Tìm nhịp treo tối đa mà đường ống có thể vượt qua

ηs.SMYS = 0,96.4800 = 4608 kG/cm2. Vậy đường ống đủ khả năng chịu áp lực trong trong trạng thái thử áp lựcII.1.1 II.1.2. KIểM TRA ở TRạNG THáI VậN HàNH t = tnom - tfab - tcorr = 18 – 0,9 – 4 = 13,1 mm. Khả năng chịu áp lực trong của đường ống + Trạng thái giới hạn nổ: ( Pli – Pe ) . ≤ ηu.1,1.SMTS + Giới hạn chảy: ( Pli – Pe ) . ≤ ηs.1,1.SMYS Trong đó: Pli : áp lực tính toán lên đường ống. Pe : áp lực thuỷ tĩnh min lên đường ống. ηs , ηu : hệ số tra bảng C1 phụ thuộc cấp an toàn. D : đường kính ngoài của ống. t : bề dày của ống. SMTS : cường độ chịu kéo nhỏ nhất. SMYS : cường độ chảy dẻo nhỏ nhất. Pli = 1,1.P0tk = 1,1.188 = 206,8 at = 202,87 kG/cm2. Pe = γn.dmin = 1025.53.10-4 = 5,4235 kG/cm2. D = 273 mm. t = 13,1 mm. SMTS = 5300 kG/cm2. SMYS = 4800 kG/cm2. + Với đường ống nằm trong vùng 1 là vùng dọc theo tuyến ống không có hoạt động của con người. ηs = 0,83. ηu = 0,72. Suy ra: ( Pli – Pe ) . = ( 202,87 – 5,4235 ). = 1958,64 kG/cm2. ηs.1,1.SMTS = 0,83.1,1.5300 = 4838,9 kG/cm2. ηu.1,1.SMTS = 0,72.1,1.5300 = 4197,6 kG/cm2. + Với đường ống nằm trong vùng 2 là vùng mà đường ống / riser ở gần dàn và vùng có hoạt động thường xuyên của con người. ηs = 0,83. ηu = 0,72. Suy ra: ( Pli – Pe ) . = ( 202,87 – 5,4235 ). = 1958,64 kG/cm2. ηs.1,1.SMTS = 0,83.1,1.5300 = 4838,9 kG/cm2. ηu.1,1.SMTS = 0,72.1,1.5300 = 4197,6 kG/cm2. Vậy đường ống đủ khả năng chịu áp lực trong trong trạng thái vận hànhII.1.2. Bảng C1 Hệ số Cấp an toàn Thử áp lực Thấp T.Bình Cao ηs 0,83 0,77 0,77 0,96 ηu 0,72 0,67 0,64 0,84 II.2. Kiểm tra bài toán mất ổn định cục bộ ( mất ổn định tiết diện ) đường ống. - Trong quá trình vận hành đường ống, đường ống bị bóp méo do áp lực ngoài (áp lực thuỷ tĩnh). - Có các dạng mất ổn định như sau: + Mất ổn định kiểu uốn: là dạng đường ống bị bóp méo dạng ô van. + Mất ổn định kiểu chữ u. + Mất ổn định kiểu xương chó. + Mất ổn định kiểu dẹt. - Sự mất ổn định cục bộ gây ra các tình trạng tắc đường ống dẫn đến giảm lưu lượng trong quá trình vận chuyển vật liệu, làm cho áp lực trong phân bố không đồng đều trên tiết diện đường ống, cũng như trên toàn chiều dài đường ống, nó là yếu tố chính để khởi đầu cho sự mất ổn định lan truyền, trong quá trình vận hành cũng như thi công đường ống mất ổn định thường xảy ra lúc thi công vừa thả ống xuống, lúc này ống chưa có áp lực trong và trong trường hợp vận hành rồi nhưng với một lí do nào đó (chẳng hạn như sự cố làm áp lực trong không có, trong trường hợp sữa chữa mà người ta không cho vật liệu đi qua…). ii.2.1. Kiểm tra ở trạng thái thi công (thử áp lực). Điều kiện để ống không bị mất ổn định cục bộ là: P Pc được xác định theo công thức sau : (Pc – Pel) . (Pc2 – Pp2) = Pc . Pel . Pp . f0 . (*) Pel = Pp = 2 .SMYS. f0 = Trong đó: P : áp lực ngoài tới hạn gây mất ổn định cục bộ. t : chiều dày ống t = tnom = 1,8 cm . D : đường kính ống D = 27,3 cm. SMYS: ứng suất chảy nhỏ nhất của thép SMYS = 4480 kG/cm. E : môđun đàn hồi của thép E = 2,1.106 kG/cm. Pemax : áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất lên đường ống. Thay số ta được các