Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết kế tuyến ống
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM PVU BÁO CÁO THIẾT KẾ TÚN ỚNG HD: K.S Lê Trung Dũng Nhóm 2: NỢI DUNG II TỔNG TỔNGQUAN QUAN IIII NỘI NỘIDUNG DUNG IIIIII KẾT KẾTLUẬN LUẬN I.TỔNG QUAN CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ TUYẾN ỐNG NGOÀI KHƠI TUYẾN ỐNG TRÊN BỜ 1.CÁC GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ Thiết kế tuyến ống khơi tiến hành theo giai đoạn Thiết kế ý tưởng • Xem xét tính khả thi mặt kỹ Thiết kế sơ • Các thơng tin cần thiết cho việc • chủng loại tuyến ống thuật • Lập hồ sơ xác định kích thước Thiết kế chi tiết • Chuẩn mực áp dụng mặt kỹ thuật • Xác định khó khăn tiềm tàng Lựa chọn phương pháp lắp đặt tuyến ống thiết kế xây lắp xác định • Hồn chỉnh với đầy đủ chi tiết • Chuẩn bị q trình tiền chạy thử, loại bỏ phương án không sổ tay vận hành, bảo dưỡng khả thi kiểm tra 17/11/2017 2.TUYẾN ỐNG NGOÀI KHƠI Tuyến ống sơ Định vị Tiếp bờ Các kết cấu hữu 17/11/2017 • • • • • • • • • • Bản đồ thủy văn (tỉ lệ 1:10.000): cho biết kết cấu tuyến ống đặc điểm khác Bản đồ định hướng hay tiếp giàn: cho biết thông tin vị trí ống đứng Độ cong tối thiểu theo phương ngang: phụ thuôc vào nhiều yếu tố phương pháp lắp đặt, đường kính, độ dày thành ống… Giao thơng biển gây nguy hiểm sau xây lắp cơng trình Vị trí buộc neo hay thả neo phải tránh nơi tuyến ống qua Ảnh hưởng cơng trình cơng nghiệp, thương mại, dân cư hữu bờ Hạn chế mặt thi cơng bờ biển Chọn tuyến ống điểm giao cắt với tuyến ống hữu kinh tế Chọn lộ trình tuyến ống cách xa cơng trình có (khoảng 100 m) Các tuyến ống nằm gần giàn bố trí xa tốt để thuận tiện cho việc neo tàu, xây lắp giàn tương lai 2.TUYẾN ỐNG NGOÀI KHƠI Các yếu tố cần quan tâm: vị trí nối thiết bị giàn với tuyến ống, vị trí kẹp ống đứng, tuyến ống hữu tuyến ống tương lai, vị trí bến tàu có, rủi ro hư hại vật rơi hay dây neo kéo rê Vị trí tiếp giàn ống Thiết kế cụm phức hợp ống đứng đứng Khảo sát địa hình, Dùng sonar quét sườn để phát tuyến ống hữu, xác tàu… Khảo sát máy siêu âm mặt cắt tầng sâu Khảo sát độ sâu để đo chiều sâu nước thủy văn Thể yêu cầu khó khăn việc đào xới, ổn định đất móng Nếu đáy biển khơng ổn định tuyến ống vòng qua khu vực Dữ liệu thổ dưỡng Tuyến ống khơi chọn 17/11/2017 Dựa thông tin thu thập => chọn tuyến ống Dùng vẽ định tuyến có tỷ lệ ngang 1:5.000, dọc 1:100 : thể chi tiết tuyến ống Dùng vẽ tiếp giàn: tỉ lệ 1:100 3.TUYẾN ỐNG TRÊN BỜ Cần tránh vùng sau: tòa nhà, vùng đất cứng, vùng rừng rậm, tuyến ống khác, vùng đầm lầy,sông ngòi (nếu có thể) Tuyến ống phải: CÁC VẤN ĐỀ CẦN XEM XÉT Càng thẳng tốt Sử dụng thêm van đóng khẩn cấp, đầu nối mở Đi theo tuyến tự nhiên Sử dụng hành lang tuyến ống Ống nằm mặt đất sử dụng giá đỡ rộng chỗ đổi hướng hữu Tư vấn phủ để đề kế hoạch phát triến phê chuẩn tuyến ống Đánh giá tác động