Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
LỜI MỞ ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng đất nước, để tiến tới một nước văn minh, giàu đẹp,
chúng ta không thể không nhắc đến một ngành kinh tế mũi nhọn của Tổ quốc. Mặc
dù còn non trẻ, song với triển vọng đầy hứa hẹn đã sớm khẳng định được vị trí hết
sức quan trọng của mình trong nền kinh tế quốc dân – đó là ngành Công nghiệp khai
thác dầu và khí.
Với hơn một trăm triệu tấn dầu thô cùng hàng chục tỉ mét khối khí đã được
khai thác, dầu khí đã trở thành ngành dẫn đầu cả nước về đóng góp cho ngân sách
Quốc gia, hàng năm đã thu về một nguồn ngoại tệ lớn cho đất nước.
Để đạt được thành quả đó thì việc nắm vững nguyên lý hoạt động, quy trình vận
hành các thiết bị trên giàn đóng vai trò hết sức quan trọng.
Được sự đồng ý và hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Văn Thịnh cùng các
Thầy trong Bộ môn Thiết bị dầu khí và công trình, em đã chọn Đề tài tốt nghiệp:
“Tìm hiểu quy trình vận hành các thiết bị công nghệ giàn ép vỉa – WIP
40000 mỏ Bạch Hổ”
Với mong muốn hiểu rõ thêm về các thiết bị trên giàn nhằm đảm bảo cho giàn
hoạt động an toàn, chất lượng và kinh tế.
Do sự hiểu biết và thời gian thực tế có hạn nên Đồ án không tránh khỏi những
thiếu sót. Em kính mong nhận được sự bổ sung, đóng góp của các Thầy Cô cùng các
bạn để em có thể hoàn thiện hơn sự hiểu biết của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, 06/2009
Sinh viên
Phạm Hồng Thanh
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
1
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH KHAI THÁC DẦU KHÍ Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
1.1. Lịch sử phát triển ngành Công nghiệp dầu khí Việt Nam
Công ty Dầu khí quốc gia, với tên giao dịch quốc tế là Petrovietnam.
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
2
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
Năm 1993, Luật Dầu khí được ban hành. Cũng trong năm này, Petrovietnam bắt
đầu triển khai xây dựng hệ thống thu gom và vận chuyển khí đồng hành từ mỏ Bạch
Hổ vào đất liền, phục vụ trước tiên cho Nhà máy nhiệt điện Bà Rịa – Vũng Tàu và
sau này cho Phú Mỹ.
Ngày 29/05/1995, Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam quyết định
thành lập Tổng Công ty Nhà nước với tên giao dịch quốc tế là Petrovietnam.
Ngày 28/11/2005, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất – Nhà máy Lọc dầu đầu tiên
của Việt Nam được khởi công xây dựng với tổng vốn đầu tư là 2,5 tỷ USD.
Tháng 08/2006, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam được thành lập theo
quyết định số 199/2006/QD-TTg ngày 29 tháng 8 năm 2006. Tên giao dịch quốc tế là
Vietnam Oil And Gas Group; gọi tắt là Petrovietnam, viết tắt là PVN.
1.2. Tình hình khai thác dầu khí ở Việt Nam hiện nay
Qua tìm kiếm thăm dò cho đến nay, các tính toán dự báo đã khẳng định tiềm
năng dầu khí Việt Nam tập trung chủ yếu ở thềm lục địa, trữ lượng khí thiên nhiên có
khả năng nhiều hơn dầu. Với trữ lượng đã được thẩm định, nước ta có khả năng tự
đáp ứng được nhu cầu về sản lượng dầu khí trong những thập kỷ đầu tiên của thiên
niên kỷ thứ 3.
Hiện nay ngành Dầu khí nước ta đang khai thác dầu khí chủ yếu tại 7 khu mỏ bao
gồm: Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, Hồng Ngọc, Rạng Đông, Bunga Kekwa, Lan Tây.
Những phát hiện về dầu khí mới đây ở thềm lục địa miền Nam nước ta rất đáng
phấn khởi, tăng thêm niềm tin và thu hút sự quan tâm của các nhà đầu tư là: lô 09-2,
giếng Cá Ngừ Vàng – IX, kết quả thử vỉa thu được 330 tấn dầu và 170 nghìn m
3
khí
một ngày. Lô 16-1, giếng Voi Trắng – IX, cho kết quả 420 tấn dầu và 22 nghìn m
3
trường nội địa.
