Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 1 GVHD: TS. Lê Bá Hùng
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Đồ án tốt nghiệp này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các
thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và Thầy cô chuyên
ngành Công Nghệ Hóa học- Dầu và Khí nói riêng đã ân cần giảng dạy và truyền
đạt kiến thức trong suốt thời gian em học tại trường và trong quá trình làm đồ án
tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo, các anh chị và các cô chú trong Công
Ty Technip Việt Nam đã tạo điều kiện, tận tình hỗ trợ em về mọi mặt để em
được thực tập và hoàn thành tốt nội dung thực tập đã đề ra.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất Thầy Nguyễn Đình Lâm đã luôn ở bên em
động viên, nhắc nhở khi em thực tập tại công ty. Đặc biệt Anh TS. Lê Bá Hùng
– Kỹ sư công nghệ, Công ty Technip Việt Nam, là người trực tiếp hướng dẫn đề
tài tốt nghiệp của em. Trong quá trình thực hiện đề tài, anh đã nhiệt tình giúp đỡ
em rất nhiều về mặt tài liệu, kiến thức, chia sẻ những kinh nghiệm và giải quyết
được các vấn đề thắc mắc.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Anh Trực, Chị Phượng là những cựu sinh viên
khóa trước đang làm việc tại công ty đã tận tình hỗ trợ, hướng dẫn cũng như
cung cấp những tài liệu kỹ thuật, số liệu liên quan đến đề tài.
Sau cùng, em gửi đến thầy cô những lời chúc tốt đẹp nhất.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 5 năm 2012
Sinh viên
Lê Văn Hiệp
Năm 2012 Nghiên cứu, mô phỏng và xây dựng sơ đồ SVTH: Lê Văn
Hiệp
công nghệ của giàn khoan BK - 07
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 2 GVHD: TS. Lê Bá Hùng
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
trưởng cao, Dầu khí sẽ đóng một vai trò vô cùng quan trọng góp phần hình
thành nên nhiều ngành kinh tế và kỹ thuật khác ra đời và phát triển như: Ngành
năng lượng, ngành công nghiệp nhiên liệu, ngành công nghiệp hàng tiêu dùng và
nhiều ngành công nghiệp đa dạng khác.
Trong những năm gần đây, công nghiệp dầu khí Việt Nam đang phát triển mạnh
mẽ, các dự án dầu khí xuất hiện ngày càng nhiều. Yêu cầu đặt ra là phải có các
dịch vụ tư vấn và thiết kế các dự án dầu khí này. Công việc của những người kỹ
sư công nghệ là phải cung cấp nhiều dịch vụ thiết kế trọn gói cho các dự án
chính bao gồm từ nghiên cứu khả thi, đánh giá quy trình công nghệ, phân tích tài
chính, thiết kế chi tiết. Công việc cũng đòi hỏi các kỹ sư hóa dầu phải có nhiều
kinh nghiệm trong hoạt động trong lĩnh vực tư vấn dầu khí, thông thạo các ứng
dụng kỹ thuật thiết kế hiện đại trong công nghiệp. Máy móc thiết bị hiện đại
được trang bị trong quá trình sản xuất, mô hình công nghệ, lưu trữ cơ sở dữ liệu
hóa học, cân đối vật tư và năng lượng, đánh giá tài chính.
Tôi cảm thấy thật may mắn được thực hiện đồ án tốt nghiệp tại Công ty Technip
Việt Nam – là công ty hàng đầu về tư vấn và thiết kế dầu khí với đề tài:
“Nghiên cứu, mô phỏng và xây dựng sơ đồ công nghệ của giàn khoan BK-07”.
Vì là một đề tài mới nên bài báo cáo sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong
quý thầy cô, anh chị và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài này được hoàn thiện
hơn.
TỪ VIẾT TẮT
API – American Petroleum Instute
BDV – Blowdown Valve
CPI – Corrugated Plated Interceptors
CS – Carbon Steel
DEG – Di - Ethylene Glycol
DN – Diameter Nominal
EG – Etylen Glycol
EPC – Engineering Procurement Construction
FPSO – Floating Production Storage and Offloading
cho ngành công nghệ dầu và khí, công nghệ hóa học và nhiều ngành công
nghiệp khác. Với số lượng nhân viên 23000 người làm việc trên khắp thế
giới, doanh thu hằng năm khoảng 6 tỷ euro và hoạt động và hoạt động trải
khắp trên 5 châu lục. Technip là một tập đoàn lớn của châu Âu và là 1
trong 5 công ty dẫn đầu thế giới về kinh doanh.
