MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 4
1.1. Giới thiệu hệ thống đường ống biển Việt Nam 4
1.1.1. Hệ thống đường ống bỉển 4
1.1.2. Thống kê số liệu về nhịp hẫng 4
1.2. Hiện tượng mỏi đường ống biển 6
1.2.1. Tổng quan 6
1.2.2. Các loại nhịp hẫng của đường ống 8
1.3. Tình trạng về các số liệu đầu vào cho bài toán mỏi 10
1.4. Phạm vi nghiên cứu 11
CHƯƠNG 2 - CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MỎI ĐƯỜNG ỐNG 12
2.1. Các bài toán mỏi nhịp hẫng 12
2.2. Lý thuyết tổn thương tích lũy của Palmgren - Miner 13
2.3. Đường cong mỏi S-N 15
2.4. Phương pháp phân tích mỏi tiền định 17
2.5. Phân tích mỏi bằng phương pháp phổ 20
2.5.1. Trường hợp phổ ứng suất dải hẹp 21
2.5.2. Trường hợp hàm mật độ phổ ứng suất dạng dải rộng 25
2.6. Phân tích mỏi theo tiêu chuẩn 26
2.6.1. Các chỉ tiêu phân tích mỏi 27
2.6.2. Các hệ số an toàn 32
2.6.3. Mô hình phản ứng 33
2.6.4. Mô hình lực tác dụng 40
CHƯƠNG 3 - CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO PHỤC VỤ PHÂN TÍCH MỎI ĐƯỜNG
ỐNG BIỂN VIỆT NAM 48
3.1. Hệ thống hóa các loại vật liệu làm đường ống biển 48
3.1.1. Các loại vật liệu làm đường ống 48
3.1.2. Các tính chất cơ học của vật liệu làm đường ống 49
3.2. Đường cong mỏi S-N cho vật liệu làm đường ống biển 52
3.3. Hình học và liên kết 60
3.3.1. Mô hình hoá liên kết theo sơ đồ khớp 61
3.3.2. Mô hình hóa liên kết theo sơ đồ ngàm 62
3.3.3. Mô hình hóa liên kết bằng phương pháp phần tử hữu
hạn 63
3.3.4. Độ cứng của đất nền theo tiêu chuẩn DnV 65
3.4. Điều kiện môi trường 68
3.4.1. Chuyển sóng bề mặt xuống tới đáy biển 69
3.4.2. Chuyển phổ sóng bề mặt xuống tới đáy biển 71
3.4.3. Về dòng chảy ở đáy biển 73
3.4.4. Các loại số liệu sóng và dòng chảy 79
3.4.5. Sự tách xoáy 84
CHƯƠNG 4 - VÍ DỤ ÁP DỤNG 89
4.1. Chương trình phân tích mỏi nhịp hẫng đường ống biển 89
4.1.1. Sheet1: ĐẦU VÀO 89
4.1.2. Dữ liệu sóng 90
4.1.3. Dữ liệu dòng chảy 91
4.1.4. Sheet2: KẾT QUẢ 91
4.2. Ví dụ áp dụng 91
Viện Xây dựng Công trình biển
4.2.1. Số liệu đầu vào 91
4.2.2. Kết quả tính toán 93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99
PHỤ LỤC 101
1 TỔNG QUAN
1. Giới thiệu hệ thống đường ống biển Việt Nam
1. Hệ thống đường ống bỉển
Do nhu cầu về dầu khí ngày một tăng cao nêu đã có một số lớn các dự
án thăm dò khai thác dầu khí được thực hiện trên thế giới. Kể từ khi hệ thống
đường ống biển đầu tiên được lắp đặt ở vịnh Mêhicô tới nay đã có hàng ngàn
km đường ống được lắp đặt trên thế giới.