Mẻ sản phẩm dầu đầu tiên ra lò mang thương hiệu “made in Vietnam” tại Nhà
máy Lọc dầu Dung Quất đã được xuất qua 20 xe bồn để đưa ra thị trường tiêu thụ
vào chiều ngày 20/02/2009.
Với công suất 6,5 triệu tấn/năm, tương đương 148 nghìn thùng/ngày, khi vận
hành với công suất 100% dự kiến vào đầu tháng 08/2009, bình quân mỗi tháng Nhà
máy Lọc dầu Dung Quất sẽ sản xuất gần 150 nghìn tấn xăng, 240 nghìn tấn dầu
Diesel, khoảng 23 nghìn tấn khí hóa lỏng và các sản phẩm khác như xăng máy bay
Jet-A1 (khoảng 30 nghìn tấn), dầu F.O (khoảng 25 nghìn tấn),…
Sáng ngày 10/05/2008, tại khu kinh tế Nghi Sơn – Thanh Hóa, Công ty TNHH
Lọc hóa dầu Nghi Sơn được ra mắt và khởi công san lấp mặt bằng Dự án trọng điểm
quốc gia về lọc hóa dầu.
Công suất lọc dầu của Dự án này là 200 nghìn thùng/ngày (tương đương với 10
triệu tấn/năm). Sau khi đi vào hoạt động năm 2013, sản lượng xăng dầu của Dự án
này sẽ đáp ứng khoảng 60% nhu cầu xăng dầu của cả nước, góp phần đảm bảo an
ninh năng lượng Quốc gia.
1.3. Tình hình khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ
Mỏ Bạch Hổ là mỏ lớn nhất Việt Nam và cũng là mỏ Việt Nam trực tiếp khai
thác. Mỏ nằm ở phía Nam thềm lục địa Việt Nam, nằm trong lô 09-1 thuộc bể trầm
tích Cửu Long, cách thành phố Vũng Tàu 120 km, do Xí nghiệp Liên doanh dầu khí
Vietsovpetro khai thác. Tháng 6 năm 1986 dòng dầu khí đầu tiên được khai thác
trong tầng trầm tích Mioxen của mỏ Bạch Hổ. Năm 1987 phát hiện dầu khí trong
tầng trầm tích Oligoxen và đặc biệt năm 1988 phát hiện dầu khí trong tầng đá móng
Granite nứt nẻ. Tổng trữ lượng dầu khí thu hồi được do khai thác cùng với dầu của
toàn mỏ khoảng 31.8 tỷ m
3
khí đồng hành của mỏ Bạch Hổ được đưa vào sử dụng
cho các công trình của Nhà máy Bà Rịa từ tháng 5 năm 1995, cho Nhà máy Phú Mỹ
2,1 từ tháng 2 năm 1997 và tương lai là các khu công nghiệp của Vũng Tàu như
Vedan, Kidwell…
bao gồm: Giàn công nghệ trung tâm CTP, giàn khoan cố định MSP, giàn nhẹ BK,
trạm rót dầu không bến UBN, các tuyến đường ống nội mỏ.
Hiện nay, mỏ Bạch Hổ có:
- 9 giàn nhẹ BK: BK1, BK2, BK3, BK4, BK5, BK6, BK7, BK8, BK9
- 4 trạm rót dầu không bến UBN1, UBN2, UBN3, UBN4
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
5
Giai đoạn 1:
Khảo sát
Thăm dò
Giai đoạn 2:
Khai thác
Chứa đựng
Vận chuyển
Giai đoạn 3:
Phân phối
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
- 1 giàn nén khí trung tâm CCP2
- 1 giàn nén khí nhỏ
- 2 giàn Công nghệ trung tâm CTP2, CPC3
- 10 giàn khoan cố định MSP (MSP 1; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11).
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
6
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG II
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ GIÀN ÉP VỈA
2.1. Giới thiệu
Giàn Ép nước cho mỏ dầu Bạch Hổ nằm trong vùng mỏ Bạch Hổ, ngoài khơi bờ
biển Việt Nam, bên cạnh Giàn Công nghệ trung tâm 2 (CPP-2) và Giàn Nén khí
trung tâm (CCP), chân đế trung chuyển (RB). Các cầu nối giữa các giàn đưa đến các
với công suất 3,7 MegaWatt/máy.
