BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.09/06-10
============================== BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI
Nghiên cứu điều kiện kỹ thuật môi trường biển và nền móng
công trình nhằm xác định luận chứng kinh tế kỹ thuật
xây dựng công trình biển vùng nước sâu Việt Nam
Mã số: KC.09.15/06-10
Cơ quan chủ trì đề tài : Trường Đại học Xây dựng
Chủ nhiệm đề tài : GS.TS.Phạm Khắc Hùng
Viện Xây dựng Công trình biển - Trường ĐH Xây dựng
8596

Hà Nội - 2011


MỤC LỤC
Mở đầu 1
Chương 1
:
Tổng hợp về phát triển các loại công trình biển trên thế giới phục vụ khai
thác dầu khí vùng nước sâu và khả năng ứng dụng vào Việt Nam
9
1.1. Trữ lượng và tình hình khai thác dầu khí ở vùng biển sâu trên thế giới 9
1.2. Các thành tựu và nhu cầu đẩy mạnh khai thác dầu khí biển ở Việt Nam
10
1.3. Sự phát triển các loại công trình biển phục vụ khai thác dầu khí vùng nước sâu trên
thế giới
14
1.4. Lựa chọn các loại công trình biển nước sâu để nghiên cứu áp dụng trong
điều kiện biển Việt Nam
18

Chương 2:
Xây dựng bộ số liệu về điều kiện môi trường khu vực phía Bắc Bể Nam Côn
Sơn phục vụ nghiên cứu tính toán thiết kế các loại công trình biển nước sâu
Thềm lục địa Việt Nam
20
2.1. Đặt vấn đề
20
2.2. Nguồn số liệu khí tượng hải văn và địa hình đáy biển và phương pháp xử lý
số liệu
23
2.3. Kết quả nghiên cứu xây dựng bộ số liệu về điều kiện môi trường khu
vực phía Bắc Bể Nam Côn Sơn

:
Lun chng khoa hc k thut v kinh t phc v thit k xõy dng loi
cụng trỡnh bin c nh bng thộp vựng nc sõu ti 200m TL Vit Nam

4.1. M u
63
4.2.Mụ t súng ngu nhiờn v cỏc tỏc ng ca súng lờn kt cu KC Jacket
75
4.2.1 Mụ t súng ngu nhiờn 75
4.2.2. Ti trng súng tỏc dng lờn cỏc phn t mnh ca kt cu 79
4.3. La chn phng ỏn cu hỡnh KC Jacket ca dn a chc nng 81
4.3.1. Cỏc cn c la chn cu hỡnh kt cu Jacket 81
4.3.2. Cỏc loi cu hỡnh Jacket
117
4.3.3. Mt s rng buc khi chn cu hỡnh Jacket 84
4.3.4. Chn s b cu hỡnh Jacket 84
4.4.Bi toỏn ng lc hc ngu nhiờn ca kt cu Jacket 88
4.4.1. Bi toỏn mt bc t do 88
- - ML.DM
3
4.4.2. Bài toán nhiều bậc tự do 94
4.4.3. Xác định các đặc trưng xác suất của phản ứng kết cấu 101
4.5. Bài toán kiểm tra bền kết cấu KCĐ Jacket ở vùng nước sâu 102
4.5.1. Kiểm tra bền theo mô hình xác suất của lý thuyết độ tin cậy 102
4.5.2. Kiểm tra bền của các đại lượng ngẫu nhiên theo mô hình tiền định 104
4.6. Tính mỏi ngẫu nhiên kết cấu Jacket 105
4.6.1. Mở đầu 105
4.6.2. Phương pháp phổ giải bài toán ứng suất có phổ dải hẹp 108
4.6.3. Phương pháp phổ giải bài toán ứng suất có phổ dải rộng
109

