Chương 4 : Công trình biển neo đứng (Tension Leg Platforms – TLPs)

1. Mở đầu 1.1. Nhược điểm của CTB bán chìm và sự ra đời của CTB neo đứng 1.2. Cấu tạo và phân loại CTB neo đứng (Conventional TLP, New Generation TLP – Mini-TLP, TLWP) 1.3. Các thành tựu phát triển TLP 1.4. Đặc điểm chủ yếu của CTB neo đứng 1.5. Các vấn đề chủ yếu trong tính toán thiết kế CTB neo đứng và phạm vi của bài giảng 2. Nguyên lý thiết kế CTB TLP dựa trên Tiêu chuẩn API RP 2T 2.1. Quá trình thiết kế dạng vòng xoắn 2.2. Lưu đồ thiết kế sơ bộ và thiết kế chi tiết 2.3. Lưu đồ thiết kế thi công 2.4. Giới thiệu API RP 2T 3. Tải trọng tác động lên CTB neo đứng 3.1. Phân loại tải trọng tác động lên CTB neo đứng 3.2. Các loại tần số của tải trọng môi trường

3.3. Tải trọng gió 3.4. Tải trọng dòng chảy 3.5. Tải trọng sóng 4. Các bài toán xác định phản ứng và kiểm tra kết cấu CTB neo đứng 4.1. Sơ đồ tính và giả thiết 4.2. Phương trình cơ bản của bài toán động lực học kết cấu CTB neo đứng 4.3. Phương pháp đơn giản tính động lực học tiền định kết cấu CTB neo đứng 4.4. Tính toán và thiết kế dây neo đứng 4.5. Nguyên tắc tổ chức thi công công trình biển neo đứng điển hình 5. Kết luận Tài liệu tham khảo (Chương 4)

Chương 4 : Công trình biển neo đứng (Tension Leg Platforms – TLPs)

1. Mở đầu 1.1. Nhược điểm của CTB bán chìm và sự ra đời của CTB neo đứng

Công trình biển mềm bán chìm, mặc dù thế hệ mới có cải tiến (H.4.1), nhưng vẫn tồn tại nhược điểm lớn là chuyển vị theo các phương quan trọng (đứng, lắc ngang, lắc dọc) đều lớn do đặc điểm của hệ thống neo xiên, liên kết công trình với đáy biển. Vì thế, số ngày phải ngừng khai thác trong năm của CTB bán chìm là lớn.

Công trình TLP, do hệ thống neo có phương đứng, nên vẫn giữ liên kết mềm theo phương ngang như đối với công trình bán chìm, nhưng lại tạo ra có liên kết cứng theo phương đứng (và các phương xoay, gắn với lắc ngang và lắc dọc) tương tự công trình cố định. Với đặc điểm đó, công trình TLP được xem như một loại “công trình biển lai” giữa CTBCĐ và CT bán chìm. Do vậy, “TLP dù là cùng dòng họ của kết cấu nổi có neo với CT bán chìm”, nhưng là thế hệ mới, được cải tiến từ CT bán chìm (H.4.2).

H.4.1: Thế hệ mới của công trình bán chìm (tăng diện tích mặt đường nước)

Do nhu cầu khai thác dầu khí vùng nước sâu, ngay từ những năm của thập kỷ 1960, nhiều công ty ở các nước đã quan tâm nghiên cứu ứng dụng nguyên lý kết cấu mới nói trên. Tuy nhiên, sau đó chỉ còn rất ít công ty kiên trì theo đuổi. Công trình nghiên cứu đầu tiên về TLP được công bố là của Paulling và Horton vào năm 1970. Năm 1975, Công ty DOT (Deep Oil Technology, Inc.) đã tiến hành thử nghiệm công trình TLP ở độ sâu 65m, ngoài khơi California (Mỹ), gồm 3 chân căng, với lượng chiếm nước 645 t , coi như thử nghiệm mô hình tỷ lệ 1/3 của công trình nghiên cứu, mang tên Deep Oil X-1 TLP (Horton, 1975) [4], (H.4.3).

Forces acting on a fixed platform (jacket)

H.4.2: Dàn TLP (hình trái) có liên kết ngang mềm (chuyển vị lớn), liên kết đứng thì cứng (do dây neo đứng) tương tự Dàn cố định (hình phải).

H.4.3: Sơ đồ TLP thử nghiệm đầu tiên “ Deep Oil X-1 TLP”

Tới gần giữa thập kỷ 80, công trình TLP đầu tiên được mới sử dụng, để khai thác mỏ dầu Hutton ở độ sâu nước 147m, tại biển Bắc, U.K. (Hutton TLP, 1984), có lượng chiếm nước 63.300 t, mớn nước khai thác 33,2m . Công trình Hutton này được xem như ứng dụng trực tiếp đầu tiên kết quả nghiên cứu của “Deep Oil X-1”. Với những ưu việt sử dụng cho vùng nước sâu, TLP được phát triển mạnh từ thập kỷ 90 tới nay.

1.2. Cấu tạo và phân loại CTB neo đứng (Conventional TLP, New Generation TLP – Mini-TLP, TLWP) 1.2.1. Cấu tạo điển hình của công trình TLP (H.4.4 a & b) Kết cấu tổng thể của TLP, bao gồm:

- Sàn chịu lực (Deck) - Các mô đun thượng tầng - Thân nổi (kết cấu nổi - Hull) - Hệ thống chân căng (Tendons) - Hệ thống ống đứng (Risers) - Hệ thống dây neo xiên tạm thời - Hệ thống bệ móng (Foundation

Templates) - Cọc liên kết bệ móng với đáy biển

(hoặc đế móng kiểu trọng lực)

H.4.4: (a) Sơ đồ không gian Dàn TLP điển hình (TLP Auger)

(H. .4.4b) (b) Sơ đồ cấu tạo Dàn TLP điển hình (API, 2000 [13])

1) Thân nổi: Thân nổi là phần kết cấu nổi của dàn, có chức năng tạo lực đẩy nổi để đỡ toàn bộ

trọng lượng bản thân công trình và tải trọng thượng tầng, được tổ hợp từ hai phần : Các trụ đứng và các ponton nằm ngang, có thể kèm theo một số thanh xiên để tăng cường liên kết giữa các trụ. Số lượng các trụ có thể là 1, 3, 4 hoặc 6 trụ với đường kính khá lớn (có thể lên tới 20÷30 m). Trong trụ chứa khoang neo, các dụng cụ cần thiết để thay chân căng, khoang chứa nước sạch, các khoang chứa nước dằn và bơm.

Thân nổi được thiết kế lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào yêu cầu chức năng của TLP, tức là việc bố trí các mô đun thượng tầng và các thiết bị khai thác đặt trên dàn. Lực đẩy nổi của thân nổi tạo nên sức căng cho các chân căng sẽ giúp cho việc ổn định của kết cấu nổi. Việc điều chỉnh lượng nước dằn trong các khoang của ponton và thân trụ sẽ giúp cho dàn có thể nổi lên hoặc chìm xuống, tức là có thể làm thay đổi lực nổi của dàn khi cần thiết, để phù hợp với sự thay đổi điều kiện khí tượng hải văn hoặc điều kiện chịu lực của các chân căng.

Phần thân nổi của dàn TLP tương tự với cấu tạo thân của dàn bán chìm, tuy nhiên có sự khác nhau cơ bản ở chỗ là TLP có kích thước của các trụ lớn hơn so với ponton (trong khi, với dàn bán chìm thì ngược lại), nhờ đó, diện tích mặt đường nước của TLP lớn hơn, làm giảm lắc và tăng tính ổn định chống lật của TLP.

2) Chân căng: Chân căng là kết cấu đặc trưng của công trình biển dạng TLP, có phương thẳng

đứng, với chức năng liên kết giữa kết cấu nổi với nền móng dưới đáy biển. Trường hợp móng cọc, chân căng có thể nối trực tiếp vào cọc được đóng dưới

đáy biển hoặc được nối gián tiếp thông qua một bản đế móng bằng các khớp nối chuyên dụng.

Kích thước và số lượng chân căng được thiết kế tuỳ thuộc vào quy mô thượng tầng và độ sâu nước ở vị trí lắp đặt công trình.

Lực tác dụng vào mỗi chân căng được đo bởi các cụm cảm biến tải. Một bộ vi xử lý sẽ cộng các số liệu đọc được từ các cảm biến tải của mỗi chân căng và gửi kết quả lực kéo trong chân căng tới máy tính điều khiển trên dàn và đưa ra những điều chỉnh phù hợp với từng trạng thái làm việc sao cho có lợi nhất.

Kiểu giàn TLP có một vài dạng chân căng được sử dụng như: a. Chân căng dạng ống hoặc thanh đặc có liên kết hàn: Thanh ống được chế tạo từ

thép cuộn hoặc đúc và hàn lại với nhau, thực hiện trước hoặc trong khi lắp dựng dàn. b. Chân căng dạng thanh ống có khớp liên kết: Các thanh ống được thiết kế ở dạng

rỗng kín hay dạng cho nước ngập đầy. Chúng có thể được chế tạo từng đoạn và hàn lại thành thanh ống. Các thanh ống có thể làm bằng thép hoặc bằng sợi composite cốt thép (sợi cacbon).

c. Chân căng được chế tạo từ các cáp thép hoặc sợi cường độ cao có đường kính nhỏ và được bó lại với nhau.

3) Thượng tầng: Kết cấu thượng tầng của dàn TLP đa chức năng tương tự như của các loại dàn cố

định hay bán chìm, thường được tổ hợp của 5 loại mô đun: Mô đun xử lý, Mô đun khai thác, Mô đun sinh hoạt, Mô đun động lực và Mô đun giếng. Các mô đun có cấu tạo phần khung chịu lực dạng kết cấu khung, được chế tạo trên bãi lắp ráp trên bờ sau đó được vận chuyển đến vị trí tổ hợp với phần thân nổi ngoài biển, hoặc được lắp ráp với thân nổi trước khi vận chuyển ra biển.

