Giáo trình Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí cung cấp cho người đọc những kiến thức như: Đường ống; Bể chứa và Tàu chứa; Vận hành hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG THU GOM VÀ VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ NGHỀ : VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP ((Ban hành kèm theo Quyết định số: 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên cũng như việc học tập của học sinh trong Khoa dầu khí, chúng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước biên soạn nên giáo trình “Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí”. Giáo trình được dùng cho các giáo viên trong khoa làm tài liệu chính thức giảng dạy cho học sinh nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí. Nội dung giáo trình đề cập một cách hệ thống các kiến thức cơ bản nhất về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và giúp học sinh vận hành hệ thống đường ống và các thiết bị phụ trợ, bể chứa dầu khí theo đúng quy trình đồng thời phát hiện và xử lý được các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí. Cụ thể bao gồm các bài sau: • Bài 1: Đường ống • Bài 2: Bể chứa và Tàu chứa • Bài 3: Vận hành hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí Xin chân thành cảm ơn các giáo viên Khoa dầu khí tại trường Cao đẳng Dầu khí đã giúp đỡ tôi hoàn thành giáo trình này. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ks. Trần Thanh Huy 2. Ks. Nguyễn Ngọc Thanh Trung 3. ThS. Hoàng Trọng Quang Trang 2
MỤC LỤC Trang BÀI 1. ĐƯỜNG ỐNG ...........................................................................................12 1.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ..................................................................13 1.1.1. Khái niệm ..................................................................................................13 1.1.2. Phân loại ....................................................................................................14 1.2. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO ĐƯỜNG ỐNG .................................15 1.2.1. Một số yêu cầu về cấu tạo đường ống dẫn chính ......................................15 1.2.2. Vật liệu chế tạo và quy cách ống ..............................................................16 1.2.3. Các phụ kiện của đường ống .....................................................................18 1.2.4. Bọc đường ống (pipe coating) ..................................................................21 BÀI 2. BỂ CHỨA VÀ TÀU CHỨA ...................................................................24 2.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI ..................................................................25 2.1.1. Khái niệm ..................................................................................................25 2.1.2. Phân loại ....................................................................................................25 2.2. CẤU TẠO MỘT SỐ LOẠI BỂ CHỨA VÀ TÀU CHỨA .........................27 2.2.1 Bể chứa hình trụ nằm ngang (bullet).........................................................27 2.2.2 Bể chứa hình trụ đứng (tank) ....................................................................34 2.2.3 Tàu chứa ………………………………………………………………...27 BÀI 3. VẬN HÀNH HỆ THỐNG THU GOM VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ ....42 3.1. VẬN HÀNH HỆ THỐNG THU GOM VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ ..........43 