Download miễn phí Đồ án Tính toán thiết kế, thi công đường ống dẫn nước ép vỉa đoạn ống BK1-BK5
MỤC LỤC
SỐLIỆU DẦU BÀI. 5
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀMỎBẠCH HỔ. 5
I.GIỚI THIỆU CHUNG. 5
1.Tình hình khai thác dầu khí hiện nay. 5
2.Các loại đường ống. 5
2.1 Theo vùng sửdụng. 6
2.2 Theo vịtrí lắp đặt. 6
2.3 Theo cấu tạo. 6
2.4 Theo chất vận chuyển. 6
3.Cấu tạo đường ống. 6
3.1 Cấu tạo ống ngầm. 6
3.2 Cấu tạo ống đứng. 7
II.TỔNG QUAN VỀMỎBẠCH HỔ. . 7
1.Công nghệkhai dầu khí ởmỏBẠCH HỔ:. 7
1.1.Giai đoạn1: Thượng nguồn. 8
1.2. Giai đoạn 2: Trung nguồn. 8
1.3.Giai đoạn 3: Hạnguồn. 8
2. Giới thiệu các công trình khái thác dầu khí ởmỏBạch Hổ. 9
2.1. Dàn khoan cố định MSP. 10
2.2. Giàn nhẹBK. 11
2.3. Dàn công nghệtrung tâm CPT2. . 11
2.4. Hệthống trạm rót dầu không bến UBN. 12
2.5. Hệthống đường ống. 12
2.6. Giàn nén khí trung tâm CCP. 13
2.7. Trạm nén khí nhỏ(MKS). 14
III.GIỚI THIỆU TUYẾN ỐNG THIẾT KẾ. 15
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾTUYẾN ỐNG. 16
I. SỐLIỆU ĐẦU VÀO. 16
1.Sốliệu sóng. 16
2. Sốliệu dòng chảy. 16
3. Các thông sốvề độsâu nước, biên độtriều, nước dâng, chiều dày hà bám và
nhiệt độchất vận chuyển. 16
3.Địa chất công trình. 17
4.Các thông sốkhác. 17
5. Mác vật liệu. 17
6. Sốliệu vềtuyến ống. 17
7.Yêu cầu đềbài. 18
II. TÍNH TOÁN ĐỘBỀN ĐƯỜNG ỐNG CHỊU ÁP LỰC TRONG. 18
1.Công thức tính toán. 18
2. Tính toán. 21
2.2.Trong điều kiện vận hành. 24
3. Kết luận. 25
III. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐÀN HỒI ĐƯỜNG ỐNG THEO DNV 2000. 25
1. Kiểm tra mất ổn định cục bộcủa tuyến ống. 25
1.1.Hiện tượng. 25
1.2.Tính toán kiểm tra. 25
1.3.Kết luận. 28
2. Kiểm tra điều kiện mất ổn định lan truyền của tuyến ống. 28
2.1.Hiện tượng. 28
2.2.Tính toán kiểm tra. 28
2.3.Kết luận. 29
3. Kết luận. 29
IV. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VỊTRÍ CỦA ĐƯỜNG ỐNG DƯỚI DÁY BIỂN. 1.
