Báo cáo thực tập khoan

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ  BÁO CÁO THỰC TẬP KHOAN GVHD: ThS Trần Nguyễn Thiện Tâm ThS Hồng Trọng Quang Nhóm 1: Nguyễn Hữu Thiện 31303854 Phạm Bá Tuân 31304512 Trương Minh Huy 31301541 Hà Danh Nhân 31302689 Trần Phương Lan Chi 31300375 Lê Xuân Khôi 31301902 Phương Triệu Thọ 31303946 Hà Danh Nhân 31302689 Thành Phố Hồ Chí Minh, Ngày 17/1/2015 Thực tập khoan 2015 - 2016 Nội dung trình bày Trang Lời mở đầu: Thiết bị dụng cụ khoan 2.1 Thiết bị khoan: 2.1.1 Máy khoan 2.1.2 Máy bơm dung dịch 2.1.3 Tháp khoan 2.1.4 Hệ thống nâng thả: 10 2.1.5 Hệ thống lượng Diesel: 11 2.2 Dụng cụ khoan 13 Khoan khảo sát địa chất 18 3.1 Công tác chuẩn bị 18 3.2 Phương pháp khoan 24 3.3 Quy trình khoan 26 3.3.1 Khoan mở lỗ 26 3.3.2 Khoan hiệp đến độ sâu khoan 28 3.4 Quy trình lấy mẫu 29 3.5 h ngh ệm uy n t u huẩn P 33 ng uát 33 h ết bị th ngh ệm P 33 nh t t ến h nh th ngh ệm P 34 u k ện dừng th ngh ệm P 35 nh n tố th ảnh hưởng đến kết uả th ngh ệm P 35 ết uả th ngh ệm P độ s u đáy 2m 35 Cột địa tầng: 36 Kết luận 37 Tài liệu tham khảo: 38 Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Danh Sách Ảnh Hình 2.1 Máy khoan XY-1 Hình 2.2 Máy bơm dung dịch Hình 2.3 Thiết bị bù áp Hình 2.4 Hố bơm dung dịch khoan Hình 2.5 Tháp khoan ba chân Hình 2.6 Rịng rọ tĩnh – dây cáp 10 Hình 2.7 Tời khoan 11 Hình 2.8 ộng d esel 11 Hình 2.9 Bộ truy n động lượng 12 Hình 2.10 Cần chủ đạo cần thường 13 Hình 2.11 Chng khoan mở lỗ 13 Hình 2.12 Ống lấy mẫu nguyên dạng 14 Hình 2.13 ầu nối chuy n tiếp 15 Hình 2.14 ầu xa nhích 15 Hình 2.15 Elevator bán t động 16 Hình 2.16 Quang treo vinca 16 Hình 2.17 Mỏ lếch khóa mở cần 17 Hình 3.1 Hiện t ường dụng cụ 18 Hình 3.2 T hợp thiết bị khoan t ường 18 Hình 3.3 Lắp đặt trụ tháp khoan 19 Hình 3.4 Tháp khoan hồn thiện 20 Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Hình 3.5 Máy khoan đượ k t n địn ngang 21 Hình 3.6 Công tác mắc cáp khoan vào cuộn tời 22 Hình 3.7 Hố dung dịch phục vụ công tác khoan 22 Hình 3.8 Cơng tác mắc rịng rọc vào tháp khoan 23 Hình 3.9 Bắt đầu tiến hành khoan mở mỗ 26 Hình 3.10 Dùng vinca giữ cần tháo cần 27 Hình 3.11 Tháo cần khoan khớp nối cần .30 Hình 3.12 Nối ống lấy mẫu với vịi xả áp l đ ép mẫu 31 Hình 3.13 Mẫu ép khỏi ống lấy mẫu 31 Hình 3.14 Mẫu lấy l n đượ đ vào ống mẫu đ bảo quản 32 H nh Nhóm Mặt ống mẫu 33 Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Lời mở đầu Người kỹ sư ịa chất hay Dầu kh đ u ngườ đượ đ o tạo chuyên sâu t ong lĩnh v c kỹ thuật ịa chất Dầu khí Họ người thầy v kỹ thuật, có khả g ải sắc bén, sáng