Technip hoạt động ở Việt Nam từ năm 1994 khi bắt đầu kí hiệp đồng
cung cấp thiết bị và xây dựng nhà máy xi măng ở But Son cho công ty xi
măng Việt Nam. Sau đó technip đã mở hai văn phòng đại diện tại Hà Nội
và Hồ Chí Minh để hỗ trợ cho công việc phát triển kinh doanh tại Việt
Nam.
Năm 2002, Technip Italy, một trong chi nhánh của tập đoàn technip đã kí
gói thầu EPC xây dựng tổ hợp nhà máy amonia – phân urea ở Phú Mỹ.
Năm 2005 Technip là đơn vị dẫn đầu của tổ hợp công ty kí gói thầu EPC
xây dựng nhà máy lọc dầu Dung Quất tại Việt Nam cho tập đoàn dầu khí
quốc gia Việt Nam với số tiền đầu tư lên đến 2 tỷ usd, là gói thầu EPC lớn
nhất Việt Nam.
Tháng 1 năm 2010, Technip Việt Nam chính thức mở văn phòng đại diện
cung cấp phục vụ thiết kế cho công nghệ dầu và khí bao gồm cả dự án
trên đất liền và ngoài khơi.
1.2 Nguyên tắc và chính sách của công ty
Nguyên tắc và chính sách của công ty được thể hiện như sau:
- Môi trường làm việc an toàn và sức khỏe.
- Tôn trọng thông tin bảo mật về từ công ty và từ khách hang.
- Trong kinh doanh đảm bảo sự thỏa thuận và tôn trọng lẫn nhau.
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ OFFSHORE
2.1 Khái quát chung về công nghệ
Hình vẽ trên miêu tả khái quát đặc trưng tiêu biểu về công nghệ xử lý sơ
bộ dầu và khí trên giàn
Hình 2-1 Sơ đồ tổng quan về giàn khoan
Hình 2 - 1 Sơ đồ công nghệ trên giàn khoan
trí khác nhau cùng cụm đầu giếng. Một vài cấu trúc chung về giàn khai
thác:
Giàn khoan thế hệ đầu tiên
Hình 2 - 2 Máy khoan đập cáp gắn
Hình 2 - 3 Máy khoan đập cáp
động cơ hơi nước
Giàn khoan thế hệ hiện nay
Hình 2 - 4 Giàn khoan thế hệ thứ 5
Khoan được ở vùng nước sâu 10,000 ft
Hình 2 - 5 Tàu khoan Discoverer Enterprise
Khoan được ở vùng nước sâu 10,000 ft
Một số giàn khoan khác:
Hình 2 - 6 Giàn khoan bán chìm
Hình 2 - 7 Giàn khoan tự nâng
Hình 2 - 8 Tàu khoan
Hình 2 - 9 Giàn khoan xà lan
Hình 2 - 10 Giàn khoan kết hợp Hình 2 - 11 Giàn khoan trên mặt đất
tàu tiếp liệu
2.3 Các thiết bị chính trên giàn khoan
Hình 2 - 12 Sơ đồ công nghệ chung về giàn khoan dầu khí
2.3.1 Thiết bị đầu giếng (Wellhead)
Thiết bị đầu giếng chính là phần trên giếng dầu ở trên bề mặt. Chức năng
chính của thiết bị đầu giếng:
Lắp các đường ống công
nghệ như : ống khai thác,
ống hướng dòng sản phẩm,
chuyển hướng phun,
đường ống dập giếng.
Tuy nhiên có một số trường hợp khai thác từ một giếng thì không có hệ
thống thu gom trên.
Hình 2 - 14 Sơ đồ thu gom và xử lý dầu ngoài khơi
2.3.3 Đường ống phân tích đánh giá trữ lượng trong giếng ( test
header)
Test header là đường ống dùng lấy lưu lượng của dòng cần phân tích,
đánh giá trữ lượng, tính chất dầu và khí của giếng cần đánh giá. Tuy nhiên
đối với giàn khai thác từ 1 đến 2 giếng thì không cần đến đường ống test
header.