Hiện tượng. 29
2. Trình tựtính toán. 30
2.1 Lựa chọn lý thuyết sóng tính toán. 30
2.2 Tính toán các đặc trưng sóng. 31
2.4 Tính toán vận tốc sóng và dòng chảy. 33
3.1 Các thông số đầu vào. 33
3.2 Kết quảtính toán. 34
3.2.1 Khi tuyến ống hợp với hướng bắc môt góc α=1800. 34
3.2.2 Khi tuyến ống hợp với hướng bắc môt góc α=1350. 35
3.2.3 Khi tuyến ống hợp với hướng bắc môt góc α=2700. 35
4. Kết luận. . 36
V. XÁC ĐỊNH NHỊP TREO CHO PHÉP ĐỐI VỚI TUYẾN ỐNG. . 36
1. Hiện tượng. 36
2.Các bài toán tính nhịp treo cho phép. 37
2.1 Bài toán động
Bài toán cộng hưởng dòng xoáy). 37 2.1.1.Điều kiện đểkhông xảy ra hiện tượng cộng hưởng là. 37
2.1.3.Xác định tần sốdao động riêng của ống. 39
2.1.4.Xác định nhịp treo theo bài toán cộng hưởng dòng xoáy. 39
2.1.5 Kết luận. 41
2.2. Bài toán tĩnh. 41
2.2.1.Bài toán bền do tải trọng tĩnh khi tuyến ống qua hốlõm. 41
3. Bài toán qua đỉnh lồi. 45
4.Kết luận. 45
VI. BẢO VỆCHỐNG ĂN MÒN ĐƯỜNG ỐNG. 46
1. Tổng quan vềchống ăn mòn cho tuyến ống. 46
1.1 Vai trò của chống ăn mòn trong thiết kếcông trình đường ống biển. . 46
1.2 Môi trường gây ăn mòn đường ống. 46
2. Các phương pháp chống ăn mòn cho tuyến ống. 47
2.1 Chống ăn mòn ngoài ống . 47
2.1.1 Chống ăn mòn bị động. 47
2.1.2 Chống ăn mòn bị động. 49
2.1.3 Phương pháp bảo vệkết hợp. . 49
3. Phương án chống ăn mòn cho tuyến ống dẫn nước ép vỉa BK1-BK5. 50
3.1 Chống ăn mòn trong lòng ống. 50
3.2 Chống ăn mòn ngoài ống. 50
3.2.1 Thiết kếlớp sơn phủchống ăn mòn. 50
3.2.2 Thiết kếbảo vệchống ăn mòn điện hoá. . 50
3.2.2.1 Nguyên lý chống ăn mòn điện hoá. 50
3.2.2.2. Tính toán, thiết kếhệthống anode hy sinh. . 52
3.2.2.2.1 Cơsởtính toán. 52
3.2.2.2.2 Thiết kếcác thông sốhệthống Anode. 55
3.2.2.2.3 Thiết kế, bốtrí chi tiết Anode. 57
CHƯƠNG 3 : THI CÔNG TUYẾN ỐNG. 58
I. TỔNG QUAN VỀTHI CÔNG TUYẾN ỐNG BIỂN. 58
1. Mục đích thi công đường ống biển. 58
-Lựa chọn ra phương án thi công thích hợp nhất đểvừa đảm bảo yêu cầu kỹthuật
cũng nhưgiá trịkinh tế . 58
2. Các phương pháp thi công đường ống biển. 58
3. Giới thiệu các phương pháp thi công đường ống hiện đang được áp dụng. 58
3.1 Phương pháp thi công bằng xà lan thả ống( Lay – Barge Methode). . 58
3.1.1 Phân loại. 59
3.1.2 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo. 59
3.1.3 Ưu nhược điểm của phương pháp. 59
3.1.3.1 Ưu điểm. 59
3.1.3.2 Nhược điểm. 60
3.1.4 Phạm vi áp dụng. 60
3.2 Phương pháp thi công bằng xà lan có trống cuộn( Reel – Barge Methode). 60
3.2.1 Ưu điểm. 61
3.2.2 Nhược điểm. 61
3.2.3 Phạm vi áp dụng. 62
3.3. Phương pháp thi công kéo ống. . 62
3.3.1 Thi công bằng phương pháp kéo ống trên mặt nước. 62
3.3.1.1 Ưu điểm. 62
3.3.1.2 Nhược điểm. 62
3.3.1.3 Phạm vi áp dụng. 63
3.3.2 Phương pháp kéo ống sát mặt( Below surface Tow). 63
3.3.2.2 Nhược điểm. 63
3.3.2.3 Phạm vi áp dụng. 64
3.3.3 Phương pháp thi công kéo ống sát đáy biển( off Bottom Tow). 64
