theo quy định và được liệt kê tại tiểu mục. Các phần sửa đổi mới, cải chính theo quyết định của hội đồng quản trị được áp dụng vào ngày hiệu lực của các sửa đổi mới được đưa ra trong trang bìa của phần giới thiệu;

DNV FIXED OFFSHORE INSTALLATION là tiêu chuẩn được dùng trong các ngành xây dựng công trình biển cố định. DnN được sử dụng rộng rãi và phù hợp với nhiều vùng biển có điều kiện khác nhau, trong đó có vùng biển Việt Nam.

2.2.2 Nội Dung Cơ Bản Nội dung chính của tiêu chuẩn DNV xuất bản tháng 07-1993 gồm có 5 phần, mỗi

phần được tiêu chuẩn hóa và được đánh giá cụ thể theo từng phần nhỏ trong toàn bộ quá trình từ thiết kế đến thi công một công trình trong từng điều kiện khác nhau,






24

từng loại vật liệu khác nhau với mục đích sử dụng cũng được tiêu chuẩn hóa khác nhau. Tiêu chuẩn cũng chỉ rõ các giới hạn sử dụng của từng nội dung trong giới hạn nhất định.

+ Phần 1: Các quy định chung (Regulations): Gồm 2 chương:

o Chương 1: Nội dung cơ bản của chương là tổng quan và giới thiệu về các quy tắc khi sử dụng tiêu chuẩn;

o Chương 2: Các quy định được khảo sát theo định kỳ;

+ Phần 2: Đặc trưng các vật liệu (Materials): Gồm có 3 chương:

Giới thiệu về các vật liệu cơ bản thường dùng trong ngành xây dựng nói chung và ngành xây dựng CTB nói riêng.

o Chương 1: Thép và sắt;

o Chương 2: Nhôm, đồng và các hợp kim khác không chứa sắt;

o Chương 3: Kết cấu bê tông và vật liệu gia cố;

Trong phần 2 giới thiệu về các đặc trưng của từng loại vật liệu, từ đó đánh giá phạm vi sử dụng và hiệu quả của từng loại vật liệu. Qua quá trình nghiên cứu và thử nghiệm, các chỉ tiêu giới hạn cũng như các đặc trưng được tiêu chuẩn hóa trong từng điều kiện sử dụng;

Định nghĩa tên các loại thép, nhôm, đồng hợp kim của chúng theo thành phần cấu tạo. Đặc trưng cơ bản của thép: Giới hạn về cường độ kéo nén, uốn theo từng loại tương ứng với từng tên loại, tương ứng là các giới hạn cơ lý khác. Các modul kích thước tiêu chuẩn, các đặc trưng tiêu chuẩn của bê tông và bê tông cốt thép.

+ Phần 3: Các loại kết cấu (Structures): Gồm 6 chương:

o Chương 1: Tổng quan về thiết kế kết cấu;

o Chương 2: Chế tạo và xây dựng;






25

o Chương 3: Hoạt động vận chuyển và lắp đặt;

o Chương 4: Những thiết kế đặc biệt – Kết cấu thép mẫu (khối chân đế);

o Chương 5: Những thiết kế đặc biệt – Kết cấu bê tông trọng lực cơ bản;

o Chương 6: Những thiết kế đặc biệt – Nền công trình và khối chân đế chịu áp lực lớn;

Trong phần này là toàn bộ quá trình từ thiết kế đến thi công và vận hành của một công trình. Các loại liên kết cơ bản trong công trình, từ các liên kết cơ bản được mô hình hóa và được tính toán theo tiêu chuẩn để đi đến các kết quả cuối cùng từ khi thiết kế đến thi công vận chuyển hay đem vào sử dụng. Các loại tải trọng được mô hình hóa và chuẩn hóa theo từng công thức tại các điều kiện khác nhau nhằm đưa ra kết quả tương đối chính xác nhất, các kết quả đó được các chuyên gia thử nghiệm và đúc rút trên cơ sở nghiên cứu bản chất của các loại tải trọng tác dụng lên công trình;

Mặt khác,các tiêu chuẩn cụ thể đến việc cấu tạo, thiết kế tính toán chế tạo thi công các công trình đặc biệt trong ngành CTB và Dầu Khí như dàn kết cấu thép, công trình bê tông trọng lực, đường ống-bể chứa và công trình chịu áp lực lớn.

+ Phần 4: Thiết bị, hệ thống phụ trợ và các vấn đề an toàn (Safety and utility systems and equipment);

o Chương 1: Tổng quan;

o Chương 2: Những vấn đề chung về an toàn;

o Chương 3: Hệ thống ống phụ trợ;

o Chương 4: Thiết bị cơ khí;

o Chương 5: Các thiết bị và các hệ thống điện;

o Chương 6: Thiết bị đo đạc và tự động hóa;

o Chương 7: Thử áp lực;






26

o Chương 8: Các hệ thống liên quan đến thiết bị đặc biệt;

Phần 4 là các tiêu chuẩn về an toàn áp dụng trong quá trình xây dựng, thi công lắp đặt, vận hành của một công trình. Tiêu chuẩn về các thiết bị máy móc dùng cho từng loại công trình tương ứng;

+ Phần 5: Các chức năng đặc biệt (Special functions);

Gồm 2 chương, trong đó nội dung chính là các chức năng đặc biệt trong xây dựng CTB như thiết bị khoan, thiết bị đỡ đầu giếng hay thiết kế ống ở điều kiện áp lực đặc biệt.

o Chương 1: Thiết bị khoan;

o Chương 2: Thiết bị giếng dầu khí;

2.2.3 Phạm Vi Áp Dụng: Quy phạm DNV-RULES FOE CLASSIFICATION OF FIXED OFFSHORE

INSTALLATIONS được sử dụng thiết kế và thi công các công trình biển bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép. Tiêu chuẩn này được dùng chủ yếu tại các vùng biển Bắc Âu xuất phát từ thực tiễn nghiên cứu, tuy nhiên, nó cũng được áp dụng ở nhiều khu vực khác;

Vì vậy tại Việt Nam cần xem xét đánh giá sự giống và khác nhau về điều kiện thiết kế cũng như điều kiện tự nhiên và các yếu tố tác động đến quá trình làm việc của công trình. Mặt khác thềm lục địa của Việt Nam có độ dốc vừa phải nên dễ dàng áp dụng được vào thiết kế và tính toán. Tuy nhiên còn nhiều sự khác nhau giữa hai vùng biển, điều kiện khi hậu hải văn Việt Nam nóng ẩm nhiệt đới, ảnh hưởng của gió mùa và mưa bão, địa chất công trình ở vùng xây dựng chưa được nghiên cứu đầy đủ nên việc đưa vào thiết kế tính toán cần có sự so sánh, đánh giá một cách cẩn thận. Việc tính toán cần có dựa trên kinh nghiệm từ các công trình xây dựng trước để có kết quả tốt nhất;






27

Note: Ngoài ra trong thiết kế công trình biển ta còn dùng nhiều các tiêu chuẩn trong bộ tiêu chuẩn DNV như:

DNV Rules for Planning and Execution of Marine Operations: Dùng trong thiết kế thi công công trình biển gồm các vấn đề:

+ Khảo sát bảo trì (Warranty Survey); + Kế hoạch vận hành (Planning Operation); + Tải trọng thiết kế (Design Loads); + Thiết kế kết cấu (Structural Design ); + Tải trọng trong hoạt động vận chuyển ( Load Transfer Operations); + Lai dắt, kéo (Towing); + Đặc biệt vận chuyển trên biển (Special Sea Transport); + Lắp đặt công trình biển (Offshore Installation); + Cẩu lắp (Lifting ); + Hoạt động dưới biển (Subsea Operations)

2.3 TIÊU CHUẨN ASTM: ASTM, là viết tắt của cụm từ “American Society for Testing and Materials”, Hiệp

hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ, là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế phát triển và đưa ra các tiêu chuẩn kỹ thuật cho các hệ thống, sản phẩm, dịch vụ và nguyên vật liệu. Trụ sở chính đặt ở Conshohocken, Pennsylvania, cách Philadelphia 5 dặm về phía Tây Bắc;

Tổ chức quốc tế ASTM đóng vai trò quan trọng là hệ thống thông tin hướng dẫn thiết kế, sản xuất và kinh doanh trong nền kinh tế toàn cầu;

Các tiêu chuẩn Các tiêu chuẩn do ASTM International tạo ra có 6 chủ đề chính:

+ Tiêu chuẩn về tính năng kỹ thuật; + Tiêu chuẩn về phương pháp kiểm nghiệm, thử nghiệm; + Tiêu chuẩn về thực hành; + Tiêu chuẩn về hướng dẫn;






28

+ Tiêu chuẩn về phân loại; + Tiêu chuẩn về các thuật ngữ;

Cuốn sách “The Annual Book of ASTM Standards” bao gồm 15 lĩnh vực: + 1. Các sản phẩm sắt thép; + 2. Các sản phẩm kim loại màu; + 3. Qui trình phân tích và phương pháp kiểm tra kim loại + 4. Xây dựng; + 5. Các sản phẩm dầu mỏ, dầu nhờn và nhiên liệu khoáng; + 6. Sơn, hợp chất thơm và các hợp chất phủ; + 7. Dệt may; + 8. Nhựa Plastics; + 9. Cao su; + 10. Điện tử và cách điện; + 11. Công nghệ môi trường và nước; + 12. Năng lượng địa nhiệt, mặt trời và hạt nhân; + 13. Dịch vụ và dụng cụ y tế; + 14. Thiết bị và phương pháp nói chung; + 15. Các sản phẩm nói chung hóa học và sản phẩm sử dụng cuối cùng;

2.4 TIÊU CHUẨN AISC Là quy phạm do Viện kết cấu thép Hoa Kỳ (American Institute of Steel

Construction - AISC) ban hành năm 1989 và tái bản năm 2000 hướng dẫn và quy định thiết kế nhà thép theo phương pháp ứng suất cho phép. Tiêu chuẩn này, áp dụng cho 16 loại thép theo tiêu chuẩn vật liệu Mỹ (ASTM) có cường độ kéo từ 32 kN/cm2 đến 57 kN/cm2. Quy phạm này sử dụng hệ số an toàn FS= 1.67 nghĩa là ứng suất cho phép = ứng suất chảy của vật liệu chia cho hệ số an toàn FS = Fy/1.67 = 0.6 Fy cho dầm và cấu kiện chịu kéo….

2.5 CÁC QUY PHẠM THỰC HÀNH NOBLE DENTON Là tài liệu về hướng dẫn thực hành thiết kế thi công công trình biển;






29

CHƯƠNG III: TÌM HIỂU CÁC DỰ ÁN CÔNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM 3.1 DỰ ÁN ĐƯƠNG ỐNG DẪN KHÍ NAM CÔN SƠN 1 ( NCS 1):

3.1.1. Vị trí và hạng mục chính:

Là đường ống vận chuyển 2 pha dài nhất thế giới với đường kính là 26 inch, dài 400 km. Đường ống vận chuyển khí từ các mỏ Lan Tây (Lô 06.1), Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây (Lô 11.2) ở bể Nam Côn Sơn tiếp bờ tại Long Hải (huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu) về Nhà máy Xử lý khí Nam Côn Sơn. Khí khô sau khi được tách ra sẽ được vận chuyển đến Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ (GDC Phú Mỹ) thông qua đường ống dài khoảng 29 km, đường kính 30 inch, vận chuyển toàn bộ khí cung cấp cho các - Nhà máy điện Phú Mỹ và các hộ tiêu thụ là doanh nghiệp trong các khu công nghiệp. Condensate tách ra khỏi Nhà máy được đưa tới Kho cảng Thị Vải thông qua đường ống kết nối với Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố (thuộc Hệ thống Bạch Hổ). Condensate chuyển qua đường ống này rồi đi vào hệ thống đường ống dẫn condensate từ Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố đến Kho cảng Thị Vải và được lưu giữ vào các bể chứa mới có dung tích 33.000 m3 tại Kho cảng Thị Vải.

3.1.2. Công suất vận chuyển:

Khoảng 7 tỷ m3 khí/năm;

3.1.3. Tiến độ:

Hệ thống đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn hoàn thành và đưa vào vận hành từ cuối năm 2002;

Hệ thống đường ống phát triển mỏ Lô 11.2: Công suất 1,5 tỷ m3 khí/năm được đưa vào vận hành năm 2006;

Hệ thống đường ống thu gom khí mỏ Chim sáo: Công suất 2 tỷ m3 khí/năm, chiều dài 110km.Vận hành từ 2011;

Hệ thông đường ống phát triển mỏ Lô 05.2&05.3: Công suất 3 tỷ m3 khí/năm;






30

3.1.4. Chủ đầu tư và tổng dự toán:

Công trình do PVGas làm chủ đầu tư với số vốn là trên 1 tỷ USD;

3.2 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ NAM CÔN SƠN 2(NCS 2):

3.2.1. Vị trí công trình và các hạng mục chính : Đường ống dẫn khí từ mỏ Hải Thạch và Thiên Ưng thuộc vùng biển Việt Nam trong

khu vực Biển Đông, tiếp bờ tại Long Hải, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu đến nhà máy xử lí tại Dinh Cố ở Bà Rịa;

Công suất vận chuyển khí 20 triệu m3 khí/ngàyđ, trên 6 tỷ m3/năm.Tuổi thọ 30 năm;

Nhà máy GPP2 sẽ được xây dựng làm 2 giai đoạn để thuận tiện cho việc hoạt động và đầu tư:

+ Giai đoạn 1: Đầu tư dây chuyền thứ nhất có công suất xử lí 10 triệu m3 khí/ngđ ,lưu lượng khí tối đa vào năm 2016 và 2017;

+ Giai đoạn 2: Đầu tư dây chuyền thứ hai có công suất xử lí 10 triệu m3 khí/ngđ như dây chuyền 1, lưu lượng khí tối đa vào năm 2018;

Áp lực: + Áp lực hiết kế : ANSI 1500# tương đương 160 barg; + Nhiệt độ thiết kế MAX 80 °C; + Áp lực tại đầu vận hành tại đầu vào ở giàn lớn nhất là 159 barg; + Áp lực tại đầu vào khí ngoài biển nhỏ nhất là 80barg; + Áp lực lớn nhất tại bờ ( Dinh Cố ) là 77 barg; + Áp lực nhỏ nhất tại bờ ( Dinh Cố ) là 71 barg;

Độ sâu nước: + Độ sâu nước giàn Hải Thạch và Thiên Ưng là trên 120m; + Kích thước Ống; + Công trình sử dụng ống thép API - 5L - X65. Đường kính ống thép ngoài biển

26’’ (660,4mm), dài 325 km. Đường kính ống thép trên bờ 26’’ (660.4 mm) dài 9km;

+ Đường ống biển từ Hải Thạch /Mộc Tinh tới Long Hải dày 20,6mm;






31

+ Đường ống biển từ Long Hải đến nhà máy xử lí khí GPP 2 dày 22,2mm; + Chiều dày lớp bọc: Chống ăn mòn dày 3,2 mm. Bọc bê tông gia tải tối thiểu là

45mm; Chiều dài đường ống:

+ Chiều dài đường ống biển 325 km từ Hải Thạch đế Long Hải (Trong đó bao gồm 60,1 km từ Hải Thạch đế đầu chờ Thiên Ưng 152,4km từ đầu chờ Thiên Ưng đến đầu chờ Bạch Hổ 112,9km từ đầu chờ Bạch Hổ đến Long Hải );

+ Chiều dài đường ống bờ khoảng 9km từ Long Hải đến Dinh Cố; o Tại khu vực Thiên Ưng có kết nối từ Thiên Ưng trực tiếp vào đường ống

