Thiết kế mô hình giàn khoan bằng thép: Phục vụ nghiên cứu khoa học, đào tạo

Thứ Tư, 08/09/2021, 22:05 [GMT+7]

Thiết kế mô hình giàn khoan bằng thép: Phục vụ nghiên cứu khoa học, đào tạo

Mới đây, đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp trường về thiết kế mô phỏng giàn khoan ngoài khơi chịu va đập, do Tiến sĩ Đỗ Quang Thắng - Giảng viên bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy, Khoa Kỹ thuật Giao thông, Trường Đại học Nha Trang và cộng sự được nghiệm thu xếp loại tốt vì ý nghĩa trong các công thức dự báo nhằm giảm thiệt hại về kinh tế và kỹ thuật; đồng thời là nguồn tài liệu tham khảo, tra cứu có giá trị.


Với nhu cầu tiêu thụ dầu và khí tự nhiên toàn cầu tăng lên nhanh chóng trong thập kỷ qua, một số lượng lớn các công trình giàn khoan ngoài khơi được xây dựng và lắp đặt trên toàn thế giới. Trong quá trình hoạt động, các giàn khoan luôn cần sự hỗ trợ của các tàu dịch vụ để cung cấp trang thiết bị, lương thực, thực phẩm, cũng như vận chuyển dầu. Do đó, việc xảy ra các va chạm, đâm va giữa kết cấu chân giàn khoan và các tàu dịch vụ là không thể tránh khỏi. Các vụ tai nạn này thường dẫn đến hư hỏng kết cấu chân giàn khoan cũng như tàu dịch vụ, gây rò rỉ dầu dẫn đến ô nhiễm môi trường biển, thậm chí có thể ảnh hưởng tính mạng con người. Tuy nhiên, việc sửa chữa các vị trí hư hỏng rất khó khăn, đôi khi là không thể vì lý do kinh tế và các yêu cầu kỹ thuật.

 

Tiến sĩ Đỗ Quang Thắng (đứng thứ hai, bên phải sang)  và các cộng sự bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy, Khoa Kỹ thuật Giao thông.

Tiến sĩ Đỗ Quang Thắng (đứng thứ hai, bên phải sang) và các cộng sự bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy, Khoa Kỹ thuật Giao thông.


Theo Tiến sĩ Đỗ Quang Thắng cho biết, để đảm bảo an toàn cho các công trình ngoài khơi, tránh việc sửa chữa không cần thiết và tốn kém, cũng như có thể đánh giá nhanh chóng và chính xác các hậu quả và ảnh hưởng đối với kết cấu sau khi xảy ra va chạm… cần có hiểu biết sâu rộng về ứng xử va chạm của tàu, công trình giàn khoan ngoài khơi và độ bền còn lại của các công trình sau va chạm. Với mục đích này, nhóm nghiên cứu đề xuất các phương pháp tính toán, dự đoán độ bền của các công trình biển sau va chạm và đề xuất các kết cấu hợp lý trên thuật toán tối ưu ngay trong giai đoạn thiết kế ban đầu để nâng cao độ bền và an toàn cho các công trình biển.


Để xử lý vấn đề đặt ra, nhóm thiết kế đã đề xuất hệ thống các công thức dự đoán độ bền tới hạn của các kết cấu chân giàn khoan ngoài khơi khi bị tai nạn đâm va. Các công thức này có thể được áp dụng cho các giai đoạn thiết kế ban đầu và đánh giá độ bền sau va chạm cho giàn khoan, khả năng phục vụ của các kết cấu chân giàn khoan trong những điều kiện tai nạn ở ngoài khơi. Từ đó sẽ giảm thiểu thiệt hại về mặt kinh tế và kỹ thuật cho các kết cấu chân giàn khoan trong điều kiện khai thác. Bên cạnh đó, đề tài đã thiết kế tối ưu kết cấu chân đế giàn khoan kiểu TLP (Tension leg platforms) ngoài thực tế chống lại tai nạn đâm va. Cuối cùng, nhóm chế tạo thành công mô hình giàn khoan bằng thép với tỉ lệ 1:75 nhằm phục vụ nghiên cứu khoa học và đào tạo của bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy, Khoa Kỹ thuật Giao thông của trường. Theo nhóm thiết kế, kích thước thiết kế của giàn khoan được tham khảo từ giàn khoan thực tế kiểu dây căng TLP đang được khai thác ngoài khơi vịnh Mexico. Từ kết cấu giàn khoan này nhóm đi sâu xây dựng mô hình tính toán và tối ưu kết cấu của chân đế giàn khoan theo các hàm mục tiêu sao cho có độ bền tốt nhất khi bị tai nạn đâm va bởi tàu dịch vụ.


Theo Tiến sĩ Huỳnh Văn Vũ - Trưởng khoa Kỹ thuật Giao thông, Trường Đại học Nha Trang, đề tài có giá trị kinh tế và kỹ thuật quan trọng trong việc mô phỏng 1 mô hình giàn khoan có khả năng chịu va đập do tai nạn đâm va; đồng thời đề xuất các công thức để dự báo được độ bền sau khi bị va đập của chân đế giàn khoan. Các công thức dự báo trong đề tài được áp dụng vào giai đoạn thiết kế ban đầu để kiểm tra độ bền tới hạn của kết cấu chân giàn khoan khi bị tai nạn đâm va. Từ đó sẽ giảm thiểu hậu quả nếu như gặp phải các tai nạn dạng này; đồng thời, giảm thiểu thiệt hại về kinh tế và kỹ thuật cho các kết cấu chân giàn khoan trong điều kiện khai thác. Mô hình còn là học cụ cho các môn học liên quan đến ngành Kỹ thuật Tàu thủy, Khoa Kỹ thuật Giao thông.


Được biết, các kết quả nghiên cứu của đề tài công bố trên Tạp chí Ocean Engineering, trong danh mục SCIE (Science Citation Index Expanded), xếp hạng Q1. Đây là nguồn tài liệu tham khảo, tra cứu có giá trị cho các nhà khoa học, sinh viên các trường đại học, viện nghiên cứu trong và ngoài nước.


V.LẠC

 

.

các thông tin tiện ích