Tính toán công suất khoan ta có thể lựa chọn được một số loại đầu quay có
công suất khoan phù hợp ở bảng
Ta đi kiểm toán mô men xoắn khi khoan ở độ sâu khoảng khoan 9
Mô men xoắn lớn nhất:
M = N/n
Với: N – công suất khi khoan ở khoảng khoan 9, N = 984,33(kw)
n – số vòng quay nhỏ nhất khi khoan ở khoảng khoan 9, n = 60 (v/p) ( tra
bảng 4.3)
Suy ra: M = 16,4
Như vậy cần đầu quay có thể sinh ra công suất và mô men xoắn lớn hơn mô
men xoắn lớn nhất khi khoan (trong khoảng khoan 9).
Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật một số đầu quay có công suất phù hợp
Thông số kỹ
thuật
HPS – 750 TDS - 4 TDS-8SA IDS-350P PS2 500/500
Động cơ điện GEB – 20AC GE 752 DC GEB-20A1AC Nam châm vĩnh
cửu GE 752 DC Công suất động cơ (N) 1150 (HP) – 1541 (kw) 1100 HP = 1474 (kw) 1150 HP = 1541 (kw) 900 HP = 1206 (kw) 1100 HP= 1474 (kw) Chiều cao đầu
quay 23,9 (ft) = (7,28 m) 20,8 (ft) = 6,34 (m) 24(ft) = 7,32 (m) 20,8 (ft) = 6,34 (m) 70500 (lb) = 32(tấn) Trọng lượng 48500 (lb) = 22 (tấn) 32280 (lb) = 14,6(tấn) 38750 (lb) = 17,6(tấn) 29000 (lb) = 13,2 (tấn) 49,2 (ft) = 15 (m) Hộp số 1 tốc độ 2 tốc độ 1 tốc độ 1 tốc độ 2 tốc độ Tốc độ quay lớn nhất(n) 280 (v/p) 130 (v/p) 353 (v/p) 200 (v/p) 269 (v/p) Tốc độ quay lớn nhất khi khoan ở khoảng khoan 70 (v/p) 70 (v/p) 70 (v/p) 70 (v/p) 70 (v/p)
Tra trong bảng ta thấy chỉ có đầu quay IDS – 350P là có mô men xoắn không đáp ứng được với chế độ khoan Sức nâng 500 (tấn) 650 (tấn) 750 (tấn) 350(tấn) 500 (tấn) Kích thước cần khoan sử dụng 31/2 - 65/8 31/2 - 65/8 31/2 - 65/8 31/2 - 65/8 31/2 - 65/8 Mô men xoắn nhỏ nhất khi khoan (N/n) 22 21,05 22 14,6 21,05
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Việc đưa đầu quay di động vào phục vụ cho công tác khoan thăm dò cũng như khoan khai thác dầu khí ở nước ta đã cho thấy những hiệu quả rất khả quan, do đó đầu quay di động ngày càng được sử dụng nhiều hơn, TDS-8SA cũng là một
trong những loại đầu quay được ưa chuộng, bằng chứng là cả 3 giàn tự nâng của PVD đều đang sử dụng loại đầu quay này. Đầu quay di động cho phép thực hiện
nhiều thao tác công nghệ, cho phép cải thiện quá trình khoan các giếng khoan
ngang cũng như khoan nghiêng định hướng. Việc sử dụng đầu quay di động cho
thấy những ưu điểm nổi bật như sau:
Không phải sử dụng cần chủ đạo do đó thao tác tiếp cần nhanh chóng, dễ
dàng và an toàn cho kíp khoan;
Cho phép tiếp cần ở mọi độ cao;
Có thể khoan với cần dựng;
Lấy được mẫu khoan tốt trong khoan thăm dò; Cho phép doa ngược;
Khống chế được mômen phản lực đáy.
Tuy nhiên bên cạnh đó đầu quay di động cũng có những nhược điểm như:
Tăng khối lượng ở trên tháp, do đó tháp khoan phải có kết cấu vững chắc;
Tăng giá thành thiết bị, đặc biệt là công tác kiểm tra, bảo dưỡng phức tạp hơn nhiều so với sử dụng bàn rôto;
Do cấu tạo phức tạp nên đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức chuyên môn cao.
Kiến nghị:
Với những ưu điểm của đầu quay di động ta nên đầu tư để đưa vào sử
dụng nhiều hơn, vì tiềm năng dầu khí của nước ta là khá cao;
Ngoài lĩnh vực dầu khí còn có thể sử dụng cho các lĩnh vực như: khoan thăm dò khoáng sản, tìm kiếm nước ngầm, thăm dò lấy mẫu để nghiên cứu địa
chất…;
nghiệp sửa chữa cơ khí để chế tạo, sửa chữa, phục hồi các thiết bị phục vụ cho
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN ... 4
1.1.1.2. Khoan bằng tuabin khoan ... 5
1.1.1.3. Khoan bằng động cơ trục vít PDM (Positive Displacement mud Motor)... 9
1.1.2 Phương pháp khoan xoay ...11
1.1.2.1. Khoan bằng bàn rôto ...11
1.1.2.2. Khoan bằng đầu quay di động (top drive) ...13
CHƯƠNG 2.GIỚI THIỆU VỀ TỔ HỢP ĐẦU QUAY DI ĐỘNG –ĐẦU QUAY DI ĐỘNG VARCO TDS-8SA ...14
2.1. Giới thiệu về tổ hợp đầu quay di động ...14
2.1.1 Đặc điểm chung ...14
2.1.2 Phân loại ...15
2.1.3 Ưu, nhược điểm ...16
2.1.3.1 Ưu điểm ...16
2.1.3.2 Nhược điểm...16
2.2 Topdrive TDS-8SA ...17
2.2.1. Các thông số kỹ thuật của TDS-8SA ...17
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của TDS-8SA...17
2.2.2.1. Nguyên lý truyền động ...17
2.2.2.2 Hệ thống truyền động ...19
2.2.2.3. Hệ thống cân bằng sử dụng khí nén ...23
2.2.2.3 Hệ thống dẫn hướng ...24
2..2.2.5. Hệ thống làm mát ...25
2.2.2.6. Hệ thống xilanh ổn định hướng cho đầu quay ...25
2.2.2.7. Hệ thống điều khiển ...27
2.2.2.8. Hệ thống ôm, kẹp cần khoan PH-100 ...28
2.2.2.9. Hệ thống dây điện và ống dẫn phụ trợ ...36
CHƯƠNG 3.CÔNG TÁC VẬN HÀNH, CÁC DẠNG HỎNG HÓC, NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VÀ CÔNG TÁC KIỂM TRA BẢO DƯỠNG ...37
3.1. Công tác vận hành ...37
3.1.1 Khoan thuận ...37
3.2.1. Phanh động cơ ...39
3.2.2. Động cơ quạt gió ...39
3.2.3. Hệ thống cân bằng ...40
3.2.4. Xilanh ổn định hướng đầu quay ...40
3.2.5. Hệ thống xe lăn dẫn hướng ...41
3.2.6. Hộp tốc độ ...41
3.2.7. Bộ kẹp cần ...42
3.2.7.1. Giá đỡ liên kết quay ...42
3.2.7.2 Xilanh điều chỉnh IBOP ...43
3.2.7.3 Cụm ghim chốt ...44
3.2.8. Cụm bản lề nghiêng ...44
3.2.9. Cụm ống rửa ...45
3.3. Công tác kiểm tra, bảo dưỡng ...45
3.3.1. Công tác kiểm tra ...45
3.3.1.1. Kế hoạch kiểm tra ...45
3.3.1.2. Kiểm tra chi tiết...47
3.3.2. Công tác bôi trơn ...53
3.3.2.1. Lựa chọn dầu bôi trơn hộp tốc độ ...53
3.3.2.2. Kế hoạch bôi trơn ...54
3.3.2.3. Bôi trơn chi tiết ...55
CHƯƠNG 4.TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU QUAY DI ĐỘNG ...62
4.1. Tính toán công suất khoan ...62
4.1.1. Thông số giếng N070 và thông số chế độ khoan ...62
4.1.1.1. Profin giếng và cấu trúc giếng khoan N070 ...62
4.1.1.2. Thông số chế độ khoan ...63
4.1.2. Cấu trúc bộ dụng cụ và thông số dung dịch khoan sử dụng...63
4.1.2.1. Cấu trúc bộ dụng cụ ...63
4.1.2.2. Thông số dung dịch khoan ...68
