Download

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG CÔNG TY CP CHẾ TẠO GIÀN KHOAN
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN DẦU KHÍ PV SHIPYARD

THIẾT KẾ THI CÔNG CHÂN GIÀN KHOAN TỰ NÂNG 90 M NƯỚC

ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Địa điểm làm đồ án : Phòng thiết kế

Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV ShipYard.

Nhiệm vụ đồ án : Thiết kế thi công chân giàn khoan tự nâng 90m
nước

Sinh viên thực hiện : Hoàng Nghĩa Bằng
Mssv : 8637.52

Lớp : 52CB2
Người hướng dẫn 1 : Ths. Ngô Tuấn Dũng

Chức vụ : Phó phòng thiết kế

Người hướng dẫn 2 : Ks. Phan Văn Hùng

Chức vụ : Kỹ Sư kết cấu

CBHD: THS. NGÔ TUẤN DŨNG KS.PHAN VĂN HÙNG
1 (173)
SVTH: HOÀNG NGHĨA BẰNG MSSV: 8637.52 LỚP: 52CB2



LỜI CẢM ƠN:
Hoàn thành Đồ án Tốt nghiệp “Thiết kế thi công chân giàn khoan tự
nâng 90 m nước” không chỉ có sự cố gắng của riêng bản thân em, mà đồng
thời, rất quan trọng là sự giảng dạy và hướng dẫn tận tình của các Thầy Cô
giáo thuộc Trường Đại học Xây dựng và của các Anh Chị kỹ sư thuộc Công ty
cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV ShipYard trong thời gian thực hiện Đồ
án và 5 năm theo học tại Trường.
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Anh: Phan Thanh Sơn ,
Ngô Tuấn Dũng ,Phạm Mạnh Cường, Phan Văn Hùng, Nguyễn Văn Quỵnh ,
Nguyễn Văn Thái ... Sự hướng dẫn nhiệt tình, cẩn thận, kịp thời và một nền
tảng kiến thức sâu rộng của anh đã giúp em hình dung nhanh chóng ra được
nội dung công việc, giải đáp những thắc mắc liên quan đến Đồ án, đồng thời,
phẩm chất và những thành công của anh là tấm gương để em noi theo.
Sự kỳ vọng của các Thầy Cô giáo trong Viện Xây dựng Công trình Biển là
động lực lớn để em hoàn thành nhiệm vụ của mình. Em xin dành lời biết ơn
sâu sắc tới các Thầy Cô vì sự quan tâm thường xuyên, sự tận tình trong suốt
quá trình giảng dạy và những lời động viên liên tục trong thời gian làm Đồ án
vừa qua, đặc biệt là thầy Nguyễn Quốc Hòa, Phó viện trưởng Viện Xây dựng
Công trình Biển. Thầy là người đã giới thiệu em đến nơi thực tập hiệu quả và
kiên nhẫn trả lời những thắc mắc của em trong kỳ học cuối này.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến các Anh Chị công nhân viên trong
Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV ShipYard thuộc Phòng Thiết
kế, Nhà máy sản xuất, Phòng An toàn – Chất lượng, Tổ Bảo vệ, ... và những
người bạn đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện Đồ án Tốt nghiệp vừa qua.

2 (173)



GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN
Đồ án Tốt nghiệp được xem như là một trong những nội dung quan trọng
nhất của quá trình đào tạo Đại học. Đồ án Tốt nghiệp là cơ hội để mỗi sinh viên
áp dụng kiến thức tích lũy được trong 5 năm theo học ở Trường, hình dung ra
được nội dung công việc của một người kỹ sư sau khi tốt nghiệp.
Xuất phát từ các mục tiêu trên cùng với những kiến thức tiếp nhận được sau
kỳ Thực tập Tốt nghiệp tại phòng thiết kế thuộc công ty cổ phần chế tạo giàn
khoan dầu khí PV ShipYard , em đã quyết định làm Đồ án Tốt nghiệp ngay tại
Công ty và chọn đề tài là “Thiết kế thi công chân giàn khoan tự nâng 90 m
nước” dưới sự hướng dẫn của Ths. Ngô Tuấn Dũng, Ks. Phan Văn Hùng.
Nội dung của Đề tài tốt nghiệp này mang tính tiêu biểu cao đối với sinh
viên Ngành xây dựng Công trình Biển, mà qua đó người thực hiện cần vận
dụng các kiến thức xã hội, cơ sở chuyên ngành và chuyên ngành để hoàn thành
nhiệm vụ của mình. Đồ án Tốt nghiệp của em bao gồm:
- Thuyết minh và phụ lục tính toán: 172 ( trang)
- Bản vẽ : 19 Bản
Trong quá trình làm Đồ án, dù rằng em đã thực sự cố gắng và nhận được sự
hướng dẫn nhiệt tình của Ths. Ngô Tuấn Dũng và Ks.Phan Văn Hùng, các anh
chị trong phòng thiết kế Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV
ShipYard, tuy nhiên do kiến thức chuyên môn còn hạn chế và chưa được cọ xát
nhiều với thực tế thi công nên em không tránh khỏi những thiếu sót trong Đồ
án tốt nghiệp của mình, em rất mong nhận được sự chỉ dẫn của các Thầy Cô.

Em xin chân thành cảm ơn!

Vũng Tàu, Ngày 01 tháng 01 năm 2012

Sinh viên thực hiện

HOÀNG NGHĨA BẰNG

3 (173)



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Panel: Khung, vách

ABS: America Bureau of Shipping

DNV: Det Norske Veritas

PV ShipYard: Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí

K_brace: Bộ hàn gá dùng để chế tạo chân giàn khoan tự nâng

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

BTGĐ: Ban Tổng Giám Đốc

Block: Khối

API: Americain Petroleum Institute

AISC: American Institute of Steel Construction

4 (173)



MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN: ......................................................................................................... 2

GIỚI THIỆU ĐỒ ÁN .............................................................................................. 3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... 4

CHƯƠNG I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU ......................................................................... 9
I.1. Giới thiệu tổng quan về ngành dầu khí Việt Nam ............................................. 9
I.1.1. Tổng quan về ngành dầu khí ....................................................................... 9
I.1.1.1 Trong nước: ................................................................................................ 9
I.1.1.2 Ngoài nước: .............................................................................................. 11
I.1.1.3 Năm 2010: ................................................................................................ 13
I.1.2. Sự hình thành, phát triển ngành công trình biển và dầu khí........................ 14
I.2.1.1 Sự hình thành: ........................................................................................... 14
I.2.1.2 Tình hình khai thác dầu khí ở Việt Nam .................................................... 15
I.1.3. Phân loại các công trình biển và dầu khí ................................................... 19
I.1.3.1 Phân loại theo đặc tính kết cấu. ................................................................ 20
I.1.3.2 Phân loại theo chức năng. ......................................................................... 20
I.1.3.3 Phân loại theo quy mô công trình. ............................................................ 20
I.1.3.4 Phân loại theo vật liệu sử dụng. ................................................................ 20
I.1.3.5 Phân loại theo độ sâu nước xây dựng. ....................................................... 21
I.2. Giới thiệu về Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV ShipYard ........ 22
I.2.1. Sự hình thành và phát triển....................................................................... 22
I.2.1.1 Cơ cấu tổ chức và hoạt động của công ty: ................................................. 22
I.2.1.2 Tìm hiểu về phòng thiết kế: ...................................................................... 23
I.2.2. Giới thiệu về cơ sơ vật chất hạ tầng ........................................................... 24

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIÀN KHOAN TỰ NÂNG ............... 30
II.1. Giới thiệu chung ........................................................................................... 30
II.2. Chức năng và phân loại giàn khoan tự nâng .................................................. 32
II.2.1. Chức năng: .............................................................................................. 32

5 (173)



II.2.2. Phân loại ................................................................................................. 33
II.3. Tiêu chuẩn, qui phạm thiết kế & thi công ...................................................... 35
II.3.1.Tiêu chuẩn ABS ....................................................................................... 35
II.3.2.Tiêu chuẩn DNV ...................................................................................... 35
II.3.3.Tiêu chuẩn API......................................................................................... 35
II.3.4.Tiêu chuẩn AWSD 1.1 .............................................................................. 36
II.3.5.Tiêu chuẩn TCVN .................................................................................... 37
II.3.6. Các định mức để áp dụng thi công của công ty PV ShipYard ................... 38
II.4. Các phương án thi công giàn khoan tự nâng trên thế giới .............................. 38

