Cách kỹ sư Việt chế tạo giàn khoan dầu khí

Tháng 3/1981, nguyên Tổng bí thư Đỗ Mười, khi đó là Phó chủ tịch Hội đồng bộ trưởng, đã thị sát việc hạ thủy chân đế giàn khoan đầu tiên của Vietsovpetro. Nhìn thấy 100% thiết bị và kỹ sư lắp giàn khoan là của nước bạn, ông Mười đã hỏi phía Việt Nam rằng giàn khoan có bao nhiêu tấn thép, bao nhiêu bulong, kích cỡ thế nào. 

"Khi ấy chúng tôi không trả lời được đầy đủ vì đó là phần chế tạo của nhà máy thiết kế. Gương mặt suy tư của ông như muốn hỏi: nước ta có thể làm được gì. Những nhà máy cơ khí, các Viện thiết kế của chúng ta có thể làm được gì, dù là những chi tiết rất đơn giản để không phải nhập từ Liên Xô?", ông Ngô Thường San, Chủ tịch Hội Dầu khí Việt Nam, khi ấy là Phó Tổng Giám đốc của Liên doanh dầu khí Vietsovpetro, kể.

Gần 20 năm sau, giấc mơ làm chủ công nghệ giàn khoan mới dần trở thành hiện thực. Ngày 26/11/2001, Chính phủ quyết định thành lập công ty Công ty Khoan và Dịch vụ Khoan Dầu khí  PV Drilling, nhằm chủ động trong việc khoan và các dịch vụ kỹ thuật dầu khí chuyên ngành của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia (PVN).

Nhưng việc đầu tư giàn khoan hàng trăm triệu USD là một gánh nặng với ngân sách. Trước những ý kiến tranh luận gay gắt, Thủ tướng Phan Văn Khải khi ấy đã họp với Tập đoàn dầu khí Việt Nam để quyết. Trong cuộc họp, lãnh đạo PVDrilling đưa ra phép tính: Việt Nam đang thuê 10 giàn khoan của nước ngoài, mỗi ngày tiên thuê là 100.000 USD, 10 giàn là một triệu USD, chưa đầy ba năm đã mất cả tỷ USD. Sau khi lãnh đạo PV Drilling quả quyết có thể tự vận hành giàn khoan, ông Khải chốt: "Chúng ta cần có giàn khoan của Việt Nam".

Năm 2005, PV Drilling ký hợp đồng đóng giàn khoan tự nâng đa năng đầu tiên. Đến tháng 3/2017, giàn khoan PV Drilling 1 được hoàn thành, với 100% vốn Việt Nam, nhưng từ thiết kế và chế tạo đều ở Singapore.

Cũng trong năm đó, Công ty cổ phần chế tạo giàn khoan dầu khí PV Shipyard ra đời với bốn cổ đông chiến lược, nhằm thực hiện chủ trương phát triển lớn mạnh ngành cơ khí chế tạo giàn khoan dầu khí trong nước. Hơn 10 năm trôi qua, kỹ sư Phan Tử Giang, Tổng Giám đốc điều hành đầu tiên của PVShipyard, vẫn nhớ không khí hối hả, sôi nổi nhưng căng thẳng của những ngày đầu. "Thời gian đầu PV Shipyard không được nhiều sự ủng hộ vì đội ngũ kỹ sư quá non trẻ, và việc đóng giàn khoan ở Việt Nam chưa có tiền lệ. Đến năm 2009 tập đoàn mới tìm ra mô hình, PVN làm chủ đầu tư và PV Shipyard làm tổng thầu", ông Giang nhớ lại.

Ban đầu, PVN mời đối tác Singapore hợp tác, nhưng đến phút cuối, họ từ chối vì xung đột lợi ích: Nếu Việt Nam chế tạo thành công thì họ sẽ giảm doanh thu từ việc sản xuất và chế tạo giàn khoan, khi hai nước quá gần về địa lý. 

Sau đó, PV Shipyard nghĩ ra mô hình mua "thiết kế cơ sở" bản quyền của nước ngoài, "thiết kế chi tiết" của Việt Nam. Tháng 5/2009, PV Shipyard ký hợp đồng với công ty Le Tourneau của Mỹ với trị giá 40 triệu USD để đối tác này cung cấp bộ thiết bị, bản quyền và hỗ trợ tư vấn kỹ thuật.

