Bài giảng Cơ sở kỹ thuật dầu khí - Chương 6: Choòng khoan

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật dầu khí - Chương 6: Choòng khoan. Chương này gồm có những nội dung chính sau: Phân loại chung, choòng chóp xoay, choòng liền khối, choòng lấy mẫu, choòng doa. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

CHNG KHOAN Bài giảng soạn Bộ mơn 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 GEOPET  Phân loại chung  Chng chóp xoay  Chng liền khối  Choòng lấy mẫu  Choòng doa Choòng khoan  PHÂN LOẠI CHUNG   GEOPET Phân loại theo tiêu chí:  Cấu tạo: cánh dẹt (đi cá), chóp xoay, liền khối  Đặc tính phá hủy đất đá: cắt, đập, thủy lực  Công dụng: phá mẫu, lấy mẫu, đặc biệt (doa, phá, cứu sự cố)  Vật liệu chế tạo hoặc hạt cắt: phay, đính, kim cương Theo đặc tính phá hủy đất đá, chng khoan phân loại theo nhóm:  Ngun lý cắt - tách  Nguyên lý đập - tách  Nguyên lý cắt - mài Choòng khoan  CÁC LOẠI CHNG KHOAN Chng cá GEOPET Chng khoan Chng chóp xoay  Chng kim cương CHNG CHÓP XOAY Lịch sử phát triển  1916, kỹ sư Lôman (Đức) sử dụng hợp kim cứng để chế tạo dụng cụ phá hủy đá  1924, choòng chóp xoay tự rửa đời năm 1930 choòng ba chóp xoay phay sử dụng  1949, hạt cắt bằng cacbit vơnfram chế tạo chng đính bằng cacbít vơnfram bắt đầu sản xuất GEOPET  1953, vòi phun thủy lực ở choòng đời  1969, xuất hiện ở đỡ kín Chng khoan  CẤU TẠO  Thân choòng: bằng thép đặc biệt, chịu tải trọng, lực va đập mômen xoắn  Chóp xoay: chóp nhọn bằng thép  Răng choòng: phay hoặc đính  Đảm nhận vai trò cắt, nạo hoặc đục đất đá  Răng đính có hình dạng chính: • Quả trứng, đầu đạn • Hình chóp; lưỡi đục kiểu: super scoop, scoop, hai mép vát GEOPET Choòng khoan  CẤU TẠO  GEOPET Ở trục: có rãnh để lắp ở bi (bi cầu, bi đũa)  Ở đỡ hở: bơi trơn bằng dung dịch khoan  Ở đỡ kín: bơi trơn bằng dầu  Ở ma sát: mợt ở đỡ khớp với mặt doa của chóp  Vòi phun thủy lực: chế tạo bằng thép hay gốm đặc biệt  Răng đầu nối choòng: dạng hình tam giác hoặc hình thang Choòng khoan  CẤU TẠO GEOPET Chng khoan  CẤU TẠO Răng phay Răng đính Ngun lý phá hủy đất đá chng chóp xoay chóp xoay GEOPET Chng khoan  CẤU TẠO Dung dịch qua trục choòng GEOPET Choòng khoan Dung dịch qua vòi phun thủy lực  10 PHÂN LOẠI CHOÒNG KHOAN Theo IADC (1987), mã hiệu một dãy bốn ký tự gồm ba chữ số chữ cái:  Chữ số đầu tiên:  1, 2, chỉ dụng cụ có bằng thép  4, 5, 6, 7, chỉ dụng cụ gắn cacbít vơnfram, dùng để khoan đất đá có độ cứng tăng dần   Chữ số thứ hai:  - đất đá mềm,  - đất đá từ mềm đến trung bình,  - đất đá cứng, (đất đá cứng) Chữ số thứ ba: từ đến qui định loại ổ đỡ mức độ bảo vệ thân chóp xoay GEOPET Chng khoan  11 PHÂN LOẠI CHNG KHOAN Quy định chữ cái: GEOPET  A: chng có ở đỡ trơn, thích hợp cho khoan thởi khí  C: Chng thủy lực với vòi phun ở tâm  D: Choòng đặc biệt để khoan định hướng  E: Choòng thủy lực với vòi phun kéo dài  G: Choòng có bảo vệ tăng cường chống mịn đường kính  J: Choòng thủy lực có vòi phun nghiêng  R: Choòng gia cường bằng phương pháp hàn, sử dụng điều kiện va đập  S: Choòng thép tiêu chuẩn  X: Choòng gắn dạng lưỡi cắt  Y: Chng gắn hình  Z: Chng gắn có dạng khác với lưỡi cắt hình côn Chng khoan  12 PHÂN LOẠI CHNG KHOAN Ví dụ 135M Thành hệ mềm Răng phay; Đĩa bảo vệ chóp xoay GEOPET Choòng khoan 447X 637Y Thành hệ mềm; đính; ở ma