- Thay đổi lực giữ giữa mảng đất đỏ bị phỏ hủy ở đỏy giếng khoan
4.3.1.2.Thiết lập choũng khoan
Thiết lập mụ men xoắn phự hợp với độ cứng của đất đỏ vỉa, mở bu lụng choũng. Sử dụng thiết bị gỡ húc choũng phự hợp với từng loại choũng cụ thể( đối với choũng PDC và choũng ba chúp xoay thỡ việc lựa chọn này là khỏc nhau).
N ếu khụng cú một chế độ thiết lập phự hợp cú thể dẫn đến phỏ hủy choũng trong khi khoan ( như trong trường hợp vũi phun kộo dài ), hoặc choũng cú thể bị khúa lại trong bàn rụ to do thiết bị gỡ húc choũng khoan bị biến dạng.
Bảng kốm theo chỉ ra yờu cầu về việc thiết lập mụ men xoắn cho một số chỗ nối và cỏc loại choũng, trường hợp vặn khụng đủ chặt hoặc quỏ chặt cú thể dẫn đến vết nứt sớm và phải tiến hành sửa chữa kịp thời.
Bảng 4.8. Bảng thụng số mụ men xoắn cho cỏc loại choũng kim cương
Bảng 4.9. Bảng thụng số mụ men xoắn cho choũng chúp xoay
Đường kớnh
choũng Điểm nối Mụ men xoắn
(in) (in) (daN .m) ( Lb.ft)
3 3/4 2 3/8 400-480 3000-3500 4 5/8 2 7/8 800-950 6000-7000 5 1/8 - 7 3/8 3 1/2 950-1200 7000-9000 7 1/2 - 9 3/8 4 1/2 1600-2200 12000-16000 9 1/2 - 14 1/2 6 5/8 3800-4300 28000-32000 14 5/8 - 18 1/2 7 5/8 4600-5400 34000-40000 18 5/8 8 5/8 5400-8100 40000-60000 Đường kớnh
choũng Điểm nối Mụ men xoắn
(in) (in) (Da.n) (Lb.ft)
3 11/16 - 4 1/2 2 3/8 400 - 480 3000 - 3500 4 17/32 - 5 2 7/8 800 - 950 6000 - 7000 5 1/32 - 7 3/8 3 1/2 950 - 1200 7000 - 9000 7 13/12 - 9 3/8 4 1/2 1600 - 2200 12000 - 16000 9 13/12 - 14 1/2 6 5/8 3800 - 4300 28000 - 32000 14 9/16 - 18 1/2 7 5/8 4600 - 5400 34000 - 40000 18 9/16 & > 8 5/8 5400 - 8100 40000 - 60000
N hư chỳng ta thấy thụng số mụ men xoắn ước chừng bằng một phần hai ở chỗ nối bỡnh thường( tương đương 70% đối với chỗ nối nhỏ và 40% đối với chỗ nối lớn).
N ếu một choũng cũ được đưa vào khoan tiếp thỡ phải chỳ ý cỏc điểm sau:
- Kiểm tra kỹ ren nối, ren nối phải đảm bảo theo tiờu chuNn của API - Bụi trơn lại choũng nếu nú khụng được trang bị đệm làm kớn ổ lăn. - Kiểm tra hoạt động ổ trục và chúp xoay, cú thể xoay bằng tay (ổ bi đũa) hoặc sử dụng chỡa vặn( ổ trục ma sỏt), nếu chỳng khụng quay thỡ phải loại bỏ.
- Kiểm tra đệm làm kớn và hệ thống ỏp suất bự trừ ỏp suất, giỳp khắc phục cỏc chỗ mũn gần nắp hoặc cỏc lỗ thụng giú bị bịt do hạt sột hay mựn khoan.