Giàn được thành lập bắt đầu từ năm 1996. Việc lắp đặt chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Phần chân đế, tầng sát biển, tầng gầm, Module -1; Giai đoạn 2: Module
-2, Module -3, Module-5 (Module năng lượng); Giai đoạn 3: Module -4.
2.2. Phân bố của giàn và sàn các Module
Giàn ép vỉa bao gồm tầng sát biển (Sea Deck), tầng gầm (Cellar deck) và tầng
sàn Module. Các Module 1; 2; 3; 4; 5 được đặt trên tầng sàn Module.
Tầng sát biển cung cấp đường thông đến cầu tàu và là đường thoát hiểm xuống
biển trong trường hợp bất khả kháng.
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
7
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
Tầng gầm bao gồm khu vực bảo quản hoá phẩm, bơm chuyển hoá phẩm, bơm
chuyển dầu Diesel lên các thùng chứa sử dụng, bơm dầu thải, bơm nước rửa hoá
phẩm, bơm nước ngọt cho giàn… Cụm xử lý khí cũng được đặt ở tầng gầm này.
Cụm bơm chìm và các bơm UESPK ép vỉa cũng được lắp đặt trên tầng gầm.
Tầng sàn Module gồm các Module ép nước 1; 2; 3; 4 và Module năng lượng 5
chứa các máy phát và các thiết bị điện.
Các thiết bị công nghệ của Module ép nước hoặc các thiết bị điện năng lượng
được phân bố giữa 3 tầng của Module: Tầng trệt (Lower Deck), tầng giữa
(Mezzanine Deck) và tầng nóc (Roof Deck).
2.2.1. Tầng gầm Cellar deck
- Các bơm chìm hút nước biển;
- Vùng bảo quản hoá phẩm;
- Các bơm chuyển hoá phẩm (Chemical Transfer Pumps);
- Bơm chuyển dầu Diesel (Diesel Transfer Pumps);
- Bình chứa và các bơm nước ngọt;
- Bình chứa và các bơm dầu thải;
- Bình chứa và bơm nước xả rửa hoá phẩm;
- Cụm xử lý khí và tủ điều khiển của nó, hệ thống phun tưới nước tự động cho
- Phòng ắc quy;
- Phòng tắm khẩn cấp.
* Tầng nóc (Roof Deck) bao gồm:
- Tuốc bin lực và bơm ép chính;
- Tuốc bin máy phát điện dự phòng;
- Thùng dầu Diesel cho máy phát;
- Tủ CO
2
cho bơm ép chính;
- Tủ CO
2
máy phát điện dự phòng;
- Bình chứa khí để khởi động máy phát điện dự phòng;
- Cẩu Titan 5400 HC No 157.
2.2.4. Module 2
* Tầng trệt (Lower Deck) bao gồm:
- Cụm phin lọc thô;
- Cụm phin lọc tinh;
- Tháp chân không (có chiều cao xuyên cà 3 tầng);
- Cụm bơm tăng áp;
- Cụm bơm định lượng hoá phẩm;
- Phòng điều khiển Module;
- Phòng tiện;
- Phòng tắm khẩn cấp.
* Tầng giữa (Mezzanine Deck) bao gồm:
- Cụm bơm chân không;
- Cụm máy điện phân Electrochlorinator;
- Các bể chứa hoá phẩm;
- Phòng ắc quy;
- Phòng tắm khẩn cấp.
cho bơm ép chính;
- Kho vật tư Tuốc bin.
2.2.6. Module 4
* Tầng trệt (Lower Deck) bao gồm:
- Cụm phin lọc thô;
- Cụm phin lọc tinh;
- Tháp chân không (có chiều cao xuyên cả 3 tầng);
- Cụm bơm tăng áp;
- Cụm bơm định lượng hoá phẩm;
- Phòng điều khiển Module;
- Phòng thí nghiệm đo lường và tự động hoá;
- Phòng tắm khẩn cấp.
* Tầng giữa (Mezzanine Deck) bao gồm:
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
10
Hình 2.1. Giàn Ép vỉa
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
- Cụm bơm chân không;
- Cụm máy nén khí, bình chứa khí, bình sấy khí và tủ điều khiển;
- Các bể chứa hoá phẩm;
- Phòng ắc quy;
- Phòng làm việc, họp;
- Phòng tắm khẩn cấp.
