giai phap thi cong neo giu FPSO

I
: Nghiên cứu xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý để lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FPSO)
trong điều kiện biển Việt Nam.
LỜI CAM ĐOAN
Tô x cam đoa : Luậ vă “Nghiên cứu xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý
để lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FPSO) trong điều kiện biển VIỆT
NAM” là công trình nghiên cứu của cá â , được thực hi dưới sự ướng dẫn khoa
học của TS. Phạm Hi n Hậu
Các s li u, kết luận của nghiên cứu được trình bày trong luậ vă y ru ực
v c ưa ừ được công b dưới bất kỳ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhi m v nghiên cứu của mình.
Hà Nội, tháng 10 ăm 2013
Nguyễ ạt Thịnh

II
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biế ơ đến thầy ướng dẫn TS. Phạm Hi n Hậu đã ận tình chỉ
bảo, ướng dẫn tôi trong su t thời gian học tập và nghiên cứu để hoàn thành bản luận
vă y.
Tô cũ x được gửi lờ cám ơ ới các thầy cô ro K oa Sau đại học, Vi n Xây
dựng Công trình Biển, các Bộ môn liên quan thuộc Trườ ại học Xây dự đã
truy đạt kiến thức c o ô . Tô cũ x b y ỏ lò cám ơ ới Ban Giám hi u nhà
Trườ ại học Xây dự đã ú đỡ ô cũ ư lớp cao học trong su t quá trình
học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lờ cám ơ ới Ban Lã đạo Liên Doanh Vi t-N a V e sov e ro ơ ô
đa cô ác đã ạo đ u ki n v vật chất, thờ a cũ ư ần giúp tôi hoàn
thành bản luậ vă y.
Tô x được bày tỏ lòng cảm ơ ớ a đì , bạ bè đồng nghi p. Sự khích l ,
độ v ê , ú đỡ của mọ ười l động lực to lớ ú ô vượt qua nhữ k ó k ă
trong su t quá trình học tập.
Hà Nội, tháng 10 ăm 2013
Nguyễ ạt Thịnh

III
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ II
MỤC LỤC………….....................................................................................................III
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT..........................................................................VI
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................... VII
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ..........................................................................VIII
MỞ ĐẦU……………...................................................................................................XI
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG NEO CÔNG
TRÌNH BỂ CHỨA DẦU NỔI (FSO/FPSO) ..................................................................1
1.1. Mô tả chung về FSO/FPSO .................................................................................... 1
1.1.1.Cấu tạo của bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO) ...........................................................................1
1.1.2.Vai trò và chức năng của bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO) .....................................................3
1.1.3.Mô tả Quy trình công nghệ xử lý dầu cùa FSO....................................................................6
1.2. Khái quát về hệ thống neo bể chứa dầu nổi (FPSO/FSO) .................................... 11
1.2.1.Dạng neo động D.P (Dynamic Positioning).......................................................................11
1.2.2.Dạng neo nhiều điểm CMBM (Conventional Multi Buoy Mooring) ..............................12
1.2.3.Dạng neo một điểm S.P.M (Single Point Mooring)...........................................................13
1.2.4.Các dạng dây neo..................................................................................................................26
1.2.5.Các dạng mỏ neo thông dụng ..............................................................................................28
1.3. Các FPSO/FSO đang hoạt động trên thế giới....................................................... 41
1.4. Các FPSO/FSO điển hình đang vận hành ở Việt Nam......................................... 42
1.5. Kết luận về các dạng hệ thống dây neo FPSO...................................................... 43
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG HỢP LÝ ĐỂ LẮP
ĐẶT HỆ THỐNG DÂY NEO BỂ CHỨA DẦU NỔI (FPSO) ....................................45

IV
2.1. Mở đầu.................................................................................................................. 45
2.2. Các căn cứ xuất phát để xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý để lắp đặt hệ
thống dây neo bể chứa dầu nổi (FPSO) ................................................................ 45
2.2.1.Tiêu chuẩn thiết kế để đề xuất phương án ..........................................................................45
2.2.2.Căn cứ vào điều kiện chiều sâu mực nước và điều kiện môi trường vùng biển thi công46
2.2.3.Phương tiện, trang thiết bị thực hiện việc thi công.............................................................48
2.3. Nội dung chính của giải pháp tổ chức thi công hợp lý để lắp đặt hệ thống dây neo
bể chứa dầu nổi (FPSO)........................................................................................ 49
2.3.1.Lựa chọn phương tiện vận chuyển cọc, xích hợp lý ..........................................................49
2.3.2.Quy trình thực hiện việc hạ thủy xích xuống tàu, sà lan....................................................50
2.3.3.Quy trình thực hiện việc thi công đưa cọc xuống nước....................................................51
2.3.4.Quy trình thực hiện việc thi công đóng cọc và thả xích neo.............................................57
2.3.5.Quy trình thực hiện việc thi công kết nối xích neo vào FPSO .........................................64
2.3.6.Tiêu chí đánh giá phương án thi công hợp lý .....................................................................66
2.3.7.Các bài toán cơ bản để phục vụ thi công lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi
(FPSO)....................................................................................................................................67
2.3.8.Những rủi ro có thể xảy ra và biện pháp khắc phục trong quá trình thi công................67
2.4. Kết luận chương.................................................................................................... 75
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG THỰC HIỆN PHƯƠNG ÁN TỔ CHỨC THI CÔNG LẮP
ĐẶT HỆ THỐNG DÂY NEO BỂ CHỨA DẦU NỔI (FPSO) CHO CÔNG TRÌNH TÊ
GIÁC TRẮNG- HOÀNG LONG .................................................................................77
3.1. Số liệu đầu vào...................................................................................................... 77
3.1.1.Giới thiệu chung dự án FPSO- Tê Giác Trắng...................................................................77
3.1.2.Số liệu môi trường phục vụ thi công...................................................................................80
3.1.3.Số liệu bể chứa FPSO và hệ thống neo giữ FPSO .............................................................87
3.2. Phương án thi công hợp lý.................................................................................... 95
3.2.1.Công tác chuẩn bị .................................................................................................................95
3.2.2.Công tác vận chuyển ra vị trí hạ thủy..................................................................................96

V
3.2.3.Công tác hạ thủy................................................................................................................ 100
3.2.4.Trình tự thực hiện việc thi công lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu(FPSO)............ 111
3.2.5.Các bài toán cơ bản để phục vụ thi công lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi
(FPSO)................................................................................................................................. 134
3.3. Các sự cố và biện pháp khắc phục trong quá trình thi công lắp đặt hệ thống dây
neo lắp đặt........................................................................................................... 135
3.3.1.Sự cố vách cọc bị xé khi đóng.......................................................................................... 135
3.4. Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt được khi áp dụng giải pháp.............. 138
3.5. Kết luận chương.................................................................................................. 138
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................139
PHỤ LỤC………........................................................................................................141

VI
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký tự viết tắt Viết đầy đủ - Giải thích
AHT1 Anchor Handling Tug
CALM Catenary Anchor Leg Mooring
CALRAM Catenary Anchor Leg Rigid Arm Mooring
CMBM Conventional Multi Buoy Mooring
CPP Central Process Platform
DP Dynamic Positioning
FSO Floating, Storage and Offloading
FPSO Floating Production, Storage and Offloading
PGF Pile Guide Frame
PLEM Pipeline End Manifold
PLET Pipeline end termination
SALM Single Anchor Leg Mooring
SALS Single Anchor Leg Storage
SPM Single Point Mooring
SPAR Single Point Anchor Reservoir
ROV Remotely Operated Vehicle
WHP Wellhead Platform

VII
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Sử dụng neo hình cái bừa trong đất sét .........................................................30
Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của Neo loại gài trực tiếp................................................34
Bảng 1.3: Những ưu điểm và nhược điểm của các loại mỏ neo ....................................37
Bảng 1.4: Các FPSO/FSO điển hình đang vận hành ở Việt Nam..................................42
Bảng 2.1: Vận tốc dòng chảy lớn nhất ở các khu vực ...................................................47
Bảng 2.2: Giá trị chiều cao sóng Hmax(m) tương ứng với các chu lỳ lặp ....................48
Bảng 2.3: So sánh 2 phương án vận chuyển ..................................................................49
Bảng 2.4: Tính hợp lý giữa các phương án thi công đưa cọc xuống nước ...................56
Bảng 2.5: Tiêu chí đánh giá phương án thi công hợp lý................................................66
Bảng 3.1: Sự thay đổi thủy triều ....................................................................................82
Bảng 3.2: Số liệu sóng- Điều kiện TRS.........................................................................83
Bảng 3.3: Số liệu sóng- Điều kiện Non TRS .................................................................84
Bảng 3.4: Sóng gây mỏi.................................................................................................85
Bảng 3.5: Phân bố hướng sóng ......................................................................................86
Bảng 3.6: Thông số nhiệt độ nước biển .........................................................................86
Bảng 3.7: Thông số nhiệt độ không khí.........................................................................87
Bảng 3.8: Vị trí tọa độ của FPSO.....................................................................................87
Bảng 3.9: Bảng đặc tính của FPSO................................................................................88
Bảng 3.10: Vị trí Turret so với FPSO ............................................................................89
Bảng 3.11: Tọa độ vị trí neo...........................................................................................90
Bảng 3.12: Mô tả các công việc hạ thuỷ cọc xuống sà lan vận chuyển.......................101
Bảng 3.13: Quy trình đặt xích trên tàu.........................................................................104
Bảng 3.14: Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt được khi áp dụng giải pháp.....138

VIII
DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Các thành phần cấu tạo chính của FPSO .........................................................1
Hình 1.2: Hình ảnh FPSO ................................................................................................4
Hình 1.3: Sơ đồ làm việc của mỏ.....................................................................................5
Hình 1.4: Sơ đồ minh họa hệ thống ống ngầm đi từ PLEM vào FPSO...........................6
Hình 1.5: Sơ đồ minh họa đơn giản quá trình xử lý dầu..................................................9
Hình 1.6: Hình ảnh Thiết bị, đường ống công nghệ trên FSO (1)...................................9
Hình 1.7: Hình ảnh Thiết bị, đường ống công nghệ trên FSO (2).................................10
Hình 1.8: Hình ảnh thiết bị đường ống công nghệ trên FPSO (3) .................................10
Hình 1.9: Mô hình dạng neo động D.P ..........................................................................12
Hình 1.10: Hệ thống neo CMBM...................................................................................13
Hình 1.11: Hệ thống neo C.A.L.M (1)...........................................................................14
Hình 1.12: Hệ thống neo C.A.L.M (2)...........................................................................15
Hình 1.13: Mặt cắt hệ thống neo C.A.L.M ....................................................................15
Hình 1.14: Hệ thống phao neo CALRAM .....................................................................16
Hình 1.15: Hệ thống neo S.A.L.M.................................................................................17
Hình 1.16: Hệ thống phao neo CALRAM .....................................................................18
Hình 1.17: Hệ thống neo S.A.L.M với hệ Tubular column ...........................................19
Hình 1.18: Hệ thống neo S.A.L.S (1).............................................................................20
Hình 1.19: Hệ thống neo S.A.L.S (2).............................................................................21
Hình 1.20: Hệ thống neo dạng tháp có khớp .................................................................22
Hình 1.21: Hệ thống neo dạng tháp ...............................................................................22
Hình 1.22: Hệ thống neo dạng S.P.A.R .........................................................................23
Hình 1.23: Hệ thống Turret neo bên trong.....................................................................24
Hình 1.24: Hệ thống Turret neo bên ngoài (1)...............................................................25
Hình 1.25: Hệ thống Turret neo bên ngoài (2)...............................................................26
Hình 1.26: Xích neo .......................................................................................................27
Hình 1.27: Dây thừng.....................................................................................................27
Hình 1.28: Dây thừng sợi tổng hợp................................................................................28
Hình 1.29: Các loại mỏ neo trọng lực...........................................................................29
Hình 1.30: Mỏ neo dạng cái bừa....................................................................................29
Hình 1.31: Mỏ neo trọng lực..........................................................................................32
Hình 1.32: Mỏ neo dạng cọc..........................................................................................35