giá trị : Pel= = 1322,93 kG/cm2. Pp= = 590,77 kG/cm2. Chọn fo = 0,005. Thay số vào phương trình (*) ta tìm được các nghiệm của Pc là : Pc1 = - 436,5 ; Pc2 = 879,72 ; ;Pc3= 879,72 kG/cm2 Độ sâu nước lớn nhất: d = d0 + + + hs = 53 + 1,5 + 0,8 + 0,5.8,6 = 59,6 m. áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất lên đường ống: P = gn. d = 1,025 x 59,6 =61,09 T/m2 = 6,109 kG/cm2. Kiểm tra: P = = 644,956 kG/cm2. Vậy đường ống không bị mất ổn định cục bộ. II.2.2. Kiểm tra ở trạng thái khai thác (vận hành). Điều kiện để ống không bị mất ổn định cục bộ là: P Pc được xác định theo công thức sau : (Pc – Pel) . (Pc2 – Pp2) = Pc . Pel . Pp . f0 . (*) Pel = Pp = 2 .SMYS. f0 = Trong đó: P : áp lực ngoài tới hạn gây mất ổn định cục bộ. t : chiều dày ống t = tnom - tcorr = 18 - 4 = 14 mm. D : đường kính ống D= 27,3 cm. SMYS: ứng suất chảy nhỏ nhất của thép SMYS = 4480 kG/cm2. E : môđun đàn hồi của thép E = 2,1.106 kG/cm2. Pemax : áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất lên đường ống. Thay số ta được các giá trị : Pel= kG/cm2. Pp= kG/cm2. Chọn fo = 0,005. Thay số vào phương trình (*) ta được các nghiệm của Pc là: Pc1 = - 449,48 ; Pc2 = 535,97 ; Pc3 = 535,97 kG/cm2. Độ sâu nước lớn nhất: d = d0 + + + hs = 53 + 1,5 + 0,8 + 0,5.8,6 = 59,6 m. áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất lên đường ống: P = gn. d = 1,025 x 59.6 = 61,09 T/m2 = 6,109 kG/cm2. Kiểm tra: P = = 392,94 kG/cm2. Vậy đường ống không bị mất ổn định cục bộ. ii.3. Kiểm tra bài toán mất ổn định lan truyền. - Trên một tuyến ống, khi xuất hiện một điểm bị mất ổn định cục bộ thì sự mất ổn định đó có thể lan truyền dọc theo chiều dài tuyến ống.Gọi là hiện tượng mất ổn định lan truyền. - Vì vậy để xẩy ra hiện tượng mất ổn định lan truyền thì áp lực lan truyền phải lớn hơn áp lực gây mất ổn định cục bộ, nếu trong trường hợp đường ống có sự cố bị bóp méo thì để đường ống không bị mất ổn định lan truyền thì áp lực lan truyền phải lớn hơn áp lực ngoài tác dụng vào đường ống - Để chống hiện tượng lan truyền người ta thường làm tăng chiều dày t của đường ống, dùng các thiết bị ngăn chặn mất ổn định lan truyền trên tiết diện ống ( hàn các “nhẫn” trên tuyến ống ) II.3.1. Kiểm tra ở trạng thái thi công (thử áp lực). Điều kiện để ống không bị mất ổn định lan truyền: Ppr > Pemax Theo QP DnV 1996 : Ppr Trong đó: Ppr : áp lực gây mất ổn định lan truyền. SMYS: ứng suất chảy nhỏ nhất của thép SMYS = 4480 kG/cm. t = tnom = 18 mm. D : đường kính ngoài của ống. Thay các giá trị vào công thức ta được: Ppr = 26.4480.= 130,02 kG/cm2. áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất lên đường ống: P = gn. d = 0,1025 x 60,1 = 6,16 kG/cm2. Kiểm tra: Ppr > Pemax Vậy đường ống không bị mất ổn định lan truyền. ii.3.2. Kiểm tra ở trạng thái khai thác (vận hành). Điều kiện để ống không bị mất ổn định lan truyền: Ppr > Pemax Theo QP DnV 1996 : Ppr Trong đó: Ppr : áp lực gây mất ổn định lan truyền. SMYS: ứng suất chảy nhỏ nhất của thép SMYS = 4480 kG/cm. t = tnom - tcorr = 18 - 4 = 14 mm. D : đường kính ngoài của ống. Thay các giá trị vào công thức ta được: Ppr = 26.4480.