NCS2 đảm bảo khả năng phóng thoi các loại từ Thiên Ưng về bờ (Do đường ống Thiên Ưng Long Hải là 2 pha ).Thiết kế van một chiều (check valve ) cùng với SIV Thiên Ưng và SIV Hải Thạch nhằm ngăn dòng chảy ngược lại Hải Thạch hoặc Thiên Ưng khi có một nguồn khí Shutdown;

o Mỏ Đại Hùng được kết nối vào đầu chờ cùng với đầu chờ của Hải Thạch; o Tại khu vực Bạch Hổ thiết kế đầu chờ 26’’/16’ kết nối với đường ống vận

chuyển khí từ bể Cửu Long; o Đoạn ống từ Long Hải đến Dinh Cố chôn sâu tối thiểu 1200mm;






32

Sơ đồ tuyến ống ngoài biển từ Hải Thạch –Mộc Tinh đến Long Hải :






33

3.2.2. Tiến độ : Tiến độ dự kiến:

+ Phương án cơ sở: Đường ống nhà máy GPP2 (chế độ MF); + Dự án dự kiến hoàn thành vào quý 1/2014; + Báo cáo phê duyệt chọn tuyến ống 4/2010; + Thông qua quy mô công suất cấu hình hệ thống tháng 7/2010; + Đệ trình dự án đầu tư xây dưng đường ống NCS2 tháng 8/2010; + Phê duyệt dự án đầu tư và Thiết kế cơ sở đường ống NCS2 tháng 10/2010; + Hòan thành thiết kế FEED cho dự án tháng 8/2011; + Phê duyệt thiết kế FEED cho dự án tháng 10/2011; + Hoàn thành việc chọn nhà thầu EPC tháng 01/2012; + Thiết kế thi công đường ống và nhà máy từ tháng 01/2012 đến 01/2013; + Mua sắm, vận chuyển vật tư thiết bị chính cho đường ống , nhà máy (chế độ

MF)và các trạm từ tháng 7/2012 đến tháng 6/2013; + Lắp đặt đường ống trên bờ, các trạm và mở rộng kết nối với GDC Phú Mỹ từ

tháng 7/2012 đến tháng 6/2013; + Thi công lắp đặt điểm tiếp bờ và đường ống điểm gần bờ đến KP 100 (tính từ

bờ) từ tháng 03/2012 đến tháng 4/2013; + Lắp đặt đường ống ngoài biển từ KP 100 đến Thiên Ưng, Hải Thạch từ tháng 5

đến tháng 8/2013; + Precommisioning đường ống biển từ tháng 8/2013 đến tháng 9/2013; + Xây dựng đường ống condensate DC-TV từ tháng 7/2012 đến tháng 4/2013; + Pre commisioning nhà máy GPP2 (MF1) từ tháng 5/2013 đến tháng 8/2013; + Gas-in và vận hành thử hệ thống từ HT-MT ,TƯ-MC vào đường ống, đến Nhà

máy GPP2(MF1) từ đầu tháng 10/2013 đến tháng 11/2013; + Vận hành khí thương mại từ giữa tháng 11/2013; + Nghiệm thu bàn giao công trình vào tháng 12/2013; + Phương án tiềm năng: Đường ống và nhà máy GPP2 (chế độ thu hồi LPG) + Đường ống và nhà máy GPP2 (chế độ GPP dây chuyền 1) theo tiến độ của

phương án cơ sở đã trình bày ở trên. Sau đó tiến độ lắp các dây chuyền mở rộng như sau:






34

o Thiết kế chi tiết dây chuyền 2 (phục vụ tách LPG cho nhà máy NCSP) từ tháng 11/2013 đến tháng 11/2014;

o Mua sắm, vận chuyển vật tư thiết bị chính từ tháng 1/2014 đến tháng 2/2015;

o Xây dựng dây chuyền 2 từ tháng 1/2014 đến tháng 3/2015; o Pre commisioning dây chuyền 2 từ tháng 3/2015 đến tháng 4/2015; o Gas-in và vận hành thử hệ thống từ tháng 4/2015 đến tháng 6/2015; o Thiết kế chi tiết dây chuyền 3 (khi ra tăng chữ lượng khí tiềm năng ) từ

tháng 1/2015 đến 2/2016; o Mua sắm vận chuyển vật tư, thiết bị chính từ tháng 3/2015 đến tháng

4/2016; o Xây dựng dây chuyền 3 từ tháng 3/2015 đến tháng 7/2016; o Pre commisioning dây chuyền 3 từ tháng 3/2015 đến tháng 7/2016; o Gas-in và vận hành thử hệ thống từ tháng 9/2016 đến tháng 10/2016;

Tiến độ hiện tại: + Hiện tại đang triển khai thiết kế kĩ thuật tổng thể FEED và khảo sát đường ống

bờ; 3.2.3. Chủ đầu tư và tổng vốn đầu tư: Chủ đầu tư là PVGAS, vốn đầu tư cho công trình trên 1.3 tỷ USD;

3.2.4. Nhà thầu thực hiện: Tổng thầu là EPC và Vietsopetro;

3.2.5. Những khó khăn chủ yếu gặp phải trong quá trình triển khai dự án : Tiến độ dự án rất gấp, trong khi chưa hòan thành FEED, dự kiến tháng 1/2012; Mùa thi công biển chỉ khoảng 6 tháng từ tháng 4 đến tháng 10, trong khi tuyến ống

biển dài 325km; Đền bù giải tỏa 9km trên bờ;

3.3 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ BẠCH HỔ-PHÚ MỸ: 3.3.1. Vị trí công trình, các hạng mục và thông số kỹ thuật chính:

Hệ thống đường ống dẫn khí Bạch Hổ:

Vị trí:






35

+ Nằm trên vùng biển phía Đông Nam Việt Nam. Thuộc thềm lục địa của Việt Nam.

Nhiệm vụ chính:

+ Vận chuyểnkhí đồng hành từ các mỏ Rạng Đông, Phương Đông, Cá Ngừ Vàng, Sư Tử Đen/Sư Tử Vàng, Bạch Hổ ở bể trầm tích Cửu Long vào bờ, cung cấp khí ẩm cho Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố và khí khô sau khi xử lý được cấp cho Nhà máy điện Bà Rịa, Phú Mỹ, Nhà máy đạm Phú Mỹ và các hộ tiêu thụ khí thấp áp;

Các hạng mục chính:

+ Hệ thống thu gom và vận chuyển khí đồng hành Bạch Hổ – Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ với kích thước 16 inch dài 104 km, công suất vận chuyển khoảng 1,5 tỷ m3 khí/năm;

+ Đường ống kết nối Rạng Đông – Bạch Hổ với kích thước 16 inch dài 46.5 km, có công suất vận chuyển khoảng 2 tỷ m3 khí/năm nhằm bổ sung khí đưa vào bờ từ mỏ Rạng Đông;

+ Đường ống kết nối Cá Ngừ Vàng – Bạch Hổ với kích thước 12 inch dài 17 km. Dự kiến mỏ Cá ngừ Vàng sẽ cung cấp khí từ 2007 đến 2017 với sản lượng cao nhất là 0.46 tỷ m3 khí/năm bổ sung cho dự án khí Bạch Hổ;

+ Đường ống kết nối Sư Tử Vàng – Rạng Đông với kích thước 16 inch dài 43.5 km, có công suất vận chuyển khoảng 1.5 tỷ m3 khí/năm nhằm đưa khí Sư Tử Đen/Sư Tử Vàngvào bờ thông qua hệ thống đường ống Rạng Đông – Bạch Hổ - Dinh Cố;

+ Nhà máy Xử lý khí Dinh Cố: Khí ẩm từ ngoài biển được tiếp nhận và xử lý tại đây. Khí khô sau khi tách ra khỏi nhà máy được vận chuyển tới Bà Rịa và Phú Mỹ bằng hệ thống đường ống Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ. Các sản phẩm lỏng (LPG, Condensate) từ nhà máy GPP Dinh cố được dẫn qua ba đường ống dài 25 km, đường kính 6 inchtới kho cảng Thị Vải;

+ Kho cảng Thị Vải có hai bể chứa condensate và 33 bồn chứa LPG dạng bullet xếp thành 6 cụm,hai cầu cảng trong đó một cầu có thể nhận tàu có tải trọng






36

đến 10,000 DWT để xuất LPG và condensate, một cầu có thể nhận tàu có tải trọng đến 2,000 DWT để xuất LPG.Công suất 7.700 tấn;

3.3.2. Tiến độ: Hiện tại:

+ Đường ống BH-DC-PM đã được đầu tư xây dựng từ năm 1993 và đưa vào vận hành từ năm 1995;

+ Nhà máy GPP Dinh Cố được đưa vào vận hành năm 1998; + Kho Cảng Thị Vải; + Đường ống thu gom khí Rạng Đông – Bạch Hổ được xây dựng và đưa vào vận

hành từ cuối năm 2001; + Đường ống thu góm khí Sư Tử Đen / Sư Tử Vàng được xây dựng và đưa vào

vận hành từ tháng 05/2009;Đường ống thu gom khí Cá Ngừ Vàng được xây dựng và đưa vào vận hành từ cuối năm 2009;

+ Đường ống thu gom khí Rồng Đồi Mồi được xây dựng và đưa vào vận hành từ tháng 12/ 2010;

3.3.3. Chủ đầu tư và tổng dự toán: Chủ đầu tư là PV Gas,tổng dự toán là hơn 1 tỷ USD;

3.4 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỒNG DẪN KHÍ PHÚ MỸ- TP.HCM: Hệ thống đường ống Phú Mỹ - Nhơn Trạch:

+ Hệ thống dài khoảng 70 km, đường kính 22 inch nhằm cung cấp khí cho các nhà máy điện tại Thủ Đức, Nhơn Trạch, Hiệp Phước và các hộ tiêu thụ dọc tuyến ống, có công suất 2.0 tỷ m3 khí/năm (giai đoạn 1), 3.8 tỷ m3 khí/năm (giai đoạn 2). Đường ống đưa vào vận hành năm 2008;

Hệ thống đường ống dẫn khí thấp áp Phú Mỹ - Mỹ Xuân - Gò Dầu:

+ Hệ thống được xây dựng nhằm mục đích vận chuyển khí Bạch Hổ và khí Nam Côn Sơn từ Trạm phân phối khí Phú Mỹ (GDS) và Trung tâm phân phối khí






37

Phú Mỹ (GDC) cung cấp cho các hộ tiêu thụ thuộc các khu công nghiệp Phú Mỹ - Mỹ Xuân - Gò Dầu;

+ Đường ống chính của hệ thống này có đường kính 14 inch, chiều dài 7 km, áp suất 27 barg, công suất thiết kế tối đa 1 tỷ m3/năm;

+ Hệ thống đã đưa vào vận hành chính thức đầu năm 2003 với lưu lượng vận chuyển ban đầu từ 0,1- 0,21 tỷ m3/năm. Hiện tại hệ thống đang vận hành khoảng 700.000 m3/ngày đêm;

Hệ thống nhà máy điện khí:

+ Nhà máy điện Nhơn Trạch: Công suất 450 MW, vận hành từ năm 2008; + Nhà máy điện Nhơn Trạch 2: Công suất 750 MW, vận hành từ năm 2010; + Nhà máy điện Hiệp Phước: Công suất 375 MW, vận hành từ năm 2008;

3.5 DỰ ÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ PM3 CÀ MAU : 3.5.1. Vị trí công trình, các hạng mục và thông số kĩ thuật chính:

Vị trí công trình và các hạng mục:

+ Đường ống dẫn khí nối từ mỏ dầu khí PM-3/CAA (thuộc Lô B46) thuộc vùng khai thác chung 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). Cung cấp khí cho các 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;

+ Khu Khí - Điện - Đạm tỉnh Cà Mau nằm trên khu đất thuộc các ấp 3, 6, 7 và 8 của xã Khánh An, về phía Đông Nam huyện U Minh, cách trung tâm Thành phố Cà Mau khoảng 11 km;

+ Phạm vi lập quy hoạch chung gồm 1.208 ha, được xác định như sau: o Phía Bắc giáp sông Cái Tàu; o Phía Nam giáp kênh Xáng Minh Hà; o Phía Đông giáp sông ông Đốc; o Phía Tây giáp trại giam K1 Cái Tàu; o Công trình Đường ống dẫn khí PM3-Cà Mau;

Công suất: 2 tỉ m³ khí/năm; Áp lực:






38

+ Áp lực thiết kế là ANSI 900#; tương đương 150 barg tại MAX 60 °C; + Áp suất tại BR-B 138 Barg, Nhiệt độ thiết kế là 60 °C; Vận hành là 50 °C; + Áp suất tại GDS là 135 barg; + Áp suất tại nhà máy điện 40-60 barg; nhiệt độ tối đa 20oC; + Áp suất tại NM Đạm: 40-60 barg; Nhiệt độ tối đa:28-30oC;

Độ sâu nước: tại mỏ khí PM-3/CAA (thuộc Lô B46) là hơn 54m; Kích thước ống : Đường kính ống 18 inch (711,2mm), độ dày ống 12,7mm; Sơ đồ tổng thể dự án:

POWER STATION

FERTILIZER PLANT

GDSLFS

ANCHOR FLANGE

HANGER FLANGE

1 M

LBV

PACKAGE 1

PACKAGE 2PACKAGE 1 PACKAGE 2

TOPSIDES MODIFICATIONS(BY OTHERS)

BR-B PLATFORM

Chiều dài đường ống: Tổng cộng 332km trong đó: + 298km đường ống dưới biển nối từ Giàn xử lí trung tâm (CPP) đến Trạm tiếp

bờ (LFS) tại ấp Mũi Tràm, xã Khánh Bình Tây Bắc (Trần Văn Thời) Cà Mau; + 43km đường ống trên bờ nối từ Trạm tiếp bờ (LFS) đi qua trạm van ngắt tuyến

(LBV)ở giữa rừng tràm U Minh hạ thuộc Vườn quốc gia U Minh hạ đến trạm phân phối khí (GDS) đặt tại Cụm Khí - Điện - Đạm Cà Mau, thuộc xã Khánh An (U Minh), Cà Mau;

+ Riser (nhô lên 1m so với mặt bích treo-hanger flange); + Vùng tiếp bờ (~10km): tuyến ống được chôn sâu 3m tính từ đỉnh ống;

Các hạng mục trên bờ:

+ Trạm tiếp bờ (LFS);






39

+ Khoảng 26.7 km đường ống trên bờ, bao gồm van ngắt tuyến (LBV);

+ Trạm phân phối khí (GDS);

+ Đường ống cung cấp khí từ GDS tới mặt bích phía trong hàng rào của Nhà máy Điện Đạm;

+ Hệ thống SCADA và hệ thống thông tin liên lạc Sơ đồ tuyến ống:






40

3.5.2. Tiến độ : Tiến độ 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);

Hiện tại : + 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;

+ 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 ngày

20/8/2008; + Nghiệm thu hoàn thành cấp Nhà nước :25/12/2008; + Khánh thành (cùng hai nhà máy điện):27/12/2008;

3.5.3. Chủ đầu tư dự án và tổng dự toán: Tổng công ty dầu khí Việt Nam (Petrovietnam) làm chủ đầu tư; Tư vấn thiết kế kỹ thuật: WorleyPtyLtd (Úc); Tư vấn quản lý dự án (PMC): Pegansus (Anh); Tổng dự toán : trên 1,4 tỷ USD;

3.5.4. Nhà thầu thực hiện : Tổng thầu EPC Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro (VSP);

3.5.5. Những khó khăn chính khi triển khai dự án : Khó khăn, thử thách liên quan đến thiết kế kỹ thuật; Ảnh hưởng của thời tiết, do mùa thi công biển chỉ kéo dài 6 tháng từ tháng 4 đến

tháng 10 mà tuyến ống thi công trên biển dài 289 km; Ảnh hưởng của khủng hoảng suy thoái kinh tế thế giới năm 2007 ; Việc đền bù giải tỏa 45km đường ống trên bờ; 45 km đường ống trên bờ thi công ở địa hình trải dài qua đầm lầy kênh rạch chằng

chịt của rừng Quốc gia U Minh thường xuyên ngập nước và cơ sở hạ tầng giao thông chưa có gì. Phải giảm tối thiểu các ảnh hưởng đến môi trường khi thi công trong khu vực rừng Quốc gia U Minh;

