Giáo trình Hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá (Nghề Khoan khai thác dầu khí Trình độ Trung cấp)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN : HỆ THỐNG CHUỖI CẦN KHOAN VÀ DỤNG CỤ PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ NGHỀ : KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ : TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng năm 2020 Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trang LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá” biên soạn theo chương trình đào tạo nghề “Khoan khai thác dầu khí” Bộ Lao động – Thương binh Xã hội Các kiến thức toàn giáo trình có mối liên hệ lơgic chặt chẽ Tuy vậy, giáo trình phần nội dung chuyên ngành đào tạo người dạy, người học cần tham khảo thêm giáo trình có liên quan ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu Hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá hệ thống thiết bị, thiết bị thiếu Khoan dầu khí, thiết bị cần thiết phục vụ cho việc tạo giếng khoan để thăm dị để khai thác nguồn tài nguyên quý giá Việc vận hành hệ thống thiết bị địi hỏi phải có đội ngũ cơng nhân, kỹ sư vận hành lành nghề, có nhiều kinh nghiệm để ln nắm vững quy trình vận hành xử lý cố trình vận hành Khi biên soạn giáo trình chúng tơi cố gắng cập nhật kiến thức liên quan đến mô đun, phù hợp với đối tượng sử dụng cố gắng gắn nội dung lý thuyết với vấn đề thực tế thường gặp sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình gồm Qua nội dung học giúp cho học sinh hiểu tổ hợp hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá, cấu tạo quy trình vận hành, bảo dưỡng thiết bị dụng cụ phá hủy đất đá Giáo trình phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy học tập giáo viên sinh viên Trường Với lòng mong muốn giáo trình góp phần nâng cao chất lượng học tập mô đun, xin chân thành cảm ơn tiếp nhận ý kiến đóng góp em sinh viên đồng nghiệp thiếu sót khơng thể tránh khỏi nội dung hình thức để giáo trình hồn thiện Trân trọng cảm ơn./ Bà rịa - Vũng Tàu, tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: Ks Trần Thanh Huy Ks Nguyễn Ngọc Thanh Trung ThS Hoàng Trọng Quang Trang MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CỘT CẦN KHOAN VÀ DỤNG CỤ PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ 13 1.1 CHỨC NĂNG 14 1.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TỔ HỢP HỆ THỐNG 15 BÀI 2: VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHUỖI CẦN KHOAN 16 2.1 KHÁI NIỆM VÀ CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG CHUỖI CẦN KHOAN 17 2.1.1 Khái niệm 17 2.1.2 Chức cột cần khoan .17 2.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG CHUỖI CẦN KHOAN 18 2.2.1 Cần chủ lực 18 2.2.2 Cần khoan 21 2.2.3 Za mốc nối cần khoan 24 2.2.4 Cần khoan nặng 26 2.2.5 Cần nặng .27 2.2.6 Sử dụng cần khoan 30 2.2.7 Sự cố cần khoan cần nặng 35 2.2.8 Hiện tượng bó kẹt dụng cụ khoan 37 2.3 TIẾP CẦN VÀ KÉO THẢ CỘT CẦN KHOAN 38 2.3.1 Tiếp cần khoan 38 2.3.2 Thao tác kéo thả 41 BÀI 3: DỤNG CỤ PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ 44 3.