IX
Hình 1.33: Mỏ neo dạng cọc hút....................................................................................36
Hình 1.34: Bảng đồ phân bố FPSO/FSO trên thế giới 2011.........................................41
Hình 2.1: Chuẩn bị hạ cọc..............................................................................................53
Hình 2.2: Kéo trượt cọc trên Sà lan ...............................................................................53
Hình 2.3: Hạ cọc xuống biển..........................................................................................54
Hình 2.4: Nhấc cọc ở vị trí thẳng đứng..........................................................................54
Hình 2.5: Sử dụng phương tiện cẩu nâng cọc và đưa xuống nước ................................56
Hình 2.6: Sử dụng phương tiện khung đóng cọc (PGF) để đóng cọc............................60
Hình 2.7: Khung đóng cọc (PGF) ..................................................................................61
Hình 2.8: Sử dụng tàu cẩu Trường Sa để đưa xích xuống.............................................63
Hình 2.9: Thi công kết nối xích neo vào FPSO .............................................................65
Hình 2.10: Cọc đẩy (Pile follower)...............................................................................68
Hình 2.11: Kết nối Cable vào xích.................................................................................70
Hình 3.1: Sơ đồ mỏ TGT ...............................................................................................77
Hình 3.2: Sơ đồ vị trí các Block- mỏ TGT ....................................................................78
Hình 3.3: Sơ đồ hoạt động mỏ TGT ..............................................................................79
Hình 3.4: Sơ đồ các đặc điểm khí tượng........................................................................81
Hình 3.5: Sơ đồ neo FPSO.............................................................................................92
Hình 3.6: Sơ đồ neo FPSO mỏ TGT ..............................................................................92
Hình 3.7: Sơ đồ vị trí cọc neo ........................................................................................93
Hình 3.8: Sơ đồ chi tiết xích neo....................................................................................93
Hình 3.9: Xích neo tại vị trí kho bãi ..............................................................................97
Hình 3.10: Xích được đưa lên xe trailer vận chuyển ra vị trí hạ thủy ...........................97
Hình 3.11: Vận chuyển búa đóng cọc ra vị trí hạ thủy ..................................................98
Hình 3.12: Vị trí chế tạo cọc..........................................................................................98
Hình 3.13: Kiểm tra Padeye cọc ....................................................................................99
Hình 3.14: Kiểm tra độ vừa của ma ní vào Padeye cọc.................................................99
Hình 3.15: Cọc sẵn sàng hạ thủy xuống sàlan vận chuyển..........................................100
Hình 3.16: Đưa cọc xuống sà lan vận chuyển..............................................................102
Hình 3.17: Chằng buộc cọc trên Sàlan để sẵn sàng đi biển .........................................102
Hình 3.18: Cẩu khung đóng cọc (PGF) xuống tàu.......................................................103
Hình 3.19: Chằng buộc búa, khung đóng cọc trên tàu.................................................103
Hình 3.20: Dùng cẩu bánh xích đưa xích xuống tàu....................................................107
Hình 3.21: Dùng cẩu cảng đưa xích xuống tàu............................................................108
Hình 3.22: Xích được đưa lên boong tàu.....................................................................108

X
Hình 3.23: Đánh dấu kiểm soát xích............................................................................109
Hình 3.24: Hệ thống tang cuốn xích mạn trái và phải của tàu.....................................109
Hình 3.25: Đưa xích vào chain locker .........................................................................110
Hình 3.26: Kết nối mắc xích đầu và cuối các đoạn xích.............................................110
Hình 3.27: Treo xích tại Chain locker..........................................................................111
Hình 3.28: Đưa khung đóng cọc (PGF) vào vị trí........................................................112
Hình 3.29: Nhấc cọc khỏi sàlan ...................................................................................115
Hình 3.30: Đưa cọc về vị trí thẳng đứng và đưa vào khung đóng cọc.........................115
Hình 3.31: Quay lật búa về vị trí thẳng đứng và đưa vào đóng cọc ............................117
Hình 3.32: Thực hiện công tác đóng cọc .....................................................................118
Hình 3.33: Trình tự thực hiện công tác kết nối đoạn xích Bottom Chain vào cọc ......120
Hình 3.34: ROV thực hiện việc kết nối đoạn xích Bottom..........................................123
Hình 3.35: Đánh dấu xích ............................................................................................126
Hình 3.36: Kiểm soát xoắn xích khi vào hầm chứa.....................................................127
Hình 3.37: Xích neo sau khi được kết nối vào Turret..................................................129
Hình 3.38: Kéo xích vào Turret ...................................................................................131
Hình 3.39: Xích được khóa vào Chain Flapper/Stopper..............................................131
Hình 3.42: Cọc đẩy (Pile follower)..............................................................................136
Hình 3.43: Cable nối giữa Búa và Cọc đẩy..................................................................136
Hình 3.44: Vách cọc chính bị Cọc đẩy xuyên thủng ..................................................136
Hình 3.45: ROV bị trôi mất phần thân, chỉ còn phần phao nổi ...................................137

XI
MỞ ĐẦU
1.0 Lý do chọn đề tài:
Dịch vụ cung cấp kho nổi, chứa, xử lý và xuất dầu thô (FSO/FPSO) là một trong
những dịch vụ chiến lược mang tính ổn định lâu dài của ngành dầu khí Việt Nam do
gắn liền với hoạt động khai thác các mỏ dầu. Tuy nhiên, đây cũng là loại hình dịch vụ
rất khó chiếm lĩnh do công nghệ quản lý vận hành đòi hỏi trình độ tay nghề cao, giá trị
đầu tư rất lớn, đồng thời cạnh tranh quốc tế vô cùng gay gắt.
Hiện nay, lĩnh vực dịch vụ khai thác, cung cấp các kho nổi, chứa, xử lý và xuất
dầu thô (FSO/FPSO) ở Việt Nam đã có những bước phát triển vượt bậc đã được khẳng
định trên thị trường. Các dự án kho nổi FSO/FPSO được cung cấp cho các mỏ có ý
nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc hiện thực hóa chiến lược phát triển dịch vụ kinh
doanh kho nổi chứa và xử lý dầu thô nói riêng và chiến lược phát triển kinh tế biển của
Tập đoàn Dầu khí Việt Nam nói chung.
Góp phần vào việc thành công của dịch vụ cung cấp này, việc đề ra giải pháp thi
công lắp đặt biển hợp lý cho các FSO/FPSO này đóng vai trò một phần không nhỏ góp
phần thành công cho cả dự án và mang lại giá trị kinh tế cao, đặc biệt là nếu tận dụng
được nguồn trang thiết bị, nhân lực trong nước.
2.0 Mục đích chọn đề tài:
Đề tài nhằm mục đích tổng kết thực tiễn công nghệ thi công lắp đặt hệ thống dây
neo bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO) đang được áp dụng. Tìm hiểu năng lực về cơ sở hạ
tầng, thiết bị phương tiện hiện có ở Việt Nam và các nước lân cận. Từ đó nghiên cứu
xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý để thi công lắp đặt hệ thống dây neo bể
chứa dầu nổi (FSO/FPSO) trong điều kiện biển Việt Nam nhằm mang lại hiệu quả kinh
tế nhất cho dự án.
3.0 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

XII
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu các giải pháp thi công lắp đặt hệ
thống xích neo bể chứa dầu nổi để xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý thi công
lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO) trong điều kiện biển Việt Nam.
4.0 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Ý nghĩa khoa học:
 Hiểu rõ được các tiêu chuẩn để áp dụng trong điều kiện tính toán thi công.
 Xây dựng được phương pháp luận phục vụ lựa chọn phương án thi công hợp
lý để lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu (FSO/FPSO) trong điều kiện biển
Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn:
 Ứng dụng phương pháp luận đã xây dựng để đưa ra được phương án tổ chức
thi công thi công lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO)
5.0 Bố cục của luận văn:
Nội dung của Luận văn này có 166 trang, bao gồm phần mở đầu, 03 Chương, Kết
luận và kiến nghị, 26 bảng, 89 hình vẽ, Tài liệu tham khảo và Phụ lục các bản vẽ, tính
toán. Cụ thể như sau:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về các giải pháp cho hệ thống neo công trình bể chứa dầu
nổi FPSO, FSO trên thế giới và ở Việt Nam
- Chương 2: Xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý để lắp đặt hệ thống dây
neo bể chứa dầu nổi (FPSO)
- Chương 3: Áp dụng thực hiện phương án tổ chức thi công lắp đặt hệ thống dây
neo bể chứa dầu nổi (FPSO) cho Công trình Tê Giác Trắng
- Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục: Các bản vẽ, tính toán
Sau đây là phần trình bày lần lượt các nội dung của luận văn theo cấu trúc nêu
trên

1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG NEO
CÔNG TRÌNH BỂ CHỨA DẦU NỔI (FSO/FPSO)
1.1. Mô tả chung về FSO/FPSO
1.1.1. Cấu tạo của bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO)
Một FSO/FPSO thông thường bao gồm các thành phần chính được mô tả như
hình vẽ sau:
Hình 1.1: Các thành phần cấu tạo chính của FPSO