Điều kiện địa chất không được thuận lợi;






41

3.6 DỰ ÁN LÔ-B Ô MÔN: 3.6.1. Vị trí công trình và các hạng mục và thông số kĩ thuật chính: Vị trí :

+ Đường ống dẫn khí từ Lô B và 52 thuộc vùng biển Việt Nam trong khu vực vịnh Thái Lan, tiếp bờ tại Cà Mau chạy qua 5 tỉnh là Cà Mau, Bạc Liêu,Kiên Giang ,Hậu Giang, Cần Thơ đến trung tâm điện lực Ô Môn – Cần Thơ để cấp khí cho 4 nhà máy điện ở Ô Môn với tổng công suất 2.760 MW và 01 nhà máy điện Cà Mau ở Cà Mau;

+ Một trạm tiếp bờ ở Cà Mau, 1 trạm phân phối khí ở Cà Mau, 1trung tâm phân phối khí ở Ô Môn và 9 trạm van bố trí dọc tuyến với khoảng cách giữa các trạm từ 12-16km;

Công suất vận chuyển khí : trên 6 tỷ m3/năm .Tuổi thọ 30 năm; Áp lực:

+ Áp lực thiết kế : ANSI 900#; + Áp lực vận hành ttối đa cho phép là 150,5 barg; + Hệ số thiết kế là 0,72; + Áp lực vận hành tại đầu vào ở giàn là 137,9 barg; + Áp lực vận hành sau trạm tiếp bờ là 102 barg; + Áp lực vận hành tại GDC Ô Môn là 41 barg;

Độ sâu nước: Tại giàn trung tâm Lô B&52 là 77m, cách bờ biển Cà Mau ~230km; Kích thước ống : Sử dụng ống thép API 5L X65;

+ Đường kính ống ngoài biển là 28’’ (711mm) dài 246,4km; + Đường kính ống thép trên bờ là 30’’ (762mm), chiều dài 152,4km; + Chôn sâu 2,8m tính từ đáy ống; + Độ dày bê tông gia tải là 47,6mm; + Độ dày lớp bảo vệ chống ăn mòn là 5,5mm;

Sơ đồ tuyến ống; Sơ đồ tuyến ống bờ và tuyến ống biển;

3.6.2. Tiến độ : Tiến độ dự kiến : Dự án hoàn thành vào quý 4/2014;






42

Tiến độ hiện tại : Đã và đang triển khai khảo sát đường ống bờ, đường ống biển, thiết kế chi tiết;

3.6.3. Chủ đầu tư và Tổng dự toán công trình : Chủ đầu tư: Gồm 4 bên PVGAS và Chevon Mĩ chiếm 51%, MOECO (Nhật) và

PTTEP (Thái Lan) chiếm 49%. Vốn đầu tư trên 1 tỷ USD; 3.6.4. Nhà thầu thực hiện : Tổng thầu EPC là Liên doanh Vietsopetro-PVC-PTSC, trong đó VSP là lãnh đạo

Liên doanh 3.6.5. Những khó khăn chủ yếu gặp phải trong quá trình triển khai dự án: Đền bù giải tỏa 152km trên bờ và các trạm,phải thành lập nhiều hội đồng đền bù ở

các địa phương khác nhau (5 tỉnh ); 152 km tuyến ống bờ thi công ở địa hình trải dài, kênh rạch chằng chịt, thường

xuyên ngập nước, cơ sở hạ tầng giao thông gần như chưa có gì; Ảnh hưởng của thời tiết, quá trình thi công ống trên biển phải dựa vào mùa thi công

biển,6 tháng từ tháng 4 đến tháng 10.

3.7 CÁC DỰ ÁN KHÁC

Dự án phát triển mỏ Rạng Đông – JVPC; Dự án phát triển mỏ Rồng Đôi – KNOC; Dự án phát triển mỏ Sư Tử Đen, Sư Tử Trắng, Sư Tử Nâu (CLJOC); Dự án phát triển mỏ Cá Ngừ Vàng – Hoan Vu JOC; Dự án phát triển mỏ Tê Giác Trắng – Hoang Long JOC; Dự án phát triển mỏ Ruby – Petronas & PVEP; Dự án Lan Tây – Lan Đỏ - BP; Dự án phát triển mỏ Chim Sáo – Premier Oil Viet Nam Offshore (POVO); Dự án Block B & 52 – Ô Môn (Chevron); Dự án Đại Hùng (PVEP); Và nhiều dự án khác;






43

CHƯƠNG IV: CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MỘT CÔNG TRÌNH BIỂN 4.1 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH BIỂN BẰNG THÉP: Thiết kế một công trình biển bằng thép cũng như một công trình biển nói chung cần

thiết kế dựa theo tiêu chuẩn. Bên cạnh tiêu chuẩn cần tuân thủ theo một quy trình thiết kế nhất định đảm bảo tính khoa học, hợp lý và tính khả thi. Vừa đảm bảo độ an toàn, chính xác cao vừa đảm bảo điều kiện kinh tế và năng lực thi công của chủ đầu tư. Công trình được thiết kế theo một quy trình khoa học sẽ làm việc đạt hiệu quả nhất.

Theo kết quả tham khảo, quy trình thiết kế được dùng để thiết kế một công trình biển bằng thép được thể hiện dưới sơ đồ sau:






44

Hình 4.1: Quy trình thiết kế kết cấu KCĐ giàn WHP






45

4.1.1. Nhiệm vụ thiết kế: Nhiệm vụ thiết kế dựa theo nhiệm vụ làm việc của công trình. Từ quy định của chủ

đầu tư với mục đích sử dụng nhằm đạt hiệu quả cao cho dự án cần xác định được nhiệm vụ thiết kế gồm:

+ Xác định chức năng, nhiệm vụ của công trình; + Xác định tổng quan về công trình gồm tên công trình, vị trí xây dựng công

trình, hướng đặt công trình,(nếu có yêu cầu trước của nhà đầu tư) ; + Các số liệu đầu vào ban đầu vào: Độ sâu nước trung bình, các yếu tố khí tượng

hải văn…; + Xác định các tiêu chuẩn, quy phạm sẽ áp dụng cho việc quản lý, thiết kế, thi

công chế tạo công trình. 4.1.2. Thiết kế các phương án: Việc thiết kế các phương án được thiết kế theo số liệu đầu vào và các yêu cầu của

nhiệm vụ thiết kế. 4.1.2.1. Lập cơ sở thiết kế: Từ yêu cầu của chủ đầu tư và yêu cầu của dự án, xác định rõ được nhiệm vụ thiết

kế dự án; Các căn cứ để lập thiết kế cơ sở bao gồm các cơ sở về pháp lí và văn bản về pháp

lí; Chủ đầu tư yêu cầu trước về các tiêu chuẩn, qui trình, qui phạm, lí thuyết tính toán

áp dụng để thiết kế, nếu không, đề xuất với chủ đầu tư về các vấn đề này; Nêu lên các thông số về công trình như thông số về môi trường, địa chất, mô tả về

dự án như vị trí xây dựng, qui mô của dự án... Danh mục về các thiết bị, vật tư, các nhà cung cấp cho dự án; Các bản vẽ thiết kế điển hình;

4.1.2.2. Lập sơ đồ bố trí thiết bị: Nghiên cứu sơ đồ thiết bị công nghệ để từ đó đi đến thiết kế sơ bộ. Phần sơ đồ bố

trí thiết bị được cung cấp bởi bên cơ khí, đường ống công nghệ, các yêu cầu về thiết bị, công nghệ của công trình;






46

4.1.2.3. Thiết kế sơ bộ: Việc thiết kế sơ bộ phải thỏa mãn các yêu cầu về chức năng công trình và khả năng

có thể thi công, đảm bảo về yêu cầu trong vận hành: Diện tích thượng tầng, điều kiện địa chất và môi trường. Các nội dung chính trong thiết kế sơ bộ gồm:

+ Lựa chọn hướng đặt công trình; + Xác định các tiêu chuẩn, quy phạm sẽ áp dụng cho việc quản lý, kiểm soát,

thiết kế và xây dựng công trình + Lựa chọn các kích thước cơ bản, hình dáng công trình; + Lựa chọn kích thước các phần tử kết cấu;

4.1.2.1. Lập sơ đồ kết cấu các phương án: Sơ đồ kết cấu được lập trên máy tính điện tử. Dựa theo các kích thước cơ bản của

công trình gồm số ống chính, số mặt ngang, góc nghiêng của công trình, cao trình của công trình;

Đưa ra sơ đồ hình học bằng các điều kiện ràng buộc trong liên kết: Góc hợp bởi thanh giằng xiên với ống chính, độ mảnh cho phép dẫn đến khoảng cách các mặt ngang. Các thanh xiên dùng trong công trình;

Sơ đồ hóa liên kết giữa nền đất và công trình; Tính toán dao động riêng và đánh giá ảnh hưởng động tác động đến công trình; Mô tả các phương án thiết kế bằng các mô hình tính toán. Các mô hình tính toán

được mô tả càng gần với thực tế, làm việc của công trình càng tăng độ chính xác trong tính toán thiết kế;

4.1.3. Phân tích lựa chọn phương án hợp lý: Lựa chọn phương án hợp lý cần được dựa trên các nguyên tắc cơ bản:

+ Khối lượng và kích thước của công trình sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thi công, hạ thủy và vận chuyển đánh chìm. Cần đảm bảo nhà thầu thi công đủ điều kiện và năng lực để tiến hành các giai đoạn đúng tiến độ;

+ Chức năng và thời gian sử dụng, mục đích sử dụng và cấp công trình sử dụng; + Ảnh hưởng của tải trọng động lên công trình; + Đảm bảo đầy đủ các điều kiện kinh tế, kỹ thuật chung của dự án sao cho phù

hợp nhất.






47

4.1.4. Thiết kế kỹ thuật phương án chọn: Sau khi chọn được phương án hợp lý nhất cần dưa ra quy trình thiết kế kỹ thuật và

các nội dung cần thiết trong quá trình thiết kế kỹ thuật. 4.1.4.1. Cơ sở thiết kế: Dựa theo nhiệm vụ của thiết kế và nhiệm vụ của công trình. Mục đích sử dụng của

chủ đầu tư và dự án. Sự hoạt động của công trình được đánh giá không ảnh hưởng đến môi trường cũng như các công trình lân cận

4.1.4.2. Cơ sở dữ liệu phục vụ thiết kế: Điều kiện địa hình; Điều kiện địa chất công trình; Điều kiện khí tượng hải văn;

Gồm có: + Chế độ gió; + Chế độ sóng; + Chế độ dong chảy, trong đó có dòng chảy triều và dòng chảy gió; + Nhiệt độ không khí; + Độ ẩm không khí; + Chế độ mưa; + Áp suất khí quyển; + Sương mù và dông; + Hà và sinh vật biển bám vào công trình; + Phương án thi công trên bờ, hạ thủy, vận chuyển và thi công trên biển.

4.1.5. Thiết kế chi tiết phương án chọn: Quá trình thiết kế chi tiết là tính toán và hoàn thiện cụ thể các phần tử của công trình

để đảm bảo các bài toán trong thiết kế. Các cấu kiện được kiểm tra và tính toán theo thiết kế kỹ thuật đã được chọn. Kết cấu được hoàn thiện bằng các bài toán tính toán cụ thể thiết kế và kết quả cuối cùng;






48

Thiết kế chi tiết được thể hiện cụ thể trên sơ đồ. Các công đoạn thiết kế đã được trình bày cụ thể theo từng nội dung trong báo cáo;

Hình 4.2: Sơ đồ thiết kế chi tiết phương án chọn.

4.1.5.1. Thiết kế sơ bộ kết cấu chịu lực: Trong thiết kế kỹ thuật, các kết cấu chịu lực chính được thiết kế sơ bộ theo kinh

nghiệm và tiêu chuẩn sau đó kiểm tra và hiệu chỉnh. a. Chân đế: Gồm hình dáng, kích thước đỉnh, kích thước đáy, số diafragm, góc nghiêng của

panel. Kích thước các phần tử chịu lực như tiết diện, chiều dài,… b. Khung nối và sàn công tác






49

Bao gồm hình dáng, kích thước của khung nối và các kích thước phần tử. Bố trí cao trình sàn công tác, hệ thống dầm sàn của sàn công tác.

c. Dầm chịu lực Hệ thống dầm chịu lực được thiết kế theo yêu cầu của sức chịu tải của thượng tầng

và kích thước của thượng tầng. Việc thiết kế hệ dầm chịu lực cần đảm bảo các điều kiện độ bền, ổn định, v.v…

d. Kết cấu cọc: Cọc chịu lực được chế tạo theo khả năng chịu lực do tải trọng tác động chịu nén.

Thiết kế kỹ thuật cọc gồm kích thước tiết diện và bố trí hàn các sườn gia cường cho cọc.

Mũi cọc được vát góc nghiêng 450 và được gia cường để đảm bảo quá trình đóng cọc dễ dàng.

e. Giá cập tàu: Cao trình và vị trí, hướng đặt giá cập tàu, các kết cấu cấu tạo của giá cập tàu. Số

trụ đệm tàu được thiết kế sơ bộ ban đầu để tính toán tải trọng. f. Hệ thống cầu thang, lan can Việc di chuyển giữa các bộ phận của kết cấu với nhau cần có hệ thống cầu thang

và lan can an toàn cho người đi lại. Việc thiết kế cần đảm bảo các tiêu chuẩn quy phạm và được kiểm tra chất lượng khi thi công.

g. Khối nhà ở, sân bay Thiết kế mặt bằng nhà ở, diện tích và bố trí giao thông hợp lý. Các phòng được

chia rộng hẹp theo chức năng công việc và được bố trí thuận lợi. Các hành lang lưu thông được bố trí ngang, dọc hay xung quanh.

Sân bay đảm bảo đủ diện tích, cao trình sân bay, vị trí và hướng sân bay phải đảm bảo điều kiện cất cánh và hạ cánh an toàn mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị. Có thiết kế an toàn cho người và trang thiết bị.

h. Vật liệu sử dụng:






50

Vật liệu chủ yếu sử dụng trong xây dựng công trình biển hiện nay là API 2H, API 5L, ASTM A36, ASTM A572.

4.1.5.2. Lập sơ đồ kết cấu:

Sau khi thiết kế phương án và các kết cấu chịu lực, từ các liên kết người ta dựng thành sơ đồ kết cấu theo thiết kế sơ bộ ban đầu. Từ sơ đồ kết cấu sẽ dựng lên mô hình tính toán của công trình và được đưa vào các phần mềm tính toán.

4.1.5.3. Xác định sơ đồ tải trọng và tổ hợp tải trọng:

Tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm tải trọng môi trường, tĩnh tải và hoạt tải. Tải trọng môi trường bao gồm: tải trọng sóng, gió, dòng chảy… Tĩnh tải bao gồm: trọng lượng bản thân kết cấu, trọng lượng các thiết bị công nghệ, đường ống đặt ở thượng tầng. Các hoạt tải được lấy theo tiêu chuẩn quy phạm. Các vị trí có khả năng động đất, sóng thần thì cần kể thêm các tải trọng này vào.

Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng được trình bày cụ thể ở chương III.