Toàn bộ kết cấu thượng tầng được đỡ bởi hệ thống thân nổi, nên hình dạng và kích thước của thượng tầng quyết định cấu tạo của thân nổi và sự bố trí các chân căng. Ví dụ thượng tầng của TLP có mặt bằng hình chữ nhật (được sử dụng phổ biến nhất) thì thân nổi có 4 cột (hoặc thêm 2 cột giữa) và 4 chân căng ở dưới các cột. Tuy nhiên, với các Mini-TLP, TLWP và các TLP thế hệ mới, với tiêu chí giảm thiểu tải trọng thượng tầng để giảm tối đa chi phí công trình, dạng thượng tầng kéo theo dạng tổng thể của TLP có nhiều sáng tạo khác với TLP truyền thống. Trên H.13 trình bày sơ đồ của TLP dạng chữ nhật và tam giác.

(a) TLP “Prince” 4 cột và sơ đồ TLP chữ nhật

(b) Sơ đồ TLP dạng tam giác

H.4.5: Các kiểu Dàn TLP loại có thượng tầng chữ nhật (a) và tam giác (b)

4) Kết cấu móng: Móng có nhiều dạng khác nhau được sử dụng tuỳ theo điều kiện địa chất tại vị trí

xây dựng và tính năng công trình cũng như điều kiện môi trường biển khác. Điển hình một số dạng như sau:

a. Móng cọc thép:

Các cọc được đóng sâu xuống đáy biển để nối và tạo liên kết cho các vị trí chân căng sau này. Chiều dài và số lượng cọc được tính toán cho từng trường hợp cụ thể sao cho trong suốt quá trình làm việc của dàn trong mọi điều kiện khắc nghiệt của thời tiết đảm bảo vẫn không bị nhổ.

Các cọc làm bằng thép và được đóng xuống đáy biển bằng búa ngầm. Nếu chân căng được nối trực tiếp với cọc thì không cần phải lắp đặt thêm các

bản đế móng trên đầu các cọc. Trường hợp nếu chân căng được nối gián tiếp với cọc thông qua các bản đế móng thì các bản đế này sẽ được lắp đặt vào đầu trên các cọc.

b. Dạng móng trọng lực (kiểu neo rùa,...). c. Dạng tổ hợp của hai kết cấu trên (móng lai cọc-trọng lực).

(a) (b)

H. 4.6: Dạng kết cấu móng cọc có bản đế móng (a), và móng trọng lực (b) 1.2.2. Phân loại TLP

CTB nổi neo đứng có tên gọi chung phổ biến nhất bằng tiếng Anh là TLP (Tension Leg Platform), đôi khi con dùng thuật ngữ “TBP” (Tensioned Buoyant Platform) [4]. Tuỳ theo mục đích phân loại, người ta có thể chia TLP theo các nhóm loại khác nhau. 1) Phân loại theo chức năng thượng tầng Trong tài liệu mới đây (OFFSHORE, 10/2005, [16]), đã phân chia hệ thống các TLPs hiện có trên thế giới theo 2 loại:

a. TLPs: với thượng tầng đa chức năng (khoan, khai thác, người ở...) b. TLWPs (Tension Leg Wellhead Platforms): với thượng tầng chỉ có chức năng

quản lý đầu giếng, phần lớn là không có người ở. Hiệu quả kinh tế của loại Dàn TLWP thể hiện trên đồ thị H. 4.7.

2) Phân loại theo tính chất kết cấu a. TLPs: là loại TLP có kết cấu thông thường với thượng tầng đa chức năng b. Mini-TLP: là loại TLP có kết cấu nổi vừa nhỏ, vừa nhẹ, với thượng tầng được giảm thiểu, thường có 1 trụ.

Trên H.4.8 giới thiệu việc sử dụng loại Dàn Mini-TLP (Dàn thứ 3 từ trái sang) bên cạnh các loại CTB khác cho vùng nước sâu.

H.4.7a: Một dạng TLWP (Doris)

H.4.7b: So sánh giá thành tương đối giữa các loại CTB ứng với các độ sâu nước-

Dàn cố định, Trụ mềm, Dàn TLP và Dàn TLWP. (B. Andrier, GEP, France,1997).

(a)

(b) Doris - Pháp cung cấp

H.4.8: (a)&(b)-Dàn Mini-TLP sử dụng khai thác Block 17 (Angola), với các đặc tính: Giảm

thiểu thượng tầng, có tháp khoan, không người ở, không dẫn hướng các Risers, không có bản đế móng. 3) Phân loại theo vật liệu của kết cấu nổi TLP a. TLP bằng thép b. TLP bằng bê tông: cho đến nay chỉ mới xây dựng 1 Dàn TLP bằng bê tông, là Dàn Heidrun (1995, 345m, Norway), (H.4.10a).

H.4.9: Sơ đồ Dàn Hutton - TLP đầu tiên (U.K., 1984)

(a)

(b)

H.4.10: (a) - Dàn TLP Heidrun bằng bê tông (315m, Norway) (b) - Dàn Matterhorn - loại Dàn TLP thế hệ mới (2003, 858m, GOM)

4) Phân loại theo thế hệ của TLP a. TLPs truyền thống (Convetional TLPs): phần lớn là các dàn xây dựng từ năm 1999 trở về trước, như Hutton (1984), Jolliet (1989), Snorre A (1992), Heidrun (1995),.., tới Marlin (1999) và Ursa (1999). b. TLPs thế hệ mới (New Generation TLPs): phần lớn là các dàn xây dựng sau năm 2000, với những cải tiến về dạng kết cấu nổi & chân căng để thích hợp với điều kiện nước sâu và cực sâu, điển hình là kiểu Seastar, Moses (Minimum Offshore Surface Equipment Structure - Kết cấu bố trí thượng tầng tối thiểu), như các Dàn Prince (2001, 449m, GOM), Typhoon (2001, 639m, GOM), Matterhorn (2003, 858 m, GOM)- H.15b, Oveng (sẽ xây dựng năm 2006, 271m, Equatorial Guinea), Kizomba A & B (2004&2005, 1177 m, Angola), Marco Polo (2005, 1311m, GOM),

Margnolia (2005, 1425m = độ sâu max, GOM, do Hãng Conoco Phillips thiết kế); Neptune (2007, 1295m, GOM, do Hãng BHP Billiton - Australia thiết kế).

H.4.11: Dàn TLP thế hệ mới kiểu SeaStar (Dàn thứ 3 từ trái sang)

được đưa vào trong các loại CTB nước sâu và cực sâu

1.3. Các thành tựu phát triển TLP Theo tổng hợp của OFFSHORE (tới tháng 10/2005 [16]): trên thế giới có 23

công trình TLP đã xây dựng hoặc đã thiết kế - chuẩn bị xây dựng, phân bố như sau. 1) Phân bố TLP theo thứ tự thời gian:

Từ TLP đầu tiên Hutton (1984, 147 m, U.K.) đến TLP sau cùng là Neptune (2007, 1295m, GOM): 23 công trình, các TLP được phân bố theo các thập kỷ như sau: - Từ 1984 - 1990: 2 TLPs (Hutton, Jolliet), độ sâu nước max=536 m (Jolliet, GOM, 1989) - Từ 1991 - 1999: 9 TLPs, độ sâu nước max = 1158 m ( Ursa, GOM, 1999) - Từ 2000 - 2007: 12 TLPs (trong đó đã xây dựng 9 TLPs và 3 TLPs đã thiết kế), độ sâu nước max = 1425 m (Magnolia, GOM, 2005)

2) Phân bố TLP theo thứ tự độ sâu nước: Trong tổng số 23 TLPs, có: - 2 TLPs ở vùng nước nông (Hotton, 147 m; Oveng, 271 m < 304,8 m = 1000 ft) 21 TLPs ở vùng nước sâu (từ Snore A, 335 m = min; đến Magnolia, 1425 m = max) - 11 TLPs kiểu truyền thống + 12 TLPs kiểu thế hệ mới - 5 Mini-TLPs + 5 TLWPs Bảng 1: Bảng thống kê các Dàn TLP theo thứ tự thời gian (Offshore, 10/2005 [16])

H. 4.12: Phân bố 23 Công trình TLPs theo các độ sâu trên các vùng biển của thế giới

H.4.13: Đồ thị biểu diễn quá trình chinh phục biển sâu của CTB. TLPs

3) Phân bố TLP theo vùng biển xây dựng công trình: Trong tổng số 23 TLPs, phân bố cho các khu vực như sau

- 15 TLPs ở Vịnh Mexico thuộc Mỹ (US-GOM), trong đó, - 3 TLPs ở Biển Bắc: 1 TLP thuộc U.K. và 2 TLPs thuộc Na Uy - 4 TLPs thuộc Châu Phi: 2 TLPs (Angola) và 2 TLP (Guinea) - 1 TLP thuộc Châu Á (Indonesia)

H.4.14: Hình ảnh của 23 TLPs và phân bố cho các khu vực trên thế giới

1.4. Đặc điểm chủ yếu của TLP Như đã mô tả ở trên, dàn TLP và dàn bán chìm (Semi-submersible) thực chất đều là kết cấu nổi được neo giữ có căng trước, nên cũng đều là kết cấu bán chìm. Dàn bán chìm đầu tiên có tên Blue Water I, ra đời năm 1962, đã trải qua nhiều thế hệ, đến đầu thập kỷ 80 tới nay thì tương đối ổn định, và được sử dụng vào nhiều mục đích, không chỉ khoan di động như mục đích chế tạo ban đầu [4]. Dàn TLP đầu tiên (Hutton, 1984) ra đời sau dàn bán chìm đầu tiên 22 năm, được xem như một thế hệ mới của kết cấu bán chìm, nhằm khắc phục những nhược điểm cơ bản của Dàn bán chìm, với mục tiêu chính là khoan-khai thác dầu khí ở vùng biển sâu, điều kiện thời tiết có thể khắc nghiệt, đảm bảo có độ tin cậy cao, và giá thành chấp nhận được (kể cả khai thác các mỏ nhỏ). Với nhận xét khái quát trên, dưới đây sẽ hệ thống các đặc điểm chủ yếu của dàn TLP. 1) Đối chiếu nguyên lý chung về kết cấu giữa Dàn Dán chìm và Dàn TLP: Có 2 cải tiến cơ bản so với CTB bán chìm làm cho TLP ưu việt hơn khi ra nước sâu là: (1) diện tích mặt đường nước tăng (làm tăng tính ổn định chống lật của thân nổi), và (2) chân neo có phương đứng làm cho TLP trở thành loại “Kết cấu lai” giữa Dàn bán chìm và Dàn cố định.