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CHOÒNG KHOAN 45 3.2 CÁC LOẠI CHOÒNG KHOAN VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG 46 3.2.1 Choòng cánh dẹt 46 3.2.2 Choòng kim cương .47 3.2.3 Chng chóp xoay 49 3.2.4 Các loại choòng đặc biệt: 55 3.3 LOẠI BỎ CHOÒNG KHOAN 59 3.3.1 Phương pháp lựa chọn choòng khoan .59 3.3.2 Sự cố choòng khoan 59 3.4 CÁC SỰ CỐ VỀ CHOÒNG KHOAN .60 BÀI 4: ĐỘNG CƠ ĐÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ .67 4.1 ĐỘNG CƠ ĐÁY 68 4.1.1 Phương pháp khoan động đáy trục vít 69 4.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động động đáy trục vít 71 Trang 4.2 CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 98 4.2.1 Dụng cụ ổn định (Drill Stabilizer) .99 4.2.2 Búa đập thủy lực (Drilling jars) 105 4.2.3 Ống giảm xóc (shock sub/shock absober) 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO .110 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá 15 Hình 2.1: Các thành phần cột cần khoan 18 Hình 2.2: Mặt cắt cần chủ đạo 19 Hình 2.3: Cần chủ đạo 19 Hình 2.4: Cần khoan đầu nối 21 Hình 2.5: Cần khoan đặt đất liền 22 Hình 2.6: Za mốc nối cần khoan 24 Hình 7: Cần khoan nặng 26 Hình 2.8: Cần nặng xoắn .28 Hình 9: Phủ hợp kim cứng bên đầu nối theo dạng khác 32 Hình 2.10: Hàn cần khoan Za mốc 33 Hình 11: Các phương pháp ép đầu nối vào cần khoan 34 Hình 2.12: Một số loại metric thường dùng 36 Hình 2.13: Một số loại Colocon thường dùng .36 Hình 2.14: Giỏ cứu kẹt 37 Hình 2.15: Đặt cần khoan vào hố tiếp cần tháo cần chủ đạo 39 Hình 2.16: Vặn cần chủ đạo vào cần đơn hố tiếp cần 40 Hình 2.17: Nâng cần chủ đạo cần lắp vặn vào khoan cụ .40 Hình 2.18: Nâng khoan cụ lên, nhấc chấu lót thả vào giếng .41 Hình 2.19: Các thao tác kéo thả cần khoan 41 Hình 3.1: Các loại chng cánh dẹt .46 Hình 2: Chng kim cương .47 Hình 3: Chng chóp xoay 49 Hình 4: Chng chóp xoay thép .49 Hình 5: Ổ tựa chóp xoay 51 Hình 6: Hệ thống vịi phun thủy lực 51 Hình 7: Chng đầu nhọn 55 Hình 8: Choòng lưỡi xoắn 55 Hình 9: Choòng lấy mẫu 56 Hình 10: Dụng cụ lấy mẫu .57 Hình 11: Chng khoan lấy mẫu kim cương 57 Hình 12: Các loại chng doa có lưỡi cố định, di động 58 Hình 1: Dụng cụ ổn định kiểu cánh 100 Hình 2: Định cữ .101 Hình 3: Các định cữ: a - chóp xoay đặt dọc, b - chóp xoay đặt xoắn 101 Trang Hình 4: Các loại định tâm 102 Hình 5: Bộ ổn định 103 Hình 6: Định tâm kiểu xoắn 104 Hình 7: Cấu tạo búa thuỷ lực 106 Hình 8: Bộ giảm xóc VNIIBT 108 Hình 9: Cấu tạo động trục vít 71 Hình 10: Van thơng 72 Hình 11: Phần cơng tác tạo cơng suất 73 Hình 12: Mặt cắt ngang roto stator động trục vít 74 Hình 13: Khớp nối cong 76 Hình 14: Trục đăng dẫn động 78 Hình 15: Hệ thống ổ bi 80 Hình 16: Mặt cắt sơ đồ làm việc bơm trục vít 81 Hình 17: Động trục vít 82 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật cần chủ đạo 20 Bảng 2.2: Các thông số cần khoan 23 Bảng 3: Thông số kỹ thuật đầu nối .25 Bảng 4: Giới hạn đàn hồi ứng suất phá hủy cần nặng 28 Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật cần khoan nặng thường .29 Bảng 6: Đặc tính kỹ thuật cần nặng xoắn 30 Bảng 1: Bảng phân loại choòng chóp xoay theo GOST 20692-75 .52 Bảng 2: Phân loại chng chóp xoay theo mã hiệu IADC 54 Bảng 1: Đặc tính kỹ thuật định tâm 105 Bảng 2: Đặc tính kỹ thuật số loại búa thủ lực 107 Bảng 3: Lựa chọn khoan cụ cho giếng khoan vùng mỏ Bạch Hổ Vietsovpetro có thơng số sau 88 Bảng 4: Một số hãng sản xuất động đáy giới 91 Bảng 5: Động trục vít cho khoảng khoan 92 Trang GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHUỖI CẦN KHOAN VÀ DỤNG