Tính toán tổn hao áp suất sau khi đã xác định được mô hình dòng chảy trong tuyến ống vận chuyển từ giàn DH 02 sang DH 01

1

MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................... 1
PHỤ LỤC HÌNH ............................................................................................................ 3
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 6
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THU GOM Ở MỎ ĐẠI HÙNG ........... 10
1.1.Giàn xử lý trung tâm DH-01 ............................................................................................... 12
1.1.1.Khối thượng tầng ............................................................................................................. 12
1.1.2.Các trang thiết bị ngầm .................................................................................................... 14
1.2.Giàn đầu giếng .................................................................................................................... 16
1.2.1.Khối thượng tầng giàn đầu giếng DH-02......................................................................... 16
1.2.2.Khung dẫn hướng khoan và chân đế giàn đầu giếng DH-02 ........................................... 17
1.3.Phân loại đường ống trong khu vực phạm vi nội mỏ.......................................................... 20
1.3.1Tại khu vực giàn DH-01 ................................................................................................... 20
1.3.1.1.Đường ống thu gom ...................................................................................................... 20
1.3.1.2.Đường ống xả ............................................................................................................... 23
1.3.1.3.Đường ống vận chuyển ................................................................................................. 24
1.3.2.Tại khu vực giàn DH-02 .................................................................................................. 25

CHƢƠNG II: THÀNH PHẦN VÀ TÍNH NĂNG TUYẾN THU GOM KÍN TỪ
GIÀN DH-02 ĐẾN GIÀN DH-01 ................................................................................ 27
2.1.Đặc tính tuyến ống .............................................................................................................. 27
2.1.1.Cụm phóng và nhận con thoi ........................................................................................... 27
2.1.2.Tuyến ống cứng ............................................................................................................... 29
2.1.3.Đoạn ống tĩnh................................................................................................................... 31
2.1.3.1.Sơ đồ bố trí tuyến ống ................................................................................................... 31
2.1.3.2.Đặc điểm tuyến ống tĩnh ............................................................................................... 34
2.1.4.Đoạn ống động ................................................................................................................. 37
2.1.4.1.Sơ đồ bố trí tuyến ống ................................................................................................... 37

2

2.1.4.2.Đặc điểm tuyến ống ...................................................................................................... 39

CHƢƠNG III: CẤU TRÚC DÒNG NHIỀU PHA TRONG ĐƢỜNG ỐNG .......... 43
3.1.Mơ hình một pha lỏng hoặc khí .......................................................................................... 43
3.2.Mơ hình hỗn hợp hai pha lỏng-khí ..................................................................................... 43
3.2.1.Dịng chảy trong tuyến ống ngang ................................................................................... 44
3.2.2.Dịng chảy trong tuyến ống đứng..................................................................................... 46
3.3.Mơ hình hỗn hợp hai pha lỏng-khí cùng với pha rắn.......................................................... 48

CHƢƠNG IV: GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN CHUYỂN
HỖN HỢP DẦU KHÍ TỪ DH-02 SANG DH-01 Ở MỎ ĐẠI HÙNG ..................... 50
4.1.Mối quan hệ dòng hai pha theo Beggs và Brill................................................................... 50
4.1.1.Các thành phần tổn hao áp suất trong ống ....................................................................... 50
4.1.2.Lý thuyết dòng đa pha ..................................................................................................... 50
4.1.2.1.Tổn hao do ma sát ......................................................................................................... 51
4.1.2.2.Thành phần áp suất thủy tĩnh ........................................................................................ 51
4.1.3.Các thông số tính tốn ..................................................................................................... 52
4.1.3.1.Vận tốc riêng ................................................................................................................. 52
4.1.3.2.Tác dụng của phần chất lỏng thực tế ............................................................................ 52
4.1.4.Tính tốn tổn hao thủy tĩnh .............................................................................................. 57
4.1.5.Tính tốn tổn hao áp suất do ma sát................................................................................. 59
4.2.Tính tốn thủy lực đường ống cho năm 2014 ..................................................................... 61
4.2.1.Tính tốn tổn hao cho áp suất bình tách làm việc ở 14 bar ............................................. 61
4.2.2.Tính tốn cho áp suất ở chế độ 20 bar và 25 bar ............................................................. 76
4.2.3.Tổng hợp tính tốn cho các năm cịn lại .......................................................................... 76
4.3.Giải pháp nâng cao hiệu quả vận chuyển ........................................................................... 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 83