môi trường & đánh giá rủi ro định lượng 17/11/2017 3.TUYẾN ỐNG TRÊN BỜ 17/11/2017 II NỘI DUNG 17/11/2017 1.CÁC YÊU CẦU VỀ DUNG SAI • Ở nơi tuyến ống nằm dọc theo hành lang hữu khoảng cách nhỏ (xa nhất) tuyến ống đến điểm gần tuyến ống hữu: 15m (50m) • Tại nơi tiếp giàn: • • Phạm vi 450m-150m: giảm từ 15m-3m Từ đoạn 150m cách ống đứng đến điểm đầu nối ống đứng 3m Nơi tuyến ống lắp đặt liền kề/ song song tuyến ống hữu cần trì khoảng cách 15m, trừ nơi tiếp giàn 17/11/2017 10 1.ỨNG SUẤT VÀ TẢI Thiết Thiếtkế kếdựa dựatrên trênứng ứngsuất suất Ứng Ứngsuất suấttiếp tiếptuyến: tuyến:độ độdày dàythành thànhống ốngvà vàáp ápsuất suấtthiết thiếtkế kếtrong trongống ống Ứng Ứngsuất suấttiếp tiếptuyến tuyếnvà vàdọc: dọc:tiêu tiêuchí chíVon VonMises Mises(tương (tươngđương, đương,tiếp tiếptuyến, tuyến, dọc, dọc,trượt trượtkết kếthợp) hợp) Ứng Ứngsuất suấttương tươngđương: đương:cực cựcđại đạikhi khigồm gồmứng ứngsuất suấtnén nén(ứng (ứngsuất suấtdọc, dọc,âm) âm)và ứng ứngsuất suấtkéo kéo(ứng (ứngsuất suấttiếp tiếptuyến, tuyến,dương) dương) Ứng Ứngsuất suấtdọc dọcdo dosự sựgiãn giãnnở nởáp ápsuất, suất,nhiệt nhiệthoặc hoặcuốn uốncong cong Ứng Ứngsuất suấtchảy chảytiêu tiêuchuẩn chuẩnnhỏ nhỏnhất: nhất:mức mứcứng ứngsuất suấttại tại0,5% 0,5%độ độbiến biếndạng dạng Thiết Thiếtkế kếdựa dựatrên trênbiến biếndạng dạng Lắp Lắpđặt đặttuyến tuyếnống ốngngoài ngoàikhơi khơibằng bằngphương phươngpháp phápcuộn cuộnống, ống,lắp lắpđặt đặtống ống đứng đứngkiểu kiểuJJhay haybằng bằngđế đếuốn uốncong cong Biế Biếdạng dạnguốn uốncong congvĩnh vĩnhviễn viễntối tốiđa đado doquá quátrình trìnhlắp lắpđặt đặtlàlà2% 2% ĐểĐểuốn uốnnguội nguộituyến tuyếnống, ống,biế biếdạng dạnguốn uốncong congkhông khôngvượt vượtquá quá2% 2%và vàkiểm kiểmtra tra cáctiêu tiêuchí chíđộ độuốn uốndọc dọcthuần thuầntúy túy(độ (độcong congđàn đànhồi hồicho chophép phéptối tốiđa) đa) oo Tuyến Tuyếnống ốnglàm làmviệc việctrên trên100 100 C, C,tính tínhđến đếnhệ hệsố sốgiảm giảmtải tải(sử (sửdụng dụngvật vậtliệu liệulàlà hợp hợpkim kimchống chốngăn ănmòn mònCRA) CRA) trongthử thửnghiệm nghiệmsức sứckéo kéo Giai Giaiđoạn đoạnhoạt hoạtđộng: động:tính tínhứng ứngsuất suấtvới vớiđộ độdày dàythành thànhống ốngdanh danhnghĩa, nghĩa,ngoại ngoại trừ trừdung dungsai saido doăn ănmòn mòn 21 1.ỨNG SUẤT VÀ TẢI Áp suất thủy tĩnh • • • • Phá hoại kết cấu tuyến ống • • Mất ổn định cục • Mất ổn định “dọc” Tải sóng dòng chảy • vững (lực kéo, lực nâng, lực qn tính) Do biến đổi nhiệt độ môi trường xung quanh thấp khác biệt nhỏ Sự giãn nở nhiệt phụ thuộc ma sát đất dọc trục tải trọng nhiệt Sức gió Sức gió tĩnh đơn vị độ dài Fw = 0,613.Cw.vw Dt • Tải trọng nhiệt nhiệt độ vận hành cũng nhiệt độ xung quanh • • Ứng suất uốn đất phủ bánh xe kết hợp với ứng suất tiếp tuyến phải giới hạn ứng suất cho phép Tuyến ống biển chịu lực tạo từ dòng chảy sóng bền Tải trọng tập trung: tuyêń ống lăn xà lan rải ống gối đỡ ống Mất ổn định lan truyền Tải trọng tập trung tải phân bố Cw : hệ số lực cản phụ thuộc vào tốc độ gió, đường kính ống độ • Khẩu độ không giá đỡ Xảy khu vực có xói lở rạng san hơ nhám bề mặt 22 2.