Tiềm năng dầu khí ở nước ta là tương đối lớn. Các hệ thống đường ống
biển hiện có ở nước ta có thể kể đến như: hệ thống đường ống tại mỏ Bạch Hổ,
mỏ Rồng và mỏ Rubi, đường ống dẫn khí Bạch Hổ - Kỳ Vân, hệ thống đường
ống mềm tại mỏ Đại Hùng. Tổng chiều dài hệ thống đường ống nội mỏ Bạch
Hổ khoảng 289km, vận chuyển dầu, khí Đường ống Bạch Hổ - Vũng tàu dài
125km.
Hiện nay, 362km đường ống Nam Côn Sơn từ mỏ Lan Tây vào bờ đã
được tiến hành xây dựng. Hệ thống đường ống này có độ sâu cỡ 100m nước,
đường kính 26 inch (660 mm) làm bằng vật liệu thép C-Mn X65 629,8ID (theo
TCVN [4], DnV [6]), vận chuyển khí gas và khí hóa lỏng.
Trong tương lai, dự kiến sẽ có hệ thống đường ống biển ở vùng Tây nam
vào bờ. Các dự án về đường ống biển qui mô lớn ở độ sâu hơn 200m nước
cũng đang được tiến hành nghiên cứu, dự tính tới năm 2010 sẽ triển khai các
dự án này.
Như vậy cùng với hệ thống đường ống biển thế giới, hệ thống đường ống
biển ở Việt Nam cũng đang ngày càng phát triển mở rộng với quy mô ngày
càng lớn, giá trị kinh tế của các hệ thống đường ống biển cũng ngày một tăng
cao. Chính vì vậy, các tính toán chi tiết cho an toàn đường ống biển ngày càng
được chú trọng.
9 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3052 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phân tích mỏi đường ống biển Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trang 1
1. BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ SÓNG THEO KHU
VỰC Ở BIỂN VIỆT NAM
Trang 2
.1 Khu vực bể có trần tích ở biển Việt Nam
Trang 3
Trang 4
Hình P. 1. Các khu vực được xét ở biển Việt Nam
Trang 5
.2 Chiều cao sóng thiết kế N năm
Khu vực Chu kỳ lặp N năm
25 50 100
Ghi chú
I 17,6 18,3 19,0
II 17,3 17,9 18,5
III 16,9 17,6 18,4
IV 16,0 16,7 17,3
V 15,3 15,8 16,3
Dưới đây là cácchiều cao sóng thiết kế và chu kì tương ứng đã được
các công ti thiết kế nước ngoài sử dụng trong một số dự án xây dựng ở các mỏ
khác nhau ở phía nam.
Khu vực h100 (m) T (s) Tên dự án
Bạch Hổ (khu vực III ) 16,4 14,3 MSP
Rạng Đông (khu vực III )
18,97
(50 năm)
16 Giàn đầu giếng
WHP-N1
15,8 11,9 Giàn đầu giếngWHP-S1, 2001
Lan Tây (lô 6.1, khu vực IV ) 15,7 11,4 Buoy Mooring System, 2005
Rồng Đôi (lô 11.2, khu vực IV) 15,7 11,4 Mỏ khí, 2006
Đại Hùng (lô 5.1, khu vực IV ) 19,017,8
10,0
12,7
- DH Phase 1, 1993
- Tie-In, 2006
.3 Biểu đồ phân tán sóng cả năm ở các khu vực
Bảng P. 1. Biểu đồ phân tán sóng cả năm, 20,53 N 106,75 E (thuộc khu
vực I)
h (m)
T (s)
0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 15
TSSL P%
0,25 8184 321 0 0 0 0 0 8505 29,86
Trang 6
0,5 2393 3261 0 0 0 0 0 5654 19,85
0,75 0 2577 487 0 0 0 0 3064 10,76
1,0 0 3200 512 0 0 0 0 3712 13.03
1,5 0 689 2724 12 0 0 0 3425 12,02
2,0 0 0 2757 77 1 0 0 2835 9,95
3,0 0 0 633 580 3 0 0 1216 4,27
4,0 0 0 0 54 10 0 0 64 0,22
5,0 0 0 0 0 2 4 6 0,02
7,5 0 0 0 0 0 3 0 3 0.01
10,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
TSSL 10577 10048 7113 723 16 7 0 28484
P% 37,13 35,28 24,97 2,54 0,06 0,02 0,00 100,00
Ghi chú: TSSL – tổng số số liệu
P% - xác suất xảy ra, tính theo %.