* Tầng nóc (roof deck) bao gồm:
- Tuốc bin lực và bơm ép chính;
- Tủ CO
2
cho bơm ép chính.
2.2.7. Module 5
* Tầng trệt (Lower Deck) bao gồm:
Hình 2.5 : Sơ đồ phân bố các sàn trong Module
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
15
Hình 2.6. Sơ đồ phân bố tầng trệt (Lower Deck) trong Module
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
16
Hình 2.7. Sơ đồ phân bố tầng giữa (Mezzanine Deck) trong Module 1
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
17
Hình 2.8. Sơ đồ phân bố tầng nóc (Roof Deck) của Module 1
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
18
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
19
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
2.3. Miêu tả công nghệ ép nước
Các thiết bị công nghệ ép nước được miêu tả trong qui trình công nghệ và được
chỉ ra rõ vị trí lắp đặt trên giàn và Module ở phần trước. Sơ đồ công nghệ có thể xem
phần sau.
2.3.1. Các bơm chìm
Nước biển được hút từ biển nhờ vào các bơm chìm được đặt ở tầng gầm.
Module 1 sử dụng 3 bơm, trong đó 2 bơm làm việc và một bơm dự phòng. Các
Module 2,3,4 sử dụng hai bơm có công suất lớn hơn bơm ở Module 1. Các bơm chìm
cung cấp một lưu lượng bình thường khi làm việc 640 → 662 m
3
3
/h).
2.3.4. Cụm phin lọc tinh
Cụm phin lọc tinh bao gồm 3 phin lọc, hai phin làm việc và một phin rửa ngược.
Nó được thiết kế để loại không dưới 98% hạt rắn lớn hơn hay bằng 2 Micron. Cụm
phin lọc tinh được đặt ở tầng trệt của Module.
Hoá phẩm được định lượng ở đầu vào các phin lọc tinh để nâng cao hiệu quả
lọc (Sắt Sunfat (Feric sulphate), chất tạo mạng hấp dẫn điện(Polyelectrolyte)).
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
20
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
Lưu lượng qua phin lọc tinh được điều khiển và đưa đến tháp chân không. Nước
biển được phân bố đều trên bề mặt hạt lọc. Các van điều khiển lưu lượng đầu vào
đảm bảo rằng tổng lưu lượng được chia đều qua các phin lọc đang làm việc.
Mỗi phin lọc được rửa ngược luân phiên bằng nước biển từ đầu ra của cụm phin
lọc thô để rửa các hạt rắn được giữ lại trong các lớp lọc.
2.3.5. Tháp chân không
Nước biển rời khỏi cụm phin lọc tinh và vào tháp chân không. Chân tháp nằm ở
tầng trệt của Module. Tháp chân không vận hành dưới áp suất chân không để loại
Oxy từ nước biển đã được lọc. Trước khi nước biển vào tháp hoá phẩm Antifoam
được định lượng để làm mất ổn định bọt khí vốn có trong cột nước chân không, làm
các bọt khí vỡ ra. Cụm bơm chân không được đặt ở tầng giữa của Module.
Nước biển vào tháp từ trên đỉnh, sau đó đi qua tầng làm kín cấp 1. Nước sau đó
đổ xuống tầng làm kín cấp 2 nơi mà mức Oxy trong nước được giảm đáng kể. Nước
biển sau đó tiếp tục rơi xuống phần đáy chứa nước của tháp, tại đây lượng hoá phẩm
loại Oxy trong dòng nước được sử dụng để giảm đến mức có thể nồng Oxy tự do
trong nước.
2.3.6. Cụm bơm tăng áp
Nước biển từ đáy của tháp chân không đến bơm tăng áp để tăng áp suất nước đã lọc và
tách Oxy đến 7,8 Bar. Các bơm tăng áp được lắp đặt ở tầng trệt Module. Ba loại hoá phẩm
c. Cấp-2 (ESD Level-2)
Dừng Module (Module Shutdown)
Dừng các hệ thống trong Module, bơm ép chính dừng Fast stop.