= 69,37 kG/cm2. áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất lên đường ống: P = gn. d = 0,1025 x 60,1= 6,16 kG/cm2. Kiểm tra: Ppr > Pemax Vậy đường ống không bị mất ổn định lan truyền. III. Kiểm tra ổn định vị trí của đường ống III.1. Mục đích của bài toán kiểm tra ổn định vị trí Trong quá trình vận hành, đường ống luôn chịu tác động của lực môi trường ở điều kiện đáy biển (sóng, dòng chảy đáy của sóng và dòng chảy, sự vận chuyển của các dòng cát hay dòng bùn, đặc biệt là lực đẩy nổi). Những tác động này làm cho đường ống có xu hướng bị dịch chuyển dưới đáy biển, hiện tượng này có thể phá huỷ đường ống gây ra những thiệt hại không nhỏ về kinh tế và ô nhiễm môi trường. Do đó việc tính toán ổn định vị trí là nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế đường ống, nhằm tìm ra được trọng lượng yêu cầu của ống để ống ổn định dưới đáy biển trong suốt thời gian vận hành. Nếu không được vùi thì trong đời sống công trình, đường ống có thể bị dịch chuyển do các tác động bên ngoài như lực tác động do sóng dòng chảy, các hiện tượng xói lở đất nền tạo nhịp treo gây ra dao động, các sự cố do neo đậu tàu thuyền … Trọng lượng đường ống phải đủ khả năng giữ ống không dịch chuyển quá nhiều có thể gây phá huỷ hệ thống đường ống .Trong khuôn khổ đồ án này ta chỉ kiểm tra và thiết kế gia tải cho đường ống (nếu cần thiết ) khi chịu tác động tải trọng sóng và dòng chảy(Hình 1). ii.2. Xác định lý thuyết sóng tính toán. Độ sâu nước tính toán d = 53 + 1,5 + 0,8 = 55,3 m. T: chu kỳ sóng tính toán T= 10,4 s. Dựa vào đồ thị 3.5 trang 36 giáo trình Offshore Pipeline, Analysis and Methos By A.H.Moussell (OPAM) ta thấy ứng với vùng lý thuyết sóng bậc 3. Nhưng để đơn giản trong tính toán ta sẽ sử dụng lý thuyết sóng Airy . + Xác định thông số Tn : Trong đó d: độ sâu nước nơi xây dựng công trình. g: gia tốc trọng trường. + Xác định tỷ số : Trong đó : Tp : chu kỳ các đỉnh sóng. + Tra đồ thị 2.1 DnV -1988-E305 . Xác định được Us* Tra được tỷ số sau : Us* + Hệ số giảm hướng lan truyền R =1 ( coi là không giảm ). + Xác định được vận tốc sóng tác dụng vuông góc lên trục ống Us. Us = Us*x R x Sinθ Trong đó θ : góc hợp bởi hưóng sóng và trục ống. + Tra bảng 2.2 DnV RpE 305 xác định được tỷ số : Tu + Xác định gia tốc sóng hiệu quả tác dụng vuông góc lên trục ống As. As = 2xΠx * Xác định vận tốc dòng chảy trung bình tác dụng vuông góc với trục ống. Theo công thức sau : ( *) Trong đó : Ur : vận tốc dòng chảy ở độ sâu zr kể từ đáy biển . Đã chiếuvuông góc với trục ống. Zr : độ sâu tham chiếu, kẻ đến ảnh hưởng của lớp biên. Zo : hệ số phụ thuộc vào độ nhám của đáy hay tính chất nhám của đất bề mặt đáy biển . Zo tra bảng A1 RpE-305. D : đường kính ngoài của ống. + Tính các tỷ số + Thay vào công thức (*) tính được * Xác định các hệ số : M= ; K= * Tra đồ thị 5.12 theo M va K được Fw. * Tính các lực thuỷ động. * Tính lặp với các góc pha khác nhau để tìm được trọng lượng yêu cầu lớn nhất. Ws=[]max*Fw ii.3. Kiểm tra khả năng ổn định vị trí của đường ống. Chiều cao sóng với chu kỳ lặp 10 năm. Tính theo cả 8 hướng: + Tính các lực thuỷ động: Lực cản vận tốc: FD.