CỤ PHÁ HỦY ĐẤT ĐÁ Mã mơ đun: KKT19MĐ42 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: 3.1 Vị trí: Là mơ đun thuộc chun mơn chương trình đào tạo Mơ đun dạy trước mô đun hệ thống chống ống trám xi măng sau môn học, mô đun như: Hệ thống nâng hạ, hệ thống tuần hoàn dung dịch dạy sau mơ đun, mơn học sở 3.2 Tính chất: Mô đun trang bị kiến thức, kỹ vận hành hệ thống quay cần dụng cụ phá hủy đất đá 3.3 Ý nghĩa vai trò mơ đun: Giáo trình trình bày cách có hệ thống kiến thức nguyên lý hoạt động cấu tạo hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá dùng khoan dầu khí Mục tiêu mơ đun: Hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá hệ thống quan trọng ngành khoan dầu khí Chính địi hỏi người thợ phải nắm cấu tạo, vận hành thành thạo 4.1 Về kiến thức: A1 Mô tả nhận biết loại cần khoan, chng khoan phục vụ cơng tác khoan dầu khí A2 Liệt kê thứ tự loại cần khoan chuỗi cần dụng cụ phá hủy đất đá A3 Giải thích chức thiết bị quay cần dụng cụ phá hủy đất đá A4 Trình bày quy trình vận hành hệ thống quay cần dụng cụ phá hủy đất đá 4.2 Về kỹ năng: B1 Phân loại loại cần khoan B2 Thực thao tác kết nối cần khoan thiết bị phụ trợ B3 Thực thao tác kết nối chuỗi cần khoan với cụm máy móc thiết bị quay cần B4 Vận hành hệ thống quay cần dụng cụ phá hủy đất đá theo quy trình vận hành B5 Phát xử lý cố thường gặp trình vận hành 4.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: C1 Tuân thủ tuyệt đối qui định an tồn, pccc, nội quy phịng học/ phịng mơ hình quy chế nhà trường; C2 Tuân thủ qui trình vận hành thiết bị khí, điện, tự động hóa có liên quan; C3 Xác định cơng việc phải thực hiện, hồn thành cơng việc theo yêu cầu, không để xảy cố, hư hỏng hệ thống thiết bị; Nội dung mơ đun: 5.1 Chương trình khung Trang Mã MH/MĐ/HP I MHCB19MH01 MHCB19MH03 MHCB19MH05 MHCB19MH07 MHCB19MH09 TA19MH01 II II.1 ATMT19MH01 CK19MH01 KTĐ19MH11 TĐH19MĐ12 KKT19MH31 II.2 KKT19MH33 KKT19MĐ37 KKT19MĐ40 KKT19MĐ41 KKT19MĐ42 KKT19MĐ43 KKT19MĐ44 KKT19MĐ46 5.2 Số TT Số tín Tên môn học/ mô đun Các môn học chung/ đại cương Giáo dục trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng An ninh Tin học Tiếng Anh Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Mơn học, mơ đun kỹ thuật sở An tồn vệ sinh lao động Vẽ kỹ thuật - Điện kỹ thuật Cơ sở điều khiển trình Địa chất sở Môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Cơ sở khoan Thí nghiệm dung dịch khoan Hệ thống nâng hạ Hệ thống tuần hoàn dung dịch Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá Hệ thống chống ống trám xi măng Hệ thống kiểm soát giếng khoan Thực tập sản xuất Tổng cộng Chương trình chi tiết mơ đun Tên mô đun Thời gian đào tạo (giờ) Thực Kiểm hành tra thí nghiệ m tập T thảo luận LT H Tổng số Lý thuyết 12 255 94 148 1 30 15 30 15 13 24 0 2 45 21 21 2 45 90 15 30 29 56 44 1125 243 832 16 34 12 240 102 126 2 3 30 45 45 45 75 23 15 36 14 14 28 29 58 1 2 32 885 141 706 29 45 42 3 75 14 58 105 14 87 105 14 87 135 14 116 4 105 14 87 135 14 116 4 56 180 1380 15 337 155 980 24 10 39 Thời gian (giờ) Tổng số Lý thuyết Thực hành, Kiểm tra Trang ln có xu hướng kéo khoan cụ xuống theo phương thẳng đứng, tức góc thiên đỉnh có xu hướng giảm dần Nguyên nhân kỹ thuật Về nguyên nhân kỹ thuật gây cong giếng, có hai dạng sau: - Nguyên nhân gây cong giếng làm sai lệch hướng