5.2.2.6. Tính toán mỏi của dây neo (Chương 6) 127
5.2.3. Nhận xét về Tiêu chuẩn thiết kế API RP 2SK và những điều cần chú ý khi
áp dụng vào Việt Nam 127
5.2.3.1. Nhận xét về Tiêu chuẩn thiết kế API RP 2SK (Năm 2005) 127
5.2.3.2. Những điều cần chú ý khi áp dụng vào Việt Nam 128
5.3. Nghiên cứu xác định các loại tải trọng môi trường và tổ hợp tải trọng tác dụng lên
hệ thống Semi-FPS, neo giữ tại vùng biển lựa chọn (ĐB. bể Nam Côn Sơn) ở các độ
sâu từ 150 - 1000m phục vụ tính toán theo các trạng thái giới hạn ULS và FLS . 129
5.3.1. Các điều kiện của môi trường biển khi thiết kế 129
5.3.2. Tải trọng gió 130
5.3.3. Tải trọng dòng chảy 131
5.3.4. Tải trọng sóng 131
5.4. Nghiên cứu đánh giá phản ứng động của kết cấu bán chìm Semi-FPS 133
5.4.1. Phản ứng động của kết cấu bán chìm Semi-FPS 133
5.4.2. Xác định lực sóng nhiễu xạ và phản xạ 135
5.4.3. Phương trình tổng quát của bài toán động dựa trên mô hình gần đúng 141
5.4.4. Phản ứng của kết cấu nổi có neo giữ 142
5.4.5. Tính gần đúng bài toán động lực học kết cấu bán chìm theo sơ đồ phẳng 142

5.5. Nghiên cứu đánh giá điều kiện bền của hệ thống neo của công trình biển
bán chìm và kiểm tra khả năng làm việc của hệ thống neo trong điều kiện cực trị
giảm của môi trường có một bộ phận của công trình bị phá huỷ 149
5.5.1. Phân loại hệ thống neo và các trạng thái chịu tải của dây neo 149
5.5.2. Phương pháp luận tính toán gần đúng hệ thống neo kết cấu giàn khai thác bán chìm 151
5.5.3. Tính toán hệ thống dây neo trong trường hợp có 1 dây neo bị đứt 167
5.5.4. Kiểm tra điều kiện bền của hệ thống dây neo 168
5. 6. Cở sở đánh giá luận chứng KHKT & KT của giàn bán chìm ………………… 170
5.7. Kết luận về ý nghĩa khoa học kỹ thuật và kinh tế của giải pháp Giàn
bán chìm ở vùng nước sâu 171


dựng tại vùng biển lựa chọn ở các độ sâu nớc từ 150-1000m theo mô hình
tiền định và ngẫu nhiên 204
6.4.1. Phơng pháp tổng quát tính động lực học kết cấu TLP 204
6.4.2. Phơng pháp đơn giản tính động lực học tiền định của kết cấu TLP 218
6.4.3. Phơng pháp đơn giản tính động lực học ngẫu nhiên của kết cấu TLP 224
6.4.4. Kết luận 228
6.5. Phơng pháp luận tính toán thiết kế hệ thống neo đứng trong các điều kiện
khác nhau của môi trờng vùng biển lựa chọn 229
6.5.1. Tính toán và thiết kế tổng thể Giàn TLP 229
6.5.2. Tính toán và thiết kế kết cấu Giàn nổi 231
- - ML.DM
6
6.5.3. Tính toán và thiết kế chân căng 232
6.6. Phơng pháp luận tính toán thiết kế móng của kết cấu neo đứng 233
6.6.1. Cấu tạo các loại móng của kết cấu TLP 233
6.6.2. Nguyên tắc thiết kế móng của kết cấu TLP 235
6.7. Báo cáo công nghệ tổ chức thi công chế tạo, vận chuyển và dựng lắp
công trình TLP 237
6.7.1. Yêu cầu của thiết kế thi công Giàn TLP 237
6.7.2. Nguyên tắc thi công công trình TLP 237
6.7.3. Nguyên tắc tổ chức thi công công trình TLP điển hình 243
6.7.4. Kết luận 244
6.8. C s ỏnh giỏ lun chng KHKT & KT ca gin neo ng TLP 245
6.9. Kt lun tng quỏt v lun chng KHKT v KT cho loi gin TLP sõu
150-1000m TL.VN 247