ρw.D.CD.( US.cosθ + UC )2 Lực nâng: FL.ρw.D.CL.( US.cosθ + UC )2 Lực quán tính: FI = .ρw.CM.AS.sinθ Trong đó: ρw : khối lượng riêng của nước biển ρw = 1025 kg/m3. D : đường kính ống D = 273 mm., Hà bám : th =50 mm CL : hệ số nâng CL = 0,9. CD : hệ số cản vận tốc CD = 0,7. CM : hệ số CM = 3,29. US : vận tốc dòng chảy đáy vuông góc với đường ống. UC : vận tốc sóng vuông góc với đường ống. AS : gia tốc hiệu quả AS = . Tu : gia tốc cách 0. θ : góc chia của lực thuỷ động trong chu kỳ sóng. * Các lực thuỷ động cho giá trị lớn nhất theo hướng E (xem phụ lục bảng 7). * Trọng lượng nhỏ nhất của đường ống để đảm bảo đường ống không bị mất ổn định : W = Trong đó: m_ là hệ số ma sát giữa ống và nền đất phụ thuộc vào tính chất đất nền, đất cát m =0,7. W = Vậy: W = 0,60819 kN/m. + Tính trọng lượng thực tế của ống. Trọng lượng của ống trong không khí: Wthép = = =1,11 kN/m. Whàbám===0,647 kN/m. Lực đẩy nổi tác dụng lên ống: B = .( D+2.0,05)2.γn = .(0,273+2.0,05)2.1,025.9,81 = 1,099 kN/m. Trọng lượng của đường ống ở trong nước ( chưa kể khối lượng sản phẩm trong ống). Wtt = 1,11 + 0,647 – 1,099 = 0,658 kN/m > W = 0,60819 kN/m. Tuyến ống đảm bảo ổn định vị trí, ta phải không phaỉ gia tải. IV.Tìm nhịp treo tối đa mà đường ống có thể vượt qua IV.1. Địa hình hố lõm Hình 2: Đường ống vượt qua hố lõm IV.1.1. Kiểm tra ở giai đoạn sau khi thi công Chiều dày ống: t1 = t - tfab =18- 0,9 = 17,1 mm Chiều dài đặc trưng của ống L: L ứng suất đặc trưng của ống: Lực kéo không thứ nguyên b : Trong đó: I - Momen quán tính mặt cắt ngang, I = C - Bán kính ngoài của ống, C = D/2 = 0.1365 m E - Mô đun đàn hồi của thép, E = 2.1 x 106 kG/cm2 = 2.1 x 1010 kG/m2 T - Lực căng dư trong ống. Giả định dùng phương pháp thi công thả ống bằng tàu Côn Sơn có T = 12000 Kg. W - Trọng lượng một đơn vị dài ống nằm dưới nước, W = Gt - Pđn với: Gt = 113.2 kG/m Pnc=.(0,273-2.0,018)2.1025 = 45,22 kG/m Pđn = . D2.γn -Pnc= .0,2 732.1025- 45,22 = 14,78 kG/m Tính toán ta được: W = 113.2 + 14,78 = 98,42 kG/m I==1,13x10-4m4 L= 28,89 m sc = = 99223197,93 kG/m b = = 4,22 Giá trị ứng suất lớn nhất cho phép trong ống: [s] = h x SMYS với h là hệ số sử dụng, ta chọn với độ an toàn cao, lấy h = 0,8 đ [s] = 0,8 x 45699522.68 = 36559618,144 kG/m Chiều dài nhịp ứng với khi ứng suất của ống ở mép hố sm đạt giá trị ứng suất cho phép [s] Ta có: = 0,368 Tra đồ thị 3.19 - OPAM ta được = 2,4 L = 2,4 x 28,89 = 69.34 m Chiều dài nhịp khi ứng suất giữa ống s0 lõm đạt [s] Tra đồ thị 3.20 - OPAM ta được =2,7 L = 2,7 x 28,89 = 78 m Lấy L = Min[69,34; 78] = 69,34 m Vậy chiều dài nhịp treo tối đa mà đường ống có thể vượt qua trong giai đoạn này là: L = 69,34 m Chiều dài nhịp phụ tương ứng Từ = 2,4. tra đồ thị 3.22 ta có = 0,99 l = 0,99 x 28,89 = 28,6 m IV.1.2. Kiểm tra ở giai đoạn khai thác Giả thiết ống đã bị ăn mòn, tính với chiều dày ống: t2 = t - tfab - tcorr = 13,1 mm Chiều dày hà bám : thà = 5 cm Tính toán tương tự IV.1.1 ta được: Gt = 83,965 kG/m Gha = = 65,96 kG/m Pnc=.(0,273-2.0,0131)2.1025 = 49 kG/m Pđn = . (D+2.0,05)2.