2
- Thân FSO/FPSO (hull) bao gồm toàn bộ phần thân vỏ, khoang két nơi dùng để
chứa sản phẩm sau khi sơ chế.
- Hệ thống định vị, neo (mooring system) là hệ thống neo buộc định vị giữ
FSO/FPSO tại một vị trí. Hệ thống này gồm: dây neo buộc, các đầu nối và thiết
bị, tời, cọc, neo và thiết bị đẩy.
- Hệ thống xử lý/sản xuất (production) là hệ thống công nghệ gồm hệ thống xử lý,
hệ thống an toàn và điều khiển, hệ thống trợ giúp công nghệ và các thiết bị phụ
trợ cho quá trình xử lý hỗn hợp chất lỏng hydrocarbon và khí từ giếng. Thông
thường, hệ thống này là các module được đặt cao hơn mặt chính boong chính
khoảng vài mét (≥3m), nhưng các đường ống liên quan lại đặt ngay trên mặt
boong chính. Phụ thuộc vào kích thước của thân vỏ và bố trí thượng tầng, các
module thượng tầng có thể có nhiều sàn để lắp đặt các thiết bị xử lý gas, nước
và dầu. Các trang thiết bị thượng tầng sẽ được chế tạo thành từng cụm hoàn
chỉnh. Hệ thống công nghệ gồm các hệ thống sau:
+ Hệ thống xử lý chất lỏng, gas hoặc hỗn hợp hydrocacbon từ giếng;
+ Hệ thống phụ trợ trợ giúp công nghệ như các hệ thống cung cấp năng
lượng, khí nén, thủy lực, hơi, nước, cho quá trình xử lý. Các hệ thống được
dùng để kích hoạt giếng như hệ thống bơm khí, nước, hóa chất xuống giếng qua
cây noel
+ Hệ thống phát điện cho việc xuất dầu/khí
+ Bộ phận và thiết bị điện liên quan đến thiết bị công nghệ;
+ Các hệ thống khác không đề cập ở trên như hệ thống sản xuất và/hoặc
xử lý methanol, hệ thống khử muối
+ Hệ thống ép vỉa: bơm trực tiếp nước hoặc khí đồng hành xuống vỉa để
đảm bảo duy trì áp suất vỉa;
+ Hệ thống xuất và nhập dầukhí gồm các ống cứng, ống mềm hoặc kết
hợp cả hai loại ống trên, các bộ phận liên quan đến ống đứng như hệ thống kéo

3
căng, các module nổi, phao nổi dọc ống đứng, kẹp cố đinh, hệ thống neo và các
hệ thống điều khiển an toàn. Trong một hệ thống xuất và nhập tiên biểu của
FSO/FPSO, điểm bắt đầu là điểm nối ống đứng với PLEM và điểm kết thúc là
điểm kết nối ống đứng với FSO/FPSO. Các điểm kết nối thông thường là mặt
bích đầu ra (hoặc mặt bích đầu vào) của PLEM và mặt bích đầu vào (hoặc mặt
bích đầu ra) của FSO/FPSO;
+ Khu sinh hoạt và điều khiển (accommodation) là nơi có buồng điều
khiển, khu nhà ở và sinh hoạt chung của mọi người trên FSO/FPSO;
+ Sân bay (helideck) dùng để vận chuyển hàng và nhân lực bằng đường
hàng không. Tùy theo các bố trí công năng của FSO/FPSO mà sân bay có thể
đặt trực tiếp lên nóc khu nhà ở hoặc nhô ra phía biển;
+ Hệ thống cẩu (crane) dùng để cẩu nhấc các trang thiết bị, nhu yếu
phẩm…phục vụ quá trình hoạt động của FSO/FPSO hoặc công việc sản xuất.
+ Cần đuốc (flare boom) là hệ thống dùng để đốt khí đồng hành và khí tự
nhiên xuất hiện trong quá trình khoan thăm dò, khai thác (không thải trực tiếp
vào môi trường);
+ Hệ thống ống công nghệ và điều khiển;
+ Hệ thống thiết bị hàng hải (navigation equipments);
+ Hệ thống cứu sinh, cứu hỏa
1.1.2. Vai trò và chức năng của bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO)
Dầu mỏ được khai thác từ các khu vực ngoài khơi vào cuối những năm 1940. Ban
đầu, tất cả các giàn khoan dầu đều được đặt ở đáy biển, nhưng khi việc thăm dò được
mở rộng đến những vùng nước sâu hơn và những khu vực xa hơn nữa vào những năm
1970, hệ thống sản xuất nổi được sử dụng.

4
Hình 1.2: Hình ảnh FPSO
FPSO đầu tiên là Castellon Shell, được xây dựng ở Tây Ban Nha vào năm 1977.
Ngày nay, hơn 200 tàu được triển khai trên toàn thế giới như FPSO.
FPSO là chữ viết tắt của cụm từ Floating Production, Storage and Offloading
(tạm dịch: công trình nổi để khai thác, xử lý, lưu trữ và rót dầu), là một tàu nổi được sử
dụng trong ngành công nghiệp dầu khí, nhằm xử lý hỗn hợp hydrocarbon và được dùng
để lưu trữ dầu. Tàu FPSO được thiết kế để nhận hỗn hợp hydrocarbon được khai thác
từ các giàn gần đó hoặc cụm Subsea Template, xử lý, và lưu trữ cho đến khi dầu có thể
được chuyển lên một tàu chở dầu hoặc tàu dịch vụ, hoặc đôi khi, được vận chuyển
thông qua một hệ thống đường ống dẫn. FPSO được sử dụng phổ biến ở ngoài khơi
khu vực biên giới vì dễ dàng lắp đặt, và không đòi hỏi một cơ sở hạ tầng đường ống

5
dẫn để xuất dầu. FPSOs có thể được cải hoán từ một tàu chở dầu hoặc có thể là một tàu
được xây dựng mới đặc biệt cho hệ thống chức năng. Một tàu dầu chỉ được sử dụng để
lưu trữ dầu (không có hệ thống xử lý dầu) được gọi là kho nổi chứa và xuất dầu (FSO).
Hình 1.3: Sơ đồ làm việc của mỏ
Dầu được sản xuất từ các giàn khoan, sau đó có thể được vận chuyển vào đất liền
bằng hệ thống đường ống dẫn hoặc tàu chở dầu. Khi một tàu chở dầu được chọn để vận
chuyển dầu, điều cần thiết là chọn được tàu có nhiều khoang chứa để các khoang này
không bị chiếm dụng trong suốt quá trình dầu được sản xuất, và khoang chỉ được sử
dụng khi dầu được rót vào. Khi đó tàu chở dầu di chuyển đến và kết nối vào đuôi của
ngăn chứa dầu và tiến hành rót dầu.

6
Hình 1.4: Sơ đồ minh họa hệ thống ống ngầm đi từ PLEM vào FPSO
Ưu điểm:
Công trình nổi để khai thác, xử lý, lưu trữ và rót dầu đặc biệt hiệu quả tại các vị
trí xa hoặc những vùng nước sâu, nơi hệ thống đường ống dẫn dưới đáy biển không
hiệu quả về chi phí. FPSO loại bỏ sự cần thiết phải xây dựng tuyến đường ống dẫn dầu
từ nơi xử lý đến trạm trên bờ. Ưu điểm này đưa ra một giải pháp kinh tế hơn cho các
mỏ dầu có trữ lượng nhỏ mà có thể bị cạn kiệt trong một vài năm và không cần phải
tốn chi phí lắp đặt một hệ thống đường ống dẫn. Hơn nữa, khi một mỏ dầu đã được
khai thác hết, FPSO có thể được di chuyển đến một vị trí mới.
1.1.3. Mô tả Quy trình công nghệ xử lý dầu cùa FSO
Dầu được tách riêng khỏi khí tại các giàn cố định ngoài khơi (OFP) hoặc giàn xử
lý trung tâm (CPP) với hàm lượng nước tối đa 10% thể tích, sau đó được dẫn đến các

7
FSO thông qua các đường ống dẫn, các ống góp ngầm (PLEM) dưới biển, các đường
ống mềm, cụm khớp nối xoay di động. Tại đây, dầu được làm sạch sơ bộ trong các bầu
lọc thô tại đường vào để tách bỏ các tạp chất cơ học, sau đó được chuyển tới dụng cụ
đo lắp tại đường vào. Sau khi được hâm nóng tới khoảng 65oC trong thiết bị trao đổi
nhiệt (Heat Exchanger), dầu đi qua các ống phun hướng dòng đến két xử lý lắng tới
điều kiện của két chứa (hàm lượng nước tối đa 5% thể tích). Dầu sau khi xử lý được
chuyển tới các khoang chứa dầu để chứa ở nhiệt độ 45oC. Ống dẫn dầu vào trong két
xử lý sẽ có các lỗ hình ô van ở miệng ống làm cho chất lỏng phân tán nhỏ chảy vào
trong két nhanh hơn. Việc bố trí này sẽ làm cho việc tách nước có hiệu quả hơn bởi
bằng cách này sẽ làm cho các giọt nước va chạm vào nhau và đọng lại thành từng lớp.
Dầu đã qua xử lý được giữ ở nhiệt độ 65oC trong két xử lý sẽ được chuyển đi chủ yếu
qua hệ thống bơm hàng và bơm hút vào các khoang chứa dầu dự trữ (số 1, 2, 4, 5). Dầu
dự trữ trong các két này được duy trì ở nhiệt độ 45oC và sẽ được bơm lên bằng hệ
thống bơm hàng và xuất dầu vào trạm xuất dầu qua một hệ thống đo lượng dầu
(Metering Skid) được đặt tại phía đuôi FSO.
Trước khi xuất dầu, khoảng 50% dầu trong két xử lý được bơm vào khoang chứa
dầu dự trữ bằng máy bơm để cho két xử lý vơi một nửa (do két xử lý là két lắng trong
đó dầu chứa nước). Do nước nặng hơn dầu nên lắng xuống phía dưới và một phần đang
ở dạng nhũ tương chưa kịp lắng xuống và đang lơ lửng ở tầng giữa, còn lớp trên là dầu
đạt tiêu chuẩn thương mại, do đó chỉ bơm 50% tức chỉ phần trên để nước khỏi ra theo
dầu). Tại giai đoạn đầu tiên của quá trình xuất dầu trên FSO, dầu được đưa vào két xử
lý sẽ được chứa trong phần trống của két. Trước khi két xử lý đầy, dầu trong các
khoang chứa dầu dự trữ được xuất ra. Bước tiếp theo sau khi két xử lý đầy thì dầu
trong két xử lý được bơm vào két dầu. Vậy quá trình xuất dầu ở đây sẽ được liên hoàn
khép kín.