2.3.4 Các thiết bị đo trữ lượng của giếng dầu (Multi Phase Flower
Metter)
Những thiết bị phân tách đo trữ lượng được sử dụng để phân tách dòng từ
một hay nhiều giếng khác nhau để phân tích trên hệ thống test header và
đo lưu lượng chi tiết mỗi giếng dưới những điều kiện dòng chảy áp suất
khác nhau. Điều này được thực hiện khi giếng khoan được đưa vào khai
thác và sau đó thường từ 1 đến 2 tháng tiến hành đo lưu lượng và thành
phần tổng dưới những điều kiện khai thác khác nhau.
Thêm vào đó tùy vào tính chất của dầu thô hay khí thu được mà hệ thống
đường ống qua test header có thể liên tục hay gián đoạn. Chẳng hạn nếu
dầu thô thu được chứa nhiều paraffin thì khi dầu sau khi khai thác sẽ đưa
qua liên tục hệ thống test header để tránh tình trạng đóng wax trong
đường ống test header và đo trữ lượng của giếng.
Đối với giàn hệ thống từ 1 đến 2 giếng thì cũng không cần đến thiết bị
trên. Ngoài ra tình trạng bịt kín hoặc lẫn cát có thể được xác định. Các
thành phần được phân ti chủ yếu hydrocacbon của dầu, condensate và khí.
Dòng sản phẩm sau khi phân tách đo trữ lượng được đưa về thiết bị phân
tách thu hồi dầu và khí để sản xuất khí đốt nhiên liệu cho máy phát điện
Hình 2 - 15 Sơ đồ đường ống để phân tích đánh giá trữ lượng dầu
khi quá trình chính không hoạt động. Trong một vài trường hợp thiết bị
phân tách đo trữ lượng cũng có thể sử dụng một đồng hồ đo lưu lượng 3
Lượng lỏng đi ra từ bình tách được bơm về thiết bị tách sơ bộ hoặc có thể
bơm trực tiếp vào bờ hay đến tàu FPSO
2.3.7 Thiết bị đo, lưu trữ, làm sạch đường ống và vận chuyển dầu khí
Các trạm đo cho phép kĩ sư vận hành theo dõi và quản lí lượng khí đốt và
dầu thô từ việc thiết lập sản xuất. Các trạm đo sử dụng các thiết bị đo
lường đặc biệt để đo lượng khí hoặc dầu chảy qua đường ống mà không
cản trở chuyển động . Chẳng hạn như : đo lưu lượng, áp suất, nhiệt độ và
đo mức chất lỏng trong bình tách.
Ở ngoài giàn khoan thì quá lưu trữ rất hạn chế. Vì thế thường dầu và khí
sau khi khai thác lên qua quá trình phân tách và xử lý sơ bộ sẽ được vận
chuyển vào đất liền bằng hệ thống đường ống hoặc các tàu vân chuyển
dầu thô.
Hình 2 - 17 Hệ thống xử lý và nén khí
Hình 2 - 18 Đường ống vận chuyển
Hình 2 - 19 Tàu chở dầu thô
Ngoài ra thường sử dụng hệ thống nổi khai thác – tích chứa và rót dầu
FPSO Hệ thống này được lắp đặt mới hoặc chuyển đổi từ các tàu chứa. Để
neo FPSO với đáy biển người ta dùng neo chìm, việc xuất dầu thô được
thực hiện bởi cơ cấu tháo sau tới tàu chở dầu.
Hình 2 - 20 Tàu FPSO
Khu vực xử lý trên boong gồm các bình tách, thiết bị nén khí, đuốc đốt
khí đồng hành, hệ thống thoát khí và cơ cấu bơm ép hóa chất.
Khu vực nhà ở và các phòng điều hành.
Khu vực dỡ tải ở đuôi tàu gồm các ống rót dầu nối từ khu vực dỡ tải
sang tàu chở dầu.
Các bồn chứa.
Hệ thống chân vịt trước và sau tàu.
Dây neo để neo tàu xuống đáy biển.
Các ống bao mềm khai thác.
Low Pressure Drain Header được đưa đến thiết bị Closed Drain Vessel là
thiết bị tách hai pha dầu – nước và khí. Dầu – nước được bơm về lại
đường ống sản phẩm chính trên giàn. Khí tách ra đưa đến hệ thống đuốc
để đốt.
