Luận văn thạc sĩ về thiết kế đồ gá phục vụ chế tạo và vận chuyển cọc chân đế giàn PQP HT

• Tác giả: Nguyễn Việt Linh
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Hiếu Giang
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Thiết Kế Đồ Gá Phục Vụ Chế Tạo, Vận Chuyển Và Hạ Thủy Cọc Chân Đế Giàn PQP HT
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lý do hình thành đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa thực tế
• 1.4. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.5. Đối tượng nghiên cứu
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 1.7. Kế hoạch thực hiện
• 1.8. Giới thiệu về dự án Biển Đông 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Khái quát về tính toán vận chuyển trong ngành công trình biển
• 2.2. Các nội dung nghiên cứu về bài toán vận chuyển
• 2.3. Chuyển động và tính ổn định của sà lan
• 2.4. Phương pháp phần tử hữu hạn
• 2.5. Lịch sử phát triển
• 2.6. Các dạng phần tử
• 2.7. Phần tử quy chiếu, phần tử thực
• 2.8. Lực, chuyển vị, biến dạng, ứng suất
• 2.9. Nguyên lý cực tiểu hóa thế năng toàn phần
• 2.10. Trình tự phân tích bài toán theo PPPTHH
• 2.11. Sơ đồ tính toán bằng PPPTHH
• 2.12. Cơ sở thiết kế
• 2.13. Phạm vi Luận văn
• 2.14. Phần mềm sử dụng
• 2.15. Quy trình phân tích
• 2.16. Tiêu chuẩn áp dụng và tài liệu tham khảo
• 2.16.1. Tiêu chuẩn áp dụng
• 2.16.2. Tài liệu công nghệ khác
• 3. CHƯƠNG 3: SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN
• 3.1. Số liệu thiết kế
• 3.2. Số liệu về kết cấu cọc chân đế BD1
• 3.3. Số liệu về sà lan POSH GIANT I
• 3.4. Số liệu môi trường
• 3.5. Đặc trưng vật liệu. Mô hình tính toán
• 3.6. Bố trí các dầm hạ thủy trong quá trình chế tạo trên bãi
• 3.7. Phương án thay đổi vật liệu
• 3.8. Trường hợp tải trọng
• 3.9. Thiết bị sử dụng phân tích
• 4. CHƯƠNG 4: KIỂM TRA KẾT CẤU BẰNG PHẦN MỀM SAP 2014
• 4.1. Trình tự phân tích kết cấu bằng SAP 2014
• 4.2. Xây dựng mô hình kết cấu
• 4.3. Khai báo đặc trưng vật liệu
• 4.4. Khai báo đặc trưng hình học
• 4.5. Gán đặc trưng hình học cho các phần tử
• 4.6. Định nghĩa các tải trọng
• 4.7. Khai báo điều kiện biên
• 4.8. Chọn thông số cho quá trình giải. Thực hiện giải bài toán
• 4.9. Xem và xuất kết quả
• 4.10. Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn AISC-ASD89
• 4.11. Kết luận chương 4
• 5. CHƯƠNG 5: KIỂM TRA MÔ HÌNH BẰNG ANSYS WORKBENCH
• 5.1. Trình tự phân tích bằng Ansys Workbench
• 5.2. Chọn hệ thống phân tích
• 5.3. Thiết lập thông số vật liệu
• 5.4. Thép API 2W GR50
• 5.5. Xây dựng mô hình hình học
• 5.6. Xây dựng mô hình trong môi trường Autocad 2010
• 5.7. Xây dựng mô hình trong môi trường Ansys Workbench
• 5.8. Thiết lập mô hình phần tử hữu hạn – Chia lưới
• 5.9. Thiết lập tiếp xúc giữa các chi tiết
• 5.10. Kiểm soát việc tạo lưới
• 5.11. Thống kê kết quả tạo lưới
• 5.12. Thiết lập các điều kiện biên của bài toán
• 5.13. Giải bài toán
• 5.14. Xem kết quả và xử lý
• 5.15. Kết quả giải mô hình theo thiết kế ban đầu
• 5.16. Kết quả điều chỉnh mô hình thiết kế lần 1
• 5.17. Kết quả điều chỉnh mô hình thiết kế lần 2
• 5.18. Kết luận chương 5
• 6. CHƯƠNG 6: HIỆU QUẢ PHÂN TÍCH SAP VÀ WORKBENCH
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN
• 7.1. Những điểm đã đạt được của luận văn
• 7.2. Những điểm còn hạn chế
• 7.3. Hướng mở rộng đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Ngành Dầu khí đang trở thành một trong những ngành mũi nhọn của nền kinh tế Việt Nam. Việc chế tạo và vận chuyển các cấu kiện siêu trường siêu trọng, đặc biệt là cọc chân đế giàn PQP HT, đóng vai trò quan trọng trong tiến độ và chi phí của các công trình. Đồ gá được thiết kế nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình chế tạo, vận chuyển và hạ thủy. Việc nghiên cứu và thiết kế đồ gá không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng công trình.

