Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị chỉnh xiên trong công tác khoan xiên tại mỏ bạch hổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM HUY DŨNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THIẾT BỊ CHỈNH XIÊN TRONG CÔNG TÁC KHOAN XIÊN TẠI MỎ BẠCH HỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM HUY DŨNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THIẾT BỊ CHỈNH XIÊN TRONG CÔNG TÁC KHOAN XIÊN TẠI MỎ BẠCH HỔ Chuyên ngành: Kỹ thuật Khoan , Khai thác Công nghệ Dầu khí Mã số: 60.53.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS HOÀNG DUNG HÀ NỘI - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật riêng tôi, trực tiếp làm hướng dẫn thầy giáo hướng dẫn Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa công bố nghiên cứu khác Tác giả luận văn Phạm Huy Dũng MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU……………………………………………………………… 1 Tính cấp thiết luận văn…………………………………… .2 Mục đích nhiệm vụ luận văn…………………………… Đối tượng phạm vi nghiên cứu……………………………… Nội dung đề tài……………………………………………… Phương pháp nghiên cứu………………………………………… Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn luận văn………… Cấu trúc luận văn…………………………………………… CHƯƠNG 1- KHÁI QUÁT VỀ KHOAN XIÊN ……………… 1.1 NHU CẦU KHOAN XIÊN 1.2 CÁC DẠNG QUỸ ĐẠO( PROFILE) GIẾNG KHOAN XIÊN 1.2.1 Dạng quỹ đạo hình chữ S- đoạn 1.2.2 Dạng quỹ đạo hình chữ S- đoạn….………………………………… 1.2.3 Dạng quỹ đạo hình chữ S- đoạn 10 1.2.4.Dạng quỹ đạo tiếp tuyến 11 1.2.5.Dạng quỹ đạo hình chũ J 11 1.3 CÁC YÊU CẦU TRONG KHOAN XIÊN 12 1.4 PHƯƠNG PHÁP KHOAN XIÊN ÁP DỤNG TRONG KHOAN XIÊN 13 1.4.1 Phương pháp khoan khoan thẳng đứng 13 1.4.2 Phương pháp khoan xiên cắt xiên 13 1.4.2.1 Khoan Roto với máng xiên 13 1.4.2.2 Khoan động đáy 14 1.4.2.3 Khoan động RSS 19 CHƯƠNG 2- TRANG THIẾT BỊ TRONG KHOAN XIÊN TẠI XNLD VIETSOPETRO 22 2.1 THIẾT BỊ KHOAN 22 2.1.1 Các loại thiết bị khoan sử dụng mỏ Bạch Hổ 22 2.1.2 Động trục vít đặc tính kĩ thuật 23 2.1.2.1 Cấu tạo động trục vít 23 2.1.2.2 Nguyên lý làm việc, truyền động thủy lực động trục vít 35 2.1.2.3 Thơng số kĩ thuật đường đặc tính động khoan trục vít 37 2.2 TRANG THIẾT BỊ KHOAN XIÊN KẾT HỢP VỚI MÁNG XIÊN 49 2.3 TRANG THIẾT BỊ KHOAN XIÊN SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ ĐÁY 49 2.4 TRANG THIẾT BỊ KHOAN XIÊN SỬ DỤNG RSS 49 2.5 THIẾT BỊ ĐO THƠNG SỐ GIẾNG KHOAN TRONG Q TRÌNH KHOAN- MWD 50 2.5.1 ModuleD&I(Directional Module) 52 2.5.2 Module pin 57 2.5.3 Pulser Module 58 2.5.4 Cơ cấu kết nối( Interconnect) 61 2.5.5 Pressure Transducer (PT) 61 2.5.6 Safe Area Power Supply( SAP) 61 2.5.7 Remote Terminal( RT) 63 2.5.8 Máy tính( Computer) 63 2.6 DỤNG CỤ KHOAN 65 2.6.1 Choòng khoan 65 2.6.2 Máng xiên 66 2.6.3 Đầu nối cong 67 2.6.4 Bộ định tâm 67 CHƯƠNG 3- THỰC TRẠNG KHOAN XIÊN HIỆN NAY CỦA VSP TẠI MỎ BẠCH HỔ …………………………………………….68 3.1 TÌNH HÌNH KHOAN XIÊN TẠI MỎ BẠCH HỔ………………… 68 3.2 CÁC PHỨC TẠP VÀ SỰ CỐ XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN…… …………………………………………………………… 69 3.2.1 Các tượng sạt lở giải pháp khắc phục 69 3.2.1.1 Nguyên nhân 69 3.2.1.2 Dấu hiệu nhận biết 70 3.2.1.3 Các biện pháp ngăn ngừa 70 3.2.2 Hiện tượng kẹt mút cần khoan giải pháp phòng ngừa 71 3.2.2.1 Các nguyên nhân gây kẹt cần khoan 71 3.2.2.2 Các biện pháp ngăn ngừa 71 3.2.3 Hiện tượng lệch quỹ đạo giải pháp khắc phục 72 3.2.3.1 Nguyên nhân 72 3.2.3.2 Giải pháp khắc phục 72 3.3 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH KHOAN XIÊN 72 3.3.1 Đặc