γn -Pnc = .0,3732.1025 - 49 = 63 kG/m Tính toán ta được: W = 113.2 + 65,96 – 60 = 86,925 kG/m I==7,68x10-4m4 L= 57 m sc = = 68665922,4 kG/m b = = 2,42 Giá trị ứng suất lớn nhất cho phép trong ống: [s] = h x SMYS với h là hệ số sử dụng, ta chọn với độ an toàn cao, lấy h = 0.8 đ [s] = 0.8 x 45699522.68 = 36559618.144 kG/m Chiều dài nhịp ứng với khi ứng suất của ống ở mép hố sm đạt giá trị ứng suất cho phép [s] Ta có: = 0,53 Tra đồ thị 3.19 - OPAM ta được = 2,85 L = 2,85 x 57 = 162,45 m Chiều dài nhịp khi ứng suất giữa ống s0 lõm đạt [s] Tra đồ thị 3.20 - OPAM ta được =3,34 L= 3,34 x 57 = 190 m Lấy L = Min[162,45; 190] = 162,45 m Vậy chiều dài nhịp treo tối đa mà đường ống có thể vượt qua trong giai đoạn này là: L = 162,45 m Chiều dài nhịp phụ tương ứng Từ = 3,34. tra đồ thị 3.22 ta có = 1,26 l = 1,26 x 57 = 71,82 m IV.2. ống vượt qua địa hình đỉnh lồi Hình 3: Đường ống vượt qua đỉnh lồi IV.2.1. Chiều cao lớn nhất của đỉnh lồi Chiều cao max của đỉnh lồi khi ứng suất tại đỉnh ống lồi đạt giá trị [s] giai đoạn sau khi thi công Căn cứ vào: = 0,368 và b = 4,22 tra đồ thị 3.25 ta được: = 6,8 = 4,7 m Giai đoạn khai thác Căn cứ vào: = 0,53 và b = 2,42 tra đồ thị ta được: = 7,8 = 12,6 m IV.3. Hiện tượng dao động dòng xoáy khi ống bị treo Khi dòng chảy chuyển động qua ống thì đất phía dưới đường ống dần dần bị xói và làm cho dòng chảy bị rối và mất ổn định, tạo ra một hố xói đồng thời tạo ra dòng xoáy phía sau thành ống.(Hình 4) Hình 4: Đường ống dao động do dòng xoáy Sự lan tỏa của dòng xoáy là nguyên nhân làm ống bị thay đổi áp lực động tác dụng trên đường ống và là nguyên nhân làm nhịp ống dao động. Hiện tượng này sẽ nguy hiểm nhất khi tần số dao động riêng của ống trùng với tần số dao động của dòng xoáy gây nên cộng hưởng. Điều kiện để không xảy ra hiện tượng cộng hưởng là: fS Ê 0.7fn Trong đó : f - Tần số dao động của dòng xoáy f- Tần số dao động riêng của ống IV.3.1. Xác định tần số dao động của dòng xoáy Tần số dao động của dòng xoáy được xác định theo công thức: Trong đó : S - Số Strouhal, S == 0,274 V - Vận tốc dòng chảy đáy, V = 1,37 m/s D - Đường kính ngoài của ống IV.3.2. Xác định tần số dao động riêng của ống Tần số dao động riêng của ống được xác định theo công thức: f Trong đó: EI - Độ cứng của ống L - Chiều dài nhịp ống M - Tổng hợp khối lượng của trên 1m ống bao gồm cả thành phần nước kèm C - Hệ số phụ thuộc liên kết ở đầu nhịp, trong thực tế rất khó xác định mô hình đúng nhất về liên kết ở đầu nhịp để mô phỏng điều kiện liên kết đó. Tuy vậy, trong nhiều trường hợp giá trị thấp nhất là tương đương với liên kết khớp ở hai đầu nhịp C = p/2 Việc tính toán được thực hiện bằng bang tính Excel được nêu trong phần phụ lục. Kết quả ta được như sau: Trường hợp chưa có hà bám: D = 0,273 m M = 98,42 kg/m EI = 2,373 x 106 Kgm2 fS = 1,375 fn = L Ê 11,143 m Vậy để dòng xoáy không gây ra cộng hưởng đối với đoạn ống thì nhịp do dòng xoáy tạo ra phải Ê 11,143 m Trường hợp chưa có hà bám: D = 0,373 m M = 86,925kg/m EI = 16,29 x 106 Kgm2 fS = 1,0064 fn = L Ê 21.0249 m Vậy để dòng xoáy không gây ra cộng hưởng đối với đoạn ống thì nhịp do dòng xoáy tạo ra phải Ê 21,6943 m V. lựa chọn phương án thi công