B.2: Đối chiếu nguyên lý chung về kết cấu của Dàn bán chìm và Dàn TLP Nguyên ly kết cấu Dàn bán chìm (S/S) Dàn TLP Nhận xét - Đối chiếu

Nguyên ly nổi Kết cấu bán chìm (do hệ thống neo được căng trước)

Kết cấu bán chìm (do hệ thống neo được căng trước)

Cả S/s và TLP đều thuộc “Họ các CTB nổi bán chìm”

Kết cấu thân nổi (Cột + Ponton)

Lực nổi do Ponton > do Cột

Lực nổi do Cột > doPonton

Diện tích mặt đường nước S/S < TLP

Hệ thống neo thân nổi với đáy biển

Neo phương xiên (Bó cáp, xích)

Neo phương đứng

(Thép ống, Bó cáp)

S/S:Liên kết mềm TLP: Kết cấu lai

(3 LKmềm + 3 LK cứng)

2) Dàn TLP có liên kết cứng theo 3 phương: Chân căng là kết cấu neo theo phương đứng, nên thân nổi được khử đáng kể chuyển vị tĩnh và động theo phương đứng (Heave) và 2 phương xoay (gây lắc ngang và lắc dọc: Roll, Pitch); Do độ cứng của liên kết kết cấu nổi với đáy biển theo 3 phương trên là lớn, nên chu kỳ dao động riêng theo các phương này cũng nhỏ, tương tự CTB cố định (thường T < 3 - 5 sec); 3 phương trên là rất quan trọng đối với yêu cầu khai thác dàn trong điều kiện thời tiết xấu và ở vùng biển sâu; Trên hình 21 biểu diễn 6 phương chuyển động cơ bản của thân nổi TLP.

3) Dàn TLP có liên kết mềm theo 3 phương: Thân nổi có liên kết rất mềm với đáy biển theo 3 phương còn lại (2 phương chuyển vị ngang: Surge, Sway; và 1 phương xoay quanh trục đứng: Yaw); nên chuyển vị tĩnh theo 3 phương này đều lớn, nhưng vì các chu kỳ dao động riêng của thân nổi theo 3 phương trên đều rất lớn (vượt trên giải chu kỳ của phổ sóng biển, thường cận trên ~ 20sec, trong khi các chu kỳ dao động riêng theo 3 phương trên lớn cùng bậc với các chu kỳ dao động riêng của kết cấu dàn bán chìm, có thể tới 30 - 100 sec, rất xa vùng cộng hưởng với chu kỳ sóng biển); nên chuyển vị động của thân nổi cũng được hạn chế. 4) Dàn TLP là Kết cấu lai: Kết hợp giữa 2 đặc điểm trên, xét về tính chất động lực học của thân nổi, có thể coi Dàn TLP là một kiểu kết cấu lai (Hybrid Structure) giữa dàn cố định và dàn bán chìm, trong đó 3 chu kỳ dao động với liên kết cứng ở vị trí bên của phổ sóng cùng với dàn cố định, và 3 chu kỳ với liên kết mềm lại ở bên phải phổ sóng cùng với dàn bán chìm (H.4.15).

5) Chi phí chế tạo và xây dựng dàn TLP thay đổi không đáng kể khi thay đổi độ sâu nước (với cùng một chức năng thượng tầng): Đây là một ưu điểm của loại dàn TLP khi ra vùng biển sâu.

H. 4.15: Các phương chuyển động cơ bản và chu kỳ DĐR của TLP theo phương ngang 6) Có thể đưa mỏ đã phát hiện vào khai thác sớm, chi phí thu dọn mỏ thấp: Do tính cơ động (dễ di chuyển vị trí) so với các dàn cố định hay dàn kiểu trụ mềm. 7) Dàn TLP cho phép tăng tính khả thi về kỹ thuật - kinh tế khi khai thác các mỏ nhỏ vùng nước sâu: vì chi phí đầu tư khai thác thấp (nhờ các đặc điểm 5 & 6). 8) Về chế tạo và xây lắp dàn TLP : được thực hiện hoàn toàn ở trên bờ, sau đó chở ra biển và neo tại mỏ, hoặc chế tạo thượng tầng và thân nổi rồi chở ra mỏ, lắp ráp tại mỏ cùng với hệ thống chân căng. 9) Độ an toàn và tin cậy của hệ thống neo quyết định đến sự an toàn của cả công trình TLP: Dàn TLP có hệ thống neo đứng, nên chân căng chịu lực kéo rất lớn, kéo theo móng neo chịu

lực nhổ rất lớn; nên việc thiết kế và thi công các bộ phận này cần được kiểm tra cẩn thận; mặt khác, công tác kiểm tra và duy tu bảo dưỡng nhất thiết phải được thực hiện nghiêm ngặt theo quy trình liên quan hiện hành. 10) Dàn TLP có độ nhậy cao đối với các thay đổi chất tải trên thượng tầng (so với dàn bán chìm): Các tính toán khái quát cho thấy, nếu giảm tải trên thượng tầng được 1 tấn, thì bớt được 2 tấn cho vật liệu kết cấu nổi và lực căng trước trong chân căng, kéo theo giảm được lượng chiếm nước là 3 tấn (A. Bernard, GEP, France, 1997); H.4.16 dưới đây biểu diễn sơ đồ nói trên. Do vậy, TLP luôn luôn đòi hỏi nhà thiết kế phải giảm thiểu chất tải, đó cũng là động cơ để thúc đẩy các cải tiến không ngừng đối với các TLPs thế hệ mới như đã thấy trên H. 4.14.

H.4.16: Quan hệ giữa giảm tải thượng tầng với lượng chiểm nước của thân nổi TLP

(A.Bernard, GEP, France, 1997) 1.5. Các vấn đề chủ yếu trong tính toán thiết kế CTB neo đứng - Bài toán tĩnh (gió, dòng chảy, lực trôi dạt trung bình) ; - Bài toán động (tải sóng điển hình (T=3-20s) - Thiết kế cấu tạo: thân nổi, chân căng, móng - Thi công (bờ, biển) 2. Nguyên lý thiết kế CTB TLP dựa trên Tiêu chuẩn API 2.1. Quá trình thiết kế dạng vòng xoắn (Design Spiral) Nguyên tắc thiết kế một công trình TLP bao gồm tất cả các công đoạn cần thực hiện trong quá trình thiết kế và mối liên hệ của nó với các yếu tố ràng buộc ngoại vi như khống chế về chi phí đầu tư, tiến độ thực hiện và nhân lực.

Công việc thiết kế một TLP bao gồm các bước từ xác định chức năng công trình đến các thiết kế chi tiết, thực chất là quá trình lặp, có thể biểu diễn theo một Vòng lặp Thiết kế “Kiểu xoáy ốc” (Iterative loop - Design Spiral for TLP, Evans,1959) [13], như biểu diễn theo sơ đồ trên H.4.17.

8

9

Yªu cÇu c«ng nghÖ

Lùa chän cÊu h×nh

TÝnh to¸n gi¸ thµnh c«ng tr×nh

X¸c ®Þnh träng lù¬ng c«ng tr×nh

TÝnh to¸n, thiÕt kÕ ch©n c¨ng & mãng

TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ kÕt cÊu næiTÝnh to¸n lùc thñy ®éng(bao gåm c¶ thö nghiÖm m« h×nh)

TÝnh to¸n lùc thñy tÜnh

Bè trÝ

2

1

3

4

5 6

7

H.4.17: Vòng lặp thiết kế Công trình TLP “Kiểu xoáy ốc” ([13], 2000)

Từ H.4.17 cho thấy nguyên tắc thiết kế một Dàn TLP được thể hiện trên các bước thiết kế theo trình tự của 1 vòng lặp, bao gồm:

1) Xác định chức năng công trình, dựa trên yêu cầu công nghệ hoạt động của dàn 2) Lựa chọn tỷ lệ cấu hình giữa các bộ phận 3) Bộ trí thiết bị thượng tầng 4) Tính toán các lực thuỷ tĩnh tác dụng lên công trình 5) Tính toán các lực thuỷ động và thử nghiệm mô hình 6) Tính toán và thiết kế kết cấu (thân) nổi 7) Tính toán và thiết kế các chân căng & móng 8) Xác định trọng lượng các bộ phận và toàn công trình 9) Tính toán giá thành

Các bước thực hiện nói trên của vòng lặp có nội dung và yêu cầu khác nhau tuỳ thuộc vào các giai đoạn thiết kế sau đây:

I. Thiết kế sơ bộ hay thiết kế cơ sở II. Thiết kế chi tiết III. Thiết kế tổng hợp hay thiết kế sau cùng

IV. Thiết kế thi công Theo thông lệ quốc tế hiện nay đối với ngành Công nghiệp Dầu khí, các giai

đoạn I, II, và III do nhà thầu thiết kế thực hiện, và giai đoạn IV thuộc nhà thầu thi công (EPC Contractors). Sau đây sẽ đề cập các nội dung chính của từng giai đoạn thiết kế.