tạo linh hoạt vấn đ th c tế đặt liên uan đến chuyên môn m nh l m đượ đ u đ , ngườ kĩ sư phải nắm vững lý thuyết học, mà cịn phải có kinh nghiệm Muốn kinh nghiệm đ , phải gắn li n th c hành với lý thuyết từ học tập tạ t ường Chính lẽ đ , năm khoa ịa chất & Dầu kh t ường HB h nh phố Hồ h M nh t chức bu i th c tập đ kèm với môn sở ng nh, g úp ho s nh v n hội tiếp cận với th c tế hi u õ v lý thuyết ong năm học 2015 - 201 , kh a húng em bu i th c tập môn Kỹ thuật Khoan kéo dài từ ng y 7/01/201 đến 9/01/2016 tạ t ường ại học Bách Khoa Thời gian th c tập hạn chế thật s ý nghĩa th c tiễn chúng em Bu i th c tập giúp chúng em quan sát thao tác làm việc, mắt thấy, tai nghe, tay sờ dụng cụ thiết bị khoan, ũng hi u õ v phận máy khoan mà qua sách chúng em ịn mơ hồ Ngồi ra, bu i th c tập giúp chúng em củng cố hi u v lý thuyết, ua đ mối liên hệ lý thuyết th h nh, ũng nh n t ng quan v công tác khoan Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Hoàng Trọng Quang thầy ThS Trần Nguyễn Thiện Tâm tận t nh hướng dẫn chúng em, khoa KT Địa chất & Dầu khí tạo u kiện cho chúng em hồn thành mơn th c tập Khoan Mặ dù nh u s đ u chỉnh s thiếu kinh nghiệm th c tế nên chắn nhi u thiếu sót báo cáo, nhóm chúng em mong nhận s góp ý chân thành từ quý thầy bạn sinh viên Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Thiết bị dụng cụ khoan 2.1 Thiết bị khoan Các hệ thống thiết bị khoan bao gồm:  Máy khoan XY-1  Máy bơm dung dịch  Tháp khoan  Hệ thống nâng thả  ộng ung ấp lượng diesel 2.1.1 Máy khoan Máy sử dụng máy XY-1, đ y loạ máy khoan d động khoan thủy l c, truy n áp l c thông qua áp l c trục spinden Máy khoan XY-1 thường sử dụng đ khoan khảo sát địa chất ơng t nh, khoan đá, Có th khoan t ong đất đá từ cấp II đến cấp IX Có hiệu cao khoan loạ đá m m Các dụng cụ máy khoan gồm có:  ơn ma sát đ đ ng mở máy  Hộp số nhi u cấp đ đ u chỉnh tố độ quay khoan kéo thả cần  Tời, sức kéo tời phả tương đương với tải trọng lớn cột cần khoan hay ống chống lỗ khoan hệ thống ròng rọ dùng Hình 2.1 Máy khoan XY-1 Những đặ t nh kĩ thuật máy khoan sau: Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Chi u sâu khoan lớn (m) 100 Khoảng chạy pittông (mm) 450 ường kính lỗ khoan lớn ban đầu (mm) 110 ường kính kết thúc lỗ khoan (mm) 75 ường kính ống khoan (mm) 42 Chi u dài máy (mm) 1640 Chi u rộng máy (mm) 1030 Chi u cao máy (mm) 1440 Trọng lượng máy không k xe (kg) 500 Phạm v g Nhóm khoan (độ) 900 – 750 Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 2.1.2 Máy bơm dung dịch 2.1.2.1 Khái niệm ong khoan địa chất, ngườ ta thường dùng máy bơm