Chng 7:
Kt qu nghiờn cu thc nghim trờn mụ hỡnh vt lý cho cụng trỡnh bin
c nh bng thộp v cụng trỡnh bin neo ng
7.1. M u 248

8.2.2. Bài toán nhiễu xạ- bức xạ lên kết cấu nổi FPSO 294
8.2.3. Lực thủy động bậc 2 tần số thấp lên kết cấu nổi FPSO 295
8.2.4. Tổ hợp các thông số môi trường trong điều kiện cực đại 298
8.3. Phương pháp luận để kiểm tra bền hệ thống neo bể chứa FPSO/FSO 299
8.3.1. Mở đầu 299
8.3.2. Phương trình chuyển động của bể chứa nổi dạng tàu FPSO 300
8.3.3. Phản ứng của bể chứa FPSO dưới tác dụng của sóng đều và sóng ngẫu nhiên 301
8.3.4. Phương pháp tựa động phân tích phản ứng ngẫu nhiên của dây neo 301
8.4. Phương pháp luận kiểm tra mỏi hệ thống neo bể chứa FPSO 307
8.4.1. Mở đầu 307
8.4 2. Phân tích mỏi trong miền thời gian 308
8.4.3. Đường cong mỏi T-N trong tính mỏi cho dây neo 310
8.4.4. Tổn thất mỏi tích lũy trung bình trong ngắn hạn 311
8.4.5. Ước tính tuổi thọ mỏi của một dây neo 315
8.4.6. Xác định hệ số khuyếch đại động của tổn thất mỏi ………………………………… .313
8.4.7. Kết luận 313
8.5. Ứng dụng số cho các bể chứa nổi FSO CALM, Turret điều kiện biển Việt
nam 315
8.5.1. Số liệu đầu vào 315
8.5.2. Tính toán ứng dụng số với HydroStar 316
8.5.3. Đánh giá khả năng chịu bền của các dây neo FPSO thềm lục địa việt nam 318
8.5.4. Kết quả ứng dụng số tính mỏi cho FSO TLĐ VN 320
8.6. Đánh giá tổng hợp về luận chứng KHKT và kinh tế đối với bể chứa nổi
FPSO, so sánh giữa các độ sâu 50 – 500 m, thềm lục địa Việt Nam 321
- - ML.DM
8
8.6.1. Quan hệ giữa lực căng dây neo các bể chứa nổi FSO và độ sâu nước 321
8.6.2. Quan hệ giữa khối lượng vật liệu dây neo và độ sâu nước 322
8.6.3. Tính toán giá thành cho các hệ thống dây neo và bể chứa nổi FSO 323
8.6.4. Kết luận về luận chứng khoa học kỹ thuật và kinh tế của giải pháp bể chứa nổi FSO ở

9.3.5. Phương pháp luận quản lý rủi ro và nâng cao ĐTC với các CTB nước sâu 359
9.3.6. Khả năng áp dụng vào Việt Nam trong thiết kế CTB dựa trên rủi ro 367
9.3.7. Kết luận 369
Kểt luận và kiến nghị 371
- - ML.DM
9
Tài liệu tham khảo 373

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT API Viện Dầu mỏ Mỹ (American Petroleum Institute
API RP 2A Tiêu chuẩn thiết kế, thi công công trình biển cố định của
Viện Dầu mỏ Mỹ
API RP 2SK Tiêu chuẩn tính toán, thiết kế các hệ nổi có neo giữ của
Viện Dầu mỏ Mỹ
Bể CL Bể Cửu Long
CALM Hệ thống dây neo các kho chứa (hay bể chứa) nổi
(Catenary Anchor Leg Mooring)
CSDL Cơ sở dữ liệu
CT Công trình
CTB Công trình biển
CTBCĐ Công trình biển cố định
DNV Hãng Đăng kiểm Na-Uy (Det Norske Veritas)
DĐR (TS.DĐR) Dao động riêng (Tần số DĐR)
ĐLH.CT Động lực học công trình
ĐC / ĐCCT Địa chất / Địa chất công trình
ĐTC Độ tin cậy