3

PHỤ LỤC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ lơ 05-1a, Mỏ Đại Hùng ....................................................................... 10
Hình 1.2: Thiết bị nội Mỏ Đại Hùng, lơ 05-1a .............................................................. 11
Hình 1.3: Giàn DH-01 .................................................................................................... 13
Hình 1.4: Sơ đồ xử lý Giàn DH-01 ................................................................................ 15
Hình 1.5: Giàn đầu giếng DH-02 ................................................................................... 16
Hình 1.6: Chân đế giàn đầu giếng DH-02 ...................................................................... 18
Hình 1.7: Sơ đồ xử lý giàn DH-02 ................................................................................. 19
Hình 2.1: Sơ đồ cụm phóng và nhận thoi ....................................................................... 28
Hình 2.2: Sơ đồ tuyến ống thép cứng............................................................................. 29
Hình 2.3: Điểm kết nối ống cứng và ống mềm tại đáy biển .......................................... 30
Hình 2.4: Sơ đồ mốc 0÷1,000m ..................................................................................... 32
Hình 2.5: Sơ đồ mốc 1,000÷2,250m .............................................................................. 32
Hình 2.6: Sơ đồ mốc 2,250÷3,500m .............................................................................. 33
Hình 2.7: Sơ đồ mốc 3,500÷4,497m .............................................................................. 34
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí các lớp ........................................................................................ 36
Hình 2.9: Sơ đồ bố trí tuyến ống động ........................................................................... 38
Hình 2.10: Sơ đồ pheo neo trung gian ........................................................................... 38
Hình 2.11: Sơ đồ bố trí các lớp ...................................................................................... 40
Hình 2.12: Sơ đồ kết nối tuyến ống với giàn DH-01 ..................................................... 42
Hình 3.1: Sơ đồ dịng chảy tầng ..................................................................................... 43
Hình 3.3: Các dạng dòng chảy trong tuyến ống ngang .................................................. 45


4

Hình 3.4: Chế độ dịng chảy với vận tốc dịng khí......................................................... 45
Hình 3.5: Các dạng dịng chảy trong tuyến ống đứng ................................................... 47
Hình 3.6: Chế độ dịng chảy với vận tốc dịng khí......................................................... 48
Hình 3.6: Dạng dịng chảy khi tồn tại pha rắn ............................................................... 49
Hình 4.1: Quan hệ giữ hệ số ma sát hỗn hợp và tỷ phần lỏng đầu vào .......................... 64
Hình 4.2: Đồ thị tổng hợp ở chế độ 14 bar .................................................................... 78
Hình 4.4: Đồ thị tổng hợp ở chế độ 25 bar .................................................................... 80


5

Bảng 1.1:

PHỤC LỤC BẢNG
Thông số giàn DH-01 ................................................................................. 12

Bảng 1.2:

Chiều dài tuyến ống mềm khai thác các giếng ........................................... 21

Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật ống mềm .......................................................................... 21
Bảng 2.1: Đặc tính ống................................................................................................... 30
Bảng 2.2: Đặc tính tuyến ống tĩnh ................................................................................. 34
Bảng 2.3: Thông số các lớp tuyến ống tĩnh ................................................................... 35
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật chi tiết .............................................................................. 36
Bảng 2.5: Đặc tính tuyến ống động ................................................................................ 39
Bảng 2.6: Thông số các lớp tuyến ống động .................................................................. 39
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật chi tiết .............................................................................. 40
Bảng 4.1: Thông số khai thác cho các năm.................................................................... 61
Bảng 4.2: Tóm tắt tổn hao áp suất và chế độ dòng chảy năm 2014 ở 20 bar và 25 bar 76

Bảng 4.3: Tổng hợp tổn hao áp suất và dạng dòng chảy cho các năm .......................... 77


6

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn thạc sỹ kỹ thuật này là cơng trình nghiên cứu
thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu tình
hình thực tế và dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Lê Xuân Lân.
Các số liệu, mơ hình và kết quả trong luận văn là trung thực, tên đề tài và luận
văn không trùng lặp với bất cứ luận văn nào trước đó.
Học viên

Hồng Mạnh Hùng


7

MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài
Giàn đầu giếng mỏ Đại Hùng (DH-02) tập trung vào khai thác tại khối N, được