ban đầu giếng khoan: Việc đặt máy khoan không cân bằng, móng khơng ổn định bền vững gây nên tượng lún rung động, giếng khoan bị cong Việc không chống ống định hướng, ống chống không yêu cầu kỹ thuật dẫn đến sai lệch hướng giếng khoan - Nguyên nhân kỹ thuật trình khoan: Sử dụng cần khoan cong, đầu nối cong, ống mẫu cong, lắp đặt lệch tầm chi tiết khoan cụ,…Trong trình khoan, khoan cụ khơng đồng trục với giếng khoan gây nên tượng cong giếng Khi khoan chuyển từ đường kính lớn sang đường kính nhỏ dụng cụ đáy khơng thích hợp, đường kính cần khoan nhỏ nhiều so với đường kính giếng Sử dụng dụng cụ không yêu cầu kỹ thuật chuyển đường kính giếng khoan Sử dụng dụng cụ không đủ cứng nên gây cong giếng khoan Nguyên nhân quy trình Nguyên nhân gây cong giếng khoan quy trình khoan thường liên quan đến đặc tính phương pháp khoan thông số chế độ khoan: - Sử dụng thiết bị dụng cụ làm lệch không hợp lý - Đáy thành giếng khoan phá hủy không đồng - Lực gây nghiêng khoan cụ lớn áp dụng cá thông số chế độ khoan không hợp lý, chẳng hạn áp lực đáy tốc độ vòng quay - Bơm rửa giếng khoan không phù hợp với điều kiện cụ thể Nguyên nhân thường xuất từ việc bơm rửa với lưu lượng q lớn làm xói mịn thành giếng khoan, tăng đường kính giếng khoan Do đó, khe hở thành giếng với khoan cụ tăng lên nên khoan cụ làm việc không ổn định giếng khoan gây cong giếng khoan Chống cong giếng khoan Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 96 Ta thấy giếng khoan bị cong tác động nhiều nguyên nhân khác đồng thời lúc Tính chất mức độ cong giếng khoan thường định số nguyên nhân gây tác dụng mạnh Việc khắc phục hoàn toàn tượng cong giếng khoan nguyên nhân kể khó, q trình khoan nguyên nhân tác động liên tục Vậy ta hạn chế tới mức thấp ảnh hưởng chúng biện pháp cụ thể Biện pháp đề phòng cong giếng nguyên nhân địa chất Khi khoan qua địa tầng có xen kẽ lớp đất đá mềm, cứng khác vùng có phân hủy kiến tạo, lúc ta hướng cho giếng khoan vng góc với mặt phân lớp vào lớp đất đá Nếu gặp vật cứng đá tảng, cuội sỏi nên khoan với chế độ khoan thấp dùng mìn định hướng để phá chúng Khi khoan vào đất đávỡ vụn, nứt nẻ mạnh khoan với chế độ khoan thấp sử dụng dung dịch có chất lượng tốt Khi khoa vào đất đá có nhiều hang hốc kẽ nứt phải trám dung dịch xi măng geo xi măng Biện pháp đề phòng cong giếng nguyên nhân kỹ thuật Cân chỉnh máy khoan thật ngang móng, chọn kích thước loại móng phù hợp với chiều sâu giếng khoan loại máy khoan Chống ống định hướng thẳng đứng, yêu cầu kỹ thuật trám xi măng cẩn thận Sử dụng cần khoan ống mẫu thẳng Thực quy trình kỹ thuật khoan chuyển cấp đường kính Sử dụng loại cần khoan phù hợp với đường kính giếng khoan Sử dụng cần nặng, cần khoan có chất lượng cao để tăng độ cứng cho khoan cụ giữ cho tư thẳng, căng suốt q trình khoan Biện pháp đề phịng cong giếng nguyên nhân quy trình Khoan với tải trọng chiều trục hợp lý để vừa đảm bảo tốc độ học, vừa hạn chế ảnh hưởng đến tượng cong giếng khoan Khoan với tốc độ vòng quay hợp lý, phụ thuộc vào độ bền cần khoan để chọn tốc độ vòng quay nhằm tránh tượng cột cần khoan ổn định dẫn đến cong giếng khoan Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 97 Bơm rửa với lưu lượng tốc độ thích hợp để tránh tượng xói mịn thành giếng khoan mà đảm bảo tải hết mùn khoan lên mặt đất, sử dụng dung dịch có chất