Để dễ hình dung, thiết kế cơ sở cũng như một mã nguồn mở trong công nghệ thông tin, còn thiết kế chi tiết là khi các lập trình viên sử dụng các mã nguồn này để phát triển thành các sản phẩm đầu ra.

"Sở dĩ phải làm theo thiết kế cơ sở của nước ngoài, vì các mẫu thiết kế đó tương thích với các thiết bị kỹ thuật khác, để thuận lợi khi chủ sở hữu giàn khoan cho các đối tác khác thuê", ông Giang giải thích. Nhưng thiết kế chi tiết ở Việt Nam mang lại nhiều lợi ích, trong đó có việc phát triển công nghiệp phụ trợ, tăng tỷ lệ nội địa hóa", nguyên Tổng giám đốc điều hành PVShipyard giải thích.

Để thực hiện các thiết kế chi tiết này, PV Shipyard đã phải mời 9 chuyên gia nước ngoài, trong các lĩnh vực: quản lý thiết kế, thi công, kỹ thuật, quản lý dự án, điện cơ khí... . Đây là những chuyên gia độc lập đã có kinh nghiệm chế tạo giàn khoan đến Việt Nam từ tháng 8/2009 đến tháng 8/2011, chỉ cho các kỹ sư trong nước.

Để giúp PV Shipyard thực hiện phần thiết kế chi tiết, Bộ Khoa học và Công nghệ ngày đó đã ký hợp đồng tài trợ dự án "Nghiên cứu thiết kế chi tiết và ứng dụng công nghệ để chế tạo, lắp ráp và hạ thủy giàn khoan tự nâng phù hợp với điều kiện Việt Nam". Đây là dự án hỗ trợ khoa học công  nghệ lớn nhất lúc bấy giờ của Bộ, với nguồn vốn ngân sách hỗ trợ 112 tỷ đồng từ Quỹ phát triển khoa học công nghệ quốc gia.

Vừa thiết kế vừa thi công, bãi đóng tàu của PV Shipyard trong ba năm đó luôn trong không khí sôi sục. Chỉ riêng phần nghiên cứu, các kỹ sư đã thực hiện hơn 675 bộ bản vẽ thiết kế chi tiết gồm 2.472 bản vẽ; trong đó 549 bộ gồm 1.941 bản vẽ đã được Cơ quan Đăng kiểm hàng hải Hoa Kỳ (ABS) cấp giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn quốc tế và Cục Đăng kiểm Việt Nam (VR) phê duyệt. 

Kỹ sư Phan Tử Giang chia sẻ, công trình có khối lượng và kích thước lớn nên phải chống và sửa biến dạng trong quá trình lắp đặt, điều này đòi hỏi sự chính xác trong khâu thiết kế khối chân đế đến thân giàn, hệ thống nâng hạ giàn khoan. Phức tạp nhất là tích hợp hơn 2.000 chủng loại thiết bị khác nhau, chỉ riêng đường dây điện nếu nối lại dài bằng từ Hà Nội vào Nghệ An. "Chỉ một thiết bị sai lệch, cả hệ thống sẽ vô hiệu, coi như vứt đi", ông Giang  nói. Để công trình đúng tiến độ, công trường của PV Shipyard lúc cao điểm lên đến 1.500 - 2.000 người.

Sau ba năm thi công, cuối năm 2011, giàn khoan Tam Đảo 03 hoàn thành với tổng kinh phí 180 triệu USD, không bị đội vốn so với kế hoạch. Công trình có chiều cao chân giàn 145 m, khối lượng kết cấu và thiết bị hơn 12.000 tấn, có thể hoạt động ở các khu vực nước sâu đến 90 mét nước cùng hệ thống khoan sâu đến 6,1 km dưới đáy biển, có thể làm việc trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, sức gió tương đương cấp 12. 