tuyến ống V.1. Một số phương pháp thi công đường ống biển trên thế giới Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau thi công đường ống ngầm bao gồm: Phương pháp thả ống bằng xà lan thả ống hoặc xà lan có trống cuộn( áp dụng theo hai cách): Các đoạn ống được đặt trên boong tàu ống được cuộn tròn trên trống đặt trên boong tàu. Phương pháp kéo ống (có 4 cách kéo): Kéo ống trên mặt biển Kéo ống sát mặt biển Kéo ống sát đáy biển Kéo ống dưới đáy biển Việc lựa chọn phương pháp thi công thích hợp phụ thuộc vào đặc điểm của loại ống cần thi công như đặc trưng về kích thước ống, ống có bọc hay không bọc, độ sâu thi công cũng như khả năng sử dụng tàu thi công và tính kinh tế của từng phương pháp. V.1.1. Phương pháp thả ống bằng tàu thả ống Đây là phương pháp thi công phổ biến nhất trên thế giới và đã trải qua nhiều thế hệ tàu thả ống. ống được tàu dịch vụ đưa lên tàu thả ống ở dạng ống đơn dài 12 m hoặc dạng ống ghép từ hai ống đơn có chiều dài 24 m. Cần cẩu trên boong chuyển ống tới các giá dự trữ trên tàu. Trong quá trình thi công thả ống cần cẩu chuyển ống từ các giá dự trữ tới các giá tự động để cung cấp ống cho mặt bằng được xếp thành từng hàng. Đây là vị trí đầu tiên trong đường thi công để hàn ống và kiểm tra mối hàn. Một tàu thả ống có thể có từ 5 cho đến 12 công đoạn, phụ thuộc vào kích thước của tàu cũng như đường kính của ống. Điểm đầu ống được hàn vào đầu kéo thông qua cáp được mắc vào giàn hoặc neo chéo khi không có giàn. Tàu di chuyển về phía trước nhờ việc nhả cáp phía sau và thu cáp phía trước bằng các tời kéo. ống được thả dần xuống có sự hỗ trợ của hệ thống phao hoặc với stinger. Điểm cuối của ống được xác định chính xác thông qua phao đánh dấu.(Xem hình vẽ dưới) ưu điểm: Phương pháp này cho phép thi công được liên tục Công tác thi công phần lớn được thực hiện trên tàu thuận lợi cho việc kiểm tra và xử lí. Do vậy độ an toàn cao, quá trình thi công nhanh hơn tránh được sự rủi ro do sự kéo dài thời gian thi công trên biển Sử dụng được với loại ống có được bọc lớp gia tải hoặc không gia tải Sử dụng được với nhiều loại đường ống có đường kính khác nhau Thời gian thi công nhanh Nhược điểm: Chỉ thích hợp đối với vùng nước nông Khi ống thả xuống nước khó kiểm tra và phát hiện sự cố Chỉ thi công được tuyến đường ống đơn, nếu thi công nhiều tuyến cùng lúc thì khi thi công xong một tuyến thì tàu lại phải quay lại thi công đoạn tiếp theo nên mất nhiều thời gian. Thi công phụ thuộc vào thời tiết Luôn cần có hệ thống tàu dịch vụ để phục vụ công tác thả neo cũng như cung cấp ống Phạm vi áp dụng: áp dụng chủ yếu vùng nước nông. Loại ống có đường kính vờa và nhỏ áp dụng thả ống liên tục với các tuyến ống dài. áp dụng trong điều kiện thời tiết thuận lợi. V.1.2. Phương pháp thi công dùng xà lan thả ống có trống cuộn ống ống đã được gia công sẵn trên bờ và được kiểm tra rồi cuộn vào trống cuộn (trống đứng hoặc trống nằm ngang). Đường kính trống cuộn có khi lên đến vài chục mét. Việc thả ống cũng thông qua stinger, trống có thể nằm hoặc ở dạng thẳng đứng và quay tròn trên hệ thống trụ đỡ để tải ống. Sau khi thả hết một trống, thì