Đang tải... (xem toàn văn)
Giàn khoan tự nâng 90m nước đầu tiên tại việt nam
1 MỤC LỤC 1. Sơ lược cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giàn khoan tự nâng 2 2. Chức năng cấu tạo của cụm tháp khoan 7 2.1 Chức năng Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan và tháp khoan: ………7 2.2 Cấu tạo Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan và tháp khoan 8 3. Khảo sát, phân tích, đánh giá về thiết kế, chế tạo cụm tháp khoan trong nước 11 4. Khảo sát, phân tích, đánh giá về thiết kế, chế tạo cụm tháp khoan trên thế giới 15 5. Kết luận 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 2 1. Sơ lược cấu tạo và nguyên lý hoạt động của giàn khoan tự nâng Hiện nay ở Việt Nam, hầu hết các giếng khoan tìm thấy được phân bổ ở trên thềm lục địa phía nam với mực nước biển từ 150 m nước trở xuống. Do đó các loại Giàn khoan từ 150 m nước trở xuống là loại giàn khoan sẽ được sử dụng chủ yếu tại Việt Nam. Đây cũng là loại giàn khoan chiếm tỷ trọng lớn (gần 60%) trong tổng số giàn khoan đang hoạt động và đang được thi công chế tạo trên toàn thế giới và đó hầu hết là các giàn tự nâng và giàn cố định. Sau đây là cấu tạo và các hệ thống chính trên giàn khoan tự nâng, bao gồm: Thân chính Thân chính là một dạng kết cấu bản vỏ thường có dạng hình tam giác Kết cấu vỏ bao gồm: Sàn trên, sàn dưới, sàn trung gian, sàn thao tác, vách bao xung quanh, các vách dọc bằng thép tấm và các kết cấu dầm, xương gia cường. Hình 1.1.1 Các khoan trong thân chính 3 Thân chính được chia thành nhiều khoang gồm: - Buồng máy - Buồng bơm bùn - Buồng máy phụ - Kho chứa dụng cụ và thiết bị - Các két chứa DDK - Các két nước dằn - Các két nước sinh hoạt Trên mặt boong chính bố trí hệ thống ống, đường dẫn dịch chuyển tháp khoan, bồn chứa xi măng, các hệ thống bơm, hệ thống cẩu, các hệ thống thông gió và cabin buồng ở Khối nhà ở và sân bay trực thăng Khối nhà ở gồm nhiều tầng, được chia thành các buồng ở cho công nhân và kỹ sư làm việc trên giàn khoan với đầy đủ tiện nghi sinh hoạt, nghỉ ngơi. Hình 1.1.2 Bố trí khối nhà ở và giàn sân bay 4 Bố trí các buồng phòng giải trí, phòng thể thao, phòng hút thuốc, phòng tắm hơi… giúp mọi người sống và làm việc trên giàn khoan giải trí sau giờ làm việc. Bố trí các văn phòng làm việc, phòng điều khiển, phòng thông tin liên lạc. Sân bay trực thăng: bố trí phía đối diện với tháp khoan trong phạm vi cần cẩu có thể phục vụ cẩu chuyển. Hệ thống tiếp nhiên liệu, hệ thống cứu hoả và hệ thống cung cấp nước… Sàn khoan Sàn khoan cùng với hệ thống trượt cho phép điều chỉnh vị trí tháp khoan ra tới 20m theo chiều dọc và 9m theo chiều ngang cách mép ngoài thân giàn khoan. Hệ thống cần cẩu Hệ thống cần cẩu: ba (03) chiếc được bố trí ở các góc của thân giàn đảm bảo tầm với và sức nâng tại mọi vị trí trên giàn. Hệ thống các loại bơm Bơm nước sạch, bơm nước giằng và nước bẩn, bơm nước cho tháp khoan, bơm cứu hoả, bơm nước nóng, bơm nước sinh hoạt, bơm vệ sinh, bơm bùn, bơm cung cấp dầu. Chân giàn khoan