2.4.2 Thiết bị thu hồi dầu hở (Open Drain Caisson )
Các dòng dầu chảy tràn trên các boong của giàn hay các dòng nước rửa từ
hệ thống kênh mương trên giàn được đưa đến Open Drain Caisson. Là
một thiết bị có dạng hình trụ đứng chiều cao khoảng 20-50m được cắm
thẳng sâu xuống biển. Các dòng dầu chảy tràn được đưa về Open Drain
Caisson được phân làm hai loại: nguy hiểm và không nguy hiểm.
Những dòng dầu nào có nhiều nước được xem là không nguy hiểm và
được dẫn xuống sâu hơn trong Open Drain Caisson. Còn dòng có chứa
nhiều dầu được xem là nguy hiểm được dẫn vào cạn hạn chế được áp suất
đẩy ngượccủa dòng nguy hiểm lên dòng không nguy hiểm hơn. Ngoài ra
tạo điều kiện để tăng thời gian phân tách và lắng dầu Sau khoang thời
Hình 2 - 21 Thiết bị Pig
Hình 2 - 22 Thiết bị Launcher
gian lắng nhất định dầu nằm bên trên sẽ được bơm về thiết bị closed drain
vessel.
2.4.3 Thiết bị phân tách thủy ngân
Thủy ngân ăn mòn các hợp kim trong các thiết bị lưu trữ khí hóa lỏng như
tàu chở khí, phân xưởng hóa lỏng khí. Do đó tùy thuộc vào dòng sản
phẩm khai thác có chứa thủy ngân nhiều hay ít và yêu cầu của nhà khai
thác. Quá trình vận chuyển là tàu hay đường ống mà xây dựng sơ đồ công
nghệ có thiết bị phân tách thủy ngân.
2.4.4 Thiết bị kết tinh nước
Thường sau thiết bị phân tách cuối cùng, lượng dầu thô đi đến thiết bị kết
tinh nước để tách triệt để hàm lượng nước còn lại. Chất lỏng được thêm
vào đầy thiết bị làm đông tụ nước: nước nằm bên dưới và dầu nằm bên
trên. Các điện cực bên trong tạo thành điện trường để bẻ gãy liên kết giữa
thoát. Tuy nhiên việc lắp đặt PSV này phụ thuộc vào thiết kế ‘full
rating’( thiết kế đường ống trước và sau thiết bị làm cùng một vật liệu,
đường kính và bề dày) thì không cần thiết lắp đặt PSV hay ‘non – full
rating’ thì cần phải lắp đặt để bảo vệ đường ống và thiết bị.
Trường hợp van điều khiển có thể hư hỏng hoặc mất điều khiển
(control failure): làm tăng nhanh lưu lượng đi vào thiết bị dẫn đến áp
suất tăng nhanh vượt quá áp suất thiết kế thiết bị.
Van đóng mở (sut down valve (SDV)): đóng mở hệ thống, cô lập thiết
bị trong trường hợp khẩn cấp.
Van xả (blow down valve (BDV)): nếu có tín hiệu từ quá trình sut
down cả hệ thống thì lập tức van xả sẽ mở để xả toàn bộ lượng dầu, khí
trên toàn bộ đường ống về áp suất khí quyển đưa về thiết bị thu hồi
dòng dầu kín
2.4.8 Thiết bị phụ trợ khác
Hệ thống phụ trợ đảm bảo quá trình vận hành an toàn và hiệu quả. Hệ
thống phụ trợ bao gồm: phòng điều khiển, lưu trữ dữ liệu, hệ thống đuốc,
sản xuất nước phụ trợ, khí nén, điện. Ngoài ra còn có hệ thống cung cấp
các hợp chất trên đường ống như: chất khử nhũ tương, chất chống ăn mòn,
chất ức chế điểm chảy, chất diệt vi sinh vật
2.5 Phương pháp khai thác dầu khí
2.5.1 Phương pháp khai thác tự phun
Năng lượng dưới dạng chênh áp:
W
TN
+ W
NT
≥ W
1
+ W
2
Ngoài ra còn sử dụng phương pháp khai thác bơm ép vỉa ( nước)
Cơ sở lựa chọn
Điều kiện địa chất, điều kiện khí hậu, thời tiết và vị trí khai thác.
Tính chất của lưu chất.
Tình trạng kỹ thuật và công nghệ của công ty, vốn đầu tư.
Hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của các phương pháp khai thác.
Nguồn năng lượng sử dụng cho phương pháp khai thác
Bảng 2 - 1 Khả năng và hiệu quả áp dụng các phương pháp khai thác cơ học
Copyright: Tài liệu đại học ©