8
Nước được tách ra từ két xử lý được chuyển về két lắng (Slop tank) bên trái.
Nước sau khi lắng sơ bộ ở két này sẽ được chảy về két lắng bên phải sau đó được bơm
đến thiết bị hydrocyclon trên boong chính để xử lý tiếp qua bơm hydrocyclon (trong
buồng bơm). Nước sau khi xử lý đảm bảo nồng độ dầu nhỏ hơn 15 phần triệu sẽ được
thải ra ngoài qua mạn tàu. Nồng độ dầu trong nước thải sẽ được kiểm soát hoàn toàn tự
động thông qua thiết bị kiểm tra nồng độ dầu. Dầu được tách ra trong két lắng sẽ sẽ
chảy ngược lại trong một trong số các két hàng.
Trên kho nổi FSO còn được trang bị một hệ thống buồng thí nghiệm với đầy đủ
các thiết bị thí nghiệm và vật dụng cần thiết để các thuyền viên thực hiện việc kiểm tra
chất lượng dầu cũng như kiểm định nước thải ra biển.
Khí được tách khỏi dầu trong suốt quá trình xử lý và dự trữ trên FSO phải được
xử lý bằng quy trình hút nguội để đưa chất lỏng quay lại một trong các két hàng (được
xử lý qua thiết bị thu gom khí – VRU). Khí còn lại sẽ được thoát ra ngoài khí quyển
qua một tháp khí, trên tháp được thiết kế các hệ thống van xả và van an toàn trong khi
xả khí.

9
Hình 1.5: Sơ đồ minh họa đơn giản quá trình xử lý dầu
Hình 1.6: Hình ảnh Thiết bị, đường ống công nghệ trên FSO (1)

10
Hình 1.7: Hình ảnh Thiết bị, đường ống công nghệ trên FSO (2)
Hình 1.8: Hình ảnh thiết bị đường ống công nghệ trên FPSO (3)

11
1.2. Khái quát về hệ thống neo bể chứa dầu nổi (FPSO/FSO)
Ba (03) dạng hệ thống neo phổ biến được sử dụng trên thế giới được mô tả dưới
đây, với các ưu, nhược điểm của từng loại :
- Dạng neo động D.P (Dynamic Positioning)
- Dạng neo nhiều điểm CMBM (Conventional Multi Buoy Mooring)
- Dạng neo một điểm S.P.M (Single Point Mooring): Dạng này có nhiều kiểu
khác nhau:
 Dạng neo trọng lực đơn, cọc đơn
 Dạng TURRET
 Dạng CALM (Catenary Anchor Leg Mooring)
 Dạng SALM
 Dạng tháp có khớp (Articulated Tower)
 Dạng SPAR
 Dạng chân đế Jacket
Chi tiết mỗi dạng neo được mô tả như sau:
1.2.1. Dạng neo động D.P (Dynamic Positioning)
Không có hệ thống dây neo vì nó sử dụng các thiết bị dẫn tiến ở bên sườn tàu, nối
với một phần mềm định vị động để tàu được giữ ở vị trí khai thác chống lại các yếu tố
tác động bên ngoài. Ưu điểm là không cần bàn xoay đỡ cáp neo, tính di động cao.

12
Hình 1.9: Mô hình dạng neo động D.P
1.2.2. Dạng neo nhiều điểm CMBM (Conventional Multi Buoy Mooring)
Với hệ thống này neo sử dụng tối thiểu là ba phao.
Tàu chứa dầu neo vào hệ thống như vậy bị hạn chế việc xoay. Thực tế, hệ thống
neo là một phao neo thông thường (CBM), hay hệ neo nhiều phao (MBM).
Thông thường hệ thống phao nhiều điểm neo được sử dụng ở những nơi có điều
kiện môi trường vừa phải và tần số của các hoạt động xuất dầu được giới hạn, hoặc cho
các dự án tàu chở dầu nhỏ.

13
Hệ thống này không cho phép tàu chứa dầu xoay 360 độ, nó có thể gây hạn chế
nghiêm trọng trong việc hoạt động. Thông thường bao gồm các thành phần chính sau
đây:
 Multiple mooring buoys
 Anchor arrangement
 PLEM with submersible hose string
Hình 1.10: Hệ thống neo CMBM
1.2.3. Dạng neo một điểm S.P.M (Single Point Mooring)
Hệ thống này neo giữ tàu bằng một điểm duy nhất. Hệ neo này bao gồm các bộ
phận chung như sau:
 Một bộ phận liên kết với đáy biển (dạng phao neo bằng dây cáp, dạng
chân đế cố định, …)

14
 Một bộ phận xoay liên kết với tàu FPSO.
Tổ hợp này cho phép tàu xoay quanh vị trí neo giữ để giảm thiểu tác động môi
trường bên ngoài. Nhờ ưu điểm này, dạng neo SPM là dạng thích nghi nhất với tất cả
các điều kiện môi trường.
Trong các dạng neo một điểm, có thể kể đến các kiểu neo sau:
1.2.3.1. C.A.L.M. (Catenary Anchor Leg Mooring)
Cùng với sự tăng trưởng về thương mại, dầu thô và các sản phẩm chất lỏng khác
trên thế giới, phao dạng CALM sẽ được tiếp tục sử dụng như một trong những giải
pháp hiệu quả nhất và kinh tế cho việc neo của các tàu chở dầu.
Phao nổi được nối với tàu bằng dây cáp, hoặc bằng một hệ thống tay đòn cứng,
hoặc nửa cứng
Hình 1.11: Hệ thống neo C.A.L.M (1)

15
Hình 1.12: Hệ thống neo C.A.L.M (2)
Hình 1.13: Mặt cắt hệ thống neo C.A.L.M

16
Hệ thống phao neo CALRAM (Catenary Anchor Leg Rigid Arm
Mooring):
Nguyên tắc hoạt động của phao CALRAM tương tự như phao CALM. Sự khác
biệt là cánh tay đòn dạng khung cứng thay thế hawser neo để kết nối các tàu chở dầu
vào phao.
Đây là loại phao neo chỉ có thể được sử dụng cho các tàu chứa dầu neo đậu vĩnh
viễn. Cánh tay đòn neo cứng loại bỏ nguy cơ va chạm gây hư hỏng giữa tàu chứa dầu
và phao.
Hình 1.14: Hệ thống phao neo CALRAM
1.2.3.2. S.A.L.M. (Single Anchor Leg Mooring)
Cấu tạo bao gồm thân phao, trục nối đa chiều, xích neo, hệ thống ống mềm

17
Hình 1.15: Hệ thống neo S.A.L.M
Hệ S.A.L.M: Để ngăn chặn sự phá hỏng do va chạm vào trục nối giữa hai bộ
phận ở độ sâu dưới mực nước biển và mức của tàu. Bất kỳ sự hư hỏng gì nếu có xảy ra

18
chỉ đơn giản ảnh hưởng đến bề mặt của phao và dễ dàng khắc phục. Tuy nhiên nhược
điểm lớn là việc bảo trì cho khớp nối dưới biển. Để ngăn việc ống mềm cọ xát vào hệ
thống xích neo, hệ xích thông thường sử dụng hệ xích đơn, thẳng đứng.
Ở độ sâu mực nước nông, khớp nối này đặt ở khung đế. Tuy nhiên, ở mực nước
sâu, khớp nối này được tách biệt lên phía bên trên so với cọc neo, mục đích là để thuận
tiện cho việc bảo trì khớp nối và ống mềm từ khớp nối đến tàu chứa dầu.
Thân của phao cung cấp độ nổi và là nơi để đặt các thành phần khác.
Phao nổi được neo xuống mặt đáy biểnđáy biểnthông qua một cọc neo, kết nối
qua điểm neo. Phao được nối với khung đáy bằng xích neo đơn hoặc ngay cả cột dạng
ống.
Hình minh họa như sau:
Hình 1.16: Hệ thống phao neo CALRAM

19
Hình 1.17: Hệ thống neo S.A.L.M với hệ Tubular column
Dòng dầu có thể đi qua hệ thống ống mềm từ trạm ở mặt đáy biển đi trực tiếp vào
tàu chứa dầu hoặc đi qua cả trạm và cột dạng ống thông qua khớp nối để vào tàu dầu.
Hệ thống ống mềm có chiều dài đủ để thích hợp với sự chuyển động của phao. Dòng
dầu được chuyển giữa phao và FPSO thông qua 1 hoặc nhiều ống mềm.
Những thiết bị hổ trợ như là thiết bị định vị, thiết bị báo hiệu hàng hải hoặc bến
cập tàu, khung bảo vệ chống va đập cho phao... cũng được sử dụng.
1.2.3.3. S.A.L.S (Single Anchor Leg Storage)
Được thiết kế đặc biệt, hệ thống bao gồm: 1 riser mảnh, 1 cánh tay đòn cứng. Ở
hệ neo sử dụng hệ cánh tay đòn cứng, phao nổi được hợp nhất để giữ Riser bằng một
lực kéo. Hệ neo được nối với tàu bằng hệ thống tay đòn cứng.

20
Hình 1.18: Hệ thống neo S.A.L.S (1)
1.2.3.4. Dạng chân đế Jacket
Hệ thống neo là những cấu trúc tháp cứng cố định dưới đáy biển và đóng vai trò
như một điểm neo đậu cho tàu để thực hiện việc xuất các sản phẩm khí hoặc chất lỏng.
Đặc điểm chính của một hệ tháp neo là tàu chứa dầu được kết nối với tháp thông
qua một kết cấu tay đòn hoặc một hawser cố định hoặc tạm thời.
Hệ thống neo dạng tháp phù hợp cho việc áp dụng ở các khu vực có độ sâu mực
nước nông và vừa với dòng chảy mạnh.

21
Hình 1.19: Hệ thống neo S.A.L.S (2)
1.2.3.5. Dạng tháp có khớp (Articulated Tower)
Ống mềm để rót dầu được nối với tháp tại vị trí đầu quay, chứ không phải ở dưới
nước như dạng SALM. Kết cấu của tháp có thể là dạng khung dàn thép, hoặc dạng cột
thép, cột bê tông. Kết cấu của đầu xoay có thể từ dạng đơn giản như CALM, cho tới
dạng phức tạp bao gồm khu nhà ở và một sân bay ở thượng tầng.