lượng tốt Ngày nay, để kiểm sốt suốt q trình khoan, đặc biệt kiểm sốt cong giếng, người ta sử dụng cụ đo ghi trình khoan dụng cụ lắp đặt đáy giếng khoan 4.2 CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ Hệ thống thiết bị trộn bơm dung dịch Hệ thống gồm có: Máy bơm ly tâm, máy trộn vữa xi măng, máy nén khí đưa xi măng từ bồn chứa bể trộn, máy bơm trám xi măng Nguyên lý hoạt động hệ thống sau: Máy bơm ly tâm hút nước từ thùng chứa vào máy trộn, bột xi măng khô thổi qua buồng khí nén kết hợp với nước tạo thành vữa xi măng thô đưa tới máy trộn Tại cánh quạt máy trộn khuấy đảo vữa xi măng cho trước đưa vào giếng nhờ bơm piston cao áp Khi bơm đủ lượng dung dịch vữa xi măng vào giếng, ta bơm tiếp dung dịch ép để ép vữa xi măng lên đến chiều cao cần trám Sau đóng tất van đầu trám lại để giữ cho xi măng đông cứng Đầu bơm trám Được lắp đầu ống chống, tháo lắp có đầu để nối với máy bơm piston Trước làm việc ta đặt nút bơm trám vào vị trí thích hợp có chốt giữ Đầu bơm trám sử dụng để bơm rửa trước trám, bơm vữa xi măng vào giếng khoan bơm dung dịch ép Nút trám xi măng Nút trám xi măng bao gồm hai loại: - Nút trám để ngăn cách dung dịch xi măng dung dịch khoan, loại rỗng, có màng chắn mỏng cao su bị phá hỏng tác dụng áp suất dư nhỏ Khi tiếp xúc với vòng dừng, nút trám bị phá thủng vữa xi măng qua vào khoảng không vành xuyến Việc sử dụng nút trám khơng bắt buộc, thay dung dịch đệm - Nút trám để ngăn cách dung dịch ép vữa xi măng, có tác dụng làm kín chịu áp suất cao Việc sử dụng nút trám bắt buộc Khi đẩy hết vữa xi măng, nằm phía nút trám (hoặc vòng dừng) Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 98 Cả hai loại có cánh cao su, đường kính đo theo mép ngồi cánh lớn đường kính ống từ 20  25mm Các nút trám dùng phương trám đặc biệt làm gang, lắp cánh cao su gờ cứng Khi đến vị trí cần thiết bịt ống chống lại làm tăng áp suất, cắt đứt chốt giữ tính theo thứ tự mở chúng Vịng dừng Chức vòng dừng làm điểm tựa cho nút trám xi măng Vòng dừng đặt chân đế ống chống từ 2- ống, khoảng thể tích bên ống chống chân đế vòng dừng nơi chứa vữa xi măng bị nhiễm bẩn (cốc xi măng) Van ngược Là loại van chiều lắp khoảng từ vòng dừng đến ống chống, có tác dụng ngăn dung dịch chảy ngược vào ống Trong phương pháp trám đặc biệt mupta chun dụng thay cho vịng dừng van ngược Chổi quét Là vòng thép có lắp chổi thép mềm Chổi quét lắp vào phía ngồi ống chống Trong thả ống chống, chổi quét nạo lớp màng sét thành giếng khoan để tăng khả liên kết đá xi măng với thành giếng Lồng định tâm Là thép hàn hai đầu vào ống thép lắp vào bên ngồi ống chống khố Các thép uốn cong tạo khoảng hở ống chống thành giếng khoan, giúp cho đá xi măng tạo thành có độ dầy đặn từ nâng cao chất lượng trám Lồng định tâm chổi quét bố trí gần dọc theo cột ống chống với khoảng cách từ 50  70m Các mupta đặc biệt Đây loại có chức năng: Ngăn cách khoảng khơng vành xuyến đóng mở cửa sổ trám hai tầng Chúng có đầu nối ren để lắp vào ống chống 4.2.1 Dụng cụ ổn định (Drill Stabilizer) Là loại đầu nối đặc biệt có gắn cánh phá hủy đất đá thân, sử dụng nhằm mục đích: Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 99 Hình 10: Dụng cụ ổn định kiểu cánh - Giảm dao động khoan cụ, nâng cao chất lượng thi công giếng nhờ điều khiển tốt thông số định hướng quỹ đạo giếng khoan, tăng