điểm địa chất 72 3.3.2 Yếu tố kĩ thuật 74 3.3.3 Yếu tố công nghệ 74 3.3.3.1 Chế độ khoan 74 3.3.3.2 Chất lượng dung dịch 74 CHƯƠNG 4- GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG TRONG THIẾT BỊ KHOAN XIÊN…………………………….76 4.1 MỘT SỐ NHIỆM VỤ ĐẶT RA…………………………………….76 4.2 GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ DIỀU CHỈNH LƯU LƯỢNG BƠM KHI KHOAN BẰNG ĐỘNG CƠ TRỤC VÍT 76 4.2.1 Thay đổi lưu lượng phương pháp ghép bơm 79 4.2.2 Thay đổi lưu lượng cách điều chỉnh van tiết lưu 79 4.3 GIẢI PHÁP KĨ THUẬT SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ TRỤC VÍT 81 4.3.1 Yêu cầu thiết bị ( chọn động theo đường kính giếng khoan) 81 4.3.2 Yêu cầu nhân công 82 4.3.3 Yêu cầu quy trình, thao tác sử dụng thiết bị 82 4.3.3.1 Đưa động lên sàn khoan 82 4.3.3.2 Thử động bề mặt 83 4.3.3.3 Đặt chỉnh góc lệch động 83 4.3.3.4 Thả động vào giếng khoan 85 4.3.4 Yêu cầu kiểm tra thiết bị 88 4.4 GIẢI PHÁP KĨ THUẬT SỬ DỤNG THIẾT BỊ RSS 88 4.4.1 Sử dung thiết bị RSS- POWERDRIVE Schlumberger 89 4.4.2 Sử dụng thiết bị RSS- AUTOTRAK Baker Hughes 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT VSP: Xí nghiệp liên doanh Vietsopetro SLB: Slumberger BHI: Baker Hughes RSS: Rotary Steerable System LWD: Logging While Drilling MWD: Measurement While Drilling DANH MỤC CÁC BẢNG TÊN BẢNG BIỂU TRANG Bảng 2.1 Đặc tính làm việc động khoan trục vít ¼ ” 4/5 lobe 7.5 stage 43 Báng 3.1: Sơ lược cột địa tầng vùng mỏ Bạch Hổ 73 Bảng 4.1 Bảng đặc tính kỹ thuật loại động khoan trục vít có XNLD Vietsopetro 77 Bảng 4.2 Bảng lựa chọn đường kính chng theo đường kính loại động 82 Bảng 4.3 Mômen vặn khớp nối cong 84 Bảng 4.4 Điều kiện cho phép quay rotor khoan động trục vít 87 Bảng 4.5 Đặc tính kỹ thuật hệ roto điều khiển kiểu Power DriveV 90 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH VẼ TRANG Hình 1.1 Khoan xiên nhiều giếng từ vị trí Hình 1.2 Quỹ đạo hình chữ S- đoạn Hình 1.3 Quỹ đạo hình chữ S- đoạn Hình 1.4 Quỹ đạo hình chữ S- đoạn 10 Hình 1.5 Dạng quỹ đạo tiếp tuyến 11 Hình 1.6 Quỹ đạo hình chữ J 11 Hình 1.7 Chng kết hợp với máng xiên 14 Hình 1.8 Tầng cánh tuabin khoan 16 Hình 1.9 Một đoạn phần cơng tác động khoan trục vít 17 Hình 1.10 Hệ thống “ push the bit” 20 Hình 1.11 Hệ thống “ point the bit” 21 Hình 2.1 Cấu tạo động trục vít 23 Hình 2.2 Sơ đồ tổng thể động khoan trục vít 24 Hình 2.3 Van thơng 24 Hình 2.4 Phần cơng tác tạo cơng suất 26 Hình 2.5 Mặt cắt ngang rot ova stator động trục vít 27 Hình 2.6 Khớp nối cong 29 Hình 2.7 Trục đăng dẫn dộng 32 Hình 2.8 Hệ thống ổ bi 34 Hình 2.9 Mặt cắt sơ đồ phận làm việc 36 Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống thử nghiệm động khoan trục vít 43 Hình 2.11 Biểu đồ tương quan momen tốc độ quay so với số mũi rãnh xoắn rotor stator 46 Hình 2.12 Đường đặc tính tổng hợp động trục vít 48 ... ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT PHẠM HUY DŨNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG THIẾT BỊ CHỈNH XIÊN TRONG CÔNG TÁC KHOAN XIÊN TẠI MỎ BẠCH HỔ Chuyên ngành: Kỹ thuật Khoan , Khai thác Công nghệ...m trang thiết bị đại Nhưng trước mắt phải sử dụng loại trang thiết bị hạn chế, vấn đề “ nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu sử dụng thiết bị chỉnh xiên công tác khoan xiên mỏ Bạch Hổ? ?? cần thiết - Hiệ... pháp nâng cao hiệu sử dụng thiết bị khoan xiên mỏ Bạch Hổ Hiện giới sử dụng thiết bị chỉnh xiên “ Rotary steerable systems (RSS) ” Thiết bị có khả chỉnh xiên nhanh hiệu nhiều khoan xiên động