đưa vào khai thác tháng 11/2011. Giàn DH-02 được thiết kế là giàn khơng người ở,
mọi q trình liên quan tới vận hành đều được điều khiển từ giàn xử lý trung tâm
DH-01. Hiện tại đang ở giai đoạn đầu của quá trình khai thác với áp suất vỉa lớn và
có khả năng khai thác tự phun, tự vận chuyển về giàn DH-01. Khi mỏ ở trong giai
đoạn thiết kế và tính tốn, các thơng số khai thác (lưu lượng dầu, khí và tính chất
dầu-khí) đều dựa trên kết quả thử vỉa, thí nghiệm và mơ hình dịng chảy trong tuyến

ống đều dựa trên kết quả này dẫn tới chưa có tính thực tiễn. Sau một thời gian khai
thác, các thông số khai thác đã được xác định lại và có sự khác biệt lớn so với thời
điểm nghiên cứu ban đầu. Do đó cần thiết phải xác định lại mơ hình dịng chảy trong
tuyến ống, để từ đó xác định được ảnh hưởng của các chế độ dòng chảy này lên
tuyến ống, cũng như tác động tới quá trình vận hành nội mỏ.
2.

Mục đích nghiên cứu
Mục đính chính của đề tài là xác định mơ hình dịng chảy chính đang tồn tại

trong tuyến ống vận chuyển chất lưu khai thác từ giàn đầu giếng DH-02 sang giàn xử
lý trung tâm DH-01 trong tương lai, khi các dự án mới được triển khai tại khu vực
mỏ như đưa thêm vào khai thác các giếng mới, thu gom khí đồng hành... Dựa trên
mơ hình dịng chảy đó, tính tốn được tổn hao áp suất trong quá trình vận chuyển và
so sánh với tổn hao thực tế, khi có sự khác biệt, từ đó điều chỉnh các thơng số để phù
hợp với điều kiện thực tại. Dựa trên thông số đã điều chỉnh, tính tốn các thơng số
sao cho phù hợp với các chế độ khai thác trong tương lai.
3.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài sẽ tập trung chủ yếu vào việc tính tốn tổn hao áp suất sau khi đã xác

định được mơ hình dịng chảy trong tuyến ống vận chuyển từ giàn DH-02 sang DH01 tại các phân đoạn có chênh cao khác nhau. Cụ thể tại 05 phân đoạn ống xuyên


8

suốt nội mỏ (đoạn ống đứng từ giàn DH-02 xuống đáy biển, đoạn bằng từ đáy biển
tới giàn DH-01, đoạn nằm vắt lên phao đỡ trung gian, đoạn thả tự do trong nước biển
và đoạn lên trên giàn DH-01).

4.

Nội dung nghiên cứu
Việc tính tốn thủy lực sẽ dựa chế độ dòng chảy trong tuyến ống thuộc chế độ

dòng chảy nào (dòng chảy tầng, dòng chảy rối, dòng phun, dòng nút, dòng vành
xuyến, dòng chuyển tiếp và dòng tràn). Sau khi đã có tính tốn đầy đủ về chế độ
dịng chảy, xác định tổn hao áp suất cuối cùng tại đoạn cuối tuyến ống lưu lượng dầu
và khí cần yêu cầu vận chuyển theo các giai đoạn khác nhau đồng thời dựa trên cơ sở
thực tiễn nội mỏ (yếu tố vận hành của các thiết bị).
5.

Phƣơng pháp nghiên cứu
Để nhằm đánh giá được tác động tổn hao áp suất trên tuyến ống, mối quan hệ

dòng chảy đa pha trong tuyến ống của Beggz và Brill được áp dụng cho đề tài. Lý
thuyết Beggz và Brill sẽ dựa trên lưu lưu lượng dầu-khí yêu cầu cần vận chuyển, xác
định ngược lại thể tích thực trong q trình vận chuyển. Trên cơ sở đó tính tốn tỷ
phần chất lỏng tại các đoạn ống, hệ số dòng (hệ số Froude) và các mối quan hệ dịng
chảy giữa pha lỏng và pha khí để các định tỷ trọng thực, hệ số ma sát thực, độ nhớt
thực...Các thông số trên sẽ được phục vụ cho công tác tính tốn tổn hao áp suất tại
các đoạn ống có độc chênh cao khác nhau, dọc theo đường đi của tuyến ống từ giàn
DH-02 sang DH-01.
6.

