Đồ án tốt nghiệp: Thiết bị chống phun trào dầu khí lắp đặt tại giếng THC – 08,Tiền Hải – Thái Bình

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất LỜI NÓI ĐẦU PHẦN TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH KHOAN THĂM DỊ - KHAI THÁC DẦU KHÍ Ở VIỆT NAM SỰ PHUN TRÀO DẦU KHÍ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG PHUN TRÀO CHƯƠNG TÌNH HÌNH KHOAN THĂM DỊ – KHAI THÁC DẦU KHÍ Ở VIỆT NAM SỰ PHUN TRÀO DẦU KHÍ 1.1 Tình hình khoan thăm dị – khai thác dầu khí Việt Nam 1.2 Phun trào dầu khí 1.2.1 Hiện tượng phun trào dầu khí 1.2.2 Nguyên nhân 1.2.3 Các dấu hiệu dự báo 10 1.2.4 Hậu phun trào dầu khí 12 1.2.5 Các biện pháp ngăn ngừa tượng phun trào dầu khí 13 CHƯƠNG THIẾT BỊ CHỐNG PHUN TRÀO 15 2.1 Một số loại van 15 2.1.1 Van an toàn sâu (van cản) (Checkguard valve drop in valve) 15 2.1.2 Van cần chủ lực (Kelly valve) 16 2.1.3 Van van nắp (the float valve and flapper) 18 2.1.4 Van an toàn chiều (non return safety valve Gray valve) 19 2.1.5 Van cửa (Gate valve) 19 2.1.6 Van an toàn tự động (fail safe valve) 20 2.2 Thiết bị kiểm tra kiểm soát dung dịch 21 2.2.1 Bể đo thể tích (Pit Volume Measurement) 21 2.2.2 Thiết bị đo dòng chảy 22 2.2.3 Thùng chứa dự trữ (Trip tank) 22 2.2.4 Bình tách khí khỏi dung dịch (Mud Gas Separator) 24 2.2.5 Thiết bị khử khí (Degassers) 25 2.2.6 Cụm phân dòng (Choke manifold) 26 2.3 Cụm đối áp 29 2.4 Đường xả dập giếng (Choke and kill line) 30 SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2.4.1 Đường xả (Choke line) 31 2.4.2 Đường dập giếng (Kill line) 33 2.5 Hệ thống hướng dòng (Diverter system) 33 PHẦN THIẾT BỊ ĐỐI ÁP 37 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐỐI ÁP 37 1.1 Chức đối áp 37 1.2 Phân loại 37 1.3 Lắp đặt thiết bị đối áp 38 1.4 Đối áp vạn 43 1.5 Đối áp ngàm 46 1.5.1 Đối áp ôm cần ( pipe ram) 47 1.5.2 Đối áp chặn giếng khoan (blind ram 47 1.5.3 Đối áp cắt cần (shear ram) 47 1.5.4 Đối áp ôm cần vạn (multi – rams) 47 1.6 Đối áp quay (rotaring BOPs) 48 CHƯƠNG THIẾT BỊ ĐỐI ÁP LẮP ĐẶT TẠI GIẾNG KHOAN THC – 08 Ở TIỀN HẢI – THÁI BÌNH (CHẾ TẠO BỞI CƠNG TY THIẾT BỊ DẦU KHÍ SANDONG JINZHOU) 51 2.1 Thông số giếng khoan 51 2.2 Đối áp vạn 53 2.2.1 Nguyên tắc làm việc đặc điểm kết cấu đối áp vạn với packer hình cầu 55 2.2.2 Nguyên tắc làm việc đặc điểm kết cấu đối áp vạn với packer dạng nêm 59 2.2.3 Vận hành ý 63 2.2.4 Bảo dưỡng 64 2.2.5 Sự sai hỏng khắc phục 74 2.2.6 Lắp đặt 75 2.3 Đối áp ngàm 75 2.3.1 Nguyên tắc vận hành đóng mở 76 SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 2.3.2 Nguyên tắc bịt kín 76 2.3.3 Đặc điểm cấu tạo 77 2.3.4 Đặc điểm cấu tạo phần 79 2.3.5 Hệ thống khóa ngàm tay 85 2.3.6 Hệ thống cửa phụ bịt kín 86 2.3.7 Thiết bị khóa thủy lực tự động 86 2.3.8 Cấu tạo bịt kín trục ngàm hệ thống bịt kín thứ hai trục ngàm 89 2.3.9 Lắp đặt vận hành 92 