Giới thiệu về tổ hợp đầu quay Topdrive PS2-500/500 trên giàn khoan Tam Đảo-01 Vietsovpetro

Đầu quay di động (TopDrive)

Đây là loại thiết bị tạo chuyển động cho cột cần khoan quay rất hiện đại, để quay cột cần khoan và truyền chuyển động xuống choòng khoan. Hệ thống truyền động này cho phép tăng công suất truyền cho cột cần khoan mà nó không phụ thuộc vào công tác khoan, công nghệ khoan.

GIỚI THIỆU VỀ TỔ HỢP ĐẦU QUAY TOPDRIVE 1. Đặc điểm chung

• Một số hãng chế tạo tổ hợp đầu quay di động trên thế giới 1. Hãng Tesco

Topdrive cho phép nối các mối nối ở bất kỳ vị trí nào trên tháp khoan; điều khiển vặn vào, tháo ra các mối nối từ xa nhanh chóng; tháo nối được nhiều loại đầu nối vì thế giảm rủi ro cho các thiết bị vặn cần và khóa càng cua. Tải được phân tách khi khoan và kéo thả cần cho phép tải phân theo đường vòng cho vòng bi đỡ trục chính trong Topdrive khi nâng hạ cột cần khoan và thả ống chống, cho phép nâng được tải lớn hơn ở vòng bi đỡ chính, làm tăng độ bền của vòng bi.

CẤU TẠO, CHỨC NĂNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC BỘ PHẬN CHÍNH

• Hệ thống chống phun bên trong cần IBOP
• Hệ thống khí nén 1. Nguồn khí nén

Vành quay có cấu tạo hình trụ rỗng , bên ngoài ở hai phía đối diện có hai móc để lắp quang treo Elevator, vành quay tựa vào thân trên ổ bi con lăn và ổ trượt , phía trên vành quay có lắp bánh răng ăn khớp với bánh răng truyền chuyển động quay mômen từ mô tơ khí nén qua hộp giảm tốc đến vành quay. Trên thân vành quay có hàng lỗ có tác dụng như các kênh dẫn khí nén nguồn cho các xilanh nâng hạ quang treo Elevator, khí nén điều khiển van cầu trên, khí nén điều khiển van thủy lực bộ ngàm kẹp , khí nén nguồn cấp cho bộ ngàm kẹp. Những thông tin điều khiển nguồn khí nén ở dưới điều chỉnh hệ thống cân bằng được chuyển tới Topdrive qua các đường ống phụ trợ, các đường ống này đuợc bao bọc bởi một lớp mạ kẽm chống gỉ, một lớp vỏ bọc bên ngoài gắn chặt hệ thống dây có tác dụng đỡ trọng lượng hệ thống và đảm bảo an toàn cho hệ thống dây.

Dầm cân bằng thực hiện chức năng treo trọng lượng Topdrive dưới áp lực khí nén, mục đích là bảo vệ đầu nối ren trong khi tháo hoặc nối cột cần khoan. Bóng đèn trung tâm được hoạt động bởi một công tắc trên dầm cân bằng, công tắc điều chỉnh này sẽ mở một bóng đèn trên bảng điều khiển để báo cho người vận hành biết vị trí của đầu quay so với cột cần khoan để có thể nối hoặc tháo đầu nối của cột cần khoan. Hệ thống điều khiển tổ hợp đầu quay Topdrive PS2 - 500/500 được biểu diễn qua bảng điều khiển mà trên đó thể hiện tất cả các chức năng của Topdrive.

Hệ thống dây điện, dây dẫn khí và các đường ống thủy lực được nối giữa mặt đất và hộp nối, giữa các hộp với các đầu nối được đặt trên hệ thống đầu quay giúp cho tổ hợp làm việc thuận tiện và an toàn. Bộ đầu quay di động Topdrive PS2 - 500/500 cho phép doa ngược lỗ khoan để ngăn ngừa sự kẹt cần và giảm sự hình thành rãnh do quá trình tuần hoàn dung dịch. - Hạ thấp hệ thống đầu quay xuống sàn, nối đầu nối bảo vệ với đầu nối cần khoan dùng mômen quay của động cơ dẫn động và bộ ôm kẹp cần tạo mômen giữ.

Sự hoạt động không bình thường của bộ đầu quay Topdrive sẽ trì hoãn tiến trình thi công giếng khoan, hư hại cho máy móc, tổn hao về kinh tế và còn nguy hiểm cho người vận hành.

KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA TỔ HỢP ĐẦU QUAY DI ĐỘNG TOPDRIVE PS2 - 500/500

Dầu mỡ bôi trơn cho Topdrive - Dầu thủy lực

Sự trục trặc Nguyên nhân có thể Biện pháp khắc phục Van không hoạt động Nguồn khí chính. Bơm mỡ khớp nối giữa trục động cơ và hộp số ( tháo nút bịt ra, lắp vú mỡ vào bơm, sau đó tháo vú mỡ ra, lắp nút bịt lại). Kiểm tra hàng ngày hoạt động của hộp số - Kiểm tra mức dầu trong hộp số.

- Kiểm tra nhiệt độ tại đường ống dẫn dầu, hộp số sau 2 giờ làm việc - Kiểm tra phin lọc dầu. - Kiểm tra độ rung động các đầu nối - Kiểm tra độ bẩn các bình tích - Kiểm tra hoạt động của bơm dầu.

Tời khoan và khoá liên động ngàm kẹp

Van kiểm tra trọng lực đảm bảo khớp ly hợp không bị hạn chế tháo ra trong khi hoạt động bình thường. Vị trí tháo nhanh chi tiết nối được chuẩn bị tốt, như vậy van solenoid có thể dễ dàng sửa chữa hoặc thay thế. Môtơ phanh khoan đợc đặt tại vị trí trên cùng của động cơ khoan GE 752 với một đờng ống dẫn không khí buộc chặt vào nó.

Phím chọn “MOTOR BRAKE, OFF-AUTO-ON” đợc đặt trên bàn điều khiển của thợ khoan sẽ gửi tín hiệu tới hộp đựng mối nối van Solenoid để làm hoạt động. Nó đợc điều khiển bằng áp suất khí bơm đầy vào một ống cao su, bằng sự cỡng bức của hệ thống guốc hãm ma sát đặt cố định tại vòng ngoài cùng bộ phận viền (Rim), để chống lại sự quay ở bên trong trống tang. “OFF”, một tín hiệu sẽ đợc gửi đến một van Solenoid để giải phóng không khí đã bị nén, cho phép những lò so co lại và bộ phận guốc hãm ma sát sẽ để cho môtơ và.

Phanh chỉ đợc cài tự động khi van tiết lu bằng tay đã đóng và tổ hợp phím “BRAKE/DRILL/SPIN/TORQUE đợc cài ở chế độ. Đèn “BRAKE ON” sáng cảnh báo ngời thợ khoan (không có tiếng chuông) nếu phím chọn “MOTOR BRAKE” đợc cài tự động và van tiết lu bằng tay đợc đóng lại, cùng với đó tổ hợp phím “BRAKE/DRILL/SPIN/TORQUE” đợc đặt ở chế độ.

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐƯỜNG RAY DẪN HƯỚNG ĐỂ TOPDRIVE PS2-500/500 LÀM VIỆC AN TOÀN

• Các dạng tải trọng tác dụng lên thanh ray dẫn hướng Các kích thước

Quá trình kéo đầu nối này không có ngoại lực sinh ra, lực tạo ra bởi mômen động cơ điện một chiều được dùng để thắng mômen lực ma sát giữa các bước ren của đầu nối và trục chính của đầu quay. Tương tự như quá trình nối này khi doa ngược cũng có quá trình tháo đầu nối bên dưới, quá trình này cũng sinh ra lực xoắn hai thanh ray dẫn hướng nhưng theo chiều ngược lại. Khi khoan xong một hiệp hoặc một vài lý do nào đó mà chúng ta phải tiến hành kéo bộ khoan cụ lên thì khi kéo bộ khoan cụ lên vẫn cho động cơ điện một chiều hoạt động và tuần hoàn nước rửa, đó là quá trình doa ngược.

Doa ngược đôi khi cũng gặp sự cố, sập lở thành giếng khoan dẫn tới kẹt cần khoan…Quá trình này ngoại lực là mômen phản của đất đá làm kẹt cần tác dụng lên thanh ray dẫn hướng theo chiều ngược lại với quá trình khoan, việc tính toán cũng tương tự. Khi kéo cần khoan lên (để thay choòng khoan hay vì một lý do gì đó) xét về bản chất của ngoại lực cũng tương tự như khi doa ngược, giá trị của ngoại lực không vượt quá ngoại lực sinh ra khi doa ngược. Để đơn giản cho việc tính toán mà kết quả và bản chất của các tải trọng vẫn không thay đổi, ta có thể coi thanh ray là một đường thẳng và bộ đầu quay như là một chiếc xe chạy theo chiều thẳng đứng như hình vẽ trên.

Ngoài sự ảnh hưởng của các ngoại lực trực tiếp như đã nêu trên.Trong từng hoàn cảnh môi trường cụ thể, đường ray dẫn hướng nói riêng và tổ hợp đầu quay di động Topdrive nói chung đều chịu những tác dụng có hại từ thời tiết, khí hậu như sóng, gió, độ ẩm, độ mặn, tính chất ăn mòn của môi trường xung quanh. Tóm lại, chúng ta phải đánh giá được các tải trọng tác dụng lên nó, nhận thấy được tải trọng cơ bản, để đảm bảo cho công tác sản xuất được an toàn và đạt hiệu quả về kinh tế.

BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÙNG BIỂN

Quá trình đưa một thiết bị công nghệ vào sản xuất ban đầu không tránh khỏi những nghi ngại và ý kiến trái ngược. Khi LDDK Vietsovpetro đưa vào sử dụng tổ hợp đầu quay di động Topdrive PS2 - 500/500 cũng vậy. Nhưng sau một thời gian ngắn sử dụng Topdrive đó mang lại hiệu quả kinh tế rừ rệt, thỳc đẩy nhanh chúng quỏ trình khoan tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí tại thềm lục địa đất nước ta.

Việc trang bị Topdrive PS2 - 500/500 cho ngành khoan dầu khí nước ta đã đánh dấu một bước trưởng thành về công nghệ khoan dầu khí, mở ra cho ngành khoan dầu khí Việt Nam một hướng đi mới đầy thuận lợi, hứa hẹn những thành công mới. - Tăng hiệu quả, giảm giá thành khoan - Giảm thời gian khoan cho một giếng khoan - Khoan được cần dựng dài 90ft. - Với kết quả đạt được nên đầu tư thêm cho các giàn khoan khác vì tiềm năng dầu khí của nước ta là khá cao.

- Ngoài lĩnh vực khoan dầu khí còn sử dụng cho các lĩnh vực khoan: Lấy nước ngầm, lấy mẫu để nghiên cứu địa chất. - Đầu tư phát triển ngành cơ khí để chế tạo, sửa chữa, phục hồi các chi tiết phục vụ cho ngành dầu khí.