7,5 km cáp ngầm giúp vận hành giàn dầu khí không người tại mỏ Đại Hùng

<p style="text-align: justify;">Tuyến cáp ngầm dài 7,5 km kết nối giàn khai thác trung tâm với giàn đầu giếng tại mỏ Đại Hùng đã giúp giải quyết đồng thời bài toán cung cấp điện và truyền dữ liệu ngoài khơi. Giải pháp tạo nền tảng để theo dõi, điều khiển thiết bị từ xa, vận hành giàn dầu khí không cần bố trí nhân sự thường trực, góp phần giảm chi phí và nâng cao an toàn khai thác.</p>

Giải pháp thuộc cụm công trình “Nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ có tính sáng tạo đột phá để khôi phục, mở rộng và nâng cao hiệu quả thăm dò khai thác mỏ Đại Hùng” do Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) và PVEP-NCS thực hiện.

Tại các mỏ dầu khí ngoài khơi, việc vận hành những giàn đầu giếng nằm cách xa giàn khai thác trung tâm đặt ra nhiều khó khăn. Bên cạnh yêu cầu duy trì hoạt động của máy móc, thiết bị, doanh nghiệp còn phải bảo đảm nguồn điện, đường truyền thông tin và điều kiện an toàn cho người lao động.

Để giảm sự phụ thuộc vào nhân lực làm việc trực tiếp trên giàn, nhóm nghiên cứu đã phát triển giải pháp kết nối các công trình khai thác, cho phép theo dõi và điều hành thiết bị từ một vị trí trung tâm.

Giải bài toán cấp điện và truyền dữ liệu giữa hai giàn khai thác

Trước đây, giàn đầu giếng tại mỏ Đại Hùng sử dụng máy phát điện diesel để cung cấp năng lượng cho các thiết bị. Phương thức này đòi hỏi phải thường xuyên cung ứng nhiên liệu, kiểm tra và bảo dưỡng máy móc, làm phát sinh chi phí vận hành.

Trong khi đó, thông tin giữa giàn trung tâm và các công trình vệ tinh chủ yếu được truyền qua sóng vô tuyến hoặc vệ tinh. Do dung lượng đường truyền hạn chế và dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết, việc truyền dữ liệu chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu giám sát, điều khiển thiết bị liên tục từ xa.

Để khắc phục, nhóm nghiên cứu của PVEP-NCS đã triển khai tuyến cáp ngầm hỗn hợp dài 7,5 km, kết nối giàn khai thác trung tâm FPU-DH01 với giàn đầu giếng WHP-DH02.

Khác với cáp điện hoặc cáp thông tin thông thường, tuyến cáp này tích hợp cả đường dẫn điện và cáp quang trong cùng một hệ thống. Nhờ đó, giàn đầu giếng có thể nhận điện trực tiếp từ giàn trung tâm, đồng thời truyền dữ liệu vận hành qua đường cáp quang.

Việc thay thế máy phát điện diesel tại chỗ giúp giảm nhu cầu vận chuyển nhiên liệu và bảo trì hệ thống phát điện trên giàn đầu giếng.

Đối với hoạt động truyền thông tin, cáp quang giúp cải thiện đáng kể tốc độ và độ ổn định của kết nối. Băng thông truyền dữ liệu được nâng từ mức Mbps lên Gbps, cho phép truyền tải khối lượng dữ liệu lớn hơn nhiều so với phương thức trước đây. Đường truyền mới còn có thể hỗ trợ hình ảnh, âm thanh và dữ liệu giám sát theo thời gian thực.

Nhờ đó, bộ phận kỹ thuật tại giàn trung tâm có thể theo dõi hoạt động của giàn đầu giếng đầy đủ và kịp thời hơn, hạn chế tình trạng gián đoạn thông tin do ảnh hưởng của thời tiết.

Tuyến cáp được thiết kế phù hợp với điều kiện khai thác ngoài khơi, có khả năng hoạt động trong môi trường nước biển sâu khoảng 110–130 m, chịu áp lực lớn và được bảo vệ trước các tác động từ môi trường đáy biển.