2.3.10 Thay ngàm thiết bị đóng ngàm 94 2.3.11 Sửa chữa thay xi lanh dầu 94 CHƯƠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỤM THIẾT BỊ ĐỐI ÁP 98 3.1 Hệ thống điều khiển cụm đối áp bề mặt 98 3.1.1 Bộ tích áp (Accumulator unit module) 100 3.1.2 Hệ thống bơm khơng khí (Air pump assembly) 102 3.1.3 Hệ thống bơm điện (Electric pump assembly) 102 3.1.4 Bảng điều khiển 103 3.2 Hệ thống điều khiển FKQ 640-6 cụm BOP bề mặt sử dụng giếng THC-08 Thái Bình 105 3.2.1 Giới thiệu chung 105 3.2.2 Thơng số kỹ thuật 109 3.2.3 Cấu trúc đặc điểm 109 3.2.4 Nguyên lý làm việc vận hành 112 3.2.5 Lắp đặt chạy thử 116 3.2.6 Vận hành, bảo dưỡng bôi trơn 120 3.2.7 Các cố cách khắc phục 122 3.3 Một số phận hệ thống điều khiển cụm đối áp 123 3.3.1 Bộ điều áp YTK - 02 123 3.3.2 Van xoay ngả - vị trí 34ZS21-25 125 3.3.3 Van xả tràn JYS21 – 25 127 3.3.4 Máy bơm trục khuỷu QB21-60/QB21-80 131 CHƯƠNG SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH CỦA XI LANH ĐIỀU KHIỂN ĐỐI ÁP NGÀM LẮP ĐẶT TẠI GIẾNG THC-08 135 TIỀN HẢI – THÁI BÌNH 135 4.1 Các công thức thường sử dụng để tính tốn xi lanh thủy lực 135 4.1.1 Diện tích A, lực F, áp suất p 135 4.1.2 Quan hệ lưu lượng Q, vận tốc v, diện tích A 136 4.1.3 Tính tốn đường kính 137 4.2 Tính tốn đường kính xi lanh thủy lực đối áp ngàm lắp đặt giếng THC - 08 138 4.2.1 Tính đường kính xi lanh 138 4.2.2 Tính nắp xi lanh 141 KẾT LUẬN 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH TRANG Hình 1.1.1 Một số mỏ dầu khí Việt Nam Hình 1.1.2 Thùng chứa dự trữ tuần hoàn liên tục Hình 1.1.3 Áp suất xung động hiệu ứng piston Hình 1.1.4 Mất tuần hồn dung dịch dẫn tới “Kích” Hình 1.1.5 Áp suất bình thường áp suất dị thường Hình 1.1.6 Nổ giàn khoan Montara phun trào 13 Hình 1.2.1 Van treo 16 Hình 1.2.2 Van cần chủ lực 17 Hình 1.2.3 Van van flapper 18 10 Hình 1.2.4 Van Gray 19 12 Hình 1.2.5 Van cửa vận hành áp lực kiểu 20 “HCR” 13 Hình 1.2.6 Van kiểu “F” van an tồn tự động 21 14 Hình 1.2.7 Hệ thống dịng chảy bùn khoan 22 15 Hình 1.2.8 Thùng dự trữ cung cấp theo kiểu bơm 23 16 Hình 1.2.9 Bình tách khí khỏi dung dịch 25 17 Hình 1.2.10 Thiết bị khử khí 26 18 Hình 1.2.11 Cụm phân phối dịng áp làm 27 việc 5000 psi – l ắp đặt bề mặt 19 Hình 1.2.12 Cụm phân phối dòng áp suất làm việc 10000 psi 15000 psi – lắp đặt bề 28 mặt 20 Hình 1.2.13 Sơ đồ cụm phân dịng 29 21 Hình 1.2.14 Hệ thống kiểm soát giếng (cụm BOP 30 cụm phân dịng) 22 Hình 1.2.15 Đường xả dập giếng 31 23 Hình 1.2.16 Đường xả 32 24 Hình 1.2.17 Đường xả với đường tuần hoàn ngược 32 SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 25 Hình 1.2.18 Đường dập giếng 33 26 Hình 1.2.19 Hệ thống hướng dòng lắp đặt bề mặt 34 27 Hình 1.2.20 Hệ thống hướng dịng lắp đặt giàn 35 28 Hình 2.1.1 Lắp đối áp với đường phân dịng 39 29 Hình 2.1.2 Lắp đối áp với đường phân dòng 39 30 Hình 