LRFD Thiết kế công trình biển theo các hệ số Tải trọng và Độ
bền vật liệu, theo Tiêu chuẩn của API (Loading &
Resistance Factor Design)
MSP (PDQP) Tên gọi tắt (theo phiên âm tiếng Nga) của loại giàn cố
định đa chức năng (tương đương chữ viết tắt theo tiếng
Anh: PDQ Platform)
MH / MHVL Mô hình / Mô hình vật lý
NCKH Nghiên cứu khoa học
NCS Bể Nam Côn Sơn
Offshore Structures Kết cấu công trình ngoài khơi
PLS Trạng thái giới hạn của phá hủy tích lũy
(Limit State of progressive collapse)
PTHH Phần tử hữu hạn
PVN / PetroVietnam Tập đoàn Dầu khí QG.VN
QTNN Quá trình ngẫu nhiên
QG Quốc gia
Semi-Sub Loại giàn bán chìm (semi-submersible platform)
SBM Hãng công trình biển chuyên về neo giữ tại 1 điểm cho
các CTB nổi (Single Buoy Mooring)
SLMB Sà lan mặt boong, dùng để thi công vận chuyển KCĐ
trên biển
SPM Liên kết 1 điểm neo của các bể (kho) chứa & rót dầu
(Single Point Mooring)
TC Tiêu chuẩn
TCQP Tiêu chuẩn, Quy phạm
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
Technip-USA Tập đoàn Dầu khí Pháp – tại Mỹ
TLĐ.VN Thềm lục địa Việt Nam
TNMH Thí nghiệm mô hình
TTB Trạng thái biển

sóng Weibul đại diện cho khu vực bể Nam Côn Sơn 40
Bảng 2.9: Các tham số sóng cực đại trong gió mùa tính theo hàm phân bố
chế độ sóng Weibul đại diện cho khu vực bể nước sâu Nam Côn Sơn 40
Bảng 2.10: Các tham số sóng cực đại phục vụ xây dựng công trình biển
khu vực bể nước sâu Nam Côn Sơn 41
Bảng 2.11: Tốc độ dòng chảy cực đại (m/s) phục vụ xây dựng công trình biển
vùng nước sâu cho khu vực bể Nam Côn Sơn 44
Bảng 2.12: Khoảng giá trị mực triều thiên văn cao nhất, thấp nhất và trung bình
từng tháng trong vùng bể Nam Côn Sơn 46
Bảng 2.13: Áp suất khí quyển trung bình cực đại và cực tiểu theo số liệu
quan trắc trên tầu biển 48
Bảng 2.14: Nhiệt độ không khí trung bình, cực đại và cực tiểu theo
số liệu quan trắc trên tầu biển 49
Bảng 2.15: Các đặc trưng chế độ các yếu tố khí tượng biển theo
số liệu quan trắc trên tầu biển 49
Bảng 2.16: Số cơn bão trung bình tháng/năm đi qua khu vực Nam Côn Sơn 51
Bảng 3.1: Tóm tắt các tính chất cơ lý của địa chất công trình nơi xây dựng
các CTB nước sâu 60
Bảng 4.1: Các giàn kiểu Jacket ởđộ sâu nhất thế giới (vùng nước sâu) 64
- - ML.DM
12
Bng 4.2: Cỏc giỏ tr gii hn ca chu k dao ng c bn theo d sõu nc 66

Bng 5.1. S lng tng loi CTB mm phõn b ti cỏc vựng bin 123
Bng 5.2. Quy nh v h s an ton ca dõy neo cũn nguyờn v b tn tht 168

Bảng 6.1: Đối chiếu nguyên lý chung về kết cấu của Giàn bán chìm và Giàn TLP 183
Bảng 6.2: Hệ số tải trọng đối với TTGH cực trị (ULS) 203
Bảng 6.3: Hệ số tải trọng đối với TTGH tích luỹ phá huỷ (PLS) 203
Bảng 6.4: Hệ số an toàn cho các trạng thái giới hạn 232

