Báo cáo tìm hiểu công nghệ khoan khai thác dầu khí

- Khoan lấy mẫu: Chỉ một phần đất đá ở thành lỗ khoan bị phá huỷ thànhmùn theo hình vành khăn, còn lõi đá ở giữa được lấy lên nguyên dạng bằng ốngmẫu gọi là mẫu lõi để nghiên cứu cấu trú

Table of Contents

1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ

1.1.1 Tổng quan

Trong ngành công nghiệp dầu khí công tác khoan giếng là một trong nhữngkhâu rất quan trọng không thể thiếu, thông qua giếng khoan để tiến hành việc tìmkiếm thăm dò và khai thác sản phẩm và làm nhiều công tác nghiên cứu tiếp theo

Giếng khoan được xem là một công trình hình trụ được thi công trong vỏ tráiđất có chiều sâu lớn gấp nhiều lần đường kính của nó

Để tạo thành giếng khoan hiện nay hầu như chỉ còn được thực hiện bằngphương pháp khoan xoay có rửa Để phá huỷ đất đá tạo thành lỗ khoan người ta sửdụng choòng khoan Căn cứ vào đặc điểm phá huỷ của choòng trên đáy mà thângiếng khoan được tạo thành bằng 2 kiểu sau:

- Khoan phá toàn đáy: Toàn bộ bề mặt đáy được phá huỷ thành mùn khoan

và được đưa lên mặt bởi dòng tuần hoàn (chủ yếu là chất lỏng) được bơm xuốngđáy từ trên mặt

- Khoan lấy mẫu: Chỉ một phần đất đá ở thành lỗ khoan bị phá huỷ thànhmùn theo hình vành khăn, còn lõi đá ở giữa được lấy lên nguyên dạng (bằng ốngmẫu) gọi là mẫu lõi để nghiên cứu cấu trúc địa chất, tính chất cơ lý và thành phầnthạch học v.v

Căn cứ vào công dụng của giếng khoan trong công nghiệp dầu khí người tachia giếng khoan thành 5 loại chính như sau:

1, Giếng khoang tìm kiến cấu tạo: Để nghiên cứu kiến tạo, địa tầng, thạchhọc cũng như độ chứa sản phẩm của một tầng nào đó

2, Gếng khoan chuẩn: Để nghiên cứu điều kiện địa chất và phương hướngtìm kiếm dầu khí ở những vùng chưa được nghiên cứu kỹ

3, Giếng khoan thăm dò: Để nghiên cứu tầng sản phẩm cũng như giá trị côngnghiệp của chúng Để khoanh giới hạn tầng dầu, khí, nước ở các vỉa khai thác

4, Giếng khoan khai thác: Dùng để lấy sản phẩm dầu khí lên

5 Giếng bơm ép: Được dùng để bơm nước, khí hoặc không khí nhằm duy trì

áp lực vỉa với mục đích kéo dài thời gian khai thác tự phun

+ Các phương pháp khoan trong khoan dầu khí:

Trước đây (khoảng củaối thế kỷ XIX) tồn tại hai phương pháp khoan đó làkhoan đập (chủ yếu là đập cáp) và khoan xoay Chiều sâu kỷ lục của phương phápkhoan đập đạt được năm 1918 tại bang Techzat Mỹ là 2250m Phương pháp khoanđập bên cạnh những ưu điểm cũng bộc lộ nhiều hạn chế không thể khắc phục được,trong đó chủ yếu bị hạn chế bởi chiều sâu giếng khoan do cấu trúc quá phức tạpcho nên đã phải nhường chỗ cho phương pháp khoan xoay có rửa Ngày nay donhững ưu việt vốn có, phương pháp khoan đập vẫn được sử dụng để thi công cácgiếng khoan khai thác nước, thăm dò sa khoáng hoặc các giếng khoan phục vụcông tác nổ mìn Ngay cả ở Việt Nam đã, đang và sẽ còn được sử dụng

Như đã nói ở trên trong công tác khoan các giếng khoan thăm dò và khaithác dầu khí duy nhất chỉ tồn tại phương pháp khoan xoay

Trong phương pháp khoan xoay, căn cứ vào vị trí đặt động cơ lại chia ra 2loại chính là:

- Phương pháp khoan Roto (hoặc đầu quay di động): Có động cơ đặt trênmặt đất và truyền chuyển động quay cho choòng khoan thông qua cột cần khoan

- Phương pháp khoan bằng động cơ chìm (chủ yếu là động cơ tuabin hoặcđộng cơ trục vit): Động cơ đặt ngầm trong lỗ khoan bên trên choòng khoan

+ Các quá trình chính của công tác khoan bao gồm:

- Công tác xây lắp và chuẩn bị mọi mặt cho công tác thi công

- Công tác khoan thuần tuý Choòng trực tiếp phá huỷ đất đá ở đáy và tuầnhoàn dung dịch Đây là thao tác cơ bản tạo ra giếng khoan nhưng nó lại cần ítngười tham gia nhất Chỉ có kíp trưởng khoan trực tiếp điều khiển thông qua tời,bàn quay Roto và dẫn động bộ dụng cụ phá huỷ nhờ cột cần khoan và cần chủ đạo

- Tiếp cần khoan: Khi khoan hết chiều dài làm việc của cần chủ đạo ta cầnphải nối dài thêm bộ khoan cụ bằng cách gắn thêm đoạn cần khác (có chiều dài ≤chiều dài làm việc của cần chủ đạo) dưới cần chủ đạo và được lắp vào cột cầnkhoan phía dưới Cứ như thế việc tiếp cần được lặp đi lặp lại sau mỗi lần khoan hếtchiều dài làm việc của cần vuông

- Công tác kéo thả: Khi choòng khoan đã mòn cần thay choòng mới hay khi

đã đạt tới chiều sâu dự kiến, bộ dụng cụ khoan cần được kéo lên để thay choòngmới hay hạ cột ống chống

- Công tác chống ống: Hạ xuống giếng cột ống chống đã được tính toántrước và tiến hành trám xi măng theo thiết kế được duyệt

- Công tác lắp đặt đầu ống chống (đầu giếng): Khi thả cột ống chống vàtrám xi măng xong, bước tiếp theo là lắp đặt các thiết bị giá treo đầu ống chống vàlàm kín ở phần mút phía trên của nó giữa các cột ống chống (trừ ống bảo vệ khôngđược liên kết) Các thao tác này được thực hiện bằng tay đối với các đầu giếng ởtrên mặt đất Các thiết bị này cũng cho phép lắp đặt các đối áp và các đường ống

cao áp, trong đó có đường dập giếng và đường xả Sau khi lắp đặt cần kiểm tra độ

an toàn của giá treo ống, đối áp và áp suất làm việc của đầu ống chống

- Công tác hoàn thiện giếng khoan: Đây là công đoạn cuối cùng (sau khi đãthả cột ống chống khai thác) gồm có công việc thả vào giếng các thiết bị cần thiếttheo thiết kế như Pake, ống khai thác, van an toàn v.v thông giếng với tầng sảnphẩm bằng bắn vỉa, thông tầng bằng các phương pháp xử lý axit, vỡ vỉa bằngphương pháp thuỷ lực v.v Sau đó là bàn giao giếng khoan cho các công ty khaithác quản lý

Bước tiếp theo là thu dọn khoan trường và chuyển đến địa điểm mới

Sơ đồ 1 loại thiết bị khoan dầu khí (thiết bị khoan xoay).