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THI CÔNG CHÂN GIÀN KHOAN TỰ NÂNG 90 M
NƯỚC .................................................................................................................... 41
III.1. Địa điểm xây dựng công trình...................................................................... 41
III.1.1 Địa điểm xây dựng Công trình................................................................. 41
III.2. Các yêu cầu về thi công chân giàn khoan tự nâng 90 m nước ....................... 44
III.3. Giới thiệu về chân giàn khoan tự nâng 90m nước ........................................ 45
III.4. Phân tích và lựa chọn phương án thi công chân giàn khoan.......................... 46
III.4.1 Phương án thi công từng đoạn chân thẳng đứng....................................... 46
III.4.2 Phương án thi công từng đoạn chân nằm ngang ...................................... 47
III.4.3 Lựa chọn phương án thi công chân gian khoan tự nâng 90 m nước. ........ 48
III.4.3.1 Nghiên cứu cụm đồ gá ............................................................................ 48
III.4.3.2 Bộ đồ gá chế tạo K-brace ........................................................................ 48
III.4.3.3 Bộ đồ gá hàn K-brace ............................................................................. 49
III.4.3.4 Bộ đồ gá chế tạo góc một phần tư ........................................................... 49
III.4.3.5 Phương pháp chế tạo các thanh giằng ..................................................... 50
III.4.3.6 Phương pháp chế tạo ¼ đoạn chân .......................................................... 53
III.4.3.7 Phương pháp chế tạo từng đoạn chân ...................................................... 56
III.5. Qui trình thi công chân giàn khoan tự nâng 90m nước ................................. 59
III.5.1 Chuẩn bị vật tư, trang thiết bị .................................................................. 59
III.5.2 Thi công đế chân (Spudcan). .................................................................. 59
III.5.2.1 Quy trình chế tạo đầu chịu lực của đế ..................................................... 60

6 (173)



III.5.2.2 Quy trình chế tạo đế chân (Spudcan)....................................................... 70
III.5.3 Thi công các đoạn chân trên bờ ............................................................... 79
III.5.3.1 Chia các đoạn chân ................................................................................. 79
III.5.3.2 Vận chuyển, cẩu lật các đoạn chân giàn khoan ........................................ 79
III.5.4 Đấu nối các đoạn chân............................................................................ 82
III.5.5 Phương án lắp dựng tổ hợp chân lên giàn khoan tự nâng ........................ 84
III.5.5.1 Phương pháp thi công bằng tàu cẩu. ........................................................ 84
III.5.5.2 Phương pháp thi công bằng cẩu lớn ( 900 T – 1250 T ) ........................... 85
III.5.5.3 Phương pháp thi công bằng tàu cẩu và có sự hỗ trợ của bộ gá trượt......... 85
III.5.5.4 Phương pháp thi công bằng cẩu đặt ngay trên thân giàn. ......................... 86
III.5.5.5 Lựa chọn phương án thi công.................................................................. 87
III.5.6 Cẩu lắp các đoạn chân trước khi hạ thuỷ. ................................................ 87
III.5.7 Cẩu lắp các đoạn chân sau khi hạ thuỷ.................................................... 90
III.5.8 Thi công hoàn thiện chân giàn khoan. ...................................................... 91

CHƯƠNG IV. CÁC BÀI TOÁN TÍNH TOÁN THI CÔNG ................................ 92
IV.1 . Tính toán kiểm tra bền và ổn định gối đỡ.................................................... 92
IV.1.1.Tính toán số lượng gối đỡ ....................................................................... 92
IV.1.2.Tính toán kiểm tra khả năng chịu lực của gối đỡ, giá đỡ .......................... 97
IV.1.3.Tính toán khả năng chịu lực của đất nền ................................................ 103
IV.2. Tính toán quay lật đoạn chân ..................................................................... 109
IV.2.1. Xác định khối lượng, trọng tâm. ........................................................... 109
IV.2.2. Chọn cấu hình cẩu ................................................................................ 115
IV.2.3.Lựa chọn ma ní, cáp .............................................................................. 118
IV.2.4. Bố trí , kiểm tra Padeye: ....................................................................... 123
IV.2.5. Bài toán cẩu nâng phân đoạn chân ........................................................ 129
IV.2.5.1 Thông số đầu vào: ................................................................................ 129

CHƯƠNG V : LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG ........................................................ 137
V.1. Kế hoạch điều động nhân lực, thiết bị phục vụ trong thi công ..................... 137
V.2.Tiến độ thi công chân giàn khoan tự nâng .................................................... 142
V.2.1 Định mức nhân lực, thiết bị phục vụ thi công lắp dựng chân giàn. .......... 142

7 (173)



V.2.2. Tiến độ thi công chân giàn khoan tự nâng .............................................. 143
V.3. An toàn lao động trong thi công. ................................................................. 145
V.3.1 Mục đích: ................................................................................................. 145
V.3.1 Công tác đảm bảo an toàn trong thi công: ................................................. 145

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 147

8 (173)



CHƯƠNG I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I.1. Giới thiệu tổng quan về ngành dầu khí Việt Nam
I.1.1. Tổng quan về ngành dầu khí

Từ những ngày đầu thành lập đến nay, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí
đã được Tổng cục Dầu khí (nay là Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) triển khai
mạnh mẽ trên toàn thềm lục địa Việt Nam với mục tiêu phát hiện nhiều mỏ dầu
khí mới nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Bên cạnh việc mở
rộng hoạt động thăm dò, khai thác ở trong nước, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
đã và đang triển khai thành công các hoạt động tìm kiếm, thăm dò khai thác
dầu khí ở nước ngoài

I.1.1.1 Trong nước:

Từ công tác tìm kiếm thăm dò đã xác định được các bể trầm tích Đệ Tam có
triển vọng dầu khí như: Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Mã
Lay - Thổ Chu, Tư Chính - Vũng Mây, nhóm bể Trường Sa và Hoàng Sa với
diện tích gần 1 triệu km2.

Hình 1.1: Bản đồ phân bố các bể trầm tích

9 (173)



Đến nay, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã ký được 87 Hợp đồng dầu khí với
các công ty dầu khí của Mỹ, Nhật, Nga, Anh, Malaysia, Singapore, Canada,
Úc…..trong đó 60 Hợp đồng dầu khí đang còn hiệu lực bao gồm 46 Hợp đồng
phân chia sản phẩm (PSC), 10 Hợp đồng điều hành chung (JOC), 03 Hợp đồng
POC, 01 Hợp đồng Hợp tác kinh doanh (BCC) và 01 hợp đồng hợp tác 2 bên
với tổng vốn đầu tư hơn 14 tỷ USD. (Hình 1.2).

Các hợp đồng dầu khí phân bố theo Bể trầm tích gồm:

- Bể Sông Hồng: 13 Hợp đồng;
- Bể Phú Khánh: 05 Hợp đồng;
- Bể Tư Chính – Vũng Mây: 02 Hợp đồng;
- Bể Nam Côn Sơn: 17 Hợp đồng;
- Bể Cửu Long: 16 Hợp đồng;
- Bể Ma Lay - Thổ Chu: 07 Hợp đồng.

Hình 1. 2: Bản đồ hoạt động Dầu khí Việt Nam

10 (173)



Trong những năm qua, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã tiến hành khảo sát
trên 107 nghìn km tuyến địa chấn 2D, 65 nghìn km2 địa chấn 3D, khoan hơn
980 giếng tìm kiếm, thăm dò, thẩm lượng và khai thác với tổng số mét khoan
trên 3,3 triệu m.

Kết quả tìm kiếm thăm dò đã đạt được:

- Các mỏ đã đưa vào khai thác: Tiền Hải C, Đông Quan D, D14 (bể Sông
Hồng), Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Phương Đông, Ruby, Sư Tử Đen,
Sư Tử Vàng, Cá Ngừ Vàng (bể Cửu Long), Đại Hùng, Lan Tây, Rồng
Đôi/Rồng Đôi Tây (bể Nam Côn Sơn), Cái Nước, Sông Đốc (bể Malay-
Thổ chu).
- Các mỏ/phần mỏ chuẩn bị đưa vào khai thác: Bạch Hổ 19, Trung tâm và
Nam trung tâm Rồng, Sư Tử Trắng, Hải Sư Trắng, Hải Sư Đen, Tê Giác
Trắng, Thăng Long, Đông Đô, Topaz, Pearl, Diamond (bể Cửu Long);
Hải Thạch, Mộc Tinh, Lan Đỏ, Dừa, Chim Sáo, Thiên Ưng, Mãng Cầu
(bể Nam Côn Sơn); Hoa Mai, cụm mỏ Rạch Tàu + Phú Tân + Khánh
Mỹ, Kim Long, Ác Quỷ, Cá Voi (bể Malay-Thổ chu)
- Các cấu tạo đã phát hiện: Thái Bình, Yên Tử, Hàm Rồng, Báo Vàng,
Báo Đen, Bạch Long, Hồng Long, Hoàng Long, Hắc Long, Địa Long
(bê Sông Hồng); Cá Mập Trắng (bể Phú Khánh); Emerald, Jade, Hổ
Xám Nam, Sư Tử Nâu, Hải Sư Đen (khối A), Hải Sư Nâu, Hải Sư Bạc,
Lạc Đà Nâu, Dơi Nâu (bể Cửu Long); Cá Rồng Đỏ, Thanh Long, Cá
Chó, Rồng Vĩ Đại, Rồng Trẻ (bể Nam Côn Sơn); Bắc Kim Long (bể
Malay-Thổ chu).
- Ngoài việc hợp tác tìm kiếm thăm dò với các đối tác nước ngoài, Tập
đoàn Dầu khí đã đầu tư mua tàu địa chấn 2D Bình Minh 02, liên doanh
tàu địa chấn 3D, đóng mới một số giàn khoan để có thể chủ động trong
công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí trong nước và có thể mở rộng ra khu
vực cũng như thế giới.