Bng 8.7: So sỏnh s tng giỏ thnh h thng FSO vi s tng sõu nc 324 - - ML.DM
13DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Quá trình chinh phục độ sâu nước để thăm dò và khai thác dầu khí 2
Hình 1.2: Bản đồ hoạt động dầu khí biển Việt Nam 12
Hình 1.3: 3 Bể trầm tích dầu khí đã được nghiên cứu 13
Hình 1.4: Phân loại công trình biển 15
Hình 1.5: Các loại công trình biển vùng nước sâu 16
Hình 1.6: Phân phối số lượng các loại CTB mềm đang được sử dụng tại các vùng biển khác
nhau, tới thời điểm tháng 3/2010 17

Hình 2.1: Phạm vi vùng biển nghiên cứu thuộc Bắc Bể Nam Côn Sơn 29
Hình 2.2: Hoa gió khu vực bể nước sâu Nam Côn Sơn 31
Hình 2.3a: So sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc từ tháng 1
đến tháng 3/2002 tại MSP-1 36
Hình 2.3b: So sánh độ cao sóng tính toán và đo đạc từ tháng 7
đến tháng 9/2002 tại MSP-1 36
Hình 2.4: Hoa sóng khu vực bể nước sâu Nam Côn Sơn 39

Hình 3.1: Sự làm việc của cọc liên kết với kết cấu chân đế Jacket 54
Hình 3.2: Sơ đồ kết cấu CTB bán chìm 55
Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống neo giữ CTB bán chìm 56
Hình 3.4: Sơ đồ kết cấu bể chứa nổi được neo giữ 1 điểm kiểu CALM 57
Hình 3.5: Sơ đồ kết cấu CTB neo đứng, với móng neo dạng cọc

cố định – và các CTB mềm 119
Hình 5.6: CTB khai thác bán chìm (FPS) và các loại CTB khác ở vùng nước sâu 120
Hình 5.7: Thành tựu các loại công trình biển ở các vùng nước khác nhau trong đó có
loại giàn khai thác bán chìm FPU (số 7) 121
Hình 5.8: 15 Giàn khai thác bán chìm (Semi-FPSs) ở độ sâu nước lớn nhất 121
Hình 5.9: Phân phối số lượng CTB- PFU và các loại CTB mềm được sử
dụng trong các
giai đoạn 1980-2015 122
Hình 5.10: Phân phối số lượng Giàn FPU và các loại CTB mềm khác đang được sử
dụng tại các vùng biển khác nhau, tới thời điểm tháng 3/2010 123
Hình 5.11: Minh hoạ Chu kỳ cơ bản của các CTB mềm ở bên phải đường cong phổ sóng
124
Hình 5.12: Phản ứng của kết cấu bán chìm gồm 6 thành phần chuyển vị 133
Hình 5.13: Các dạng tần số phản ứng của kết cấu bán chìm (chuyển vị ngang tĩnh và
động) 134
Hình 5.14: Sơ đồ 2 thành phần chuyển vị tĩnh (a) và động (b, c) của kết cấu bán chìm 135
Hình 5.15 : Sơ đồ khối của các bài toán kiểm tra bền và mỏi kết cấu dây neo công
trình bán chìm 145
Hình 5.16 : Sơ đồ kết cấu của bài toán phẳ
ng 146
Hình 5.17 : Các mô hình độ cứng của liên kết neo 146
Hình 5.18 : Sơ đồ hệ thống neo của gian khai thác bán chìm (FPU) 149
Hình 5.19: Các dạng hình học điển hình của đường dây neo các kết cấu bán chìm 151
- - ML.DM
15
Hỡnh 5.20: S bi toỏn phng ca kt cu ni neo 2 phớa 152
Hỡnh 5.21: S bi toỏn tnh lc hc ng dõy neo n 152
Hỡnh 5.22: S ng dõy neo cú on d tr D (nm trờn mt ỏy bin) 154
Hỡnh 5.23a: Chiu di ti thiu ca ng dõy neo ngn 154
Hỡnh 5.23b: Chiu di ti thiu ca ng dõy neo di 154