Các kết quả nghiên cứu của đề tài
Đề tài đã chỉ ra được cụ thể mơ hình dịng chảy tại các phân đoạn ống cũng như

tổn hao áp suất toàn bộ ở các chế độ khai thác khác nhau ở thời điểm hiện tại cũng
như tương lai ở các chế độ khai thác khác nhau. Dựa trên kết qủa đó để xác định các

biện pháp tối ưu hóa q trình vận chuyển, phù hợp với điều kiện thực tiễn tại mỏ.
7.

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài


9

Từ kết quả đạt được qua toán thủy lực, xác định được mơ hình dịng chảy trong
tuyến ống ở các phân đoạn khác nhau, xung áp xuất biến thiên trong tuyến ống ở các
phân đoạn này có ảnh hưởng tới cấu trúc của tuyến ống hay khơng. Từ đó đưa ra giải
pháp tăng/giảm áp suất, lưu lượng dầu-khí nhằm đảm bảo tuyến ống không bị xung
động mạnh bởi biến thiên áp suất. Ngồi ra cịn xác định được mức độ giảm áp trong
tuyến ống ở các chế độ lưu lượng khác nhau, từ đó xem xét chuyển đường dầu nhận
từ giàn DH-02 vào giàn DH-01 ở bình tách cấp nào sẽ phù hợp. Đảm bảo tuyến ống
được vận hành tối ưu và hiệu quả.
8.

Cấu trúc và khối lƣợng của đề tài
Luận văn được chia ra thành 04 chương riêng biệt, cụ thể Chương I sẽ giới

thiệu tổng quát về sơ đồ thu gom nội mỏ. Chương II sẽ đi chi tiết về các tuyến ống
thu gom hiện hữa, Chương III sẽ nêu lý thuyết cụ thể về mơ hình dịng chảy có thể
tồn tại trong tuyến ống đứng và ống xiên ở các chế độ lưu lượng khác nhau và cuối
cùng Chương IV sẽ tập trung vào việc tính tốn mơ hình dịng chảy cũng như áp suất
tổn hao trong tồn bộ tuyến ống, từ đó đưa ra giải pháp tối ưu cho q trình vận
chuyển. Khối lượng tính tốn của đề tài là rất lớn với đầy đủ mô hình khai thác ở
thời điểm hiện tại cũng như trong tương lai.

10

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THU GOM Ở MỎ ĐẠI HÙNG
Mỏ Đại Hùng thuộc lơ 05-1a, nằm phía Đơng-Bắc Bồn trũng Nam Cơn Sơn, cách bờ
khoảng 250km (Hình 1.1), Mỏ được khai thác tại khu vực có mực nước sâu trung bình
110m.

Hình 1.1: Sơ đồ lơ 05-1a, Mỏ Đại Hùng
Sử dụng giàn bán tiềm thủy (Floating Production Unit -FPU) DH-01 kết nối với 12
giếng ngầm. Dầu được khai thác từ 11 giếng, giếng cịn lại dùng cho cơng tác bơm ép
(giếng 4P thuộc khối L) duy trì áp suất vỉa. Có 03 giếng tạo thành cụm ngay dưới giàn
(1P, 2P và 3P) trong khi các giếng khác có vị trí xa giàn DH-01 (4X, 4P, 5P, 6P/7P,
7X, 8P, 9P, 10P và 12X. Các giếng được kết nối với giàn DH-01 thông qua 01 đường


11

ống khai thác mềm và 01 đường ống mềm dùng cho cơng tác tuần hồn, thu và nhận
thoi đường kính ống 75mm và mỗi giếng có 01 đường điều khiển thủy lực điều khiển
hệ thống thiết bị ngầm. Dầu thô khai thác từ giếng được xử lý trên giàn DH-01 sau đó
được bơm sang tàu chứa nổi, tàu được neo giữ tại vị trí thơng qua phao neo tàu. Dầu
thơ được bơm tới phao neo tàu thông qua 02 đường ống mềm có đường kính trong
150mm, sau đó từ phao neo tàu dầu được đẩy sang tàu chứa bằng ống mềm nổi. Khí
tách ra khỏi dầu được đốt tại chỗ và khơng có thiết bị thu gom khí trên giàn DH-01.
Giàn DH-02 là giàn đầu giếng cố định, được thiết kế không người ở, hiện tại khai thác
dầu từ 06 giếng (12P, 13P, 14P, 15P, 16P và 17P). Chất lưu từ giếng được tách khí
thơng qua bình tách cao áp, dầu được dẫn sang giàn DH-01 cho công tác tách sâu
thơng qua 02 đường ống mềm đường kính 150mm với khoảng cách 5km, khí được đốt
bỏ. Tồn bộ hoạt động vận hành trên giàn được điều khiển thông qua 01 dây cáp
ngầm. (Hình 1.2)

6P/7P

FPU
DH-01

9P
10P

WHP-DH-02

4X

4P

5P
MDB

MDB

1P

3P
2P
CALM
Buoy

7X
FSO
12X (11P)

Hình 1.2: Thiết bị nội Mỏ Đại Hùng, lô 05-1a


12

1.1.