2.2. Lưu đồ thiết kế sơ bộ và thiết kế chi tiết Hai giai đoạn “Thiết kế sơ bộ” (Preliminary Design) hay “Thiết kế cơ sở” (Basis Design) + “Thiết kế chi tiết” (Detailed Design) = “Thiết kế tổng thể” (Global Design / FEED - Front-End Engineering Design).

Trên H.4.18 trình bày ”Lưu đồ thiết kế tổng thể cho TLP”, trong đó 3 nhóm số liệu đầu vào được cung cấp từ giai đoạn “Tiền thiết kế” (tức là “Nghiên cứu khả thi”). 2.2.1. Nghiên cứu khả thi (technical feasibility studies) Nghiên cứu khả thi (NCKT), sau khi nghiên cứu tiền khả thi, là giai đoạn định hình sơ bộ một công trình, dựa trên kết quả vòng lặp đầu tiên (H.4.17), phục vụ các thủ tục xét duyệt đầu tư xây dựng công trình. Kết quả nghiên cứu phải đưa ra được các thông số cơ bản về thân nổi (hình dạng và các kích thước), mớn nước khai thác của thân nổi, hệ thống neo (trọng lượng và lực căng trước), hệ thống giếng & ống đứng. Tất cả các thông số này đã được tính toán dựa trên các điều kiện về môi trường và các yêu cầu về công nghệ khai thác của dàn. Kết quả của việc NCKT sẽ cung cấp số liệu đầu vào cho giai đoạn thiết kế sơ bộ, gồm:

1) Các yêu cầu về công nghệ: liên quan đến chức năng khai thác dàn và các định hình ban đầu về công trình

2) Các số liệu về điều kiện tự nhiên : của mỏ, nơi xây dựng công trình 3) Tiêu chuẩn thiết kế: quy định về các hệ số thiết kế, hệ số an toàn

2.2.2. Thiết kế sơ bộ : Thiết kế sơ bộ (hay thiết kế cơ sở) gồm 3 bước : 1) Bước 1 : Xác định cấu hình & đánh giá trọng lượng của của kết cấu (thân) nổi và

của hệ thống chân căng ; kết hợp với diều kiện ổn định của dàn khi kéo trên biển; 2) Bước 2 : Tính toán phản ứng tổng thể của kết cấu chịu tác dụng cực trị của tải trọng

môi trường, đồng thời kiểm tra kết cấu với điều kiện sống sót của môi trường; kết hợp với kiểm tra thử nghiệm mô hình;

3) Bước 3 : Kiểm tra các yếu tố về phản ứng của Dàn có đảm bảo các yêu cầu công nghệ đã quy định ở phần số liệu đầu vào. Nếu bất kỳ một yếu tố nào không thoả mãn, cần quay trở lại ‘Vòng lặp Thiết kế sơ bộ’, để điều chỉnh lại cấu hình hoặc

kích thước của dàn. Đến khi việc kiểm tra đã hoàn tất, thì chuyển qua ‘Vòng lặp Thiết kế chi tiết‘.

c¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ

ThiÕt kÕ s¬ bé

-

+

c¸c yÕu tè vÒ®iÒu kiÖn tù nhiªn

tiªu chuÈn thiÕt kÕ

kiÓm tra æn ®Þnh kÕt cÊu næi khi lai d¾t

lùa chän kÝch th¦íc kc næi, x¸c®Þnh träng l¦îng kc

lùa chän kÝch th¦íc ch©n c¨ng

tÝnh to¸n ph¶n øngtæng thÓ cña kÕt cÊu

thÝ nghiÖm m« h×nh

kiÓm tra c¸c chØ tiªu vÒ c«ng nghÖ

ThiÕt kÕchi tiÕt

ThiÕt kÕ chi tiÕt hÖ thèng èng ®øng

ThiÕt kÕ chi tiÕt mãng

ThiÕt kÕ chi tiÕt ch©n c¨ng

ThiÕt kÕ chi tiÕt kÕt cÊu

H. 4.18 : Lưu đồ Thiết kế tổng thể công trình TLP (Theo API RP 2T, 2000)

2.2.3 Thiết kế chi tiết : Nội dung của Thiết kế chi tiết bao gồm

1) Thiết kế chi tiết thân nổi ; 2) Thiết kế chi tiết các chân căng; 3) Thiết kế chi tiết móng của chân căng; 4) Thiết kế chi tiết hệ thống ống đứng/giếng.

Trong giai đoạn thiết kế chi tiết, các tính toán đầy đủ và chi tiết hơn so với giai đoạn thiết kế sơ bộ ở trên, như kể đến đầy đủ các điều kiện của môi trường (các hướng tác động, tổ hợp các loại tác động, ..) tính với các trạng thái cực trị (dàn con nguyên vẹn, và bị phá huỷ 1 bộ phận - điều kiện sống còn) và kiểm tra phá huỷ mỏi. Kết quả của giai đoạn này được đối chiếu với các yêu cầu công nghệ của dàn, nếu chưa thoả mãn, cần phải quay lại “vòng lặp ngoài”, từ thiết kế cơ sở như đã nêu trên H. 4.18.

2.3. Yêu cầu của thiết kế thi công Yêu cầu thiết kế thi công bao gồm: - Thể hiện chi tiết chế tạo tất cả các bộ phận của công trình - Hướng dẫn các quy trình chế tạo và dựng lắp các bộ phận - Đưa ra các tiêu chuẩn thi công

H.4.19: Thân dàn TLP được lắp ráp trên bờ, chở trên sà lan để dưa ra mỏ dựng lắp

2.4. Giới thiệu API RP 2T Hướng dẫn Thiết kế và Thi công các Dàn nổi neo đứng (TLP) của Viện Dầu mỏ Mỹ (Recommended Practice for Planning, Designing, and Constructing Tension Leg Platforms), xuất bản lần thứ 2, năm 1997, tái bản năm 2000 [13]. Tài liệu “Hướng dẫn” này đưa ra các thông tin đã có sẵn và hướng dẫn cho công việc thiết kế, chế tạo và lắp đặt một công trình TLP. Đó là kết quả đúc kết các thành tựu khoa học và công nghệ đã được thừa nhận, dựa trên các hoạt động nghiên cứu và sản xuất của các chuyên gia, Cơ quan nghiên cứu và các Công ty trên thế giơí

trong lĩnh vực thiết kế, thi công và khai thác các Dàn TLP trong suốt nhiều năm qua, trong đó, tập trung nhất vẫn là các động ở vùng nước sâu của Vịnh Mexico (thuộc Mỹ). Nội dung của Tài liệu Hướng dẫn gồm 3 phần:

(1) Phần nội dung chủ yếu: Các nguyên tắc cơ bản về thiết kế kỹ thuật áp dụng cho công tác thiết, thi công và khai thác TLP; trong đó cũng đưa ra các phương pháp luận kèm theo các công thức tính toán chủ yếu cho các trường hợp liên quan;

(2) Phần phụ trợ: Các bình luận bổ sung chi tiết cần thiết (về phương pháp luận, về các công thức tính toán, các tài liệu tham khảo liên quan,..) hoặc bàn luận chi tiết có tính chất để mở về các tư duy phương pháp luận, về các kỹ thuật tiên tiến liên quan đến từng mục của phần nội dung chính (1); Phần này rất giúp ích cho người thiết kế chủ động lựa chọn, cũng như các chủ đầu tư và vận dụng các quan niệm và phương pháp có sẵn vào công trình của mình;

(3) Phần Tài liệu tham khảo (Glossary): Đưa ra Danh mục các Tài liệu tham khảo quan trọng và bổ ích, làm căn cứ chính khi biên soạn nội dung của từng Chương liên quan trong Phần nội dung chính (1).

NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN Công trình TLP trên thế giới đã ra đời cách đây trên 22 năm, và đã được cải tiến không ngừng về kiểu dáng kết cấu, kéo theo là kỹ thuật thi công cũng như duy tu bảo dưỡng góp phần quan trọng trong việc khai thác dầu khí vùng biển sâu, từ 400 - 1400 m. Cho đến nay, TLP đã khẳng định tính ưu việt của nó về tính năng kỹ thuật, cũng như về mặt kinh tế, và chưa có một công trình TLP nào xẩy ra sự cố gây sụp đổ. Loại TLP đã phát triển nhiều nhất ở vùng biển sâu thuộc Mỹ, ở vịnh Mexico, với 15 trong tổng số 23 TLPs trên toàn thế giới, mặc đã trải qua điều kiện thiên nhiên rất khắc nghiệt (như cơn bão Katrina) nhưng cũng không có công trình nào bị đổ. Ở Việt Nam, mặc dù hiện nay, chúng ta mới chỉ khai thác các mỏ ở các độ sâu trong vòng 120 m trở lại, nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy tiềm năng dầu khí ở vùng nước sâu trên thềm lục địa VN là rất đáng kể. Do vây, việc nghiên cứu loại công trình cho vùng nước sâu như TLP là rất có ích và thiết thực chuẩn bị khai thác dầu khí ở vùng nước sâu của ngành công nghiệp Dầu khí Việt Nam trong tương lai gần. 3. Tải trọng tác động lên CTB neo đứng 3.1. Phân loại tải trọng tác động lên CTB neo đứng

3.1.1. Phân loại tải trọng môi trường Tải trọng môi trường là do các tác động của gió, sóng, dòng chảy và động đất lên kết cấu TLP, có sơ đồ tổng quát trên hình 4.20.