độ sâu nớc- Giàn cố định, Trụ mềm, Giàn TLP và Giàn TLWP 179
Hình 6.11: (a) - Giàn TLP bằng bê tông; (b) Giàn Matterhorn 180
Hình 6.12: Phân bố các Giàn TLPs theo độ sâu và trên các vùng biển 181
Hỡnh 6.13: Cỏc phng chuyn v ca kt cu TLP 184
Hình 6.14: Chu kỳ dao động riêng của TLP theo phơng ngang 184
- - ML.DM
16
Hình 6.15: Quan hệ giữa giảm tải thợng tầng với lợng chiểm nớc của thân nổi TLP 185
Hình 6.16: Sơ đồ Giàn Hutton - TLP đầu tiên (U.K., 1984) 186
Hình 6.17: Vòng lặp thiết kế Công trình TLP Kiểu xoáy ốc 191
Hình 6.18 : Lu đồ Thiết kế tổng thể công trình TLP 193
Hình 6.19: Sơ đồ công trình TLP điển hình 195
Hình 6.20: Sơ đồ các tải trọng môi trờng và chuyển vị của kết cấu TLP 196
Hình 6.21: Các thành phần phản ứng của Giàn TLP dới tác động của tải trọng môi trờng 198
Hình 6.22: Phổ gió và phổ sóng biểu diễn theo tần số (Hz) 198
Hình 6.23: Các thành phần chuyển vị ngang tĩnh và động do các tải trọng môi trờng 199
Hình 6.24: Hớng dẫn sử dụng phơng pháp tính tải trọng sóng tác dụng lên Thân Giàn
và Chân căng & ống đứng(Tendons&Risers) 201
Hình 6.25: Sơ đồ kết cấu TLP điển hình 204
Hình 6.26: Mô hình hoá độ cứng của chân căng 206
Hình 6.27: Thể tích khối lợng nớc kèm cho các phần tử trụ 212
Hình 6.28: Thể tích khối lợng nớc kèm cho các phần tử trụ chữ nhật 212
Hình 6.29: Sơ đồ bài toán phẳng kết cấu TLP chịu tải trọng sóng 219
Hình 6.30: Các dạng vị trí điển hình của chân căng TLP 230
Hình 6.31: Lu đồ thiết kế chân căng TLP 233
Hỡnh 6.32: S kt cu CTB neo ng, vi múng neo dng cc 234
Hỡnh 6.33: S cu to b múng neo bi cc 234
Hỡnh 6.34: S cu to múng trng lc 234
Hình 6.35: Thân giàn TLP đợc lắp ráp trên bờ, chở trên sà lan để da ra mỏ dựng lắp 240
Hình 6.36: Các công đoạn thi công xây lắp công trình TLP 244

260
Hình 7.12: Sơ đồ nghiêng ngang của công trình nổi 261
Hình 7.13. Đồ thị cánh tay đòn mô men phục hổi tĩnh và động của hệ SLMB-KCĐ 264
Hình 7.14. Mô hình TLP và neo 268
Hình 7.15: Mô hình trước khi thí nghiệm kéo 270
Hình 7.16: Kéo mô hình TLP ngược sóng với Vkéo=2,5m/s; Hs=4,5m/s 270
Hình 7.17: Kéo mô hình TLP xuôi sóng với góc α=450, Vkéo-2,0m/s và Hs=3,5m/s 270
Hình 7.18: Kết quả thí nghiệm dao động khối TLP khi vận chuyển
ngược sóng với góc kéo α=180
0
271
Hình 7.19: Kết quả thí nghiệm dao động khối TLP khi vận chuyển xuôi sóng với
Vkéo =2.5m/s và góc kéo α=0
0
271
Hình 7.20: Kết quả thí nghiệm dao động khối TLP khi vận chuyển ngược sóng với
góc kéo α=135
0
272
Hình 7.21: Sơ đồ nghiêng ngang của TLP 273
Hình 7.22: Đồ thị ổn định tĩnh và động của TLP 277
Hình 7.23: Bố trí thí nghiệm đo dao động riêng của TLP 278
Hình 7.24. Kết quả thí nghiệm biên độ dao động riêng theo phương kéo ngang TLP-MH
cố định;α=180
0
, chiều dài kéo L= 14.75m (11.8cm trên mô hình). 279
Hình 7.25. Thí nghiệm đo dao động cưỡng bức của TLP ở vị trí cố định 280
Hình 7.26: Kết quả thí nghiệm dao động cưỡng bức của TLP với góc α=180
0