sát có bảo vệ; dạng lưỡi cắt Thành hệ cứng trung bình; đính; ở ma sát có bảo vệ; dạng hình  13 ĐÁNH GIÁ ĐỢ MỊN CHNG   GEOPET Theo ba ́u tớ  Đợ mịn chng  Đợ mịn ở đỡ  Đợ mịn đường kính Độ mòn choòng  T1: mòn 1/8 chiều cao  T2: mòn 1/4 chiều cao  T3: mòn 3/8 chiều cao  T4: mòn 1/2 chiều cao  T5: mòn 5/8 chiều cao  T6: mòn 3/4 chiều cao  T7: mòn 7/8 chiều cao  T8: mịn hồn tồn Chng khoan  14 ĐÁNH GIÁ ĐỢ MỊN CHNG   GEOPET Độ mòn ở đỡ (từ B1 đến B8)  B1: mòn 1/8  B4: mịn mợt nửa (1/2 )  B8: mịn tồn bộ (ổ đỡ bị kẹt hoặc rơi) Độ mòn đường kính (từ G1 đến G8)  I (in gauge): chng mới (G1)  O (out of gauge): choòng mòn, khơng sử dụng (G8) Chng khoan  15 ĐÁNH GIÁ ĐỢ MỊN CHNG  GEOPET tiêu chí đánh giá thay choòng  I: vòng cùng  O: vịng ngồi cùng  D: đợ mịn mặt hay bi  L: vị trí mịn  B: đợ mịn ở  G: đợ mịn đường kính  O: lý khác Choòng khoan  16 PHÁ HỦY CHNG  Do thiết kế chng khoan khơng thích hợp với thành hệ  Do sai sót kỹ thuật trình khoan Choòng bị GEOPET Choòng khoan Chng bị chóp  17 CHNG LIỀN KHỚI Lịch sử phát triển  1862, kim cương tự nhiên đề nghị để chế tạo dụng cụ phá hủy đất đá  1864, dụng cụ khoan kim cương chế tạo  1970, chế tạo thành công kim cương nhân tạo  Đầu 1980, choòng kim cương đa tinh thể thương mại hóa  1990, choòng khoan kim cương đa tinh thể thế hệ mới đời Sau đó xuất hiện choòng hai tâm (bi-center) để khoan giếng ngang GEOPET Chng khoan  18 CHNG KIM CƯƠNG  Là chng liền khối (khơng có chóp xoay) với cắt hạt kim cương (tự nhiên hoặc nhân tạo) gắn cố định vào thân mặt bên thân choòng chế tạo bằng hợp kim cứng  Mặt cắt dọc theo thân choòng có ba dạng: dạng trịn, dạnh hình ngắn dạng hình côn dài  Có ba loại chủ yếu:  GEOPET  Choòng kim cương tự nhiên  Choòng kim cương đa tinh thể PDC (ổn định nhiệt ở 750 0C)  Choòng kim cương đa tinh thể bền nhiệt TSP (ổn định nhiệt ở 1200 0C) Cơ chế phá hủy đất đá mài nạo đập – nghiền Chng khoan  19 MỢT SỚ LOẠI CHNG KHOAN KIM CƯƠNG Choòng kim cương tự nhiên GEOPET Choòng khoan Choòng kim cương nhân tạo  Choòng TSP 20 PHÂN LOẠI CHNG KIM CƯƠNG Theo IADC, chng kim cương cũng ký hiệu bằng bốn ký tự  Ký tự qui định loại (hạt) cắt vật liệu thân chng: • D: kim cương tự nhiên, thân hợp kim • M: PDC, thân hợp kim • S: PDC, thân thép • T: TSP, thân hợp kim • O: loại khác  Ký tự thứ hai qui định loại hình dạng chung của choòng (số 1-9)  Ký hiệu thứ ba qui định chế độ thủy lực của choòng  Ký hiệu thứ tư (số 1-9) xác định kích thước lưỡi cắt mật đợ của chúng chng GEOPET Chng khoan  21 CHNG LẤY MẪU Kim cương GEOPET Chng khoan Hợp kim  Chóp xoay 22 CHOÒNG DOA Lưỡi cắt cố định Lưỡi cắt di đợng Chng có lưỡi cắt cố định Chng có lưỡi cắt di đợng Các dạng lưỡi cắt GEOPET Chng khoan  23 KẾT THÚC ... kính  O: lý khác Chng khoan  16 PHÁ HỦY CHNG  Do thiết kế chng khoan khơng thích hợp với thành hệ  Do sai sót kỹ thuật trình khoan Choòng bị GEOPET Choòng khoan Choòng bị chóp  17 CHNG... Choòng khoan  CẤU TẠO GEOPET Choòng khoan  CẤU TẠO Răng phay Răng đính Nguyên lý phá hủy đất đá chng chóp xoay chóp xoay GEOPET Choòng khoan  CẤU TẠO Dung dịch qua trục choòng GEOPET Choòng. .. chng khoan phân loại theo nhóm:  Nguyên lý cắt - tách  Nguyên lý đập - tách  Nguyên lý cắt - mài Chng khoan  CÁC LOẠI CHNG KHOAN Chng cá GEOPET Chng khoan Chng chóp xoay  Chng kim cương CHOÒNG