Chế tạo, hạ thủy và lắp đặt chân đế siêu trường siêu trọng

Đề tài đã và đang có đóng góp đáng kể vào việc chủ động trong công tác chế tạo, vận chuyển lắp đặt giàn khoan siêu trường siêu trọng trên 100m ở xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro nói riêng và Việt Nam nói chung, góp phần nhỏ vào mục tiêu vươn xa hơn, sâu hơn.

Liên doanh dầu khí Việt – NgaVietsovpetro là liên doanh hàng đầu trong lĩnh vực chế tạo và lắp đặt giàn khoan, đồng thời cũng là công ty duy nhất ở Việt Nam có khả năng độc lập lắp đặt ngoài biển, chạy thử, đưa vào hoạt động, khai thác chân đế kết cấu thượng tầng dạng chìa khóa trao tay.

Tuy nhiên các giàn khoan đã được thực hiện trong nước chủ yếu ở vùng nước có độ sâu chỉ từ 60-70m và dựa vào những phương án thi công lắp đặt truyền thống như chế tạo, tổ hợp quay lật panel chỉ bằng một hoặc hai cầu; Hạ thủy lên sà lan bằng cẩu biển hoặc xe “trailer” chuyên dụng; Cấu, quay lật, lắp chân đế bằng cẩu biển với sức nâng không quá khả năng của tàu cẩu.

Nhằm khắc phục những khó khăn trên, theo KS. Trần Sỹ Thái cho biết, đề tài nhằm mục đích nghiên cứu, tính toán và đưa ra các giải pháp tối ưu nhất cho việc chế tạo, lắp dựng và hạ thủy chân đế siêu trường siêu trọng trong vùng nước sâu hơn 100m phù hợp với điều kiện ở Việt Nam như nghiên cứu, phân tích, lựa chọn các phương án chế tạo chân đế siêu trường siêu trọng bằng cách tổ hợp các khối lớn; Nghiên cứu tính toán phương án hạ thủy chân đế bằng phương án kéo trượt; Nghiên cứu tính toán phương án lắp đặt chân đế bằng phương án phóng.

Theo KS Thái cho biết, trong phần chế tạo, trước tiên là giải pháp quay lật panel siêu trường siêu trọng bằng kết hợp nhiều cẩu và kích thủy lực, đó là giải pháp chế tạp panel bằng cách tổ hợp hoàn chính trên đường trượt với hệ thống gối đỡ đã được thiết kết và bố trí sẵn, sau đó tiến hành quay lật panel bằng cách kết hợp nhiều cẩu, sau khi quay lật hoàn chính panel cần phải lắp đặt hệ thống launch cradle phục vụ quá trình kéo trượt sau này, song do tải cẩu không đáp ứng được yêu cầu nâng hạ, do vậy để thực hiện việc nâng hạ này sẽ dùng hệ thống cẩu phối hợp hệ thống kích thủy lực để nâng hạ đưa panel vào vị trí cuối cùng.

Tiếp đến là giải pháp quay lật panel tại chỗ, bằng việc kết hợp nhiều cẩu, đồng thời sử dụng hệ thống tie-back system với vai trò chằng giữ trong quá trình quay lật do panel lệch tâm có xu hướng tự lật về phía trước khi đến một góc độ nhất định.

Giải pháp thi công chế tạo và tổ hợp hoàn chỉnh các panel lớn đã bao gồm các mặt D và các ống chéo trước trên hệ thống gối đỡ đã được thiết kế và bố trí có sẵn, sau đó tiến hành quay lật từ phương ngang về vị trí thẳng đứng bằng việc kết hợp nhiều cẩu và hệ thống kích kéo thủy lực strand jack, đồng thời kết hợp với hệ thống chằng giữ tie-back system. Mấu chốt của phương pháp chính là dùng hệ thống kích kéo thủy lực chuyên dụng để thay thế cho cẩu trong việc quay lật panel từ phương ngang về vị trí thẳng đứng. Lúc này cẩu chỉ đóng vai trò hỗ trợ strand jack trong giai đoạn nâng ban đầu.

Đối với các chân đế có tải trọng lớn, phương án lắp đặt biển phần lớn là phương pháp đánh chìm chân đế dùng xà lan chuyên dụng launching barge. Do đó để phù hợp với công tác lắp đặt biển thì phương án hạ thủy bằng kéo trượt trên đường trượt phải được sử dụng. Đây cũng là phương án tối ưu và gần như duy nhất để hạ thủy các chân đế ở độ sâu nước >100m và đảm bảo độ an toàn cao nên đề tài này tập trung phân tích, tính toán cho phương án này.

Để thực hiện phương án hạ thủy bằng phương án kéo trượt, trước hết cần phải có hệ thống đường trượt, hệ dầm trượt nổi, hệ thống bờ cảng được thiết kế có thể chịu được tải trọng của chân đế trong quá trình hạ thủy và xà lan chuyên dụng trang bị hệ thống dầm trượt trên đó trang bị hệ thống dầm trượt và hệ thống rocker arm.

Đối với các chân đế ở vùng nước sâu, có khối lượng và kích thước lớn, thì việc dùng tàu cẩu nhấc chân đế lên khỏi xà lan là một phương án không khả thi do sự hạn chế về sức nâng của tàu cẩu hay sự ổn định của kết cấu khối chân đế trong quá trình nâng. Để giải quyết vấn đề trên, theo KS Thái, phương án mới được phát triển và đã được đưa vào sử dụng tại các nước tiên tiến như phương án tự phóng sử dụng xà lan chuyên dụng.

Hiện nay, ở Việt Nam chỉ có duy nhất một xà lan chuyên dụng cho việc đánh chìm chân đế bằng phương án tự phóng là Vietsovpetro-05 và đã áp dụng thành công cho việc lắp đặt chân đế Đại Hùng ở độ sâu 120m nước, chân đế Thăng Long và Đông Đô ở độ sâu 70m nước.

Với đề tài nghiên cứu này đã đem lại lợi ích kinh tế xã hội đối với xí nghiệp xây lắp nói riêng và ngành dầu khí nói chung bằng việc thực hiện thành công các dự án lớn trọng điểm như dự án phát triển mỏ Đại Hùng, dự án phát triển mỏ Biển Đông 1, dự án phát triển mỏ Thăng Long Đông Đô.

Cải hoán thành công xà lan VSP-05 thành xà lan chuyên dụng phóng chân đế đầu tiên và duy nhất ở Việt Nam. Ngoài ra, còn đào tạo được hơn 100 đội ngũ kỹ sư, cán bộ quản lý dự án thuộc xí nghiệp xây lắp ngày càng lớn mạnh và đảm đương được những dự án lớn, trọng điểm ở vùng nước sâu, xa bờ.