4.1.6. Thiết kế chống ăn mòn: 4.1.6.1. Nguyên tắc chung:

Trong công trình biển được xây dựng trên vùng biển Việt Nam là vùng biển nhiệt đới có độ ẩm không khí thường xuyên lớn (thường từ 80% trở lên ), với nền nhiệt độ không khí từ 250C đến 390C, nhiệt độ nước biển tương đối cao, khoảng trên 250C, độ mặn nược biển dao động khoảng 3,0% đến 3,5%. Trong điều kiện đó kim loại bị phá hủy rất nhanh, vì vậy việc thiết kế chống ăn mòn có vai trò đặc biệt quan trọng trong thiết kế chung. Việc tính toán cần có cơ sở tiêu chuẩn và được kiểm tra một cách cẩn thận, tỉ mỉ theo tiêu chuẩn.

Đối với các công trình biển cố định được xây dựng tại vùng biển Việt Nam được thiết kế theo các quy phạm của Liên xô cũ trên cơ sở dựa vào kết quả nghiên cứu thực tế, việc tính toán chống ăn mòn được chia theo các mức độ ăn mòn:






51

+ Vùng khí quyển + Vùng dao động thủy triều + Vùng thường xuyên ngập trong nước. + Vùng ngập trong đất

Việc tính toán theo từng vùng phải áp dụng tiêu chuẩn riêng theo đặc điểm làm việc của từng vùng. Vì vậy cần có hệ thống bảo vệ thiết kế riêng cho từng vùng.

4.1.6.2. Các phương pháp chống ăn mòn chủ yếu: a. Chống ăn mòn bằng phương pháp sơn phủ: Việc sơn phủ cần được tiến hành cho toàn công trình do điều kiện làm việc luôn

trong tình trạng độ ẩm lớn. Mặt khác nếu hiện tượng ăn mòn xảy ra tại một vị trí sẽ dẫn đến nguy cơ ăn mòn điện hóa trên cùng một phần tử là rất cao. Việc sơn phủ được thiết kế theo tiêu chuẩn ISO 9510 – 1 – 1993. Quá trình thực hiện gồm các bước cơ bản: + Làm sạch bề mặt các phần tử bị gỉ, các vị trí vướng dầu mỡ, các mối hàn và các

sinh vật bám theo tiêu chuẩn ISO 9510-1-1993. + Phun cát và khí nén được sấy khô để tạo độ bám cho sơn tốt hơn. + Chuẩn vị thiết bị sơn, máy sơn, pha chế sơn. + Tiến hành sơn theo tiêu chuẩn với sơn, phân chia các vùng phun theo các lớp

theo tiêu chuẩn số lớp và độ dày của các lớp. Các thiết bị sơn và các loại sơn cần có chứng chỉ chất lượng hoặc có văn bản

chứng nhận chất lượng. Các quá trình sơn phủ cần được kiểm tra nghiêm ngặt về chất lượng cũng như quy trình.

b. Chống ăn mòn bằng phương pháp điện hóa: Phần công trình ngập trong nước cần được bảo vệ bằng hệ thống Protector (anod)

kết hợp với sơn phủ nhằm tránh sự ăn mòn của môi trường nước biển. Môi trường nước biển chứa nhiều ion điện ly, thường xuyên gây ra các dòng điện, quá trình dùng hệ thống anod nhằm triệt tiêu dòng điện gây ra các phản ứng điện hóa, phá hoại kim loại sắt khi các phần tử kết cấu nằm trong môi trường điện ly.






52

Hệ thống anod được thiết kế dựa theo tiêu chuẩ DvN và các quy phạm thiết kế của Nga. Việc tính toán khả năng ăn mòn phụ thuộc vào các điều kiện thực tế tại từng vùng biển như độ mặn, nhiệt độ,…. Vì vậy việc tính toán cần có chuyên gia và các số liệu khảo sát từ trước.

4.1.7. Thiết kế thi công: Việc thiết kế phải phù hợp với điều kiện thi công của xí nghiệp hay chủ đầu tư nên

yêu cầu việc thiết kế kỹ thuật nhằm đảm bảo rằng phương án đưa ra là hoàn toàn khả thi.

Quá trình thiết kế kỹ thuật gồm các nội dung chủ yếu là: 4.1.7.1. Thi công trên bờ

+ Chuẩn bị mặt bằng, tập kết vật liệu; + Chế tạo panel và dựng panel; + Lắp kết cấu không gian; + Chế tạo, dựng khung nối. + Chế tạo hệ dầm chịu lực. + Chế tạo, lắp dựng thượng tầng. + Chế tạo và tổ hợp cọc. + Phun sơn phủ, lắp protector. + Sắp xếp và bố trí các block, trang thiết bị phục vụ thi công. + Hạ thủy và chuẩn bị ra biển.

4.1.7.2. Thi công trên biển: Việc thi công trên biển là quá trình thi công phức tạp cần đến độ an toàn và tin cậy

cao. Việc lựa chọn phương án hạ thủy và vận chuyển, đánh chìm cần có chuyên gia và cố vấn để đảm bảo không xảy ra sự cố.

Quá trình thi công phải tuân thủ nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn và quy trình thi công đã thiết kế.

Quy trình thi công trên biển được thiết kế qua các công đoạn tùy vào từng công trình cụ thể. Có thể sơ lược gồm :






53

+ Vận chuyển đến vị trí xây dựng. + Neo định vị phương tiện. + Tiến hành đánh chìm, đưa khối chân đế về phương thẳng đứng. + Tháo cáp và quay khối chân đế đúng hướng xây dựng. + Định vị công trình. + Tiến hành đóng cọc. + Chèn định tâm và cắt cọc. + Bơm trám xi măng liên kết. + Lắp và hàn gối đỡ khung nối. + Lắp khung nối và thượng tầng. + Công tác hoàn thiện, thu dọn vật tư và trang thiết bị. + Nghiệm thu và bàn giao công trình.

4.2 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ỐNG

4.2.1. Các giai đoạn và qui trình thiết kế 4.2.1.1. Các giai đoạn thiết kế :

Thiết kế đường ống thường được thực hiện trong 3 giai đoạn : + Thiết kế tiền kĩ thuật (Conceptual engineering) + Thiết kế sơ bộ (Preliminary engineering) + Thiết kế chi tiết (Detail engineering)

a. Thiết kế tiền kĩ thuật + Xác định tính khả thi và hạn chế về thiết kế và xây dựng hệ thống công trình + Loại bỏ các yếu tố không khả thi + Xác định các thông tin cần thiết cho việc thiết kế và xây dựng sắp tới + Xác định ranh giới với các hệ thống khác đang qui hoạch hoặc đang tồn tại + Xác định chi phí và lịch trình cơ bản để thực hiện dự án

b. Thiết kế sơ bộ : + Tóm tắt nhiệm vụ thiết kế ; + Các căn cứ thiết lập thiết kế cơ sở bao gồm cơ sở pháp lý và văn bản pháp lý + Các tiêu chuẩn, qui trình, qui phạm áp dụng + Các thông tin cơ sở của tuyến ống và các hạng mục liên quan + Nêu sơ qua về :

o Tính toán chiều dày thành ống






54

o Phân tích ổn định o Thiết kế đầu chờ cho tương lai o Thiết kế các đoạn giãn nở o Thiết kế các đoạn cong o Thiết kế các đoạn giao cắt với công trình hiện hữu o Độ sau chôn ống o Thiết kế chống ăn mòn

c. Thiết kế chi tiết + Tối ưu hóa tuyến ống + Lựa chọn độ dày và lớp phủ + Kiểm tra yêu cầu độ bền, ổn định vị trí, ổn định tổng thể và lắp đặt + Phát triển thiết kế và bản vẽ chi tiết đầy đủ bao gồm các phần như đường

ống, đoạn nối, giao cắt, khoảng sửa chữa, risers, đoạn gần bờ, kết cấu dưới biển.

4.2.1.2. Qui trình thiết kế:






55

Hình 1: Sơ đồ quy trình thiết kế đường ống






56

Hình 2: Sơ đồ phân tích thiết kế đường ống






57

CHƯƠNG V: CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG ỐNG

5.1 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN TUYẾN ỐNG: 5.1.1. Tiêu chuẩn tính toán lựa chọn tuyến ống: Việc thực hiện tính toán lựa chọn tuyến ống phải phù hợp với tiêu chuẩn DNV OS

F101, tuyến ống tối ưu nhất được lựa chọn là tuyến ống có chiều dài ngắn nhất có thể và số khuyết tật là ít nhất;

Tiêu chuẩn lựa chọn tuyến sẽ bao gồm những quy định bắt buộc sau: + Phù hợp với mọi yêu cầu của chủ đầu tư; + Tránh được các chướng ngại vật dưới đáy biển; + Số nhịp vượt qua địa hình phức tạp là ít nhất có thể ; + Góc theo phương ngang hợp với tuyến ống đã có không được nhỏ hơn 30o và

nên càng gân 90o thì càng tốt .Khoảng cách theo phương đứng với ống đã có tối thiểu là 0,3 (m);

+ Dưới độ sâu càng lớn thì thiết kế các ống giao nhau với tuyến ống hiện hành càng gần vuông góc càng tốt ;

+ Bán kính cong của ống khi thiết kế gây ra ứng suất tương ứng không được vượt quá 10% SMYS và không làm mất ổn định của tuyến ống ;

+ Với ống đi vào giàn cần tránh các khu vực hoạt động như: giá cập tàu, khu vực của giàn khoan khai thác …;

+ Ống tiếp cận giàn hợp một góc không được nhỏ hơn 30o và vị trí bắt đầu cong ống đi vào giàn cách giàn tôi thiểu 500 (m);

+ Tuyến ống chọn lựa tránh được tối thiểu tác động của môi trường nhất có thể; 5.1.2. Khảo sát kĩ thuật sơ bộ Khảo sát về độ sâu nước và địa kĩ thuật của đáy biển; Kết quả của cuộc khảo sát sẽ được tống hợp lại để xem xét, thảo luận, chắt lọc và

viết thành bản báo cáo khảo sát cuối cùng; 5.1.3. Đề xuất tuyến Từ báo cáo khảo sát đã được lập bộ phận thiết kế sẽ đưa ra đề xuất tọa độ tuyến ống

chính và các tuyến phụ phù hợp yêu cầu của mỏ và các qui định lựa chọn tuyến;






58

Tất cả các tuyến ống đã được lựa chọn mà song với nhau sẽ được giữ khoảng cách tối thiểu là 50 (m);

5.2 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐƯỜNG ỐNG: Tải trọng tác dụng lên đường ống được phân thành các loại sau: tải trọng chức năng,

tải trọng môi trường, tải trọng xét đến trong quá trình xây dựng tuyến ống(lắp đặt, thử áp lực, vận hành, bảo trì và sửa chữa), tải trọng băng, tải trọng va đập và tải trọng sự cố. Các loại tải trọng này sẽ được xem xét trong từng trường hợp cụ thể của tuyến ống:

+ Trường hợp thi công lắp đặt; + Trường hợp thử áp lực; + Trường hợp vận hành của tuyến ống (đưa vào sử dụng);

5.2.1. Trường hợp thi công Ống sẽ chịu các tải trọng sau:

+ Tải trọng chức năng : trọng lượng bản thân ống và chất thử áp trong ống , áp lực thủy tĩnh , áp lực bên trong khi thử áp;

+ Tải trọng môi trường: tải trọng gió, tải trọng sóng và dòng chảy, lực thủy động;

+ Tải trọng xem xét đến trong quá trình xây dựng tuyến ống: lắp đặt, thử áp(như: tải trọng nâng ống, liên kết ống, thử áp...vv);

+ Tải trọng va đập: va vào chướng ngại vật khi lắp đặt...; + Tải trọng sự cố: nổ, vật rơi vào ống;

5.2.2. Trường hợp vận hành Ống chịu các tải trọng sau:

+ Tải trọng chức năng: tải trọng bản thân ống và chất vận chuyển trong ống, tải trọng do hà bám, áp lực thủy tĩnh, áp lực bên trong khi vận chuyển chất, giãn nở do nhiệt độ;

+ Tải trọng môi trường : tải trọng gió, tải trọng sóng và dòng chảy, lực thủy động;

+ Tải trọng xem xét đến trong quá trình xây dựng tuyến ống: vận hành, bảo trì, sửa chữa (sự gia tăng về áp lực...);






59

+ Tải trọng sự cố: tải trọng do điều kiện sóng và dòng chảy là cực hạn, tải do va chạm do các hoạt động của tàu thuyền hay va chạm với vật chìm hoặc băng trôi, sự vận chuyển của dòng bùn...v.v.

+ Tải trọng khác : động đất; 5.3 CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG Tùy thuộc vào giai đoạn thiết kế theo trạng thái giới hạn nào mà lấy tổ hợp các

trường hợp tải trọng cho phù hợp để tính toán. Các tổ hợp tải trọng được xét theo các trạng thái giới hạn như sau:

+ Trạng thái giới hạn cực hạn: o Kiểm tra hệ thống, tổ hợp tải được lấy bao gồm: tải trọng chức năng(hệ số

tổ hợp là 1.2), tải trọng môi trường (hệ số tổ hợp là 0.7); o Kiểm tra cục bộ, tổ hợp tải được lấy bao gồm: tải trọng chức năng(hệ số tổ

hợp 1.1), tải trọng môi trường (hệ số tổ hợp 1.3), tải trọng va (hệ số tổ hợp 1.1);

+ Trạng thái giới hạn mỏi: o Tổ hợp tải trọng được lấy bao gồm: tải trọng chức năng (hệ số tổ hợp 1.0),

tải trọng môi trường (hệ số tổ hợp 1.0), tải trọng va (hệ số tổ hợp 1.0) + Trạng thái giới hạn sự cố: o Tổ hợp tải bao gồm: tải trọng chức năng, tải trọng môi trường, tải trọng va,

tải trọng sự cố (các hệ số tổ hợp của trường hợp tải đều là 1.0) 5.4 TÍNH TOÁN CHỌN ĐƯỜNG KÍNH VÀ CHIỀU DẦY ỐNG: 5.4.1. Chọn sơ bộ đường kính ống: Công thức tính lưu lượng chất vận chuyển:

vdQ .4. 2

Trong đó:

+ Q: là lưu lượng chất vận chuyển; + d: là đường kính ống;






60

+ v: là vận tốc của chát vận chuyển trong ống; Sẽ có 2 phương án chọn đường kính ống:

Tùy thuộc yêu cầu của chủ đầu tư mà lựa chọn đường kính ống theo 2 phương án lựa chọn sau:

+ Tăng đường kính ống (d) thì tổn thất năng lượng nhỏ, chi phí máy nén khí giảm, chi phí vật liệu tăng;

+ Giảm đường kính ống (d) thì tổn thất năng lượng tăng, chi phí máy nén khí tăng, chi phí vật liệu giảm;

5.4.2. Tính toán chọn chiều dày đường ống Công thức kiểm tra:

mSC

beli

tPPP .