- Cần chỳ ý đến cỏc thụng số choũng ( kiểu choũng, số lắp rỏp, số seri, kớch cỡ vũi phun…) trờn bản ghi của choũng trước khi đưa choũng vào hoạt động, vỡ cỏc thụng tin luụn được để trờn đầu nối của choũng và cú thể bị tNy đi do ăn mũn.
- Trong hệ dung dịch mựn khoan gốc nước và thành hệ nhiều sột, cú sự bụi trơn hoàn toàn đối với bề mặt choũng cộng với sự bụi trơn đa năng trước khi hạ xuống giếng cú thể giỳp việc hoạt động được trơn chu và hệ số an toàn cao hơn.
4.3.2. Hạ xuống
Để trỏnh những sự cố với choũng trong khi hạ xuống:
Thả chậm bộ khoan cụ qua đoạn giếng cong gập, qua cỏc tầng khụng bỡnh thường của giếng.
Khụng cho phộp choũng va mạnh vào đỏy, cNn thận đoạn nối ở cuối cần khoan. Cả bộ khoan cụ được di chuyển xuống dưới một cỏch từ từ với số vũng quay thấp và lưu lượng mựn khoan đủ lớn. Sau đú tăng dần tải trọng và số vũng quay một cỏch từ từ đến giỏ trị tớnh toỏn.
N ếu trước đú choũng mất một số đường kớnh cần thiết, ta cần phải khoan mở rộng thành giếng trờn một vài chiều dài trước khi tiếp tục thả xuống đỏy một lần nữa( thường khoan bằng cỏc choũng chuyờn dụng cho khoan mở rộng thành giếng). Trong suốt quỏ trỡnh khoan mở rộng, cỏc ổ trục phải chịu lực ộp
bất thường từ thành giếng, do đú khụng nờn khoan mở rộng liờn tục trong một thời gian dài.
N ờn sử dụng choũng PDC để khoan mở rộng. N hưng chỳ ý vũng calip ngoài choũng PDC sẽ chịu tải trọng lớn và độ rung cao, do đặc tớnh của choũng trong trường hợp khoan mở rộng với chiều dài lớn ( 500m hoặc hơn) với choũng PDC, tốt hơn là loại ra khỏi giếng và thay bằng choũng ba chúp xoay.
Sử dụng choũng PDC để khoan mở rộng chỉ nờn sử dụng những loại được thiết kế đặc biệt, hay được gia cụng chuyờn dụng như calip gắn răng cỏc bon vonfram cú độ chống mài mũn cao, hoặc một số loại choũng cú cấu tạo đặc biệt giỳp chống sự mài mũn calip.
Hỡnh 4.15. Choũng PDC được gia cố calip chống mài mũn ( 1- Calip được gia cố răng PDC )
Trong hầu hết cỏc trường hợp khoan mở rộng được thực hiện với tải trọng thấp và tốc độ quay chậm để giảm mũn hỏng cho choũng và hao hụt kớch cỡ calip( vỡ ngay cả khi tải trọng nhẹ nhưng diện tớch đỏy lỗ khoan thu hẹp cũng sẽ tạo ứng suất lớn).
4.3.3. Chạm đỏy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trước khi khoan phải làm sạch đỏy giếng khoan. Làm sạch cỏc phế phNm, vụn cứng sinh ra trong quỏ trỡnh khoan. Vỡ nếu để choũng khoan tiếp xỳc trực tiếp với cỏc phế phNm khi quay sẽ nhanh chúng mài mũn choũng đặc biệt là đối với choũng kim cương.
Trong giai đoạn đầu của quỏ trỡnh khoan một choũng mới sẽ tạo ra khuụn mẫu của giếng khoan nhưng đến đỏy giếng hỡnh dạng sẽ rất khỏc so với khuụn mẫ ban đầu, do cú sự thay đổi về hỡnh dạng của choũng làm cho hỡnh dỏng đỏy giếng khụng giống nhau. Vỡ vậy khi bắt đầu tiếp tục khoan khụng được sử dụng tải trọng lờn choũng và số vũng quay lớn nhất.