3.1.1. Vận hành đường ống .................................................................................43 3.1.2. Vận hành bể chứa ......................................................................................47 3.2. XỬ LÝ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP KHI VẬN HÀNH HỆ THỐNG THU GOM VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ …………………………………………………….49 3.2.1. Các sự cố thường gặp khi vận hành đường ống ........................................49 3.2.2. Các sự cố thường gặp khi vận hành bể chứa .............................................50 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................66 Trang 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ASTM American Steel Testing Material ANSI American National Standards Institude ASME American Society of Mechanical Engineers Trang 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Một số loại co, cút, tê nối bằng ren ...............................................................19 Hình 1.2. Một số loại co, cút, tê nối bằng mối hàn giáp mối ........................................19 Hình 1.3. Olet ................................................................................................................20 Hình 1.4. Một số dạng olet ............................................................................................20 Hình 1.5. Khớp nối thủy lực ..........................................................................................21 Hình 1.6. Lớp phủ epoxy trong đường ống ...................................................................21 Hình 1.7. Một số dạng vật liệu cách nhiệt .....................................................................23 Hình 2.1. Bể trụ đứng ....................................................................................................26 Hình 2.2. Bể trụ nằm ngang...........................................................................................26 Hình 2.3. Bể hình cầu ....................................................................................................27 Hình 2.4. Bồn trụ ngang ................................................................................................27 Hình 2.5. Cửa thăm........................................................................................................32 Hình 2.6. Mặt bích .........................................................................................................32 Hình 2.7. Chân đỡ ..........................................................................................................33 Hình 2.8. Thân bồn ........................................................................................................34 Hình 2.9. Cấu tạo bể đứng .............................................................................................34 Hình 2.10. Trang bị bể chứa dầu thương mại ................................................................36 Hình 2.11. Van hô hấp cơ học (van thở) .......................................................................38 Hình 2.12. Van an toàn thủy lực ....................................................................................38 Trang 5
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Bảng mã màu nhận dạng ống ........................................................................18 Bảng 2.1. Tính chất vật liệu thép cacbon và thép hợp kim ...........................................29 Bảng 2.2. Cơ tính vật liệu thép cacbon và thép hợp kim ..............................................30 Bảng 2.3. Tính chất vật liệu thép Cabon và hợp kim thấp (Ứng suất cho phép 1000 psi – trị số S)........................................................................................................................31 Trang 6