1.1.2 Choòng khoan

Choòng khoan là loại dụng cụ phá huỷ đất đá tạo thành lỗ khoan

a. Phương pháp phân loại choòng khoan:

Do đặc điểm cơ lý của đất đá và sự đa dạng của phương pháp khoan cũngnhư yêu cầu về kỹ thuật địa chất, kỹ thuật thi công nên choòng khoan được chế tạotheo nhiều kiểu khác nhau về cấu trúc và nguyên lý phá huỷ Chính vì vậy công tácphân loại choòng cũng được thực hiện theo các quan điểm khác nhau:

+ Căn cứ vào cấu tạo, choòng được chia ra:

- Choòng cánh dẹt

- Choòng chóp xoay

- Choòng kim cương

+ Căn cứ vào công dụng, choòng được chia ra:

- Choòng phá mẫu

- Choòng lấy mẫu

- Choòng có công dụng đặc biệt (choòng mở lỗ, choòng bậc, choòngdoa rộng, choòng để khoan định hướng, )

+ Căn cứ vào cấu tạo lỗ thoát nước, choòng được chia ra:

- Choòng có nước chảy đều

- Choòng có vòi phun thuỷ lực

+ Căn cứ vào tính chất cơ lý của đất đá, choòng được chia ra:

- Phần lắp nối là phần nối giữa choòng khoan và phần dưới của cột cần,truyền năng lượng trực tiếp cho phần hoạt động Phần lắp nối được tiện ren (tronghoặc ngoài)

- Phần hoạt động: Là phần trực tiếp tác dụng lên bề mặt đáy Đất đá bị pháhuỷ bởi các răng dạng nêm lưỡi cắt, răng hợp kim cứng định hình hoặc hạt kimcương và chúng được bố trí theo các mặt tiếp xúc với đáy và thành lỗ khoan nhằmtạo thành lỗ khoan có hình dạng và đường kính nhất định

- Hệ thống dẫn dung dịch: Được bố trí ở các khoảng trống giữa các chânchoòng với các vòi dẫn dung dịch xuống đáy nhằm làm sạch đáy và làm mátchoòng.

Căn cứ vào vận tốc dòng dung dịch qua khỏi vòi phun (vj) ta chia ra 2 loại:

Choòng có hệ thống rửa thường nếu vj < 70m/sChoòng có vòi phun thuỷ lực nếu vj≥ 70 ÷ 130m/s

b Các loại choòng khoan trong khoan dầu khí

 Choòng cánh dẹt:

a b.

a Choòng 2 cánh; b Choòng 3 cánh

Hình 1 Choòng cánh dẹt

+ Phạm vi sử dụng: Choòng cánh làm việc theo nguyên lý cắt - vỡ, thường

được dùng trong đất đá mềm hoặc dẻo Không được sử dụng trong khoan tuabin vì

mô men phá huỷ lớn

+ Các loại choòng cánh và cấu tạo:

Căn cứ vào số cánh mà choòng được phân ra các loại choòng 2 cánh, 3 cánh

và 4 cánh

Phía trên cùng tiện ren để nối với cần khoan Mặt trước và mặt bên đều đượcgắn hợp kim để tăng độ cứng của choòng Lỗ thoát nước hướng chất lỏng từ cộtcần khoan chảy trực tiếp lên đáy được bố trí ở khoảng cách 2/3 bán kính tính từtâm choòng khoan Sự bố trí vòi phun đảm bảo lệch dòng chất lỏng về phía trước

lưỡi cắt chút ít nhằm đảm bảo làm sạch đáy và làm mát tốt nhất Tốc độ khoan sẽtốt lên nếu tạo cho vòi phun đạt tốc độ ≥ 70 ÷130m/s

+ Vật liệu chế tạo choòng:

Choòng cánh được chế tạo từ thép có kết cấu hàm lượng các bon trung bình.Thân và cánh được sản xuất theo kiểu rèn hoặc dập: Thân bằng thép các bon khônghợp kim Hàm lượng Cacbon từ 0,35 ÷ 0,4% Cánh choòng bằng thép hợp kim vớiCrom, Silic, Măngan Thông thường khi chế tạo, cánh được hàn vào thân choòng,cũng có khi được rèn liền khối với thân Cánh choòng được trám hợp kim Rêlit đểtăng khả năng chống mòn

 Choòng kim cương:

+ Phạm vi sử dụng: Làm việc theo nguyên lý cắt - vỡ, dùng trong đất đá có

độ cứng từ trung bình đến rất cứng, trong các loại đất đá như sa thạch, đôlômít, đávôi và các loại đá mà hiệu suất khoan của choòng chóp xoay đạt thấp Dùng được

H ình 2

cho tất cả các phương pháp khoan Tuy nhiên khoan bằng động cơ đáy phù hợpnhất vì đạt được vận tốc quay cao

+ Cấu trúc và sự phân loại choòng kim cương:

Thông thường cấu trúc của 1 choòng kim cương gồm có các phần chính như:đầu nối ren để nối với cần khoan, lõi thép và khuôn đấu

Trên bề mặt khuôn đấu có gắn các hạt kim cương (xem hình vẽ) Trong đókhuôn đấu là bộ phận quan trọng nhất nó phải có hệ số dãn nở nhiệt và độ mài mòngần giống với kim cương để tránh hiện tượng bong tróc các hạt kim cương khỏikhuôn đấu Và cuối cùng là bộ phận dẫn dung dịch được bố trí thích hợp giữa các

bề mặt đáy được gắn kim cương theo những hình dạng khác nhau

Căn cứ vào cách gắn các hạt kim cương và kích thước các hạt kim cương màngười ta phân ra 3 loại chính:

- Choòng kim cương 1 lớp (khoan trong đá đồng nhất)

- Choòng kim cương nhiều lớp (khoan trong đá nứt nẻ)

- Choòng kim cương thấm nhiễm (khoan trong đá nứt nẻ)

Ngoài ra người ta còn có cách phân loại như: Choòng kim cương được gắnlưỡi cắt là kim cương tự nhiên, loại choòng có lưỡi cắt PDC hay kim cương đa tinhthể và cuối cùng là lưỡi cắt TSP hay kim cương đa tinh thể bền nhiệt (Độ chịunhiệt của PDC ≤ 8000C, loại TSP có độ ổn định nhiệt tốt hơn)

+ Tính chất của kim cương:

Là khoáng vật cứng nhất trong tự nhiên (cấp Xii), nhiệt độ nóng chảy là

36500C Kim cương bị grafit hoá ở 14500C Đơn vị đo khối lượng của kim cương

là Cara (1 cara = 0,2053 g) Kích thước các hạt kim cương được gắn vào choòngthay đổi từ 2-12 hạt/cara

Đặc điểm của kim cương là rất cứng nhưng dòn, không chịu được va đập vànhiệt độ đáy cao Kim cương được dùng để chế tạo choòng kim cương thường làkim cương nhân tạo vì giá thành rẻ hơn kim cương tự nhiên

+ Sử dụng choòng kim cương:

Việc có quyết định chọn và sử dụng choòng kim cương hay không phải căn

cứ vào nhiều yếu tố, trong đó yếu tố giá thành là rất quan trọng Những trường hợpsau đây sẽ là căn cứ để có thể sử dụng choòng kim cương thay cho choòng chópxoay:

- Khi tuổi thọ chóp xoay quá ngắn do mòn các ổ lăn, răng hoặc gãy răng

- Khi tốc độ khoan quá nhỏ (≤1,5m/h), do tỷ trọng của dung dịch khoan lớnhoặc do thiếu công suất thuỷ lực của thiết bị khoan

- Khi φgk ≤ 6” mà tuổi thọ của choòng chóp xoay bị hạn chế

- Khi độ nghiêng tăng lên trong khoan định hướng hoặc tải trọng lên choòng

bị hạn chế

- Trong khoan tuabin có số vòng quay lớn và đất đá phù hợp sẽ hiệu quả hơn

so với khoan Roto

Tuy nhiên trong đá rắn chắc và nứt nẻ, các loại đá chứa đá lửa hoặc pirit sẽkhông phù hợp với choòng kim cương

Nếu sử dụng hợp lý 1 choòng kim cương có thể thay thế được tới 15 choòngchóp xoay

Trước khi bắt đầu khoan bằng choòng kim cương cần phải doa thân lỗkhoan, lấy hết các mảnh vụn đất đá và kim loại lên khỏi đáy Vì thế trước khikhoan kim cương trong 2 hay 3 hiệp khoan bằng choòng chóp xoay cuối cùng, cầnphải thả ống mùn để lấy hết các vụn kim loại và đá ống mùn được lắp trên choòngtrong khoan Roto và trên tuabin trong khoan tuabin Trong trường hợp cần doa lỗkhoan và bơm rửa thêm cần phải khoan hiệp khoan đặc biệt có sử dụng ống mùn

3 5

4

 Choòng chóp xoay:

+ Phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm của choòng chóp xoay:

Trong công tác khoan dầu khí choòng chóp xoay được sử dụng rộng rãi nhấtchiếm tỷ lệ trên 90% Dùng được trong mọi loại đất đá có độ cứng và tính chấtkhác nhau

Choòng chóp xoay có những ưu điểm nổi bật là:

- Diện tích tiếp xúc với đáy nhỏ nhưng độ dài của mép làm việc lại lớn vìvậy hiệu suất phá đá cao

- Các chóp xoay lăn trên đáy nên ít bị mài mòn hơn choòng cánh

- Mômen quay choòng nhỏ

Tuy nhiên nhược điểm là thời gian làm việc của ổ tựa chóp xoay thườngngắn, các răng choòng kém cứng vững, nhất là những choòng có đường kính nhỏ

Hiện người ta chế tạo các loại choòng 1, 2, 3, 4 chóp, riêng loại 3 chóp xoay

là phổ biến nhất

+ Cấu tạo của choòng 3 chóp xoay:

1- Ren nối

2- Thân choòng3- Chân choòng4- Lỗ thoát nước5- Chóp xoay

1.1.3 Thiết bị khoan và các công trình trên mặt

Để tiến hành thi công một giếng khoan cần phải có một tổ hợp thiết bị vàcác công trình phục vụ trên mặt Sự phân loại thiết bị khoan thường người ta căn

cứ vào khả năng khoan sâu tối đa:

a.Các thiết bị nâng thả

Các thiết bị phục vụ công tác nâng thả bao gồm có tháp, tời, cáp, hệ thống palăng v.v

b.Tháp khoan:

 Đặc điểm chung của tháp:

- Tháp khoan được đặc trưng bởi chiều cao, sức chịu tải, kích thướcsàn làm việc dưới đất và sàn làm việc trên cao Vật liệu chế tạo tháp là thép chuyêndùng

- Trong tháp có bố trí hệ thống palăng, chỗ dựng cần khoan và đặt mộtphần thiết bị khoan, thiết bị điều khiển, che chắn cho công nhân làm việc

- Thông thường tải trọng làm việc càng lớn thì tháp có chiều cao càngtăng, cho phép kéo thả được cần dựng dài, giảm được thời gian nâng thả Tuy vậytháp càng cao cũng có những điều bất lợi vì cần dựng dài quá dễ bị uốn cong khidựng thẳng đứng do trọng lượng bản thân, ren zamốc đầu cần đặt trên giá đỡ dễ bịbiến dạng Hơn thế nữa còn tăng vốn đầu tư, tăng giá thành xây lắp

Thực tế người ta chế tạo tháp theo các chiều cao tiêu chuẩn như sau:

- Tháp cao 28 m cho các giếng sâu 1200 ÷ 1300 m

- Tháp cao 41 ÷ 42 cho các giếng sâu 1300 ÷ 3500 m

- Tháp cao 53 m cho các giếng sâu > 3500 m

 Phân loại tháp khoan:

+ Tháp 4 chân: Tháp 4 chân gồm nhiều tầng ghép lại với nhau và có

thể tháo rời ra được Thân tháp làm bằng cần khoan hoặc thép định hình Đai thépcũng được làm bằng cần khoan nhưng nhỏ và mỏng hơn Các đoạn chân tháp, đai

tháp, thanh giằng được nối với nhau bằng các ốp tháp bắt bu lông Khi tháp làmviệc cần thiết phải có giây chằng tháp để chống lật.

Chính vì thế hiện nay hầu như không còn được sử dụng cho thiết bị khoan ởtrên đất liền mà hay được sử dụng ở các thiết bị khoan biển di động có mặt bằnglắp ráp tháp theo chiều ngang hạn chế hoặc được sử dụng ở dàn nhẹ phục vụ chocông tác khai thác và sửa chữa giếng

Hình 14: Các loại tháp 4 chân

Ưu điểm của tháp 4 chân là rất

ổn định, chắc chắn khi làm việc Tuy nhiên cũng có những nhược điểm cơ bản là sản làm việc dưới đất chật hẹp,

bị vướng Việc dựng và hạ tháp khó khăn tốn kém và nguy hiểm vì phải lắp ráp ở trên cao

Qmax = Q (1 - ) K.