I.1.1.2 Ngoài nước:

Bên cạnh việc mở rộng hoạt động thăm dò, khai thác ở trong nước, Tập
đoàn Dầu khí Việt Nam đã và đang triển khai thành công hoạt động tìm kiếm,
thăm dò khai thác ở nước ngoài. Hiện tại PVN tham gia đầu tư vào 13 dự án
Thăm dò Khai thác dầu khí ở nước ngoài (Hình 3), cụ thể như sau:

11 (173)



 Các dự án thăm dò

- Dự án lô 16,17 (đất liền) Cuba
- Dự án lô 31&32, 42 & 43 (ngoài khơi) Cuba
- Dự án lô Randugunting, đất liền Indonesia
- Dự ánlô Danan, đất liền Iran
- Dự ánlô E1&E2, ngoài khơi Tuynidi
- Dự án lô M2, Myanmar
- Dự án lô Champasak & Saravan, Lào
- Dự án lô Savanakhet, Lào
- Dự án lô XV, Campuchia
- Dự án lô Marine XI, Công gô
- Dự án lô Dannan, Iran
- Dự án lô Majunga, Madagasca

 Các dự án phát triển khai thác

- Dự án Nhenhexky (công ty liên doanh Rusvietpetro), Liên bang Nga
- Dự án Naguimanov, Liên bang Nga
- Dự án Junin-2, Venezuela
- Dự án lô 433a&416b, Algeria
- Dự án lô SK 305, ngoài khơi Sarawak, Malaysia
- Dự án lô PM304, ngoài khơi Malaysia

12 (173)



Hình 1.3: Bản đồ phân bố các hợp đồng dầu khí ở nước ngoài
I.1.1.3 Năm 2010:

Thực hiện nhiệm vụ kế hoạch đã đề ra,trong năm 2010,Tập đoàn Dầu khí
Việt Nam đã đạt được các kết quả trong công tác tìm kiếm thăm dò như sau:

 Công tác tìm kiếm thăm dò trong nước:

- Đã tiến hành thu nổ 26.974 km tuyến địa chấn 2D và 5.846 km2 địa chấn
3D.
- Đã khoan 28 giếng khoan thăm dò - thẩm lượng với tổng số mét khoan
gần 91.000m và tổng số tiền đầu tư ước tính 645 triệu USD.
- Có thêm 06 phát hiện dầu khí mới ở các lô 15-1/05, 16-2, 113, 09-2/09,
05-1 b&c gia tăng trữ lượng là 43 triệu tấn quy dầu, đạt 123% kế hoạch
và nhiều giếng khoan thẩm lượng đạt kết quả tốt như giếng Hải Sư Đen-
5XP (Lô 15-2/01); Hàm Rồng-2X (Lô 106); Đông Đô-3X (Lô 01&02);
Sư Tử Nâu-3X-ST (Lô 15-1); Gấu Chúa-2X (10&11-1)...
- Ký thêm 06 hợp đồng dầu khí mới với các công ty: Neon Energy lô 105-
110/04; Pearl Oil lô 04-2; tổ hợp nhà thầu Mitra/Kufpec/PVEP lô
51; Mitra/PVEP lô 46/07; PVEP lô 01&02/10 và với PVEP lô 09-2/10.

13 (173)



 Công tác tìm kiếm thăm dò ngoài nước

- Đã tiến hành thu nổ 1228 km2 địa chấn 3D ở lô N31-N32 Cuba và 1.078

Km tuyến 2D lô M2 ở Myanmar.

- Đã ký một hợp đồng dầu khí mới Lô Kossork – Uzbekistan ngày
29/1/2010.

Ngày 30/9/2010, Petrovietnam và Zaruberneft (Công ty Liên doanh
Rusvietpetro) đã đón nhận dòng dầu đầu tiên. Đây là bước phát triển mới, là
thành công đầu tiên của ngành Dầu khí Việt Nam tại Liên bang Nga về thăm dò
khai thác dầu khí. Thành công này cũng đánh dấu một bước phát triển mới
trong quan hệ hợp tác của Việt Nam và Nga, góp phần tăng cường quan hệ hữu
nghị truyền thống lâu đời giữa hai dân tộc Việt – Nga, đồng thời tạo thuận lợi
cho Petrovietnam tiếp tục cùng với các đối tác Nga triển khai, mở rộng hoạt
động tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí tai Liên bang Nga và các nước
khác.

I.1.2. Sự hình thành, phát triển ngành công trình biển và dầu khí
I.2.1.1 Sự hình thành:
Tiền thân của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam : Năm 1961 thành lập
Đoàn Địa Chất 36 thuộc Tổng Cục Địa Chất Việt Nam làm nhiệm vụ tìm kiếm,
thăm dò dầu khí.

Đến năm 1969, Đoàn Địa Chất 36 được nâng lên thành Liên Đoàn Địa Chất
36.

Ngày 3/9/1975 Nhà nước quyết định thành lập Tổng Công Ty Dầu Khí Việt
Nam ( sau khi đã tiếp nhận các hồ sơ về mỏ ở miền nam Việt Nam).

Năm 1977: Thành lập công ty Petro Việt Nam nằm trong tổng cục Dầu Khí
Việt Nam làm nhiệm vụ hợp tác với nước ngoài tìm kiếm, thăm dò dầu khí.

Tháng 4/1990: Nhập Tổng Cục Dầu Khí vào công nghiệp nặng.

Tháng 6/1990: Thành lập Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam trên cơ sở các
đơn vị cũ của Tổng Cục Dầu Khí và xóa tên Tổng Cục Dầu Khí Việt Nam
nhưng vẫn trực thuộc Bộ Công Nghiệp nặng.

14 (173)



Tháng 5/1992 Tổng Công ty Dầu Khí Việt Nam tách khỏi Bộ Công Nghiệp
nặng và trực thuộc sự quản lý của chính phủ.

Tháng 5/1995 Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam được quyết định là Tổng
Công Ty Nhà Nước và có tên giao dịch Quốc Tế là Petro Vietnam.

Năm 2003: Nhằm giảm đầu mối quản lý, Thủ tướng chính phủ quyết định
Petro Vietnam trực thuộc Bộ Công Nghiệp nặng.

I.2.1.2 Tình hình khai thác dầu khí ở Việt Nam
Việc khai thác dầu khí ở nước ta đầu tiên dựa trên hợp đồng phân chia sản
phẩm (PSC) với các công ty nước ngoài trong đó điển hình là công ty liên
doanh VietsoPetro. Những năm gần đây liên doanh điều hành chung (JOC) trở
thành phương thức hợp tác khai thác dầu khí mới rất thành công với Cửu Long
JOC, Hoàng Long JOC, Thăng Long JOC…
Tất cả các trữ lượng dầu của các mỏ được phát hiện cho đến thời điểm hiện
tại đều ở thềm lục địa dưới 200m nước. Công nghiệp khai thác dầu ngoài khơi
ở Việt Nam đã được bắt đầu, mở rộng và tăng trưởng nhanh từ 0.04 triệu
tấn/năm (1986) lên 20.34 triệu tấn/năm vào năm 2004. Sau 5 năm thành lập
(1981 – 1986) XNLD Vietsovpetro đã đưa mỏ dầu đầu tiên (mỏ Bạch Hổ) ở bể
Cửu Long thềm lục địa phía nam Việt Nam vào khai thác từ tháng 6/1986,
đánh dấu thành tựu to lớn sự hợp tác giữa Việt Nam và Liên Xô (cũ), mở đầu
ngành công nghiệp khai thác dầu khí trên biển của Việt Nam. Từ năm 1988 sau
khi phát hiện và đưa vào khai thác dầu trong móng phong hóa nứt nẻ trước Đệ
Tam của mỏ Bạch Hổ, sản lượng khai thác dầu thô hàng năm của XNLD
Vietsovpetro nói riêng và của ngành dầu khí nói chung tăng lên không ngừng.
Sau 18 tháng ký hợp đồng PSC nhà điều hành BHP đã đưa mỏ Đại Hùng vào
khai thác sớm (10/1994), XNLD Vietsovpetro đưa mỏ dầu thứ 2 (mỏ Rồng)
vào khai thác tháng 12/1994. Mỏ Bunga Kekwa – Cái Nước đưa vào khai thác
tháng 7/1997 là kết quả của sự hợp tác giữa Petrovietnam và Petronas với nhà
điều hành IPC ở vùng thỏa thuận thương mại giữa hai nước Việt Nam và
Malaysia. Tiếp theo nhà thầu JVPC (lô 15-2) đã đưa mỏ Rạng Đông vào khai
thác tháng 8/1998 và cùng năm này Petronas Carigali đã đưa mỏ Hồng Ngọc
(lô 01) vào khai thác. Công ty điều hành chung Cửu Long JOC đã phát triển
mỏ Sư Tử Đen và đưa vào khai thác tháng 10/2003, đánh dấu sự thành công
của hình thức hợp đồng JOC đầu tiên ở Việt Nam.