Hình 4.20: Sơ đồ các tải trọng môi trường và chuyển vị của kết cấu TLP

Tải trọng thiết kế của môi trường được xác định với chu kỳ lặp, thường là 100 năm, là thời điểm gây phản ứng nguy hiểm nhất đối với công trình; tuy nhiên, lúc này, chưa hẳn đã gây ra phản ứng nguy hiểm nhất đối với tất cả các phần tử trong kết cấu. Mặt khác, cũng cần lưu ý rằng phản ứng lớn nhất của Dàn không nhất thiết gây ra do sóng cao nhất. Triều và mực nước: Các thành phần của triều để thiết kế gồm triều thiên văn, triều do gió và chênh lệch áp suất (Storm Surge). Mực nước triều cao thiết kế (HDWL) và mực nước triều thấp thiết kế (LDWL) phải được định rõ để sử dụng cho từng trường hợp thiết kế thích hợp. Biên độ triều gây ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị lực căng trước thiết kế trong chân căng của công trình TLP.

3.1.2. Các điều kiện môi trường để tính toán và thiết kế Các điều kiện môi trường cần được cung cấp để tính toán, như sau:

1) Điều kiện bình thường của môi trường (Normal Environment): Điều kiện này của môi trường sử dụng để tính toán với tải trọng tác dụng lên kết

cấu trong quá trình đời sống công trình và tải trọng thi công (chế tạo, dựng lắp,..); 2) Điều kiện cực trị của môi trường (Extreme Environment):

Điều kiện môi trường cực trị sử dụng để xác định tải trọng thiết kế công trình, đảm bảo kết cấu và các bộ phận chính của công trình có khả năng chịu được trong điều kiện môi trường cực trị và công trình vẫn có thể khai thác được một cách an toàn; 3) Điều kiện cực trị giảm của môi trường (Reduced Extreme Environment):

Lúc này thân dàn bị tổn thất (không còn nguyên vẹn) hoặc một chân căng bị nhổ. Điều kiện môi trường được xác định để tính toán được giảm đi, dựa trên tổ hợp thống

kê giữa chu kỳ lặp của điều kiện lặp môi trường cực trị giảm ,với xác suất tổn thất công trình, sao cho tích của chúng bằng đúng xác suất xuất hiện môi trường cực trị. 4) Điều kiện môi trường biển lặng (Calm Environment): Một số hoạt động trên biển đòi hỏi phải thực hiện trong điều kiện biển lặng; vởi trường hợp này, việc thiết kế cho phép sử dụng điều kiện biển lặng; 5) Điều kiện môi trường hành trình trên biển (Route Environment):

Hành trình vận chuyển trên biển phải được lựa chọn điều kiện biển thích hợp cho việc vận chuyển. Chu kỳ lặp của môi trường phải được lựa chọn dựa trên xem xét chiều dài của hành trình và mức rủi ro cho phép; 6) Điều kiện có động đất (Seismic Conditions):

Công trình TLP phải được thiết kế với độ bền và độ cứng sao cho đảm bảo tổn thất là không đáng kể khi có động đất ở mức độ chấp nhận, xẩy ra trong đời sống công trình.

3.2. Các loại tần số của tải trọng môi trường Xét mô hình tổng thể của Dàn, các thành phần của tải trọng môi trường gây ra 6 thành phần chuyển vị tĩnh và chuyển vị động (dao động) của Dàn (Hình 4.21):

+ 3 chuyển vị thẳng: 1 - đứng Z (Heavy), và 2 - ngang X & Y (Surge & Sway); + 3 chuyển vị góc : 2 xoay quanh các trục nằm ngang X&Y(Roll & Pitch), và 1

xoay quanh trục đứng Z (Yaw).

Hình 4.21: Các thành phần phản ứng của Dàn TLP

dưới tác động của tải trọng môi trường Các tải trọng môi trường phải được xác định theo 4 loại tần số sau [13]:

a) Tải trọng đều: do gió, dòng chảy và sóng giạt (wave drift), là các lực không đổi về giá trị và hướng tác dụng trong thời gian xét;

b) Tải trọng có chu kỳ với tần số thấp (chu kỳ lớn): do thành phần động với tần số thấp của gió, dòng chảy và sóng giạt, có thể gây ra dao động đáng kể cho Dàn, khi chu kỳ của lực gần với chu kỳ dao động riêng của Dàn theo các phương có “liên kết mềm” (2 phương chuyển vị nằm ngang - Surge & Sway, và phương chuyển vị xoay quanh trục đứng - Yaw): thường các chu kỳ dao động riêng này có giá trị trong khoảng từ 1 - 3 phút (60 - 180 s); c) Tải trọng thay đổi của sóng có chu kỳ điển hình (trong khoảng từ 5 - 20 s, tức là tần số trong khoảng 0,2 - 0,005 Hz): Tải trọng này của sóng gây ra nội lực trội trong các phần tử của thân dàn và hệ thống neo; d) Tải trọng có chu kỳ với tần số cao (chu kỳ thấp): thường do sóng, có thể gây ra dao động đáng kể cho Dàn, khi chu kỳ của lực gần với các chu kỳ dao động riêng của Dàn theo có “liên kết cứng” (phương đứng Z, và 2 phương xoay quanh X & Y): thường chu kỳ dao động riêng này có giá trị trong khoảng từ 1 - 5 s. Trên hình 4.22 biểu diễn các phổ sóng & gió, và các miền của tần số dao động riêng (TSDĐR) của các loại CTB:

- CTB cố định: có các TSDĐR lớn (chu kỳ nhỏ), ở bên phải của phổ sóng (lấy trục hoành = tấn số Hz);

- CTB mềm (như Trụ mềm và CT bán chìm): có các TSDĐR nhỏ (chu kỳ lớn), ở bên trái của phổ sóng;

- CTB loại TLP : là loại CTB “lai CTBCD & CTB mềm”, có 3 TSDĐR theo 3 phương “liên kết mềm” thì ở bên trái phổ sóng, và 3 TSDĐR theo 3 phương “liên kết cứng” lại ở bên phải của phổ sóng.

Hinh 4.22: Phổ gió và phổ sóng biểu diễn theo tần số (Hz)

Bên trái phổ sóng : dải các TSDĐR của CTB mềm Bên phải phổ sóng: dải các TSDĐR của CTB cố định

Trên hình 4.23, minh hoạ các loại tần số của các tải trọng môi trường gây ra chuyển vị ngang của Dàn TLP:

1) Chuyển vị không đổi: do các lực trung bình (tĩnh) của dòng chảy, gió, và sóng giạt;

2) Chuyển vị động thay đổi với tần số thấp (chu kỳ lớn): do thành phần động của lực giạt động của sóng, gió (mạch động) và của dòng chảy;

3) Chuyển vị động thay đổi với tần số cao (chu kỳ nhỏ) của sóng biển. Nhận xét: trong tính toán gần đúng, nếu thành phần động các lực của gió, dòng chảy và sóng giạt có chu kỳ quá lớn, sẽ gây ra chuyển vị động biển đổi rất chậm, có thể xem như chuyển vị tựa tĩnh, và lúc này hiệu ứng động của các tải trọng gây ra chuyển vị động, chỉ còn xét với tải trọng sóng có chu kỳ bình thường (trong khoảng từ 5 - 20 s), như sơ đồ của hình vẽ bên phải hình 5.

chuyÓn vÞ thùc tÕ s¬ ®å gÇn ®óng cña chuyÓn vÞ

Lùc giã trung b×nh

T

ChuyÓn vÞ tÜnh

ChuyÓn vÞ ®éngHiÖu øng ®éng dogiã vµ dßng ch¶y

HiÖu øng ®éng cña lùc gi¹t (do sãng)

Lùc dßng ch¶y trung b×nh

Lùc gi¹t trung b×nh cña sãng

T

chuyÓn vÞ

Thêi gian

Do sãng

Hình 4.23:Các thành phần chuyển vị ngang tĩnh và động do các tải trọng môi trường (gió, dòng chảy và sóng)

3.3. TẢI TRỌNG GIÓ Các công thức tính toán có thể xem trong chương2.

3.4 TẢI TRỌNG DÒNG CHẢY 3.4.1. Vận tốc dòng chảy (tương tự các chương 2,3)

Dòng chảy gồm các thành phần dòng chảy do gió, triều, hoàn lưu (background circulation). Ở vùng nước sâu, dòng chảy có thể gây ra tải trọng lớn. Gần vùng dòng chảy biên, cần phải xét đến hiện tượng chảy vòng và tạo xoáy.

Vận tốc dòng chảy: phải được xét theo các tổ hợp thống kê (cùng chu kỳ lặp) với các yếu tố thiết kế khác của môi trường,như chiều cao sóng và vận tốc gió.

3.4.2. Lực cản do dòng chảy (Current Drag Force) Khi không có sóng, dòng chảy gây ra lực cản tác dụng lên phần tử hình trụ mảnh

có giá trị tỷ lệ với bình phương vận tốc dòng chảy, lực tác dụng chính là thành phần của lực cản vuông góc với trục phần tử trụ. Hệ số lực cản dựa trên số liệu thực nghiệm đã có sẵn.

3.4.3. Dao động gây ra do vệt xoáy của dòng chảy sau vật cản (Vortex-Induced Vibration)

Dòng chảy đều đi qua phần tử trụ, hình thành vệt xoáy phía sau phần tử, tạo nên lực nâng (Lift Force) có phương vuông góc với dòng chảy, lực này phụ thuộc vào vận tốc dòng, đường kính phần tử, và hệ số thực nghiệm (số Strouhal). Nếu lực nâng có tần số bằng hoặc gần bằng một trong các tần số dao động riêng của phần tử, sẽ gây ra dao động đáng kể cho phần tử. Dao động này có thể lớn hơn dao động do sóng gây ra. Phản ứng của các chân căng và ống đứng tỏ ra nhậy cảm với vệt xoáy của dòng chảy; vệt xoáy sau các cột của thân dàn cũng ảnh hưởng đến dao động của dàn quanh trục đứng (yaw). Dòng gió đi qua các phần tử tháp hoặc trụ trên thượng tầng cũng gây ra các lực nâng do vệt xoáy; do vậy, cũng cần kiểm tra khi thiết kế. Các công thức tính toán lực dòng chảy được nêu trong tài liệu của API [13].