tiêu kinh tế kỹ thuật khoan - Giảm nguy gây cố Dựa theo kiểu cánh nguyên lý hoạt động dụng cụ ổn định, người ta phân biệt: - Cánh quay - Cánh cố định Các chi tiết ổn định gồm: định cữ, định tâm, ổn định, bánh lái mở rộng Định cữ tổ hợp dùng để định cữ thành giếng (theo đường kính chng khoan) cải thiện tốt điều kiện làm việc choòng khoan giảm độ giao động phần cột cần khoan gần lân cận đáy Định cữ thường có loại cánh dọc cánh xoắn (Hình 4.2), chóp xoay với cách đặt chóp theo dạng dọc xoắn trụ cầu Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 100 a - Định cữ ba cạnh Hình 11: Định cữ b, c - Thân mufta sáu cạnh tương ứng lắp ghép lệch tâm lắp ghép tâm d - bốn chấu cạnh làm việc thay e - kiểu có rãnh xoắn vít Hình 12: Các định cữ: a - chóp xoay đặt dọc, b - chóp xoay đặt xoắn Bánh lái chi tiết khoan cụ đặt trục tuabin để tăng trọng lượng quay trục tuabin Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 101 Định tâm chi tiết dụng cụ dùng để định tâm cột cần khoan vị trí định tâm (hình 4.4) a Cánh kim loại Hình 13: Các loại định tâm b Khung cao su c Thân phủ cao su mufta kim loại d Dạng cầu e Với trục tuabin f Với đoạn Định cữ đặt dụng cụ vị trí chng khoan cần nặng tăng khả xử lý thành giếng đến đường kính danh nghĩa Đồng thời, giảm giao động ngang, choòng khoan làm việc ổn định, độ bền choòng khoan tăng tới 15%-20% Định tâm khác định cữ điểm định tâm làm tăng khả đồng tâm dụng cụ khoan với tâm giếng Định tâm đặt phần nén dụng cụ, vị trí cần nặng có xu hướng bị uốn định tâm thực vai trò trụ đỡ trung gian Các dấu hiệu đặc tính định cữ định tâm: tiếp xúc liên tục với đoạn nhỏ thành giếng, chiều dài chúng từ – hai đường kính dụng cụ phá hủy đá Bộ ổn định chi tiết dụng cụ đặt choòng khoan dùng để định tâm khoan dụng cụ khoan ổn định thành giếng (hình 4.5) Các dấu hiệu đặc tính ổn định sau: bề mặt ổn định liên tục tiếp xúc với thành giếng khoảng cách lớn Chiều dài chúng từ 50-80 đường kính dụng cụ phá hủy đá Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 102 a Rô to hình chữ nhật c Cần nặng tiết diện xoắn Hình 14: Bộ ổn định b Cần nặng tiết diện vuông d Bánh lái Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 103 Bộ mở rộng chi tiết dụng cụ khoan đặt phần cột cần khoan để tăng đường kính giếng từ nhỏ đến lớn Bộ mở rộng thường đặt choòng khoan thường mở rộng chóp xoay đĩa Hình 15: Định tâm kiểu xoắn Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 104 Bảng 4: Đặc tính kỹ thuật định tâm End Thread code on both ends Working O.D String type Near bit type Size(in) I.D Length of O.D Top Down Top Down body 152.2 1/4 158.7 1/2 165.1 1/2 190.5 7/8 200 3/8 212.7 1/2 215.2 3/4 222.2 1/2 241.3 5/8 244.5 7/8 250.8 121 51 1200 NC38 159 57 1600 NC46 1/2 REG 159 165 159 165 178 1600 1800 NC46 NC50 1/2 REG 71 178 197 1600 1800 NC50 NC50 NC50 5/8 REG 4.2.2 Búa đập thủy lực (Drilling jars) Được sử dụng nhằm tạo lực giật hướng lên xuống lớn gấp nhiều lần lực tác dụng để giải phóng khoan cụ trường hợp bị kẹt Búa hoạt động theo nguyên lý học, thủy lực phối hợp học - thủy lực Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 105 Hình 16: Cấu tạo búa thuỷ lực Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 106 Bảng 5: Đặc tính kỹ thuật số loại búa thủ lực ZSJ 70 ZSJ 62 ZSJ 80 ZSJ 76 ZSJ 56 ZXJ ZXJ Type ZXJ 80 ZXJ 76 ZXJ 56 70 62 ZSJ 46 ZXJ 46 O.D.