22
Hình 1.20: Hệ thống neo dạng tháp có khớp
Hình 1.21: Hệ thống neo dạng tháp

23
1.2.3.6. Dạng S.P.A.R
Dạng này phát triển từ dạng cột có khớp. Trên phao có các khoang để chứa dầu.
Đây là một phao nổi neo với đất bằng các xích.
Hình 1.22: Hệ thống neo dạng S.P.A.R
1.2.3.7. Dạng TURRET
Hệ thống neo Turret tích hợp tất cả các chức năng cho việc neo, vân chuyển chất
lỏng, khí đốt và năng lượng trong một hệ thống. Không có hawsers, ống nổi, kích hoạt
hệ thống xoay của Turret hay hệ thống động cơ được yêu cầu.
Tháp neo có thể đủ không gian để nhận được hơn 50 risers và umbilicals liên
quan. Turret có thể được thiết kế và xây dựng để sử dụng ngay cả bên trong thân tàu
hoặc bên ngoài, khi đó thân tháp được kết nối bởi một hệ kết cấu phía mũi hoặc đuôi
của tàu cho phép tàu quay 360 độ.
Có hai loại hệ thống neo cơ bản như sau:
a. Hệ thống Turret neo bên trong
Cấu tạo cơ bản của một hệ thống Turret neo khác nhau tùy thuộc vào các yêu cầu
về hệ thống công nghệ, kích thước tàu, điều kiện môi trường…

24
Loại Turret neo bên trong có thể được sử dụng ở các vùng nước trung bình và
nước sâu. Đây là loại hệ thống neo được sử dụng rộng rãi cho FPSO và FSO và thiết kế
của nó đã được kiểm chứng qua thời gian và trong điều kiện biển khắc nghiệt nhất của
Biển Bắc.
Bluewater’s là nhà cung cấp hệ thống Turret neo bên trong phổ biến nhất hiện
nay.
Hình 1.23: Hệ thống Turret neo bên trong
b. Hệ thống Turret neo bên ngoài (dạng cố định hoặc tháo rời)
Một hệ thống Turret neo bên ngoài tương tự như một hệ thống tháp neo bên
trong. Tuy nhiên, tháp neo nằm bên ngoài thân tàu. Điều này có thể làm giảm những
sửa đổi cần thiết ở thân tàu và cho phép tiến hành chế tạo ở bờ cảng, trong khi hệ thống
tháp neo bên trong đòi hỏi tàu phải lên ụ nổi. Tuy nhiên, dùng hệ thống Turret neo bên
ngoài sẽ bị giới hạn về số lượng risers.

25
Một điểm khác biệt nữa là bàn neo xích của một hệ thống tháp neo ngoài thường
nằm trên mực nước trong khi hệ thống neo bên trong cấu tạo bàn chứa xích ngập nước.
Đặc điểm này cho phép hệ thống tháp neo ngoài này được sử dụng trong vùng nước
nông vì chiều sâu hiệu quả hệ thống neo tăng lên, dung lượng lưu trữ của thân tàu có
thể được tối đa hóa.
Hệ thống Turret neo ngoài này là chủ yếu để sử dụng cho các vùng mỏ trữ lượng
nhỏ ở vùng nước nông.
Hình 1.24: Hệ thống Turret neo bên ngoài (1)

26
Hình 1.25: Hệ thống Turret neo bên ngoài (2)
Với tàu dầu hoán cải, dạng Turret ngoài có ưu điểm hơn vì nó ít phải thay đổi kết
cấu tàu.
- Với FPSO: Turret trong được ưu tiên hơn (5/8 FPSO đóng mới là dạng Turret
trong).
- Việc sử dụng Turret trong thì lực được truyền tốt hơn ở trong vỏ tàu, cho phép
dùng nhiều ống mềm riser hơn, hoặc trong điều kiện biển khắc nghiệt + khối lượng dây
neo và riser lớn (lực lớn) thì Turret trong ưu thế hơn.
- Turret trong dễ tiếp cận để bảo dưỡng, đầu xoay cũng được bảo vệ tốt hơn.
1.2.4. Các dạng dây neo
1.2.4.1. Xích neo (Chain)
Dây neo được sử dụng phổ biến nhất là dây xích với các đường kính và cấp sử
dụng khác nhau. Hai loại thiết kế của xích được sử dụng thường xuyên là mắt xích có
đinh tán và mắt xích trơn. Xích có đinh tán thường được sử dụng cho dây neo có thể sử
dụng lại nhiều lần, ví dụ tàu bán chìm, trong khi xích trơn thường được sử dụng để neo
vĩnh viễn (FPSO, phao, FSO). Một đường dây neo xích có thể được hoàn thiện với mắt
xích tổ hợp hay mắt xích cuối cùng.

27
Hình 1.26: Xích neo
1.2.4.2. Dây thừng (Wire rope):
Khi so sánh với dây xích, dây thừng có trọng lượng thấp hơn so với xích, ở cùng
mức tải và tính đàn hồi cao. Dây thừng được sử dụng phổ biến làm dây neo ngoài khơi
là loại có sáu tao và tao xoắn ốc. Các dây thừng được kết thúc bằng một đầu kẹp cáp
(ví dụ spetter mở, spetter đóng, CR) để kết nối với các thành phần khác trong hệ thống
neo. Nhìn chung dây thừng dễ bị hư hỏng và bị ăn mòn hơn xích.
Hình 1.27: Dây thừng

28
1.2.4.3. Dây thừng sợi tổng hợp (Synthetic fibre rope):
Gần đây, dây thừng sợi tổng hợp được đưa vào sử dụng làm dây neo. Vật liệu
điển hình có thể được sử dụng là polyester và nhựa có tính đàn hồi cao (Dyneema). Ưu
điểm chính của dây thừng sợi tổng hợp là trọng lượng nhẹ của vật liệu và tính đàn hồi
cao. Các dây thừng sợi tổng hợp thường được kết thúc bằng một spool đặc biệt và ma
ní để kết nối với các thành phần khác trong hệ thống neo.
Hình 1.28: Dây thừng sợi tổng hợp
1.2.5. Các dạng mỏ neo thông dụng
Bất kỳ vật nặng nào cũng có thể được đặt trên mặt đáy biển để sử dụng như neo
trọng lực. Các vật liệu như thép, bê tông, khối ferro-cement thường được sử dụng. Các
đặc điểm, yếu tố cần được xem xét trong việc lựa chọn dạng mỏ neo. Về cơ bản các
dạng mỏ neo trọng lực có thể được chia thành 5 loại như sau:
 Neo dạng cái bừa (Drag-embedment anchors)
 Neo trọng lưc (Deadweight anchors or clumps)
 Neo dạng cái móc (Grappling devices)
 Neo dạng gài trực tiếp (Direct-embedment anchors)
 Neo dạng cọc (Pile anchors)

29
Hình 1.29: Các loại mỏ neo trọng lực
1.2.5.1. Neo dạng cái bừa (drag- anchors)
Các thành phần chính mỏ neo dạng cái bừa gồm có:
 Cán neo
 Lưỡi neo
 Móc neo (Ma ní)
 Phần dây neo phía trước mỏ neo
Hình 1.30: Mỏ neo dạng cái bừa

30
Góc gập lưỡi neo là góc tùy ý xác định bởi mặt phẳng lưỡi neo và đường thẳng đi
qua phía đầu cuối của lưỡi neo và thân neo. Thông thường góc này được cố định trong
khoảng 30° đến 50°, góc nhỏ hơn được áp dụng đối với cát và đất sét cứng/chăt, góc
lớn hơn áp dụng đối với đất sét mềm cố kết thường. Góc ở khoảng trung gian có thể
thích hợp hơn cho điều kiện đất nhất định (đất theo lớp, ví dụ như đất sét cứng trên đất
sét mềm hơn). Ưu điểm của việc sử dụng các góc lớn hơn cho đất sét mềm cố kết
thường là neo xuyên sâu hơn, tại đó áp lực đất và các thành phần theo phương pháp
tuyến trên lưỡi neo cao hơn, tạo ra một lực chịu gia tăng. Tuy nhiên, khi góc lớn hơn
được sử dụng trong các loại đất chặt hơn, neo có thể gặp khó khăn trong việc bám chặt
vào đáy biển.
Dạng neo hình cái bừa được khuyến cáo áp dụng cho việc thiết kế và lắp đặt ở
điều kiện địa chất là đất sét
Bảng 1.1: Sử dụng neo hình cái bừa trong đất sét
Loạ Tí c ấ
1 Đất cứng chặt: Sét cứng, cát chặt, đất cố kết…
2
Đất dạng lớp: Sét mền trên lớp sét cứng, cát trong đất pha sét, các lớp gắn kết
trong đất
3 Sét mềm đến nửa cứng, đất phân tầng
Khi lớp đất chuyển từ cứng sang mềm, kinh nghiệm cho thấy neo dạng mỏ cày
(fluke anchor) có thể xuyên qua lớp bề mặt của cát hoặc đất sét tương đối cứng vào
một lớp đất sét mềm hơn phía dưới, với điều kiện là độ dày của lớp đất mặt này là nhỏ
hơn 30 đến 50% chiều dài lưỡi neo thực tế. Mặc dù điều này không được thừa nhận,
nhưng nó có thể được sử dụng như hướng dẫn xem xét lựa chọn giữa các loại neo khác

31
nhau. Các điều kiện đất phổ biến và kinh nghiệm đã có cùng với việc lắp đặt trong diện
tích đất thực tế luôn cần được đánh giá trước khi lựa chọn sử dụng mỏ neo.
Khi lớp đất chuyển từ mềm sang cứng, khả năng cho mỏ neo tạo sức kháng của
lớp đất cứng hơn bên dưới phụ thuộc vào sự khác biệt của sức chịu của đất giữa hai
lớp, độ sâu đến lớp cứng hơn và góc của mặt phẳng qua lưỡi neo khi nó gặp lớp đất
cứng hơn. Nếu góc này quá nhỏ thì mỏ neo có thể không bám chặt trên lớp đất cứng ở
tải trọng không đổi. Nếu góc này là quá lớn ở điều kiện xuyên nông, neo có thể bị xoay
và trượt ra khỏi đất thay vì tiếp tục đi theo đường xuyên ban đầu. Trong cả hai trường
hợp này, tải trọng lắp đặt mong muốn sẽ không đạt được. Thay đổi góc lưỡi neo hoặc
lựa chọn loại và/hoặc kích thước của neo có thể cải thiện được tình hình.
Khi đất gồm các lớp cứng-mềm-cứng, kéo theo sự phức tạp hơn đó là sự xuyên
qua lớp đất cứng phía trên có thể yêu cầu một góc lưỡi neo nhỏ hơn so với góc mong
muốn để neo có thể xuyên qua các lớp đất mềm nằm giữa và sau đó tiếp tục xâm nhập
an toàn qua lớp đất cứng thứ 2. Một lần nữa, mỏ neo phải gặp lớp đất cứng sâu hơn ở
một góc đảm bảo việc cắm chặt và xuyên vào lớp đó. Hơn nữa, góc 6 gia tăng do lớp
đất cứng bên trên làm cho mỏ neo quay về phía sau và do đó làm giảm sự xâm nhập
cuối cùng của mỏ neo. Nếu độ dày của hai lớp đất đầu tiên như thế, neo sẽ ăn vào lớp
đất sâu hơn với một góc quá nhỏ, neo sẽ chỉ trượt dọc theo bề mặt của lớp đó. Điều này
có thể được hình dung bằng cách thực tế là lực cản trở nên quá lớn, hoặc không chấp
nhận được, và mục tiêu để lắp neo với lực căng mong muốn là không bao giờ đạt được.
Trong hầu hết các trường hợp, dự đoán có thể cho thấy đường xuyên gia tăng theo
chiều hướng đó, và trở nên dốc hơn ở một độ sâu và góc lưỡi neo cho trước, nếu neo
được tăng kích thước. Cũng có thể tìm thấy cách tối ưu hơn, phi tiêu chuẩn, kết hợp
giữa kích thước neo và góc lưỡi neo, tính toán cho cả lớp đất cứng bên trên và bên
dưới.