Giàn xử lý trung tâm DH-01

1.1.1. Khối thƣợng tầng
Giàn DH-01 (Hình 1.3) là giàn bán tiềm thủy do cơng ty Aker Engineering thiết
kế và xây dựng năm 1974 dưới dạng giàn khoan nổi. Năm 1984, cơng ty
Hamilton Oil hốn cải thành cụm giàn khai thác nổi dùng để khai thác tại Mỏ
Argyll/Duncan/Innes thuộc khu vực biển bắc của Mỹ. Đầu năm 1994 nó được
kéo tới lơ 05-1a phục vụ khai thác khu vực mỏ Đại Hùng và dòng dầu đầu tiên
được khai thác tại đây vào tháng 10/1994. Giàn DH-01 được neo tại chỗ thơng
qua hệ thống xích neo.
Bảng 1.1: Thơng số giàn DH-01
Kích thước

Tải trọng khơ
Lượng giãn nước

Chiều dài Pontoon

108,2 m

Chiều rộng thiết kế

67,36 m

Chiều dài boong chính

68,6 m

Chiều cao tới boong chính

36,6 m

Chiều rộng boong chính

60,92 m

Mớm nước tối đa

21,3 m

10.886 MT
20.983 MT (ở mớn nước 21,3 m)


13

Hình 1.3: Giàn DH-01
Sơ đồ xử lý trên giàn DH-01 (Hình 1.4) bao gồm:
-

Hệ thống bình tách gồm bình tách cấp 1 ln duy trì ở áp suất 11 bar để cung
cấp khí cho chạy máy phát điện, bình tách đo cho kiểm tra thơng số giếng,

bình tách cấp 2 và bình chứa.

-

Hệ thống xử lý nước khai thác cho cơng tác xả biển, bao gồm các bình xốy
ly tâm để tách dầu ra khỏi nước, bình chứa nước tách, hệ thống đo hàm
lượng dầu trong nước.

-

Cụm phân dòng gồm các tuyến ống thu gom từ giếng, cụm phóng và nhận
thoi.

-

Bồn thải kín chứa dầu trong q trình vận hành từ các bình tách, cụm phân
dịng. Bồn thải hở chứa dầu xả, hóa chất từ cơng tác thí nghiệm, dầu/nhớt
thải từ động cơ, máy bơm,…

-

Bình chứa dầu tạm chứa dầu được bơm lên từ bồn thải kín và hở cho quá
trình tách tạm thời trước khi được bơm đẩy trở lại và bình tách cấp 1

-

Hệ thống tháp đuốc gồm cao áp (đốt khí từ bình tách cấp 1, bình tách đo,


14

bình tách cấp 2) và thấp áp (đốt khí bình chứa dầu tạm, bình chứa nước tách,
bồn thu gom kín).
1.1.2. Các trang thiết bị ngầm
-

12 đầu giếng ngầm trong đó có 06 đầu giếng ngầm thuộc loại cây thơng khai
thác đứng (1P, 2P, 3P, 4P, 5P, 4X), 06 đầu giếng ngầm thuộc loại cây thông
khai thác nằm ngang (6P/7P, 7X, 8P, 9P, 10P, 12X).

-

04 pheo neo trung gian cho công tác nâng đỡ các tuyến ống, đường điều
khiển.

-

04 Đế tải trọng giữ các phao neo trung gian.

-

08 sợi xích kích thước 98mm, tổng chiều dài 9,200m, tổng trọng lượng 1,992
tấn.

-

08 sợi xích neo phao neo tàu kích thước 76mm, tổng chiều dài 5,824m, tổng
trọng lượng 736.736 tấn.

-

24 tuyến ông dẫn dầu khai thác từ các giếng với tổng chiều dài 36,201m.

-

12 tuyến ống điều khiển ngầm với tổng chiều dài 18,279m.


15

Hình 1.4: Sơ đồ xử lý trên Giàn DH-01


16

1.2.