chuyên dụng l bơm p ttong, v máy bơm khả bơm dung dịch, có sứ đẩy lớn, thắng sức cản lịng cột cần khoan, có th bơm dung dị h nướ v át tu i thọ cao Một ưu đ m n i bật máy bơm p ttong l lưu lượng bơm không đ i áp suất bơm tăng t ong g t ị cho phép Hình 2.2 Máy bơm dung dịch Máy bơm thuộc loạ bơm tá dụng đơn, nghĩa l với h nh t nh kép (đ v v ) pittong có lần hút lần đẩy h máy bơm hút th không đẩy v ngược lại, máy bơm đẩy th không hút Do đ phận bù áp đ đảm bảo dòng chảy liên tục chuỗi cần khoan Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Hình 2.3 Thiết bị bù áp 2.1.2.2 Cơng dụng Trong thiết bị khoan, máy bơm l th ết bị quan trọng đ đảm bảo việc vận chuy n mùn khoan khỏi lỗ khoan, đưa dung dịch xuống đáy, máy bơm áp suất nén đủ lớn t ánh s lắng đọng mùn khoan sập lở thành hạn chế s cố kẹt khoan cụ, góp phần n ng ao suất khoan Hình 2.4 Hố bơm dung dịch khoan Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 Dòng dung dịch tạo a máy bơm l m mùn khoan dung dịch tuần hoàn liên tục lỗ khoan, nhằm th c sau:  L m mát v bô t ơn dụng cụ  Tách mang mùn khoan khỏ đáy lỗ khoan  Ổn định thành giếng khoan  Truy n thông tin từ đáy l n m ệng giếng 2.1.3 Tháp khoan háp khoan sử dụng trường hợp tháp chân, dùng chủ yếu cho khoan tay khoan khảo sát địa chất cơng trình Tháp phận có hình tháp tam giác cụm thiết bị khoan, dùng đ kéo thả cần khoan, ống chống d ng cần khoan Chi u cao tháp khoan phụ thuộc vào chi u dài cần d ng sử dụng Chi u dài cần d ng th chọn theo chi u sâu giếng khoan Hình 2.5 Tháp khoan ba chân Nhóm Trang Thực tập khoan 2015 - 2016 3.2 Phương pháp khoan phương pháp khoan t ong khảo sát địa chất dầu kh áp dụng bao gồm: hoan đập áp, đập cần: theo phương thức phá hủy đất đá chuy n động tịnh tiến đáy hoòng hoan oay: theo phương thức phá hủy đất đá đáy hoòng ong đ , huy n động oay th c thông qua:  Hệ thống bàn xoay  Hệ thống topdrive  ộng đ ện thủy l c - Khoan th kh : theo phương thức làm sạ h đáy g ếng - Khoan thủy động l c họ , họ : theo phương thức truy n lượng đáy - hoan đặc biệt:  Tia thủy l c  Tia lửa đ ện  Tia nhiệt  Nhiệt – hóa học Trong bu i th c tập khoan t v o ng y 09/1/201 , phương pháp khoan áp dụng (1) khoan xoay động thủy l c (2) khoan lấy mẫu với tuần hoàn dung dịch Bằng phương pháp n y, đất đá bị phá hủy dướ tá động chuy n động xoay lưỡi khoan Trong đ lưỡ khoan sử dụng giống vớ khoan thăm dị khống sản đượ lượng chuy n động ho lưỡ khoan, lượng truy n tải từ hệ thống lượng thông qua cần chủ đạo đến choòng khoan Nhiên liệu đ hệ thống lượng hoạt động dầu diesel Bên cạnh đ , dung dị h khoan sử dụng l nước hòa trộn với mùn sét cát giếng khoan với mụ đ h l m sạ h đáy lỗ khoan, vận chuy n mảnh vụn Nhóm Trang 24 Thực tập khoan 2015 - 2016 đất đá tạo trình khoan lên b mặt ũng ung ấp cho ta v thông t n địa chất v cột địa tầng b n lấy mẫu phục vụ cho công tác nghiên cứu, ph n t h v đánh g địa chất, dụng cụ khoan lấy mẫu sử dụng Trong bu i th c tập này, có hai loại chng lấy mẫu sử dụng: (1) chng có chi u dài thân nhỏ sử dụng độ sâu nơng (2) chng có chi u dài thân lớn g úp đảm bảo trục cần khoan định tâm n định trình khoan Cần lưu ý ằng, trình khoan lấy mẫu phả đảm bảo th c t ước công đoạn đ ng P v sau uá t nh khoan oay phá hủy đất đá Nhóm Trang 25 Thực tập khoan 2015 - 2016 3.3 Quy trình khoan 3.3.1 Khoan mở lỗ Sau lắp đặt thiết bị khở động máy khoan, chờ cho n định tiến hành khoan mở lỗ o Sử dụng choòng khoan bi ngắn, đường kính 10cm, chi u dài 50cm lắp vào cần chủ đạo bắt đầu khoan mở lỗ Hình 3.9 Bắt đầu tiến hành khoan mở mỗ o Sau khoan hết ¾ chi u dài cần chủ đạo ( khoảng 3.6m), kéo khoan cụ đưa l n khỏi lỗ khoan, gồm bước: + Gạt cần xa-nh h đ ti thủy l đ l n + Dùng uang t eo đặt dướ đầu a nh h đ kéo hết cẩn chủ đạo lên khỏi lỗ khoan nhờ hệ thống tời khoan Nhóm Trang 26 Thực tập khoan 2015 - 2016 + Dùng vinca: kẹp giữ đầu nối lưỡi khoan ống mẫu cần chủ đạo Việc làm nhằm mụ đ h kh tháo lưỡi khoan ống mẫu khơng bị uống hố khoan Dùng khóa gọng tháo chng khoan khỏi cần chủ đạo Hình 3.10 Dùng vinca giữ cần tháo cần + Ngắt li hợp bánh ăng pittong thủy l c, mở sang b n, sau đ dùng elevator kéo choòng khoan khỏi lỗ khoan Nhóm Trang 27 Thực tập khoan 2015 - 2016 3.3.2 Khoan hiệp đến độ sâu khoan Sau khoan mở lỗ kéo khoan cụ khỏi lỗ khoan, phải tiến h nh đ i sang hoòng khoan b d , đường kính 10cm, chi u dài 220cm Mụ đ h việc sử dụng choòng khoan dài: + G úp định tâm tốt + Giữ cho hệ thống choòng khoan cần khoan n định, rung lắc trình khoan - ho ng khoan b ũng l hoòng khoan lấy mẫu - Tiếp tục khoan hiệp 2m đ lấy mẫu Nhóm th c hiệp khoan 2m đầu t n bướ th c việc tháo lắp cần tương t khoan mở lỗ: + Dùng elevator kéo thả ống lấy mẫu vào hố khoan, dùng vinca kẹp giữ ống miệng lỗ khoan + Tiếp tục dùng elevator kẹp giữ đầu cần khoan v tời kéo lắp vào đầu nối ống lẫy mẫu, (số cần khoan lắp tùy thuộ v o độ sâu hố khoan) sau đ lấy vinca khỏi chuỗi cần khoan thả đến cuối hố khoan, đ đầu nối lại cần khoan vừa nằm trồi miệng cột ống chống + ng l hợp bánh ăng p ttong, đ ng l hợp ôn ma sát đ cần chủ đạo vặn v o đầu cần khoan => bắt đầu hiệp khoan - Công việc khoan, tiếp cần, lấy mẫu v đ ng P th c 2m khoan lặp lạ uá t nh t n - Trong q trình khoan có th nâng, hạ chuỗi cần khoan chooàng khoan (nhờ ti thuỷ l c) thích hợp đ q trình khoan diễn sn Nhóm Trang 28 Thực tập khoan 2015 - 2016 3.4 Quy trình lấy mẫu h khoan đến độ sâu cần thiết đ lấy mẫu, tiến hành lấy mẫu Quy t nh sau: - Dừng q trình khoan xoay hệ thống tuần hồn dung dịch - Gạt cần xa-nh h đ ti thuỷ th c ép chuỗi cần khoan ống lấy mẫu xuống s u đ mẫu đ v o ống lấy mẫu Nếu độ sâu lớn v đất cứng dùng búa đ ng thay ho t thuỷ l c - Khi mẫu v o ống mẫu, tiến hành rút khoan cụ l n bước trên: + Gạt cần xa-nh h đ ti thủy l đ l n + Dùng uang t eo đặt dướ đầu a nh h đ kéo hết cẩn chủ đạo lên khỏi lỗ khoan nhờ hệ thống tời khoan + Dùng vinca (chấu lót cần) kẹp giữ đầu nối cần khoan cần chủ đạo Tiến hành tháo cần khoan cần chủ đạo + Ngắt li hợp bánh ăng pistion thủy l c, mở sang b n, sau đ dùng elevator kéo chuỗi cần khoan khỏi hố khoan + Tiếp tục trình tháo cần nhờ vinca, khoá l hệ thống tời khoan gặp ống lấy mẫu Nhóm Trang 29 Thực tập khoan 2015 - 2016 Hình 3.11 Tháo cần khoan khớp nối cần + Tháo ống lấy mẫu đưa l n mặt đất nhờ hệ thống tời khoan + Nố đầu ống lấy mẫu với ống xả chất lỏng dùng áp l bơm ép đ ép mẫu khỏi ống lấy mẫu Lưu ý phả đ bi vào ống mẫu đ kh bơm ép mẫu áp l nước khơng làm hỏng mẫu khoan Nhóm Trang 30 Thực tập khoan 2015 - 2016 Hình 3.12 Nối ống lấy mẫu với vòi xả áp l đ ép mẫu Hình 3.13 Mẫu ép khỏi ống lấy mẫu - Sau lấy mẫu (mẫu nguyên), tiến h nh đ ng P v lấy mẫu SPT (Sẽ trình bày phần sau) - Mẫu khoan sau kh lấy ra, tiến hành quan sát, nhận ét, sau đ , cho vào ống mẫu nh a, dán băng keo k n lạ , v đầu phải bơi sáp (paraffin vi tinh th Nhóm Trang 31 Thực tập khoan 2015 - 2016 hay dùng, bị ngót nứt) đ giữ độ ẩm t nhiên cho mẫu Phải dán nhãn mẫu lên mẫu đ phân biệt Mẫu phả bảo quản cẩn thận Hình 3.14 Mẫu lấy l n đượ đ vào ống mẫu đ bảo quản Nhóm Trang 32 Thực tập khoan 2015 - 2016 3.5 Thí nghiệm uy n ti u chuẩn PT 3.5.1 T ng uát Thí nghiệm SPT thí nghiệm th c t ường, áp dụng rộng rãi nhi u nước toàn giớ đ định tính chất lý đất đá t ong đ u kiện th c tế t ường Thí nghiệm P tiến hành sau th c thao tác khoan lấy mẫu làm lỗ khoan (2m thí nghiệm lần) Thí nghiệm P bi u diễn bi u đồ hình trụ hố khoan báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình 3.5.2 Thiết bị thí nghiệm PT Bộ ống mẫu dạng h đô :  h u d ống: mm  Buống lấy mẫu: mm  ường k nh t ong : mm  ường k nh ngo : mm H nh Mặt ống mẫu Búa: ọng lượng búa kg ần dẫn búa: ượ dùng đ định hướng ho búa kh n ng v hạ uống Nhóm Trang 33 Thực tập khoan 2015 - 2016 3.5.3 Tr nh tự tiến hành thí nghiệm PT  Lắp đặt th ết bị th ngh ệm  ánh dấu t n ần khoan ba đoạn l n tụ vớ h u d mỗ đoạn l m (t ng h u s u đ ng l m)  Búa nặng kg đượ thả t vớ khoảng h 0mm  ếm số búa đ ng đượ sau kh uy n ngập mỗ h ệp m  ố búa h ệp sau đượ gọ l sứ kháng uy n t u huẩn N-value òn số búa đ ng m đầu t n gọ l khoảng n định vị t ống, loạ bỏ sa số ho lắng đọng mùn đáy hố khoan  Kết thí nghiệm ho phép định N30 số búa đ xuyên vào đất m định giá trị th c N30 phải tiến hành hiệu chỉnh Kết thí nghiệm hiệu chỉnh theo TCXD 226:1999 Đất hạt rời Đất dính Số N ức chịu nén đơn KG/cm2 Trạng thái Số N Độ chặt 30 > 4.00 Cứng Bảng ph n loạ đất theo t ị số uy n t u huẩn P (N) Nhóm Trang 34 Thực tập khoan 2015 - 2016 3.5.4 Điều kiện dừng thí nghiệm PT h ngh ệm P dừng lạ kh t ong đ u k ện sau ảy a:  ng số búa đ ng t ong h ệp > búa  ã đ ng đượ 100 búa  Ống mẫu không dị h huy n kh đ ng 10 búa l n tụ  Ống mẫu uy n đủ m v không v phạm t ong đ u khoản t n 3.5.5 Các nh n tố c thể ảnh hưởng đến kết uả thí nghiệm PT  Lỗ khoan hưa đượ l m sạ h ho n to n, mùn khoan t ong ống mẫu v bị nén kh đ ng mẫu l m tăng số búa  ết ấu t nh n đất đá bị phá hủy áp l t ong lỗ khoan hoặ sử dụng bơm uá mạnh đáng k th bị g ữ ột nướ  Búa không t hoặ không sử dụng ần dẫn búa dụng đầu mũ không t u huẩn dụng ần khoan nặng t u huẩn hoặ ần khoan uá d (kh khoan độ s u lớn)  dụng lỗ khoan đường k nh uá lớn (D > 10cm) 3.5.6 Kết uả thí nghiệm PT độ s u đáy m  H ệp 1: búa  H ệp 2: búa  H ệp : búa ết luận: o Loạ đất: ét lẫn nh u sạn sỏ late te o ứ kháng t u huẩn N o M u sắ : N u đỏ lẫn ám v ng Nhóm o ạng thá : D o ứng o ộ ẩm: Hơ ẩm o ộ hặt: ốp ( ) Trang 35 Thực tập khoan 2015 - 2016 Cột địa tầng C NG TR NH G ĐỊ Đ M NG THỰC TẬP KH NG Hố khoan: H – N HK – ĐẠ HỌC CH KH TPHCM Ng y khoan: 9/1/2015 ộ s u hố: 20m Máy khoan: ao độ: 0.0m (g ả định) Phương pháp khoan: oay Nhóm -2016 -1 Trang 36 Thực tập khoan 2015 - 2016 Kết luận Qua ngày th c tập, sinh viên dầu khí khóa 2013 chúng em khơng ơn lại kiến thức mà ịn trải nghiệm mơ t ường làm việc Một lần xin chân thành cảm ơn hầy Hoàng Trọng Quang Thầy Trần Nguyễn Thiện Tâm tận tình hướng dẫn chúng em suốt ngày th c tập vừa qua Những kinh nghiệm lời dạy Thầy thật s hữu ích sinh viên, làm giàu thêm hành trang kiến thứ đ từ đ s nh viên dầu khí có th vững bướ t n on đường học tập lập nghiệp sau Nhóm Trang 37 Thực tập khoan 2015 - 2016 Tài liệu tham khảo Bài giảng Kỹ Thuật hoan ịa Chất – ThS Trần Nguyễn Thiện Tâm Bài giảng Hướng Dẫn Th c Tập Khoan-Khai Thác – BM Khoan-Khai há , H Bá h hoa TpHCM Khoan Khai Thác Dầu Khí – PG L Phước Hảo Nhóm Trang 38