)( 1 (theo công thức 5.14 DnV-OS-F101) (1)

Trong đó:

+ Pe: áp lực ngoài nhỏ nhất; + m: Hệ số kháng vật liệu phụ thuộc vào trạng thái vật liệu theo DnV2000;

Table 5-4 Material resistance factor, m

Limit state category SLS/ULS/ALS FLS

m 1,15 1,00

+ 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:

o Pb,s(x) là áp lực ở trạng thái giới hạn chảy được xác định như sau:






61

Pb,s(x)=3

2..2yf

xDx

( theo 5.16 DnV –OS-F101)

o Pb,u(x) là áp lực ở trạng thái giới hạn nổ được xác định bởi công thức:

Pb,u(x)= 3

2.15.1

.2 fuxD

x

( theo 5.17 DnV –OS-F101)

+ Trong đó fy=(SMYS –fy,temp).U - là ứng suất chảy dẻo nhỏ nhất sử dụng trong thiết kế;

+ fu= (SMTS –fu,temp).U.A- là ứng suất kéo nhỏ nhất sử dụng trong thiết kế.

o Với fy,temp là phần giảm ứng suất chảy dẻo đặc trưng do nhiệt độ được tra theo đồ thị 5.1 DnV 2000;

o U là hệ số cường độ vật liệu tra theo bảng sau

Table 5-1 Material Strength factor, αU






62

Factor Normal Supplementary requirement U

u 0.96 1

o fu,temp - là phần giảm khả năng chịu kéo đặc trưng do nhiệt ;

o A - Là hệ số kể đến sụ làm việc không đẳng hướng của vật liệu;

+ 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 các thông số về: chất vận chuyển, vị trí tuyến ống, cấp an toàn của công trình => SC

Sau khi tra được các thông số, thay vào (1) giải ta tìm được chiều dày đường ống t. Tra tiêu chuẩn API SPEC 5L để chọn ra chiều dày t tương ứng với đường kính ống D đã chọn;

5.5 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN ĐƯỜNG ỐNG

5.5.1. 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;






63

+ 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;

Vì những lí do trên mà khi tính toán 1 công trình đường ống chỉ xét đến các bài toán sau:

+ Bài toán tĩnh; + Bài toán ổn định; + Bài toán mỏi;

5.4.3. Tính toán bền đường ống qua địa hình phức tạp

Việc tính toán độ bền đường ống biển khi qua các địa hình phức tạp là đi xác định chiều dài nhịp treo lớn nhất cho phép để cho đường ống không bị phá hoại (phá hoại chảy dẻo đường ống) khi ống chịu tải trọng tĩnh và động. Chiều dài nhịp treo lớn nhất cho phép sẽ được lấy cái nhỏ hơn trong 2 trường hợp tính toán nhịp treo trong bài toán động và bài toán tĩnh;

5.5.3.1. Bài toán tĩnh Chiều dài nhịp treo cho phép sẽ được xác định từ giới hạn momen uốn cho phép đối

với ống, mô men lớn nhất trong nhịp treo được xác định dựa trên: lực ngang lớn nhất tác dụng lên nhịp treo, trọng lượng bản thân nhịp, lực dọc trục biểu kiến trong ống, hệ số độ cứng của bê tông và chiều dài nhịp;

Tính toán bài toán tĩnh tuân theo tiêu chuẩn DNV RP F105 và sử dụng phần mềm Mathcad.

5.5.3.1. Bài toán động






64

Chiều dài nhịp treo cho phép trong bài toán động sẽ được xác định bằng việc xem xét sự dung động dòng xoáy sau ống do sự tác động trực tiếp của sóng và dòng chảy lên ống, và tần số dao động riêng của nhịp ống. Sự dung động của ống nguyên nhân là do chu kỳ xoáy đổ của dòng chảy. Mỗi dòng xoáy đó gây ra phản ứng xung lực và do đó làm cho ống bị lệch đi. Nếu như xuất hiện hiện tượng cộng hưởng giữa chu kì dao động riêng của nhịp và chu kì của dao động cưỡng bức (chu kì dao động của dòng xoáy), kết quả là làm biên độ dao động của nhịp ống tăng cao. Trong trường hợp mà sóng là trội hơn so với dòng chảy, ứng suất có tính chất chu kì do sự tác động trực tiếp của tải trong sóng có thể gây ra phá hoại mỏi cho nhịp ống;

Phân tích nhịp treo động sẽ được thực hiện cơ bản theo các tiêu chuẩn sau :

+ Tiêu chuẩn kiểm tra mỏi;

+ Tiêu chuẩn theo trạng thái giới hạn cực hạn; Việc tính toán phân tích lựa chọn tuyến được thực hiện bằng phần mềm Mathcad.

5.6 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG ỐNG BIỂN

5.6.1. Mất ổn định lan truyền 5.6.1.1. Hiện tượng

Hiện tượng này được mô tả là dưới áp suất ngoài cao nhất định, nếu trên đường ống đã có 1 điểm mất ổn định cục bộ, thì vết lõm sẽ lan truyền sang các điểm lân cận dọc theo tuyên ống. Khi xảy ra hiện tượng này, đường ống bị phá hủy trên chiều dài lớn, gây tổn thất đáng kể và khó khắc phục cho công trình.

Với đường ống cho trước cần tính toán xác định áp lực ngoài gây ra mất ổn định lan truyền. So sánh với áp lực ngoài thực tế tại địa điểm xây dựng, nếu áp lực ngoài nhỏ hơn áp lực gây mất ổn định lan truyền là an toàn.

5.6.1.2. Tính toán kiểm tra






65

Theo quy phạm DnV OS F101 -2000, điều kiện để không mất ổn định lan truyền đường ống là :

.

pre

m SC

pp

Trong đó : + pe : áp lực bên ngoài : Pe = (do + d1 + d2 + *Hmax)

o d (m) -là độ sâu nước thấp nhất. o d1 (m) - là biên độ triều; o d2 (m) - là chiều cao nước dâng; o Hmax -Chiều cao sóng lớn nhất

+ ppr : áp lực tới hạn khi mất ổn định lan truyền

2,5235. . .( )pr y fabtp fD

+ Các thông số fy,fab ,t2, D,m ,SC được xác định như trong phần tính toán kiểm tra ổn định đàn hồi của đườn ống .

5.6.2. Mất ổn định vị trí tuyến ống 5.6.2.1. Hiện tượng

Trong quá trình vận hành đường ống luôn chịu tác động của điều kiện môi trường như sóng, dòng chảy, sự vận chuyển của các dòng cát hay dòng bùn, đặc biệt là lực đẩy nổi. Những tác động này làm cho đường ống có xu hướng bị dịch chuyển dưới đáy biển, trôi dạt đường ống và có thể bị phá hủy đường ống do quá ứng suất.

Để đường ống vận hành an toàn cần thiết kế sao cho đườn ống không dịch chuyển khỏi vị trí của nó, hoặc nếu có thì nằm trong giới hạn cho phép. Do đó việc tính toán ổn định vị trí là nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế đường ống, công việc tính toán nhằm tìm ra trọng lượng yêu cầu của đường ống để ống ổn định dưới đáy biển trong suốt thời gian vận hành.

5.6.2.2. Tính toán kiểm tra ổn định vị trí ( theo DnV )






66

Việc tính toán ổn định vị trí cần đảm bảo ống ổn định tại mọi vị trí, trong mọi điều kiện hoạt động và môi trường tác động. Do đó khi tính toán ổn định vị trí của đường ống dưới đáy biển được xét trong hai trường hợp với những tổ hợp bất lợi nhất của sóng và dòng chảy.

Giai đoạn 1 : Điều kiện ống mới lắp đặt xong o Trong điều kiện này, ổn định thường được tính trong điều kiện song – dòng

chảy 1 năm, đường ống chưa có hà bám, ăn mòn, chất trong ống là không khí hoặc nước biển .

Giai đoạn 2 : Điều kiện vận hành o Trong điều kiện này, ổn định vị trí của đường ống thương được tính toán

trong điều kiện sóng – dòng chảy tần suất xuất hiện là 100 năm và xét đường ống có hà bám , ăn mòn tương ứng với đời sống của công trình, trong ống chứa chất vận chuyển. Tổ hợp sóng – dòng chảy được chọn : Nếu sóng là trội: Sóng 100 năm + dòng chảy 10 năm . Nếu dòng chảy là trội: Dòng chảy 100 năm + sóng 10 năm

Trình tự tính toán thực hiện theo tiêu chuẩn DnV RP F109 hoặc DnV E305

Xác định ổn định vị trí theo DnV RP F109

Theo tài liệu DnV F109 thì tuyến ống đảm bảo ổn định vị trí nếu:

* *.. 1.07.wY Z

scs R

F FF

Và:

*

. 1.0w

Zsc

s

F

Trong đó: o sc : Là hệ số an toàn được tra bảng 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 DnV F109

o *YF : Là lực thủy động theo phương ngang (bao gồm lực cản vận tốc và lực

quán tính)






67

Trong đó:

- rtot,y: Hệ số giảm tải theo phương ngang - w : Trọng lượng riêng của nước biển, w =1025 (kG/m3)

- D: Đường kính ngoài của ống - *U : Độ lớn vận tốc dao động ứng với dao động đơn thiết kế,

vuông góc với ống, xác định theo công thức 3.15 DnV F109 - *V : Vận tốc dòng chảy ổn định tương ứng ứng với dao động

đơn thiết kế, vuông góc với ống, xác định theo mục 3.4.2. DnV F109

- *YC : Hệ số tải trọng cao nhất, tra bảng 3.9 DnV F109, phụ thuộc

vào tỉ số vận tốc dao động M*(M*=V*/U*) và số keulagan-carpenter K* cho dao động đơn thiết kế(K*= U*.T*/D, T*- chu kì dao động ứng với dao động đơn thiết kế)

o *ZF : Là lực nâng theo phương đứng

Trong đó:

- rtot,z: Hệ số giảm tải theo phương đứng - *

ZC : Hệ số tải trọng cao nhất, tra bảng 3.10 DnV F109, phụ

thuộc vào tỉ số vận tốc dao động M*(M*=V*/U*) và số keulagan-carpenter K* cho dao động đơn thiết kế.(K*= U*.T*/D; T*- chu kì dao động ứng với dao động đơn thiết kế xác định theo 3.16 DnV F109)

o *RF : Sức kháng bị động của đất






68

o : Hệ số ma sát giữa đất và ống o Ws: Trọng lượng ống ngập nước trên mỗi đơn vị chiều dài

Việc thực hiện tính toán được tính bằng phần mềm Mathcad

CHƯƠNG VI: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG

6.1. CÔNG NGHỆ QUY TRÌNH THI CÔNG ĐƯỜNG ỐNG






69

6.1.1. Thi công kéo ống vào bờ: Khảo sát tuyến ống trước khi lắp đặt; Thi công các hạng mục phụ trợ phục vụ cho công tác thi công kéo ống vào bờ; Đào hào cho khu vực gần bờ và đoạn trong bờ từ LFS đến LFP; Huy động vật tư, trang thiết bị, nhân lực phục vụ công tác thi công đến công trường

để kéo ống khu vực gần bờ; Thi công đoạn ống trên bờ từ LFP đến LFS; Thi công rải ống kết hợp kéo ống vào bờ; Kiểm tra vị trí tuyến ống trên đáy hào; Tie-in đoạn ống trên bờ và đoạn ống gần bờ; Khảo sát tuyến ống sau lắp đặt; Lấp hào chôn ống đoạn trên bờ và đoạn gần bờ bằng phương pháp jetting hoặc

phương pháp thông dụng; Giải phóng thiết bị và hoàn trả mặt bằng; Nếu yêu cầu kỹ thuật bắt phải thử áp lực và phóng Pic cho đoạn này thì tiến hành

phóng Pic và thử áp lực;

6.1.2. Thi công ống ngoài biển Huy động vật tư, nhân lực và trang thiết bị, tàu chuyên dụng ra vị trí rải ống; Khảo sát trước quá trình lắp đặt;






70

Tàu rải ống tiếp tục rải ống ra khu vực xa bờ; Thi công chữ Y, chữ T nếu có bao gồm cả lắp đặt khung bảo vệ; Thi công và xử lý giao cáp nếu có hoặc với các công trình hiện hữu; Thi công lắp đặt ống đứng Rise ( khi tiếp cận giàn ); Tie-in đường ống với ống đứng; Khảo sát sau lắp đặt tuyến ống; Phóng Pig thử áp suất, làm khô và chạy thử;

6.1.3. Thi công ống trên bờ Kiểm tra nhân lực, thiết bị, vật tư trước khi đưa vào thi công; Khảo sát trước quá trình lắp đặt; Thi công các hạng mục phụ trợ bao gồm:

+ Bãi thi công phục vụ kéo đẩy ống; + Đường công vụ, đường tiếp cận nếu cần; + Thi công cầu, cống dọc theo tuyến ống; + Thi công hệ thống tường neo (phục vụ cho thi công kéo thống vào bờ) và hệ

thống neo cho tời kéo (phục vụ công tác kéo đẩy ống trên các bãi thi công); + Đào kênh vận chuyển phục vụ cho việc vận chuyển ống và trang thiết bị phục

vụ thi công; Xử lý nền, xây dựng các trạm (GDS, LFS, LBV); Đào hào chôn ống; Hàn nối ống trên các bãi thi công (hàn tổ hợp ống) Thi công kéo đẩy ống; Thi công hạ ống xuống hào, tháo phao đánh chìm và Tie-in các đoạn ống với nhau; Khảo sát sau lắp đặt tuyến ống bờ; Kiểm tra định vị lại vị trí và độ sâu chôn ống; Kiểm tra tính trạng lớp bảo vệ; Phóng Pig, thử thủy lực và làm khô cho toàn tuyến ống bờ; Lấp đất và hoàn thiện các công việc còn lại; Giải phóng thiết bị và hoàn trả mặt bằng;

6.1.4. Phóng Pic làm sạch, làm khô và chạy thử






71

Công tác phóng thoi và thử thủy lực chỉ được thực hiện sau khi công tác lắp đặt và

thi công đường ống đã được hoàn thiện theo đúng yêu cầu thiết kế. Công tác phóng

thoi, thử thủy lực sẽ bao gồm các công việc chính sau:

Phóng thoi làm sạch tuyến ống kết hợp đo kiểm tra đường kính trong của ống.

Thử thuỷ lực, đẩy nước ra khỏi lòng ống;

Điền Nitro làm khô tuyến ống;

Thử kín đường ống xác định độ kín của đường ống;

Tiến hành chạy thử toàn tuyến ống;

6.2. CÁC PHƯỢNG TIỆN PHỤC VỤ THI CÔNG Tất cả các thiết bị đào hào như máy đào, cần cẩu, dây neo, tời, neo, thước đo, cừ

thép, cừ tràm, gối đỡ ống, thép buộc, cát, đá 0x4, vải địa kỹ thuật… phải phù hợp

với yêu cầu kỹ thuật;

Tàu rải ống chuyên dụng (Trường Sa hoặc Côn Sơn);

Pontoon và Tời kéo ống;

Tàu khảo sát và các máy móc, vật tư thiết bị phục vụ công tác khảo sát liên quan đi

kèm;

Tàu lặn và các thiết bị liên quan đi kèm;

Tàu chở vật tư thiết bị chuyên dụng và các máy móc đi kèm;

Đội tàu dịch vụ;

Xuồng tuần tra và lán trại tạm trên bờ;

Thiết bị đóng cọc;

Các hạng mục phụ trợ trên bờ;

Máy bay trực thăng đổi ca;

Xà lan chở ống;






72

Tất cả các vật tư, thiết bị cần thiết cho yêu cầu công việc;

Hệ thống thông tin liên lạc để liên lạc, phối hợp các hoạt động trong quá trình thi

công;

CHƯƠNG VII: CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH BIỂN THÉP






73

7.1 KIỂM TRA ĐỘ MẢNH CỦA CẤU KIỆN, ĐỘ MẢNH TỔNG THỂ

7.1.1. Theo quy phạm API:

Theo tiêu chuẩn API hệ số độ mảnh không được ký hiệu, tuy nhiên được đặc trưng

bằng tỷ số :

Trong đó:

+ K : là hệ số độ bền, được xác định theo API, sec 3.3.1d; + L là chiều dài tính toán, r là bán kính quán tính tiết diện;

7.1.2. Theo quy phạm DnV:

Độ mảnh λ được xác định theo công thức: λ =ටఙಷఙಶ

Trong đó: + σF:là ứng suất giới hạn chảy của vật liệu; + σE:là ứng suất giới hạn mất ổn định đàn hồi;

Note: Trong tính toán độ mảnh khuyến cáo dùng cho các vùng biển là [λ] ≤ 110 đối với các thanh xiên và ngang, [λ] ≤ 80 đối với ống chính;

7.2 CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH: 7.2.1 Tải trọng tĩnh- (Deal Loads ) Tải trọng tĩnh là trọng lượng kết cấu giàn,các thiết bị thường xuyên và các kết cấu

không thể thay đổi trong quá trình hoạt động. Tải trọng tĩnh bao gồm: + Trọng lượng kết cấu giàn gồm cả: Trọng lượng vữa bơm trám,cọc và tải trọng

giằng; + Trọng lượng thiết bị đặt cố định trên giàn; + Lực thủy tĩnh tác dụng lên phần ngập nước của giàn bao gồm cả áp lực bên

ngoài và lực đẩy nổi;






74

7.2.2 Hoạt tải ( Live Loads) Hoạt tải là các tải trọng ở trên giàn trong thời gian hoạt động, có thể thay đổi được

phương thức hoạt động hoặc chuyển từ chế độ hoạt động này sang chế độ hoạt động khác. Tải trọng thường xuyên bao gồm:

+ Tải trọng khoan và các thiết bị sản xuất có thể lắp đặt thêm hoặc tháo dỡ; + Trọng lượng khu nhà ở, sàn sân bay, thiết bị lặn, thiết bị phục vụ cuộc sống

trên giàn ...; + Trọng lượng của vật tư và chất lỏng dự trữ trên giàn; + Các lực tác dụng vào giàn từ các hoạt động: Khoan, xử lý sản phẩn khai thác,

tải trọng neo đậu tàu, tải trọng do hoạt động của trực thăng , xử dụng cần cẩu; 7.2.3 Tải trọng môi trường ( Environmental Loads) Tải trọng môi trường tác động rất nhiều lên giàn bao gồm các loại tải trọng: tải trọng

gió, dòng chảy, sóng, động đất, tuyết, mưa đá, hà bám…., và sự di chuyển của trái đất. Tải trọng môi trường bao gồm sự thay đổi áp lực thủy tĩnh và lực đẩy nổi gây ra bởi sự thay đổi mực nước do sóng và thủy triều. Tải trọng môi trường được tính toán với tất cả các hướng. Nếu có điều kiện rõ ràng thì có thể giả định để tính toán hợp lý hơn.