Giàn đầu giếng

Giàn đầu giếng DH-02 (Hình 1.5) với 12 giếng khoan nằm về phía Tây Nam so
với giàn DH-01 với khoảng cách xấp xỉ 5km. Giàn đầu giếng thuộc dạng giàn
vận hành không người. Hiện giàn DH-02 đang khai thác dầu từ 06 giếng (12P,
13P, 14P, 15P, 16P and 17P). 02 giếng cuối cùng (18P và 19P) dự định sẽ được
đưa vào khai thác cuối năm 2014

1.2.1. Khối thƣợng tầng giàn đầu giếng DH-02
Khối thượng tầng được thiết kế cho với 12 giếng khoan bao gồm 03 sàn chính:
sàn dưới sàn hầm (Sub cellar deck), sàn hầm (Cellar deck) và sàn chính (Main
deck). Bên cạnh đó một sàn sân bay được thiết kế, lắp đặt trên khối thượng tầng
để tiếp nhận trực thăng Eurocopter Supper Puma 332 L2 nhằm phục vụ công tác

vận chuyển người và thiết bị. Các cấu trúc khác trên khối thượng tầng bao gồm
một sàn tiếp cận đầu giếng, tháp đuốc, nơi tạm trú, phòng thiết bị chuyển mạch,
phòng biến áp và phòng điều khiển điện & thiết bị.

Hình 1.5: Giàn đầu giếng DH-02


17

Hệ thống thiết bị chính giàn DH-02 (Hình 1.7) bao gồm:
-

Hệ thống bình tách và kiểm tra cơng nghệ (gồm bình tách cao áp và bình
tách thử nghiệm) với thiết bị đo lường dầu, khí đốt và nước.

-

Hệ thống khí điều khiển.

-

Hệ thống phóng thoi.

-

Hệ thống dầu diesel.

-

Hệ thống hóa chất (chống ăn mòn, khử nhũ tương và PPD).

-

Cẩu diesel.

-

Máy phát điện dự phòng diesel.

-

Hệ thống đuốc cao áp.

-

Hệ thống nước thải (kín) tích hợp với thiết bị lọc cao áp.

-

Hệ thống nước thải (hở) và bể nước thải (hở).

Khối thượng tầng nặng khoảng 1,115 tấn, bao gồm:
-

Kết cấu các sàn chính và hệ thống thiết bị 989 tấn.

-

Tháp đuốc 51 tấn.

-

Sàn sân bay 75 tấn.

1.2.2. Khung dẫn hƣớng khoan và chân đế giàn đầu giếng DH-02
Khung dẫn hướng khoan (Hình 1.6) sớm được sử dụng với mục đích khoan khi
chưa có giàn đầu giếng. Chân đế được thiết kế để lắp đặt bên trên khung dẫn
hướng khoan. Chân đế được giữ cố định bởi 4 cụm cọc, mỗi cụm với 02 cọc
váy.
Kết cấu chân đế nặng khoảng 6,388 tấn, bao gồm:


18

-

Chân đế 4,520 tấn.

-

Cọc váy 1,868 tấn.

-

Khung dẫn hướng khoan.

Hình 1.6: Chân đế giàn đầu giếng DH-02


19

Hình 1.7: Sơ đồ xử lý giàn DH-02


20

1.3.

Phân loại đƣờng ống trong khu vực phạm vi nội mỏ

1.3.1 Tại khu vực giàn DH-01
1.3.1.1 .Đƣờng ống thu gom
a)

Ống thu gom mềm

Là toàn bộ tuyến ống thu gom sản phẩm khai thác từ 12 đầu giếng ngầm. Mỗi
giếng sẽ có 02 tuyến ống thu gom (tuyến thu gom chính và tuyến thu gom nhánh) dùng
cho việc vận chuyển luân phiên, gọi dịng và thu/phóng thoi. Tuyến ống này gồm 02
đoạn ống: đoạn dao động và đoạn cố định
Đoạn ống dao động: là đoạn từ điểm chạm đáy biển đi lên trên giàn DH-01. Đặc
điểm chung của giàn DH-01 là khơng ổn định, ln có hoạt động di chuyển lên, xuống,
xoay và nó yêu cầu đoạn ống này phải tương thích với hoạt động đó ở giới hạn cho
phép. Thiết kế đoạn ống này chịu được sức uốn, kéo, nén, có độ đàn hồi, ...Nó được
kẹp chắc trên thân và được nâng đỡ bởi các phao neo trung gian nhúng chìm trong
nước, được sắp xếp theo dạng “steep S” hay “lazy S” (việc xắp xếp này phụ thuộc vào
sự kết nối tới đáy biển, đi lên tự do theo chiều thẳng đứng hay xếp lớp ở đáy biển trước
sau đó đi lên). Phần ống không bị kẹp (phần tự do) chịu tác động của sự di chuyển và
linh động, điều này tránh được vấn đề nâng kên, hạ xuống khi có hoạt động thủy triều
và các dịng hải lưu.

Đoạn ống cố định: chạy từ điểm chạm đáy biển tới đầu giếng ngầm. Đoạn ống
này khơng chịu dao động sóng và hoạt động nâng hạ, tuy nhiên nó chịu tác động dòng
hải lưu và các hoạt động dịch chuyển lớp đáy biển.


21

Bảng 1.2: Chiều dài tuyến ống mềm khai thác các giếng
Giếng

Phần dao động (m)

Phần cố định (m)

Cụm giếng dƣới Giàn
DH-1P (W1)

2 x 352

DH-2P (W2)

2 x 332

DH-3P (W3)

2 x 377

Cụm giếng xa Giàn
DH-4X (W4)

2 x 259

2 x 1,906

DH-4P (W6)

2 x 259

2 x 1,636

DH-5P (W5)

2 x 259

2 x 1,992

DH-6P/7P

302x306

1,869x1,936

DH-7X

2x298

1,475x1,503

DH-8P

2x298

1,407x1,420

DH-9P

305x304

1,307x1,321

DH-10P

2x305

1,332x1,340

DH-12X

2x298

1,464x1,468

Cụm giếng mới

Tổng chiều dài (m)

36,201
Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật ống mềm

Thông số

Đường kính

Phần dao

Phần cố

động

định

141.6mm

130.08mm

ngồi
Bán kính lưu trữ

1.08m

1.33m

Thơng số

Phần dao

Phần cố

động

định

Trọng lượng

37.29

31.41kg/

khơng khí rỗng

kg/m3

m3

Trọng lượng

42.34

36.46kg/

chứa khơng khí

kg/m3

m3


22

Bán kính làm

1.61m

1.33m

việc

Trọng lượng

21.14

17.78

chứa khơng khí

kg/m3

kg/m3

26.19

22.83

kg/m3

kg/m3

96.99 MPa

104.64

trong mơi
trường nước
biển
Độ cứng chống

6,364kNm2 4,974kNm2 Trọng lượng

uốn ở 230C

chứa nước biển
trong môi
trường nước
biển

Sức căng cuốn

5,493N

2,830N

Áp suất vỡ ống

MPa
Độ dẫn nhiệt

3.77
0

w/m 5.45
0

C

Độ dẫn nhiệt hiệu 0.37

w/m Áp suất biến

dụng

0

Hệ số truyền

15.76 w/m2 22.78 w/m2 Chiều sâu biến

nhiệt trung bình

0

C

C

0

C

C

ở 230C:

ống/Thiết kế
53 kNm2

22.66

- Độ cứng góc

167 kNm2

112 kNm2

- Độ cứng dọc

76.277 kN

75.393 kN

MPa
2,546m

2,253m

23.14

20.49

Sức căng đứt 1,055.6 kN
ống

cánh

trục

25.6 MPa

dạng ống
Biến dạng

79 kNm2

3.03

dạng ống

Độ bền xoắn ống
- Độ cứng góc

2.81

ống/Thiết kế

C

w/m 0.46
0

w/m Áp suất vỡ

986.6 kN

23

b) Ống thu gom cứng
Toàn bộ tuyến ống được kết nối với đường ống mềm dao động lên tới cụm phân
dịng, tuyến ống dẫn tới ống gom vào bình tách và tuyến ống gom dẫn vào bình
tách (cấp 1 và bình đo). Tất cả đều được chế tạo bằng thép carbon
-

Tuyến ống tới cụm phân dịng có đường kính 75mm, áp suất thiết kế
6.100psi.

-

Tuyến ống dẫn tới ống gom vào bình tách có đường kính 100mm, áp suất
thiết kế 6.100psi.

-

Tuyến ống gom dẫn vào bình tách cấp 1 có đường kính 400mm, vào bình
tách đo có đường kính 150mm và áp suất thiết kế 1.500psi.

1.3.1.2.

Đƣờng ống xả

Bao gồm toàn bộ tuyến ống dẫn dầu, khí và nước đã qua phân đoạn tách
a)

Đƣờng ống xả dầu

Là các tuyến ống dầu đã tách nước và khí từ bình tách cấp 1, bình tách đo xuống
bình tách cấp 2, từ bình tách cấp 2 xuống bình chứa và các đường dẫn từ bình
tách xuống các bồn chứa dầu thải kín và hở.
-

Tuyến ống từ bình tách cấp 1 xuống bình tách cấp 2 có đường kính thay đổi
từ 200mm đến 300mm, áp suất thiết kế 300psi.

-

Tuyến ống từ bình tách đo xuống bình tách cấp 2 có đường kính 150mm, áp
suất thiết kế 300psi.

-

Tuyến ống từ bình tách cấp 2 xuống bình chứa có đường kính 200mm, áp
suất thiết kế 150psi.

-

Các đường dẫn từ bình tách xuống bồn thải kín và hở chủ yếu có 02 cấp
đường kính 50mm và 75mm, áp suất thiết kế 150psi.


24

Đƣờng ống xả nƣớc

b)

Là tuyến ống dẫn nước từ bình tách cấp 1 và bình tách đo tới khu vực xoáy ly
tâm nhằm loại bỏ dầu chứa trong nước trước khi xả ra biển
-

Tuyến ống dẫn từ bình tách cấp 1 có đường kính thay đổi từ 150mm tới
200mm, áp suất thiết kế 150psi.

-

Tuyến ống dẫn từ bình tách đo có đường kính 100mm, áp suất thiết kế
150psi.
Đƣờng ống xả khí

c)

Là tuyến ống dẫn tồn bộ khí tách từ bình tách cấp 1, bình tách đo và bình tách
cấp 2 tới bình tách condensate, và đường dẫn khí từ bình tách condensate ra tháp
đuốc.
-

Tuyến ống từ bình tách cấp 1 có đường kính từ 200mm tới 300mm, áp suất
thiết kế 150psi.

-

Tuyến ống từ bình tách đo có đường kính từ 150mm tới 200mm, áp suất thiết
kế 150psi.

-

Tuyến ống từ bình tách cấp 2 có đường kính 100mm, áp suất thiết kế 150psi.

-

Tuyến ống xả lên tháp đuốc gồm ống cao áp có đường kính 300mm, thấp áp
có đường kính 150mm, áp suất thiết kế 150psi.

1.3.1.3.

Đƣờng ống vận chuyển

Là tuyến ống vận chuyển dầu đã tách sạch khí và nước sang tàu chứa, nó bao
gồm đoạn ống thép cứng dẫn từ bình chứa qua máy bơm tới chân giàn và đoạn
ống mềm từ chân giàn sang tàu chứa.
-

Đoạn ống cứng có đường kính 250mm, áp suất thiết kế150psi.


25

-

Đoạn ống mềm từ chân giàn sang tàu chứa có đường kính 150mm, áp suất
thiết kế 203psi.

1.3.2. Tại khu vực giàn DH-02
a) Ống thu gom

-

Là toàn bộ tuyến ống dẫn chất lưu khai thác từ các đầu giếng vào tới đường
gom bình tách cao áp, bình tách đo và đường gom vào bình tách cao áp, bình
tách đo.

-

Tuyến ống từ giếng tới đường gom có đường kính 150mm, áp suất thiết kế
1.500psi.

-

Tuyến ống gom tới bình tách cao áp có đường kính 700mm, áp suất thiết kế
1.500psi.

-

Tuyến ống gom tới bình tách đo có đường kính 300mm, áp suất thiết kế
1.500psi.

b) Ống xả
-

Bao gồm toàn bộ tuyến ống dẫn chất lưu khai thác đã tách khí sang giàn DH01, xuống bồn chứa kín, đường khí sang bình tách condensate và đường khí
từ bình tách condensate lên tháp đuốc.

-

Tuyến ống dẫn sang giàn DH-01 gồm 02 đoạn: đoạn ống cứng và đoạn ống

mềm.

+ Đoạn ống cứng có đường kính 150mm, áp suất thiết kế 551psi.
+ Đoạn ống mềm có đường kính 150mm, áp suất thiết kế 551psi.
-

Tuyến ống xuống bồn chứa kín có đường kính chủ yếu là 50mm và 100mm,
áp suất thiết kế 150psi.