GIAO TRINH 04 05 THIET BI VA DUNG CU KHOAN FILEMINIMIZER

THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN Bài giảng soạn Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí Khoa Kỹ thuật Địa chất Dầu khí Đại học Bách Khoa TP HCM Tel: (08) 8647256 ext 5767 GEOPET NỘI DUNG Các loại giàn khoan Các hệ thống thiết bị giàn khoan Bộ khoan cụ GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  MỤC TIÊU Sau học xong chương này, học viên có kiến thức về:  Các loại giàn khoan phạm vi ứng dụng chúng  Các hệ thống thiết bị giàn khoan dầu khí chức hệ thống  GEOPET Các thành phần khoan cụ Thiết bị dụng cụ khoan  CÁC LOẠI GIÀN KHOAN GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  CÁC LOẠI GIÀN KHOAN   Giàn khoan chia thành hai loại:  Giàn khoan đất liền  Giàn khoan biển Ngoài ra, giàn khoan phân loại theo:  Chiều sâu khoan được: nhẹ, trung bình, sâu siêu sâu • Thiết bị khoan nhẹ: dưới 650 mã lực, khoan tối đa 2000 m • Thiết bị khoan trung bình: 650 - 1300 mã lực, khoan tối đa 4000 m • Thiết bị khoan sâu: 1300 - 2000 mã lực, khoan tối đa 7000 m • Thiết bị khoan siêu sâu: khoảng 3000 mã lực, khoan tối đa 9000 m GEOPET  Tải trọng nâng: công suất tời khoan  Tính động: cố định, tự hành, bán tự hành Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan GIÀN KHOAN TRÊN ĐẤT LIỀN  Các giàn khoan nhẹ (khoan tối đa 2000m) được gắn trực tiếp xe tải cỡ lớn dễ dàng di chuyển từ nơi này đến nơi khác  Các giàn khoan trung bình sâu thường gắn rơ móc chuyên dụng hoặc xe lăn khổng lồ Các thiết bị khoan này di chuyển nguyên bộ ở cự ly ngắn Khi cần di chuyển xa, thiết bị được tháo rời từng phần GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan GIÀN KHOAN TRÊN ĐẤT LIỀN  Giàn khoan cố định:  Được sử dụng để khoan các giếng sâu và siêu sâu  Các bộ phận chính giàn có thể được tháo rời thành từng môđun, dễ dàng vận chuyển các xe tải có rơ-móc chuyên dụng và được lắp ráp lại tại khoan trường GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN  Ở biển, tùy thuộc độ sâu mực nước mà người ta sử dụng loại giàn khoan khác nhau:   Xà lan khoan (badge)  Giàn tự nâng (jack-up)  Giàn bán tiềm thủy (semi-submersible)  Tàu khoan (drill-ship) Trên giàn khoan biển di động, thiết bị đầu giếng và thiết bị chống phun lắp dưới sàn khoan (nếu mực nước biển nhỏ 60 m) hoặc dưới đáy biển (nếu mực nước biển lớn 60 m)  Đối với mực nước biển 100 m, người ta dùng giàn khoan biển cố định GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN DI ĐỘNG Xà lan khoan 0–5m GEOPET Giàn tự nâng 20 – 120 m Thiết bị dụng cụ khoan Giàn bán tiềm thủy 60 – 1200 m  Tàu khoan 30 – 2800 m XÀ LAN KHOAN  Xà lan có đáy bằng, sử dụng tại các vùng sông nước nội địa, mặt nước yên tĩnh và nông (khoảng - m) GEOPET  Xà lan được làm ngập và nằm trực tiếp lên đáy  Giếng khoan được thực hiện từ sàn xà lan Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan 10 BỘ KHOAN CỤ GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  54 CHỨC NĂNG CỦA BỘ KHOAN CỤ  Truyền chuyển động quay của bàn rôto tới choòng khoan hoặc nhận mômen của động đáy quá trình phá hủy đất đá ở đáy giếng  Cho phép thiết lập tuần hoàn dung dịch khoan từ bề mặt đến đáy giếng và ngược lại  Tạo tải trọng cho choòng  Dẫn hướng và điều khiển quỹ đạo của choòng quá trình khoan (đặc biệt khoan định hướng và khoan ngang)  Đảm bảo tính ổn định của bộ dụng cụ đáy (BHA) nhằm giảm thiểu sự rung động và lắc lư của choòng  Cho phép tiến hành các công tác phụ trợ khác doa, mở rộng thành giếng, thử vỉa bằng cần, khảo sát giếng, khắc phục các sự cố GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 55 CHỨC NĂNG CỦA BỘ KHOAN CỤ Tổ hợp lực tác dụng lên bộ khoan cụ GEOPET  Lực kéo trọng lượng bản thân của bộ khoan cụ  Lực nén tác dụng của tải trọng lên choòng  Mômen xoắn tác dụng quay của bộ khoan cụ  Mômen uốn  Áp suất dư của dung dịch khoan và ngoài cần  Các tải trọng động Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 56 THÀNH PHẦN CỦA BỘ KHOAN CỤ  Chuỗi cần khoan (drillpipe): gồm cần đơn nối trực tiếp với bằng chính các đầu nối cần  GEOPET Bộ dụng cụ đáy BHA bao gồm:  Cần khoan nặng  Dụng cụ ổn định  Búa thủy lực  Ống giảm xóc  Đầu nối cong (nếu có)  Cần nặng  Cần nặng không nhiễm từ  Động đáy (nếu có)  Đầu nối choòng Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 57 THÀNH PHẦN CỦA BỘ KHOAN CỤ GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 58 CẦN KHOAN  Chú ý đường kính ngoài, đường kính trong, trọng lượng danh định và mác thép Phân loại dựa vào mức độ mòn  Cần mới: không mòn (đánh dấu vòng sơn màu trắng)  Cần loại (premium): cần bị mòn đều, chiều dày thành ống lại 85 % (đánh dấu hai vòng sơn màu trắng)  Cần loại 2: cạnh mòn với chiều dày thành ống lại 65%, phần khác bị mòn với chiều dày thành ống lại 80% (đánh dấu vòng sơn màu vàng)  Cần loại 3: chiều dày thành ống lại 55% cạnh (đánh dấu vòng sơn màu xanh da trời) GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 59 CẦN KHOAN GEOPET  Các cần khoan được nối với tạo thành chuỗi cần nhờ các đầu nối (tool joint) Đầu nối có loại ren ngoài (đầu đực) và ren (đầu cái) Đầu nối có chiều dày lớn phần thân cần khoan để tăng độ bền của mối nối Phần dày này gọi là phần chồn  Kiểu chồn hỗn hợp IEU: đường kính đầu nối lớn đường kính thân cần khoan đường kính đầu nối nhỏ đường kính cần khoan  Kiểu chồn IU: đường kính đầu nối nhỏ đường kính thân cần đường kính đầu nối đường kính cần khoan  Kiểu chồn EU: đường kính đầu nối lớn đường kính thân cần khoan đường kính đầu nối đường kính cần khoan Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 60 CẦN KHOAN GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 61 CẦN KHOAN GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 62 CẦN KHOAN THÀNH DÀY GEOPET  Chuyển tiếp giữa cần nặng và cần khoan nhằm tăng độ cứng và giảm hiện tượng mỏi chênh lệch độ cứng giữa cần khoan và cần nặng  Cung cấp tải trọng cho choòng để phá hủy đất đá  Giảm nguy làm hỏng các đầu nối khoan qua những đoạn giếng bị gập  Giảm mômen xoắn và kéo chuỗi cần khoan  Giảm nguy kẹt cần chênh áp  Tăng khả chỉnh xiên Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 63 CẦN NẶNG  Cần nặng là loại cần khoan đặc biệt, cung cấp tải trọng trực tiếp cho choòng để phá hủy đất đá ở đáy giếng khoan Hai dạng hình học chủ yếu: GEOPET  Cần nặng thường (nhẵn)  Cần nặng xoắn (có rãnh xoắn) Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 64 DỤNG CỤ ỔN ĐỊNH Là một loại đầu nối đặc biệt có gắn các cánh phá hủy đất đá thân, thường được sử dụng nhằm mục đích:  Giảm dao động bộ khoan cụ, nâng cao chất lượng thi công giếng nhờ điều khiển tốt các thông số định hướng của quỹ đạo giếng khoan  Giảm nguy gây sự cố Dựa theo kiểu cánh và nguyên lý hoạt động của dụng cụ ổn định, người ta phân biệt: cánh quay cánh cố định GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 65 BÚA ĐẬP THỦY LỰC (JARS)  Búa đập thủy lực được sử dụng nhằm tạo một lực giật hướng lên hoặc hướng xuống lớn gấp nhiều lần lực tác dụng để giải phóng bộ khoan cụ trường hợp bị kẹt  Búa hoạt động theo nguyên lý học thủy lực hoặc phối hợp giữa học - thủy lực GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 66 ỐNG GIẢM XÓC (SHOCK SUB)  Ống giảm xóc lắp phía choòng khoan nhằm mục đích hấp thụ toàn bộ hoặc làm giảm bớt những dao động dọc trục choòng gây khoan đá cứng  Thành phần ống giảm xóc lò xo thép cứng đệm cao su GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 67 KẾT THÚC ... Thiết bi khoan trung bi nh: 650 - 1300 mã lực, khoan tối đa 4000 m • Thiết bi khoan sâu: 1300 - 2000 mã lực, khoan tối đa 7000 m • Thiết bi khoan siêu sâu: khoảng 3000 mã lực, khoan. .. giàn khoan khác nhau:   Xà lan khoan (badge)  Giàn tự nâng (jack-up)  Giàn bán tiềm thủy (semi-submersible)  Tàu khoan (drill-ship) Trên giàn khoan bi n di động, thiết bi đầu giếng va ... chuyển các xe tải có rơ-móc chuyên dụng va được lắp ráp lại tại khoan trường GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BI N  Ở bi n, tùy thuộc độ sâu mực