1.1. Lý do hình thành đề tài

Sự gia tăng nhu cầu khai thác dầu khí đã dẫn đến việc phát triển các công nghệ chế biến và chế tạo giàn khoan. Đồ gá phục vụ cho việc chế tạo và vận chuyển cọc chân đế giàn PQP HT cần được thiết kế để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Việc nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao, giúp tối ưu hóa quy trình chế tạo và vận chuyển.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này áp dụng công nghệ và phần mềm tính toán hiện đại để tối ưu hóa thiết kế đồ gá. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển. Đồ gá được thiết kế có thể tái sử dụng cho các dự án khác, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành Dầu khí.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của việc thiết kế đồ gá bao gồm các nguyên lý về tính toán vận chuyển trong ngành công trình biển. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được sử dụng để phân tích và kiểm tra độ bền của kết cấu. Các yếu tố như lực, chuyển vị, biến dạng và ứng suất được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của đồ gá trong quá trình chế tạo và vận chuyển.

2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn là một công cụ mạnh mẽ trong việc phân tích kết cấu. Nó cho phép mô phỏng và đánh giá các điều kiện làm việc thực tế của đồ gá. Việc áp dụng FEM giúp phát hiện sớm các điểm yếu trong thiết kế, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến kịp thời.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế

Các yếu tố như tải trọng, điều kiện môi trường và đặc tính vật liệu đều ảnh hưởng đến thiết kế đồ gá. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển. Nghiên cứu này sẽ kiểm tra các thông số thiết kế để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả.

III. Thiết kế và mô hình tính toán

Mô hình 3D của đồ gá được xây dựng dựa trên bản vẽ thiết kế chi tiết. Việc kiểm tra độ bền và an toàn của kết cấu được thực hiện thông qua các phần mềm tính toán như SAP và ANSYS WORKBENCH. Các thông số như độ võng, độ biến dạng và ứng suất được phân tích để đảm bảo rằng đồ gá đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn.

3.1. Xây dựng mô hình 3D

Mô hình 3D được xây dựng để mô phỏng chính xác kết cấu của đồ gá. Việc này giúp dễ dàng hơn trong việc phân tích và kiểm tra các thông số kỹ thuật. Mô hình này sẽ được sử dụng để thực hiện các phân tích cần thiết nhằm đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong quá trình chế tạo và vận chuyển.

3.2. Phân tích kết cấu

Phân tích kết cấu được thực hiện bằng phần mềm SAP và ANSYS WORKBENCH. Các kết quả phân tích sẽ được so sánh với các tiêu chuẩn an toàn để đảm bảo rằng đồ gá có thể chịu được các tải trọng trong quá trình vận chuyển. Việc này không chỉ giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn mà còn cung cấp cơ sở để cải tiến thiết kế.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc thiết kế đồ gá cho chế tạo và vận chuyển cọc chân đế giàn PQP HT là rất cần thiết. Các kết quả phân tích cho thấy rằng đồ gá có thể được cải tiến để tăng cường tính an toàn và giảm chi phí. Khuyến nghị đưa ra là nên tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp tối ưu hóa thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành Dầu khí.

4.1. Những điểm đã đạt được

Luận văn đã hoàn thành mục tiêu nghiên cứu, cung cấp một cái nhìn tổng quan về thiết kế đồ gá và các phương pháp phân tích kết cấu. Các kết quả đạt được cho thấy tính khả thi của việc áp dụng công nghệ hiện đại trong thiết kế đồ gá.

4.2. Hướng mở rộng đề tài

Nghiên cứu có thể được mở rộng để bao gồm các loại cọc chân đế khác và các dự án tương tự. Việc áp dụng các công nghệ mới trong thiết kế và phân tích sẽ giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong ngành Dầu khí.