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí 2. Mã mô đun: KKT19MĐ56 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc phần môn học, mô đun chuyên môn nghề của chương trình đào tạo. Môn đun này được dạy trước mô đun như: Vận hành hệ thống khai thác dầu trên mô hình và dạy sau các môn học, mô đun: Cơ sở khai thác, Thiết bị hoàn thiện giếng khai thác… 3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí (đường ống, bể chứa) cho HSSV. 3.3. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun bắt buộc, giúp học sinh, sinh viên thao tác thành thạo trong vận hành hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí 4. Mục tiêu của mô đun: 4.1. Về kiến thức: A1. Phân loại được các loại: đường ống, bề chứa và tàu chứa; A2. Trình bày được cấu tạo đường ống, bể chứa và các trang bị của bể chứa, tàu chứa dầu khí. 4.2 . Về kỹ năng: B1. Vận hành hệ thống đường ống và các thiết bị phụ trợ, bể chứa và tàu chứa dầu khí theo đúng quy trình; B2. Phát hiện và xử lý được các sự cố thường gặp trong quá trình vận hành hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí. 4.3 . Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/xưởng thực hành và quy chế của nhà trường. C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan. C3. Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. 5. Nội dung của mô đun 5.1. Chương trình khung Trang 7
Thời gian đào tạo (giờ) Trong đó Số Thực Thi/ Mã Tên môn học, mô đun tín Tổng hành/ Kiểm MH/MĐ/HP Lý chỉ số thí nghiệm/ tra thuyết bài tập/ thảo luận LT TH I Các môn học chung/ đại cương 14 285 117 153 10 5 MHCB19MH01 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 MHCB19MH03 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 MHCB19MH07 Giáo dục quốc phòng và An ninh 2 45 21 21 1 2 MHCB19MH09 Tin học 2 45 15 29 0 1 TA19MH01 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0 Các môn học, mô đun chuyên II. 46 1140 285 803 20 32 môn ngành, nghề II.1. Môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở 14 270 130 126 10 4 ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 15 28 1 1 KTĐ19MH11 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 TĐH19MĐ12 Cơ sở điều khiển quá trình 2 45 14 29 1 1 Môn học, mô đun chuyên môn II.2. 32 870 155 677 10 28 ngành, nghề KKT19MH34 Cơ sở khai thác 3 45 42 0 3 0 KKT19MĐ50 Vận hành van 3 75 14 58 1 2 Thiết bị hoàn thiện giếng khai KKT19MĐ51 3 75 14 58 1 2 thác KKT19MĐ52 Vận hành Bơm 4 105 14 87 1 3 KKT19MĐ53 Vận hành máy nén 3 75 14 58 1 2 KKT19MĐ54 Vận hành thiết bị tách dầu khí 4 105 14 87 1 3 Hệ thống thu gom và vận chuyển KKT19MĐ56 3 75 14 58 1 2 dầu khí Vận hành hệ thống khai thác dầu KKT19MĐ58 5 135 14 116 1 4 khí trên mô hình 1 KKT19MĐ60 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 Tổng cộng 53 1290 337 893 25 35 5.2. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Thực hành, Số Kiểm tra Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, TT số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 1 Bài 1: Đường ống 4 4 Trang 8