Bảng P. 2. Biểu đồ phân tán sóng cả năm, 108,50 N ; 16,00 E (thuộc khu
vực II)
h (m)
T (s)
0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 15
TSSL P%
0,25 100 0 0 0 0 0 0 100 13,12
0,5 255 7 0 0 0 0 0 262 34,38
0,75 2 83 0 0 0 0 0 85 11,15
1,0 0 113 0 0 0 0 0 113 14,83
1,5 0 66 0 0 0 0 0 66 8,66
2,0 0 54 4 0 0 0 0 58 7,61
3,0 0 0 70 0 0 0 0 70 9,19
4,0 0 0 8 0 0 0 0 8 1,05
5,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
Trang 7
7,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
10,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
TSSL 357 323 82 0 0 0 0 762
P% 46,85 42,39 10,76 0,00 0,00 0,00 0,00 100,00
Bảng P. 3. Biểu đồ phân tán sóng cả năm, 106,75 ; N 9,75 E (thuộc khu
vực III)
h (m)
T (s)
0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 15
TSSL P%
0,25 116 0 0 0 0 0 0 116 15,22
0,5 43 152 0 0 0 0 0 195 25,59
0,75 0 27 0 0 0 0 0 27 3,54
1,0 0 93 67 0 0 0 0 160 21,00
1,5 0 11 126 0 0 0 0 137 17,98
2,0 0 12 88 0 0 0 0 100 13,12
3,0 0 0 22 4 0 0 0 26 3,41
4,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
5,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
7,5 0 0 0 0 0 0 1 1 0,13
10,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
TSSL 159 295 303 4 0 0 1 762
P% 20,87 38,71 39,76 0,52 0,00 0,00 0,13 100,00
Bảng P. 4. Biểu đồ phân tán sóng cả năm, 105,75 ;N 9,00 E (thuộc khu
vực VI)
Trang 8
h (m)
T (s)
0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 15
TSSL P%
0,25 82 0 0 0 0 0 0 82 10,76
0,5 84 152 0 0 0 0 0 236 30,97
0,75 0 70 0 0 0 1 0 71 9,32
1,0 0 124 21 0 0 0 0 145 19,03
1,5 0 50 35 0 0 0 0 85 11,15
2,0 0 46 20 0 0 0 0 66 8,66
3,0 0 0 72 1 0 0 0 73 9,58
4,0 0 0 4 0 0 0 0 4 0,52
5,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
7,5 0 0 0 0 0 0 0 0,00
10,0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
TSSL 166 442 152 1 0 1 0 762
P% 21,78 58,01 19,95 0,13 0,00 0,13 0,00 100,00
Bảng P. 5. Biểu đồ phân tán sóng cả năm, 104,50 N ; 9,75 E (thuộc khu
vực V)
h (m)
T (s)
0 3 3 5 5 7 7 9 9 11 11 13 13 15
TSSL P%
0,25 19136 0 0 0 0 0 0 19136 66,04
0,5 871 2800 0 0 0 0 0 3679 12,70
0,75 0 2100 0 0 0 0 0 2100 7,25
1,0 0 566 0 0 0 0 0 566 1,95
1,5 0 1249 887 0 0 0 0 2136 7,37
Trang 9
2,0 0 0 854 0 0 0 0 854 2,95
3,0 0 0 396 76 0 0 0 472 1,63
4,0 0 0 0 33 0 0 0 33 0,11
5,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
7,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
10,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,00
TSSL 20007 6723 2137 109 0 0 0 28976
P% 69,05 23,20 7,38 0,38 0,00 0,00 0,00 100,00
Dnv-RP-F105.xls