15 (173)



Hình 1.4: Quy mô trữ lượng các mỏ dầu Việt Nam.

Hình 1.5: Phân bố các mỏ khí theo quy mô trữ lượng.
Kết quả tìm kiếm thăm dò trong thời gian qua đã xác định được các bể trầm
tích có triển vọng dầu khí: Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn,
Malay – Thổ Chu, Tư Chính – Vũng Mây, nhóm bể Trường Sa và Hoàng Sa,
trong đó các bể: Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay – Thổ Chu và Sông Hồng
gồm cả đất liền (miền võng Hà Nội) đã phát hiện và đang khai thác dầu khí:
- Bể Cửu Long: Bể nằm chủ yếu trên thềm lục địa phía nam Việt Nam và
một phần đất liền thuộc khu vực cửa sông Cửu Long. Bể có hình bầu
dục, vồng ra phía biển và nằm dọc theo bờ biển Vũng Tàu – Bình

16 (173)



Thuận. Bể Cửu Long được xem là bể trầm tích khép kín điển hình của
Việt Nam, chủ yếu phát hiện dầu, trong đó các mỏ đang khai thác gồm
Bạch Hổ, Rồng, Rạng Đông, Hồng Ngọc, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng và
các mỏ đang chuẩn bị phát triển như Sư Tử Trắng.
- Bể Nam Côn Sơn: Bể Nam Côn Sơn có diện tích gần 100,000 km2, nằm
trong khoảng giữa 6o00’ đến 9o45’ vĩ độ Bắc và 106o00’ đến 109 o00’
kinh độ Đông. Độ sâu nước biển trong phạm vi bể thay đổi rất lớn, từ
vài chục mét ở phía Tây đến hơn 1000m ở phía Đông. Ở bể này phát
hiện cả dầu và khí (tỷ lệ phát hiện khí, khí – condensate cao hơn) trong
đó có hai mỏ đang khai thác là mỏ dầu Đại Hùng và mỏ khí Lan Tây –
Lan Đỏ, ngoài ra còn một số mỏ khí đang phát triển (Rồng Đôi – Rồng
Đôi Tây, Hải Thạch…).
- Bể Sông Hồng: Bể Sông Hồng nằm trong khoảng 105o30’ đến 110 o30’
kinh độ Đông, 14o30’ đến 21o00’ vĩ độ Bắc. Về địa lý, bể Sông Hồng có
một phần diện tích nhỏ nằm trên đất liền thuộc đồng bằng Sông Hồng,
còn phần lớn diện tích thuộc vùng biển Vịnh Bắc Bộ và biển miền
Trung thuộc các tỉnh từ Quảng Ninh đến Bình Định. Ở bể này chủ yếu
phát hiện khí, trong đó mỏ khí Tiền Hải “C” ở đồng bằng sông Hồng
(miền võng Hà Nội) đang được khai thác và một số phát hiện khác ở
ngoài khơi vịnh Bắc Bộ.
- Bể Malay – Thổ Chu: Bể nằm ở Vịnh Thái Lan, phía Đông là vùng biển
Tây Nam Việt Nam, phía Đông Bắc là vùng biển Campuchia, phía Tây
Bắc và Tây là vùng biển Thái Lan và phía Tây Nam là vùng biển
Malaysia. Ở bể này phát hiện cả dầu và khí trong đó các mỏ dầu – khí:
Bunga Kekwa – Cái Nước, Bunga – Raya, Bunga Seroja ở vùng chồng
lấn giữa Việt Nam và Malaysia đang được khai thác.

17 (173)



Hình 1.6: Các bể trầm tích ở Việt Nam.

18 (173)



Hình 1.7: Sơ đồ phân bố các mỏ dầu khí ở Việt Nam.
I.1.3. Phân loại các công trình biển và dầu khí
Thế giới đã trải qua một bước tiến dài trong công nghiệp dầu khí biển. Do
đó các loại công trình biển cũng rất đa dạng. Các loại công trình biển thường
được phân biệt theo đặc tính kết cấu, theo chức năng, theo quy mô công trình,
theo vật liệu sử dụng hay theo độ sâu…

19 (173)



I.1.3.1 Phân loại theo đặc tính kết cấu.

I.1.3.2 Phân loại theo chức năng.
Theo chức năng công trình thì có những nhóm sau đây:

- Công trình phục vụ khoan thăm dò
- Công trình phục vụ khai thác: các giàn đỡ đầu giếng
- Công trình xử lý sản phẩm dầu khí: các giàn công nghệ
- Các công trình phụ trợ ( nhà ở, cầu dẫn, giàn trung gian…)
- Công trình vận chuyển dầu khí
- Công trình chứa đựng dầu khí
Công trình biển cố định kiểu Jacket có thể áp dụng được hầu hết các loại
công trình trên, trừ kho chứa và các công trình vận chuyển.

I.1.3.3 Phân loại theo quy mô công trình.
- Giàn nhẹ
- Giàn nặng
- Giàn tối thiểu.
- Công trình biển cố định kiểu Jacket có thể là giàn nặng hoặc giàn nhẹ.
I.1.3.4 Phân loại theo vật liệu sử dụng.
- Giàn vật liệu bằng gỗ: Rất phổ biến trước năm 1947

20 (173)



- Giàn vật liệu bằng thép: từ năm 1947 trở đi, hiện có trên 6500 công
trình.
- Giàn vật liệu bằng bê tông cốt thép: chủ yếu được sử dụng ở Biển Bắc.
- Giàn vật liệu hỗn hợp bê tông và cốt thép: có nhưng ít được sử dụng
I.1.3.5 Phân loại theo độ sâu nước xây dựng.
Tùy theo độ sâu nước mà người ta có các loại công trình tương ứng như
sau:

- Giàn nước nông
- Giàn nước sâu
- Giàn nước cực sâu
Tuy nhiên, hiểu thế nào là nước nông, nước sâu, nước cực sâu thì có một số
quan điểm khác nhau phụ thuộc tổ chức đưa ra định nghĩa.

TT Cơ quan tổ chức đưa ra Tên gọi độ sâu nước (m)
định nghĩa tên độ sâu nước Nông Sâu Cực sâu
1 Cục quản lý khoáng sản Mỹ < 305 305 ÷ 1524 1524 ÷ 3048
(MMS – 2000)
2 Hội nghị dầu khí toàn cầu < 400 ÷ 1500 >1500
(WPC – 2002)
3 Hội nghị công nghệ dầu khí < 500 500 ÷ 1500 >1500
(OTC – 2005)
4 Đại học Stavanger Smedvig < 900 900 ÷ 2100 >2100
Offshore (2005)

Theo nghiên cứu của tác giả, định nghĩa về độ sâu nước của MMS được
chấp nhận rộng rãi, đặc biệt với sự kiện ở quy mô toàn cầu liên quan đến công
nghệ biển nước sâu ( DOT – Deep offshore Technology).

Dù theo cách phân loại nào thì công trình biển cố định kiểu Jacket cũng chủ
yếu được xây dựng trong vùng nước nông. Đến nay trên thế giới chỉ có 7 công
trình đạt độ sâu trên 300m, công trình sâu nhất có độ sâu nước 412 m.

21 (173)



Hình 1.8: Môt số loại công trình biển trên thế giới
I.2. Giới thiệu về Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV
ShipYard
I.2.1. Sự hình thành và phát triển
I.2.1.1 Cơ cấu tổ chức và hoạt động của công ty:
Công ty cổ phần Chế tạo Giàn khoan Dầu khí (PV Shipyard) được thành lập
vào tháng 7/2007 bởi các cổ đông chiến lược là Tổng Công ty và Tập đoàn lớn
của Việt Nam: Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (Petro Vietnam), Tập
đoàn Công nghiệp Tàu thủy Việt Nam (Vinashin), Tổng Công ty Lắp máy
(Lilama), Ngân hàng Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) với mục tiêu thực
hiện chủ trương của Chính phủ là phát triển lớn mạnh ngành cơ khí chế tạo
giàn khoan Dầu khí tại Việt Nam. Nét đặc thù của PV Shipyard là chuyên chế
tạo, sửa chữa, hoán cải các loại giàn khoan biển như giàn khoan tự nâng, giàn
bán chìm, tàu khoan, các cấu kiện thượng tầng ngoài khơi, các phương tiện nổi
hay tàu chuyên chở dầu FPSO, FSO….với mục tiêu chiến lược là trở thành
công ty hàng đầu trong lĩnh vực này của Việt Nam, mở ra cơ hội cạnh tranh
trên khu vực và thế giới bằng ngành sản xuất công nghệ cao và phức tạp, đồng
thời góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và thể hiện chủ quyền đối với tài
nguyên quốc gia.
Hiện nay PV Shipyard đang từng bước triển khai đầu tư và xây dựng cơ sở
hạ tầng cầu cảng và bãi chế tạo phức hợp gồm nhà xưởng, máy móc, các thiết
bị nâng hạ tại cảng Sao Mai Bến Đình – Tp Vũng Tàu trên tổng diện tích
400,000 m 2. Với chiều dài cầu cảng 273m và mực nước sâu bến đạt 10.2m,
công suất bãi chế tạo hoàn thành vào đầu năm 2010 cho phép triển khai thi
công cùng lúc 4 giàn khoan tự nâng. Bên cạnh đó, việc ụ khô sẽ được hoàn
thành vào năm 2012 và hoạt động của cẩu 500 tấn sẽ hội tụ đủ điều kiện để PV
Shipyard bắt tay vào chế tạo chiếc giàn bán chìm đầu tiên của Việt Nam.