1. Khái niệm và phân loại 2 2 2. Một số yêu cầu về cấu tạo 2 2 đường ống 2 Bài 2: Bể chứa và tàu chứa 6 5 1 1. Khái niệm và phân loại 1 1 2. Cấu tạo một số loại bể chứa và 5 4 1 tàu chứa Bài 3: Vận hành hệ thống thu 3 65 5 58 2 gom vận chuyển dầu khí 1. Vận hành hệ thống thu gom 51 3 47 1 vận chuyển dầu khí 2. Xử lý các sự cố thường gặp khi vận hành hệ thống thu gom vận 14 2 11 1 chuyển dầu khí Cộng 75 14 58 1 2 6. Điều kiện thực hiện mô đun: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình học tập,… 6.4. Các điều kiện khác: không có 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy mô đun như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Trang 9
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc mô đun 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Viết/ Tự luận/ A1, A2, C1 1 Sau 04 giờ. Thuyết trình Trắc nghiệm Định kỳ Viết/ Tự luận/ A1, A2, B1, B2, 1 Sau 61 giờ Thuyết trình và Trắc nghiệm C1, C2, C3 Thực hành và Thực hành Kết thúc mô Viết/ Thuyết Tự luận/ A1, A2, B1, B2, C1, 1 Sau 75 giờ đun trình và Thực Trắc nghiệm C2, C3 hành và Thực hành 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ. 8. Hướng dẫn thực hiện mô đun 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…. * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. Trang 10
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tham dự 100% các buổi học thực hành. Nếu người học vắng phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc mô đun. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: - Tài liệu tiếng Việt: [1] Trường Cao Đẳng Dầu khí (2017), Giáo trình Vận hành đường ống bồn bể, Lưu hành nội bộ. [2] Trường Cao Đẳng Dầu khí (2017), Tài liệu hướng dẫn thực hành đường ống bồn bể, Lưu hành nội bộ. - Tài liệu tiếng nước ngoài: [1] Alireza Bahadori, PhD (2017), Oil and Gas Pipelinesand Piping Systems, Australian Oil and Gas Services. [2] Sunil Pullarcot (2015), Above Ground storage tanks, Taylor & Francis Group. [3] Håvard Devold (2013), Oil and gas production handbook, Edition 3.0 Oslo. [4] George A. Antak (2003), Piping and Pipeline Engineering, U.S.A. Trang 11
BÀI 1. ĐƯỜNG ỐNG ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 giới thiệu về Đường ống ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày chức năng, thành phần, phân loại và các yêu cầu về cấu tạo đường ống; - Trình bày được các sự cố đường ống trong quá trình vận hành, nguyên nhân và cách khắc phục. ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: Bài 1: Đường ống Trang 12
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: không có ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có ❖ NỘI DUNG BÀI 1 1.1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1. Khái niệm Đường ống là phương tiện vận chuyển hàng hóa là các chất như nước, xăng, dầu, hóa chất và gas. a. Chức năng của đường ống - Vận chuyển khí thiên nhiên và nhân tạo từ nơi sản xuất đến các nơi tiêu thụ. - Vận chuyển dầu và các sản phẩm dầu từ nơi khai thác đến các nơi tiêu thụ. Dầu và khí sau khi được khai thác từ vỉa sẽ được vận chuyển qua hệ thống đường ống tới trạm xử lý dầu và khí, sau đó được chuyển đến các trạm cất chứa. b. Công trình đường ống và công trình phụ Đường ống dẫn chính để chuyển dầu khí từ nơi khai thác hoặc từ nhà máy chế biến đến nơi tiêu thụ, hay nối liền các khu vực khai thác riêng biệt với nhau. Ống nhánh tách ra từ đường ống dẫn chính, chuyển một phần lưu chất đến với các trạm, các khu vực dân cư hoặc các nhà máy chế biến dầu khí. ❖ Công trình đường ống gồm: - Đường ống chính, ống nhánh, trạm bơm trên tuyến. - Các gối đỡ, khối gia tải ống. - Các van chặn, van xả nước, xả khí, thiết bị ngưng tụ khí. - Các đoạn vượt qua chướng ngại tự nhiên và nhân tạo, các đoạn có thiết bị bù. - Các công trình chống trượt, sạt lở, xói mòn và lún. ❖ Công trình phụ gồm: - Các trạm gác tuyến. - Các trạm bảo vệ điện hóa. - Đường dây, thiết bị điều khiển và các trạm thông tin liên lạc, trạm biến thế điện, trạm phát điện, trạm bơm. Bài 1: Đường ống Trang 13