3.5. TẢI TRỌNG SÓNG 3.5.1. Xác định tải trọng sóng theo thông lệ

Việc xác định tải trọng sóng dựa trên kết quả của lý thuyết thế mô tả chuyển động sóng, trong đó chỉ lấy số hạng bậc 1.

Sau đó, việc xác định tải trọng sóng được thực hiện tuỳ theo quan hệ giữa thông số sóng (chiều dài sóng) và kích thước vật cản (mặt cắt ngang), có thể sử dụng một trong 2 phương pháp sau để xác định tải trọng sóng lên vật cản:

(1) Phương trình lực sóng (Wave Force Equation - WFE): sử dụng phương trình Morison (1950), khi sóng đi qua vật cản dạng trụ có kích thước nhỏ so với chiều dài sóng (đường kính danh nghĩa của trụ < 1/5 chiều dài sóng).

Tải trọng sóng gồm 2 thành phần: + Lực cản vận tốc (Drag Force) + Lực quán tính (Inertia Force).

(2) Lý thuyết nhiễu xạ (Diffraction Theory): trong trường hợp vật cản có kích thước lớn. Công thức tính toán lực sóng được cho trong tài liệu [13]. Trên hình 6 đưa ra các phân vùng sử dụng phương pháp tính tải trọng sóng [13].

Hình 4.24: Hướng dẫn sử dụng phương pháp tính tải trọng sóng tác dụng lên

Thân Dàn ( cột - Columns và Ponton) và chân căng & ống đứng(Tendons&Risers).

3.5.2. Tải trọng sóng dưới điều hoà và trên điều hoà (Subharmonic and Superharmonic Wave Forces) Khi mô tả chuyển động sóng theo lý thuyết thế, trong đó sử dụng tới các số hạng thứ 2 (second order terms in the potential theory), và áp dụng vào phương trình Morison, sẽ thấy có nhiều hiện tượng khác nhau xẩy ra:

1) Trong các sóng đều (regular waves), xuất hiện một lực giạt không đổi của sóng (a steady wave drift force) theo phương nằm ngang. Trong trường hợp dùng lý thuyết nhiễu xạ, lực giạt đều này là do các tích phân trên mặt thoáng và đánh giá phương trình Bernoulli đầy đủ trên biên của vật thể. Trường hợp sử dụng phương trình Morison, lực giạt đều là do kết quả tích phân trên mặt thoáng và hiệu ứng nhớt.

2) Trong các sóng đều, từ lý thuyết thế và phương trình Morison tạo nên một lực sóng giạt không đổi) theo phương đứng. Ngoài ra, từ lý thuyết thế còn xuất hiện một lực có tần số kép (a double frenquency force) cũng theo phương đứng.

3) Trong các sóng không đều (irregular waves), lý thuyết thế và Morison đã xuất hiện một lực đều và một lực thay đi chậm theo thời gian (a steady and a slowly varying horizontal force) được gọi là lực giạt của sóng (the wave drift force). Trong lý thuyết thế, điều này xẩy ra tại các tần số khác nhau của năng lượng sóng. Tính chất động học của sóng cũng gây ra sự tương tác giữa lực giạt của sóng với lực nhớt (viscous forces), tạo nên một dòng chảy phụ.

4) Trong các sóng không đều, sự kết hợp giữa lý thuyết thế và Morison tạo nên nhóm các lực có tần số, khi các lực này có tần số cộng hưởng với 3 phương “liên kết cứng” (đứng - heave, và lắc ngang & lắc dọc - roll & pitch), sẽ gây ra các chuyển vị

đáng kể của Dàn theo các phương đó. Lý thuyết thế cũng cho thấy xuất hiện các lực có tần số kép.

Kết luận: Các lực sóng bổ sung như đã nêu trên (từ các số hạng bậc 2 của lý thuyết thế kết hợp với phương trình Morison), đã cho những kết quả rất quan trọng để tính toán kết cấu TLP : (1) Các lực sóng giạt không đổi theo cả phương ngang và phương đứng;

(2) Các lực sóng dưới điều hoà (có tần số thấp hơn tần số của lực sóng thường dùng - với số hạng bậc 1 của lý thuyết thế) liên quan tới khả năng cộng hướng với các modes dao động ứng với 3 phương có “liên kết mềm” ( Surge, Sway, Yaw); (3) Các lực sóng trên điều hoà (có tần số cao hơn tần số của lực sóng thường dùng) liên quan tới khả năng cộng hưởng với các modes dao động theo 3 phương có “liên kết cứng” (Heave, Roll, Pitch); (4) Các lý thuyết nêu trên hiện nay vẫn còn đang được nghiên cứu phát triển [6] - [13].

3.6. TỔ HỢP TẢI TRỌNG ĐỂ THIẾT KẾ TLP Đối với các tải trọng môi trường (sóng, gió. dòng chảy), việc tổ hợp giữa chúng được lấy theo các chu kỳ lặp đồng thời. Tổ hợp giữa tải trọng môi trường với các loại tải trọng khai thác, phụ thuộc vào các tình huống tác động của các tải trọng. Theo DNV [14], tổ hợp các tải trọng được xét dựa trên 4 trạng thái giới hạn: (1) Trạng thái giới hạn cực trị (Ultimate Limit States - ULS): tính kết cấu với điều kiện môi trường cực trị; (2) Trạng thái giới hạn mỏi (Fatigue Limit States - FLS): Tính kết cấu chịu mỏi trong điều kiện bình thường của môi trường, dưới tác động của tải trọng thay đổi có chu kỳ; (3) Trạng thái giới hạn tích luỹ (Limit State of Progressive Collapse-PLS): Tính kết cấu chịu các tải trọng sự cố (A);

(4) Trạng thái giới hạn về khả năng phục vụ (Serviceability Limit States - SLS): Tính kết cấu dựa trên các tiêu chuẩn đảm bảo sử dụng công trình một cách bình thường trong đời sống thiết kế.

Hệ số tổ hợp tải trọng đối với một số trạng thái giới hạn (THGH) diển hình được nêu trong các bảng dưới đây.

Bảng 1: Hệ số tải trọng đối với TTGH cực trị (ULS) [14] Loại tải trọng Tổ hợp các tải

trọng thiết kế P L D E A â) 1,3 1,3 1,0 0,7 0 b) 1,0 1,0 1,0 1,5 0

Ghi chú: P, L, D, E, A là các tải trọng theo phân loại của DNV, như đã nêu ở mục 1.2.

Bảng 2: Hệ số tải trọng đối với TTGH tích luỹ phá huỷ (PLS) [14] Loại tải trọng Tổ hợp các tải trọng thiết kế

P L D E A Các tải trọng sự cố (A) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 c) Kết cấu còn

nguyên vẹn Tải trọng môi trường bất thường

1,0 1,0 1,0 1,0 0

d) Kết cấu bị tổn thất 1,0 1,0 1,0 1,0 0 4. Các bài toán xác định phản ứng và kiểm tra kết cấu CTB neo đứng 4.1. Sơ đồ tính và các giả thiết Sơ đồ tính của kết cấu Dàn TLP điển hình được gắn với hệ trục toạ độ Gxyz, gốc toạ độ G là trọng tâm của Dàn (gồm Thượng tầng và Thân Dàn), như trên Hình 4.25.

Hình 4.25: Sơ đồ kết cấu TLP điển hình

a = hướng sóng; G = trọng tâm của Dàn (gốc toạ độ); b = gốc toạ độ ở mức mặt nước tĩnh; c = các phần tử chân căng; d = đáy biển

Bài toán động lực học (ĐLH) của Dàn sẽ xét dưới đây chủ yếu để tính toán

phản ứng động tổng thể của Dàn (Global Response Analysis) phục vụ cho giai đoạn thiết kế sơ bộ. Bài toán được sử dụng các giả thiết sau:

1) Coi thân dàn là kết cấu tuyệt đối cứng, có trọng tâm G. Do vậy, ta có bài toán động của kết cấu 6 bậc tự do: 3 thành phần chuyển vị thẳng và 3 thành phần chuyển vị góc; 2) Bỏ qua khối lượng của chân căng; không xét tải trọng tác dụng lên chân căng; chân căng có dạng luôn luôn thẳng; 3) Tải trọng động là tải trọng do sóng tác dụng lên Dàn nổi được quy về 6 thành phần tại trọng tâm của Dàn; không xét tải trọng sóng các tần số thấp và cao (ứng với số hạng bậc 2)

4.2. Phương trình cơ bản của bài toán động lực học kết cấu TLP Phương trình dao động của hệ 6 bậc tự do được viết dưới dạng ma trận, gắn với

hệ trục toạ độ Gxyz (H.1), trong đó có 3 thành phần chuyển vị trong mặt phẳng nằm ngang xy (2 chuyển vị dọc & ngang: theo x & y - Surge & Sway; 1 xoay quanh trục đứng z - Yaw), và 3 thành phần chuyển vị trong các mặt thẳng đứng (chuyển vị đứng - Heave; xoay quanh các trục x & y - Roll & Pitch). Các chuyển vị được ký hiệu chung là u, được biểu diễn đưới dạng phương trình tổng quát như sau: ( ) ( ) )(tFuKKuBuMM sasa =++++ &&& (1) Trong đó: + uuu &&&,, là các thành phần véc tơ cột của chuyển vị, vận tốc và gia tốc theo các phương; + Ms và Ma là ma trận khối lượng của kết cấu và ma trân khối lượng nước kèm của Dàn TLP, kích thước 6x6; + B là ma trận cản nhớt (6x6); + Ks và Ka là ma trận độ cứng của chân căng và ma trận độ cứng thuỷ tĩnh của Dàn (6x6); + F(t) là véc tơ tải trọng môi trường tác đụng lên Dàn (6x1).