22 (173)



SƠ ĐỒ TỔ CHỨC CÔNG TY:

I.2.1.2 Tìm hiểu về phòng thiết kế:
 Sơ đồ tổ chức phòng thiết kế:

 Chức năng nhiệm vụ:
- Phòng thiết kế là một bộ phận trong cơ cấu tổ chức của công ty cổ phần
chế tạo giàn khoan, chịu sự điều hành trực tiếp của BTGĐ.
- Cơ cấu tổ chức và biên chế phòng thiết kế do Tổng Giám đốc công ty cổ
phần chế tạo giàn khoan quyết định dựa trên kế hoạch sản xuất, định
hướng phát triển của công ty.

23 (173)



- Phòng thiết kế hoạt động theo các quy chế, quyết định, văn bản của
Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí và mô tả chức năng nhiệm
vụ của phòng thiết kế.
- Thực hiện các công việc được mô tả trong chức năng nhiệm vụ của PTK
và các công tác khác khi được BTGĐ giao.
 Công tác thiết kế và nghiên cứu khoa học:
- Chịu tách nhiệm chính trong công tác tổ chức quản lý, triển khai thực
hiện thiết kế các dự án và các công trình do Công ty cổ phần chế tạo
giàn khoan thực hiện.
- Phối hợp với các phòng ban trong công ty triển khai , thực hiện các dự
án đạt chất lượng , đúng tiến độ yêu cầu.
- Tư vấn, hỗ trợ các phòng ban và Căn cứ về các vấn đề kỹ thuật có liên
quan
- Tham mưu cho BTGĐ về định hướng và kế hoạch phát triển đội ngũ
thiết kế.
- Mở rộng hoạt động chuyên môn trong lĩnh vực thiết kế theo yêu cầu
công việc, phù hợp với định hướng và kế hoạch phát triển của công ty.
- Chịu trách nhiệm chính trong việc thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa
học.
 Công tác tổ chức và quản lý:
- Quản lý toàn bộ lao động trực tiếp và gián tiếp trong phòng.
- Lập kế hoạch sử dụng nhân lực cho từng giai đoạn của các Dự án để đáp
ứng được tiến độ thi công của các dự án.
- Đề xuất các hình thức thi đua, khen thưởng và kỳ luật đối với các nhân
sự làm việc tại phòng.
- Phối hợp với các phòng ban thực hiện các công tác có liên quan.
I.2.2. Giới thiệu về cơ sơ vật chất hạ tầng
1. Mặt bằng bãi lắp ráp.
 Bãi chế tạo Công ty chế tạo giàn khoan dầu khí - PVshipyard :
Diện tích mặt bằng cho công việc thi công tổ hợp các công việc của dự án
Giàn khoan tự nâng 90m nước nói chung cũng như hệ kết cấu sàn khoan nói
riêng được thực hiện tại bãi gia công của Công ty Cổ Phần Chế Tạo Giàn
Khoan Dầu Khí số 65A đường 30/4 Phường 9 Thành Phố Vũng Tàu, Việt
Nam.
Tổng diện tích mặt bằng thi công là 180000 m2 trong đó :

24 (173)



- Khu vực tổ hợp Block tổng thành là : 11000 m2
- Khu vực thi công Block có nhà che di động là 6500 m 2 : (khu vực này
cũng được dùng để tổ hợp hệ kết cấu đỡ sàn khoan)
- Khu vực thi công chân (Leg) có nhà che di động là : 6400 m2
- Khu vực tập kết vật tư là : 7900 m2
- Khu vực thi công các hạng mục khác không có mái che di động là :
16000 m 2
- Khu vực cầu cảng là : 4700 m2 với tải trọng thiết kế là :
 Xưởng chế tạo (Panel Workshop)
- Diện tích nhà xưởng là : 4000 m2
- Được trang bị hệ thống đường ống và bồn trung tâm cung cấp các loại
khí công nghiệp phục vụ cho công tác gia công như (gas,oxy…)
- Xưởng được trang bị 4 cầu trục với tải trọng 16T cho một cầu trục bảo
đảm cho công viêc gia công các hạng mục của dự án.
- Xưởng được trang bị một máy cắt CNC
 Nhà bắn cát & phun sơn
- Diện tích nhà xưởng là : 76x28 (m2)
- Xưởng được trang bị hệ thống phun và thu hồi bi bán tự động với 12 vòi
phun bi (công xuất 10m2/h).
- Áp dụng công nghệ bắn cát phun sơn của mỹ với hệ thống hút bụi của
thái lan.

25 (173)



Khu vực bãi lắp ráp PV ShipYard

STT Khu vực chế tạo STT Khu vực chế tạo
1 Khu vực tập kết vật liệu 15 Xưởng chế tạo ống
2 Khu vực lắp ráp, chế tạo ống 16 Xưởng kiểm tra chất lượng
3 Khu vực tập kết thép 17 Khu vực phun sơn
4 Khu vực chế tạo Panel 1 18 Khu vực hoàn thành đoạn chân 1
7 Khu vực chế tạo sân bay 21 Khu vực chế tao đế chân
8 Khu vực chế tạo nhà ở 22 Khu vực chế tạo độ dốc
9 Khu vực chế tạo Panel 4 23 Khu vực tập kết phân đoạn chân
10 Khu vực lắp ráp Block 1 24 Khu vực lắp ráp Block 2
11 Xưởng chế tạo Panel 25 Khu vực lắp ráp Block 3
12 Chế tạo 1/4 chân 26 Khu vực lắp ráp Block 4
13 Nhà kho 27 Xưởng phun sơn
14 Lớp, giá để ống 28 Địa điểm lắp ráp cuối cùng

26 (173)



Hình 1.9: Mặt bằng bãi lắp ráp công ty PV ShipYard

27 (173)



2. Thiết bị thi công trên bờ:

Loại/thông số Tải trọng nâng
Mô tả Số lượng
kỹ thuật lớn nhất (tấn)
Cẩu bánh xích 1250 1
Xe Terex Demag
cẩu CC6800
Cẩu bánh lốp Terex 40 1
Cẩu bánh xích 550 1
SL6000

Số
Mô tả Loại/thông số kỹ thuật
lượng
Xe Xe nâng tổng đoạn Dafang 2
nâng,
Xe tải Xe nâng 7 tấn 2

Máy Máy hàn MIG/MAG (Deltaweld 402) 8
hàn
Máy hàn SMAW(Hệ thống trạm hàn 6 máy đơn
1
Model ARCTRONIC)
Máy
Mõ cắt tay KOIKE 2
cắt
Máy Máy kiểm tra siêu âm 1
kiểm Thiết bị kiểm tra từ tính 1
tra
NDT Thiết bị chụp phóng xạ 1

Dụng Máy kiểm tra không gian (LEICA) 1
cụ Máy thủy bình (PENTAX) 5
kiểm
tra Thước dây 50m (KDS) 2
kích Thước dây 20m (KDS) 2
thước
Nivo 600mm 4
Nivo 300mm 4

28 (173)



Dụng Máy phun sơn Graco NTX70 2
cụ, Máy trộn sơn Graco P/N: 231-414 2
máy
móc Máy nén khí di động (XAMS407) 1
thiết Cối cát 4
bị sơn
Thiết bị đo độ ẩm 1
Thiết bị đo chiều dày sơn 1

3. Thiết bị hạ thủy:
- Salan: Kích thước B x L x H = 36580 x 122000 x 7620 (mm)
- Tàu kéo, hệ thống kéo Strand Jack…
- Các loại tàu đi kèm: bảo hộ, y tế, định vị…
- Hệ thống bơm nước…

29 (173)



CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIÀN KHOAN TỰ NÂNG
II.1. Giới thiệu chung
Giàn khoan tự nâng được sử dụng trong khu vực có độ sâu từ 15 đến 100 m
và với chiều chìm sâu nhất là 150 m đối với các giàn khoan có hiệu năng tốt
nhất. Thân của giàn tự nâng thông thường có dạng kết cấu tam giác với 3 chân,
và trong một vài trường hợp có hình dạng khác. Một giàn tự nâng tương đối ổn
định khi nổi trên chính thân của nó với chân được nâng lên. Khi di chuyển chân
giàn khoan được nâng lên và có sự hỗ trợ của tàu kéo.