Tạo nền tảng vận hành giàn đầu giếng không người

Giá trị quan trọng của tuyến cáp ngầm 7,5 km là tạo điều kiện để giàn đầu giếng WHP-DH02 được giám sát và điều khiển từ giàn trung tâm FPU-DH01, thay vì phải bố trí nhân sự thường trực để thực hiện mọi công việc tại chỗ.

Khi nguồn điện và đường truyền dữ liệu được bảo đảm, các thông số hoạt động của máy móc, thiết bị có thể được chuyển về hệ thống điều khiển trung tâm. Tại đây, bộ phận vận hành theo dõi tình trạng thiết bị, phát hiện những dấu hiệu bất thường và thực hiện các chức năng điều khiển từ xa.

Điều này có ý nghĩa đặc biệt trong điều kiện khai thác ngoài khơi, nơi việc di chuyển giữa các giàn phụ thuộc nhiều vào thời tiết và phương tiện vận chuyển.

Cùng với tuyến cáp ngầm, nhóm nghiên cứu đã nâng cấp hệ thống điều khiển, ứng dụng công nghệ số để tập trung việc theo dõi và quản lý thiết bị.

Trước đây, hệ thống điều khiển sử dụng nhiều máy trạm vật lý, đòi hỏi công tác bảo trì và xử lý sự cố trực tiếp. Với giải pháp mới, một phần chức năng được chuyển sang hệ thống máy chủ tập trung, cho phép thực hiện một số thao tác quản lý, nâng cấp và xử lý lỗi phần mềm từ xa.

Việc ứng dụng công nghệ này giúp giảm khoảng 70% phần cứng của hệ thống điều khiển, đồng thời tiết kiệm khoảng 40% chi phí bảo trì thiết bị.

Khả năng giám sát liên tục cũng giúp thay đổi cách xử lý các vấn đề trong quá trình khai thác. Thay vì chỉ phát hiện bất thường khi nhân sự đến kiểm tra, hệ thống có thể cung cấp dữ liệu thường xuyên để bộ phận kỹ thuật chủ động đánh giá tình trạng vận hành.

Đặc biệt, đường truyền ổn định có vai trò quan trọng đối với các thao tác điều khiển và bảo đảm an toàn thiết bị. Với kết nối vô tuyến trước đây, độ trễ tín hiệu có thể lên tới 2–5 giây. Việc sử dụng cáp quang giúp giảm đáng kể thời gian truyền tín hiệu, nâng cao khả năng phản hồi của hệ thống điều khiển.

Trên cơ sở đó, giàn WHP-DH02 có thể được tổ chức vận hành theo mô hình không bố trí nhân sự thường trực, trong khi các hoạt động giám sát và điều khiển được thực hiện từ giàn trung tâm.

Giải pháp giúp giảm nhu cầu đưa nhân sự ra giàn đầu giếng phục vụ các công việc vận hành thường xuyên, hạn chế rủi ro trong quá trình di chuyển, làm việc trên biển và giảm chi phí duy trì hoạt động của công trình.

Kết quả tại mỏ Đại Hùng cho thấy hiệu quả của việc ứng dụng khoa học và công nghệ để giải quyết những khó khăn cụ thể trong khai thác dầu khí. Từ việc kết nối hai giàn bằng một tuyến cáp ngầm, nhóm nghiên cứu đã tạo nền tảng kỹ thuật cho phương thức quản lý tập trung, điều khiển từ xa và giảm sự phụ thuộc vào nhân lực tại hiện trường.

Giải pháp cũng mở ra khả năng áp dụng mô hình vận hành tương tự tại các công trình dầu khí ngoài khơi có điều kiện phù hợp, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác và năng lực làm chủ công nghệ của doanh nghiệp Việt Nam.

Cụm công trình về khôi phục, mở rộng và nâng cao hiệu quả thăm dò khai thác mỏ Đại Hùng đã được Hội đồng cấp Nhà nước đề nghị xét tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ đợt 7.