32
1.2.5.2. Neo trọng lực (deadweight anchors)
Bất kỳ vật nặng nào đều có thể được đặt trên mặt đáy biển để sử dụng như neo
trọng lực. Thép, bê tông, khối ferro-cement thông thường được sử dụng. Các tác nhân
cần được xem xét trong việc lựa chọn và lắp đặt dạng neo trọng lực bao gồm:
 Độ sâu mực nước
 Độ dốc mặt đáy biển
 Thực trạng và tốc độ xói mòn của nền
Khả năng chống nhổ hoặc lực thẳng đứng của neo là trọng lượng đẩy nổi, thêm
vào đó sức hút trọng lực ở nền đất mềm. Khả năng chống trượt là kết quả của ma sát
giữa nền đất và neo.
Hình 1.31: Mỏ neo trọng lực

33
1.2.5.3. Neo dạng móc (grapping anchors)
Neo dạng móc được sử dụng để giữ khi đáy nền có những khối cứng như san hô,
khối đá cứng nhô lên và những khe đá hay những khối đá ngầm và chân san hô. Khả
năng giữ của neo phụ thuộc vào khả năng chịu lực của móc neo và đặc tính của nền.
Góc chịu kéo của neo so với mặt nền và lực căng ổn định được duy trì để ngăn việc neo
bị trượt.
1.2.5.4. Neo dạng gài trực tiếp (direct- embedment anchors)
Neo loại gài trực tiếp (Direct-embedment anchors ) được lắp đặt bằng cách mỏ
neo được chôn vào đất trước khi tuyến neo chịu tải, trái ngược với neo loại gài kéo
(drag-embedment anchors ) chúng tự chìm vào nền khi đang chịu tải. Các khối, tảng,
hoặc neo kéo được đặt trong hố đào sẵn thì nguyên trạng nhưng hiệu quả như neo loại
gài trực tiếp, như là neo kéo được cố định vào đáy biển bằng bởi thợ lặn hoặc rung nổ.
Loại neo gài trực tiếp được chế tạo có chủ đích thì chủ yếu là loại neo kiểu tấm, được
lắp theo phương đứng vào đáy biển và được mở rộng hoặc chỉnh hướng nhằm gia tăng
sức chịu tải. Có năm loại chính của neo loại gài trực tiếp (theo phương pháp thi công):
 Đóng bằng cách sử dụng chất nổ (Propellant-driven)
 Đóng bằng phương pháp rung (Vibratory-driven)
 Đóng bằng phương pháp chấn động (Impact-driven)
 Đóng bằng phương pháp thủy lực (Jetted-in), and
 Dùng mô-men xoắn (Augured-in)
Neo loại gài trực tiếp cho thấy lợi thế đáng kể so với các loại neo khác, bao gồm
một tỉ lệ về khả năng neo giữ trên khối lượng, khả năng chịu lực nâng, và phù hợp với

34
phạm vi neo ngắn và vùng neo chật hẹp . Ưu điểm và nhược điểm của neo loại gài trực
tiếp được đưa ra trong bảng sau:
Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của Neo loại gài trực tiếp
Loại Neo Ưu điểm Nhược điểm
Rung có định hướng
(Vibro-driven)
Chôn sâu.
Tỷ lệ khả năng neo giữ/khối
lượng lớn.
Chịu được lực phương đứng và
từ nhiều hướng
Chi phí lắp đặt tăng cao
với
kích thước neo và chiều
sâu nước.
Đẩy bằng chất nổ
(Propellantembedded)
Tương tự như trên.
Khả năng xuyên hiệu quả vào
đất cứng (đất sét cố kết, san hô,
băng).
Lắp đặt nhanh chóng.
Khả năng đạn không nổ.
Tác động sóng, an toàn
cho con người.
Ảnh hưởng đến xích neo.
Gài thủy lực
(Jetted-in)
Cùng lợi thế như Vibro-driven
anchor.
Được sử dụng trong cát dễ hoá
lỏng.
Cát được lấp với điều kiện dày
đặc, tăng khả năng neo giữ.
Cần có hệ thống kép (phun
nước và phá vỡ đất bồi
lắng bằng thổi khí.
Ứng dụng hạn chế đối với
nền cát dày.
Không áp dụng với đất sét.
Chậm và không kinh tế.
Dùng mô-men xoắn
(Augured-in)
Sử dụng cho neo giữ đường
ống dẫn dưới đáy biển.
Neo trước sau tạo ra mô-men
xoắn trên mỗi neo.
Giới hạn ở 500 FSW do
gặp khó khăn trong cung
cấp áp lực nước ở vùng
nước sâu hơn.
1.2.5.5. Neo dạng cọc (pile anchors)
Cọc được hạ xuống đáy biển bằng thiết bị hạ cọc, hoặc khoan đổ bêtông cọc. Neo
dạng cọc đặc biệt phù hợp cho việc sử dụng khi công trình neo ngắn hạn và nền đất
cứng .

35
Cọc sử dụng ống thép hoặc thép hình chữ H được sử dụng rất phổ biến. Ở dạng
cọc này, lực dọc trục được triệt tiêu bởi ma sát đất nền dọc theo cọc và đầu cọc chống.
Các tải trọng sau đây được xem xét khi tính toán thiết kế cho Cọc neo:
 Lực nhổ dọc trục
 Lực ngang
 Momen uốn
 Lực nén cọc
Hình 1.32: Mỏ neo dạng cọc

36
Ngoài ra, Cọc hút là hệ cọc neo chiếm ưu thế được sử dụng cho các dự án ngành
công nghiệp dầu khí trên toàn thế giới. Ngày nay, cọc hút cũng được sử dụng rộng rãi
cho các giàn khoan ở mực nước nông, mang lại lợi nhuận đáng kể so với việc sử dụng
cọc đóng. Cọc hút có lợi thế hơn về việc lắp đặt và di chuyển dễ dàng.
Cọc hút được sử dụng rộng rãi cho việc neo FPSO/FSO, phao nổi…
Những thuận lợi:
 Lắp đặt dễ dàng
 Độ sâu mực nước từ >5m đến 3,000m
 Thời gian lắp đặt nhanh trong vòng 1 giờ
 Không gây ô nhiễm tiếng ồn khi lắp
 Sử dụng rất thuận tiện cho làm cọc neo để bắt đầu việc rải ống
Hình 1.33: Mỏ neo dạng cọc hút

37
Bảng 1.3: Những ưu điểm và nhược điểm của các loại mỏ neo
Những ưu điểm và nhược điểm của các loại mỏ neo
Neo dạng cái bừa
(Drag-embedment Anchors)
Neo trọng lực
(Deadweight Anchors)
Neo dạng cọc
(Pile Anchors)
Neo dạng gài trực tiếp
(Direct-embedment
Anchors)
Ưu điểm:
- Lực giữ lớn (>100,000 lbs)
- Chủng loại và kích cỡ đa
dạng và có sẵn trên thị
trường
- Thiết bị được làm sẵn theo
đúng tiêu chuẩn
- Được sử dụng rộng rãi
- Khi lực giữ tối đa của neo
bị vượt, neo vẫn tiếp tục
giữ được.
Ưu điểm:
- Chịu được lực kéo
theo phương thẳng
đứng và do đó giảm
được chiều dài dây
neo khi thả.
- Mỏ neo chắc chắn vì
phần lớn lực giữ phụ
thuộc vào trọng lượng
neo.
- Kết cấu đơn giản, có
thể được thi công chế
tạo trên bãi.
Ưu điểm:
- Lực giữ lớn (>100,000
lbs).
- Chịu được lực kéo theo
phương thẳng đứng và do
đó giảm được chiều dài dây
neo khi thả.
- Không có giai đoạn thả neo
- Mỏ neo không bị kéo lê.
- Cọc được khoan và đổ bê
Ưu điểm:
- Lực giữ lớn
(>100,000 lbs)
- Chịu được lực kéo
theo phương thẳng
đứng và do đó giảm
được chiều dài dây
neo khi thả.
- Mỏ neo không bị kéo
lê.
- Hệ số giữa lực giữ
và trong lượng cao

38
- Có thể thu neo lại. - Kích thước của mỏ
neo chỉ bị giới hạn
bởi thiết bị tải.
- Đạt hiệu quả kinh tế
nếu vật liệu có sẵn.
- Kết nối dây neo dễ
dàng cho việc giám
sát và bảo dưỡng.
tông đặc biệt phù hợp với
loại đáy biển có đá và san
hô cứng.
- Kết cấu đơn giản, có thể
được thi công chế tạo trên
bãi.
- Mỏ neo không trồi lên trên
mặt đáy biển.
- Cọc đóng có giá cạnh tranh
so với những mỏ neo khác
khi thiết bị đóng cọc có
sẵn.
- Kích cỡ và hình dáng đa
dạng, chẳng hạn hình dáng
cọc và cấu trúc của mỏ
neo.
- Cho phép cọc có thể được
điều chỉnh để phù hợp với
những yêu cầu đặc thù.
hơn các loại neo
khác.
- Dễ xử lý hơn vì
trọng lượng tương
đối nhẹ.
- Có thể hoạt động ở
những vùng có độ
dốc vừa phải và lớp
đáy biển cứng.
- Việc lắp đặt được
thực hiện dễ dàng
hơn vì mỏ neo sẽ lún
vào ngay khi tiếp
xúc mặt đáy biển.
- Neo có thể được lắp
đặt vào những vị trí
chính xác.
- Mỏ neo không trồi

39
- Neo được lắp đặt vào
những vị trí chính xác.
- Cọc có thể được đóng vào
vùng đáy biển nhiều tầng.
lên trên mặt đáy
biển.
- Neo có thể được thả
ở những vùng đáy
biển nhiều tầng hay
đáy biển có nhiều
chướng ngại vật.
Drag-embedment Anchors Deadweight Anchors Pile Anchors
Direct-embedment
Anchors
Nhược điểm:
- Mỏ neo không chịu được
lực kéo theo phương thẳng
đứng; dây neo cần có độ
dài lớn để dẫn đến lực kéo
theo phương ngang ở đáy
biển.
- Không hoạt động được
trong lớp đáy biển cứng.
- Hoạt động không ổn định
trong vùng đáy biển nhiều
tầng.
Nhược điểm:
- Khả năng chịu tải
trọng ngang thấp hơn
các loại neo khác.
- Loại neo này chỉ
được áp dụng ở
những vùng nước
nông hơn; deadweight
có thể trở thành vật
cản không đáng có.
- Đòi hỏi thiết bị tải
Nhược điểm:
- Dây neo căng có thể gây
ảnh hưởng đến khả năng
chịu va đập của tàu đối với
sóng biển (khả năng chịu
va đập thấp)
- Việc đóng cọc và đổ bê
tông đòi hỏi chi phí cao, kĩ
năng và thiết bị chuyên
dụng.
Nhược điểm:
- Khả năng tải sẽ giảm
nếu được sử dụng
với dây neo căng
trong vùng đáy biển
có cát mịn hoặc phù
sa thô.
- Đối với dạng neo
đặc biệt, đòi hỏi phải
có kiến thức hiểu
biết về đặc tính của
đất.