Hỡnh 8.19 : Hỡnh chiu ng ca h dõy neo CALM na cng FSO BV 316
Hỡnh 8.20 : Hỡnh chiu bng ca h dõy neo CALM na cng FSO BV 316
Hỡnh 8.21: RAO chuyn ng theo phng dc trc X ca FSO VSP y ti 317
Hỡnh 8.22: Mụ phng ta ng 319
Hỡnh 8.23 : Mụ phng ng trong ca s ca lc cng dõy 3, TH 25 seed 536, trng hp
FSO y ti 319
Hỡnh 8.24: S thut toỏn tớnh mi ngu nhiờn theo min thi gian 320
Hỡnh 8.25: th quan h gia lc cng dõy neo s 4 FSO v sõu nc 322
Hỡnh 8.26: th quan h gia trng lng h dõy neo FSO v d 322
Hỡnh 8.27: th quan h gia giỏ thnh h thng FSO v d 324
Hỡnh 9.1: th hm mt xỏc sut c
a cỏc LNN R, S v Z = R S 331
Hỡnh 9.2: th biu din cỏc loi tin cy (P) thay i theo thi gian 336
Hỡnh 9.3: Kt cu loi tr mm da trờn mụ phng thõn cõy sy trng ven bin 338
Hỡnh 9.4: S thut toỏn ca c ch t iu chnh trong H thng sng
339
Hỡnh 9.5: Mụ hỡnh cu trỳc ca lp kt cu nhõn to cú kh nng t iu chnh 340
Hỡnh 9.6: Mụ hỡnh Bionic thớch nghi ca kt cu (TDK) 340
Hỡnh 9.7: S cu to cỏc b phn chớnh ca h thng neo ng (DP) cho
cỏc tu khoan du khớ 341
Hỡnh 9.8: S cụng trỡnh bin mm dng neo ng (TLP) 342
Hình 9.9: Sơ đồ các tải trọng môi trờng và chuyển vị của kết cấu TLP 343
Hình 9.10: Các thành phần phản ứng của giàn TLP dới tác động của
tải trọng môi trờng 344
- - ML.DM
19
Hình 9.11: Sơ đồ kết cấu điển hình TLP truyền thống và kết cấu TLP thích nghi 346
Hình 9.12 : Sơ đồ chu trình vận hành kết cấu TLP thích nghi 347
Hình 9.13: Sơ đồ khối biểu diễn thuật toán tự điều chỉnh của kết cấu thích nghi 349
Hình 9.14 : Giàn bị cháy nổ 353

triển công nghiệp và đời sống, nên con ngời đã có nỗ lực để vơn ra biển
ngày càng sâu để tận dụng khai thác nguồn tài nguyên dầu khí. Mỹ là nớc
tiên phong ra biển sâu, để khai thác dầu khí ở vùng Vịnh Mexico (GoM),
năm 2005 đã kỷ niệm 30 năm, tìm ra mỏ dầu đầu tiên ở vùng nớc sâu ở
GoM, với độ sâu nớc trên 600ft (~200m) vào năm 1975.
Đi đầu trong công nghiệp dầu khí biển để chinh phục độ sâu nớc là
công việc khoan thăm dò, đợc thực hiện bởi các CTB nổi - Giàn khoan di
động, đã phát triển mạnh trong thập kỷ 90 TK20, điển hình là vào năm 1998
số luợng giàn khoan di động nớc sâu trên thế giới tăng vọt, trong đó có 63
chiếc phục vụ khoan ở vùng nớc trên 3500 ft (~1200 m), chiếm 35% trong
tổng số 183 chiếc, trong khi đó chỉ có 19 chiếc (10%) dùng cho vùng nớc ở
độ sâu dới 1000 ft (~300 m).
Tiếp sang đầu TK21, giá dầu tăng đột biến từ 40 USD/thùng lên trên
100 USD/thùng, sau đó có xuống dới 100 USD và hiện nay lại lên quanh
mức đó, là nhân tố thúc đẩy mạnh cha từng có các nỗ lực của các quốc gia
- -