Hình 2.1 Giàn tự nâng hình tam giác với 3 chân
 Giàn khoan tự nâng bao gồm các bộ phận chính sau:
 Thân (Hull)
Thân chính là một kết cấu kín nước thường có dạng hình tam giác. Kết
cấu thân bao gồm: Sàn trên (mặt boong), sàn dưới, sàn trung gian, sàn
thao tác, vách bao xung quanh, các vách dọc bằng thép tấm và các kết
cấu dầm, xương gia cường.

Thân chính được chia thành nhiều khoang gồm:

- Buồng máy
- Buồng bơm bùn
- Buồng chứa ximăng
- Két chứa bùn và ximăng

30 (173)



- Buồng máy phụ
- Kho chứa dụng cụ và thiết bị
- Các két nước dằn
- Các két nước sinh hoạt
Trên mặt boong chính bố trí hệ thống ống, đường ống dịch chuyển tháp
khoan, các tháp khoan, các hệ thống bơm, hệ thống cẩu, các hệ thống thông gió
và cabin buồng ở.

 Khối (block) nhà ở và sân bay trực thăng
- Khối nhà ở gồm nhiều tầng, được chia thành các buồng ở cho công
nhân và kỹ sư làm việc trên giàn khoan với đầy đủ các tiện nghi sinh
hoạt, nghỉ ngơi.
- Bố trí các buồng, phòng giải trí, phòng thể thao, phòng tắm
hơi,…giúp mọi người sống và làm việc trên giàn khoan giải trí sau
giờ làm việc.
- Bố trí các văn phòng làm việc, phòng điều khiển, phòng thông tin
liên lạc.
- Sân bay trực thăng: bố trí phía đối diện với tháp khoan trong phạm vi
cần cẩu có thể phục vụ cẩu chuyển.
- Hệ thống tiếp nhiên liệu , hệ thống cứu hoả, hệ thống cung cấp nước.
 Sàn lắp tháp khoan
Sàn lắp tháp khoan cùng với hệ thống trượt cho phép điều chỉnh vị trí tháp
khoan ra tới 70 ft (21m) theo chiều dọc cách mép ngoài thân giàn khoan và 15
ft (4.5m) theo chiều ngang.

 Hệ thống cần cẩu
- Hệ thống cần cẩu: được bố trí ở các góc của thân giàn khoan đảm
bảo tầm với và sức nâng tại mọi vị trí trên giàn
 Các thiết bị khác trên giàn
- Các tổ máy phát điện chính: Được dùng để cung cấp toàn bộ điện
năng trên giàn
- Hệ thống các loại bơm: Bơm nước sạch, bơm ballast và nước bẩn,
bơm nước cho tháp khoan, bơm cứu hoả, bơm nước nóng, bơm nước
sinh hoạt, bơm vệ sinh, bơm bùn, bơm cung cấp dầu.
- Máy chưng cất nước ngọt
- Bầu hâm nước
- Máy nén khí và các bình chứa
- Các loại dụng cụ cơ khí cầm tay

31 (173)



- Thiết bị hàn
- Thiết bị lọc dầu
- Thiết bị phân ly nước la canh
- Thiết bị thuỷ lực điều chỉnh vị trí của giàn khoan
- Hệ thống neo: Bao gồm 04 neo và 04 sợi xích neo
- Các hệ thống tời kéo
- Hệ thống điện
- Hệ thống điện ắc qui
- Hệ thống thiết bị thông tin liên lạc
- Hệ thống điện thoại
- Hệ thống báo động
- Các hệ thống cứu sinh cứu hoả
- Hệ thống ống thông gió
- Hệ thống điều hoà không khí và nhiệt độ
- Hệ thống làm lạnh thực phẩm
- Các sàn công tác
- Các hệ thống ống
- Hệ thống chứa và chế tạo dung dịch khoan
 Chân giàn khoan
- Chân giàn khoan được chế tạo bằng thép cường độ cao có kết cấu theo
kiểu thanh giằng được liên kết với nhau. Chân giàn khoan bao gồm các
phân đoạn và các chi tiết
- Các chân giàn khoan được chế tạo dưới sự kiểm tra của giám sát của
đăng kiểm ABS hoặc DNV
- Các thanh giằng chéo và thanh giằng ngang
- Phía dưới mỗi chân giàn khoan có chân đế tiếp xúc với đáy biển đảm
bảo cho toàn bộ giàn khoan ngồi ổn định trong quá trình khoan
- Hệ thống nâng hạ chân giàn khoan
- Hệ thống hãm: Bao gồm 3 động cơ thuỷ lực và việc hãm các chân giàn
khoan được thực hiện độc lập với nhau
- Hệ thống điều khiển: Được bố trí trong buồng điều khiển
- Hệ thống các bánh răng truyền động
II.2. Chức năng và phân loại giàn khoan tự nâng
II.2.1. Chức năng:
Các chức năng mà giàn khoan tự nâng có thể làm được: Khoan thăm dò,
khoan khai thác và sửa chữa miệng ống.

32 (173)



II.2.2. Phân loại
Hiện nay trên thế giới, giàn khoan tự nâng có rất nhiều kiểu dáng thiết kế
khác nhau. Tùy theo yêu cầu sử dụng: mục đích khai thác, vùng biển hoạt động
& các yêu cầu của Chủ đầu tư mà giàn khoan tự nâng được thiết kế để sử dụng
cho phù hợp. Mỗi kiểu có kết cấu đế khác nhau, giàn khoan tự nâng được chia
thành hai loại chính sau:
- Các giàn khoan có cọc trụ độc lập, thường làm bằng lưới kim loại, ở
dưới cùng có chân đế hoặc thùng chắn. Việc hạ các chân đế xuống tùy
thuộc vào loại đất, người ta làm các dạng chân đế thích ứng với sức
kháng xuyên vào đáy biển.
- Các giàn khoan đặt trên đáy biển nhờ các tấm đế nối liền các cọc trụ
thường là hình ống và thẳng đứng, được sử dụng trên đất bằng phẳng
và với chiều sâu nước đến 50m. Tấm đế thường chỉ đặt sâu dưới đáy
biển một ít.
 Giàn khoan đặt trên đáy biển nhờ các tấm đế nối liền các chân hình
trụ:
Kết cấu tấm đế chân của chân giàn khoan là bao gồm các tấm và chân của
giàn khoan gắn liền với tấm đế chân. Mục đích cơ bản của tấm chân đế là phân
bố đều tải trọng tập trung của chân vào bề mặt của đáy biển và giảm áp lực tác
dụng vào đất. Ngoài ra, tấm chân đế còn chịu được lực tác động bên bằng cách
kết hợp giữa lực cố kết hay lực ma sát của bề mặt đáy của tấm chân đế với bề
mặt cát và áp lực bề mặt cát tác động vào bề mặt đứng của tấm đế khi tấm đế
lún sâu vào cát.
Tấm chân đế còn cung cấp moment kết nối tới mặt đáy của các chân để
giảm moment uốn của chân tại điểm kết nối với thân giàn khoan. Điều này làm
giảm khối lượng trên mỗi chân. Do chân giàn khoan được gắn liền với tấm đế,
các chân sẽ có cùng vị trí với thân giàn, cho phép hệ thống nâng hạ của giàn
hoạt động đơn giản hơn loại chân đế độc lập.
Mục đích khác của tấm chân đế là cung cấp lực nổi trong suốt trạng thái nổi
của giàn. Do đó, chiều chìm của tấm đế được xác định bởi 2 cách: kết cấu và
ảnh hưởng khả năng nổi tới toàn bộ tính nổi của giàn khoan.

33 (173)



Hình 2.2: Các giàn khoan đặt trên đáy biển nhờ tấm đế nối liền các cọc trụ
 Giàn khoan có chân độc lập:
Chân đế giàn khoan là kiểu chân đế được sử dụng phổ biến hiện nay cho
giàn khoan. Chân đế có hình dạng nón tại bề mặt đáy. Mục đích của chân đế là
truyền tải trọng của chân giàn khoan tới bề mặt đáy biển. Do đó, kết cấu của
chân đế có khả năng chống lại lực cắt và ứng suất uốn tác động vào chân và bề
mặt cát.