Tháp chữ A gồm 2 cột, đầu trên được liên kết với nhau

còn đầu dưới được bắt vào gối tựa kiểu bản lề Khoảng cách

giữa các gối tựa phải đảm bảo cho tháp đứng vững

Tháp chữ A có ưu điểm nổi bật là làm việc với tảitrọng lớn nhưng trọng lượng bản thân nhỏ (hiệu suất làm việc

cao hơn) so với tháp 4 chân Sàn làm việc dưới mặt đất rộng

và thoáng hơn Cho phép lắp đặt tháp theo chiều ngang rồi

dựng tháp bằng cáp tời và kích thuỷ lực nên việc dựng hạ tháp

nhanh, thuận tiện và dễ vận chuyển Tuy nhiên độ ổn định của

tháp chữ A nhỏ hơn tháp 4 chân Để tăng độ ổn định cho tháp

khi làm việc cần phải có ít nhất 4 dây chằng tháp Hiện nay do

tính ưu việt của tháp chữ A nên nó được sử dụng rất rộng rãi

cho các thiết bị khoan, nhất là những thiết bị khoan trên đất

liền

Trong đó : Q - Trọng lượng của bộ khoan cụ hoặc ống chống tác dụng lênmóc nâng trong điều kiện không khí.

K- hệ số kẹt mút (k = 1,3)

γ1,γ - Trọng lượng riêng của dung dịch và của thépNgoài ra còn căn cứ vào chiều sâu giếng khoan được thi công để chọnchiều cao của tháp (liên quan đến chiều dài cần dựng), kích thước sàn làm việc trênmặt và trên cao

c.Tời khoan

 Công dụng.

Tời khoan dùng để kéo thả cột cần khoan, ống chống tháo vặn cần,treo cột cần khi khoan Trong một số trường hợp tới khoan còn dùng để truyềnđộng cho Roto Tời còn được dùng để di chuyển các vật nặng phục vụ cho công tácdựng hạ tháp và công tác phụ trợ khác

 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tời khoan:

Tời khoan gồm 1 khung bằng kim loại trên đó có lắp các ổ bi đỡ cáctrục của tời Một tời khoan được cấu tạo bởi nhiều trục (3 đến 4 trục) và trên đó cólắp các thành phần khác nhau như các bánh răng xích, phanh hãm cơ khí, phanhthuỷ lực, tời phụ, các khớp nối vv

Trong quá trình làm việc vì tải trọng ở móc nâng thay đổi theo thờigian với một giá trị rất lớn, còn động cơ của thiết bị chạy với công suất định mứcvới số vòng quay gần như không đổi Vì vậy để sử dụng động cơ một cách hợp lýtới khoan phải được chế tạo có nhiều tốc độ khác nhau Để khi tải trọng ở mócnâng nhỏ thì vận tốc ở móc nâng lớn và ngược lại Tức là thay đổi tốc độ cuốn cáp

ở tang tời

5

3

1 2

6

8

9 11

10 7

 Hệ thống phanh của tời

Bộ hãm thuỷ động lắp trên trục nâng để điều chỉnh tốc độ thả dụng cụ

và hỗ trợ cho phanh chính (phanh cơ khí)

Do khả năng phanh của hệ thống băng (đai hãm) về động lực học làkhông đủ khi phải hạ vào giếng khoan một tải trọng rất lớn vì thế trong mọi thiếtkhoan cần phải lắp thêm thiết bị phanh phụ Ngoài phanh thuỷ lực còn có thể lắpphanh điện từ Đặc điểm của phanh thuỷ lực là hoạt động rất hiệu quả, độ tin cậycao, ít phải bảo dưỡng nhưng có nhược điểm cơ bản là hãm được ít ở tốc độ thấp

và rất khó hiệu chỉnh Chính vì vậy nó chỉ được lắp trong các thiết bị khoan có tảitrọng làm việc trên 50 tấn

+ Cấu tạo và nguyên lý làm việc

1:Thành bộ hãm 6: cánh Roto2:cánh stato 7,8:đường thoát nước

Khi thả cột cần hay ống chống Do tải trọng cột cần và ống lớn nên vận tốcthả cũng lớn vì thế phanh thuỷ động sẽ hỗ trợ cho phanh chính Các cánh congRoto (6) hướng về phía ngược với cánh cong Stato(2) và phải bố trí sao cho khikéo lên các cánh Roto không chịu lực cản của chất lỏng mà cánh Stato hướng vào.Ngược lại khi thả xuống thì cánh Roto sẽ phải chịu một mô men phản do chất lỏngtạo nên Tuỳ theo vận tốc thả (trọng lượng cần ống) người ta thay đổi mực chấtlỏng trong bình (11) bằng các khoá nước (10) Trong khi phanh làm việc, chuyểnđộng của Roto quay sẽ biến thành nhiệt và nước trong bộ hãm sẽ nhanh chóng bịhâm nóng lên Nước sẽ được làm nguội trong bình làm mát có tuần hoàn kín giữa

bộ hãm và bình

* Phanh điện từ (phanh phụ)

Để khắc phục những hạn chế của phanh thuỷ động thì ở thiết bị khoannặng người ta sử dụng phanh điện từ Cấu tạo của phanh điện từ gồm có 1 Roto vàmột bộ phận cố định cung cấp từ trường có thể điều chỉnh bằng cơ cấu điều khiển.Rôto (Gắn vào trục nâng) cắt các đường sức của từ trường Lực điện từ cảm ứngtrong Roto sẽ chống lại chuyển động quay Dòng xoáy (Dòng phu cô) sinh ra trong

Hình18: Bộ hãm thuỷ động

Roto làm toả nhiệt do hiệu ứng phun và nhiệt lượng này được tản ra nhờ hệ thốngnước tuần hoàn làm mát Giá trị của mô men phanh có quan hệ với cường độ của

từ trường được tạo ra trong các cuộn dây Vì thế loại phanh này được sử dụng rấtlinh hoạt

 Hệ thống palăng.

+ Chức năng của hệ thống palăng và các đặc điểm của chúng:

Hệ thống palăng biến chuyển động quay của tang tời thành chuyểnđộng tịnh tiến lên xuống của móc nâng và làm giảm tải cho dây cáp

Tuỳ theo tải trọng nâng thả và số nhánh dây cáp, hệ thống pa lăngđược phân ra làm nhiều cỡ

Với tải trọng 50 ÷ 75 tấn sử dụng vỡ 2 x 3 hoặc 3 x 4 Với tải trọng 100 ÷ 130 tấn sử dụng cỡ 4 x 5 hay 5 x 6 hoặc 6 x 7 Trong ký hiệu trên: chữ số đầu chỉ số con lăn trên bộ ròng rọc động, chữ số thứ hai sau dấu (x) chỉ số con lăn trên bộ ròng rọc cố định

Dây cáp được mắc vào các con lăn của hệ thống Ròng rọc tĩnh và động theo một trình tự nhất định Một đầu cáp được giữ cố định (thường ở 1 chân của tháp sao cho kíp trưởng dễ quan sát khi làm việc) gọi là đầu cáp chết còn một đầu mắc vào tời khoan gọi là cáp tời hay là đầu cáp cuốn