2
có dầu khí ngoài biển khai thác dầu khí đi ra vùng nớc ngày càng sâu hơn.
Nhu cu bc thit i vi vic khai thỏc du khớ vựng nc sõu ngy
cng tng trờn th gii, nhng sõu t 1000 m n 3000m ó to nờn ng
lc mnh m vic thỳc y ci tin k thut v cụng ngh thit k xõy
dng cỏc loi cụng trỡnh bin (CTB) vựng nc sõu sao cho m bo khai
thỏc an ton vi cỏc iu kin t nhiờn khc nghi
t hn, mt khỏc m bo
giỏ thnh giỏ du vn cnh tranh c du khai thỏc cỏc m nc nụng.
nc ta, nm 1986 tn du u tiờn c khai thỏc m Bch H
vi sõu nc 50m, ó m u cho hot ng ca ngnh cụng nghip du
khớ nc ta. Ti nay, ngnh Du khớ Vit Nam ó cú quỏ trỡnh 35 nm
trng thnh, ti nay ó khai thỏc c khong 20 triu t

tố môi trờng ở vùng biển sâu lựa chọn phục vụ xây dựng luận chứng KHKT
và kinh tế phục vụ thiết kế xây dựng 04 loại CTB vùng biển sâu;
(3) Thu thập, phân tích tổng hợp để xác định số liệu thực tế của địa chất
- địa kỹ thuật ở vùng biển sâu lựa chọn phục vụ xây dựng luận chứng KHKT
và kinh tế phục vụ thiết kế xây dựng 04 loại CTB vùng biển sâu;
(4) Xây dựng luận chứng KHKT và kinh tế phục vụ thiết kế xây dựng
loại CTB cố định bằng thép với độ sâu nớc tới 200 m (cú 01 thớ nghim);
(5) Xây dựng luận chứng KHKT và kinh tế phục vụ thiết kế xây dựng
loại CTB loại bể chứa (kho chứa) nổi và rót dầu (FPSO/FSO, với độ sâu
nớc tới 500m;
(6) Xây dựng luận chứng KHKT và kinh tế phục vụ thiết kế xây dựng
loại CTB bán chìm neo xiên phục vụ khai thác (Semi-FPS, Semisubmersible
Floating Production System), với độ sâu nớc tới 1000m ;
(7) Xây dựng luận chứng KHKT và kinh tế phục vụ thiết kế xây dựng
loại CTB nổi neo đứng (TLP, Tension Leg Platform) với độ sâu nớc tới
1000m (cú 01 thớ nghim);
0.3. Phng phỏp nghiờn cu ca ti
Phơng pháp thực hiện trong quá trình nghiên cứu của Đề tài gồm:
1) Phơng pháp tổng hợp và xử lý thống kê các tài liệu khảo sát có sẵn để
xác định đợc các bộ số liệu của các yếu tố môi trờng biển và địa chất - địa
chất công trình theo yêu cầu tính toán nền móng và thiết kế các CTB nớc sâu;
- -

4
2) Các phơng pháp của lý thuyết các quá trình ngẫu nhiên và của lý
thuyết động lực học ngẫu nhiên của kết cấu công trình để xác định các phản
ứng của kết cấu CTB chịu các yếu tố ngẫu nhiên của môi trờng, theo các
trạng thái giới hạn về bền (ULS) và về phá huỷ mỏi tích luỹ (FLS) theo Tiêu
chuẩn thiết kế hiện hành;
3) Sử dụng các phầm mềm chuyên dụng để xác định đợc độ nhậy của các