Giá trị đặc trưng của tải trọng môi trường là giá trị cực đại hoặc cực tiểu (lấy giá trị nào bất lợi nhất) tương ứng với hiệu ứng tải trọng có xác suất vượt cho trước. Cần tính đến thông tin về xác suất đồng thời của các tải trọng môi trường khác nhau nếu có sẵn thông tin đó;

Tải trọng do các yếu tố tác động của môi trường luôn là các tải trọng quan trọng nhất, trội nhất. Tải trọng môi trường tác dụng lên công trình là các loại tải trọng có trị số rất lớn và tính thay đổi ngẫu nhiên. Tải trọng môi trường chỉ có thể được dự tính bằng phương pháp xác suất. Với mỗi quy phạm, tiêu chuẩn khác nhau thì việc tính toán cũng khác nhau:

7.2.3.1 Tải trọng sóng- dòng chảy






75

Tải trọng sóng có thể được xác định dựa trên việc mô tả sóng tiền định hoặc ngẫu nhiên;

Hai phương pháp thích hợp để tính toán gần đúng lực sóng và dòng chảy là lý thuyết nhiễu xạ và phương trình Morison. Trong tính toán cần phải chú ý đầu đủ tới tính gần đúng và hạn chế của chúng;

+ Khi 12.0 D , kích thước công trình là đáng kể, một phần của sóng tới sẽ bị

phản xạ lại gây lên hiện tượng nhiễu xạ. Do đó cách xác định tải trọng sóng trong trường hợp này dựa trên lý thuyết sóng nhiễu xạ;

+ Khi 2.0D , kích thước công trình không ảnh hưởng đến chế độ chuyển động

của sóng tới. Do đó cách xác định tải trọng sóng trong trường hợp này có thể sử dụng phương trình Morison;

Việc lựa chọn cách mô tả sóng dùng trong thiết kế một cách thích hợp (về mặt lý thuyết) cần được xem xét cho từng vùng biển. Cần tính đến hiệu ứng của sóng nước nông. Sự hạn chế của lý thuyết sóng sử dụng phải được xem xét một cách thích đáng;

Theo tiêu chuẩn TCVN 6170-2:1998

- Lý thuyết sóng đơn khi 1,0h

- Lý thuyết sóng Stokes bậc 5 khi 3,01,0 h

- Lý thuyết sóng tuyến tính (hoặc lý thuyết sóng Stokes bậc 5) khi 3,0h

- Trong đó: + h là chiều sâu mực nước tĩnh; + là chiều dài sóng.

Khi phải tính toán tải trọng sóng, trong một khoảng chu kỳ sóng để đảm bảo xác định chính xác phản ứng cực đại của kết cấu. Thông thường có thể dùng khoảng chu kỳ sóng để xác định như sau:






76

HTH 115,6

Trong đó: + H là chiều cao sóng, m; + T là chu kỳ sóng điều hoà, s;

Theo tiêu chuẩn API thì quy trình tính tải trọng tĩnh của sóng như sau:

Bước 1: Xác định chu kỳ thực của sóng, tính đến ảnh hưởng của dòng chảy (Tapp):

Khi có dòng chảy tác động cùng với sóng, thì khi dòng chảy cùng hướng sóng, sẽ làm cho chiều dài con sóng tăng lên, và ngược lại sẽ làm cho sóng giảm đi. Và như vậy chu kỳ sóng thực tế khác với chu kỳ sóng khi không có dòng chảy T. Nếu gọi V1 là vận tốc dòng chảy theo hướng sóng, d độ sâu nước tính toán nước biển. Khi

01,02 Tgd thì có thể sử dụng công thức dgV

TTapp .1 1 . Khi tỉ số 01,02

Tgd thì

có thể tính theo đồ thị Hình 2.3.1-2 API RP 2A WSD; Từ chu kỳ Tapp, chiều cao sóng H và độ sâu nước d, có thể xác định được các thông

số động học của sóng phẳng đều bằng cách áp dụng các lý thuyết sóng thích hợp, có

thể sử dụng đồ thị Hình 2.3.1-2 API RP 2A WSD theo các đại lượng 2appTg

H và

2appTg

d

Bước 2: Xác định chuyển động của hai chiều của sóng từ các lý thuyết sóng phù hợp với chiều cao, chu kỳ và độ sâu nước tại nơi xây dựng công trình.

Bước 3: Các thành phần vận tốc, gia tốc theo phương ngang của sóng được điều chỉnh bằng các hệ số động học, do kể tới ảnh hưởng của chuyển động sóng (Kinematic Factor).

Bước 4: Điều chỉnh chuyển động của dòng chảy bằng các hệ số cản.

Bước 5: Dòng chảy được cộng vector với chuyển động sóng để có được vận tốc và gia tốc tới của phần tử nước dùng trong phương trình Morison.






77

Bước 6: Điều chỉnh kích thước của thanh do sinh vật biển.

Bước 7: Xác định các hệ số cản vận tốc và hệ số quán tính CD và CI. Các hệ số này đều là các hệ số thực nghiệm. Hệ số cản CD có thể coi như một hàm của số Reynold (Re), số Keulegan Carpenter (Kc) và độ nhám (R).

Bước 8: Tính toán tải trọng sóng

Phương trình Morison là phương trình cho phép tính tải trọng sóng F(t), có giá trị phân bố trên đơn vị dài của phần tử kết cấu (dạng trụ mảnh) gồm các thành phần lực gia tốc và vận tốc:

xV.agw

mCxVxVA 2gw

DCIFDFF ( N )

Trong đó: + w: Khối lượng riêng của nước biển, w = 1025Kg/m3; + g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2; + A: Diện tích mặt cắt ngang của phần tử kết cấu, m2; + V: Thể tích choán nước của phần tử trên một đơn vị chiều dài, m2; + CD : Hệ số cản vận tốc phụ thuộc vào bề mặt của phần tử; + Cm : Hệ số nước kèm; + D : Đường kính ngoài của phần tử có kể đến hà bám, m; + Vx : Thành phần vector vận tốc chiếu lên phương vuông góc với trục của

phần tử (m/s):

Vx = Vxsóng + Vxd/c (m/s)

ax : Thành phần gia tốc chiếu lên phương vuông góc với trục của phần tử và bỏ qua thành phần gia tốc của dòng chảy.

Theo tiêu chuẩn DnV: Theo tiêu chuẩn DnV tải trọng sóng và dòng chảy được tính toán đồng thời, lực tác

dụng trên một đơn vị chiều dài là:

F = FD + FI






78

Trong đó: + FD là lực cản vận tốc trên một đơn vị chiều dài; + FI là lực cản quán tính trên một đơn vị chiều dài

Với: FD = 0,5ϕCD.D|V-r’|(V-r’)

FI = ϕA(CIV’-CAr’’)

Trong đó:

o ϕ : Khối lượng riêng của nước; o D: Đường kính hoặc bề ngang của vật chắn; o A: Diện tích mặt cắt ngang của phần tử; o CD : Hệ số cản; o CI : Hệ số quán tính; o V: Vận tốc của nước vuông góc với trục phần tử; o V’: Gia tốc của nước vuông góc với trục phần tử; o r’ : Vận tốc của phần tử vuông góc với trục của nó; o r’’: Vận tốc của phần tử vuông góc với trục của nó;

7.2.3.2 Tải trọng gió Theo tiêu chuẩn API RP-2A, thì tải trọng gió trong tính toán phụ thuộc vào tốc độ

gió trung bình trong 1 phút ở độ cao 10m trên mực nước biển trung bình:

A.C.V.g2

F S2z

Trong đó: + F: lực gió, N; + ρ: Khối lượng riêng của không khí, lb/ft3

(N/m3). Ở nhiệt độ, áp suất tiêu chuẩn;

+ ρ = 0.0756 (lb/ft3) = 11.8739 (N/m3); + Vz: Vận tốc của gió, ft/s (m/s);






79

0

ln).(.41,01).(),(ttzIzVtzV u với t = 60s, t0 = 3600s.

+ Trong đó: o V(z): Vận tốc gió trung bình trong 1 giờ tại độ cao z(ft), ft/s .

8,32zln.C1.V)z(V 0

C = 5,73.10-2.(1 + 0,0457.V0)0.5

22,0

0u 8,32z.V.0131,01.06,0)z(I

o V0 : Vận tốc gió trung bình tại độ cao 32,8(ft) = 10(m); o CS : Hệ số hình dạng:

Với kết cấu dạng dầm : Cs = 1,5; Với kết cấu dạng trụ tròn : Cs = 1,0; Với kết cấu dạng sàn : Cs = 0,5

7.2.4 Tải trọng thi công ( Contruction Loads ) Các tải trọng từ thi công, hạ thủy, vận chuyển, đánh chìm và tải trọng thi công lắp

đặt trên giàn được xem xét trong thiết kế và quy định trong API tại mục 2.4; 7.2.5 Removal and Reinstallation Loads:

Với các giàn có sự di dời đến vị trí mới,tải trọng do việc loại bỏ,chất thêm,các phương tiện vận tải,nâng cấp và lắp đặt nên được xem xét.

7.2.6 Tải trọng động ( Dynamic Loads) : Tải trọng động tác dụng lên giàn có đặc trưng là tính tuần hoàn hoặc gây ra phản

ứng động; Tải trọng tác động lên giàn có thể gây ra bởi: sóng, gió, động đất, thiết bị máy móc,

va cham tàu, xà lan vào giàn hoặc do các hoạt động khoan;

7.3 CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU






80

7.3.1 Các hệ số và tổ hợp tải trọng theo phương pháp hệ số riêng phần: Theo tiêu chuẩn DnV (Rules for Classification) thì các hệ số và tổ hợp tải trọng

trong thiết kế được áp dụng theo phương pháp hệ số riêng phần. Phương pháp hệ số riêng phần được khuyến cáo sử dụng trong tiêu chuẩn này để thiết kế kết cấu công trình biển mà tải trọng môi trường chi phối được dựa trên sự mô tả ngẫu nhiên của các điều kiện môi trường liên quan;

7.3.1.1. Các hệ số và tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn cực đại (ULS) Khi tổ hợp tải trọng thiết kế sử dụng hai nhóm hệ số tải trọng cho trong bảng dưới

để tính toán theo TTGH cực đại (ULS); Các tổ hợp kí hiệu là (a) và (b) phải được xem xét trong hai điều kiện thiết kế: Bình

thường và cực hạn;

Bảng 7.1: Các hệ số tải trọng trong TTGH cực đại (ULS) khi thiết kế theo phương pháp hệ số riêng phần

Tổ hợp tải trọng thiết kế Loại tải trọng

P L D E A

1 2 3 4 5 6

a) 1,3 1,3 1,0 0,7 0

b) 1,0 1,0 1,0 1,3 0

Trong đó: + P là tải trọng thường xuyên; + E là tải trọng môi trường; + L là hoạt tải; + A là tải trọng do sự cố; + D là tải trọng biến dạng;






81

Để xác định đúng các hiệu ứng của tải trọng thường xuyên (P) và hoạt tải (L) trong tổ hợp( a) có thể giảm hệ số này xuống còn 1.2;

Nếu tải trọng thường xuyên (P) gây lên hiệu ứng có lợi thì trong tổ hợp a) hệ số tải trọng được lấy bằng 1.0;

Trong trường hợp hiệu ứng tải trọng là kết quả của áp lực thuỷ tĩnh lớn độc lập và ngược chiều, hệ số tải trọng thích hợp được áp dụng cho sự chênh áp. Sự chênh áp không được lấy nhỏ hơn 1/10 áp lực lớn nhất, trừ khi áp lực luôn luôn được cân bằng nhờ dòng chảy;

Đối với tác dụng trực tiếp từ ứng suất trước, hệ số tải trọng của tải trọng biến dạng (D) được lấy bằng 1.1 trong tổ hợp a) và bằng 1.0 trong tổ hợp b) tuy nhiên hệ số 0.9 phải được dùng trong cả hai tổ hợp nếu điều đó là bất lợi hơn;

Đối với kết cấu không có người vận hành trong điều kiện bão các hệ số tải trọng gió, sóng và dòng chảy có thể giảm tới 1.15 trong tổ hợp b) với điều kiện là có thể chứng minh được rằng sự phá huỷ kết cấu không gây ra:

+ Nguy hiểm hay tổn thất đến con người; + Các thiệt hại vật chất đáng kể; + Ô nhiễm môi trường đáng kể;

7.3.1.2. Các hệ số, tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn phá huỷ luỹ tiến (PLS): Để tính toán theo trạng thái giới hạn phá huỷ luỹ tiến (PLS) hai tổ hợp tải trọng thiết

kế phải được xét như trong bảng (dưới đây). Đó là : + Kết cấu nguyên vẹn, tổ hợp tải trọng thiết kế bao gồm các tải trọng sự cố hoặc

tải trọng môi trường với xác suất đồng thời hằng năm bằng 10-1; + Việc kiểm tra theo PLS có thể bỏ qua với điều kiện chỉ ra một cách hợp lý rằng

sự tích luỹ phá huỷ không gây nên nguy hiểm hay tổn thất đến con người, thiệt hại vật chất hay ô nhiễm môi trường đáng kể;

+ Việc kiểm tra theo PLS, tổ hợp d) có thể bỏ qua với điều kiện chỉ ra một cách hợp lý rằng đối với tổ hợp c) không có hư hỏng hoặc hư hỏng không đáng kể.






82

Bảng 7.2: Các hệ số tải trọng trong TTGH phá huỷ luỹ tiến (PLS)


P L D E A

Kết cấu nguyên vẹn

Tải trọng sự cố 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Tải trọng môi trường bất thường

1,0 1,0 1,0 1,0 0

Kết cấu có hư hỏng 1,0 1,0 1,0 1,0 0

7.3.1.3. Các hệ số và tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn mỏi (FLS) Kết cấu phải có khả năng chịu tải trọng mỏi trong điều kiện cực trị hoặc bình

thường; Khi các tải trọng có tính chu kỳ lớn có thể xảy ra trong các giai đoạn khác nhau, ví

dụ tác dụng của gió khi chế tạo kết cấu, thì các tải trọng có tính chu kỳ đó cần được đưa vào trong đánh giá tải trọng mỏi;

Các hệ số tải trọng trong trạng thái giới hạn mỏi (FLS) được lấy bằng 1,0 trong tất cả các trường hợp.

7.3.1.4. Các hệ số, tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn khả năng làm việc (SLS) Khi tính toán theo TTGH khả năng làm việc (SLS) hệ số tải được lấy bằng 1,0 trong

tất cả các loại tải trọng, cả điều kiện thiết kế cực trị và bình thường. 7.3.2 Các tổ hợp tải trọng dể thiết kế theo phương pháp ứng suất cho phép Phương pháp ứng suất cho phép được khuyến cáo trong tiêu chuẩn này để thiết kế

các kết cấu công trình biển khi tải trọng môi trường (chi phối) được tính dự trên việc mô tả tiền định các điều kiện môi trường liên quan;






83

Nếu phương pháp ứng suất cho phép được áp dụng cho các trường hợp mà tải trọng môi trường chi phối được tính dựa trên việc mô tả ngẫu nhiên các điều kiện môi trường liên quan thì cần đưa vào các hệ số tải trọng bổ sung để đạt mức an toàn có thể chấp nhận được trong các trường hợp đó;

7.3.2.1. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn cực đại (ULS) Khi tổ hợp tải trọng thiết kế sử dụng hai nhóm hệ số tải trọng cho trong bảng dưới

để tính toán theo TTGH cực đại (ULS); Các tổ hợp kí hiệu là (a) và (b) phải được xem xét trong hai điều kiện thiết kế: Cực

trị và bình thường;

Bảng 7.3 : Các hệ số tải trọng trong TTGH cực đại (ULS) khi thiết kế theo phương pháp ƯSCP

Tổ hợp tải trọng thiết kế

Loại tải trọng

P L D E A

a) 1,0 1,0 1,0 0,7 0

b) 1,0 1,0 1,0 1,3 0

Trong đó: + P: là tải trọng thường xuyên; + E: là tải trọng môi trường; + L: là hoạt tải; + A: là tải trọng do sự cố; + D: là tải trọng biến dạng;

7.3.2.2. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái phá hủy lũy tiến (PLS) Khi tính toán theo trạng thái phá huỷ luỹ tiến (PLS) phải xem xét hai tổ hợp tải

trọng trong khi thiết kế đó là:






84

+ Kết cấu nguyên vẹn, tổ hợp tải trọng thiết kế bao gồm các tải trọng sự cố hoặc tải trọng môi trường bất thường dẫn đến hiệu ứng tải trọng thiết kế bất thường;

+ Kết cấu có hư hỏng, tổ hợp tải trọng thiết kế không kể đến các tải trọng sự cố nhưng kể đến các tải trọng môi trường với xác suất vượt đồng thời hằng năm bằng 10-1;

Bảng 3.4: Các tổ hợp tải trọng trong TTGH phà huỷ luỹ tiến (PLS)


P L D E A

c) Kết cấu nguyên

vẹn

Tải trọng sự cố 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Tải trọng môi trường bất thường

1,0 1,0 1,0 1,0 0

d) Kết cấu có hư hỏng 1,0 1,0 1,0 1,0 0

Việc kiểm tra theo PLS có thể bỏ qua với điều kiện chỉ ra một cách hợp lý rằng sự tích luỹ phá huỷ không gây nên nguy hiểm hay tổn thất đến con người, thiệt hại vật chất hay ô nhiễm môi trường đáng kể;

Việc kiểm tra theo PLS, tổ hợp d) (kết cấu có hư hỏng) có thể bỏ qua với điều chỉ ra một cách hợp lý rằng, đối với tổ hợp c) (kết cấu nguyên vẹn) không có hư hỏng hoặc chỉ có hư hỏng không đáng kể.

7.3.2.3. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn mỏi (FLS) Kết cấu phải có khả năng chịu tải trọng mỏi trong các điều kiện thiết kế cự trị

và bình thường; Khi tải trọng có tính chu kỳ lớn có thể xảy ra trong các giai đoạn khác, ví dụ

tác động của gió khi chế tạo kết cấu, thì các tải trọng chu kỳ đó cần được đưa vào trong đánh giá tải trọng mỏi;






85

Các hệ số tải trọng trong TTGH mỏi (FLS) phải lấy bằng 1,0 cho tất cả các loại tải trọng.

7.3.2.4. Các tổ hợp tải trọng trong trạng thái giới hạn khả năng làm việc (SLS) Khi tính toán theo TTGH về khả năng làm việc (SLS) các tổ hợp tải trọng liên quan

phải được xem xét cho cả hai điều kiện thiết kế cực trị và bình thường. Hệ số tải trọng lấy bằng 1,0 cho tất cả các loại tải trọng.

7.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BIỂN

7.4.1. Tính toán phân tích tĩnh kết cấu: Đối với kết cấu chân đế có chu kỳ dao động riêng nhỏ hơn 3s thì ảnh hưởng của

thành phần lực quán tính là không đáng kể và có thể bỏ qua khi tính toán. Sự phân tích này thường được sử dụng trong tính toán sơ bộ, cũng có thể sử dụng để tính toán công trình tương đối cứng và không cao khi đó ta có bài toán tựa tĩnh;

Bài toán tựa tĩnh là bài toán mà vế trái không kể đến ảnh hưởng của lực quán tính, vế phải là véctơ tải trọng được coi là tải trọng tựa tĩnh. Do đó phương trình cân bằng của bài toán tựa tĩnh được viết gọn như sau:

)(FK.U(t) t

Trong đó: + K: Ma trận độ cứng của kết cấu; + U (t): Ma trận chuyển vị của kết cấu; + F (t): Vectơ tải trọng được coi là tựa tĩnh;

Bằng cách giải phương trình trên ta tìm được nội lực tĩnh của hệ (NLt), ảnh hưởng động của hệ được kể đến thông qua hệ số Kđ trong biểu thức xác định nội lực động NLđ:

NLđ = NLt x kđ

+ Kđ : Xác định theo biểu thức sau:






86

2

11

22

1

.21

1

x

K d

Trong đó: + : Tần số dao động của sóng, rad/s;

+ 1 : Tần số dao động riêng ứng với dao động riêng thứ nhất của công trình, 1 xác định theo biểu thức sau:

11

2T

o T1 : Chu kỳ dao động riêng ứng với dao động riêng thứ nhất của công trình, s;

o : Hệ số cản của môi trường. 7.4.2. Tính toán phân tích động kết cấu:

Đối với các công trình có tần số dao động riêng gần với tần số dao động của tải trọng sóng (T1> 3s). Trong những điều kiện này cần phải kiểm tra động đối với công trình sau khi đã được tính toán với bài toán tựa tĩnh, để đánh giá khả năng làm tăng ứng suất do đặc điểm động của tác động bên ngoài. Phương pháp luận để giải bài toán động lực học công trình có thể giải theo một trong 3 cách sau:

+ Phương pháp phân tích theo các “Mode” (phương pháp chồng nghiệm); + Phương pháp tính trong miền thời gian; + Phương pháp tính trong miền tần số;

Phương trình chuyển động của hệ, sau khi đã thực hiện rời rạc hoá sơ đồ kết cấu, có dạng dao động tổng quát của hệ nhiều bậc tự do như sau:

tFKUUCUM ...

Trong đó: + M: Ma trận khối lượng của kết cấu đã được quy về nút; + C: Ma trận cản nhớt do ma sát trong;






87

+ K: Ma trận độ cứng của kết cấu; + U: Vectơ chuyển vị nút của kết cấu; + F (t) : Vectơ tải trọng sóng;

Việc xây dựng mô hình của bài toán động lực học có thể thực hiện dưới các dạng khác nhau, tuỳ theo sự mô tả tải trọng sóng Ft dưới một trong các dạng sau:

+ Ft: Lực sóng là tựa tĩnh, tương ứng với bài toán tĩnh; + Ft: Lực sóng là động tiền định, tương ứng với bài toán động tiền định; + Ft: Lực sóng là động ngẫu nhiên, tương ứng với bài toán động ngẫu nhiên.

* Giải phương trình động lực học tổng quát

a. Phương pháp phân tích trong miền tần số

Phương pháp giải theo miền tần số dùng phép biến đổi toán học (biến đổi Fourier để loại trừ biến thời gian t ra khỏi phương trình xuất phát và xuất hiện biến mới là tần số , sau đó giải bài toán với biến mới và cuối cùng nhờ phép biến đổi Fourier ta được nghiệm của bài toán theo biến thời gian. Phương pháp giải theo miền tần số chỉ giải được đối với hệ tuyến tính.

b. Phương pháp phân tích trong miền thời gian

Phương pháp này sử dụng cách giải trực tiếp tích phân theo bước thời gian bài toán xuất phát với biến thời gian. Phương pháp này cho phép khảo sát diễn biến của phản ứng của hệ theo quá trình thời gian, với bài toán ban đầu có thể là tuyến tính hay phi tuyến. Ở phương pháp này có 3 cách giải tiêu biểu là :

+ Phương pháp sai phân trung tâm; + Phương pháp Wilson- ; + Phương pháp Newmark.

c.Phương pháp phân tích theo các “Mode”

Phương pháp phân tích theo các dạng dao động riêng (phương pháp chồng mode), là phương pháp đưa bài toán xuất phát n bậc tự do về m bài toán một bậc tự do dựa trên tính trực giao của các dạng dao động riêng (trong đó m là số dạng dao động






88

riêng ban đầu có ý nghĩa). Sau đó lại có thể sử dụng một trong hai phương pháp trên để giải bài toán.

7.4.3. Tính toán dao động riêng Việc tính toán dao động riêng được thực hiện nhờ các phân mền chuyên dụng (Sacs,

SESAM, STAAD OFFSHORE, STRURL, MICROSAS….) ;

7.5 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN NỘI LỰC THIẾT KẾ

Sau khi xác định được tất cả các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên công trình ta tiến hành xác định phản ứng của kết cấu (Nội lực, ứng suất, chuyển vị...của kết cấu). Việc xác định nội lực cũng được thực hiện nhờ các phân mền chuyên dụng (SACS, SESAM, STAAD OFFSHORE, STRURL, MICROSAS….);

Sau khi có nội lực ta tiến hành lựa chọn nội lực cần thiết kế cho từng tổ hợp tải trọng. Nội lực thiết kế là nội lực lớn nhất có khả năng gây phá hoại công trình.

7.6 TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN - THIẾT KẾ CẤU KIỆN, THIẾT KẾ CÁC LIÊN KẾT

7.6.1. Tính toán kiểm tra độ bền-khả năng chịu lực của các phần tử 7.6.1.1. Những phần tử chịu kéo dọc trục

Ứng suất cho phép Ft trong các phần tử chịu kéo dọc trục tính theo công thức sau:

yt FF 6.0

Trong đó: + Fy: Cường độ đàn hồi của vật liệu, N/m2.

7.6.1.2. Những phần tử chịu nén dọc trục Ổn định tổng thể

Những phần tử chịu nén dọc trục được tính theo điều kiện ổn định tổng thể. Khi đó ứng suất nén dọc trục cho phép Fa trong các phần tử được xác định theo các công thức trong tiêu chuẩn AISC cho các phần tử có tỉ số D/t 60.






89

3

3

2

88

33

5

21

cc

Yc

a

Cr

Kl

Cr

Kl

FC

rKl

F

Với cCr

Kl

rKl

EFa2312 2

Với cCr

Kl

2/1

22

yc F

EC

Trong đó: + E: Module đàn hồi, N/m2; + K: Hệ số chiều dài tính toán; + l: Chiều dài phần tử, m; + r: Bán kính quán tính của tiết diện, m.

Đối với những phần tử có D/t >60, thì Fa được lấy bằng giá trị nhỏ nhất của 2 ứng suất cục bộ cho phép Fxe, Fxc;

Ổn định cục bộ Điều kiện này được kiểm tra với các phân tử có 60 < D/t < 300 và có chiều dày t

>6mm. + Ứng suất cục bộ gây mất ổn định trong miền đàn hồi (Fxe)

DtECFxe ..2

+ Trong đó: o Fxe: Ứng suất gây mất ổn định cục bộ, N/m2 ; o C: Hệ số mất ổn định tới hạn trong giai đoạn đàn hồi; o D: Đường kính ngoài của phần tử, m; o t: Bề dày của phần tử, m; o E: Module đàn hồi của vật liệu, N/m2.






90

Theo lý thuyết C = 0.6 tuy nhiên do ảnh hưởng của sai số hình học ban đầu và giới hạn sai số của tiêu chuẩn API Spec.2B thì giái trị C trong tính toán được lấy C = 0.3.

+ Ứng suất cục bộ gây mất ổn định ngoài miền đàn hồi (Fxc)

xeyxc FtDFF

4/1

23.064.1

yxc FF khi D/t 60

7.6.1.3. Những phần tử chịu uốn : Ứng suất cho phép trong các phần tử chịu uốn Fb được xác định theo công thức:

yb FF 75.0 Khi yFt

D 340,10

yy

b FtEDF

F

.

.74.184.0 Khi

yy FtD

F680,20340,10

yy

b FtEDF

F

.58.072.0 Khi 300680,20

tD

Fy

7.6.1.4. Những phần tử chịu cắt Phần tử chịu cắt dầm Ứng suất cắt dầm lớn nhất cho kết cấu trụ được xác định theo công thức sau:

AVf v 5.0

Trong đó: + fv : Ứng suất tiếp lớn nhất do lực cắt gây ra, N/m2 ; + V : Lực cắt ngang, N; + A : Diện tích mặt cắt ngang của phần tử, m2 ;

Ứng suất cho phép lớn nhất do lực cắt gây ra fv được xác định theo công thức:






91

yv ff 4.0

Phần tử chịu cắt do xoắn Ứng suất lớn nhất do momen xoắn gây ra được xác định theo công thức:

p

tvt I

DMf 2/.

Trong đó: + fvt : Ứng suất lớn nhất do momen xoắn gây ra, N/m2; + Mt : Momen xoắn lớn nhất, N.m; + IP : Momen quán tính cực m4;

+ Ứng suất cắt cho phép do xoắn gây ra fv được xác định từ công thức:

yv ff 4.0

7.6.1.5. Những phần tử chịu áp lực thuỷ tĩnh Đối với những phần tử ống thoả mãn tiêu chuẩn API Spec 2B không có sai số thì ứng

suất vòng fh không kể thêm ứng suất vòng gây mất ổn định tới hạn phải thoả mãn:

tDPf

SFF

fh

hch

2.

Trong đó: + Fhc : Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định, N/m2; + fh : Ứng suất vòng gây ra do áp lực thuỷ tĩnh, N/m2; + P : Áp lực thuỷ tĩnh, N/m2; + SFh : Hệ số an toàn chống lại sự phá hoại do áp lực thuỷ tĩnh.

* Áp suất thuỷ tĩnh thiết kế

Áp suất thuỷ tĩnh thiết kế p = γHz được tính toán thông qua chiều cao cột nước Hz như sau:






92

kh

zdkHH wz cosh

)(cosh2

Trong đó: + Z: Độ sâu vị trí kiểm tra, m; + Hw : Chiều cao sóng, m;

+ k = L2 với L là chiều dài sóng, m-1;

+ d: Độ sâu nước, m; + γ: Trọng lượng riêng của nước biển, 0.01025 MN/m3.

* Ứng suất vòng gây mất ổn định trong miền đàn hồi

Ứng suất vòng gây mất ổn định trong miền đàn hồi được xác định dựa theo quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng theo công thức sau:

DtECF hhe ..2

Trong đó hệ số ứng suất vòng gây mất ổn định tới hạn Ch bao gồm có kể đến sự sai số hình học ban đầu cùng với sai số giới hạn của tiêu chuẩn API Spec 2B được xác định như sau:

DtCh 44.0 Với

tDM 6.1

4

3/21.044.0M

tDDtCh Với

tDM

tD 6.1825.0

636.0736.0

M

Ch Với tDM 825.05.3

559.0755.0

M

Ch Với 5.35.1 M






93

8.0hC Với 5.1M

Thông số hình học M được xác định theo công thức: 2/12

tD

DLM

Trong đó: + L là chiều dài phần tử giữa hai đoạn gia cường hoặc giữa hai đầu của phần tử,

m;

* Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định

Giới hạn chảy của vật liệu quan hệ với ứng suất vòng gây mất ổn định được xác định cho phần tử làm việc trong miền đàn hồi và ngoài miền đàn hồi ;

Ứng suất vòng tới hạn gây mất ổn định được xác định theo công thức: + Trong miền đàn hồi:

hehc FF Khi yhe FF 55.0

+ Ngoài miền đàn hồi:

heyhc FFF 18.045.0 Khi yhey FFF 6.155.0

he

y

yhc

FF

FF

15.1

31.1 Khi yhey FFF 2.66.1

yhc FF Khi yhe FF 2.6

7.6.1.6. Tổ hợp ứng suất cho các phần tử ống Các phần tử ống chịu tác dụng đồng thời của nhiều tác nhân, các loại ứng suất được

tổ hợp một cách thích hợp và phải thoả mãn các điều kiện thích hợp cụ thể như sau: Phần tử chịu nén uốn đồng thời Những phần tử chịu nén uốn đồng thời thì tất cả các điểm trên chiều dài phần tử

phải thoả mãn điều kiện sau:






94

0.16.0

0.1

'1

22

22

b

bybx

a

a

be

a

bybxm

a

a

Fff

Ff

FFf

ffCFf

+ Khi 15.0a

a

Ff , thì công thức sau có thể thay thế hai công thức trên:

0.122

b

bybx

b

a

Fff

Ff

+ Trong đó: o fa: Ứng suất nén dọc trục tính toán, N/m2;

o Fa: Ứng suất nén dọc trục cho phép, N/m2;

o Fb : Ứng suất uốn cho phép, N/m2;

o fbx, fby : Ứng suất nén do uốn riêng rẽ theo các trục y và z, N/m2;

Phần tử chịu kéo uốn đồng thời Các phần tử chịu kéo uốn đồng thời phải thoả mãn các điều kiện sau:

0.16.0

22

b

bybx

y

a

Fff

Ff

Trong đó: + fbx, fby: Ứng suất tính toán theo phương x và y, N/m2;

Phần tử chịu kéo dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời Phương trình quan hệ phải thoả mãn:

0.1222 BABA






95

Ở đây:

xy

hba SFf

fffA

5.0

hhc

h SFFfB

Trong đó: + : Hệ số poatxong, = 0.3; + Fy : Cường độ đàn hồi của vật liệu, N/m2; + fa: Giá trị tuyệt đối của ứng suất dọc trục, N/m2; + fh: Giá trị tuyệt đối của ứng suất nén vòng, N/m2; + Fhc: Ứng suất vòng tới hạn, N/m2; + SFx : Hệ số an toàn kéo dọc trục; + SFh : Hệ số an toàn do ứng suất nén vòng.

Lưu ý : SFx, SFh được lấy theo mục 3.35 API trang 44

Phần tử chịu nén dọc trục và áp lực thuỷ tĩnh đồng thời Phương trình quan hệ phải thoả mãn điều kiện sau:

0.1

0.15.0

hhe

h

by

bx

xc

ha

SFFf

SFFf

SFF

ff

Khi fx > 0.5 Fha ta phải kiểm tra theo công thức sau:

0.15.05.0

2

ha

h

haaa

hax

Ff

FFFf

h

hcha

x

xeaa

SFF

F

SFF

F






96

hbax ffff 5.0 : Được tính với tổ hợp ứng suất nén lớn nhất;

Nếu hab hff 5.0 thì cả hai phương trình đều phải thỏa mãn;

7.6.2. Thiết kế liên kết và các phần tử: Các ứng suất và hợp ứng suất nhận được khi phân tích phản ứng cục bộ và tổng thể

phải được kiểm tra xem có thoả mãn thích hợp các tiêu chuẩn độ bền, ổn định hay không;

Nói chung cả trong quy phạm API RP 2A-WSD 21th Edition lẫn quy phạm DnV (Det Norske Veritas) và TCVN 6170-4:1998 thì khi thiết kế phần tử ta đều phải xem xét các dạng phá huỷ sau đây:

+ Chảy dẻo (Yielding); + Mất ổn định (Buckling Instability); + Phá huỷ do bị cắt đột ngột (Punching Shear Failure); + Mỏi (Fatigue);

Các phần tử và mối nối phải được thiết kế sao cho không xảy ra sự chảy dẻo quá mức trong các trạng thái giới hạn cực đại và trạng thái giới hạn khả năng làm việc (trong trạng thái giới hạn phá huỷ luỹ tiến có thể cho phép phần tử hay mối nối chảy dẻo lớn nhưng không được xảy ra phá huỷ luỹ tiến);

Khi một trạng thái ứng suất không phải là trạng thái ứng suất đơn thì có thể dùng một ứng suất tương đương để kiểm tra sự chảy dẻo. Ứng suất tương đương này có thể được xác định theo công thức ứng suất tương đương Misec:

2

2122

21 3. e

Trong đó: + 1; 2 – Là các ứng suất pháp vuông góc với nhau; + - Là ứng suất tiếp trong mặt phẳng của 1 và 2 ;

Những phần tử được thiết kế đáp ứng yêu cầu về mặt cắt đặc thì không cần xét đến mất ổn định cục bộ. Với mục đích này, một mặt cắt có thể được coi là đặc khi thoả mãn các chỉ tiêu sau:






97

+ Đối với mặt cắt ống:

F

EtD

111,0

+ Đối với mặt cắt hở :

F

Etf

4,0

+ Đối với thành chịu nén của một dầm hộp :

F

Eta

35,1

+ Trong đó: o E: Là modul đàn hồi của thép; o F : Là giới hạn chảy của vật liệu; o D: Là đường kính của phần tử ống; o F : Là chiều rộng của cánh hở; o a: Là chiều rộng của thành chịu nén của dần hộp; o t: Là chiều dày thành;

Những phần tử đòi hỏi phải duy trì sức bền của chúng với biến dạng phi đàn hồi tập trung (ví dụ dùng phương pháp thiết kế theo lý thuyết dẻo) phải được thiết kế đáp ứng những yêu cầu về tiết diện dẻo.

Đối với các tiết diện đáp ứng yêu cầu mặt cắt dẻo thì phải tuân theo các chỉ tiêu sau: + Đối với mặt cắt ống :

F

EtD

056,0

+ Đối với mặt cắt hở :






98

F

Etf

3,0

+ Đối với thành chịu nén của một dầm hộp :

F

Eta

1,1

CHƯƠNG VIII: MỘT SỐ DỰ ÁN PVE ĐÃ VÀ ĐANG TRIỂN KHAI Trong giai đoạn phát triển PVE đã và đang có thực hiện những dự án lớn và trọng

điểm của PVN, do hạn chế về thời gian chúng em xin đề cập về một số dự án tiêu biểu:

8.1. Thiết kế FEED giàn Hải Sư Đen và đường ống kết nối giữa giàn HSD & HST. Mỏ Hải Sư Đen nằm tại lô 15-2/01 bồn trũng Cửu Long, cách bờ biển tỉnh Bình

Thuận và Bà Rịa - Vũng Tàu khoảng 60km,có diện tích 2,832 km2 và thuộc vùng biển nông (< 50m). Theo kết quả thử vỉa cho lưu lượng 21.660 thùng dầu cho ngày đêm. Đây là kết quả thử vỉa cho lưu lượng dầu trong đá móng đạt được lớn nhất ở Việt Nam từ trước tới nay. Tổng mức đầu tư của toàn bộ dự án xấp xỉ 300 triệu USD.

+ Thời gian thực hiện: Năm 2011 + Phạm vi công việc:






99

o Thiết kế giàn đầu giếng Hải Sư Đen o Thiết kế đường ống nội mỏ giữa giàn HSD và HST;

8.2. Dự án đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn 2. Sơ lược dự án: Đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn 2 được thiết kế có công suất vận

chuyển khoảng 7 tỷ m3 khí/năm, là một công trình trọng điểm quốc gia được Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đầu tư. Đây được coi là một trong những hợp đồng thiết kế FEED có giá trị lớn nhất từ trước đến nay do PV Engineering thực hiện với tổng giá trị hợp đồng vào khoảng 13 triệu USD.

+ Chủ đầu tư: Ban quản lý dự án khí Đông Nam Bộ (PVSEG). + Thời gian: 2011; + Địa điểm: Vũng Tàu; + Phạm vi công việc: Thiết kế kỹ thuật tổng thề (FEED) và lập dự toán

8.3. Dự án mở rộng của giàn Đại Hùng 2: DH-02 là công trình được xây dựng vùng nước sâu trên 110m. Với nhu cầu tăng sản

lượng khai thác từ giàn DH-02,Công ty PVEP –POC muốn đặt thêm 4 máy hút trên giàn. PVE là đơn vị đảm nhiệm việc tính toán và thiết kế nâng cấp trên.

CHƯƠNG IX: BÁO CÁO KẾT QUẢ CHUYẾN ĐI THĂM QUAN HẠ THỦY GIÀN KHOAN TỰ NÂNG TẠI PVSHIPYARD

Kết quả chuyến đi tham quan hạ thuỷ giàn khoan tự nâng 90m nước tại Cty Chế Tạo Giàn Khoan Dầu Khí (PVShipyard) vào các ngày 31 tháng 8 đến ngày 3 tháng 9 năm 2011:

9.1 THÀNH PHẦN THAM GIA BUỔI THAM QUAN: 9.2 NHẬT KÝ THAM QUAN Ngày 31 tháng 8 năm 2011: Sáng 5h30’ xuất phát tới Cty Chế Tạo Giàn Khoan

Dầu Khí (PV Shipyard) tại Tp Vũng Tàu lúc 9h00. Các thành viên trong đoàn xuống hiện trường tham quan Cty PVShipyard và khảo sát tổng thể xung quanh công tác chuẩn bị kéo giàn ra xà lan chuyên dụng(giai đoạn này các công nhân PVShipyard đang gia công thêm 2 bệ kích kéo).






100






101

Ghi chú: Shipyard đã cho kéo giàn vào ngày 30 tháng 8 năm 2011 nhưng không được vì ma sát nghỉ lớn hơn so với tính toán.Sau khi tính toán lại PVShipyard dự kiến tiếp tục kéo vào lúc 16h00 ngày 31/8/2011.






102

Chiều ngày 31 tháng 8 năm 2011: Lúc 3h30 toàn bộ các thành viên trong đoàn trở

lại hiện trường để tiếp tục tham gia khảo sát quá trình chuẩn bị kéo giàn, nhưng lúc này vẫn chưa thực hiện được vì công nhân PVShipyard đang gia công bệ kích thuỷ lực. Các thành viên trong đoàn chỉ có thể khảo sát các hạn mục khác như: cấu tạo đường triền, các thiết bị phục vụ cho việc kéo giàn khoan ra xà lan chuyên dụng như : kích thuỷ lực, cáp chuyên dụng, vật liệu giảm ma sát trong quá trình trượt…, cách bố trí các thiết bị tời chằn buộc xà lan và chốt giử xà lan với cầu cảng. Đến 6h00 chiều cùng ngày cả đoàn lên xe về lại Sài Gòn.






103

Sáng ngày 2 tháng 9 năm 2011, công việc kéo giàn được thực hiện lúc 8h00 sáng.

Lúc này giàn đươc kéo bởi 6 kích thuỷ lực và giàn di chuyển rất nhẹ nhàng. Giàn khoan được kéo đến mép cảng lúc 9h15’ và lúc bấy giờ công việc được tạm ngưng để đợi thuỷ triều lên và đồng thời các công nhân PVShipyard lên xà lan để thao tác tra dầu lên đường trượt. Lúc 10h30’công việc được thực hiện trở lại, lúc này giàn được đưa ra thêm 1,5m trong khi xà lan đang xả nước để nổi lên tiếp nhận thanh triền của giàn. Trong giai đoạn này tất cả các thành viên giám sát phải đứng xa nên việc ghi nhận thông tin rất khó khăn, tàu phải xả nước liên tục cho đến khi nhận tải, quá trình kéo giàn được diễn ra rất chậm vì phải kiểm tra mức tiếp tải của xà lan và đợi xà lan canh tời 2 bên mạn trái và phải. Sau khi lên xa lan hoàn toàn, giàn được cố định với xà lan qua 2 đường triền.Các công nhân PVS phải làm việc suốt đêm để tháo gỡ các thiết bị vàkhung gia cố phục vụ cho việc kéo giàn, PVShipyard phải sử dụng đến 2 cẩu mạn của giàn khoan để thực hiện.






104

Công việc yêu cầu tiến hành suốt đêm để sáng ngày 3 tháng 9 năm 2011 xà lan đủ

điều kiện để được đưa ra biển đánh chìm, sau đó được kéo trở lại cầu cảng PVShipyard bằng tàu kéo vào khoản ngày 7 tháng 9 năm 2011 để chuẩn bị buổi lễ hạ thuỷ giàn khoan tự nâng đầu tiên tại Việt Nam được diễn ra vào ngày 10 tháng 9 năm 2011.






105






106

9.3 TÀI LIỆU THAM KHẢO. Tài liệu diễn giải các quá trình kéo và hạ giàn, tham khảo file ‘Load out

Presentation 15.06.01’. Các hình ảnh cũng như file video clip được lưu vào folder ‘Ref’ và được lưu trên

DVD. 9.4 HẠN CHẾ CỦA CHUYẾN ĐI Một số thành viên đoàn tham quan do bận việc dự án của Trung Tâm nên không

tham gia hết quá trình hạ thuỷ giàn khoan. Các thành viên tham quan bị hạn chế quay film và chụp hình do một số vấn đề liên

quan đến bản quyền công nghệ. Do điều kiện hạn chế nên đoàn tham gia không được tham gia vào quá trình lai dắt

và đánh chìm xà lan ngoài biển.

9.5 NHẬN XÉT VÀ ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM Chuyến đi đã tạo điều kiện cho cán bộ Phòng TK Phát Triển Mỏ& Công Trình

Biển nói riêng và Trung Tâm Tư Vấn Thiết Kế nói chung, tiếp xúc học hỏi kinh nghiệm thực tế đối với công trình giàn khoan tự nâng 90m nước lần dầu tiên được thi công chế tạo tại Việt Nam, các công nghệ chế tạo, thi công, hạ thuỷ giàn khoan tự nâng.

Nội dung đã tìm hiểu được sau chuyến đi: + Tổng quan về jackup (giàn tự nâng); + Tìm hiểu về hệ thống kéo trượt của kích kéo thủy lực’ + Tìm hiểu cấu tạo đường trượt (skid shoe, skid beam, skid way) có khả năng

mang tải lớn đến 9000T; + Tìm hiểu thiết kế và cấu tạo Cảng tại bãi chế tạo PVMS phục vụ loadout –

jackup; + Tìm hiểu các phương tiện thi công công trình biển hiện có ở bãi chế tạo

PVMS; + Tìm hiểu Sà lan chuyên dụng, phục vụ hạ thủy jackup; + Tham quan công trường và văn phòng làm việc PVMS.

bao cao thuc tap tot ngiep

Documents