Hình 2.3: Giàn khoan có chân độc lập

34 (173)



II.3. Tiêu chuẩn, qui phạm thiết kế & thi công
II.3.1.Tiêu chuẩn ABS
Tiêu chuẩn ABS chuyên về các quy tắc về xây dựng và phân ra các loại giàn
khoan trên biển phục vụ cho công tác thiết kế. Bao gồm các phần sau:
- Phần 1: Điều kiện để phân loại các công trình biển
- Phần 2: Các yêu cầu về vật liệu và mối hàn
- Phần 3: Kết cấu thân và thiết bị
- Phần 4: Máy móc và hệ thống
- Phần 5: Kiểm tra sau khi xây dựng
II.3.2.Tiêu chuẩn DNV
Tiêu chuẩn DNV chuyên về thiết kế chế tạo các công trình trên biển, các
loại tàu thuyền. Phần giàn khoan trên biển DNVcho các tiêu chuẩn thiết kế sau:
DNV (Det Norske Veritas)

- Tiêu chuẩn về chất lượng, kiểm định và an toàn
- Tiêu chuẩn về vật liệu kỹ thuật
- Tiêu chuẩn về kết cấu
- Hệ thống
- Các phương tiện đặc biệt
- Tiêu chuẩn về đường ống và giá đỡ lắp dựng đường ống
- Quản lý về các hoạt động của giàn khoan
- Các tiêu chuẩn về hoạt động của máy móc
- Các tubin gió
II.3.3.Tiêu chuẩn API
Bộ tiêu chuẩn API do Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (API - Americain Petroleum
Institute) ấn bản. Tiêu chuẩn API được sử dụng phổ biến trong thiết kế các
công trình biển cố định bằng thép trên thế giới và ở Việt Nam.

Trong quá trình thiết kế, tiêu chuẩn API RP 2A-WSD (Recommended
Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms -
Working Stress Design) được sử dụng nhiều nhất, với nội dung khuyến nghị
thực hành quy hoạch, thiết kế và xây dựng công trình biển cố định - Thiết kế
theo ứng suất cho phép. Tiêu chuẩn API RP 2A-WSD bao gồm các nội dung
sau:

- Phần 1: Lập kế hoạch dự án (Planning)

35 (173)



- Phần 2: Tiêu chuẩn và quy trình thiết kế (Design Criteria and
Procedures)
- Phần 3: Thiết kế cấu kiện thép (Structural Steel Design)
- Phần 4: Các liên kết (Connections)
- Phần 5: Tính toán mỏi (Fatigue)
- Phần 6: Thiết kế nền móng (Foundation Design)
- Phần 7: Các thành phần và hệ thống kết cấu khác (Other Structural
Components and Systems)
- Phần 8: Vật liệu (Material)
- Phần 9: Các bản vẽ và đặc điểm của chúng (Drawings and
Specifications)
- Phần 10: Quy trình hàn (Welding)
- Phần 11: Quy trình chế tạo (Fabrication)
- Phần 12: Quy trình lắp đặt (Installation)
- Phần 13: Quy trình kiểm tra (Inspection)
- Phần 14: Quy trình khảo sát (Surveys)
- Phần 15: Tái sử dụng công trình (Reuse)
- Phần 16: Các kết cấu tối thiểu (Minimum Structures)
- Phần 17: Đánh giá hiện trạng công trình đang sử dụng (Assessment of
Existing Platforms)
- Phần 18: Tải trọng do cháy, nổ, và các sự cố khác (Fire, Blast and
Accidental Loading)
Tiêu chuẩn API được áp dụng để tính toán cho công trình biển cố định bằng
thép ở nhiều khu vực địa lý khác nhau, với điều kiện môi trường, địa chất khác
nhau mà vẫn có được sự phù hợp cao.

Tiêu chuẩn API liên tục được tái bản để bổ sung những thay đổi phù hợp
với khoa học kỹ thuật, công nghệ thực tế.

II.3.4.Tiêu chuẩn AWSD 1.1
Đây là tiêu chuẩn quốc gia Mỹ được soạn thảo bởi Hiệp hội hàn Mỹ. Ngày
nay tiêu chuẩn này được áp dụng rất phổ biến trong tất cả các loại kết cấu thép
cacbon cho các kết cấu thép ở trên biển và đất liền.
Tiêu chuẩn này được phân làm 7 phần chính như sau:
- Yêu cầu chung.
- Thiết kế liên kết hàn.
- Viết qui trình hàn mà không cần hợp cách.

36 (173)



- Hợp cách. (Bao gồm hợp cách qui trình hàn và hợp cách thợ hàn)
- Chế tạo.
- Kiểm tra, nghiệm thu.
- Gia cố và sửa chữa các kết cấu thép
Liên quan tới việc lập quy trình hàn cho đấu nối chân giàn khoan thì tiêu
chuẩn này được sử dụng chủ yếu trong phần 3 và 4 của tiêu chuẩn này.
II.3.5.Tiêu chuẩn TCVN
Trong những năm vừa qua, với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp
xây dựng công trình biển, các tiêu chuẩn Việt Nam về lĩnh vực này đã dần
được hoàn thiện.
 Quy phạm phân cấp và chế tạo công trình biển di động:
- TCVN 5309-2001: Phân cấp
- TCVN 5310-2001: Thân công trình biển
- TCVN 5311-2001: Trang thiết bị
- TCVN 5312-2001: Ổn định
- TCVN 5313-2001: Chia khoang
- TCVN 5314-2001: Phòng và chữa cháy
- TCVN 5315-2001: Các thiết bị máy và hệ thống
- TCVN 5316-2001: Trang bị điện
- TCVN 5317-2001: Vật liệu
- TCVN 5318-2001: Hàn
- TCVN 5319-2001: Trang bị an toàn
 TCVN 6170-1998: Công trình biển cố định.
- Phần 1: Quy định chung
- Phần 2: Điều kiện môi trường
- Phần 3: Tải trọng thiết kế
- Phần 4: Thiết kế kết cấu thép
- Phần 5: Thiết kế kết cấu hợp kim nhôm
- Phần 6: Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép
- Phần 7: Thiết kế móng
- Phần 8: Hệ thống chống ăn mòn
- Phần 9: Kết cấu giàn thép kiểu Jacket

37 (173)



- Phần 10: Kết cấu giàn trọng lực bê tông
- Phần 11: Chế tạo
- Phần 12: Vận chuyển và dựng lắp
 TCVN 6171-1996: Công trình biển cố định - Quy định về giám sát
kỹ thuật và phân cấp.
 TCVN 6767-2000: Công trình biển cố định.
- Phần 1: Phương tiện cứu sinh
- Phần 2: Phòng, phát hiện và chữa cháy
- Phần 3: Máy và các hệ thống công nghệ
- Phần 4: Trang bị điện
 TCVN 7229-2003: Công trình biển cố định-Quy phạm phân cấp và
chế tạo-Hàn
 TCVN 7230 - 2003: Công trình biển cố định - Quy phạm phân cấp
và chế tạo - Vật liệu
Phạm vi áp dụng:
- TCVN quy định các yêu cầu chung cho các công trình biển cố định và di
động hoạt động ngoài khơi trên thềm lục địa Việt Nam.
- TCVN áp dụng cho các giai đoạn thiết kế, thi công và duy tu, khảo sát,
sửa chữa cho các công trình biển bằng thép, bằng bê tông.
II.3.6. Các định mức để áp dụng thi công của công ty PV ShipYard
- Định mức kết cấu thép
- Định mức giàn giáo và chống ăn mòn
- Đinh mức E&I
II.4. Các phương án thi công giàn khoan tự nâng trên thế giới
Thi công kết cấu thép, đặc biệt là đối với công trình biển, có khối lượng lớn,
hơn nữa lại là tổ hợp độc lập (do đặc thù của công trình biển) nên tính phức tạp
của công trình cao. Điều này dẫn đến việc thi công đòi hỏi độ chính xác và các
yêu cầu khắt khe về an toàn đối với công trình biển. Việc xây dựng một quy
trình thi công tối ưu giúp cho công tác xây dựng giảm thiểu những sai sót, đẩy
nhanh tiến độ xây dựng và tiết kiệm chi phí.

Các phương án thi công, lắp đặt giàn khoan tự nâng hiện nay trên thế giới
có những điểm khác biệt nhau phù hợp với quy trình thiết kế, điều kiện làm

38 (173)



việc, điều kiện khai thác, phương pháp gia công chế tạo lắp đặt của từng khu
vực, từng vùng biển trên thế giới. Sau đây là hai phương pháp hay được áp
dụng trên thế giới.

Phương án 1: Chia giàn khoan thành các Block nhỏ.

Giàn khoan sau khi được chia nhỏ thành các Block, các phân đoạn khác
nhau. Người ta chế tạo từng block, từng phân đoạn. Sau khi hoàn thành các
block , dùng cẩu tiến hành quay lật, vận chuyển, đấu nối các block các phân
đoạn lại với nhau. Tiến hành lắp đặt theo trình tự sau :

- Thi công lắp đặt tổ hợp thân (hull)
- Thi công các đoạn chân (leg)
- Thi công chế tạo các bộ phận đi kèm với chân
 Ưu điểm:
- Tiết kiệm thời gian do có thể có nhiều đơn vị thi công cùng lúc.
- Khi chia nhỏ giàn khoan ra từng block dễ chế tạo hơn.
 Nhược điểm:
- Phải dùng hệ thống cẩu, xe nâng có tải trọng lớn
- Công tác quay lật, đấu nối ,lắp đặt khó khăn phức tạp
- Cần diện tích bãi lắp ráp lớn.
- Cần lượng nhân lực lớn
Phương án 2: Chế tạo giàn khoan trong ụ khô.

Các block thân giàn khoan người ta lắp đặt trực tiếp trong ụ khô, sau khi
hoàn thành phần thân tiến hành lắp các đoạn chân, lắp đặt thêm các thiết bị phụ
trợ khác. Sau đó cho nước vào ụ khô, dùng tàu kéo giàn khoan ra mép cảng. Hạ
chân giàn khoan xuống, tiến hành lắp đặt các đoạn chân còn lại, kiểm tra và
hoàn thiện giàn khoan.

 Ưu điểm:
- Không cần phải hệ thống cẩu, xe nâng lớn
- Không phải chế tạo hệ thống đường trượt.
- Thi công hạ thủy đánh chìm thuận lợi.
- Diện tích bãi lắp ráp không cần phải lớn
- Thời gian thi công nhanh

39 (173)



 Nhược điểm:
- Chi phí đầu tư ban đầu để xây dựng ụ khô rất lớn
- Cần lượng nhân công lớn.
- Khối lượng công việc lớn, đòi hỏi công nhân có tay nghề cao

40 (173)



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THI CÔNG CHÂN GIÀN KHOAN TỰ
NÂNG 90 M NƯỚC
III.1. Địa điểm xây dựng công trình
III.1.1 Địa điểm xây dựng Công trình
Bãi lắp ráp công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV ShipYard _ Số
65A2, Đường 30/4, Thành phố Vũng Tàu, Việt Nam.

III.1.1.1 Số liệu địa chất
Theo kết quả khảo sát địa chất công trình do công ty Cổ Phần Tư vấn thiết
kế xây dựng Giao Thông Thủy – TEDI WECCo thực hiện tháng 2/2008, địa
tầng tại vị trí xây dựng như sau:

- Lớp 1a: Đất lấp – gạch vỡ, đá, đất.
- Lớp 1b: cát bồi tích ven bờ, chiều dày nhỏ.
- Lớp 2 : Bùn sét, chiều dày biến đổi lớn 2,9m ÷ 13,0m, là lớp đất rất
yếu.
- Lớp 3 : Cát hạt trung – khô, kết cấu kém chặt – chặt vừa, chiều dày
2,2m – 10,7m là lớp đất có sức chịu tải nhỏ.
- Lớp 4 : Cát pha, trạng thái dẻo, chiều dày 1,6m – 7,6m là lớp đất yếu.
- Lớp 5a : Sét pha, trạng thái dẻo mềm, chiều dày biến đổi lớn 2,0 –
16,1m, là lớp đất yếu.
- Lớp 5b: Sét pha, trạng thái dẻo cứng, chiều dày 2,0m – 10,4 m là lớp đất
có sức chịu tải trung bình.
- Lớp 6 : Sét, trạng thái dẻo cứng, chiều dày lớn hơn, là lớp đất có sức
chịu tải trung bình.
- Lớp 7 : Cát pha, trạng thái dẻo, chiều dày nhỏ, là lớp đất có sức chịu tải
trung bình.
- Lớp 8 : Sét, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng, chiều dày 1,5m – 13,3m là
lớp đất khá tốt.
- Lớp 9a : Sét pha, trạng thái dẻo mềm, chiều dày 4,1m – 5,0m, là lớp đất
yếu.
- Lớp 9b : Sét pha, trạng thái dẻo cứng, chiều dày 1,5m – 11m, là lớp đất
có sức chịu tải trung bình.
- Lớp 10 : Cát pha, trạng thái dẻo, chiều dày 3,4m – 6,5 m là lớp đất khá
tốt.

41 (173)



- Lớp 12 : Cát pha, trạng thái cứng – rất cứng, khoan sâu vào lớp từ 2,5m
đến 13,0m nhưng chưa xác định được đáy lớp, là lớp đất tốt.
- Lớp 13 : Cát hạt thô, kết cấu chặt – rất chặt, khoan vào lớp 3,5m – 7m
nhưng chưa xác định được đáy lớp, là lớp đất tốt.
- Lớp TK2 : Sét pha, trạng thái dẻo mềm, chiều dày 1,5m – 5m là lớp đất
yếu.
III.1.1.2 Sức chịu tải của nền đất tại bãi

Hình 3.1: Sức chịu tải của đất nền tại bãi PV ShipYard
- Sức chịu tải tải của đất nền tại bãi PV ShipYard là: 23 (T/m2)
- Sức chịu tải của bến cảng là: 25(T/m2)
III.1.1.3 Khí tượng, thủy văn, hải văn
 Gió Bão:
Vũng Tàu thuộc vùng gió mùa nhiệt đới. Theo số liệu trạm khí tượng Vũng
Tàu cho thấy:

42 (173)



- Về mùa khô, hướng gió chủ yếu là Đông và Đông Bắc, tốc độ gió trung
bình là 4,7 m/s ( biến động từ 4 đến 5,7m/s) ; lớn nhất là vào tháng 7(
5,7 m/s).
- Về mùa mưa, hướng gió chủ yếu là Tây – Nam và Tây – Tây Nam, tốc
độ gió trung bình mùa mưa đạt 3,6 m/s (biến động từ 3,5 đến 4,2 m/s).
- Tốc độ gió trung bình cả năm là 4,1 m/s.
- Vũng tàu ít khi có bão, tốc độ gió ít khi vượt quá 20 m/s. Tốc độ gió lớn
nhất ghi được trong bão là 35 m/s ( bão Durian – 06, tháng 12 năm
2006).
- Hướng gió chủ đạo tại Vũng Tàu là Đông – Đông Bắc, Tây – Nam rồi
đến Đông và Tây – Tây Nam. Tốc độ gió lớn nhất theo tháng qua các
năm quan trắc được tập hợp trong bảng III.1 và bảng III.2.

Bảng III.1. Tốc độ gió tại Vũng Tàu 1986 – 2006 ( Đơn vị: m/s)

Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm
Vmin 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0
Vmax 14 12 14 14 20 20 20 20 20 14 20 14 20
Hướng E E E E N SW S WNW W E W N N,SW
W W NW W W W,NW
WNW

Bảng III.2. Tần suất gió 1986 – 2006

Tốc độ Lặng 0,1 – 3,9 4,0 – 8,9 9,0 – 14,9 >15 Toàn bộ
%
% % % % % %
Hướng
N 1,76 0,26 0,01 - 2,03
NNE 0,32 - - - 0,32
NE 6,95 7,08 0,08 - 14,12
ENE 0,49 0,15 - - 0,64
E 7,81 11,28 0,27 - 19,37

ESE 0,64 1,12 0,01 - 1,79
SE 5,03 4,36 0,02 - 9,42
SSE 0,47 0,29 0,00 - 0,76
S 3,10 2,57 0,08 - 5,74

43 (173)



SSW 0,46 0,24 - - 0,7
SW 8,13 11,94 0,41 0,01 20,49
WSW 0,39 0,19 - - 0,58
W 5,10 3,54 0,11 - 8,76
WNW 0,33 0,07 - - 0,4
NW 2,74 1,43 0,03 0,01 4,21
NNW 0,42 0,02 - - 0,45
Lặng 10,22
Tổng % 10,22

44,15 44,56 1,03 0,04 100

III.2. Các yêu cầu về thi công chân giàn khoan tự nâng 90 m nước
- Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật về hoạt động của giàn khoan.
- Phương án thi công phải phù hợp điều kiện địa hình, địa chất, môi
trường và phù hợp với trình độ và khả năng thi công của PV Shipyard,
tận dụng được các thiết bị thi công hiện có trong nước, hạn chế tối đa
việc thuê, mua thêm các thiết bị thi công của nước ngoài.
- Phương án thi công được chọn ngoài thoả mãn các điều kiện trên, thì nó
còn phải có giá thành xây dựng hợp lí, phù hợp khả năng tài chính của
chủ đầu tư, sao cho khi đưa công trình vào hoạt động và khai thác đạt
được hiệu quả kinh tế cao nhất, mà vẫn đáp ứng được đầy đủ các yêu
cầu kĩ thuật và công nghệ.
- Tại mỗi giai đoạn của việc chế tạo trước và sau hàn, giám sát phải kiểm
tra kích thước và lập báo cáo chuyển lên cho bộ phận kiểm soát chất
lượng (QC) xem xét.
- Kiểm tra khe hở, mép vát, độ lệch mép tại mối ghép kết nối khối, kiểm
tra mật độ bố trí các mã gông, tránh tình trạng biến dạng quá dung sai
cho phép do quá trình hàn gây ra.
- Đảm bảo sản phẩm hoàn thành phải đạt được kích thước hình dáng hình
học, các kích thước phải nằm trong dung sai cho phép.
- Biến dạng, sai số trong quá trình thi công nằm trong giới hạn cho phép.
- Trong quá trình thi công phải được kiểm tra từng khâu, đảm bảo chất
lượng theo đúng các tiêu chuẩn quy phạm Việt Nam, Quốc Tế.
- Thỏa mãn điều kiện bền, mỏi, chống ăn mòn của chân trong quá trình
hoạt động.

44 (173)

Download

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (9)

Similar a Download

Similar a Download (20)

Download