4.1.3. Tính toán công suất khoan ...68
4.1.3.1. Tính toán Nkt...68
4.1.3.2. Tính toán Nc ...69
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ST T SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG
1 Hình 1.1 Cấu tạo một tầng tuabin 5 2 Hình 1.2 Quan hệ giữa các thành phần trong khoan
tuabin
6 3 Hình 1.3 Đường đặc tính làm việc của tuabin 7 4 Hình 1.4 Cấu tạo động cơ trục vít 8 5 Hình 1.5 Cấu tạo bàn rôto 11 6 Hình 2.1 Hình ảnh một tổ hợp đầu quay di động 14 7 Hình 2.2 Tổ hợp đầu quay TDS-8SA 17 8 Hình 2.3 Hệ thống truyền động 18 9 Hình 2.4 Phanh động cơ 20 10 Hình 2.5 Cấu tạo hộp tốc độ 21 11 Hình 2.6 Cụm ống rửa 22 12 Hình 2.7 Hệ thống cân bằng 23 13 Hình 2.8 Hệ thống làm mát 25 14 Hình 2.9 Xilanh ổn định hướng 25 15 Hình 2.10 Mô hình hệ thống điều khiển 26 16 Hình 2.11 Bàn điều khiển của TDS-8SA 27 17 Hình 2.12 Bộ kẹp cần PH-100 28 18 Hình 2.13 Cấu tạo giá đỡ liên kết quay 29 19 Hình 2.14 Cụm bản lề nghiêng 30 20 Hình 2.15 Cấu tạo bàn kẹp 32 21 Hình 2.16 Cấu tạo cụm van cầu 33 22 Hình 2.17 Cấu tạo van cầu trên 34 23 Hình 2.18 Cấu tạo van cầu dưới 35 24 Hình 3.1 Trình tự khoan thuận 36 25 Hình 3.2 Trình tự doa ngược 37 26 Hình 3.3 Kiểm tra đường dẫn dung dịch 47 27 Hình 3.4 Kiểm tra khe hở chiều của trục dẫn 48 28 Hình 3.5 Kiểm tra sự ăn khớp của bánh răng hộp tốc độ 49 29 Hình 3.6 Kiểm tra quang treo elevator 51 30 Hình 3.7 Bôi trơn động cơ khoan 55 31 Hình 3.8 Bôi trơn giá đỡ liên kết quay 57 32 Hình 3.9 Bôi trơn cụm ghim chốt 58
34 Hình 3.11 Vú mỡ 60 35 Hình 4.1 Profile giếng khoan N070 61
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
STT SỐ HIỆU
BẢNG
TÊN BẢNG TRANG
1 3.1 Kế hoạch kiểm tra TDS-8SA 44-45 2 3.2 Công suất nâng cho phép của
elevator
51-52
3 3.3 Lựa chọn dầu bôitrơn 52-53
4 3.4 Kế hoạch bôi trơn cho TDS-8SA 53-54
5 4.1 Bảng thông số chế độ khoan 62
6 4.2 Thông số cần khoan sử dụng 62 7 4.3 Thông số bộ cần nặng và choòng
cho các khoảng khoan
63-66 8 4.4 Thông số dung dịch khoan cho các
khoảng khoan
67 9 4.5 Bảng hệ số C phụ thuộc vào độ
cong của giếng khoan
68 10 4.6 Thông số kỹ thuật một số đầu quay
có công suất phù hợp
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Văn Giáp (2002), Bài giảng thiết bị khoan thăm dò, Hà Nội.
[2]. Trương Biên, Nguyễn Xuân Thảo, Phạm Thành, Trần Văn Bản (2006), Cẩm
nang kỹ sư-Công nghệ khoan các giếng sâu, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[3]. Nguyễn Thế Vinh St -Tài liệu công nghệ khoan
HỆ CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ Độ dài 1 foot (ft) = 0,305 (m) 1 inch (in) = 25,4 (mm) Thể tích 1 gallon (gal) = 4,55 lít Khối lượng 1 pound (lb) = 0,45 (kg) Áp suất
1 psi = 6,89 (kPa) =0,061 (at) Công suất
1 mã lực (HP) =0,7457 (kW) Mômen