3.3.3.1 Ưu điểm. 64
3.3.3.2 Nhược điểm. 64
3.3.3.3 Phạm vi áp dụng. 64
II. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TUYẾN ỐNG DẪN NƯỚC ÉP VỈA TỪBK1 SANG
BK5. 65
1. phương án thi công. 65
III. TÍNH TOÁN ĐỘBỀN ỐNG KHI THI CÔNG LẮP ĐẶT ỐNG. . 65
1. Tính toán độbền khi thi công thả ống. . 65
1.1 Mô hình tổng quát của bài toán thi công thả ống. 66
1.1.1 Đoạn cong lồi. 66
1.1.2 Đoạn cong lõm. 66
2. Tính toán độbền của tuyến ống khi thi công lắp đặt. 66
2.1 Tính toán đoạn cong lồi. 66
2.2. Tính toán đoạn cong lõm. . 68
2.2.1 Các phương pháp giải đoạn cong lõm. 68
2.2.2 Phương pháp dầm tuyến tính. 68
2.3 Kết luận. 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 72
PHỤLỤC 1 : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VỊTRÍ TUYẾN ỐNG. 73
2. Tính toán các thông sốcủa sóngvà vậtốc sóng dòng chảy hiệu quảvà tính
khối lượng yêu cầu. 74
2.1 Lựa chọn lý thuyết sóng tính toán. 74
PHỤLỤC 2 : TÍNH ỔN ĐỊNH ĐOẠN CONG LÕM. 79
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
n định cục bộ được xác định theo công thức[5.18 T38] DNV
2
22 ...)).((
t
DfPPPPPPP opelcpcelc =−−
Trong đó:
- fo: là độ ô van của ống. Theo DnV_2000 thì: fo= D
DD minmax − <0.5%
Trong đồ án này ta lấy f0 = 0.005
- t2:Chiều dày tính toán của ống, không tính đến sai số do chế tạo
-Đối với trường hợp thi công thử áp lực: t2 = t
-Đối với các trường khác : t2 = t - tcorr
t=24(mm)
Trường hợp thi công Trường hợp vận hành
t2 = 24(mm) t2 = 22 (mm)
- D = 356 (mm) là đường kính ống.
- Pel : xác định theo công thức 5.19 tiêu chuẩn DnV_2000
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 27
Pel = 2
32
1
)(2
ν−
D
tE
.
+ E=2.1x106kG/cm2: Là môdun biến dạng đàn hồi của vật liệu.
+ ν=0.3 Là hệ số possion của vật liệu làm ống.
Trường hợp thi công Trường hợp vận hành
Pel =1414.14 (kG/cm2) Pel = 1089.2 (kG/cm2)
- Pp: xác định theo công thức 5.20 tiêu chuẩn DnV_2000
DtfP fabyp 2...2 α= .
- αfab: là hệ số kể đến công nghệ chế tạo ống.Tra bảng 5-3.
Bảng 5-3:
Ống Đoạn liền Đoạn hàn nối Hàn nối mở rộng.
αfab 1.00 0.93 0.85.
ở đây ta đang kiểm tra cho các đoạn ống liền. αfab = 1,00.
Trường hợp thi công Trường hợp vận hành
Pp = 410.32 (kG/cm2) Pp = 376.13 (kG/cm2)
Sau khi tính toán được kết quả của Pel, Pp trong các trường hợp ta dùng
tính Pc và so sánh điều kiện ở công thức (5-22)
Kết quả tính toán Pc theo công thức (5-18) bài toán giải phương trình bậc
ba ta lấy ngiệm sau dùng để kiểm tra:
Pc3 – Pel*Pc2 –(Pp2 +Pel*Pp*f0*D/t2)*Pc+Pel*Pp2 = 0
Trường hợp thi công Trường hợp vận hành
Pc= 389.85 (kG/cm2) Pc=354.25(kG/cm2)
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 28
Cùng với các hệ số được lấy ở bài toán kiểm tra áp lực trong ta dùng
kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ theo công thức (5-22)
Kết quả kiểm tra
Pe =6,07 kG/cm2.