1.1.4 Cột cần khoan

a Chức năng

Là khâu nối giữa dụng cụ đáy và thiết bị trên mặt, thực hiện các nhiệm vụ:

- Truyền chuyển động quay cho choòng trong khoan Roto hoặc đầu quay di động

- Dẫn nước rửa cho động cơ tuabin làm việc trong khoan tuabin

4 cạnh 6 cạnh

- Dẫn nước rửa làm sạch mùn, làm mát dụng cụ đáy trong quá trình tuầnhoàn

- Truyền tải trọng cho choòng, kéo thả dụng cụ khoan

- Thực hiện các công tác phụ trợ khác như thử vỉa, cứu chữa sự cố

Cần chủ đạo thường có các đường kính quy ước: 65; 80; 112; 140; 155 (mm)

Chiều dài cần chủ đạo thường cỡ 12÷14m; (40÷54ft)

Đầu cần có thể được chồn dày hoặc không chồn dày Loại không chồn dày ítđược sử dụng vì đầu ren của cần yếu.người ta sản xuất hàng loạt các cần chủ đạođồng bộ với perekhốt trên và dưới của nó.

 Cần khoan:

Đây là bộ phận chính của cột cần, thực chất đó là loại ống thép được chồndày ở 2 đầu để tăng độ bền của ren nối Tuỳ theo cấu tạo của đầu chồn mà người tachia ra 3 loại cần đó là:

- Đầu cần chồn dày về phía trong và tiện ren bước ngắn (h.a)

- Đầu cần chồn dày về phía ngoài và tiện ren bước ngắm (h.b)

- Đầu cần chồn dày về cả hai phía trong và ngoài có tiện ren bước ngắn (h.c)

- Ngoài ra còn dùng cần hàn (với za mốc) - là loại đầu nối hiện đại

Cần khoan được đặc trưng bởi chiều dài và đường kính của chúng

Cần khoan được chế tạo chủ yếu theo 6 cấp đường kính sau:

* Được dùng rộng rãi trong khoan dầu ở Mỹ

Các cỡ chiều dài chia ra 3 loại:

Loại 1: 18 ÷ 22 ft (5,486 ÷ 6,71m)

Loại 2: 27 ÷ 30ft (8,229 ÷ 9,144m)

Loại 3: 38 ÷ 45ft (11,582 ÷ 13,716m)

Thép cần khoan là thép hợp kim có độ bền cao

1 Ren tam giác

2 Phần đầu cần được chôn dày

Có 3 loại za mốc được chế tạo cho cần khoan:

- Loại za mốc có lỗ mở thường (dz<d’t)

- Loại za mốc có lỗ mở rộng (dz ≈d’t)

- Loại za mốc có lỗ mở tăng cường (dz>d’t) cần chồn dày bên ngoài

Za mốc có lỗ mở thường có đường kính bên trong của za mốc đực nhỏ hơnđường kính bên trong của phần chồn dày

Hai loại za mốc có lỗ mở thường và za mốc có lỗ mở rộng được lắp vào loạicần khoan có đầu cần chồn dày bên trong

Đường kính định mức của za mốc không tương ứng với đường kính ngoài zamốc mà tương ứng với đường kính định mức của cần lắp za mốc đó

Ngoài ra cần khoan và đầu nối còn có các loại sau

- Cần khoan được nối với các chi tiết za mốc bằng hàn (cần hàn)

- Cần khoan được chồn dày và nối với nhau qua đầu nối mupta

 Đầu nối chuyển tiếp:

Là đầu nối giữa những chi tiết có đường kính khác nhau với nhau

Đầu nối chuyển tiếp được phân thành 2 nhóm:

+ Nhóm đầu nối chuyển tiếp của cần chủ đạo

Đầu nối chuyển tiếp phía trên của cần chủ đạo được nối với đầu thuỷ lực

là đầu nối ren trái để tránh tháo trong quá trình khoan

Đầu nối phía dưới của cần chủ đạo với cần khoan là đầu nối ren phải

+ Nhóm đầu nối chuyển tiếp trung gian để nối các phần trong cột cầnkhoan như giữa cần khoan và cần nặng, giữa cần nặng có đường kính khácnhau với nhau, giữa cần nặng và choòng v.v

Cần chồn dày bên trong

 Định tâm cần khoan:

- Công dụng: Ngăn ngừa sự cong lệch giếng khoan khi thi công

Nhờ tiếp xúc với thành giếng khoan ở 3 điểm nên bộ định tâm đảm bảo sựđồng trục giữa cột cần khoan và giếng khoan đặc biệt trong khoan tuabin

Có nhiều loại định tâm khác nhau phụ thuộc vào độ cứng đất đá ởthành giếng khoan

Ví dụ định tâm trên được sử dụng phổ biến hơn cả Trên thân có 3 rãnh phân

bố cách nhau 1200 Trên mỗi rãnh có lắp hai bánh răng hình trụ, hai đầu định tâm

có ren để nối với đầu nối chuyển tiếp của cột cần khoan nhằm giảm tối đa lực masát với thành giếng khoan

Nhiều trường hợp người ta lắp trên tuabin hai bộ định tâm, xen giữa 2 bộđịnh tâm là một đoạn cần nặng

- Cấu tạo:

Hình các loại định tâm

 Vật liệu chế tạo các chi tiết của cần khoan.

Là thép hợp kim với thành phần cácbon trung bình Mọi chi tiết của cầnkhoan đều được gia công nhiệt luyện để tăng cơ tính Gần đây người ta đã chế tạocác cần khoan nhẹ bằng hợp kim đặc biệt Cần khoan nhẹ dùng trong khoan Roto

và tuabin là hợp kim nhôm hai đầu được chồn dày vào phía trong Da mốc cũngđược cấu tạo nhẹ Cần khoan bằng hợp kim nhôm có những ưu điểm sau:

- Trọng lượng cột cần nhỏ nên khoan được chiều sâu lớn với cùng thiết bị

- Thời gian nâng thả nhanh, tiêu thụ năng lượng giảm, vận chuyển và bảoquản nhẹ nhàng hơn

Nhược điểm:

- Giá thành cao

- Đặc tính bền giảm đi khi nhiệt độ đáy tăng trên 1100C

- Mài mòn nhanh do ma sát với thành giếng khoan vì vậy cần hợp kim nhômchỉ được dùng rộng rãi trong khoan tuabin vì cột cần không quay

