Tổng quan về các thiết bị trong ngành dầu khí - AN INTRODUCTION TO RIG TYPE AND BASIC DRILL STRING COMPONENTS

Những hiểu biết cơ bản về thiets bị trong công tác khoan tham dò, khai thác dầu khí

PVD Training Floorman Training Cousre - 1 - AN INTRODUCTION TO RIG TYPE AND BASIC DRILL STRING COMPONENTS OUTLINE PRESENTATION RIG TYPES KELLY & TOP DRIVES DRILL STRING COMPONENTS DRILL BITS SPECIAL DRILL STRING TOOLS PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 2 - I. RIG TYPE Gồm 2 loại chính: • Giàn khoan trong đất liền và (Onshore) • Giàn khoan ngoài biển (Offshore) Phân theo mực nước: 6 loại chính • Land Drilling Rigs - Giàn khoan đất liền • Jack up Rigs - Giàn Khoan tự nâng • Platform Rigs - Giàn khoan cố định • Submersibles Rigs - Xà lan khoan • Semisubmersible Rigs - Giàn khoan nửa nổi nửa chìm • Drill Ships - Tàu khoan 1. LAND RIGS • Most common type of rigs and used to drill wells at onshore locations. • Là dạng loại giàn khoan thông dụng nhất được sử dụng để thi công các giếng khoan trên đất liền. CÁC DẠNG GIÀN KHOAN ĐẤT LIỀN • Land Rig có nhiều loại khác nhau. Một số loại chính có thể kể đến: PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 3 - − Truck Mounted: Đây là dạng xe khoan, cơ động và thường được sử dụng để khoan các giếng khoan nông đến chiều sâu trung bình trong khoảng 500 m đến 4000 m. − Skid Mounted: là loại giàn khoan để khoan những giếng khoan có chiều sâu từ trung bình đến chiều sâu lớn. Toàn bộ các bộ phận của giàn khoan được chế tạo thành những phần rời nhau, sau đó được lắp ráp thành một giàn khoan hoàn chỉnh. − Rig in Motion: Đây là loại giàn khoan để thi công các giếng khoan có chiều sâu trung bình đến chiều sâu lớn. Toàn bộ hệ thống giàn khoan được đặt trên các bệ có bánh xe cỡ lớn để có thể kéo đi khi cần di chuyển. • Rig Move đối với giàn khoan đất liền − Với mỗi loại giàn khoan khác nhau có cách vận chuyển khác nhau. Trong đó cách vận chuyển giàn khoan Skid Mounted là phức tạp nhất do phải tháo dời các thiết bị giàn khoan để di chuyển. 2. JACKUP RIGS − Giàn khoan tự nâng là loại giàn khoan có 03 chân được cắm trực tiếp xuống dưới đáy biển tạo thành một giàn cố định trên biển. Khi di chuyển 3 chân giàn được rút lên và di chuyển đến vị trí mới qua hệ thống nâng hạ bằng cơ khí với các bánh răng truyền động. Truck Mounted Rig in motion Skid Mounted Rig PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 4 - − 3 chân được đặt trên đáy biển. − Có thể khoan ở nơi có chiều sâu mực nước từ 20 m tới 150 mét Di chuyển: − Giảm tải bằng cách bơm nước ra khỏi các ngăn chứa và hạ thân giàn xuống bằng cách rút 3 chân lên qua hệ thống bánh răng truyền động. − Dùng tàu kéo (Tug Boat) để kéo giàn đến vị trí mới. − Đến vị trí mới 03 chân của giàn sẽ hạ xuống và cắm xuống đáy biển bằng chính trọng lượng của giàn khoan và lượng nước được rót vào trong các ngăn chứa. − Cân bằng giàn qua các hệ thống tank cho giàn ổn định và tiến hành khoan 3. PLATFORM RIGS − Là giàn khoan được lắp đặt cố định trên biển bằng các kết cấu thép cắm sâu xuống đáy biển. − Có rất nhiều dạng giàn cố định: • Big Platform PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 5 - 4. SUBMERSIBLE RIGS − Là giàn được lắp đặt trên sà lan nổi hoặc các pontong với các tank để cân bằng. Khi khoan phần Pontong của giàn ngồi trên đáy biển để đảm bảo sự ổn định. − Chiều sâu mức nước lớn nhất mà sà lan khoan có thể khoan được là 50 mét − Ngoài ra, nó thường được sử dụng cho khoan vùng sông hồ, đầm lầy (Inland Swamp Barge) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 6 - Các dạng sà lan khoan (giàn bán ngập) Di chuyển giàn khoan bán ngập: − Bơm nước ra khỏi pontong để giàn nổi lên, dùng tàu kéo đi 5. SEMI SUBMERSIBLE RIGS − Là giàn khoan nửa nổi nửa chìm. Khi khoan nước được bơm vào các tank để làm chìm một phần của giàn khoan, thường là 25 ft so với bề mặt biển để đảm bảo sự ổn định cho giàn khoan. − Cấu tạo: Bao gồm các pontong (pontoons) và các cột trụ rỗng (Colums) tạo thành cái phao lớn nổi trên mặt nước. − Để cố định giàn, người ta phải thả các neo giữ (Anchors) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 7 - − Với những thế hệ giàn Semi Sub hiện đại ngày nay, ngoài việc dùng hệ thống neo để cố định giàn khoan người ta dùng hệ thống định vị động (Dynamic Positioning System) với các chân vịt có công suất lớn (Thruster). − Người ta chia các thế hệ giàn khoan ra thành các loại giàn từ thế hệ đầu tiên gọi là thế hệ thứ nhất và hiện nay đã có loại Semi Sub thế hệ thứ VI. Thế hệ thứ VI có thể khoan ở độ sâu nước biển tới 12000 ft. − Điều khác biệt của giàn khoan nổi là hệ thống BOP (Blowout Preventors) được lắp đặt dưới đáy biển (Subsea BOP). Vì vậy hoạt động của giàn khoan nổi rất phức tạp. − Di chuyển: Tuỳ thuộc vào thiết kế của giàn mà giàn khoan có thể di chuyển tự hành (Propell) hoặc phải dùng tầu kéo hoặc dùng tàu chuyên dụng để chở gọi là Dry Tow. 6. DRILL SHIP − Là giàn khoan được lắp đặt ngay trên con tàu rất lớn. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 8 - − Ưu điểm: rất thuận lợi khi di chuyển, khoan ở chiều sâu mức nước không hạn chế. − Nhược điểm: Rất đắt tiền, điều khiển rất phức tạp − Trong quá trình khoan phải thả các neo để định vị tàu và đặc biệt là hệ thống BOP dưới đáy biển. − Di chuyển: Tàu khoan thường có thể tự hành, trong trường hợp di chuyển xa có thể di chuyển khô gọi là Dry Tow, hoặc dùng tàu kéo Tug Boat hỗ trợ. − Cũng giống như Semi Sub, các thế hệ tàu khoan hiện đại ngày nay thường định vị bằng hệ thống định vị động Dynamic Positioning System. Việc phân loại các thế hệ tàu khoan cũng tương tự như giàn Semi Sub và hiện nay đã có loại giàn thế hệ thứ 6 có thể khoan ở vùng nước sâu đến 12000 ft. − Một số hệ thống phải lắp ở dưới biển như: BOP, Pernament Guide Base, Hydraulic connectors II. KELLY & TOP DRIVES 1. Makin’ Hole • Thuật ngữ “Makin’ Hole” là chỉ công việc quay bộ dụng cụ khoan để tạo lỗ khoan bao gồm các công việc: − Kéo thả bộ dụng cụ khoan khỏi giếng khoan cũng đưa vào giếng khoan (Trip in & Trip Out). − Điều khiển các thiết bị để quay choòng khoan − Choòng khoan phá hủy đất đá − Đưa đất đá phá hủy lên trên mặt đất 2. TOP DRIVE SYSTEMS • Ngày nay, hầu hết các giàn khoan biển sử dụng hệ thống Top Drive để phục vụ việc nâng hạ và quay bộ dụng cụ khoan do tính tiện lợi như sau: − Lắp thêm cần khoan vào bộ cần khoan một cách nhanh chóng và an toàn − Giảm thiểu sự dính kẹt cần trong giếng khoan − Có thể khoan doa bất kỳ vị trí nào. − Có thể khoan bằng đoạn cần dựng (3 cần đơn). Giảm thời gian tháo lắp cần khi khoan • Nhược điểm: Tuy nhiên nó rất đắt tiền, cồng kềnh và tốn thời gian cũng như tiền bảo dưỡng. • Hệ thống Top Drive quay được do sự truyền động của 01 động cơ hoặc 02 động cơ điện. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 9 - • Bộ cần khoan ( Drill String) được nối với hệ thống Top Drive bằng 1 đầu nối (Drive Shaft) và được xiết chặt bằng khóa của hệ thống 3. KELLY SYSTEMS • Có 2 dạng kelly: − Loại tiết diện vuông − Loại tiết diện lục giác • Hệ thống bao gồm: − Kelly − Drive Bushing − Master Bushing − Rotary Table III. DRILL STRING COMPONENTS 1. Drill Pipe • Cần khoan là một ống thép có độ bền cao được sử dụng để truyền chuyển động quay xuống choòng khoan. Các đầu nối trên cần khoan là những phần được tiện ren đặc biệt để nối với nhau tạo nên cột cần khoan. • Kích thước cần khoan theo API được đo bằng đường kính ngoài danh định (OD) của cần. Thông thường cần khoan có đường kính từ 3-1/2” đến 6-5/8”. • Đường kính ngoài của một cỡ cần nhất định phải có số đo cụ thể để các đầu nối ren và các công cụ làm việc như: elevator, chấu chèn lắp vào vừa khít. PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training Floorman Training Cousre - 10 - • Chức năng của cần khoan: Cần khoan là bộ phận cần thiết của bất kỳ hoạt động khoan nào và nó là bộ phận không thể thiếu để kết nối giữa nâng hạ, hệ thống xoay và hệ thống tuần hoàn. Một số chức năng chính của cần khoan: − Kết nối giữa Kelly với cần nặng, choòng khoan tới đáy giếng khoan − Tiếp thêm chiều dài cho bộ cần khoan − Cho phép nâng hạ choòng khoan − Truyển môment từ bàn roto hoặc Top Drive xuống choòng khoan phá huỷ đất đá. − Truyền dòng dung dịch từ máy bơm tới choòng khoan • Đường kính trong (ID) thay đổi theo trọng lượng danh nghĩa trên mỗi foot chiều dài của cần. • Cần khoan theo tiêu chuẩn API được làm chồn dày (làm cho phần tiếp giáp đầu nối dày hơn thân cần) tại phần cuối ống để tăng thêm độ cứng vững. • Cần khoan theo tiêu chuẩn API có nhiều kích cỡ khác nhau cho cùng một độ dài tiêu chuẩn: − Nhóm 1: có chiều dài từ 18 – 22 ft (ít sử dụng) − Nhóm 2: có chiều dài từ 27 – 30 ft (loại thông dụng) − Nhóm 3: có chiều dài từ 38 – 45 ft Các số đo trên không bao gồm các đầu nối. • Cần khoan có 4 thông số chính: − Đường kính − Loại thép hoặc ứng lực kéo − Trọng lượng − Chiều dài • Theo tiêu chuẩn API có 4 loại mác thép cho cần khoan: − Grade E75 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com [...]... CHOÒNG KHOAN ROCK BIT SIZE TOOL JOINT SIZE TYPE Made up Torque (FT/BBL) Made up Torque (M kg) 4 ½” 4 ¾” 2 3/8” 2 7/8” REG REG 3000 - 3500 6000 - 7000 410 - 490 690 - 970 5 7/8” - 7 3/8” 3 ½” REG 7000 - 9000 970 -1 250 7 5/8” - 8 ¾” 4 ½” REG 10000 - 15800 1800 - 2140 9 ½” - 13 ¾” 6 5/8” REG 26000 - 32000 3590 - 4450 14 ¾” - 17 ½” 7 5/8” REG 35000 - 45000 4640 - 5220 Floorman Training Cousre - 16 - PDF created... http://www.fineprint.com PVD Training 3 Thiết bị đo trong khi khoan (MWD) vThiết bị đo trong khi khoan cho thấy các tình trạng bên dưới giếng khoan trong suốt quá trình khoan vVị trí lắp đặt: ngay phía trên choòng khoan, để truyền tín hiệu lên trên mặt đất Thiết bị đo trong khi khoan cho biết các thông tin sau: − Đặc tính đất đá − Chiều hướng mũi khoan − Lực quay − Tải trọng lên choòng 4 Mud Motor − Môtơ thủy lực được... the purpose and operation of a kelly and rotary table system) • Biết được chức năng và hoạt động của hệ thống truyền động đỉnh Explain the purpose and operation of a top drive system) • Mô tả tháp khoan và hạ tầng cơ sở và biết được chức năng của chúng (describe the mast and the substructure and explain their purpose) CÁC HỆ THỐNG CHÍNH TRÊN GIÀN KHOAN • Tất cả các thiết bị khoan Roto có các bộ phận... khoan 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NÂNG HẠ • Nhiệm vụ của thiết bị nâng hạ − Kéo thả bộ cần khoan và các dụng cụ chuyên dùng trong giếng khoan − Kiểm soát tải trọng lên choòng khoan • Các thành phần của hệ thống nâng hạ − Puly đỉnh (ròng rọc tĩnh) và puly động (ròng rọc động là những thành phần không thể tách rời của hệ thống nâng Cùng với dây cáp khoan, các puly có chức năng liên kết tháp khoan với các. .. choòng khoan − Dòng chảy dung dịch đi qua môtơ làm môtơ quay, truyền lực quay cho choòng khoan − Dùng Mud Motor để khoan định hướng, khoan vào các vỉa chứa dầu hoặc khí − Trong khi khoan bằng Mud Motor thì to n bộ cần khoan phía trên Mud Motor không quay, vì vậy rất đễ bị kẹt cần Để khắc phục, phải thường xuyên kéo dạo hoặc xoay bộ cần bằng bàn rôtơ hoặc Top drive 5 − Directional Wells Ngày nay, khoan định... hướng (khoan xiên) là phương pháp khoan phổ biến nhất để thăm dò dầu khí và đặc biệt sử dụng trong giai đoạn phát triển mỏ Floorman Training Cousre - 19 - PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training − Nhờ ưu điểm vượt trội của phương pháp khoan định hướng mà hơn 90% số giếng khoan trong ngành dầu khí thuộc loại giếng định hướng Ứng dụng của khoan định... dạng dải (tấm) có gắn các răng kẹp chặt khi đặt nó xung quanh cần khoan, giữ cần khoan treo lơ lửng trong giếng khi tháo cần chủ đạo Bàn rôtơ được quay bởi môtơ điện độc lập có dẫn động trực tiếp Khi lắp đặt, phần đỉnh của bàn roto ngang bằng với mặt sàn hoặc cao hơn sàn một chút Trong các hệ thống xoay thông thường, bàn Roto quay cột cần khoan và mũi khoan tạo thành lỗ khoan Trong các hệ thống này, bàn... bộ khoan cụ • Tại sao phải dùng đầu nối chuyển tiếp (XO)? Floorman Training Cousre - 13 - PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PVD Training − Ren của cần nặng thường khác loại với cần khoan nặng, cần khoan và các thiết bị khác của bộ dụng cụ đáy như Stailizer, Mud Motor, choòng khoan, Drilling Jar, Fishing tools… − Đường kính giữa cần nặng và cần khoan nặng... khoan xiên …) người ta phải lắp thêm một số dụng cụ sau: − Búa thủy lực (Driiling jar) − Thiết bị đo giếng khoan trong khi khoan (MWD) − Môtơ thủy lực (Mud Motor) 2 Drilling Jars − Búa thủy lực được lắp phía trên cần nặng − Mục đích: Giải phóng bộ cần khoan khi choòng khoan hoặc cần nặng chẳng may bị kẹt cứng không thể kéo lên được Floorman Training Cousre - 18 - PDF created with FinePrint pdfFactory... • Các bàn roto được trang bị bộ phận xả cho phép tháo chất bôi trơn còn dư Êkíp thực hiện cần nhận biết các bộ phận này và mục đích sử dụng của nó Bộ phận xả không nên tháo bỏ và thay thế bởi các bộ phận chứa dầu mỡ bôi trơn khác Tắm dầu • Đáy của bàn roto hiện đại có gắn sẵn một hoặc hai hộp chứa dầu dự trữ Những hộp dầu này cần được đổ đầy dầu sạch Để giữ dầu sạch cần thiết phải giữ cho nút giữ dầu . vThiết bị đo trong khi khoan cho thấy các tình trạng bên dưới giếng khoan trong suốt quá trình khoan. vVị trí lắp đặt: ngay phía trên choòng khoan, để truyền tín hiệu lên trên mặt đất. Thiết. để khoan định hướng, khoan vào các vỉa chứa dầu hoặc khí. − Trong khi khoan bằng Mud Motor thì toàn bộ cần khoan phía trên Mud Motor không quay, vì vậy rất đễ bị kẹt cần. Để khắc phục, phải. khoan trong ngành dầu khí thuộc loại giếng định hướng Ứng dụng của khoan định hướng: − Khoan cho vùng có vị trí khó tiếng cận − Khoan phát triển mỏ − Khoan cắt xiên (Side Track) − Và các ứng