Việc chế tạo thành công giàn khoan tự nâng ở độ sâu 90 m nước là "bệ phóng" đầu tiên đưa Việt Nam trở thành một trong ba quốc gia tại châu Á và một trong mười quốc gia trên thế giới làm chủ được công nghệ chế tạo giàn khoan tự nâng. Từ đó, đã đặt nền móng khai tạo ra ngành công nghiệp đóng mới giàn khoan tại Việt Nam. Nhưng thành công lớn nhất của giàn khoan Tam Đảo 03 là phá vỡ được "băng nhận thức" về khả năng của người Việt trong làm chủ công nghệ giàn khoan dầu khí. "Giàn khoan được PVN bán lại cho Vietsovpetro và vận hành tốt, hầu như không có trục trặc gì", cựu lãnh đạo PV Shipyard nói. 

Công trình giàn khoan tự nâng ở độ sâu 90m nước được xét tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học công nghệ năm 2016. Thành công này tạo lòng tin để Vietsovpetro làm chủ đầu tư, đặt hàng PV Shipyard chế tạo giàn khoan 120 mét nước Tam Đảo 05, giàn khoan lớn nhất Việt Nam hiện nay, trị giá 230 triệu USD. Dự án thực hiện từ tháng 12/2013, bàn giao cho chủ đầu tư trong năm 2016.

Theo PV Shipyard, Tam Đảo 05 nặng khoảng 18.000 tấn, được thiết kế theo mẫu JU-2000E của Friede and Goldman (Hoa Kỳ). Chiều dài chân 147m, có thể kéo dài đến 167 m, hoạt động ở độ sâu nước biển hơn 120 mét nước, có khả năng khoan tới mỏ dầu khí với độ sâu 9 km và khả năng chuyên chở tối đa 6.488 tấn.

Đây cũng là công trình có kết cấu thép lớn nhất từ trước đến nay tại Việt Nam với khối lượng gần 13.699 tấn, được trang bị nhiều hệ thống tối tân về thông tin liên lạc, thiết bị đánh giá địa chấn, hệ thống ống khoan, xử lý mẫu ban đầu...

Nếu như giàn khoan Tam Đảo 03 phải thuê 9 kỹ sư của nước ngoài, phần lớn là Singapore, thì đến giàn khoan Tam Đảo 05, PV Shipyard chỉ thuê 2 kỹ sư trong những giai đoạn nhất định của dự án. Thời gian làm việc giảm từ 43.000 giờ xuống còn 11.000 giờ. Tỷ lệ nội địa hóa tăng lên 39% (76 triệu USD). Chi phí sản xuất giàn khoan bằng với Trung Quốc, nghĩa là thuộc nhóm chi phí sản xuất thấp nhất.

Ông Nguyễn Nam Anh, Phó Tổng giám đốc PV Shipyard cho rằng, từ Tam Đảo 03 đến Tam Đảo 05 có thể khẳng định Việt Nam đã làm được những gì khó nhất trong nghề chế tạo giàn khoan.

Giàn khoan 05 giúp Vietsovpetro khoan, khai thác ở các vùng nước sâu, độ nghiêng lớn, khó hơn. Công trình có tính năng kỹ thuật vượt trội so với 4 giàn khoan tự nâng mà liên doanh này đang sở hữu. "Tự chế tạo giàn khoan giúp tiết kiệm hàng trăm triệu USD, tự chủ an ninh năng lượng và còn tạo điều kiện cho các ngành công nghiệp phụ trợ về chế tạo giàn khoan phát triển", kỹ sư Phan Tử Giang nói.

Trong báo cáo hồi cuối tháng 10, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam (PVN) nhắc lại, cách đây hơn 30 năm, Liên doanh Việt – Nga (Vietsovpetro) phải di chuyển chân đế giàn khoan từ Baku (Azerbaijan) sang lắp đặt ngoài khơi Bà Rịa - Vũng Tàu để phục vụ việc thăm dò, khai thác dầu khí tại mỏ Bạch Hổ. Hiện ngành dầu khí đã tự chế tạo lắp đặt, vận hành các giàn khoan thăm dò, khai thác dầu khí trên thềm lục địa. 

Việc chế tạo thành công giàn khoan tự nâng có độ sâu trên 90 m nước Tam Đảo 03 và Tam Đảo 05 đã khẳng định trình độ công nghệ, ghi tên Việt Nam vào một trong số ít nước chế tạo thành công giàn khoan hiện đại, đạt tiêu chuẩn quốc tế.

Pham Linh