 Chịu tải của cột cần khoan trong quá trình làm việc

Trong quá trình làm việc tải trọng tác dụng lên cột cần khoan rất đa dạngkhác nhau về đặc tính và giá trị Chịu cả tải trọng động lẫn tải trọng tĩnh bao gồm:Kéo, nén, uốn, xoắn, lực ma sát, quán tính và các dao động Đặc tính của các lựctác dụng lên cột cần khoan luôn luôn thay đổi và phụ thuộc vào chiều dài của cộtcần khoan ở gần đáy các lực luôn biến đổi, khi càng gần miệng tải trọng càng ổnđịnh dần Nói tóm lại đặc điểm của sự làm việc của cột cần khoan là sự mất ổnđịnh dưới tác dụng của các lực ngang lực chiều trục, lực xoắn Trục của cột cầnkhoan trong trường hợp chung có hình xoắn trong không gian Độ dài các bước

xoắn thay đổi theo chiều sâu giếng khoan Chiều dài bước xoắn nhỏ nhất ở điểmtrung hoà và tăng dần lên miệng giếng khoan

2 HOÀN THIỆN GIẾNG KHOAN

2.1 Chống ống

Khi khoan các giếng khoan dầu khí cần thiết phải tiến hành công tác chốngống và trám xi măng Với mục đích:

- Giữ cho thành lỗ khoan không bị sập lở

- Cách ly giữa các vỉa dầu và khí với nhau cũng như cách ly các tầng chứanước v.v

Điều đó đảm bảo cho dầu khí chảy từ vỉa vào giếng nâng lên miệng không bịhao hụt Người ta cách ly các vỉa bằng một loại ống đặc biệt gọi là ống chống (làloại ống thép có chất lượng cao) Nếu chỉ sử dụng ống chống thì chưa cách ly đượcvỉa nên người ta phải lấp đầy khoảng không gian ngoài ống chống bằng dung dịch

xi măng nhờ có những thiết bị bơm trám đặc biệt Quá trình đó được gọi là quátrình bơm trám xi măng giếng khoan

a. Chống ống giếng khoan:

Chống ống là công tác gia cố giếng khoan bằng cách đưa vào giếng nhữngcột ống chống được tạo thành bằng những ống kim loại nối với nhau bằng ren hoặchàn

Ở mỗi giếng khoan có thể chống từ 1 đến 2 cột ống, cũng có thể phải chốngnhiều hơn, đến 4 hoặc 5 cột ống, tuỳ thuộc vào mục đích, chiều sâu và điều kiệnđịa tầng của mỗi giếng

b. Cấu trúc giếng khoan

Giếng khoan dầu khí được coi như một công trình xây dựng cơ bản, thi côngtheo một đề án được duyệt Yếu tố xuất phát cơ bản để lập thiết kế kỹ thuật là chọnlựa và xây dựng cấu trúc của giếng khoan

Cấu trúc giếng khoan được tạo thành bởi một số cột ống chống có đườngkính và chiều dài khác nhau thả lồng vào nhau trong lỗ khoan, kết hợp với những

cỡ choòng khoan tương ứng dùng để khoan

Vậy cấu trúc của giếng khoan bao gồm:

- Cấu trúc của các cột ống chống (số lượng loại, chiều sâu thả, đường kính)

- Choòng khoan sử dụng (loại choòng, đường kính)

- Khoảng trám xi măng (chiều cao trám kể từ đế ống chống HC

c. Sơ đồ chống ống tổng quát:

Sơ đồ chống ống một lỗ khoan bao gồm:

= Sơ đồ ống chống đơn giản=

1 ống định hướng ; 2 ống dẫn hướng ;

3 ống trung gian (hay gọi là ống kỹ thuật) ; 4 ống chống khai thác

+ Ống định hướng:

Có tác dụng định hướng ban đầu cho lỗ khoan, ngăn cản sự sập lở của đất

đá và sự ô nhiễm của dung dịch khoan đối với tầng nước trên mặt Tạo kênh dẫn cho dung dịch chảy vào máng Bảo vệ không cho dung dịch xới sập nền khoan và móng thiết bị Đường kính thông thường từ 500 ÷600 mm, nhô cao hơn mặt đất khoảng 1,5÷2m Phương pháp thi công: Được đưa vào giếng khoanqua một cái hố hình chữ nhật sau đó đổ bê tông khoảng không ngoài ống và thành hố đã đào Được thực hiện đối với những ống có chiều sâu nhỏ (4÷6m) Đối với những ống có chiều sâu thả lớn hơn đến 30m thì có thể dùng búa máy

để đóng hoặc có thể khoan rồi thả xuống Chiều sâu phụ thuộc vào chiều dày

tầng phủ Nếu khoan ngoài biển thì ống bảo vệ cũng chính là ống chống đầu tiên đóng vai trò là ống chống cách nước.

+ Ống dẫn hướng:

Có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên không bị sập lở, bảo vệ cáctầng nước trên mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan Đóng vai trò 1 trụ rỗngtrên đó có lắp các thiết bị miệng giếng như: Đầu ống chống, thiết bị chống phun,treo toàn bộ các cốt ống chống tiếp theo và một phần thiết bị khai thác

Cột ống dẫn hướng chịu toàn bộ trong lượng nén của các cột ống chống tiếptheo do vậy nó phải được trám xi măng toàn bộ chiều dài và phần nhô lên mặt phải

đủ bền

Đây là cột ống đầu tiên nhất thiết phải có Chiều sâu thả thông thường từ

70÷400m Cũng có thể tới 800÷1000m tuỳ theo điều kiện địa chất và chiều sâu giếng khoan

+ Cột ống khai thác:

Cột ống khai thác là cột ống chống cuối cùng được thả xuống lỗ khoan Cộtống chống này tạo thành kênh dẫn để lấy dầu và khí lên và để bảo vệ các thiết bịkhai thác như bơm sâu, ống ép khí Ngoài ra ống chống này còn cho phép kiểmtra áp suất, thực hiện công tác tăng cường dòng sản phẩm như nổ thuỷ lực, xử lývỉa bằng axit, bơm ép vỉa Chỉ không được thả khi biết chắc là giếng không có sảnphẩm

+ Cột ống chống trung gian:

Cột ống chống này còn được gọi là ống chống kỹ thuật và được thả do yêucầu của điều kiện địa chất Công tác khoan không thể tếp tục tiến hành nếu không

có nó

Cột ống chống này được thả xuống để đóng các tầng nham thạch có thể gây

ra những khó khăn phức tạp trong quá trình khoan (Sập lở thành, bó hẹp thành lỗkhoan, mất dung dịch ) và cho phép khoan đến tầng sản phẩm thiết kế Do đó cộtống chống này có thể không cần hoặc cần với số lượng 1 - 2 ống cũng có khi nhiềuhơn

+ Ống chống lửng (ngầm).