2.1.3 Lắp đối áp với đường phân dịng 40 31 Hình 2.1.4 Lắp đối áp với đường phân dịng 40 32 Hình 2.1.5 Hoạt động cụm đối áp 41 33 Hình 2.1.6 Kiểm sốt giếng trường hợp phun 42 trào 34 Hình 2.1.7 Đối áp vạn 43 35 Hình 2.1.8 Sơ đồ đối áp vạn 45 36 Hình 2.1.9 Đối áp ngàm 46 37 Hình 2.1.10 Sơ đồ đối áp ngàm 48 38 Hình 2.1.11 Đối áp xoay 49 39 Hình 2.1.12 Sơ đồ đối áp xoay 50 40 Hình 2.2.1 Sơ đồ hệ thống đối áp 13 5/8” x 10000 psi 52 cho cơng đoạn khoan ½” giếng THC08 41 Hình 2.2.2 Đối áp vạn FH35-35/70 55 42 Hình 2.2.3 Đố áp vạn FH35-70/105 56 43 Hình 2.2.4 Bản vẽ phác họa đối áp vạn với 57 paker hình cầu 44 Hình 2.2.5 Bản vẽ phác họa đối áp vạn với 58 paker hình nêm 45 Hình 2.2.6 Bản vẽ phác họa packer hình cầu 59 46 Hình 2.2.7 Đối áp vạn FH54-14 60 47 Hình 2.2.8 Bản vẽ phác họa paker hình nêm 62 48 Hình 2.2.9 Thay packer dụng cụ khoan giếng 65 49 Hình 2.2.10 Sự thể phần khuất BOP vạn 67 (với packer hình cầu) SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 50 Hình 2.2.11 Đối áp vạn loại FH35-70/105 69 51 Hình 2.2.12 Đối áp vạn loại FHZ54-14 72 52 Hình 2.2.13 Các phận đối áp ngàm 76 53 Hình 2.2.14 Ngàm kiểu S 80 54 Hình 2.2.15 Ngàm kiểu HF 81 55 Hình 2.2.16 Ngàm kiểu H 82 56 Hình 2.2.17 Ngàm kiểu F 83 57 Hình 2.2.18 Ngằm cắt 84 58 Hình 2.2.19 Hệ thống bịt kín 86 59 Hình 2.2.20 Thiết bị khóa trục thủy lực tự động 87 60 Hình 2.2.21 Hệ thống khóa tự động hướng kính thủy 88 lực 61 Hình 2.2.22 Bịt kín thứ hai 90 62 Hình 2.2.23 Bộ bịt kín trục khóa 91 62 Hình 2.2.24 Cấu tạo khóa bịt kín xi lanh 95 64 Hình 2.3.1 Hệ thống kiểm sốt đối áp bề mặt 98 65 Hình 2.3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển 99 66 Hình 2.3.3 Hệ thống điều khiển cụm đối áp bề mặt 100 67 Hình 2.3.4 Bộ tích áp 101 68 Hình 2.3.5 Hệ thống bơm khơng khí 102 69 Hình 2.3.6 Máy bơm điện 103 70 Hình 2.3.7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống kiểm soát BOP 104 71 Hình 2.3.8 Bảng điều khiển BOP từ xa 104 72 Hình 2.3.9 Hệ thống điều khiển FKQ 640 - 105 73 Hình 2.3.10 Sơ đồ hệ thống điều khiển FKQ 640-6 106 74 Hình 2.3.11 Hệ thống điều khiển cụm BOP bề mặt 110 75 Hình 2.3.12 Nguyên lý đấu điện hệ thống điều 112 khiển đối áp nắp mặt 76 Hình 2.3.13 Van xoay ngả vị trí 126 77 Hình 2.3.14 Van xả tràn JYS21 – 25 129 78 Hình 2.3.15 Bơm piston trục khuỷu 132 79 Hình 2.4.1 Sơ đồ xi lanh thủy lực 135 SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất 80 Hình 2.4.2 Sơ đồ xi lanh thủy lực 136 81 Hình 2.4.3 Sơ đồ xi lanh thủy lực 137 DANH MỤC BẢNG BIỂU STT SỐ HIỆU BẢNG BIỂU Bảng 2.2.1 TÊN BẢNG TRANG Dữ liệu kỹ thuật đặc điểm đối áp 53 vạn Bảng 2.2 Danh sách phận BOP vành 68 xuyến (Packer hình cầu) Bảng 2.2.3 Danh sách phận BOP vành xuyến loại FH35 70 Bảng 2.2.4 Danh sách phận BOP vành 73 xuyến loại FHZ54-14 Bảng 2.2.5 Danh sách phận đối áp ngàm 85 cắt