40
- Neo bị kéo lê có thể gây
ảnh hưởng đến hệ thống
đường ống, cáp ngầm dưới
đáy biển.
phải có trọng tải lớn
để thực hiện việc lắp
đặt.
- Chi phí sẽ tăng khi lắp đặt
ở những vùng nước sâu đòi
hỏi phải có tàu lắp đặt
chuyên dụng.
- Để thực hiện việc lấy neo
lên và bảo dưỡng đòi hỏi
phải có thiết bị đặc biệt
(pile extractor).
- Cần nhiều dữ liệu về khu
vực lắp đặt hơn các loại
neo khác.
- Thiết bị đóng cọc phải giữ
nguyên vị trí trong suốt quá
trình lắp đặt.
- Không thể thu neo
lại được.
- Dây neo dễ bị mài
mòn và fatigue
- Không thể thu hồi
được nếu ở vùng
nước sâu > 1000 ft.
- Surface vessel phải
giữ nguyên vị trí
trong suốt quá trình
lắp đặt.
KẾT LUẬN:
Căn cứ vào địa chất thực tế của các vùng mỏ ở VN, chủ yếu là lớp đất sét pha cát dạng chặt, sét chặt
Hình thức neo dạng cái bừa và dạng neo cọc thường được sử dụng rất phổ biến, phù hợp với điều kiện trang thiết bị thi công.

41
1.3. Các FPSO/FSO đang hoạt động trên thế giới
Hình 1.34: Bảng đồ phân bố FPSO/FSO trên thế giới 2011
Các FPSO/FSO phân bố trên thế giới:
Xem phụ lục1

42
1.4. Các FPSO/FSO điển hình đang vận hành ở Việt Nam
Bảng 1.4: Các FPSO/FSO điển hình đang vận hành ở Việt Nam
Số
TT
Tên tàu
FPSO/FS
O
Vùng mỏ
Vị trí hiện
hữu
Đơn vị vận
hành
Xây dựng
mới hay
được cải
hoán
Năm
vận
hành
Đơn vị thiết
kế tàu/
/Điều hành
1
Cuulong
MV9 FPSO
Su Tu Den
Field
Vietnam
Cuulong Joint
Operating
Company
(CLJOC)
Newbuild 2003 MODEC
2
Rang Dong
1
Rang Dong
South
China Sea,
Vietnam
JVPC, Nippon
Oil
Conversion 1998
Mitsubishi
Heavy
Industries
3
Ruby
Princess
FPSO
Ruby
South
China Sea,
Vietnam
Petrovietnam Conversion 1998 Prosafe
4
Ruby II
FPSO
Ruby
South
China Sea,
Vietnam
Petronas
Carigali
Vietnam Ltd.
Conversion 2010 MISC Bhd
5
Song Doc
MV19
FPSO
Song Doc
Field
Vietnam
Truong Son
Joint Operating
Company
(TSJOC)
Conversion 2008 MODEC
6
ARMADA
PERWIRA
FPSO
Te Giac
Trang field
(TGT)
Vietnam
BUMI
ARMADA
BERHAD/
Vietsovpetro
Conversion 2011
BUMI
ARMADA
BERHAD
7
Orkid
FSO
Vietnam PM3 CAA Conversion
8 MV12 FSO KNOC/ Vietnam KNOC MODEC

43
Số
TT
Tên tàu
FPSO/FS
O
Vùng mỏ
Vị trí hiện
hữu
Đơn vị vận
hành
Xây dựng
mới hay
được cải
hoán
Năm
vận
hành
Đơn vị thiết
kế tàu/
/Điều hành
Rong Doi
and Rong
Doi Tay
Block 11.2
9
MV17 FSO
JVPC/
Block 15.2
Vietnam JVPC MODEC
10
FSO5
WhiteTiger
Vietnam Vietsovpetro Conversion 2011
11 FSO Vietnam BDPOC 2012
12
FSO
Block
05/1A
Vietnam Dai Hung PV Trans
13 Chi Linh
FSO
WhiteTiger
Block 09/1
Vietnam Vietsovpetro
14 Ba vi
FSO
WhiteTiger
Block 09/1
15 Vietsov 01
FSO
WhiteTiger
Block 09/1
1.5. Kết luận về các dạng hệ thống dây neo FPSO
Hệ thống neo dạng Turret:
Hình thức neo này được dùng chung cho cả FPSO và FSO ở điều kiện môi trường
khắc nghiệt. Sử dụng nhiều dây neo, điểm neo của xích sẽ được chế tạo cùng với bàn
xoay của FPSO, FSO. FPSO, FSO sẽ xoay quanh Turret để giảm thiểu tác động của
điều kiện sóng gió, hơn nữa có thể cho phép nhiều hệ thống ống Riser mềm đi vào.
Với những ưu điểm nêu trên, xu hướng hiện naynhiều công ty dầu khí đang sử
dụng rất nhiều hệ thống neo này cho FPSO/FSO.
Hệ thống neo Spread:

44
Hình thức neo này cũng được dùng chung cho cả FPSO và FSO ở điều kiện môi
trường đỡ khắc nghiệt hơn. Hệ thống dây neo được nối kết trực tiếp vào FPSO, FSO tại
cả ở vị trí đuôi và vị trí mũi của tàu.
Khi việc khai thác dầu và khí nếu thực hiện ở vùng mỏ nước nông hoặc sâu thì hệ
thống neo thường được sử dụng nhất là neo xích. Ở những vùng nước sâu hoặc rất sâu,
trọng lượng bản thân của xích trở thành nên nhân tố khó khăn trong việc tính toán đẩy
nổi. Để khắc phục vấn đề này, giải pháp mới được đưa ra là dùng dây neo dạng sợi
tổng hợp (để giảm trọng lượng) và hệ thống neo căng. Đặc tính của neo dạng sợi tổng
hợp là trọng lượng nhẹ và tính đàn hồi cao.
Điểm khác biệt giữa hệ thống xích neo và hệ thống neo căng là hệ thống xích neo
có 1 đoạn nằm trên đáy biển, trong khi đó thì hệ thống neo căng tạo với đáy
biểnphương đáy biển một góc. Điều này có nghĩa là hệ neo căng phải chịu lực theo 2
phương đứng và ngang, trong khi hệ thống xích neo chỉ chịu được lực ngang mà thôi.
Ở hệ xích neo, hầu hết tải trọng tĩnh được sinh ra do trọng lượng của xích neo. Còn ở
hệ neo căng, lực này được sinh ra bởi độ đàn hồi của dây neo.
Một đặc điểm thuận lợi nữa của hệ neo căng là bán kính neo sẽ nhỏ hơn so với hệ
thống neo xích nếu áp dụng cho cùng 1 sơ đồ neo.
Xu hướng hiện nay của các Công ty khai thác dầu khí là sử dụng dang neo
Turret trong / ngoài. Đó là vì phạm vi áp dụng lớn về số lượng ống dẫn dầu riser, cũng
như các điều kiện thời tiết đa dạng.
Tuy nhiên, khi các điều kiện thời tiết ôn hòa, theo 1 hướng thì dạng neo nhiều
điểm Spread Mooring phù hợp và kinh tế hơn.
Mặt khác, sau một thời gian dài sử dụng, không thể phủ nhận dạng neo CALM
với số lượng được dùng nhiều và có khả năng di chuyển sang mỏ khác.

45
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG HỢP LÝ ĐỂ
LẮP ĐẶT HỆ THỐNG DÂY NEO BỂ CHỨA DẦU NỔI (FPSO)
2.1. Mở đầu
Dựa trên cơ sở lựa chọn các dạng hệ thống neo và dây neo cho FPSO/FSO đã đề
cập đến ở chương 1, trong chương này đưa ra phương pháp luận để lựa chọn giải pháp
tổ chức thi công hợp lý để lắp đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FSO/FPSO).
Phương pháp này được xây dựng dựa trên các đặc điểm về điều kiện môi trường tại
vùng biển thi công, độ sâu mực nước ở khu vực mỏ, phương tiện thi công, và dựa trên
thiết kế chi tiết đã có.
2.2. Các căn cứ xuất phát để xây dựng giải pháp tổ chức thi công hợp lý để lắp
đặt hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FPSO)
2.2.1. Tiêu chuẩn thiết kế để đề xuất phương án
Công tác tính toán thiết kế công trình hệ thống dây neo bể chứa dầu nổi (FSO/
FPSO) phải dựa trên rất nhiều tiêu chuẩn. Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế và thi công
thông thường dựa trên các tiêu chuẩn sau:
- ABS - Rules for Building and Classing Single Point Moorings
- ABS - Guide for the Certification of Offshore Mooring chain
- API RP 2SK - Recommended practice for Design and Analysis of Station
keeping Systems for Floating Structures
- API 2F Specification for Mooring Chain, 1997
- ABS Guide for Certification of Offshore Mooring Chain
- ABS Rule Requirements for Materials and Welding
- ABS Guide for Building and Classing Floating Production Installations
- API RP-2SK, Recommended Practice for Design and Analysis of Station
keeping Systems for Floating Structures

46
- AISC Manual of Steel Construction, Allowable Streess Design, 9th Edition
- ASTM: American Society of Testing Materials: Material and
Inspection/Testing Specifications, as applicable
- ASTM A 370-88 Standard Test Method and Definitions for Mechanical
Testing of Steel Products
- DnV PosMoor 1996
- DnV Position Mooring 2001 (OS E301)
- ND032 - Guidelines for Moorings
- Det Norske Veritas (DnV) Offshore Standard DNV-OS-E302: Offshore
Mooring Chain
- ISO 1704, 2nd
edition: Shipbuilding- Stud-link anchor chains
- Lloyds Rules “Code for Lifing Appliances in a Marine Environment” 2003
- SOFEC Quality Requirements Matrix, Mooring Chain: 2101-QA-0004, Rev.B
- SOFEC Quality Requirements Matrix, Mooring Leg Accessory: 2101-QA-
0007, Rev.C
2.2.2. Căn cứ vào điều kiện chiều sâu mực nước và điều kiện môi trường vùng
biển thi công
Ở Việt Nam các mỏ mới được phát hiện và các mỏ dự kiến khai thác đều ở độ sâu
dưới 150m nước và là mỏ biên về góc độ kinh tế. Để khai thác hiệu quả các mỏ ngoài
khơi, cần nghiên cứu áp dụng hệ thống khai thác theo quan điểm “giàn và các trang
thiết bị phải phù hợp”. Đáp ứng quan điểm này mô hình sử dụng các giàn đầu giếng
kiểu giàn nhẹ kết hợp một FSO/FPSO có công suất thích hợp cho quá trình khai thác,
chứa, xử lý và xuất dầu thì chi phí đầu tư ban đầu cũng như chi phí duy trì và thanh lý
mỏ sẽ là thấp nhất.

