Làm chủ công nghệ thiết bị sinh hơi phục vụ khai thác dầu khí

Trong những năm gần đây, yêu cầu nâng cao khả năng tự chủ công nghệ trong ngành công nghiệp dầu khí ngày càng trở nên cấp thiết.

Trạm sinh hơi cao áp, thiết bị quan trọng trong xử lý sự cố nghẽn dòng chảy do chất sáp (paraffin) bám trong đường ống dẫn dầu, từ lâu vẫn phải phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu với chi phí lớn và thời gian chờ đợi kéo dài. Trước thực tế đó, nhóm tác giả tại Xí nghiệp Cơ điện Liên doanh Việt - Nga Vietsovpetro đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công trạm sinh hơi cao áp di động. Công trình không chỉ mang lại giá trị về kinh tế, kỹ thuật mà còn khẳng định năng lực làm chủ công nghệ của đội ngũ kỹ sư trong nước.

Sản phẩm đã được ứng dụng hiệu quả trong khai thác dầu khí và được trao Giải Ba tại Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2024.

Chủ động công nghệ trong nước

Theo Thạc sỹ Trịnh Hoàng Linh, chủ nhiệm công trình nghiên cứu, trong quá trình khai thác dầu thô, hiện tượng lắng đọng chất sáp trong hệ thống đường ống là một vấn đề nan giải. Khi nhiệt độ giảm, chất sáp trong dầu sẽ kết tinh và bám vào thành ống, gây tắc nghẽn, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sản lượng khai thác. Để xử lý, các đơn vị thường sử dụng phương pháp bơm nước nóng hoặc hơi nước có áp suất cao nhằm làm tan chảy lớp sáp này.

Thạc sỹ Trịnh Hoàng Linh cho biết, trước đây, toàn bộ thiết bị trạm sinh hơi cao áp đều phải nhập khẩu từ nước ngoài, chủ yếu từ một số đối tác truyền thống. Tuy nhiên, do những biến động địa chính trị trong thời gian gần đây, chuỗi cung ứng từ các nhà sản xuất nước ngoài đã bị gián đoạn, ảnh hưởng đến tiến độ và chi phí nhập khẩu thiết bị. Nhiều vật tư thiết yếu không thể nhập về đúng hạn, trong khi các sản phẩm tương tự từ các quốc gia khác hoặc không phù hợp với điều kiện tại các mỏ dầu khí ngoài khơi, hoặc có giá thành quá cao. Điều này dẫn đến việc duy trì hoạt động sản xuất liên tục trở nên khó khăn hơn bao giờ hết.

Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết đó, nhóm nghiên cứu tại Xí nghiệp Cơ điện Vietsovpetro đã mạnh dạn đề xuất phương án nội địa hóa toàn bộ thiết bị, chủ động thiết kế và chế tạo trạm sinh hơi cao áp di động từ nguồn lực trong nước. Công trình tập trung vào ba mục tiêu chính: Tối ưu hóa kết cấu khung, giảm kích thước và trọng lượng để dễ dàng di chuyển; chọn vật liệu và thiết bị đốt hiện đại nhằm giảm tiêu hao nhiên liệu; thay thế toàn bộ hệ thống điều khiển cũ bằng hệ thống điều khiển tiên tiến hơn, phù hợp với điều kiện vận hành tại các giàn khoan dầu khí ngoài khơi.

Quá trình thực hiện công trình đòi hỏi sự phối hợp đồng bộ giữa khâu thiết kế, lựa chọn vật tư, chế tạo và kiểm định chất lượng. Hầu hết linh kiện, phụ kiện trong trạm sinh hơi được nội địa hóa với chất lượng đạt chuẩn quốc tế. Nhóm nghiên cứu cũng chủ động tích hợp hệ thống điều khiển tự động, cho phép giám sát chặt chẽ các chỉ số như lưu lượng, nhiệt độ, áp suất và an toàn vận hành.

Đến nay, Xí nghiệp Cơ điện đã hoàn thành và bàn giao thành công một trạm sinh hơi cao áp mã hiệu VM-PSG-80-1000-295, đạt đầy đủ tiêu chuẩn quốc tế để lắp đặt trên các công trình ngoài biển. Đồng thời, 8 trạm sinh hơi khác đã được chế tạo theo kế hoạch năm 2024 và 2025.

Từ hiệu quả kinh tế đến ứng dụng thực tiễn

Việc chế tạo thành công trạm sinh hơi cao áp di động không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt cho đơn vị vận hành, mà còn mở ra hướng đi mới trong việc chủ động thiết kế, chế tạo thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp trọng điểm, đặc biệt là khai thác dầu khí ngoài khơi, lĩnh vực có yêu cầu khắt khe về kỹ thuật và độ an toàn.

Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, nếu tiếp tục sử dụng thiết bị nhập khẩu từ nước ngoài, chi phí để mua một trạm sinh hơi cao áp (chưa tích hợp đầy đủ hệ thống điều khiển hiện đại) là khoảng 2,82 tỉ đồng. Nếu trang bị thêm đầu đốt và bộ điều khiển tiên tiến, tổng chi phí có thể lên đến gần 3 tỉ đồng. Trong khi đó, chi phí sản xuất trạm tương tự trong nước chỉ khoảng 2,5 tỉ đồng. Như vậy, với 9 trạm được lên kế hoạch sản xuất trong giai đoạn 2024-2025, giải pháp nội địa hóa giúp tiết kiệm hơn 3,8 tỉ đồng so với phương án nhập khẩu.

Không dừng lại ở giá trị kinh tế, việc làm chủ hoàn toàn quy trình thiết kế và chế tạo thiết bị cũng mang lại nhiều lợi ích khác. Trạm sinh hơi nội địa hóa giúp đơn vị chủ động hơn trong khâu kiểm tra, bảo trì và sửa chữa, không còn phụ thuộc vào nguồn cung từ nước ngoài nhiều rủi ro về thời gian và chi phí. Ngoài ra, thiết bị được chế tạo theo tiêu chí thân thiện với môi trường, sử dụng các hệ thống điều khiển và đốt hiện đại giúp giảm tiêu hao nhiên liệu, hạn chế khí thải và đảm bảo an toàn khi vận hành ngoài biển. Sản phẩm không chỉ đáp ứng yêu cầu vận hành của đơn vị, mà còn có tiềm năng mở rộng ứng dụng cho các doanh nghiệp khai thác dầu khí khác trong nước. Ngoài lĩnh vực dầu khí, trạm sinh hơi cao áp di động có thể được điều chỉnh để phục vụ các nhà máy hóa chất, thực phẩm, xử lý chất thải hoặc các cơ sở công nghiệp cần hệ thống vệ sinh bằng hơi nước áp suất cao.

Theo Thạc sỹ Trịnh Hoàng Linh, thành công của công trình cũng phản ánh rõ nét tác động tích cực từ môi trường chính sách ngày càng thuận lợi. Thạc sỹ Trịnh Hoàng Linh cho rằng, việc Bộ Chính trị ban hành Nghị quyết số 57 ngày 22/12/2024 về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia cũng là động lực mạnh mẽ để thời gian tới nhóm nghiên cứu tiếp tục theo đuổi và triển khai các sáng kiến kỹ thuật gắn với thực tiễn sản xuất.