Dàn bao gồm các bộ phận thượng tầng và các cấu kiện của thân nổi, có trọng

tâm G. Ma trận khối lượng kết cấu Dàn là ma trận chéo, trong đó 3 số hạng đường chéo đầu tiên là khối lượng của Dàn quy về trọng tâm G, và 3 thành phần còn lại và các mô men quán tính của khối lượng của Dàn ứng với các trục x, y và z. Các phần tử của ma trận khối lượng nước kèm, ma trận cản nhớt, ma trận độ cứng thuỷ tĩnh được tính toán bằng tổng của khối lướng tương ứng được xác định từ các phần tử riêng lẻ của Dàn, tương tự như đối với ma trận khối lượng Dàn.

Ma trận khối lượng nước kèm đối với các phần tử kết cấu Dàn nổi được tính toán dựa trên giả thiết chỉ có thành phần gia tốc thẳng góc với trục của phần tử là đáng kể.

4.3. PHƯƠNG PHÁP ĐƠN GIẢN TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC TIỀN ĐỊNH CỦA KẾT CẤU TLP

4.3.1. Phương trình động lực học của bài toán tiền định

Giả thiết của phương pháp đơn giản:

+ Bên cạnh các giả thiết của bài toán động lực học (ĐLH) tổng quát đã nêu ở mục 1 (Kết cấu Dàn là tuyệt đối cứng; dây neo luôn thẳng và không trọng lượng; bỏ qua tải trọng sóng tác dụng lên dây neo);

+ ở đây còn sử dụng giả thiết coi kết cấu TLP làm việc như bài toán phẳng, chịu tác dụng của tải trọng động là các tải trọng sóng đã được quy về trọng tâm G.

Sơ đồ tính của bài toán phẳng ĐLH của kết cấu TLP như trên Hình 4.26.

Hình 4.26: Sơ đồ bài toán phẳng kết cấu TLP chịu tải trọng sóng Phương trình động lực học của bài toán phẳng của kết cấu TLP theo 3 phương cơ bản được viết như sau:

( ) ( )( ) ( )( ) ( ) )t(M)kk(CCMM

)t(Fz)kk(zCCzMM

)t(Fx)kk(xCCxMM

yooo

zzozzozzoz

xkoxxoxxox

=ϕ++ϕ++ϕ+

=+++++

=+++++

ϕϕϕϕϕϕ &&&&

&&&&

&&&

Trong đó: + :k,kkk,kk z,x,oox,ox ϕϕ Độ cứng của dây neo và độ cứng của kết cấu nổi do áp lực

thủy tĩnh theo các phương cơ bản; + :M,MMM,MM z,x,ooz,ox ϕϕ Là khối lượng dao động của kết cấu, khối lượng nước

kèm theo các phương cơ bản; + :C,CCC,CC z,x,ooz,ox ϕϕ Là hệ số cản của kết cấu, hệ số cản thủy động theo các

phương cơ bản. Do kết cấu tuyệt đối cứng nên Cox=Coz=Coj=0; + :x,x,x &&& Chuyển vị, vận tốc, gia tốc của trọng tâm kết cấu nổi theo phương ngang; + :z,z,z &&& Chuyển vị, vận tốc, gia tốc của trọng tâm kết cấu nổi theo phương đứng; + :,, ϕϕϕ &&& Góc xoay, vận tốc góc, gia tốc góc của trọng tâm kết cấu nổi; + Fx(t), Fz(t), My(t): Lực sóng tiền định tác dụng lên hệ,quy về trọng tâm kết cấu nổi. Nội dung giải bài toán động lực học tiền định:

- Xác định các hệ số của phương trình - Giải bài toán dao động riêng, xác định chu kỳ dao động riêng - Xác định các tải trọng động theo mô hình tiền định - Giải phương trình động lực học, xác định các chuyển vị động theo các phương

cơ bản 4.3.2. Tính toán chuyển vị động theo các phương cơ bản do sóng tiền định

Chuyển vị động được xác định bằng cách giải các phương trình đạo hàm riêng, nghiệm được biểu diễn như sau:

)tsin(.)t( o χχ α+δ+ωχ=χ

Trong đó:

+χ0: Biên độ chuyển vị động theo các phương cơ bản χ (phương x, phương z,góc xoay j); χ0 = χt.kđχ ;

+χt: Chuyển vị tĩnh theo phương cơ bản đang xét, χt= Foχ /kχ

+Foχ: Biên độ lực tác dụng phương χ;

+kđχ: Hệ số động

2

1

22

121

1

ωω

ε+

ωω

−

=

χχ

χ

.

k

x

d

+w1χ: Tần số dạng dao động riêng thứ nhất theo phương cơ bản χ;

+w : Tần số sóng; e: Hệ số cản phương χ;

222

ω−ω

ωε=α χ

χx

.tg

* Trong tính toán động tiền định, khi tính toán biên độ chuyển vị động ta bỏ qua ảnh hưởng của hệ số cản eχ => aχ =0; Thay vào biểu thức xác định hệ số động ta được:

kđχ = 22

11

1

ωω

−χ

* Trong tính toán động ngẫu nhiên, ta sẽ xem xét ảnh hưởng của cản thuỷ động bởi vậy cách xác định hệ số cản eχ sẽ được đề cập đến trong nội dung tính toán động ngẫu nhiên. 4.4. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CHÂN CĂNG 4.4.1. Lực căng trong hệ thống neo đứng Chân căng là bộ phận liên kết giữa kết cấu Dàn với đề móng ở đáy biển, nên khi tính toán chân căng, phải kể đến sự tương tác giữa chân căng với dàn và móng. a/ Các dạng chuyển vị của Dàn và chân căng Tuỳ thuộc vào các loại chuyển vị của Dàn nổi, kéo theo chân căng có thể có 4 trạng thái vị trí điển hình như trên Hình 4.27.

• Chân căng chuyển vị đứng (Heave); • Chân căng chuyển vị song song theo phương ngang (Offset: Surge/Sway); • Chân căng chuyển vị ngang, không song song, mặt Dàn vẫn nằm ngang (Offset

hoặcYaw); • Chân căng chuyển vị ngang, không song song, mặt Dàn nghiêng (Offset và Yaw).

Hình 4.27: Các dạng vị trí điển hình của chân căng TLP

a) Chuyển vị đứng; b) Chuyển vị ngang; c) Chuyển vị xoay d) Chuyển vị tổng hợp b/ Lực căng cực đại

Lực trong chân căng bao gồm lực căng trước (pretension) và tác động của các yếu tố môi trường. Lực căng trước có tác dụng khống chế chuyển vị ngang cực đại của TLP. Khí xác định lực căng cực đại, cần xét đến các thành phần của lực căng như sau: b1/Lực căng tựa tĩnh: 1) To - Lực căng trước thiết kế ở mực nước trung bình

2) Tt - Tải trọng do mực nước biển đổi (triều/nước dâng)

3) T1 - Tải trọng do thay đổi về trọng lượng - vật liệu dằn 4) Tm - Lực căng do mômen nghiêng gây ra bởi gió và dòng chảy

5) Ts - Lực căng do dàn bị hạ thấp bởi chuyển vị ngang tựa tĩnh (do gió, sóng giạt và dòng chảy) b2/ Lực căng động do sóng: 1) Tw - Lực căng thay đổi do tải trọng sóng

2) Tf - lực căng do chuyển vị của đế móng (Foundation mispositioning) và chuyển vị ngang động gây ra (dàn bị nhận xuống tức thời)

3) Tr - lực căng do các dao động theo 3 phương của mặt phẳng đứng (heave, pitch, roll)

b3/ Các hiệu ứng riêng lẻ:

1) Ti - lực căng của từng chân căng ảnh hưởng tới lực căng trong chân khác

2) Tv - Lực căng do tạo xoáy của từng chân căng. Lực căng cực đại trong hệ thống chân căng được xác định bằng nguyên lý cộng tác dụng của 10 thành phần đã nêu trên:

T = To + Tt + T1 + Tm + Ts + Tw + Tf + Tr + Ti + Tv c/ Lực căng cực tiểu Lực căng tối thiểu xác định lực căng trước trừ đi các loại tác động của moi trường, theo biểu thức sau:

T = To - [ Tt + T1 + Tm + Ts + Tw + Tf + Tr + Ti + Tv]

4.4.2. Quy trình thiết kế chân căng

Các bước thiết kế chân căng phải bao gồm việc tính toán chân căng sao cho thoả mãn các yêu cầu về bền và mỏi trong quá trình khai thác, lắp đặt và khảo sát. Trình tự các công việc chính trong quá trình thiết kế chân căng như sau:

1) Xác định cấu hình chung của Dàn TLP 2) Thiết kế sơ bộ chân căng: Đánh giá lực căng trước và các yêu càu khác đối với

kích thước Dàn 3) Xác định chuyển vị ngang của chân căng 4) Xác định lực căng cho phép tối thiểu 5) Phân tích sơ bộ ứng suất chân căng: kiểm tra bền, kiểm tra mỏi và tuổi thọ mỏi 6) Kiểm tra giới hạn của điều kiện vận hành 7) Xác định tuổi thọ mỏi: dưới tác dụng của tổ hợp lực dọc và mômen uốn 8) Kiểm tra thiết kế cuối cùng: ứng suất cực đại, lực căng cực tiểu, tuổi thọ mỏi, 9) Kiểm tra qua thử nghiệm mô hình.

Trên Hình 4.28 trình bày các bước thiết kế chân căng.

C¸c tÝnh chÊt cña ch©n c¨ng: diÖn tÝch mÆt c¾t,D/t,giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu,lùc c¨ng truíc, hÖ sè øng suÊt tËp trung, v.v.