(mm) 203 197 178 160 146 121 I.D(mm) 71.4 71.4 70 57 57 51 5515 5515 5424 5360 5730 5270 5250 5250 5215 5208 5000 5125 Up 368 368 344 344 332 305 Down 178 178 178 178 180 178 6 NC50 NC46 2500 2500 Up Pull down overall length (mm) Down Pull down stroke(mm) Thread conn API 5/8"REG 5/8"REG Max tensile load(KN) 2500 2500 Max Working Torque(N.m) 20*103 18*103 Up 1085 980 680 Down 1027 920 645 5/8"REG NC38 2500 2500 15*103 13*103 530 480 330 520 457 310 15*103 15*103 Weight(KG) 4.2.3 Ống giảm xóc (shock sub/shock absober) Được sử dụng nhằm mục đích hấp thụ tồn làm giảm bớt giao động choòng gây Ảnh hưởng rung động lớn khoan khoan chóp xoay choòng lấy mẫu đá cứng rắn Sự rung động xuất mãnh liệt đá nứt nẻ mạnh đá có độ cứng xen kẽ đột ngột Chng rung mạnh cột cần thiết bị bề mặt làm việc đạt hiệu suất thấp Trong vùng mà điều kiện khoan đòi hỏi phải tạo tải trọng lớn lên choòng, cột cần khoan rung động mạnh không cho phép trì chế độ khoan tối ưu Trong điều kiện giải pháp đắn giảm số vòng quay choòng n tải trọng trục tối thiểu lên chng Pck Điều cho phép thoát khỏi vùng tới hạn độ rung động giảm đến giới Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 107 hạn cho phép, đương nhiên làm giảm suất choòng tăng giá thành m khoan Vì vậy, vấn đề đặt phục hồi phối hợp tối ưu Pck n để cột cần khoan khỏi bị rung động mạnh Sự giảm rung động thực nhờ giảm xóc đặt lên chng (hình 4.8) Hình 17: Bộ giảm xóc VNIIBT Bộ giảm xóc chng VNIIBT chế tạo gồm có ống trụ 3, đặt trụ cạnh 4, đầu nó có đầu nối tiếp ren za mốc, đầu nối nối với đầu chuyển tiếp đệm kín vịng đệm Trên trục cạnh đặt đoạn lò xo để khử rung Kinh nghiệm khoan giếng đá cứng, nứt nẻ cho thấy sử dụng giảm xóc cho phép tăng tiến độ chng lên 20%, tỉ lệ mẫu đạt 70-80% Ngoài ra, cố cần khoan đặc biệt với cần nặng giảm đáng kể, loại trừ rung động khoan rôto khoan với động đáy ❖ TÓM TẮT BÀI Trong này, số nội dung giới thiệu: - Các thiết bị phụ trợ - Động đáy - Lựa chọn thay khoan cụ ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI Trình bày vai trị ổn định khoan dầu khí? Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 108 Liệt kê thiết bị phụ trợ khoan dầu khí? Hiện thi công giếng khoan định hướng, người ta sử dụng loại động đáy nào? Khi có tượng kẹt thành giếng khoan, người ta xử lý nào? Bài 4: Động đáy thiết bị phụ trợ Trang 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Thiết bị khoan dầu khí – Trường Cao đẳng nghề Dầu khí [2] Giáo trình Kỹ thuật khoan dầu khí – NXB Giáo dục 1995 Tài liệu tham khảo Trang 110 ... hệ thống quay cần dụng cụ phá hủy đất đá 3.3 Ý nghĩa vai trò mơ đun: Giáo trình trình bày cách có hệ thống kiến thức nguyên lý hoạt động cấu tạo hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá. .. quan hệ thống cột cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá Trang 14 1.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TỔ HỢP HỆ THỐNG Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống chuỗi cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá Chú thích: Đầu xoay thủy lực Cần khoan. .. Tổng quan hệ thống quay cần dụng cụ phá hủy đất đá Hệ thống quay cần Hệ thống cột cần khoan dụng cụ phá hủy đất đá Bài 2: Đầu xoay thủy lực 1.Chức 2.Cấu tạo nguyên lý hoạt động Các phương pháp bảo