SCm
cP
γγ ..1.1
Trạng thái Vùng 1 Vùng 2
Thi công 308,02 kG/cm2. 308,02 kG/cm2.
Vận hành 279.89 kG/cm2 257.27 kG/cm2
1.3.Kết luận.
Với chiều dày ống t = 24 (mm) ống không bị mất ổn định cục bộ
2. Kiểm tra điều kiện mất ổn định lan truyền của tuyến ống
2.1.Hiện tượng.
Là hiện tượng xảy ra khi áp lực ngoài lớn hơn áp lực trong ống.Khi đó
,trong ống sẽ xuất hiện ứng suất vòng mang dấu âm.Nếu ứng suất vòng đủ lớn
làm cho ống bị bóp méo , dẫn đến mất ổn định cục bộ của tuyến ống.
2.2.Tính toán kiểm tra.
Điều kiện để tuyến ống không bị mất ổn định lan truyền được kiểm tra
theo công thức ở mục 510 quy phạm DnV_2000
.
pr
e
m SC
P
P γ γ≤
- Ppr: Là áp lực giới hạn gây mất ổn định lan truyền, được xác định như
sau:
Ppr = 35.fy.αfab. 5.22 )( D
t và fy=3043.2 (kG/cm2)
Các đại lượng còn lại giải thích như mục 1 ở trên.
Trường hợp thi công Trường hợp vận hành
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 29
Ppr=125.69 (kG/cm2)
Ppr=101.12 (kG/cm2)
Cùng với các hệ số được lấy ở bài toán kiểm tra áp lực trong ta dùng
kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ theo công thức (trang39 TCDnV_2000)
.
pr
m SC
P
γ γ
Trạng thái Vùng 1 Vùng 2
Thi công 109.24 kG/cm2. 109.24 kG/cm2.
Vận hành 87.88 kG/cm2 80.78 kG/cm2
Pe
Trạng thái Vùng 1 Vùng 2
Thi công 6.06 kG/cm2. 6.06 kG/cm2.
Vận hành 6.21 kG/cm2 6.21 kG/cm2
Từ bảng trên ta thấy Pe luôn luôn nhỏ hơn Ppr tức là ống không bị mất ổn
định cục bộ lan truyền.
2.3.Kết luận.
Với chiều dày ống t=24 mm ống không bị mất ổn định lan truyền
3. Kết luận.
Bề dày đường ống được chọn thiết kế cho tuyến ống là t=24 mm, đều
thỏa mãn các bài toán về ổn định cục bộ cũng như bài toán ổn định cục bộ lan
truyền.
IV. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA ĐƯỜNG ỐNG DƯỚI DÁY
BIỂN.
1. Hiện tượng.
Ống sau khi được dải xuống biển theo tuyến thiết kế có thể bị dịch
chuyển dưới tác động của sóng, dòng chảy,...Gây mất ổn định vị trí và có thể
dẫn đến bị hư hỏng, do đó phải kiểm tra điều kiện ổn định của ống trong cả
trạng thái lắp đặt và trong trạng thái khai thác.
Ống bị mất ổn định là do các lực thuỷ động
- FD- Là lực cản vận tốc.
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 30
- FI- Là lực cản gia tốc.
- FL- Là lực nâng.
-FD; FI; FL được xác định như sau:
.....5.0 2eUCDF DD ρ=
)./)(4/..(.. 2 dtduDCDF MI πρ=
.....5.0 2eLL UCDF ρ=
Trong đó:
- ρ: trọng lượng riêng của nước.
- D: đường kính ống.
- CL: là hệ số cản lực nâng .
- CD: là hệ số cản vận tốc
- CM: là hệ số cản gia tốc.
Thực hiện tính toán lực thuỷ động đôi với hướng sóng ta được:
Trọng lượng yêu cầu của đường ống được xác định theo công thức sau:
.
. os sin
L D I
s
F F FW
c
μ
μ β β
+ += +
2. Trình tự tính toán.
2.1 Lựa chọn lý thuyết sóng tính toán.
Căn cứ vào các tỷ số:
d/gT2 và H/ gT2.
Chu kỳ Thông số Hướng
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 31
lặp N NE E SE S SW W NW
Hs(m) 7.5 4.5 6.1 3.4 5.5 5.9 4.9 6.6 100 năm Tz(m) 9.8 9.3 9.7 9.1 8.9 9.2 9 9.4
Hs(m) 5.4 3.3 4.4 3.7 3 3.9 5 3.8 10 năm Tz(m) 8.7 8.1 8.4 8 7.6 8.6 8.5 8
0.059 0.065 0.060 0.068 0.071 0.067 0.070 0.064100 năm
Tỷ số
d/ g.T2
0.008 0.005 0.007 0.004 0.007 0.007 0.006 0.008
0.074 0.086 0.080 0.088 0.098 0.076 0.078 0.08810 năm
Tỷ số
H/ g.T2
0.007 0.005 0.006 0.006 0.005 0.005 0.007 0.006
Theo kết quả tra theo đồ thị 3.5 trang 36 (Offshore Pipeline Design,
Analysis, and Methods). Tất cả các hướng sóng đều phải tính theo lý thuyết
sóng Stock 2. Theo yêu cầu đồ án ta tính theo lý thuyết sóng Stock 5.
2.2 Tính toán các đặc trưng sóng.
2
2 4
1 2
. (1 ). tanh(2. . / ).
2.
g TL a C a C d Lππ= + +
2.3 Tính toán vận tốc và gia tốc sóng.
+Profil:
.)..(..1
1
∑
=
−=
n
i
n txkCosnFk
ωη
F1 = a.
F2 = a2.F22 + a4.F24 .
F3 = a3.F33 + a5.F35 .
F4 = a4.F44
F5 = a5.F55.
k.H = 2.[a+ a3.F33 + a5.(F35 + F55)].
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 32
+Vận tốc:
[ ] .)..(.
..
)(...
1
∑
=
−+=
n
i
nx txkCosndkShn
dzknChG
k
V ωω
+Gia tốc:
2
1
. . . ( . . ).
2
n
x n
i
k Ca R Sinh k x tω
=
= −∑
F22, F24, F33, F35, F44, F55, gọi là các thông số hình dáng của sóng phụ
thuộc d/L, tra trong bảng 3.3 trang 73 (Môi trường biển).
Gn ( n= 1 ÷ 5) xác định như sau:
G1 = a.G11 + a3.G13 + a5.G15 .
G2 = 2(a2.G22 + a4.G24 ).
G3 = 3(a3.G33 + a5.G35 ).
G4 = 4a4.G44.
G5 = 5a5.G55.
Rn ( n= 1 ÷ 5) xác định theo biểu thức:
R1 = 2.U1 - U1. U2 – U2. U3 – V1.V2 – V2.V3.
R2 = 4.U2 – U21 + V21 – 2.U1. U3 – 2.V1.V3.
R3 = 6.U3 – 3.U1. U2 + 3.V1.V2 – – 3.U1. U4 - 3.V1.V4.
R4 = 8.U4 – 2.U22 + 2.V22– 4.U1. U3+ 4.V1.V3.
R5 = 10.U5– 5.U1. U4 – 5.U2. U3 + 5.V1.V4 + 5.V2.V3 .
Các giá trị Un ( n=1 ÷ 5) và Vn ( n=1 ÷ 5) tính theo biểu thức:
.
)..(
)](.[
dknSh
dzknChGU nn
+=
.
)..(
)](.[
dknSh
dzknShGV nn
+=
Vận tốc truyền sóng C:
C=[(g/k).(1+a2.C1 + a4.C2 )th(k.d)]1/2.
Tr−êng §hxd ®å ¸n m«n häc
ViÖn x©y dùng ctb c«ng tr×nh ®−êng èng- BÓ chøa
Svth: nhãm_8_líp 49cb1
Trang 33
Tần số vòng ω:
ω = C.k
2.4 Tính toán vận tốc sóng và dòng chảy.
Vận tốc sóng và dòng chảy...