khoan khai thác dầu khí, thiết bị và dụng cụ khoan

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  Các GEOPET 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) gắn trực tiếp xe tải cỡ lớn dễ dàng di chuyển từ nơi đến nơi khác  Các giàn khoan trung bình sâu thường gắn rơ móc chuyên dụng hoă ăc xe lăn khổng lồ Các thiết bị khoan có thể di chuyển nguyên bô ă ở cự ly ngắn Khi cần di chuyển xa, thiết bị tháo rời 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 giếng sâu siêu sâu  Các bôô phâôn giàn có thể tháo rời thành từng môđun, dễ dàng vâôn chuyển xe tải có rơ-móc chuyên dụng lắp ráp lại 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 thiết bị chống phun lắp dưới sàn khoan (nếu mực nước biển nhỏ 60 m) hoă ăc dưới đáy biển (nếu mực nước biển lớn 60 m)  Đối với mực nước biển dưới 100 m, người ta có thể 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 vùng sông nước nôiă địa, mătă nước yên tĩnh nông (khoảng - m)  Xà lan làm ngâpă nằm trực tiếp lên đáy  Giếng khoan thực hiênă từ sàn xà lan GEOPET 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 đô ăng quay bàn rôto tới choòng khoan hoă ăc nhâ ăn mômen đô ăng đáy trình phá hủy đất đá ở đáy giếng  Cho phép thiết lâ ăp tuần hoàn dung dịch khoan từ bề mă ăt đến đáy giếng ngược lại  Tạo tải trọng cho choòng  Dẫn hướng điều khiển quỹ đạo choòng trình khoan (đă ăc biê ăt khoan định hướng khoan ngang)  Đảm bảo tính ổn định bô ă dụng cụ đáy (BHA) nhằm giảm thiểu sự rung đô ăng lắc lư choòng  Cho phép tiến hành công tác phụ trợ khác doa, mở rô ăng thành giếng, thử vỉa bằng cần, khảo sát giếng, khắc phục sự cố GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 55 CHỨC NĂNG CỦA BỘ KHOAN CỤ Tổ hợp lực tác dụng lên bô ă khoan cụ GEOPET  Lực kéo trọng lượng bản thân bôô khoan cụ  Lực nén tác dụng tải trọng lên choòng  Mômen xoắn tác dụng quay bôô khoan cụ  Mômen uốn  Áp suất dư dung dịch khoan cần  Các tải trọng đôông 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 đầu nối cần  GEOPET Bô ă dụng cụ đáy BHA bao gồm:  Cần khoan năông  Dụng cụ ổn định  Búa thủy lực  Ống giảm xóc  Đầu nối cong (nếu có)  Cần năông  Cần năông không nhiễm từ  Đôông đáy (nếu có)  Đầu nối choòng Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 57 THÀNH PHẦN CỦA BÔô 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 mác thép Phân loại dựa vào mức độ mòn  Cần mới: không mòn (đánh dấu bằng vòng sơn màu trắng)  Cần loại (premium): cần bị mòn đều, chiều dày thành ống lại 85 % (đánh dấu bằng hai vòng sơn màu trắng)  Cần loại 2: cạnh mòn với chiều dày thành ống lại 65%, những phần khác bị mòn với chiều dày thành ống lại 80% (đánh dấu bằng vòng sơn màu vàng)  Cần loại 3: chiều dày thành ống chỉ lại 55% ở cạnh (đánh dấu bằng vòng sơn màu xanh da trời) GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 59 CẦN KHOAN GEOPET  Các cần khoan nối với tạo thành chuỗi cần nhờ đầu nối (tool joint) Đầu nối có loại ren (đầu đực) ren (đầu cái) Đầu nối có chiều dày lớn phần thân cần khoan để tăng đô ă bền mối nối Phần dày gọi phần chồn  Kiểu chồn hỗn hợp IEU: đường kính đầu nối lớn đường kính thân cần khoan đường kính đầu nối thì nhỏ đường kính cần khoan  Kiểu chồn IU: đường kính đầu nối nhỏ đường kính thân cần đường kính đầu nối bằng đường kính cần khoan  Kiểu chồn EU: đường kính đầu nối lớn đường kính thân cần khoan đường kính đầu nối bằng 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 nă ăng cần khoan nhằm tăng đô ă cứng giảm hiê ăn tượng mỏi chênh lê ăch đô ă cứng giữa cần khoan cần nă ăng  Cung cấp tải trọng cho choòng để phá hủy đất đá  Giảm nguy làm hỏng đầu nối khoan qua những đoạn giếng bị gâ ăp  Giảm mômen xoắn kéo chuỗi cần khoan  Giảm nguy kẹt cần chênh áp  Tăng khả chỉnh xiên Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 63 CẦN NĂôNG  Cần ă loại cần khoan đăcă biêt,ă 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 năông thường (nhẵn)  Cần năông xoắn (có rãnh xoắn) Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 64 DỤNG CỤ ỔN ĐỊNH Là mô ăt loại đầu nối đă ăc biê ăt có gắn cánh phá hủy đất đá thân, thường sử dụng nhằm mục đích:  Giảm dao đôông bôô khoan cụ, nâng cao chất lượng thi công giếng nhờ điều khiển tốt thông số định hướng quỹ đạo giếng khoan  Giảm nguy gây sự cố Dựa theo kiểu cánh nguyên lý hoạt đô ăng dụng cụ ổn định, người ta phân biê ăt: cánh quay cánh cố định GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Bộ khoan cụ 65 BÚA ĐÂôP THỦY LỰC (JARS)  Búa đâ ăp thủy lực sử dụng nhằm tạo mô ăt lực giâ ăt hướng lên hoă ăc hướng xuống lớn gấp nhiều lần lực tác dụng để giải phóng bô ă khoan cụ trường hợp bị kẹt  Búa hoạt đô ăng theo nguyên lý học thủy lực hoă ăc 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 bô ă hoă ăc làm giảm bớt những dao đô ăng 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 ... GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Các loại giàn khoan 15 CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHOAN GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  16 CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHOAN Các hệ thống thiết bị giàn khoan. .. thống thiết bị giàn khoan dầu khí chức hệ thống  Các GEOPET 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. .. dụng cho sinh hoạt (Life support system) Thiết bị dụng cụ khoan  Các hệ thống thiết bị giàn khoan 22 HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG GEOPET Thiết bị dụng cụ khoan  Các hệ thống thiết bị giàn khoan