- Đường giao thông phục vụ vận hành. 1.1.2. Phân loại a. Phân loại đường ống nói chung Do yêu cầu và tính chất làm việc phức tạp, đường ống nói chung được phân loại: - Theo phương pháp lắp đặt: ngầm dưới đất, ngầm dưới nước, trên mặt đất hoặc được treo trên không. - Theo chất được chuyển tải: dẫn nước, dẫn dầu, dẫn khí, dẫn hỗn hợp hoặc ống được chuyển động phân đoạn các chất khác nhau bằng các nút ngăn cách. - Theo đặc tính hay trị số áp lực: ống có áp (thường lưu chất lấp đầy), ống không áp (lưu chất tự chảy) hay ống cao áp, ống thấp áp, ống trung bình. - Theo nhiệt độ: ống lạnh (< 0 oC), ống nhiệt (> 50 oC) và ống bình thường. - Theo chức năng: ống xả, ống thu gom (dầu, khí, nước…) và ống dẫn. - Theo sơ đồ thủy lực: ống là đơn giản nếu không phân nhánh và đường kính không thay đổi theo chiều dài, ống phức tạp nếu có ít nhất một trong hai yếu tố trên. - Theo mức độ ăn mòn của chất chuyển tải: ống cho môi trường không ăn mòn, ít ăn mòn (nếu như tính chất làm gỉ ống thép các bon < 0.1mm/năm); ăn mòn trung bình (từ 0.1 đến không quá 0.5 mm/năm) và ăn mòn cao (> 0.5 mm/năm). b. Phân loại đường ống dẫn dầu ❖ Theo chức năng chia làm 3 loại chính: ✓ Đường ống nội bộ: đường ống có độ dài và đường kính không lớn. ✓ Đường ống khu vực: đường ống có chiều dài khoảng 10km, nối liền từ trạm bơm chuyển với khu vực chứa, nhà máy…. ✓ Đường ống dẫn chính: đường ống có đường kính từ 219mm đến 1400mm, độ dài hàng trăm đến hàng nghìn km, vận chuyển dầu với một vài trạm bơm trung gian. ❖ Theo đặc tính tuyến ống được chia làm 4 loại: ✓ Tuyến ống đơn với đường kính không đổi theo chiều dài đường ống. ✓ Tuyến ống đơn với đường kính thay đổi theo chiều dài đường ống. ✓ Tuyến ống phức: lắp đặt thêm tuyến ống khác song song với nhau. ✓ Tuyến ống cuối: là tuyến ống dành cho các sản phẩm dầu. ❖ Sự phụ thuộc vào đường kính có thể chia đường ống dẫn dầu chính thành 4 loại: ✓ Cấp 1: 1000mm < đường kính < 1400mm. ✓ Cấp 2: 500mm < đường kính ≤ 1000mm. ✓ Cấp 3: 300mm < đường kính ≤500mm. ✓ Cấp 4: đường kính ≤ 300mm. c. Phân loại đường ống dẫn khí Bài 1: Đường ống Trang 14
❖ Phân loại theo chức năng: ✓ Đường ống nội bộ: đường ống trong khu vực khai thác, kho chứa, khu vực nhà máy chế biến, khu vực trạm nén khí… Chúng có độ dài và đường kính không lớn. ✓ Đường ống cung cấp: đường ống có độ dài khoảng 10km, nối liền khu vực khai thác, nhà máy chế biến khí với các trạm nén của đường ống dẫn khí chính hay với các trạm bơm, chuyển khí. ✓ Đường ống dẫn khí chính: đường ống có đường kính từ 720mm đến 1400 mm, có độ dài hàng trăm đến hàng nghìn km, vận chuyển với một vài trạm nén trung gian. ❖ Phân loại theo đường kính: ✓ Cấp 1: 1000mm < đường kính < 1400mm. ✓ Cấp 2: 500mm < đường kính ≤ 1000mm. ✓ Cấp 3: 300mm < đường kính ≤500mm. ✓ Cấp 4: đường kính ≤ 300mm. ❖ Phân loại theo áp suất vận hành: ✓ Cao áp: áp suất công tác > 2.5MPa. ✓ Trung áp: 1.2MPa ≤ áp suất công tác ≤ 2.5MPa. ✓ Thấp áp: áp suất công tác < 1.2MPa. 1.2. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO ĐƯỜNG ỐNG 1.2.1. Một số yêu cầu về cấu tạo đường ống dẫn chính - Đường kính của đường ống được xác định bằng tính toán phù hợp với lưu lượng bơm, áp lực bơm, công suất trạm bơm … - Chiều dày thành ống xác định bằng tính toán trên cơ sở các yêu cầu về độ bền và độ ổn định của đường ống, phù hợp theo công thức tính toán chiều dày thành ống... Số bậc chiều dày thường tối đa là 3 với mỗi đoạn giữa các trạm. - Các thiết bị van chắn phải có cùng tiết diện với đường ống và có áp lực làm việc phù hợp với áp suất làm việc của đường ống. Nối các thiết bị van chắn với đường ống có thể bằng mối hàn hoặc mặt bích. - Đường ống dẫn chính thường chôn ngầm dưới đất có độ sâu cách đều mặt địa hình. - Giữa các cút uốn ngược nhau của các cút uốn đàn hồi và giữa cút uốn đàn hồi với cút uốn nhân tạo luôn có các đoạn thẳng chuyển tiếp như sau: ✓ Đoạn thẳng chuyển tiếp ≤ 500mm, khi đường kính < 500mm. ✓ Đoạn thẳng chuyển tiếp bằng đường kính ngoài, khi đường kính ≥ 500mm. - Trên đường ống có các vị trí cửa thu, phóng các thiết bị rửa ống và thoi. Phần thiết kế đã xác định vị trí và cấu tạo của đoạn ống trong phạm vi được rửa có Bài 1: Đường ống Trang 15
đường kính không đổi và các thiết bị van chắn trong phạm vi đó có cùng đường kính với đường ống. - Ống nhánh có đường kính ≥ đường kính ống chính thì phải có biện pháp loại trừ khả năng thiết bị làm sạch đường ống lọt vào ống nhánh. - Ở các đoạn đường ống vượt qua chướng ngại vật có đường kính khác với đường kính của ống chính có thể làm cửa riêng để thu, nạp các thiết bị làm sạch đường ống. - Trên đường ống gần các cửa thu, phóng được đặt các thiết bị báo có thiết bị làm sạch ống, thoi đi qua. - Dọc đường ống ngầm đóng các mốc bê tông hoặc gỗ cao 0.5 đến 0.7m từ mặt đất. Trên các mốc có các bảng chỉ dẫn, khoảng cách các mốc chừng 1km. - Trên đường ống cần đặt các thiết bị van chắn theo tính toán nhưng không quá 30km. - Ngoài ra các van chắn thường đặt ở những chỗ như sau: ✓ Ở đầu mỗi đoạn nhánh của đường ống. ✓ Ở các đoạn ống trước khi vào trạm bơm và trạm phân phối khí, cách ranh giới các trạm đó trong phạm vi từ 500m đến 700m. - Đường ống dẫn khí có 2 đường ống trở lên song song với nhau thì dọc theo tuyến ống có các thiết bị van chắn được đặt cách nhau không dưới 100m. Trong điều kiện đồi núi, đầm lầy khoảng cách giữa các van có thể giảm xuống là 50m. - Các thiết bị van chắn có đường kính 400mm trở lên cần đặt trên móng và dưới đất, dưới móng phải đầm chặt. - Ở hai đầu của các đoạn đường ống dẫn khí giữa các thiết bị van chắn cần phải đặt các ống thoát khí cách van chắn ít nhất là 15m nếu đường kính ống < 1000mm, 50m nếu đường kính ống ≥ 1000mm. Độ cao của ống thoát khí tối thiểu bằng 3m kể từ mặt đất. - Các van chắn và van thoát khí luôn cách thành phố, khu đông dân, xí nghiệp công nghiệp và các hạng mục công trình tối thiểu là 300m và ở địa hình cao, tránh tạo thành túi khí khi bơm dầu. - Trên đường ống dẫn khí thường có các thiết bị thu chất ngưng tụ để kiểm tra sự tồn tại của chất ngưng tụ và xả nó ra khỏi đường ống. 1.2.2. Vật liệu chế tạo và quy cách ống a. Vật liệu Theo vật liệu, ta chia ra ống cứng và ống mềm. Ống cứng được chế tạo từ thép như thép các bon, thép không gỉ, thép hợp kim. Ngoài ra, tùy theo yêu cầu đặc biệt, ta có thể dùng các vật liệu khác nhau như gang, kim loại màu (đồng, nhôm, titan…) hoặc Bài 1: Đường ống Trang 16
dùng vật liệu phi kim (bê tông, bê tông cốt thép, thủy tinh, gốm, sứ…). Ống mềm được chế tạo từ chất dẻo như cao su, sợi kim loại. Trong công nghiệp dầu khí, chủ yếu sử dụng ống bằng vật liệu thép. Dựa vào phương pháp chế tạo ống thép được phân thành hai loại: - Ống đúc – Seamless. - Ống hàn (hàn đường sinh) – Longitudinal Seam Pipe. b. Tiêu chuẩn ống Thép ống dùng trong các công trình dầu khí của nước ta thường được quy định trong các tiêu chuẩn về thép ống sau: - Tiêu chuẩn về vật liệu: (American Petrolium Institute) API 5L và ASTM (American Society for Testing and Materials). - Tiêu chuẩn về kích thước và khối lượng: (American National Standards Intitute) ANSI B36.10 cho thép các bon và hợp thép kim thấp; ANSI B36.19 cho thép không gỉ. Theo hệ thống tiêu chuẩn ASTM, có các vật liệu thép ống phổ biến (và mác vật liệu tương ứng theo hệ thống tiêu chuẩn BS). Trong đó, thường gặp hơn cả là các mác vật liệu ASTM A53 Gr. B, A106 Gr. B, A333. Theo API có các nhóm vật liệu : API 5L Grade A25, A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X46, X65, X70 và X80 tương ứng với chỉ số của giới hạn bền chảy: 25000, 30000, 35000, 42000 … (psi) hay 25, 30, 35, 42,… (ksi). Kí hiệu của ống thép thuộc nhóm vật liệu API 5L sẽ là: xx API 5L zz thickness t. Kí hiệu của ống bằng các vật liệu ASTM sẽ là: xx Sch. yy ASTM Aaaa-Grade zz. Trong đó: - xx là đường kính danh nghĩa của ống ASTM (ví dụ ống 4”, 6”, 10”, …(ống 4, 6, 10 inches), hoặc đường kính ngoài của ống API 5L (ví dụ 5.563”, 6.625”, 8.625”…) (theo ANSI B36.10 hoặc ANSI B36.19). - yy là số Schedule của ống. Số này tăng tỉ lệ thuận với chiều dày thành và cũng chính là khả năng chịu tải của ống (xem cách xác định ở phần sau) (theo ANSI B36.10 hoặc ANSI B36.19). Trong các ống có cùng cỡ đường kính danh nghĩa, ống có số schedule càng lớn thì khả năng chịu áp suất càng cao. - zz là tên nhóm (grade) của vật liệu ống: A, B, X42, X52, X56… (đối vật vật liệu API 5L) hoặc A, B, 1, 3, P1, P9, Tp316… (đối với vật liệu ASTM). - t là chiều dày tiêu chuẩn của ống, theo cùng đơn vị (in. hoặc mm) với đường kính danh nghĩa. Bài 1: Đường ống Trang 17
Ví dụ: ống 8" Sch. 40 ASTM A106. Grade B có đường kính danh nghĩa 8 inch., số schedule là 40, mác vật liệu là ASTM A106 và thuộc nhóm B. Ống 8.625" API 5L X65 thickness 0.406" (hoặc ống 219.1mm API 5L X65 thickness 10.31mm) là ống có đường kính ngoài 8.625 inch (219.1mm), bằng vật liệu API 5L, nhóm X65 và có chiều dày thành ống là 0.406 inch (10.31mm). Từ thông tin về đường kính danh nghĩa và số schedule của ống, dựa vào các tiêu chuẩn ANSI B36.10 hoặc ANSI B36.19 ta có thể tra cứu được các kích thước hình học còn lại cũng như khối lượng trên một đơn vị chiều dài (lb/ft hoặc kg/m) của ống. c. Mã màu nhận dạng ống Các đường ống vận chuyển nói chung, tùy thuộc vào loại lưu chất được vận chuyển trong ống, sẽ được sơn màu nhận diện ở lớp ngoài cùng của ống theo quy ước (tiêu chuẩn BS 1710:1984) như sau: Bảng 1.1. Bảng mã màu nhận dạng ống Mã hiệu màu Loại lưu chất trong ống Tên màu cơ bản theo BS 4800 Nước Xanh lá cây (green) 12D45 Hơi nước Xám bạc (silver grey) 10A03 Dầu các loại và các chất lỏng dễ cháy. Nâu (brown) 06C39 Khí (ở thể khí hoặc trong điều kiện hóa Vàng đất (yellow ochre) 08C35 lỏng), trừ không khí. Các loại axit và alkal Tím (violet) 22C37 Các chất lỏng khác (nước xả,…) Đen (black) 00E53 Ống phục vụ điện và ống thông gió Cam (orange) 06E51 Ống nước cứu hỏa Đỏ (red) 04E53 Không khí Xanh da trời nhạt (blue) 20E51 1.2.3. Các phụ kiện của đường ống Các phụ kiện của hệ thống đường ống gọi chung là fittings. Thường gặp gồm: a. Co, cút, tê. Co, cút, tê, giảm, chếch dùng để chuyển hướng, phân nhánh, hoặc thay đổi tiết diện giữa các đoạn của tuyến ống. Tiêu chuẩn áp dụng: ANSI B16.9 Bài 1: Đường ống Trang 18
Hình 1.1. Một số loại co, cút, tê nối bằng ren Hình 1.2. Một số loại co, cút, tê nối bằng mối hàn giáp mối Bài 1: Đường ống Trang 19