cần cẩu trên xà lan sẽ cẩu trống khác từ một tàu dịch vụ. Quá trình thả ống cho điểm đầu và điểm cuối ống tương tự như phương pháp thả ống bằng xà lan thả ống. ưu điểm: Các ống được thi công liên tục, thời gian thi công nhanh. Các ống được gia công sẵng trên bờ, thuận lợi cho việc kiểm tra. Có thể đồng thời thả từ hai ống hoặc nhiều hơn hai ống cùng một lúc. Nhược điểm: Chỉ thích hợp với vùng nước nông (nếu dùng trống đứng thì có thể áp dựng cho vùng nước sâu). Thi công phụ thuộc vào thời tiết. Đường kính ống thả phụ thuộc vào đường kính trống và kích thước tàu Chỉ áp dụng cho đường ống không được bọc lớp gia tải Đường kính ống bị hạn chế, thường đường kính từ 10 đến 16 inch Cần phải tăng chiều dày đường ống để tránh được các hiện tượng ống bị bẹp trong khi cuộn hoặc thả ống. Phạm vi áp dụng: áp dụng cho trường hợp tuyến ống dài, liên tục Thích hợp vùng nước nông V.1.3. Phương pháp kéo ống trên mặt nước ống được gia công sẵn trên bờ hoặc trên bãi lắp ráp, được hàn nối, bọc lớp chống ăn mòn, bọc bê tông, kiểm tra rồi đưa ra biển. Các phân đoạn ống được nối liên tiếp thành những đoạn dài phụ thuộc vào khả năng của tàu kéo. Các đoạn ống được kéo ra vị trí thi công nhờ tàu kéo và tàu giữ. Dùng một tàu kéo chính cùng với hai hoặc ba tàu kéo cùng kích thước và một tàu giữ để kéo đoạn ống ra vị trí thi công, đoạn ống được nổi trên mặt nước. Để duy trì được mức nổi sát mặt nước cần có hệ thống các pontoon để nâng đỡ ống. Hệ thống pontoon tạo thành những gối đỡ, ống phải làm việc như một dầm liên tục. Quá trình thi công điểm đầu và điểm cuối tương tự như phương pháp thi công bằng xà lan thả ống. ưu điểm: Do ống được kéo sát mặt lên ảnh hưởng bởi tác động của sóng và dòng chảy là nhỏ, vì vậy sức kéo của tàu cho phép kéo được đoạn ống lớn. ống được gia công sẵn trên bờ nên dễ kiểm tra và xử lý, nối ống dễ dàng. Do vậy đường ống có chất lượng cao. ống nổi trên mặt nước nên trong khi kéo ta có thể kiểm tra ống được thường xuyên. Sử dụng một loại phao. Không ảnh hưởng của địa hình đáy. Nhược điểm: Nhạy cảm với tác động của môi trường. Cản trở các hoạt động đi lại của tàu thuyền. Việc đánh chìm xuống biển là rất khó. Thường gặp những sự cố khi ngắt ponton để đánh chìm đường ống. Không thi công được liên tục. Chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường (sóng, gió, dòng chảy..) Đòi hỏi mặt bằng thi công trên bờ là lớn, độ dốc của bãi lắp ráp phải nhỏ. Phải chế tạo hệ thống ponton và các thiết bị phụ trợ cho công tác lắp ghép các ponton vào đường ống. Việc thi công sẽ là bất lợi khi thi công tuyến ống xa khu vực bãi lắp ráp do thời gian di chuyển trên biển là lớn. Gây cản trở các hoạt động dân sự trên biển như sự đi lại của các tàu thuyền, các hoạt động đánh cá ... Phạm vi sử dụng: áp dụng cho vùng nước nông. Tàu kéo có công suất thấp. Tuyến ống ngắn. Không hoạt động được trong vùng có chiều cao sóng lớn. V.1.4. Kéo sát mặt ống được gia công sẵn trên bờ hoặc trên bãi lắp ráp, được hàn nối, bọc lớp chống ăn mòn, bọc bê tông, kiểm tra rồi đưa ra biển như kéo ống trên mặt. Trong quá trình thi công kéo ống, ống nổi cách mặt biển một khoảng tuỳ theo thiết kế nhờ hệ thống phao nâng và hệ thống phao điều chỉnh khoảng cách. ưu điểm: ít chịu ảnh hưởng của môi trường hơn phương pháp kéo trên mặt biển. Thi công nhanh, hạn chế được ảnh hưởng đến các hoạt động trên biển. Nối ống dễ dàng. Không chịu ảnh hưởng của địa hình đáy. Nhược điểm: Sử dụng tàu kéo có công suất cao hơn. Công việc kiểm tra trong khi kéo khó khăn. Phải sử dụng hai loại phao nổi khác nhau. Không thể thực hiện được trong điều kiện thời tiết xấu. Do kéo ống ngập cùng phao dưới nước nên lực cản lớn do vậy cần có sức kéo lớn hơn phương pháp kéo ống trên mặt. Phạm vi sử dụng: áp dụng cho mọi độ sâu nước V.1.5. Kéo gần sát đáy Phương pháp này cho phép kéo ống nổi trên mặt đáy biển một đoạn thông qua việc xác định chiều cao chướng ngại vật mà tuyến ống đi qua. Để duy trì được độ cao cần thiết thì người ta sử dụng hệ thống phao nâng và xích điều chỉnh sao cho ống cách đáy một khoảng xác định. Trong quá trình kéo ống dưới tác động của môi trường, ống có thể bị nhấn sát xuống đáy, để điều chỉnh được độ cao kéo ống thì cần tính hệ thống dây xích như một vật đối trọng linh hoạt để đảm bảo ống nổi trên đáy biển với khoảng cách thiết kế nhờ sự thay đổi chiều dài của hệ thống xích được gắn cùng phao. ưu điểm: Giảm tối thiểu tác động của môi trường. Không gây ảnh hưởng đến các hoạt động của tàu thuyền trên biển. Yêu cầu sức kéo nhỏ hơn phương pháp kéo trên đáy biển có thể sử dụng tàu kéo có công suất thấp. Khi thi công ít phụ thuộc vào thời tiết. Nhược điểm: Phương pháp này tỏ ra không kinh tế cho những vùng nước sâu, do áp lực thuỷ tĩnh lớn dẫn đến yêu cầu độ bền cho hệ thống phao là đáng kể, chi phí hệ phao xích lớn. Khó xử lý khi có sự cố xảy ra. Công việc cắt phao và xích khó thực hiện. Phạm vi sử dụng: áp dụng cho vùng nước trung gian và vùng nước nông. V.1.6. Kéo sát đáy Là phương pháp kéo ống trực tiếp dưới đáy biển bằng tàu kéo không có hỗ trợ của hệ thống phao nâng. ưu điểm: Phương pháp đơn giản không đòi hỏi các phương tiện phụ trợ. ít chịu tác động của môi trường. Thuận lợi cho việc lắp đoạn ống mới vào đoạn ống cũ. Có thể thi công trong điều kiện thời tiết xấu. Khi gặp điều kiện bất lợi về thời tiết có thể để ống dưới đáy biển mà không sợ hư hỏng. Nhược điểm: Lực kéo lớn do đó đòi hỏi tàu kéo có công suất cao. Đường ống trong khi kéo phải chịu ma sát với đáy gây hư hỏng lớp bọc. Quá trình thi công dễ gặp các sự cố do va vào các chướng ngại vật dọc tuyến. Hạn chế về chiều dài đoạn ống. Cần phải khảo sát kỹ khu vực kéo tuyến ống đi qua để tránh những hư hại do các chướng ngại vật gây ra. Do vậy làm tăng giá thành thi công tuyến ống. Phạm vi áp dụng: Phương pháp này chỉ thích hợp cho những tuyến ống gần bờ, điều kiện địa chất thuận lợi, đáy biển tương đối bằng phẳng. Được sử dụng rộng rãi trong trường hợp thi công trong cảng hoặc qua sông. Có thể thi công được trong điều kiện thời tiết xấu. V.2. Một số phương pháp thi công nối ống ngầm Các mối nối đường ống ngầm là các mối nối trong thi công đường ống mới, sửa chữa, kết nối tuyến ống mới vào tuyến ống cũ. Các mối nối này có thể thực hiện