X¸c ®Þnh ph¶n øngcña kÕt cÊu næi TLP ( * )

ChuyÓn vÞ t¹i c¸c ®Çu ch©n c¨ng

øng suÊt kÐo cña ch©n c¨ng

Lùc kÐo max, min cña ch©n c¨ng

X¸c ®Þnh chuyÓn vÞ uèn

cña ch©n c¨ng ( )

X¸c ®Þnh øng suÊt do uèn cña ch©n c¨ng

Tæ hîp c¸c øng suÊt

Lùc c¨ng cho phÐp min

X¸c ®Þnh lùc kÐo cho phÐp min

T¨ng lùc c¨ng truíc

T¨ng giíi h¹nch¶y cña vËt liÖu

Lùc c¨ng cho phÐp max

D÷ liÖu da/dn, kÝch thø¬c vÕt nøt (nÕu ph¸t hiÖn)

C¸c øng suÊt trong qu¸tr×nh khai th¸c c«ng tr×nh

TÝnh to¸n mái

§uêng cong mái S-N

Tuæi thä mái theo yªu cÇu

KiÓm tra æn ®Þnh thñy tÜnh, gãc nghiªng max..

T¨ng diÖn tÝch

Thö nghiÖm m« h×nh

T¨ng diÖn tÝch vµ/hoÆc gi¶m ®õ¬ng kÝnh ch©n c¨ng

Ph©n tÝch theo c¬ häc ph¸ hñy

Chu kúkiÓm tra

( ) Cã thÓ tæ hîp tÝnh ®ång thêi kÕt cÊu næi vµ ch©n c¨ng

KÝch th­íc vµ vËt liÖu ch©n c¨ng

Hình 4.28: Lưu đồ thiết kế chân căng TLP [13]

4.5. NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC THI CÔNG CÔNG TRÌNH TLP ĐIỂN HÌNH Việc dựng lắp TLP gồm 5 công đoạn chính:

1) Dựng lắp móng; 2) Lắp đặt hệ thống neo tạm thời; 3) Dựng lắp hệ thống chân căng;

4) Liên kết chân neo với móng và dàn, trong đó đảm bảo lực căng trước theo thiết kế 5) Dựng lắp hệ thống đứng.

Quá trình lắp ráp trên còn phụ thuộc một số yếu tố sau: a. Kích thước hình học tổng thể của Dàn và các bộ phận chi tiết; b. Các thông số của đất, môi trường và địa lý c. Khả năng của các thiết bị có sẵn d. Kế hoạch khai thác dài hạn của mỏ và các yếu tố kinh tế khác. Trên Hình 4.29 trình bầy các công đoạn thi công điển hình một công trình TLP.

Dïng thiÕt bÞ ®éc lËp

Dïng chung thiÕt bÞ víi trî gióp cña kÕt cÊu

L¾p hÖ thèng neo

X©y mãng TLP

Dïng thiÕt bÞ riªng ®Ó x©y l¾p mãng

Dïng chung thiÕt bÞ x©y l¾p mãng & kÕt cÊu næi X©y l¾p

®ång thêi víi kÕt cÊu næi

X©y l¾p trø¬c khi vËn chuyÓn kÕt cÊu næi

X©y l¾p tõng giai ®o¹n

X©y l¾p ®ång thêi

Mãng mét khèi

Mãng nhiÒu khèi

Mãng lai träng lùc-cäc

Mãng cäc chÞu nhæ

Mãng träng lùc

A

b

§iÒu chØnh vµ t¹o lùc

c¨ng tr­íc

§¹t chØ tiªu c¨ng tr­íc

C¸c ch©n c¨ng ®­îc l¾p r¸p

theo thø tù

C¸c ch©n c¨ng

®ång thêi®­îc l¾p r¸p

C¨ng tr­íc b»ng vËt liÖu d»n

®ång thêi ®èi víi mäi ch©n c¨ng

b»ng lùc kÐo- vËt liÖu d»n

C¨ng tr­íc

C¨ng tr­íc

A

B

C¨ng ®ång thêi trong mét ch©n c¨ng

C¨ng tuÇn tù trong mét ch©n c¨ng

C¨ng truíc b»ng lùc kÐo

§iÒu chØnh tuÇn tù trongmét ch©n c¨ng

§iÒu chØnh ®ång thêi trongmét ch©n c¨ng

§iÒu chØnh tuÇn tù ®èi víi c¸c ch©n c¨ng

§iÒu chØnh ®ång thêi ®èi víi c¸c ch©n c¨ng

L¾p ®Æt ®ång thêi trong mét ch©n c¨ng

L¾p ®Æt tuÇn tù trong mét ch©n c¨ng

Hình 4.29 Các công đoạn thi công điển hình một công trình TLP.

5. Nhận xét và kết luận 1) Theo phương ngang (liên kết mềm) của TLP: Chu kỳ dao động riêng của các phương án có giá trị đều lớn: từ 60-145 sec; chuyển vị tĩnh cũng rất lớn: từ 18-108 m;

2) Theo phương đứng và xoay (liên kết cứng) của TLP: Chu kỳ dao động riêng của tất cả các phương án đều nhỏ: từ 1,8 - 5,2 sec, tương tự chu kỳ dao động riêng lớn nhất của CTB cố định kiểu Jacket; Chuyển vị đứng tĩnh cũng có giá trị rất nhỏ: từ 0,95 - 5,96 m;

3) Từ các nhận xét trên cho thấy rõ đặc điểm nổi bật của kết cấu TLP là loại “kết cấu lai giữa CTB mềm và CTB cố định”. Do đó, trong tính toán phải hết sức lưu ý đến giải tần của các loại tải trọng môi trường (gồm 4 loại tần số,như đã nêu ở trên), trong đó cần đặc biệt lưu ý đến các loại tải trọng sóng tần số thấp và tần số cao (sóng giạt,...) khác so với sóng thường tính với tần số thu được từ bậc 1 của lý thuyết thế của chuyển động sóng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Mr. Gerald E. BURNS (Offshore Technology and Planningg Staff Standard Oil Company of California). Simplified analysis of a tension leg platform. DOT - 1981. 2. Demosthenes C. Angelides, Stephen A. Will, Robert F. Figgers (McDermott Incorporated, New Orleans, LA., USA). Design and analysis framwork of tension leg platforms. 3. E.M. Q. Roren and B. Steinsvik (Aker Engineering A/S, Pslo, Norway). Deep water Resonance problems in the mooring system of the tethered platform. Proceedings of the International Conference on the Offshore Structures Engineering, COPPE, Brazil, 9/1977. 4. Minoo H. Patel, Joel A. Witz (University College London) . Compliant Offshore Structures, U.K. 1991. 5. T.E. McDonell, Conoco (U.K.) Ltd.,and J.W. Hasz, Conoko Inc. Hutton TLP Integrated Deck. OTC 4912, Texas, 1985. 6. Zeki Demirbilek (Naval Architect & Ocean Engineer, Houston, TX). An Overview of the Concept, Analysis, and Design. ASCE, USA, 1989. 7. J.C. Heiderman (Exxon P.R. Co., Houston). Environmental Design Criteria for TLPs. ASCE, USA, 1989. 8. O.M. Faltinsen (NIT, Norway), Zeki Demirbilek (USA). Hydrodynamics Analysis of TLPs. ASCE, USA, 1989. 9. John E. Halkyard (Arctec Offshore Corporation, USA). Structural Analysis Methods for TLP’s. ASCE, USA, 1989. 10. Jean M.E. Audibert (Woodward-Clyde Consultants, USA), Scott R. Bamford (The Earth TEchnology Corp.). TLP Foundation Design and Analysis.ASCE, USA, 1989. 11. Ivar J. Fylling (NMTI, Norway), Carl M.Larsen (NIT, Norway) TLP Tendon Analysis. ASCE, USA, 1989. 12. Paul H. Wirsching, Y.N. Chen (Members, ASCE). Fatigue Consideration in TLP Design.ASCE, USA, 1989. 13. API: Recommended Practice for Planning, Designing, and Constructing Tension Leg Platforms. API RP 2T, August 1997. 14. DNV: Fixed Offshore Installations - Special Design: Tension Leg Platforms, 1989. 15. OFFSHORE: 2004 Deep water solutions & Records for Concept Selection. June 2004. 16. OFFSHORE: 2005 Worldwide Survey of TLPs, TLWPs. October 2005. 17. Chu Chất Chính, Trần Đức Minh, Bùi Công Lương, Nguyễn Khắc Sinh: Sự phát triển công trình biển dạng neo đứng (TLP) trên thế giới. TC. Dầu khí, No5, 2003.

18. Phạm Khắc Hùng. Các phát triển mới của công trình biển mềm để khai thác dầu khí trong điều kiện nước sâu. PL Tạp chí Dầu khí, No1 - 1998. 19. Phạm Khắc Hùng. Tính toán động kết cấu công trình biển cố định chịu tác dụng của sóng và dòng chảy. Sách chuyên khảo, Viện XDCTB. Hà Nội, 1992. 20. Bernard Andrier (GEP, France). New Technologies in Offshore Petroleum Engineering Worldwide. Short Training Course Notes for PV Engineers, with the participation of Prof. Pham Khac Hung (ICOFFSHORE, Hanoi). Vungtau, 3-1997. 21. B.Moulin. Low and High Frequency Second-Order Loads and Responses. Nantes, France, 1993. 22. X.B.Chen and M.Francois (BV, France). Tension Leg Platforms - Hydrodynamic Analysis. Paris, 1997. 23. J.A.Pinkster. Low Frequency Second Order Wave Exciting Forces on Floating Structures. 24. Phạm Khắc Hùng. Phương pháp luận tính toán mỏi kết cấu công trình biển cố định bằng thép. Tủ sách Viện XD Công trình Biển, Hà Nội - 1995. 25. Sổ tay các hàm đặc biệt. Nhà xuất bản Khoa học. Matscơva, 1979