ĐỘ ỔN ĐỊNH DƯỚI ĐÁY BIỂN Giới hạn ổn định đáy biển đạt đến lực tạo hạt nước tuyến ống cân với lực cản (ma sát) theo phương ngang ống: Fd +Fi = µ( W – FL) Tuyến ống vận chuyển khí: điều kiện chu kỳ sóng dòng chảy chu kỳ 100 năm Tuyến ống vận chuyển dầu: Thêm ổn định trình lắp đặt Bọc ống bê tông: Phụ thuộc vào kích thước, độ sâu nước, điều kiện mơi trường Độ dày mật độ lớp bê tơng: • Độ dày nhỏ nhất: 25mm • Có anode hy sinh, sử dụng lớp bọc ống bê tơng • Lắp đặt xà lan rải ống, nên tạo bảo vệ học cho lớp chống ăn mòn cách phủ bê tơng 23 2.ĐỢ ỔN ĐỊNH DƯỚI ĐÁY BIỂN Tiếp bờ: Độ sâu biển, đặc điểm đáy biển sâu, liệu sóng dòng chảy, vị trí máy mọc thiết bị khác, ràng buộc tuyến ống bờ… 24 THIẾT KẾ ỐNG ĐỨNG Vị trí kẹp ống đứng Thẳng đứng hay gần thẳng đứng kẹp: nằm nước biển => ngăn ngừa ăn mòn - Ngăn ngừa cháy lan cho phép -di tảnBộ an toàn xảy cố cháy Nối tuyến ống đáy biển với trang thiết bị giàn Chiều cao đử để đảm bảo hạn chế ứng suất tạo suốt chu kỳ bão 100 năm - Chống cháy thụ động: -ống đứng vận chuyển khí Các cấu phần - Thường đấu với hệ giằng ngang giàn đỡ Chống cháy thụ động Ống dày cấp vật liệu cao tuyến ống Gắn giàn đỡ, cố định kẹp ống Bọc ống đứng - D nhỏ: PE D lớn: men nhựa đường bê tông Góc tiếp cận tuyến ống khuỷu ống đứng - Góc uốn đáy ống đứng: độ dốc giàn đỡ góc tiếp cận giàn đỡ tuyến ống Các đoạn uốn tuần theo thông số kỹ thuật uốn cong với dung sai góc uốn ±1 Vùng nước bắn tóe: khớp nối ống đứng phủ PE mạ monel Đoạn ống vùng này: men atphan 25 4.ĂN MÒN • Đánh giá độ bền CO2 H2S Độ dày tối thiểu= độ dày danh nghĩa – dung sai ăn mòn O2 => Giảm tải độ dày lại nhỏ độ dày tối thiểu O2 - Tuyến ống ngồi khơi: + PE: Tuyến ống đường kính nhỏ, không cần bọc bê CO2 H2S O2 - Phụ thuộc vào chế độ dòng tuyến ống - Bảo vệ dòng điện bên ngồi hay hệ mức độ ẩm ướt thành ống thống anode hy sinh tông + Lớn sử dụng men atphan quấn ống, kết hợp với bọc bê tông - Tuyến ống nằm mặt đất: bọc PE - Tuyến ống nằm mặt đất: Sơn 26 5.PHÂN TÍCH VIỆC LẮP ĐẶT • Phân tích ứng suất lắp đặt ống đứng => ống đứng thành phần lân cận tuyến ống không chịu ứng suất • vượt tải Chênh lệch nhiệt độ khơng lớn: phương pháp lắp đặt “Stalk on” • Ngồi có phương pháp lắp đặt thay kiểu J, đế uốn cong, đầu nối mặt bích, hàn áp suất cao Đặc tính xà lan cho đầu có trục nâng tuyến ống: • • Độ dài xà lan: 122m • Phải áp dụng hệ số tải trọng động cho tất lực nâng tĩnh phù hợp API RP 2A Số cần trục:5 27 6.PHÓNG THOI Thoi kiểm tra đường kính Thoi làm thoi định hướng Thoi mang máy phát siêu âm Thoi kiểm tra ăn mòn 28 6.PHÓNG THOI Thiết kế tuyến ống để phóng thoi Các phận nối ống khơng đặt gần Kiểm tra dung sai thoi đường kính trong, độ dập lõm, uốn cong cho cỡ ống quan tâm I Xác định tất chạc ba để biết (chừa khoảng trống gấp lần đường kính ống thẳng dẫn hướng theo vẽ chuẩn phận nối ống II IV III V VI Xác định phận nối ống để biết đường Van có kích cỡ lòng đường kính ống Các đoạn uốn cong thường lần đường kính danh nghĩa ống đường kính danh nghĩa ID ống kính Các tuyến ống đòi hỏi hệ thống phóng thoi - Yêu cầu phóng thoi thường lệ: Đánh giá ăn mòn tuyến ống Nhu cầu phóng thoi thơng minh: Đánh giá xếp hạng rủi ro hậu u cầu vận hành phóng thoi thơng minh: Kế hoạch bảo dưỡng 29 7.MUA SẮM VẬT TƯ CHO TUYẾN ỐNG Tuyến ống đoạn uốn cong • • • • Bích • • Tuyến ống: API spec 5L Đoạn ống uốn cong: ASME B31.4/31.8 Mối hàn nối đầu: MSS-SP-75 Cấp vật liệu tương đượng với câp vật liệu tuyến ống • ASTM A694 Vật liệu tương đương với vật liệu tuyến ống Mối nối ghép chữ T, van có lòng tỏng đường kính ống, ống phóng thoi, giảm áp cửa sập Các mối hàn nối đầu mối nối ghép chữ T Hệ thống thiết bị phóng nhận thoi 30 8.DỮ LIỆU THIẾT KẾ TUYẾN ỐNG Dữ Dữliệu liệuchung chung VịVịtrítrímỏ mỏ Xác định vị trí sốvà PID cho tuyến ống Cơng Cơngviệc, việc,cơng cơngtrình trìnhbắt bắtđầu đầutừtừđâu đâu vàđến đếnđâu đâu Dữ Dữliệu liệuthiết thiếtkế kếtuyến tuyếnống ống Vòng Vòngđời, đời,hiệt hiệtđộ, độ,áp ápsuất suấtthiết thiếtkế kế Dung Dungsai saido doăn ănmòn, mòn,loại loạibảo bảovệ vệcathode cathode Đường Tuyến ống (DN), thơng minh Đườngkính kínhdanh danhnghĩa (DN),chiều chiềudài dài thểphóng phóngthoi • nghĩaPID thể tất vẽ, đồ thị, sơ đồ vàTuyến trongốngtàicóliệu thiếtthoi kếthơng minh Dữ Dữliệu liệutuyến tuyếnống ống Dữ Dữliệu liệuvề vềống ốngđứng đứng Đường Đườngkính kínhngồi/ ngồi/độ độdày dàythành/ thành/vật vậtliệu liệuvà vàcấp cấpcấp cấpliệu/ liệu/bán bánkính kínhuốn uốncong congnhỏ nhỏnhất ống ốngđứng đứng Bảng liệu tuyến ống Ứng Ứngsuất suấttrượt trượtnhỏ nhỏnhất nhấttiêu tiêuchuẩn chuẩn(SMYS) (SMYS) Góc Gócuốn uốncủa củaống ốngđứng đứng11và và22 Cấp Cấpáp ápsuất suấtcủa củabích bích Dữ Dữliệu liệuvề vềmơi mơitrường trườngtại tạivívítrí trísố số11 ĐộĐộsau sauvùng vùngnước nước ĐộĐộcao caosóng sóngđáng đángkể, kể,giai giaiđoạn đoạnđỉnh đỉnhsóng sóngđáng đángkể, kể,độ độcao caosóng sónglớn lớnnhất, nhất,dòng dòngchảy chảybề bề mặt mặt(chu (chukỳ kỳ100 100năm) năm) Đường Đườngkính kínhngồi, ngoài,độ độdày dàythàh thàhống, ống,độ độdài, dài,vật vậtliệu liệuvà vàcấp cấpvật vậtliệu, liệu,ứng ứngsuất suấttrượt trượtnhỏ nhỏ nhấttiêu tiêuchuẩn, chuẩn,loại loạibọc, bọc,độ độdày, dày,dung dungtrọng trọnglớp lớpbọc bọcống ốngchống chốngăn ănmòn, mòn,độ độdày dàylớp lớp bọc bọcống ốnggia giatrọng trọng Dung Dungtrọng trọngcủa củabê bêtông, tông,tải tảitrọng trọngrỗng rỗngcủa củatuyến tuyếnống ốngtrong trongkhơng khơngkhí, khí,chìm chìmdưới dướinước, nước, tải tảitrọng trọngcủa củatuyến tuyếnống ốngcó cósản sảnphẩm phẩmchìm chìmdưới dướinước nước Dữ Dữliệu liệuvề vềquá quátrình trìnhlắp lắpđặt đặt Phương Phươngpháp pháplắp lắpđặt đặttuyến tuyếnống ống Phương Phươngpháp phápđặt đặtống ốngđứng đứng Kích Kíchcỡ cỡđĩa đĩađo đo ÁpÁpsuất/ suất/thời thờigian gianthử thửthủy thủylực lực 31 9.THỬ THỦY TĨNH TI2 TI1 TI2 TI1 TI3 Chứng minh toàn vẹn kết cấu tuyến ống sau hoàn tất việc lắp đặt Temporary test end Các yêu cầu thử nghiệm • Tiêu chuẩn ANSI B31.4 B31.8 • Thời gian thử độ bền hay rò rỉ: 24 • Chúống thích: Đoạn dài: tăng thời gian thử Temporary test end • • PI: Dụng cụ đo áp suất Cân áp suất: thêm hay bớt nước thử nghiệm • PR: Đầu đo áp suất • DWT: Bộ kiểm tra trọng lượng chết • TI1: Đầu dò nhiệt độ vỏ ống • TI2: Đầu dò nhiệt độ vỏ ống trung gian • TI3: Số đo nhiệt độ mơi trường • M: Thiết bị đo thể tích tăng áp tuyến ống PI PR DWT M Fill line to be disconnected during leak test Sơ đồ điển hình của đọa ống thử nghiệm 32 9.THỬ THỦY TĨNH - - Thực đoạn ống trước lắp đặt trước tiến hành thử nghiệm Tuyến ống phải ổn định với nhiệt độ môi trường Cấu kiện gia công sẵn (Bẫy thoi, điều khí, buồng đo thể tích…) phải tia X phương pháp khác tất mối hàn nối đầu điểm kết nối Biến đổi áp suất thử thời gian lưu kết dao động nhiệt độ nhỏ Hệ thống hay phần hệ thống thử nghiệm thủ tĩnh So sánh thay đổi gia tang dao động áp suất nhiệt độ thời gian lưu tra sựriêng kết nối Các phép thửKiểm thực lẽ - - - - Các thiết bị bảo vệ kiểmAPI soátRP việc 11 thử 10 nghiệm - Lập kế hoạch khẩn cấp từ giai đoạn đầu Ảnh hưởng đến kết kiểm tra Có nhiều kĩ thuật để xác định rò rỉ Xác định đồ thị Kiểm tra đoạn Kiểm tra cấu kiện gia Không 0,5% Thử áp lực đường ống có Nếu vượt quá, thêm nước vào Thử nghiệm sau thi công ống thay công sẵn áp suất bên Vị trí lỗ rò thử Đánh giá thử nghiệm rò rỉ Xác định thể tích khơng nghiệm thủy tinh thủy tinh khí lại tuyến ống 33 III.KẾT LUẬN - Tổng quan giai đoạn thiết kế đường ống Khái quát số đặc điểm tuyến ống khơi bờ Một số thông số kĩ thuật tuyến ống đường kính, độ dày, dung sai - Ứng suất, khả chịu tải độ ổn định tuyến ống Một số yếu tố cần cân nhắc thiết kế ống đứng Ăn mòn cách chống ăn mòn Mua sắm vật tư cho tuyến ống Thiết kế tuyến ống để phóng thoi thử thủy tĩnh 34 Q&A ! ! ! ! ! ?! ! 35 ... F70 Các tuyến ống khơi: vật liệu cấp X42 X52 Tuyến ống bờ: vật liệu cấp B Tuyến ống DN300 nhỏ ống khơng có mối nối 17/11/2017 11 2.VẬT LIỆU Cácvật vật liệu liệulàm làmtuyến tuyến ng ốngkhác... Ứng Ứngsuất suấttiếp tiếptuyến: tuyến: độ độdày dàythành thànhống ốngvà vàáp ápsuất suấtthiết thiếtkế kếtrong trongống ống Ứng Ứngsuất suấttiếp tiếptuyến tuyếnvà vàdọc: dọc:tiêu tiêuchí... thiếtkế k tuyến tuyếnống ống Vòng Vòngđời, đời,hiệt hiệtđộ, độ,áp ápsuất suấtthiết thiếtkế kế Dung Dungsai saido doăn ănmòn, mòn,loại loạibảo bảovệ vệcathode cathode Đường Tuyến ống