Chương 1. Khái niệm chung.
1-
1

Chương 1

KHÁI NIỆM CHUNG.

1.1. Khái niệm, phân loại.

1.1.1. Khái niệm
Diện tích biển và đại dương chiếm 7/10 diện tích trái đất, nhu cầu hoạt động của
con người trên biển ngày càng tăng. Vì vậy cần thiết phải xây dựng công trình biển nhằm
đáp ứng các mục tiêu cơ bản như sau:
- Phục vụ thăm dò, khai thác và vận chuyển dầu khí vào bờ: (dàn khoan biển);
- Phục vụ cho nhu cầu đi lại, ăn ở ngoài biển và các hoạt động khác như: khai thác
tài nguyên, du lịch, nghiên cứu khoa h
ọc;
- Phục vụ cho các hoạt động trên biển như:
+ Các cảng bờ, xa bờ;
+ Trạm chuyển tải;
+ Công trình bảo đảm Hàng hải;
+ Trạm trục vớt cứu hộ.
Kỹ thuật công trình biển: (off Shore engineering).
1.1.2. Phân loại Công trình biển
1.1.2.1. Phân loại theo vị trí công trình biển so với bờ:
- Công trình biển ven bờ;
- Công trình biển ngoài khơi;
- Công trình biển ngoài hải đảo.
1.1.2.2. Phân theo tính chất cố định của công trình chia làm 2 loại:
- Công trình biển cố định là công trình được xây dựng cố định tại vị trí nào đó trong

1.1.3. Quá trình phát triển của các công trình biển cố định
Có liên quan chặt chẽ đến việc thăm dò và khai thác dầu khí
1.1.3.1. Công trình biển bằng thép.
Trên thế giới: 1947 xuất hiện dàn khoan thép đầu tiên ở độ sâu 6 m tại Mexico (trên
vịnh Mexich).
1949: các dàn khoan thép đã đạt độ sâu 15m nước;
1950: có dàn khoan 30m nước;
1960: có dàn khoan 90m nước;
1970: có dàn khoan 300m nước;
Hiện nay có dàn khoan 420m nước (dàn Bull Winkle tại vịnh Mexico do công ty
Shell thiết kế nặng 56.000 tấn).
- Ở Việt Nam: có dàn khoan 50m nước.
Trong công trình biển thép chiếm khoảng 70% dạng công trình biển cố định được
xây dựng như ở Mexico, ở Trung đông, ở Chinê, ở biển Bắc có đi
ều kiện rất phức tạp, có
chiều cao sóng h
s
= 30m, ở Mếch xích (Mexico)... h
s
= 20m. Tại mỏ COGNAC: người ta
xây dựng công trình biển ở chiều sâu nước d = 310m tổng trọng lượng thép là 50.000 T,
(so sánh tháp effel tổng trọng lượng = 20.000t).
1.1.3.2. Công trình biển cố định bằng bê tông
1973 ở mỏ EKOFISK (biển Bắc-Nauy) ở độ sâu: 70m, khối lượng BT = 80.000m
3
.
Chương 1. Khái niệm chung.
1-
3


thác thứ cấp, tức là tạo thêm áp suất để đẩy dầu lên bằng cách dùng bơm nước hoặc
bơm nén khí.
Chương 1. Khái niệm chung.
1-
4

- Từ trữ lượng xác định được số lượng dàn khoan, giếng khoan dầu: số lượng mỗi
dàn khoan có 16 giếng khoan.
Lên quy hoạch toàn bộ các công trình để mở mỏ và triển khai mỏ:
Vị trí và số lượng các dàn khoan là cơ sở để lên quy hoạch tổng thể của mỏ.
Trong đó có thể có các dạng sau:
+ Dàn khai thác: khoan, khai thác dầu;
+ Dàn chế biến: là dàn để tách khí, nước ra khỏi dầu xử lý sơ bộ, làm giảm nồng độ
dầu thô. Khí tách ra làm nhiên liệu cho sinh hoạt, chạy máy móc, phần còn lại khí
thừa nếu không đưa vào bờ để sử dụng thì đốt đi qua tháp đốt khí thải dàn này gọi là
dàn công nghệ thượng tầng.
- Khâu chứa đựng và vận chuyển nhiên liệu: phải dùng bể chứa hoặc dùng công
trình bán chìm, vận chuyển bằng tầu chở dầu ngay tại mỏ vào đất liền hay vận
chuyển bằng hệ thống đường ống vào bờ
đến nhà máy rót dầu;
+ Mỏ có quy mô nhỏ vận chuyển bằng tầu: có trạm rót dầu không bến (thiết bị
cuối).
+ Mỏ có quy mô lớn vận chuyển bằng đường ống.
Bước 2: Khảo sát:
- Điều kiện môi trường: khảo sát địa hình, địa chất, khí tượng, hải văn
- Điều kiện thi công: bám sát các điều kiện về phương tiện thi công theo dự báo, đặc
biệt chú ý t
ới các phương tiện thuỷ, phương tiện nổi chuyên dụng như cầu nổi, búa
đóng cọc v.v... các nguyên vật liệu dùng để xây dựng.
Bước 3: Xây dựng dự án tiền khả thi, khả thi (mức thiết kế sơ bộ) làm các phương án so

công trình dân dụng kèm theo.
1.3.2. Về mặt kết cấu:
Tính bền vững của công trình biển phải có độ tin cậy cao, thời gian sử dụng của
công trình biển lại không đòi hỏi lâu như trên bờ.
Ví dụ: Dàn khoan sử dụng từ 20
÷
25 năm
- Tính chất động học trên biển là phức tạp hơn trên bờ, mang tính chất ngẫu nhiên.
Lực tác dụng trên biển chủ yếu do sóng, lực sóng rất phụ thuộc vào vị trí và hình
dạng công trình, nên thường kết hợp giữa thực nghiệm và lý thuyết.
- Sự ăn mòn của môi trường tác dụng rất mạnh lên công trình, môi trường nước mặn
nên vật liệu thép và mối hàn bị ăn mòn mạnh. Môi trường có vật bám lên công trình
làm t
ăng kích thước công trình, dẫn đến tăng tải trọng tác động đối với công trình
biển, việc duy tu bảo dưỡng rất cần thiết và đòi hỏi chi phí lớn.
1.3.3. Đòi hỏi tính an toàn cao
1.3.4. Thiết kế công trình biển phụ thuộc vào thi công:
Khi thiết kế CTB, giải pháp kết cấu gần như phụ thuộc vào điều kiện và phương
tiện thi công.
1.3.5. Triển khai thi công ngoài biển phức tạp hơn trong bờ nhiều
Cụ thể có 8 đặc điểm như sau:
- Phụ thuộc vào thời tiết và trạng thái biển thi công;
- Đòi hỏi việc lập kế hoạch thi công rất chi tiết (sóng...);
- Tính an toàn trong thi công rất cao, mặt bằng thi công hẹp, thi công trên các độ
cao khác nhau;
- Việc định vị trí chuẩn xác của công trình rất khó;
- Việc sử lý nền móng phức tạp;
- Việc duy tu bảo dưỡng cho công trình biển phần lớn kết cấu nằm dưới nướ
c là
chính, nên khi duy tu bảo dưỡng thường gây nguy hiểm, việc xem xét chất lượng