Đặc điểm cột ống chống lửng có độ dài tương đối ngắn, chúng được thả vớichiều dài từ đáy lỗ khoan cho đến độ cao từ 50÷100m ở bên trong cột ống chốngtrước đó Chúng đảm nhiệm chức năng của cột ống chống trung gian hoặc ốngchống khai thác Cột ống chống lửng được đưa vào giếng khoan nhờ cột cần khoan

và được treo vào cột ống chống trước đó nhờ một đầu nối đặc biệt hay dựa vào nótuỳ theo chiều dài của cột ống chống lửng Trong trường hợp cột ống chống lửngđảm nhiệm chức năng của cột ống chống khai thác, cột ống này cũng có thể đượckhoan lỗ từ trên mặt đất rồi mới thả xuống Trong trường hợp cột ống chống phíatrên đó không chịu được áp suất bên trong thì cột ống chống lửng sau khi trám ximăng được kéo dài lên trên mặt đất

Ưu điểm của cột ống chống lửng là tiết kiệm được ống, công tác thả ốngnhanh hơn (Do chiều dài ngắn hơn)

Nếu giếng khoan: ngoài ống định hướng và dẫn hướng chỉ còn lại ống chốngkhai thác thì gọi là giếng khoan có cấu trúc 1 cột ống Nếu thêm cột ống trung gianthì gọi là cấu trúc 2 cột ống Nếu nhiều ống trung gian thì gọi là cấu trúc nhiều cộtống

Cấu trúc một cột ống có lợi cả về kinh tế và kỹ thuật Tuy nhiên cấu trúc củagiếng lại phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau: Mục đích yêu cầu của giếngkhoan, chiều sâu, đường kính ống khai thác, địa chất v.v

d. Các yếu tố xác định cấu trúc giếng khoan

Các yếu tố xác định cấu trúc giếng khoan gồm có: địa chất, kỹ thuật, côngnghệ và kinh tế

 Yếu tố địa chất

Tài liệu chính phải dựa vào đó để chọn cấu trúc giếng khoan là mặt cắt địachất, cột địa tầng dự kiến và các đặc điểm khoan trong vùng đó Ngoài ra cần phảibiết vị trí các tầng nham thạch sẽ khoan qua, áp suất và các chất lưu chứa trong đó,những tầng có thể gây khó khăn phức tạp trong thi công Điều kiện địa chất đượcxem là yếu tố cơ bản nhất để xác định cấu trúc các cột ống chống (số lượng cột ốngchống, chiều sâu thả, chiều cao trám xi măng ) Cột ống chống có nhiệm vụ đóngcác tầng nham thạch có thể gây ra những khó khăn phức tạp trong quá tình khoan

Trước khi quyết định thả một cột ống chống cần phải phân tích tất cả các khả năng kỹ thuật, qui trình công nghệ, nhất là biện pháp xử lý bằng dung dịch khoan để thực hiện khoan không có cột ống đó Nếu không giải quyết được mớithả ống chống

Bên cạnh việc phân tích tính chất cơ lý, độ ổn định của đất đá thành lỗ khoanngười ta còn phải quan tâm tới áp lực của vỉa (PV) và áp suất rạn nứt vỉa (Pn) đểchọn dung dịch khoan phù hợp không gây ra hiện tượng sập lở thành, gây phunhoặc mất nước rửa Có nghĩa là đảm bảo bất đẳng thức sau:

PV ≤ Pth < Pn (1)Suy ra: γd = (2)

Trong đó: H - Chiều sâu giếng ;

γd Trọng lượng riêng dung dịch

PV ,Pth , Pn - áp suất vỉa, áp suất thuỷ tinh, áp suất gây nứt rạn vỉa

a c b

Khi chọn cấu trúc chúng ta cũng phải dựa vào biểu đồ γV, γd và γn

Từ biểu thức trên ta có thể lựa chọn: γV ≤ γd < γn

Xây dựng biểu đồ γV, γd , và γn theo chiều sâu lỗ khoan (hình vẽ 2)

Đường (a) biểu thị : γV ; Đường (b) biểu thị : γn ;

Đường (c) biểu thị : γd

= Quan hệ giữa cấu trúc và áp suất vỉa, áp suất nứt vỉa =

Như vậy γ1 chỉ khoan đến chiều sâu 2000m phải dừng để chống cột ốngtrung gian, trám xi măng rồi khoan tiếp từ 2000m đến 4000m với dung dịch có γ2

dò được tiến hành trên các vùng chưa được nghiên cứu kỹ thì vấn đề quan trọngnhất là cấu trúc phải bảo đảm thực hiện thành công giếng khoan đó Vì thế nóichung phải chấp nhận một cấu trúc rộng Tức là cấu trúc mà cho phép chúng tathêm vào một cột ống chống trong trường hợp cần thiết vẫn không thay đổi đường kínhcột ống chống khai thác.

e. Xác định chiều cao trám xi măng (HC)

 Đối tượng các giếng khai thác khí:

Công tác trám xi măng được thực hiện trên toàn bộ chiều dài đối với tất cảcác cột ống chống được thả với mục đính đảm bảo an toàn cho quá trình khai thác

 Đối với các giếng khai thác dầu:

- Cột ống dẫn hướng bắt buộc phải trám xi măng toàn bộ chiều dài cột ống

- Các cột ống còn lại, chiều cao trám xi măng tuỳ thuộc vào điều kiện địachất và kỹ thuật.

+ Xét theo điều kiện địa chất:

- Cột ống trung gian được trám từ đáy cho đến hết chiều cao của vùng có thểgây ra những phức tạp trong khi thi công khoan

- Cột ống khai thác sẽ được trám từ dưới tới trên đáy của cột ống chốngtrung gian trước đó một khoảng ít nhất 50÷60m

+ Xét theo điều kiện kỹ thuật:

Nếu chúng ta xem cột ống chống có chiều dài là H và chiều cao trám ximăng là HC (từ đáy lên) thì chiều dài của đoạn ống chống không được trám là H -

HC Ta coi đoạn (H - HC) Không được trám xi măng là một thanh dầm chịu lực cóngàm ở hai đầu Đầu trên được cố định bởi đầu ống chống, đầu dưới cố định vàovành đá xi măng Nó sẽ bị các lực sau đây tác dụng ( Hình vẽ 4)

- Trọng lượng chính bản thân chúng

- Lực do thay đổi áp suất bên trong Fat

- Lực do thay đổi nhiệt độ bên trong ống Fn

Vậy chiều cao trám xi măng được xác định với điều kiện cột ống chốngđược giữ ở trạng thái kéo ở vùng không trám xi măng và phải luôn luôn ở dưới tảitrọng cho phép ở mối nối ren

∆Pt = 150÷200 KG/cm2(thay đổi áp suất trong ống)

δtb - Bề dày trung bình của cột ống (δtb = )

D - Đường kính ống chống

FCf - ứng lực cho phép làm tuột hoặc đứt mối nối của đoạn ống thứ hai từ trên xuống

Qtb - Trọng lượng trung bình 1m ống

f. Xác định tải trọng treo cột ống chống ở dầu ống chống (Đầu bít)

Đối với cột ống chống chỉ trám xi măng ở một đoạn còn phần khôngtrám xi măng phải được giữa ở trạng thái treo (kéo căng) Bởi vì nếu cột ống đượcgiữa ở trạng thái nén sẽ gây ra 2 tác hại sau đây:

- Giảm độ kín ở mối nối ren

- Cột ống sẽ bị uốn và sẽ bị cà mòn do quá trình kéo thả lặp đi lặp lạicủa cột cần và ống ép khi bên trong nó

Do vậy trước khi treo cột ống chống vào đầu bít ta phải kéo căng cột ốngchống với tải trọng kéo =T Lực kéo được tính như sau (xem hình vẽ 5)

Sau khi kiểm tra độ ô van và kiểm tra bằng dưỡng người ta xếp ốngtheo thứ tự sẽ thả xuống lỗ khoan Các ống được đánh số thức tự và đo chiều dàitừng ống bằng thước thép cuộn Kết quả đo được ghi vào sổ theo dõi đồng thời ghibằng phấn lên ống Ren của ống và múp ta được đánh sạch bằng chổi cứng, rửabằng dầu hoả và kiểm tra bằng Calip Sau khi chuẩn bị ren xong cần được lắp cácđầu bảo vệ để tránh biến dạng

Trong một số trường hợp, đối với các lỗ khoan sâu các ống chống, cầnphải được thử rò (ép thử) với áp suất bên trong tương ứng với yêu cầu kỹ thuật.Cùng với các ống chống người ta vận chuyển đến khoan trường các bộ phận: Chân

đế, ống chân đế, đầu định hướng van ngược, vòng từng, vòng định tâm v.v Chân

đế và ống chân đế được vặn và hàn vào đoạn ống đầu tiên Đầu định hướng đượcvặn và hàn vào chân đế để tránh tự tháo; Van ngược được thử rò với áp suất theoyêu cầu thiết kế trước khi lắp

 Chuẩn bị tháp và thiết bị khoan

Trước khi thả ống phải kiểm tra cẩn thận tình trạng của tháp và thiết bịkhoan Các thiếu sót hư hỏng phải được khắc phục kịp thời Kiểm tra độ thẳngđứng của tháp khoan Độ căng của các dây chằng Chú ý đến các xà nằm dưới bànroto nếu phát hiện thấy bị uốn cong cần phải lót thêm các xà gồ để đỡ Khi kiểmtra tời khoan và thiết bị dẫn động cần chú ý tới độ vững chắc của các mối liên kếtgiữa chúng và nền móng Chú ý tới sự ăn khớp của các then và phanh tời, đĩa xíchv.v Để ngăn ngừa các hiện tượng phức tạp đối với hệ thống palăng cần kiểm trađường kính dây cáp tời đang sử dụng và khả năng chống ống bằng cáp đó Kiểmtra cẩn thận hệ thống ròng rọc động, tĩnh, tình trạng móc nâng và đồng hồ đo trọnglượng

Khi kiểm tra động cơ, cần xác định tình trạng và khả năng làm việccủa chúng trong điều kiện làm việc nặng nề của công tác thả ống chống và bơm ép

xi măng với áp suất cao

 Chuẩn bị lỗ khoan trước và trong khi chống ống

Cần tiến hành doa rộng các đoạn lỗ khoan bị bó hẹp, cho thêm dầu mỏhoặc các chất bôi trơn khác, vào dung dịch nhằm làm giảm độ dính của vỏ sét.Trong thời gian rửa lỗ khoan trước khi thả ống cần phải kiểm tra cẩn thận cácthông số của dung dịch và điều chỉnh cho đến mức đạt yêu cầu Tốc độ đi lên củadung dịch phải đạt đến 1m/s đối với các loại choòng N0 8” ÷ 12” và ít nhất cũngphải 0,6 m/s đối với các loại choòng lớn hơn

Trong thời gian chuẩn bị lỗ khoan đồng thời phải kiểm tra, chuẩn bịcác dụng cụ cần thiết: 3 êlêvatơ còn tốt, 3 khoá bản lề có kích thước phù hợp, cácchấu chèn dự trữ, các bộ quang treo, khoá tròn vạn năng, cáp kéo v.v Mọi côngtác chuẩn bị cho thả ống đều được tiến hành trong thời gian doa rộng và bơm rửa

lỗ khoan

 Thả ống chống xuống lỗ khoan

Công tác thả ống cần được tổ chức chu đáo sao cho mỗi thành viênthực hiện đúng nhiệm vụ của mình Để tránh xảy ra các trường hợp rủi ro cần thuxếp gọn gàng nơi làm việc Mọi công việc thả ống chống đều được tiến hành dưới

sự chỉ đạo của người tổ trưởng Tổ trưởng chịu trách nhiệm điều hành công việcthả ống theo đề án kỹ thuật vạch ra

Khi tổ chức làm việc, mỗi kíp tách ra một người chịu trách nhiệmkiểm tra lại ống chống bằng dưỡng và theo dõi thả ống theo đúng thứ tự đã định.Cần xiết chặt thêm các múp ta do nhà máy đã vặn Để đảm bảo độ kín của các mốinối ren, người ta sử dụng các hỗn hợp đặc biệt bôi vào các đầu ren Riêng các lỗkhoan khí không được bôi grafit, hồng đơn và các chất trắng (kẽm oxit)

Để tránh sự nới ren mupta của các ống định hướng và trung gan,người ta phải xiết chặt ren của 5 ÷ 10 ống đầu tiên bằng khoá máy rối hàn đính lại

Để tránh sự bóp méo khi thả ống có lắp van ngược, cứ thả xuống 100 ÷ 200mngười ta lại đổ thêm dung dịch vào bên trong ống

Trong quá trình thả ống, cần thường xuyên kiểm tra chất lượng dungdịch bị đẩy lên đặc biệt là thống số tỷ trọng và độ nhớt Trong trường hợp thấy xuấthiện khí ở dung dịch thì phải lắp đầu bơm trám lên mupta trên cùng của ống chống

và bơm ép dung dịch mới xuống để thay thế dung dịch đã nhiễm khí Trong thờigian thả ống cũng đồng thời tiến hành rửa lỗ khoan ở những đoạn mà đề án đã vạch

ra Thời gian bơm rửa không quá một chu kỳ tuần hoàn, thêm vào đó, điều kiệnchính để ngừng bơm rửa là chất lượng dung dịch phải đạt yêu cầu: Độ nhớt và tỷtrọng không đổi, áp suất bơm rửa giảm xuống bằng sức kháng thuỷ lực khi tuầnhoàn

2.2 Dung dịch khoan dầu khí

2.2.1 Chức năng của dung dịch khoan

 Rửa sạch đáy lỗ khoan và vận chuyển mùn khoan

Đi đôi với quá trình phá hủy đá là quá trình giải phóng mùn khoan ở đáygiếng, làm sạch đáy tạo điều kiện tiếp xúc phá hủy liên tục đất đá, làm vận tốckhoan tăng lên, tránh sự cố phức tạp: kẹt bộ khoan cụ, giảm tốc độ cơ học…

Quá trình làm sạch đáy và vận chuyển mùn khoan phụ thuộc vào: