Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong ước lượng tuổi thọ mỏi tại các mối nối của chân đế giàn khoan khai thác dầu khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

PHAN CHÍ HỒNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU
HẠN TRONG ƯỚC LƯỢNG TUỔI THỌ MỎI TẠI CÁC MỐI
NỐI CỦA CHÂN ĐẾ GIÀN KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KHÁNH HÒA – 2017




MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ........................................................................................................................... v
DANH MỤC KÝ HIỆU ................................................................................................... viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................ viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................ xi
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... xiii
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ............................................................................................... xvi
MỞ ĐẦU…..….. ................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: PHẦN TỔNG QUAN................................................................................. 5
1.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN BIỂN ĐÔNG 1 .......................................................................... 5
1.2 TUỔI THỌ MỎI CỦA CÁC MỐI NỐI Ở CHÂN ĐẾ GIÀN KHOAN ....................... 8
1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU CĨ LIÊN QUAN....................................... 11
1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi ............................................................................. 11

1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................................. 15
1.4 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU ................................................................................. 16
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH MỎI CƠNG TRÌNH BIỂN ................................. 18
2.1 HIỆN TƯỢNG PHÁ HỦY MỎI VÀ TẢI TRỌNG GÂY MỎI ................................. 18
2.1.1 Hiện tượng phá hủy mỏi ........................................................................................... 18
2.1.2 Tải trọng gây mỏi ..................................................................................................... 19
2.2 ĐƯỜNG CONG MỎI S-N .......................................................................................... 22
2.2.1 Khái niệm đường cong mỏi S-N............................................................................... 22
2.2.2 Giới hạn mỏi ............................................................................................................. 22
2.2.3 Các phương pháp xây dựng đường cong mỏi S-N ................................................... 24
v


2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN MỎI ................................................................ 28
2.3.1 Phương pháp tính tốn mỏi theo quan điểm tiền định.............................................. 30
2.3.2 Phương pháp tính tốn mỏi theo quan điểm ngẫu nhiên .......................................... 32
2.3.3 Tính tổn thương tích lũy do mỏi của Palmgren Miner ............................................. 37
2.4 ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC VÀ ỨNG SUẤT Ở CÁC MỐI NỐI ỐNG ......................... 39
2.4.1 Đặc điểm hình học của nút ống ................................................................................ 39
2.4.2 Các thành phần ứng suất ở các mối nối ống ............................................................. 43
2.5 HỆ SỐ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT SCF (Stress Concentration Factors) ................... 48
2.5.1 Phương pháp lý thuyết .............................................................................................. 48
2.5.2 Phương pháp thực nghiệm ........................................................................................ 49
2.5.3 Công thức kinh nghiệm hay công thức tham số ....................................................... 50
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................................... 52
3.1 XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ HỆ SỐ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT SCF BẰNG PHƯƠNG
PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN ........................................................................................... 52
3.1.1 Xây dựng mơ hình tính, khai báo vật liệu, chia lưới cho mối nối ống 401 .............. 54
3.1.2 Xây dựng mơ hình tải trọng tác dụng ....................................................................... 60
3.1.3 Xác định ứng suất tại điểm nóng SHS ....................................................................... 70

3.1.4 Kết quả tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF bằng phần mềm Ansys ............... 77
3.2 ƯỚC LƯỢNG TUỔI THỌ MỎI THEO CHƯƠNG TRÌNH SACS .......................... 80
3.2.1 Xây dựng mơ hình tính giàn Mộc Tinh 1 ................................................................. 81
3.2.2 Xác định các dữ liệu đầu vào để tính mỏi bằng phần mềm SACS........................... 84
3.2.3 Chạy chương trình SACS ......................................................................................... 86
3.2.4 Tính và xuất kết quả tính tổn thất mỏi tích lũy D và tuổi thọ mỏi L ở nút 401 ....... 87
3.3 TÍNH GIÁ TRỊ HỆ SỐ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT SCF VÀ TUỔI THỌ MỎI
THEO CÔNG THỨC CỦA ĐĂNG KIỂM DNV ............................................................. 89
3.3.1 Tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF của mối nối ống 401 ............................... 90
3.3.2 Tính tuổi thọ mỏi theo cơng thức của DNV ............................................................. 93
vi


CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ.......................................................... 96
4.1 KẾT LUẬN ................................................................................................................. 96
4.1.1 Phân tích, so sánh các kết quả tính toán ................................................................... 96
4.1.2 Mức độ phá hủy mỏi giữa các nút kết cấu giàn ........................................................ 97
4.2 KHUYẾN NGHỊ ......................................................................................................... 98
4.2.1 Trong giai đoạn thiết kế ............................................................................................ 98
4.2.2 Trong giai đoạn chế tạo ............................................................................................ 99
4.2.3 Trong quá trình sử dụng và phương án bảo trì ......................................................... 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 101
PHỤ LỤC

vii


DANH MỤC KÝ HIỆU
Η

: Tung độ mặt sóng kể từ mặt nước tĩnh (m)

η(t)

: Hàm sóng bề mặt thay đổi theo thời gian t

H

: Chiều cao sóng (m)

ω

: Tần số của góc sóng (rad/s)

t

: Thời gian (s)

k

: Số sóng

λ

: Bước sóng (m)

T

: Chu kỳ sóng (s)

x

: Trục nằm ngang ở mặt nước tĩnh có chiều dương theo hướng lan truyền sóng

c

: Vận tốc lan truyền sóng (m/s)

d

: Chiều sâu nước (m).

Tz

: Chu kỳ cắt khơng

Hs

: Chiều cao sóng đáng kể.

HB

: Chiều cao sóng vỡ.

S

: Ứng suất (Stress)

Thành phần vận tốc, gia tốc phần tử nước theo hướng ngang
Thành phần vận tốc, gia tốc phần tử nước theo hướng đứng

σ

: Ứng suất (Ký hiệu ứng suất theo tiêu chuẩn DNV-GL)

Sr

: Số gia ứng suất (Stress range)
: Trạng thái biển thứ

: Số chu trình ứng suất mà phân tử phải chịu với ứng suất

khơng đổi

: Số chu trình tới phá hủy lấy theo đường cong mỏi S-N ứng với
:

D

Xác suất xuất hiện của trạng thái biển thứ

: Tổn thất mỏi tích lũy

S () : Hàm mật độ phổ sóng

Tuổi thọ mỏi tại điểm nóng khảo sát.
L

: Tuổi thọ mỏi của mối nối

viii

đó


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ALS

: Trạng thái giới hạn phá hủy (Accidental Limit States)

API

: Viện dầu mỏ Mỹ (American Petroleum Institute)

AWS

: Hiệp hội hàn của Mỹ (American Welding Society)

BD1

: Dự án Biển Đơng 1

BDPOC

: Cơng Ty Điều Hành Dầu Khí Biển Đông- Bien Dong Petroleum Operating
Company (tên Công ty)

BS

: Hệ thống tiêu chuẩn Anh quốc (Bristish Standards)

Brace

: Ống giằng, thanh giằng

Chord

: Ống chủ, thanh chủ

CTB

: Cơng trình biển

DFF

: Hệ số thiết kế mỏi - Design Fatigue Factor

DNV

: Đăng kiểm Na-Uy (DNV-GL)

EEMUA

: Hiệp hội người dùng thiết bị và vật liệu

FLS

: Trạng thái giới hạn mỏi (Fatigue Limit State)

FPSO

: Kho nổi vừa để xử lý vừa chứa đựng sản phẩm dầu (Floating Production
Storage Offloading)

FSO

: Trạm rót dầu khơng bến (Floating Storage Offloading)

HAT

: Mực nước triều cao (High Astronomical Tide)

HT

: Hải Thạch (tên mỏ)

ISO

: Hiệp hội tiêu chuẩn quốc tế (International Standard Organization)

JACKET

: Kết cấu khối chân đế cơng trình biển cố định bằng thép kiểu truyền thống

LAT

: Mực nước triều thấp nhất (Lowest Astronomical Tide)

MPI

: Kiểm tra từ tính (Magnetic Particle Inspection)

MSL

: Mực nước lặng (Mean Sea Level)

MT

: Mộc Tinh (tên mỏ)

PFD

: Hàm phân phối xác xuất

PQP-HT

: Giàn khai thác trung tâm Hải Thạch (Production and Quarter Platform
in Hai Thach)

PT PTHH

: Phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis – FEA)

PTHH

: Phần tử hữu hạn (Finite Element Method – FEM)

PVN

: Tập đồn dầu khí quốc gia Việt Nam (Petroleum VietNam)

ix


SASC

: Phân tích kết cấu bằng chương trình máy tính (Strutural Analysis

Computer System)
SCF

: Hệ số tập trung ứng suất (Stress Concentration Factor)

TTB

: Trạng thái biển (Sea-State)

WHP-HT1

: Giàn khoan đầu giếng Hải Thạch 1 (Wellhead platform in Hai Thach)

WHP-MT1 : Giàn khoan đầu giếng Mộc Tinh 1 (Wellhead platform in Moc Tinh)
WP

: WorleyParsons Ltd (tên Công ty thiết kế cho Dự án Biển Đông 1)

UT

: Kiểm tra không phá hủy bằng sóng siêu âm (Ultrasonic Test)

RT

: Kiểm tra khơng phá hủy bằng X-Ray (Radiographic Test)

x


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1. Bảng tính giá trị hệ số SCF cho nút 401 trong giai đoạn thiết kế của cơng ty
WorleyParsons tính từ phần mềm SACS ..................................................... 10
Bảng 1-2. Hệ số an toàn mỏi theo khuyến nghị của API .............................................. 11
Bảng 1-3. Các giàn khoan kiểu Jacket ở độ sâu nhất thế giới (vùng nước sâu) ............ 13
Bảng 2-1. Số liệu xây dựng các đường cong mỏi S-N cơ sở ........................................ 24
Bảng 2-2. Đường S-N cho mối nối ống hàn dưới biển bảo vệ bằng anốt theo khuyến
nghị của DNV-GL[9] ................................................................................... 26
Bảng 2-3. Phạm vi áp dụng các cơng thức tham số....................................................... 51
Bảng 3-1. Bảng tính các thành phần tải trọng tác dụng lên ống giằng ø1000x25......... 62
Bảng 3-2. Kết quả tính giá trị ứng suất tại điểm nóng và hệ số tập trung ứng suất tại
mối nối ống 401 của chân đế giàn Mộc Tinh............................................... 79
Bảng 3-3. Hệ số tập trung ứng suất của mối 401 được đưa vào phần mềm SACS....... 79
Bảng 3-4. Tuổi thọ các mối nối được tính tốn bằng SACS ......................................... 88
Bảng 3-5. Thơng số hình học của mối 401 kiểu K-T .................................................... 91
Bảng 3-6. Giá trị SCF về phía ống chủ tại mối nối 401 với các ống giằng A, B và C . 91
Bảng 3-7. Giá trị SCF về phía ống giằng A,B và C tại mối nối 401 ............................. 91
Bảng 3-8. So sánh giá trị SCF tính bằng phương pháp PTHH và tính bằng cơng thức số
của Đăng kiểm DNV .................................................................................... 92
Bảng 3-9. Kết quả tính giá trị lớn nhất HSSR về phía ống chủ và ống giằng A, B, C tại
mối nối 401 tương ứng với chiều cao sóng Hs = 1.250m ............................ 93
Bảng 3-10. Kết quả tính giá trị lớn nhất HSSR về phía ống chủ và ống giằng A, B, C
tại mối nối 401 tương ứng với chiều cao sóng Hs = 0.750m ....................... 94
Bảng 3-11. Kết quả tính tổng số chu trình của sóng tương ứng với chiều cao sóng

Hs = 0.750m và Hs = 1.250m ...................................................................... 94
Bảng 3-12. Kết quả tính tổng tổn thương tích lũy D = n/N trong ống giằng A,B,C tại
mối nối tương ứng với chiều cao sóng Hs = 0.750m và Hs = 1.250m ........ 94
Bảng 3-13. Kết quả tính tổng tổn thương tích lũy D = n/N trong ống chủ tại mối nối
tương ứng với chiều cao sóng Hs=0.750m và Hs=1.250m.......................... 95
Bảng 3-14. Kết quả tính tuổi thọ mỏi của ống giằng A, B, C tại mối nối tương ứng
chiều cao sóng Hs = 0.750m và Hs = 1.250m (DFF = 5) ............................ 95
xi


Bảng 3-15. Kết quả tính tuổi thọ mỏi của ống chủ tại mối nối tương ứng chiều cao
sóng Hs = 0.750m và Hs = 1.250m (DFF = 5) ............................................ 95
Bảng 4-1. So sánh giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF tính bằng phương pháp phần tử
hữu hạn và tính trong giai đoạn thiết kế....................................................... 97

xii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1. Bản đồ vị trí các mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh ................................................. 5
Hình 1-2. Hình ảnh các giàn khoan thuộc dự án Biển Đơng........................................... 6
Hình 1-3. Hình ảnh và sơ đồ bố trí tổng thể của dự án Biển Đơng 1 .............................. 8
Hình 1-4. Các loại giàn khoan dầu khí hiện nay trên thế giới ....................................... 12
Hình 1-5. Một số giàn khoan cố định kiểu Jacket ở độ sâu lớn nhất trên thế giới ........ 13
Hình 1-6. Một số giàn khoan điển hình với độ sâu nước khác nhau ở Việt Nam ......... 15
Hình 2-1. Sơ đồ tốn tính tốn mỏi trong q trình thiết kế cơng trình biển ................ 19
Hình 2-2. Sơ đồ quy trình tính mỏi khi thiết kế ............................................................ 19
Hình 2-3. Các đường cong mỏi S-N quan sát từ thực nghiệm ...................................... 22
Hình 2-4. Đường cong S-N cơ sở cho mối nối ống có chiều dày T = 16 mm, API [8] 25
Hình 2-5. Sơ đồ khối của các phương pháp phân tích mỏi ........................................... 29

Hình 2-6. Quy trình phân tích mỏi theo phương pháp tiền định ................................... 31
Hình 2-7. Quá trình ứng suất dải hẹp ............................................................................ 32
Hình 2-8. Quá trình ứng suất dải rộng ........................................................................... 35
Hình 2-9. Quy trình phân tích mỏi cho trường hợp phổ dải hẹp ................................... 36
Hình 2-10. Các thơng số hình học của mối nối ống ...................................................... 39
Hình 2-11. Các loại mối nối ống ................................................................................... 40
Hình 2-12. Phân loại các kiểu mối nối ống theo cách thức truyền tải trọng ................. 42
Hình 2-13. Định nghĩa các ứng suất phân bố trên ống chủ và ống giằng ..................... 43
Hình 2-14. Ứng suất danh nghĩa.................................................................................... 43
Hình 2-15. Ngoại suy tuyến tính ứng suất điểm nóng ................................................... 45
Hình 2-16. Vị trí các điểm nóng của mối liên kết ống .................................................. 45
Hình 2-17. Mơ men tác động lên mối nối ..................................................................... 48
Hình 2-18. Phương pháp thực nghiệm đo biến dạng xác định tập trung ứng suất ........ 50
Hình 3-1. Sơ đồ tính giá trị hệ số SCF theo phương pháp phần tử hữu hạn ................. 53
Hình 3-2. Chiều dài tối thiểu của ống chủ và ống giằng trong mơ hình phần tử hữu hạn
...................................................................................................................... 54
Hình 3-3. Thiết lập Static structural cho mối nối 401 trong Ansys .............................. 55
Hình 3-4. Khai báo hệ đơn vị cho mối nối tính tốn ..................................................... 56
Hình 3-5. Xây dựng mơ hình mối nối 401 .................................................................... 56
Hình 3-6. Mơ hình mối nối 401 xây dựng trong Ansys ................................................ 57
xiii


Hình 3-7. Khu vực sử dụng phần tử khối [6] ................................................................ 58
Hình 3-8. Kích thước của phần tử lân cận khu vực giao tuyến hai ống [6] .................. 59
Hình 3-9. Chia lưới cho mơ hình mối nối 401 .............................................................. 59
Hình 3-10. Mơ hình lưới chia tại mối nối 401............................................................... 60
Hình 3-11. Mơ hình lực tác dụng tại mối nối 401 ......................................................... 61
Hình 3-12. Mơ hình ống giằng ø1000x25 chịu tác dụng lực nén dọc trục (LC-1)........ 63
Hình 3-13. Mơ hình ống giằng ø1000x25 chịu tác dụng lực kéo dọc trục (LC-2)........ 63

Hình 3-14. Mơ hình ống giằng ø1000x25 chịu tác dụng của mômen uốn nằm trong
mặt phẳng tác dụng lực (LC-3) .................................................................... 64
Hình 3-15. Mơ hình ống giằng ø1000x25 chịu tác dụng của mơmen uốn nằm ngồi
mặt phẳng tác dụng lực (LC-4) .................................................................... 65
Hình 3-16. Trường hợp ống giằng thứ nhất ø1000x25 chịu lực nén dọc trục và ống
giằng thứ hai ø800x25 chịu lực kéo dọc trục (Case 1) ................................ 66
Hình 3-17. Trường hợp ống giằng thứ nhất ø1000x25 chịu lực nén dọc trục và ống
giằng thứ hai ø1000x30 chịu lực kéo dọc trục (Case 2) .............................. 67
Hình 3-18. Trường hợp ống giằng thứ nhất ø1000x25 chịu lực kéo dọc trục và ống
giằng thứ hai ø800x25 chịu lực nén dọc trục (Case-3) ................................ 68
Hình 3-19. Trường hợp ống giằng thứ nhất ø1000x25 chịu lực kéo dọc trục và ống
giằng thứ hai ø1000x30 chịu lực nén dọc trục (Case-4) .............................. 69
Hình 3-20. Xác định ứng suất tại các điểm lựa chọn .................................................... 70
Hình 3-21. Giá trị ứng suất nén dọc trục 1/2, 3/2 trên ống giằng ø1000x25 ............... 71
Hình 3-22. Giá trị ứng suất kéo dọc trục 1/2, 3/2 trên ống giằng ø1000x25 ............... 71
Hình 3-23. Ứng suất 1/2 và 3/2 trong mặt phẳng mơmen trên ống giằng ø1000x25 ... 72
Hình 3-24. Ứng suất 1/2 và 3/2 ngồi mặt phẳng mơmen trên ống giằng ø1000x25 ...... 72
Hình 3-25. Ứng suất nén dọc trục 1/2, 3/2 trên ống chủ ø1700x55 ............................. 73
Hình 3-26. Ứng suất kéo dọc trục 1/2, 3/2 trên ống chủ ø1700x55 ............................. 73
Hình 3-27. Giá trị ứng suất 1/2 và 3/2 trên ống chủ ø1700x55 chịu tác dụng của
mômen trong mặt phẳng .............................................................................. 74
Hình 3-28. Giá trị ứng suất 1/2 và 3/2 trên ống chủ ø1700x55 chịu tác dụng của
mơmen ngồi mặt phẳng .............................................................................. 74

xiv


Hình 3-29. Giá trị ứng suất 1/2, 3/2 trên ống giằng trong trường hợp ống giằng thứ nhất
ø1000x25 chịu lực nén dọc trục và ống giằng thứ hai chịu lực kéo dọc trục
(Case 1) ......................................................................................................... 75

Hình 3-30. Giá trị ứng suất 1/2, 3/2 trên ống giằng trong trường hợp ống giằng thứ nhất
ø1000x25 chịu lực nén dọc trục và ống giằng thứ hai chịu lực kéo dọc trục
(Case 2) ......................................................................................................... 75
Hình 3-31. Giá trị ứng suất 1/2, 3/2 trên ống giằng trường hợp ống giằng thứ nhất
ø1000x25 chịu lực kéo dọc trục và ống giằng thứ hai chịu lực nén dọc trục
(Case 3)......................................................................................................... 76
Hình 3-32. Giá trị ứng suất 1/2, 3/2 trên ống giằng trường hợp ống giằng thứ nhất
ø1000x25 chịu lực kéo dọc trục và ống giằng thứ hai chịu lực nén dọc trục
(Case 4)......................................................................................................... 76
Hình 3-33. Vị trí xác định ứng suất để ngoại suy tuyến tính xác định các ứng suất điểm
nóng trên mối nối ống .................................................................................. 77
Hình 3-34. Xác định HS bằng phương pháp ngoại suy theo phần tử hữu hạn ............. 78
Hình 3-35. Sơ đồ q trình tính tuổi thọ mỏi bằng phần mềm SACS........................... 80
Hình 3-36. Mơ hình 3D giàn Mộc Tinh 1 xây dựng trong phần mềm SACS ............... 81
Hình 3-37. Mơ hình tính tốn SACS của giàn Mộc Tinh 1........................................... 82
Hình 3-38. Mơ hình các nút tính tốn của giàn Mộc Tinh trong phần mềm SACS ...... 83
Hình 3-39. Giao diện chương trình phần mềm SACS trên máy tính ............................ 86
Hình 3-40. Giao diện nhập giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF vào SACS ................ 86
Hình 3-41. Lưu đồ khối tính tổn thất mỏi tích lũy D và tuổi thọ mỏi ........................... 87
Hình 3-42. Sơ đồ q trình tính hệ số SCF và tuổi thọ mỏi theo công thức DNV ....... 89
Hình 3-43. Mơ hình mối nối 401 kiểu K-T ................................................................... 90
Hình 4-1. Các phương pháp can thiệp để làm tăng tuổi thọ mỏi.................................100

xv


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
1.

GIỚI THIỆU CHỦ ĐỀ NGHIÊN CỨU

Các giàn khoan dầu khí cố định ở khu vực nước sâu chủ yếu là giàn kết cấu thép,

với kết cấu chân đế giàn có dạng khung bao, gồm nhiều phần tử ống hàn lại với nhau.
Kết cấu này chìm trong nước, chịu tác động của sóng, gió và dịng chảy ngồi khơi nên
tải trọng tổng hợp tác dụng lên chân đế giàn là rất phức tạp, ngẫu nhiên, lặp đi lặp lại,
dẫn tới sự phá hủy mỏi vật liệu giàn, trước hết là phá hủy chân đường hàn các mối nối.
Chính vì thế, ngồi bài tốn kiểm tra độ bền đối với các kết cấu giàn, thì bài tốn tính
kiểm tra tổn thất mỏi đối với vật liệu kết cấu giàn nói chung và chân đế giàn nói riêng,
có vai trị rất quan trọng và là yêu cầu bắt buộc theo các tiêu chuẩn, quy phạm hiện
hành. Tuy nhiên các cơ quan thiết kế thường thực hiện tính tốn tuổi thọ mỏi cho giàn
khoan dựa theo các công thức kinh nghiệm của Quy phạm với hệ số an toàn được chọn
khá cao nên trong nhiều trường hợp đã xảy ra sự sai lệch lớn giữa kết quả tính tuổi thọ
mỏi theo cơng thức lý thuyết và thực tế, hoặc khi tính theo khuyến nghị các Quy phạm
khác nhau. Điều này đã dẫn đến tình huống xảy ra trong thực tế là mặc dù có nút kết
cấu nào đó của giàn khoan không đảm bảo được yêu cầu của Quy phạm nhưng có thể
vẫn được cơ quan Đăng kiểm chấp thuận cho đưa vào sử dụng, với điều kiện cơ quan
quản lý và vận hành giàn khoan cần phải thực hiện khảo sát định kỳ hàng năm kiểm tra
mức độ an toàn và thực hiện giải pháp khắc phục hoặc gia cường để làm giảm áp suất
tập trung xuất hiện tại vị trí khơng đảm bảo an tồn theo tính tốn lý thuyết trong giai
đoạn thiết kế ban đầu, dẫn đến chi phí lớn cho việc duy tu, bảo dưỡng mà nhiều khi
khơng thật sự cần thiết.
Bài tốn thực tế nêu trên đây cũng đã diễn ra đối với giàn đầu giếng Mộc Tinh 1
của mỏ Mộc Tinh thuộc Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đơng (hay Biển Đơng
POC). Đây là dạng giàn khoan cố định bằng thép được công ty thiết kế Worley
Parsons (WP) của Malaysia tính tốn, thiết kế và Công ty VietsoPetro (VSP) của Việt
Nam thi công chế tạo và vận hành theo các yêu cầu kỹ thuật và quy định của Đăng
kiểm Lloyd’s (Anh). Trong thiết kế chi tiết giàn Mộc Tinh 1, tuổi thọ mỏi của các nút
kết cấu được xác định dựa trên cơ sở tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF theo
cơng thức của Efthymiou và dự đốn tuổi thọ mỏi của nút ống 401 ở chân đế giàn
khoan Mộc Tinh 1 là 79 năm, thấp hơn tuổi thọ mỏi tính toán theo khuyến nghị của

Đăng kiểm Lloyd’s là 125 năm. Tuy nhiên như đã trình bày, Đăng kiểm Lloyd’s vẫn
xvi


chấp thuận thiết kế này để đưa giàn vào khai thác với điều kiện phải khảo sát định kì
hàng năm để theo dõi, kiểm sốt sự hình thành và phát triển vết nứt tại nút 401 và có
giải pháp kỹ thuật khắc phục kịp thời nếu thấy vết nứt xuất hiện bằng các giải pháp kỹ
thuật như mài nhẵn bề mặt mối hàn, nhất là tại các vị trí chân mối hàn, hoặc thi công
gia cường để giảm ứng suất tập trung. Do nút 401 nằm ở vị trí -32 m dưới mặt nước
nên chi phí để tiến hành cơng tác khảo sát định kì và thực hiện các giải pháp nhằm
tăng cường độ bền mỏi như đã nêu là rất lớn. Xuất phát từ tình hình thực tế nêu trên,
bản thân tơi cùng với các đồng nghiệp ở phịng Dự án Cơng ty Điều hành Dầu khí
Biển Đơng đã đề xuất và được Đăng kiểm Lloyd’s đồng ý cho phép tính lại chính xác
hơn tuổi thọ mỏi các mối nối giàn khoan Mộc Tinh, trên cơ sở sử dụng phương pháp
tính phần tử hữu hạn (PTHH), với các thơng số đầu vào như tải trọng tác dụng, điều
kiện biên… phù hợp điều kiện làm việc của giàn thực tế để tính tốn độ bền nói chung
và hệ số tập trung ứng suất (SCF) nói riêng nhằm ước lượng tuổi thọ mỏi của giàn
khoan một cách chính xác hơn kết quả tính của cơ quan thiết kế. Kết quả tính này sẽ là
cơ sở để cơ quan Đăng kiểm Lloyd’s xem xét và quyết định việc cho phép Công ty
không thực hiện việc khảo sát định kì theo yêu cầu của Đăng kiểm.
2.

MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong
ước lượng tuổi thọ mỏi tại các mối nối của chân đế giàn khoan dầu khí nói chung và
giàn Mộc Tinh 1 ở mỏ Mộc Tinh Cơng ty Điều hành Dầu khí Biển Đơng nói riêng.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu sử dụng chính trong luận văn là phương pháp lý thuyết,

cụ thể như sau:
- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn với phần mềm Ansys để
xác định giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF
- Nghiên cứu sử dụng phần mềm SACS với thông số đầu vào là giá trị hệ số
SCF đã tính ở trên để ước lượng tuổi thọ mỏi tại nút 401 của giàn Mộc Tinh 1
- Nghiên cứu tính giá trị hệ số SCF và tuổi thọ mỏi của nút 401 nói trên theo các
cơng thức tính của Quy phạm
xvii


3.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF theo phương pháp phần tử hữu
hạn bằng phần mềm Ansys
- Xây dựng mơ hình hình học cho mối nối cần khảo sát: dựa trên kích thước và
thơng số, tính chất vật liệu mối nối 401 nói riêng và các mối nối khác nói chung của
Jacket Mộc Tinh 1. Vẽ mối nối này trên công cụ của phần mềm mơ phỏng. Sau đó tiến
hành xây dựng mơ hình bằng phần mềm Ansys Workbench.
- Chia lưới: sử dụng các công cụ phần mềm Ansys Workbench để chia lưới cho
mối nối với kích thước nhỏ nhất và mịn nhất có thể, có sự chuyển tiếp dần trong kích
thước lưới từ phần tử kích thước nhỏ nhất sang phần tử kích thước lớn nhất. Chi tiết về
quy định luật chia lưới được trình bày trong mục 3.1.1.2.
- Điều kiện biên và xây dựng mơ hình tải trọng: xây dựng mơ hình mối nối 401
với lực tác dụng theo kiểu Y và K nhằm xác định ứng suất tại các điểm cách chân
đường hàn ½ và

chiều dày thành ống tại mối nối ống chủ và ống giằng.

- Thiết lập mơ hình giải: chạy trên phần mềm Ansys để xác định giá trị ứng suất
điểm nóng của các trường hợp quanh mối nối 401 ở thanh chủ và thanh giằng. Sử dụng
các công thức của DNVGL-RP-0005:2014-06 để ngoại suy ứng suất tại điểm nóng.
- Xác định giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF bằng cơng thức chung
.

Xác định vị trí có giá trị hệ số SCF lớn nhất để đưa vào chương trình

SACS nhằm xác định tuổi thọ mỏi của mối nối.
3.2. Tính tuổi thọ mỏi bằng phần mềm SACS với thông số đầu vào là giá trị hệ số
SCF đã được tính từ phần mềm Ansys.
3.3. Tính giá trị hệ số SCF và tuổi thọ mỏi của nút 401 theo các công thức số của
Đăng kiểm DNV-GL
Mối nối 401 đang xét có cấu hình chung kiểu K-T theo phân loại mối nối của
DNV. Dựa trên mơ hình, kích thước mối nối áp dụng công thức DNV xác định giá trị
SCF. Dựa trên các số liệu và điều kiện tác động vào mối nối đang xét để tính tốn xác
định tuổi thọ của mối nối.
xviii


4.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

4.1. Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu của đề tài, bước đầu chúng tơi có thể rút ra một số kết quả
cụ thể như sau:
- Phương pháp tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF của mối nối giàn khoan
theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Ansys đảm bảo độ tin cậy và cho
phép khắc phục được các nhược điểm khi tính tốn theo các cơng thức của cơ quan

Đăng kiểm.
- Kết quả tính tốn tuổi thọ mỏi đối với mối nối 401 của giàn Mộc Tinh 1 khá
gần với kết quả tính theo các cơng thức số của cơ quan Đăng kiểm DVN của Nauy.
Ngồi ra, kết quả tính cũng nhỏ hơn kết quả tính trong thiết kế chi tiết ban đầu đúng
với kỳ vọng và mục tiêu nghiên cứu đã được chúng tôi đặt ra từ ban đầu.
- Sử dụng phương pháp này cơng ty có thể chủ động kiểm tra các mối nối khác
sau khi dựa vào các kết quả khảo sát hằng năm để chủ động xác định tuổi thọ mối nối
của chân đế giàn khoan.
4.2 Khuyến nghị
Từ kết quả nghiên cứu nêu trên, chúng tôi xin phép được khuyến nghị một số các
nội dung cụ thể như sau:
- Khuyến nghị công ty trang bị phần mềm Ansys để bộ phận phụ trách kết cấu
của công ty chủ động trong việc ứng dụng phần mềm này để kiểm tra, tính tốn chính
xác hơn giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF cho các mối nối khác của chân đế giàn
khoan, đồng thời kết hợp với các kết quả khảo sát hằng năm để đưa vào chương trình
SACS xác định tuổi thọ cho các mối nối để có phương án bảo trì thích hợp.
- Làm việc với cơ quan đăng kiểm để thừa nhận kết quả tính toán SCF bằng
phương pháp phần tử hữu hạn kết quả này có tính pháp lý để cùng với cơng ty có đánh
giá đúng đắn về tuổi thọ mối nối nói riêng và tuổi thọ chân đế giàn khoan của cơng
trình nói chung, nhằm đảm bảo cơng trình hoạt động an tồn khơng sự cố và có kế
hoạch sửa chữa bảo dưỡng phù hợp.

xix


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI
Cùng với sự phát triển của ngành dầu khí ở nước ta hiện nay, các giàn khoan đã
và đang được thiết kế, chế tạo, lắp đặt ngày càng nhiều ở thềm lục địa phía Nam Việt
Nam phục vụ việc khai thác tài nguyên dầu khí và khẳng định bảo vệ chủ quyền của

quốc gia. Các giàn khoan dầu khí cố định ở khu vực nước sâu chủ yếu là giàn kết cấu
bằng thép, với kết cấu chân đế giàn có dạng khung bao, gồm nhiều phần tử ống hàn lại
với nhau. Kết cấu này chìm trong nước, chịu tác động của sóng, gió và dịng chảy
ngồi khơi nên tải trọng tổng hợp tác dụng lên chân đế giàn là rất phức tạp, ngẫu
nhiên, lặp đi lặp lại, dẫn tới sự phá hủy mỏi vật liệu giàn, trước hết là phá hủy chân
đường hàn các mối nối. Chính vì thế, ngồi bài tốn kiểm tra độ bền đối với các kết
cấu giàn, thì bài tốn tính kiểm tra tổn thất mỏi đối với vật liệu kết cấu giàn nói chung
và chân đế giàn nói riêng, có vai trị rất quan trọng và là u cầu bắt buộc theo các tiêu
chuẩn, quy phạm hiện hành. Thơng thường, bài tốn tính tốn mỏi sẽ được các nhà
thiết kế thực hiện trong giai đoạn thiết kế giàn khoan và kết quả của bài tốn tính mỏi
sẽ cho phép ước lượng tuổi thọ mỏi của kết cấu giàn khoan ở giai đoạn thiết kế, cũng
như trong giai đoạn vận hành, sử dụng và là cơ sở để xây dựng các chương trình khảo
sát, duy tu bảo dưỡng định kỳ giàn khoan. Tuy nhiên thực tế nhận thấy, do lý thuyết về
mỏi khơng phải là mơn khoa học chính xác trong khi các cơ quan thiết kế thường thực
hiện tính tốn tuổi thọ mỏi cho giàn khoan dựa theo các công thức kinh nghiệm của
Quy phạm với hệ số an toàn được chọn khá cao nên trong nhiều trường hợp đã xảy ra
sự sai lệch lớn giữa kết quả tính tuổi thọ mỏi theo cơng thức lý thuyết và thực tế, hoặc
khi tính theo khuyến nghị các Quy phạm khác nhau. Điều này đã dẫn đến tình huống
xảy ra trong thực tế là mặc dù có nút kết cấu nào đó của giàn khoan khơng đảm bảo
được u cầu của Quy phạm nhưng có thể vẫn được cơ quan Đăng kiểm chấp thuận
cho đưa vào sử dụng, với điều kiện cơ quan quản lý và vận hành giàn khoan cần phải
thực hiện khảo sát định kỳ hàng năm kiểm tra mức độ an toàn và thực hiện giải pháp
khắc phục hoặc gia cường để làm giảm áp suất tập trung xuất hiện tại vị trí khơng đảm
bảo an tồn theo tính tốn lý thuyết trong giai đoạn thiết kế ban đầu, dẫn đến chi phí
lớn cho việc duy tu, bảo dưỡng mà nhiều khi không thật sự cần thiết.
1


Bài toán thực tế nêu trên đây cũng đã diễn ra đối với giàn đầu giếng Mộc Tinh 1
của mỏ Mộc Tinh thuộc Cơng ty Điều hành Dầu khí Biển Đông (hay Biển Đông

POC). Đây là dạng giàn khoan cố định bằng thép được công ty thiết kế Worley
Parsons (WP) của Malaysia tính tốn, thiết kế và Cơng ty VietsoPetro (VSP) của Việt
Nam thi công chế tạo và vận hành theo các yêu cầu kỹ thuật và quy định của Đăng
kiểm Lloyd’s (Anh). Trong thiết kế chi tiết giàn Mộc Tinh 1, tuổi thọ mỏi của các nút
kết cấu được xác định dựa trên cơ sở tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF theo
công thức của Efthymiou. Về lý thuyết, mặc dù công thức Efthymiou được sử dụng
rộng rãi trong tính giàn khoan nhưng rất thiên về mặt an tồn nên kết quả của bài tốn
tính mỏi trong giai đoạn thiết kế chi tiết đã dự đoán tuổi thọ mỏi của nút ống 401 ở
chân đế giàn Mộc Tinh 1 là 79 năm, thấp hơn tuổi thọ mỏi tính tốn theo khuyến nghị
của Đăng kiểm Lloyd’s là 125 năm. Tuy nhiên như đã trình bày, Đăng kiểm Lloyd’s
vẫn chấp thuận thiết kế này để đưa giàn vào khai thác với điều kiện phải khảo sát định
kì hàng năm để theo dõi, kiểm sốt sự hình thành và phát triển vết nứt tại nút 401 và có
giải pháp kỹ thuật khắc phục kịp thời nếu thấy vết nứt xuất hiện bằng các giải pháp kỹ
thuật như mài nhẵn bề mặt mối hàn, nhất là tại các vị trí chân mối hàn, hoặc thi công
gia cường để giảm ứng suất tập trung. Do nút 401 nằm ở vị trí -32 m dưới mặt nước
nên chi phí để tiến hành cơng tác khảo sát định kì và thực hiện các giải pháp nhằm
tăng cường độ bền mỏi như đã nêu là rất lớn. Xuất phát từ tình hình thực tế nêu trên,
bản thân tôi cùng với các đồng nghiệp ở phịng Dự án Cơng ty Điều hành Dầu khí
Biển Đơng đã đề xuất và được Đăng kiểm Lloyd’s đồng ý cho phép tính lại chính xác
hơn tuổi thọ mỏi các mối nối giàn khoan Mộc Tinh, trên cơ sở sử dụng phương pháp
tính phần tử hữu hạn (PTHH), với các thông số đầu vào như tải trọng tác dụng, điều
kiện biên… phù hợp điều kiện làm việc của giàn thực tế để tính tốn độ bền nói chung
và hệ số tập trung ứng suất (SCF) nói riêng nhằm ước lượng tuổi thọ mỏi của giàn
khoan một cách chính xác hơn kết quả tính của cơ quan thiết kế. Kết quả tính này sẽ là
cơ sở để cơ quan Đăng kiểm Lloyd’s xem xét và quyết định việc cho phép Công ty
khơng thực hiện việc khảo sát định kì theo u cầu của Đăng kiểm. Với ý nghĩa về mặt
khoa học và thực tiễn nêu trên, chúng tôi đã đặt vấn đề thực hiện luận văn thạc sĩ với
tên gọi “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong ước lượng
tuổi thọ mỏi tại các mối nối của chân đế giàn khoan khai thác dầu khí”
2

2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn
trong ước lượng tuổi thọ mỏi tại các mối nối của chân đế giàn khoan dầu khí nói chung
và giàn Mộc Tinh 1 ở mỏ Mộc Tinh của Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đơng nói riêng.
Để giải quyết mục tiêu chung này, cần phải giải quyết được các mục tiêu cụ thể sau:
- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong tính độ bền kết cấu và
tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF tại các mối nối của giàn khoan biển cố định.
- Sử dụng giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF như là số liệu đầu vào để ước lượng
tuổi thọ mỏi tại các mối nối của chân đế giàn khoan khai thác dầu khí nói chung.
2.2 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài trong luận văn là nút ống có ký hiệu 401
nằm ở chân đế giàn khoan Mộc Tinh 1 ở mỏ Mộc Tinh của Cơng ty Điều hành Dầu
khí Biển Đơng.
2.3 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của luận văn sẽ tập trung vào việc tính tốn tuổi thọ mỏi cho
nút ống 401 của giàn Mộc Tinh 1 – nút ống đang có sự chênh lệch lớn về tuổi thọ mỏi
giữa kết quả tính tốn của cơ quan thiết kế và theo khuyến nghị của Đăng kiểm Lloyd’s.
Ngoài ra, giới hạn phạm vi nghiên cứu của luận văn vào những vấn đề cụ thể sau:
- Nội dung của luận văn không đi sâu vào phương pháp tính tốn lý thuyết khi tính
tốn theo phương pháp phần tử hữu hạn và tính ước lượng tuổi thọ mỏi. Việc tính tốn
theo phần tử hữu hạn sẽ được thực hiện bằng phần mềm Ansys để xác định giá trị Hệ số
ứng suất tập trung SCF, còn việc đánh giá tuổi thọ mỏi của các nút kết cấu giàn khoan sẽ
được thực hiện bằng phần mềm chuyên dụng SACS và hướng dẫn của cơ quan Đăng
kiểm DNV với kỳ vọng thỏa mãn khuyến nghị của Cơ quan Đăng kiểm Lloyd’s là 125
năm.
- Kết quả nghiên cứu tính tốn hệ số tập trung ứng suất SCF theo phương pháp
phần tử hữu hạn được kì vọng sẽ nhỏ hơn kết quả tính tốn khi thiết kế chi tiết để phù hợp

với thực tế sử dụng giàn.
3


3. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Phương pháp nghiên cứu sử dụng chính trong luận văn là phương pháp lý thuyết
ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn xác định giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF
và dựa trên cơ sở đó để tính ước lượng tuổi thọ mỏi tại các nút kết cấu của giàn khoan.
Trên cơ sở đó, nội dung nghiên cứu của luận văn sẽ tập trung vào giải quyết các vấn đề
chính cụ thể như sau:
Phân tích cơ sở lý thuyết phương pháp tính độ bền mỏi cơng trình ngồi khơi và
các u cầu, quy định khi tính tốn tuổi mỏi cho các cơng trình giàn khoan của các tiêu
chuẩn, quy phạm đã được áp dụng như API, DNV, LR;
- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn với phần mềm Ansys để
xác định giá trị các thành phần ứng suất tại các nút giàn và dựa trên cơ sở đó xác định
giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF trong các nút liên kết giàn khoan nói chung và ở
nút 401 của giàn Mộc Tinh 1 nói riêng;
- Sử dụng phần mềm chuyên dụng SACS với thông số đầu vào là giá trị hệ số
tập trung ứng suất SCF tính theo phương pháp phần tử hữu hạn trong phần trên để tính
lại tuổi thọ mỏi của nút kết cấu 401 ở chân đế giàn khoan Mộc Tinh 1 và dựa trên cơ
sở đó đề xuất phương án khảo sát, bảo dưỡng giàn khoan và các nút nguy hiểm;
- Nghiên cứu tính giá trị hệ số tập trung ứng suất SCF và tuổi thọ mỏi của nút
401 trong chân đế giàn khoan Mộc Tinh 1 theo công thức của Quy phạm hiện hành để
có cơ sở so sánh và đánh giá mức độ chính xác của kết quả tính giá trị hệ số SCF và
tuổi thọ mỏi theo phương pháp phần tử hữu hạn;
Với các nội dung nghiên cứu trình bày trong phần trên, nội dung của luận văn sẽ
được kết cấu thành 4 chương cụ thể như sau:
Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính mỏi cơng trình biển
Chương 3: Kết quả nghiên cứu

Chương 4: Kết luận và khuyến nghị

4


CHƯƠNG 1: PHẦN TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN BIỂN ĐƠNG 1
Dự án gồm 3 giàn chính là giàn khai thác Mộc Tinh (lô 05-3) đặt ở mỏ Mộc
Tinh, giàn khai thác Hải Thạch (lô 05-2) và giàn công nghệ trung tâm (PQP) ở mỏ Hải
Thạch. Hai mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh nằm cách nhau 20 km trong vùng trũng Nam
Côn Sơn thềm lục địa Việt Nam, cách Vũng Tàu khoảng 320 km về phía Đơng nam,
cách mỏ khí Lan Tây khoảng 25km về phía bắc, với độ sâu mực nước biển ở khu mỏ
Mộc Tinh khoảng 118 m và ở khu vực mỏ Hải Thạch khoảng 135 m như mơ tả trên
Hình 1-1.

Hình 1-1. Bản đồ vị trí các mỏ Hải Thạch và Mộc Tinh
5


Hình ảnh của các giàn trong quán trình lắp đặt và khai thác:

(a) Vận chuyển chân đế (Jacket) và khối thượng tầng ra mỏ Mộc Tinh

(b) Giàn đầu giếng mỏ Mộc Tinh (WHP-MT1) sau khi lắp đặt

(c) Giàn đầu giếng và giàn xử lý trung tâm mỏ Hải Thạch
Hình 1-2. Hình ảnh các giàn khoan thuộc dự án Biển Đơng
Dự án Biển Đông 1 bắt đầu triển khai thực hiện vào năm 2000 và tại thời điểm
đó, đây là cơng trình xây dựng trên biển lớn nhất của Tập đồn Dầu khí Việt Nam
6

(PVN) được thiết kế hiện đại và quy mô nhất Đông Nam Á và là dự án trọng điểm của
quốc gia về dầu khí có ý nghĩa đặc biệt quan trọng về chính trị, kinh tế và an ninh quốc
phịng. Các giàn sử dụng cơng nghệ tiên tiến để có thể hoạt động ở môi trường nước
sâu (140m) với điều kiện địa chất phức tạp, nơi mà áp suất dòng khí tới 173 atm, nhiệt
độ hơn 15000C do đó địi hỏi những tiêu chuẩn, quy định hết sức ngặt nghèo về mặt an
tồn và kỹ thuật. Các hạng mục chính của dự án Biển Đông 1 bao gồm:
- Hai giàn đầu giếng Mộc Tinh, Hải Thạch và một giàn xử lý trung tâm Hải Thạch;
- Khoảng 44.5 km đường ống 20 inch xuất khí từ giàn đầu giếng Hải Thạch đến
đường ống Nam Côn Sơn hiện hữu;
- Khoảng 20 km đường ống hai lớp 12 inch dẫn khí và Condensate (hỗn hợp
hydrocarbon lỏng tách ra từ khí đồng hành hoặc khí thiên nhiên trong q trình khai
thác, vận chuyển và xử lý khí nội mỏ) từ giàn đầu giếng Mộc Tinh đến giàn đầu giếng
Hải Thạch;
- Hệ thống cáp điện và cáp điều khiển nội mỏ;
- Ống đứng 26 inch cùng hệ thống phóng thoi trên giàn đầu giếng Hải Thạch để
đầu chờ kết nối với hệ thống đường ống xuất khí sẽ xây dựng trong tương lai;
- Tàu chứa Condensate dung tích 350000 thùng neo đậu khu vực mỏ Hải Thạch;
- Khoảng 2.4 km đường ống đôi 7 inch vận chuyển Condensate từ giàn đầu
giếng Hải Thạch đến kho nổi chứa dầu FSO;
- Khoảng 2.4 km đường ống 3 inch dẫn khí nhiên liệu từ giàn đầu giếng Hải
Thạch đến FSO để thay cho việc dùng dầu DO;
- Giàn khoan Tender Assisted Drilling (TAD) cùng với 16 giếng khoan khai thác
và 03 giếng dự phòng (06 giếng khai thác, 01 giếng dự phòng tại mỏ MộcTinh;
10 giếng khai thác và 02 giếng dự phịng tại mỏ Hải Thạch).
Cơng suất thiết kế: 7.6 triệu m3 khí/ngày (tối đa có thể đạt 10 triệu m3 khí/ngày)
và 25000 thùng Condensate/ngày. Hình 1-3 là hình ảnh và sơ đồ bố trí tổng thể của dự
án Biển Đông 1

7