Xảy ra do sự dò chất cháy, dò khí tại chỗ và công tắc truyền tín hiệu sự cố trên
tủ ESD ở vị trí Overide off, nếu có tín hiệu truyền đi đến các Module khác sẽ chuyển
thành ESD cấp 1.
d. Cấp-3 (ESD Level-3)
Dừng Công nghệ (Process Shutdown)
Dừng hệ thống công nghệ của Module bao gồm cả thiết bị phụ trợ…
e. Cấp-4 (ESD Level-4)
Dừng thiết bị (Unit Shutdown)
Dừng thiết bị hoặc công nghệ bởi chính các bảo vệ của thiết bị đó.
2.5. Các tác động xuất ra khỏi giàn
Giàn ép vỉa có những hệ thống hiệu quả để xả nước, chất lỏng…
- Bơm chất lỏng như dầu thải, lẫn nước, Condencate sang giàn 2 như một giải
pháp an toàn và tiết kiệm.
- Xả trực tiếp nước biển qua giếng gom xả.
- Bơm các nước rửa lẫn hoá phẩm vào phi để vận chuyển về bờ xử lý.
a. Dầu thải
Nước xả từ các vị trí có nhớt sẽ xả trực tiếp vào bể gom chứa ở tầng gầm Cellar
deck. Hơn 8 m
3
dầu thải có thể xả vào trong bể, và thể tích này có thể được bơm sang
giàn 2 trong vòng một giờ để tách lại dầu.
b. Nước rửa hoá phẩm
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
22
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
Việc rửa các vùng vận chuyển hoá phẩm hoặc phía dưới các bơm định lượng
hoá phẩm sẽ sinh ra lượng nước có lẫn hoá phẩm. Nước rửa hoá phẩm này được thu
lắp đặt trên nóc Module 2 có chiều dài cần là 36m.
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
23
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
CHƯƠNG III
CÁC CỤM THIẾT BỊ PHỤ TRỢ QUAN TRỌNG CỦA GIÀN ÉP VỈA
3.1. Hệ thống khí nuôi trên giàn ép vỉa
Module 1, Module 2 và Module 3, mỗi Module có một cụm máy nén khí cung
cấp cho toàn giàn. Tuy nhiên hiện nay cụm máy nén khí mới GA - 75 – 10 ở Module
2 đựơc sử dụng thường xuyên, cụm máy ở Module 3 và cụm máy ở Module 1 ở chế
độ dự phòng. Sau đây là nguyên tắc vận hành của từng thiết bị công nghệ.
3.1.1. Đặc tính kỹ thuật của các cụm máy nén khí
3.1.1.1. Máy nén khí Module -1
- Model: Hamworthy K199/707 (dạng Piston)
+ Lưu lượng khí: 150 Nm
3
/h;
+ Áp suất tối đa: 10 Bar;
+ Vận tốc máy nén: 944 RPM;
+ Nhiệt độ cho phép: -5
o
C → 60
o
C;
+ Áp suất nhớt: 3,4 Bar.
- Động cơ: 30 kW , 3 ph , 50Hz , 1500RPM.
- Bình sấy
+ Môi chất: hạt Silicagen + Lưu lượng : 131 Nm
3
/h;
C dưới nhiệt độ khí từ máy nén;
SVTH: Phạm Hồng Thanh Lớp: Thiết bị Dầu khí – K49
24
Đồ án tốt nghiệp Trường: Đại học Mỏ - Địa Chất
+ Lưu lượng: 180 Nm
3
/h
- Bình chứa khí
+ Thể tích: 2,7 m
3
(Đường kính: Φ 1205 mm x dài 2000mm );
+Áp suất thiết kế: 10 Bar;
+ Nhiệt độ thiết kế: -10
0
C→ 100
0
C;
+ Độ mòn cho phép: 1 mm.
3.1.1.3. Máy nén khí Module -2
- Model: Atlas Copco GA-75-10 (dạng trục vít)
+ Lưu lượng khí: 192 lít/giây;
+ Áp suất tối đa: 10 Bar;
+ Vận tốc máy nén: 3000 RPM;
+ Nhiệt độ cho phép: 100
0
C.
- Động cơ: 75 kW, 3 ph, 50Hz, 3000RPM
- Máy sấy
+ Model: Atlas Copco FD260 (dạng làm lạnh );
+ Công suất: 3,55 kW, 380V, 3 ph , 50Hz;
Copyright: Tài liệu đại học ©