Bảng 2.2.6 Danh sách phận ngàm 86 Bảng 2.2.7 Thiết bị bịt kín trục ngàm 91 Bảng 2.3.1 Các thiết bị hệ thống điều 107 khiển FKQ 640-6 SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất BẢNG QUY ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN psi = 0,07 kG/cm Pa = 1,02.10-5 kG/cm2 inch = 2,54 cm SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất LỜI NÓI ĐẦU Nước ta lên từ kinh tế lạc hậu lại bị chiến tranh tàn phá nặng nề, nhu cầu xây dựng lại phát triển đất nước với tốc độ cao cách toàn diện phải có ngành lượng tương xứng, dầu khí chiếm vai trị quan trọng Để ngành dầu khí phát triển ổn định lâu dài, góp phần vào nghiệp bảo vệ an ninh lượng quốc gia phát triển kinh tế việc khoan thăm dị - tìm kiếm khai thác dầu khí phải ln trọng phát triển Trong công tác khoan công đoạn quan trọng cho phép biết có hay khơng có dầu khí cho phép đưa dịng sản phẩm lên bề mặt Việc đảm bảo an tồn cho cơng tác khoan dầu khí ln quan tâm trọng, cơng tác phịng chống phun trào dầu khí Ngồi việc trang bị cho chun gia, kỹ sư, công nhân công tác công trường khoan kiến thức an tồn bảo hộ lao động trang thiết bị máy móc đảm bảo cho cơng tác khoan dầu khí diễn an tồn thuận lợi đóng vai trị quan trọng Một thiết bị dùng rộng rãi phổ biến nhằm ngăn chặn phun trào dầu khí hệ thống thiết bị chống phun trào mà chủ yếu thiết bị đối áp thiết bị phụ trợ Việc nắm bắt đặc điểm cấu tạo nhằm vận hành an tồn thiết bị góp phần vào thành công chung công tác khoan dầu khí Trong q trình thực tập Viện dầu khí Việt Nam (VPI) Công ty TNHH thành viên Sông Hồng (PVEP Sông Hồng), giúp đỡ tài liệu anh bên VPI PVEP Sông Hồng em tìm hiểu thiết bị chống phun trào Và đồng ý môn Thiết bị dầu khí cơng trình với hướng dẫn tận tình trực tiếp thầy Trần Văn Bản giúp đỡ thầy cô môn em xây dựng nên đồ án tốt nghiệp thiết bị chống phun trào dầu khí đề tài “Thiết bị chống phun trào dầu khí lắp đặt giếng THC – 08,Tiền Hải – Thái Bình ” với chun đề “ Tính tốn đường kính xi lanh đối áp ngàm lắp đặt giếng THC – 08” Đồ án gồm phần chính: Phần I Tổng quan tình hình khoan thăm dị - khai thác dầu khí Việt Nam Sự phun trào dầu khí thiết bị chống phun trào SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 ... phun trào dầu khí đề tài ? ?Thiết bị chống phun trào dầu khí lắp đặt giếng THC – 08,Tiền Hải – Thái Bình ” với chun đề “ Tính tốn đường kính xi lanh đối áp ngàm lắp đặt giếng THC – 08” Đồ án gồm... thác dầu khí Việt Nam Sự phun trào dầu khí thiết bị chống phun trào SV: Nguyễn Điển Chi Lớp: Thiết bị dầu khí – K51 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phần II Thiết bị đối áp Đồ án hồn... thống thiết bị chống phun Hệ thống thiết bị chống phun gồm nhiều loại thiết bị khác nhau, ta phân thành loại thiết bị lắp đặt vào dụng cụ khoan thiết bị lắp đặt miệng giếng Các thiết bị lắp đặt