Chân giàn khoan được chế tạo bằng thép cường độ cao có kết cấu theo kiểu thanh giằng được liên kết với nhau. Chân giàn khoan bao gồm các phân đoạn và các chi tiết.Các phân đoạn chân giàn khoan được chế tạo dưới sự kiểm tra của giám sát của đăng kiểm ABS hoặc DNV. 5 Giàn khoan tự nâng được thiết kế để hoạt động tại những vùng biển có độ sâu tới 60m - 130m, chịu được sức gió ở tốc độ tối đa 180km/h, tốc độ dòng chảy 2m/s. Giàn khoan tự nâng được thiết kế để khoan đạt tới độ sâu tối thiểu là 6000m và tối đa là 10000 m. Các hệ thống chính trên giàn khoan tự nâng Hệ thống máy phát điện: Được sử dụng để cung cấp toàn bộ điện năng tiêu thụ trên giàn khoan. Các máy phát điện này là loại đặc biệt được chế tạo để làm việc trong môi trường trên biển với độ tin cậy cao, được tích hợp hệ thống điều khiển hiện đại có thể giám sát và điều khiển tại chỗ hoặc đồng bộ cùng với hệ thống điều khiển trên giàn khoan. Trong trường hợp các máy phát điện chính gặp sự cố thì máy phát điện dự phòng sẽ đảm bảo cấp điện cho các hoạt động quan trọng, cần thiết trên giàn khoan. Hệ thống nâng hạ: gồm có tháp khoan, tời khoan, ròng rọc động, ròng rọc tĩnh, tháp khoan, thiết bị kẹp cáp chết (deadline anchor), cuộn cáp dự trữ (drill line spooler). Đây là một trong những hệ thống quan trọng của các loại giàn khoan. Hệ thống xoay: cần chủ đạo, đầu xoay thủy lực, bàn roto (rotary table), đầu quay di động (top drive). Hiện nay người ta thường khoan bằng đầu quay di động là chủ yếu, đặc biệt khi cần thi công giếng khoan sâu. Hệ thống tuần hoàn dung dịch: bơm cao áp, bể lắng, máy khuấy, súng phun, máy tách cát, tách bùn, tách khí, sàng rung, phểu trộn dung dịch Hệ thống kiểm soát giếng: bộ đối áp (BOP), hệ thống điều khiển đối áp (BOP control unit) Ngoài ra còn có các hệ thống phụ trợ khác như: hệ thống khí nén; hệ thống neo; hệ thống thiết bị thông tin liên lạc; hệ thống điện thoại; hệ thống 6 báo động; các hệ thống cứu sinh cứu hoả; hệ thống điều hoà không khí và nhiệt độ; hệ thống ống thông gió; hệ thống làm lạnh thực phẩm. (Hình 1.1) Hình 1.1: Giàn tự nâng Nguyên lý hoạt động của giàn tự nâng Khi đưa giàn tự nâng đến vị trí cần khoan bằng các phương tiện kéo thì ta tiến hành hạ giàn xuống biển. Chú ý vị trí mà ta hạ chân giàn phải được khảo sát trước tới chiều sâu gấp 1,2 lần chiều sâu dự kiến. Sau khi hạ chân xong thì ta tiến hành nâng sàn công tác lên một chiều cao thiết kế để đảm bảo an toàn khi làm việc. Khi giàn đã được cắm ổn định thì tạo ra một diện tích làm việc giống như trên giàn cố định. Giàn tự nâng có độ ổn định tốt nhất trong nhóm công trình biển di động vì sóng biển chỉ tác động vào phần chân cột có kích thước nhỏ và độ chắn sóng bé. Sau khi khoan xong thì người ta tiến hành hạ giàn với các bước ngược lại: đầu tiên là hạ sàn công tác xuống mặt nước, rồi rút chân giàn khỏi đáy biển và được tàu kéo kéo đến vị trí mới. Tùy theo trọng lượng của giàn và kết cấu của thiết bị trên giàn mà tốc độ nâng là từ 5 – 20 m/h và tốc độ hạ giàn từ 10 – 30 m/h. 7 2. Chức năng cấu tạo của cụm tháp khoan Cụm tháp khoan là một tổ hợp kết cấu – thiết bị quan trọng nhất của các giàn khoan tự nâng phục vụ khoan thăm dò và khai thác dầu khí. Cụm tháp khoan bao gồm: Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan, tháp khoan và thiết bị khoan được thiết kế, chế tạo, đăng kiểm theo các tiêu chuẩn quốc tế. 2.1 Chức năng Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan và tháp khoan: Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan bao gồm: Hệ thống dầm công xôn bao gồm 02 dầm công xôn, kết cấu đỡ sàn khoan, sàn khoan và các hệ thống trượt. - Hệ thống trượt dầm công xôn có nhiệm vụ trượt dầm công xôn để tiếp cận tới vị trí cần khoan, thay đổi ví trí khoan theo phương dọc. - Sàn khoan có chức năng nâng đỡ tháp khoan và các vật tư, thiết bị phục vụ công tác khoan - Hệ thống trượt sàn khoan có nhiệm vụ trượt tháp khoan theo phương ngang, vuông góc với phương trượt của Dầm công xôn, thay đổi vị trí khoan theo phương ngang. - Tháp khoan phục vụ công tác khoan. 2.2 C ấu tạo Hệ thống k - Dầ m công xôn Hệ thống kế t c công xôn là d có cường độ Kích thướ c 01 d Khối lượ ng c Tổng trọ ng lư - Kết cấu đỡ sàn khoan ph Kết cấu đỡ sàn khoan là 1 ph bị khoan. Có nhi lắp đặt hệ th cấu đỡ sàn khoan). K thép tấ m có cư Kích thướ c: 12mx16mx4m Tổng trọ ng lư 8 thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan v à tháp khoan m công xôn đ ỡ sàn khoan (Catilever) t c ấu đỡ cụm thiết bị khoan có 02 dầ m công xôn. D công xôn là d ầm tổ hợp siêu trường siêu trọng, đượ c ch cao. c 01 d ầ m công xôn: dài 35m x cao 5m x rông 0.812m ng c ủa 1 dầm công xôn: 301.5 tấn ng lư ợng của 2 dầm công xôn: 603 tấn sàn khoan ph ục vụ công tác khoan: sàn khoan là 1 ph ần của Hệ thống kết cấ u khoan. Có nhi ệm vụ liên kết 2 dầm công xôn, đ ỡ th ống trượt của sàn khoan. (Sàn khoan s ẽ sàn khoan). K ết cấu này được chế tạo từ các d m có cư ờng độ cao. c: 12mx16mx4m ng lư ợng của kết cấu đỡ sàn khoan: 110 tấn 2.2.1 Kết cấu đỡ sàn khoan à tháp khoan m công xôn. D ầm c ch ế tạo từ thép m công xôn: dài 35m x cao 5m x rông 0.812m u đ ỡ cụm thiết ỡ sàn khoan và ẽ trượt trên kết các d ầm tổ hợp và - Sàn khoan: là 1 ph Sàn khoan đ ỡ chiều để đưa tháp khoan Sàn khoan đư Kích thướ c: 14mx24mx2.5m Khối lượng c - Tháp khoan và các thi Tháp khoan là m trúc bằ ng thép d Trong tháp có b thiết bị khoan. Tháp bao gồ m 9 t trên cao sử d ố ng khai thác. x 8,9m, đỉ nh tháp khoan có các thi - Bộ ròng r - Bộ ròng r 9 Sàn khoan: là 1 ph ần của Hệ thống kết cấu đỡ cụ m thi ỡ tháp khoan và thiết bị khoan. Sàn khoan s đưa tháp khoan đúng v ị trí cần khoan. Sàn khoan đư ợc chế tạo từ các dầm và thép tấ m có cư c: 14mx24mx2.5m c ủa sàn khoan: 128 tấn 2.2.2 Kết cấu sàn khoan Tháp khoan và các thi ết bị khoan Tháp khoan là m ột bộ phận chính thiết bị khoan. Tháp khoan có c ng thép d ạng tháp, chịu lực dùng để giữ và nâng các thi Trong tháp có b ố trí hệ thống palăng, nơi dựng cầ n khoan và m khoan. m 9 t ầng, ở tầng 4 và 5 có lắp buồ ng làm vi d ụng khi kéo thả bộ dụng cụ, cầ n khoan, ng khai thác. Đáy tháp là h ình vuông với kích thướ c kho nh tháp có kích thước khoả ng 2,9mx 2,9m.Trong tháp khoan có các thi ết bị khoan chính như sau: ròng r ọc tĩnh (Crown block) ròng r ọc động (Travelling block) m thi ết bị khoan. khoan. Sàn khoan s ẽ trượt 2 m có cư ờng độ cao. khoan. Tháp khoan có c ấu và nâng các thi ết bị. n khoan và m ột số ng làm vi ệc cho thợ n khoan, ống chống, c kho ảng 8,9m ng 2,9mx 2,9m.Trong tháp 10 - Đầu quay di động (Top driver) - Bàn xoay (Rotary table) - Thiết bị vặn cần khoan (Iron roughneck) - Tời khoan ( Drawworks) - Hệ thống trượt dầm công xôn và sàn khoan. Hệ thống trượt dầm công xôn có nhiệm cụ trượt 2 dầm công xôn đỡ toàn bộ thiết bị khoan đến vị trí khoan ( trượt trên mặt thân giàn khoan) Hệ thống trượt sàn khoan có nhiệm cụ trượt tháp khoan 2 chiều theo phương ngang đưa tháp khoan đến vị trí khoan chính xác Hai hệ thống trượt là dạng cơ cấu truyền động bằng cơ khí (sử dụng bánh răng và thanh răng) Mỗi bánh răng trượt có lực đẩy tối đa: 120 tấn Tốc độ trượt: 2m/phút Hình 2.2.3 Hệ kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan [...]... tạo cụm tháp khoan trong nước Hiện nay, tại Việt nam có 06 giàn khoan tự nâng là Tam Đảo, Cửu Long của Xí nghiệp liên doanh Việt Xô và PVDI của Công ty Khoan và Dịch vụ khoan dầu khí và một giàn tự nâng 90m nước của Pvshipyard đang đóng Các giàn đều được mua, hoán cải và được chế tạo trọn gói tại nước ngoài ngoại trừ giàn khoan của Pvshipyard đang đóng Việc nghiên cứu về giàn khoan tự nâng chỉ được... Thiết kế kết cấu chân đế các giàn khoan cố định (Jacket) Thiết kế kết cấu thượng tầng giàn khoan cố định (Topside) Chưa có tự thiết kế công nghệ các giàn khoan biển Chưa từng thiết kế cơ bản/ chi tiết giàn khoan tự nâng, chưa thiết kế cụm tháp khoan Năng lực chế tạo: - Chế tạo công trình biển với khối lượng lớn nhất là 3000 Tấn - Chưa từng tham gia chế tạo giàn khoan tự nâng Công ty TNHH Dịch vụ Cơ... đầu của Việt Nam như: VSP, PTSC, PVC, Lilama, Vinashine để tham gia vào quá trình chế tạo giàn khoan tự nâng 14 4 Khảo sát, phân tích, đánh giá về thiết kế, chế tạo cụm tháp khoan trên thế giới Việc nghiên cứu thiết kế, thiết kế và chế tạo Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan phục vụ công tác khoan thăm dò đã phát triển từ năm 1950 cùng với các loại giàn khoan trên thế giới Các loại giàn khoan tự. .. lực thiết kế: - Chưa thể tự thiết cơ bản/ chi tiết về giàn khoan khai thác - Chưa thể tự thiết kế cơ bản/ chi tiết về giàn khoan tự nâng, chưa thiết kế cụm tháp khoan - Năng lực chế tạo: - Chế tạo công trình biển có khối lượng lớn nhất là 2500 Tấn - Chưa có khả năng chế tạo giàn khoan tự nâng 13 Với năng lực khoa học công nghệ hiện nay của Việt Nam để phát triển các ứng dụng khoa học kỹ thuật trong... (PTSC), Tập đoàn công nghiệp tàu thủy Việt Nam (Vinashin), Tổng công ty lắp máy Việt Nam (Lilama), Tổng công ty xây lắp dầu khí (PVC), …Tuy nhiên, chưa có cơ quan/ tổ chức ở Việt Nam thực hiện việc nghiên cứu cụ thể, chi tiết về thiết kế và công nghệ thi công chế tạo Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan trên giàn khoan tự nâng Xí nghiệp LDDK Vietsovpetro là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế và chế... Việt Nam (2009), Đặc tính kỹ thuật cho giàn khoan di động ngoài khơi (Technical specification For Mobile Offshore Drilling Unit), Hà nội 2 Hợp đồng 526/HD-DKVN giữa Tập đoàn Dầu khí Việt Nam và Công ty Cổ phần Chế tạo Giàn khoan Dầu khí ngày 21/01/2009, có hiệu lực từ ngày 21/05/2009, là dự án cơ khí trọng điểm quốc gia với mục tiêu đóng mới giàn khoan tự nâng 60m nước 3 Bản vẽ thiết kế chi tiết về cantilever... cụm thiết bị khoan trong và ngoài nước Nhận thấy rằng ở việt nam chưa có một công ty nao chế tạo hệ thống cụm thiết bị khoan vì vậy mà việc chuyên giao công nghệ thiết kế, chế tạo cụm thiết bị khoan lúc này là thật sự cần thiết để từ đó các công ty trong nước dần dần nắm bắt được công nghệ tiến tới có khả năng tự thiết kế và chế tạo 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam (2009),... và chuyển giao công nghệ chế tạo giàn khoan khoan tự nâng với LTI (Mỹ), TrustCont (Singapores), Corall (Ucraina) Bên cạnh đó, Pvshipyard đã liên kết với các Viện Nghiên cứu, thiết kế đầu ngành trong nước có kiến thức, kinh nghiệm trong các lĩnh vực liên quan như cơ khí, điện, tự động hóa,… để triển khai nghiên cứu thiết kế và tiếp nhận chuyển giao công nghệ thiết kế từ nước ngoài Ngoài ra, Pvshipyard... công ty có kinh nghiệm, trình độ khoa học công nghệ cao của nước ngoài Công ty Cổ phần Chế tạo Giàn khoan Dầu khí (Pvshipyard) được thành lập tháng 07/2007 nhằm thực hiện các nhiệm vụ thiết kế và chế tạo giàn khoan đầu khí PV Shipyard đang triển khai xây dựng Căn cứ chế tạo giàn khoan dầu khí có tổng giá trị hơn 4000 tỷ VNĐ với diện tích 39.8 ha tại Vũng Tàu Bao gồm các hệ thống nhà xưởng, ụ khô và các... chế tạo giàn khoan, - Đối với các hãng chế tạo mới (mới thành lập hoặc mới tham gia vào lĩnh vực thiết kế, chế tạo giàn khoan tự nâng) chưa có kinh nghiệm thiết kế thì việc thiết kế chi tiết Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan thường được thực hiện bởi các công ty tư vấn thiết kế có kinh nghiệm thông qua các hợp đồng thuê tư vấn thiết kế c Tình hình chế tạo Hệ thống kết cấu đỡ cụm thiết bị khoan trên . động của giàn khoan tự nâng Hiện nay ở Việt Nam, hầu hết các giếng khoan tìm thấy được phân bổ ở trên thềm lục địa phía nam với mực nước biển từ 150 m nước trở xuống. Do đó các loại Giàn khoan. 1.1: Giàn tự nâng Nguyên lý hoạt động của giàn tự nâng Khi đưa giàn tự nâng đến vị trí cần khoan bằng các phương tiện kéo thì ta tiến hành hạ giàn xuống biển. Chú ý vị trí mà ta hạ chân giàn. Công ty Khoan và Dịch vụ khoan dầu khí và một giàn tự nâng 90m nước của Pvshipyard đang đóng. Các giàn đều được mua, hoán cải và được chế tạo trọn gói tại nước ngoài ngoại trừ giàn khoan của