47
Ảnh hưởng của yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn cũng có sự tác động không nhỏ
đối với công tác vận chuyển và các quá trình công nghệ khai thác dầu. Vùng biển thềm
lục địa phía Nam này chịu ảnh hưởng gió mùa nhiệt đới, hình thành 2 mùa rõ rệt:
- Mùa mưa có gió Tây- Nam, được đặc trưng bởi lượng mưa lớn và nhiều sương
mù kéo dài từ khoảng tháng 4 đến tháng 10.
- Mùa khô thường từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, có gió Đông- Bắc với
cường độ lớn, gọi là mùa gió chướng. Trong khoảng thời gian này, thường
xuất hiện những cơn bão hay áp thấp nhiệt đới với sức gió từ 20-30m/s, nhiệt
độ không khí giảm xuống rõ rệt. Vì vậy, vào mùa thời tiết này rất khó khăn
cho việc thi công.
Điều kiện môi trường biển là dữ liệu đầu vào quan trọng trong quá trình thiết kế,
đánh giá lựa chọn công trình biển cho mỏ dự định khai thác và ảnh hưởng trực tiếp đến
thông số hình dạng, độ bền. Hiện nay, bộ số liệu thông số môi trường biển Việt Nam
tại một số vùng trầm tích đã được Cục Đăng Kiểm Việt Nam đánh giá xử lý. Đây là bộ
số liệu có thể dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ cho các công trình khai thác dầu khí
trên thềm lục địa Việt Nam.
Bảng 2.1: Vận tốc dòng chảy lớn nhất ở các khu vực
Khu vực
Vận tốc dòng
triều (m/s)
Vận tốc dòng do
gió (m/s)
Vận tốc dòng
chảy trong bão
(m/s)
I 0.79 0.36 3.31
II 0.70 0.28 3.40
III 1.08 0.32 2.79
IV 0.80 0.26 3.43
V 1.18 0.38 3.58

48
Bảng 2.2: Giá trị chiều cao sóng Hmax(m) tương ứng với các chu lỳ lặp
Khu vực Chu kì lặp, năm
25 50 100
I 17.6 18.3 19.0
II 17.3 17.9 18.5
III 16.9 17.6 18.4
IV 16.0 16.7 17.3
V 15.3 15.8 16.3
2.2.3. Phương tiện, trang thiết bị thực hiện việc thi công
Các phương tiện đang hiện có ở Việt Nam:
Các phương tiện đang hiện có ở khu vực Đông Nam Á có thể huy động được để
thực hiện dự án hiệu quả cả về kỹ thuật và thương mại.
Xem phụ lục 2

49
2.3. Nội dung chính của giải pháp tổ chức thi công hợp lý để lắp đặt hệ thống dây
neo bể chứa dầu nổi (FPSO)
2.3.1. Lựa chọn phương tiện vận chuyển cọc, xích hợp lý
2.3.1.1. Sử dụng phương tiện sà lan vận chuyển
Xích được chuyển lên Sà lan để thực hiện việc vận chuyển ra khu vực lắp đặt.
Thông thường, việc sử dụng Sà lan để vận chuyển xích áp dụng trong trường hợp
tàu lắp đặt xích là tàu cẩu không có hầm chứa xích.
Ưu điểm của việc vận chuyển dùng Sàlan: Có thể vận chuyển được cọc và xích
đồng thời trên cùng Sà lan. Tuy nhiên, nhược điểm của phương thức vận chuyển này là
thời gian sử dụng Sà lan kéo dài trong suốt chiến dịch đóng cọc và lắp đặt xích neo, sẽ
không kinh tế.
2.3.1.2. Sử dụng phương tiện tàu lắp đặt vận chuyển
Việc sử dụng tàu vận chuyển xích có ưu điểm sẽ giảm được việc phải huy động
sà lan riêng để vận chuyển, mặt khác việc kiểm soát xoắn xích trong quá trình rải xích
tốt hơn rất nhiều so với các phương án khác.
2.3.1.3. Phân tích tính hợp lý của các phương tiện vận chuyển được lựa chọn
Bằng cách lập bảng so sánh như dưới đây sẽ cho thấy ưu nhược điểm của các
phương tiện vận chuyển, từ đó có cơ sở để lựa chọn phù hợp:
Bảng 2.3: So sánh 2 phương án vận chuyển
Dùng Sà lan Vận chuyển Dùng Tàu Vận chuyển(*)
Ưu điểm:
- Khối lượng vận chuyển lớn, có thể
vận chuyển đồng thời cọc và sà lan
cùng lúc
Ưu điểm:
- Xích được chứa dưới hầm tàu,
Việc kiểm soát xích xoắn khi ra khỏi
tàu để rải thực hiện dễ dàng hơn

50
- Trong quá trình thi công, có thể
chủ động việc huy động sà lan
- Thời gian thi công được cải thiện
hơn rất nhiều do sử dụng hệ thống
phụ trợ được lắp đặt trên tàu: tời, cẩu
phụ, bollars, shark jaw, các hệ thống
này làm việc đồng bộ với nhau.
Mặt khác, loại bỏ được thời gian cho
việc sà lan cập vào để cẩu xích, thời
gian này đôi khi còn phụ thuộc vào
điều kiện thời tiết
- Chi phí có thể được tiết kiệm hơn
do thời gian sử dụng tàu ngắn, tiết
kiệm việc sử dụng sà lan chở xích.
Nhược điểm:
- Việc sử dụng Sà lan đỏi hỏi tàu cẩu
lắp đặt phải có khả năng cẩu với bán
kính lớn để có thể cẩu xích
Nhược điểm:
- Thị trường Tàu cẩu có khoang
chứa xích hiện không nhiều, vì vậy
cần phải cân nhắc về việc lựa chọn
cho phù hợp.
- Phải lắp đặt các thiết bị hỗ trợ trên
Sà lan trong quá trình thi công như tời,
bollars, sharkjaw …
- Thi công kéo dài thời gian do việc
đưa Sà lan cập vào tàu cẩu, di chuyển
ra ngoài nhiều lần.
- Chi phí tăng cao do huy động Sà lan
và bộ tàu kéo, thời gian sử dụng Sà lan
kéo dài trong suốt quá trình thi công
xích …
(*): Tàu vận chuyển này thực hiện công tác rải xích
2.3.2. Quy trình thực hiện việc hạ thủy xích xuống tàu, sà lan
Căn cứ vào thông số kỹ thuật về kích thước của tàu/sà lan và độ sâu mực nước tại
vị trí cảng hạ thuỷ để chọn vị trí cầu cảng phù hợp. Từ đó xác định phương án sử dụng
phương tiện cẩu thích hợp.

51
2.3.2.1. Sử dụng phương tiện cẩu bánh xích/ cẩu cảng
Trường hợp tàu/sà lan có thể cập trực tiếp vào cẩu cảng để thực hiện việc bốc dỡ
hàng thì có thể sử dụng phương tiện cẩu bánh xích, bánh hơi hoặc cẩu cảng để đưa
hàng lên boong.
Thông thường các đoạn xích gồm nhiều bó xích vì vậy phải sử dụng tối thiểu 2
cẩu để phục vụ ha thuỷ: hoặc 01 cẩu bánh xích và 01 cẩu bánh hơi hoặc 01 cẩu bánh
xích và 01 cẩu bánh hơi.
Đặc điểm ưu thế của phương tiện cẩu bánh xích là khả năng vươn xa của cần và
có thể đứng ở vị trí khó để có thể đưa xích lên boong tàu/ sà lan.
Đối với cẩu cảng, ưu điểm lớn nhất là cẩu có thể di chuyển dọc trên đường ray
dọc vị trí cầu cảng để đưa hàng lên tàu mặc dù khả năng nâng tải hạn chế.
2.3.2.2. Sử dụng phương tiện cẩu tàu
Trong trường hợp độ sâu nước ở vị trí cảng bị hạn chế, tàu phải cập vào cảng
thông qua tàu cẩu, lúc đó sử dụng phương tiện tàu cẩu được yêu cầu. Hoặc trong
trường hợp xích được đưa trực tiếp lên boong tàu để thực hiện việc lắp đặt biển.
Đối với phương án này, hạn chế lớn nhất là khả năng thực hiện rất chậm do móc
cẩu nâng hạ mất nhiều thời gian, mặt khác không kinh tế. Chỉ sử dụng trong trường
hợp tình huống mà thôi.
2.3.3. Quy trình thực hiện việc thi công đưa cọc xuống nước
2.3.3.1. Sử dụng phương pháp kéo trượt cọc từ sà lan
Tất cả cọc được hạ thủy trên Sà lan chở cọc để thực hiện việc lắp đặt. Khung
đóng cọc, búa và cọc đẩy được đặt trên Tàu Cẩu.
Phương pháp kéo trượt cọc trên sà lan được mô tả như sau:

52
- Tàu cẩu lắp đặt di chuyển đến vị trí cọc theo thiết kế.
- Nhấc khung đóng cọc từ boong tàu và đưa vào vị trí đóng cọc (trong phạm vi
sai số cho phép) dưới sự quan sát từ ROV.
- Khi khung đóng cọc được đưa xuống đáy biển phù hợp với hướng như yêu
cầu, giải phóng cable cẩu khung với sự hỗ trợ của ROV.
- Di chuyển Tàu cẩu đến vị trí sà lan chở cọc. Chuyển Cable nâng cọc sang Sà
lan và kết nối vào cọc.
- Di chuyển Tàu cẩu ra xa Sà lan và kéo lê cọc dọc sà lan cho đến khi cọc rơi
xuống nước.
- Nhấc cọc ở vị trí thẳng đứng cho đến khi vị trí tai móc cẩu ngang vị trí sàn tàu
- Kết nối xích neo vào tai móc cẩu của cọc
- Di chuyển Tàu cẩu đến vị trí khung đóng cọc
- Từ từ hạ cọc xuống trong khi nhả xích dần dần
- Đưa cọc vào khung đóng cọc theo đúng hướng và vị trí yêu cầu thiết kế
- Giải phóng Cable nâng cọc với sự hỗ trợ của ROV
- Nhấc búa và cọc đẩy đưa vào vị trí, sẵn sàng thực hiện việc đóng cọc

53
Hình 2.1: Chuẩn bị hạ cọc
Hình 2.2: Kéo trượt cọc trên Sà lan

giai phap thi cong neo giu FPSO

giai phap thi cong neo giu FPSO

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Ähnlich wie giai phap thi cong neo giu FPSO

Ähnlich wie giai phap thi cong neo giu FPSO (20)

giai phap thi cong neo giu FPSO