Khi chạm đến đỏy:
- Điều chỉnh mỏy bơm đạt lưu lượng yờu cầu cho chế độ khoan đó tớnh toỏn và kiểm tra ỏp suất ống dõng bựn.
- Tuần hoàn đỏy giếng để làm sạch đỏy trong khoảng 30s.
- Chạm đến đỏy một cỏch nhẹ nhàng với tốc độ quay chậm và kiểm tra mụ men xoắn.
- Đặt choũng ở vị trớ cỏch đỏy 30cm bằng cỏch để trọng lượng đố nhẹ lờn choũng( khụng nhẹ sẽ làm choũng nảy lờn) sau đú tăng cả tốc độ quay và trọng lượng đố lờn choũng.
- Từ đõy sẽ tỡm được cỏc thụng số kết hợp giữa tải trọng lờn choũng và tốc độ quay hợp lý trong một thành hệ nhất định.
* Đối với choũng PDC
Với đất đỏ mềm, cú thể tăng thờm một tấn tải trọng đố lờn choũng để tối ưu tốc độ quay.
N ếu vỉa cứng, khi chạm đỏy cần giảm tải trọng lờn choũng và tốc độ quay( khoảng 70 vg/ph). Sau đú sẽ tăng tải trọng đến giỏ trị tối ưu( để trỏnh phỏ hủy đầu cắt do va chạm với cỏc phế phNm rắn ở đỏy giếng khoan). Choũng nờn được đặt lờn đỏy giếng trước khi cho choũng quay bỡnh thường.
4.3.4. Khoan
Cần thiết sử dụng tải trọng khụng đổi trong quỏ trỡnh khoan, nếu khụng cú thể gõy ra ứng suất khụng cần thiết lờn bộ phận
Một chức năng quan trọng của lưu lượng mựn khoan là để làm sạch và làm mỏt choũng. N ếu vỡ một vài lý do nào đú mà lưu lượng bựn khoan khụng thể duy trỡ ở mức thớch hợp, tốt hơn là dừng khoan và sửa chữa. Sử dụng cỏc thụng số khoan thấp hơn hoặc thay đổi choũng.
N ờn sử dụng chế độ khoan tự động càng nhiều càng tốt, đặc biệt là thợ khoan khụng nờn điều chỉnh tải trọng lờn choũng. Điều này rất quan trọng vỡ
cỏc số liệu chỉ ra khi chế độ khoan tự động được sử dụng thỡ tuổi thọ của choũng tăng 40%, chủ yếu là do tải trọng lờn choũng được giữ ổn định.
Với choũng PDC và mở rộng thờm với choũng ba chúp xoay, mụ men xoắn và tốc độ quay ở choũng thay đổi bất thường, hiện tượng này được gọi là ‘ stick and slip’’. Hiện tượng này suất hiện khỏ thường xuyờn ở thành hệ mềm. Cột cần khoan hoạt động như một lũ xo khi choũng cắm vào vỉa, năng lượng xoắn được tớch trữ trong cột cần khoan( lỳc này tốc độ của choũng gần như bằng khụng) và được giải phúng một cỏch mónh liệt khi mụ men xoắn ở choũng trội hơn ở vỉa. Tại thời điểm này choũng và bộ khoan cụ ở đỏy giếng cú tốc độ quay/phỳt lớn nhất sau đú đột ngột dừng lại khi choũng chuNn bị đõm vào vỉa một lần nữa. Sự cộng hưởng này cú thể bị phỏ vỡ do cỏch sử dụng cỏc sự kết hợp khỏc nhau giữa tải trọng lờn choũng và số vũng quay( giảm tải trọng,
Trong quỏ trỡnh khoan phải chỳ ý cNn thận khi khoan qua cỏc đoạn địa tầng chưa được đo đạc, ỏp dụng tải trọng và số vũng quay nhỏ để đề phũng cỏc sự cố khụng mong muốn.
Một hiện tượng thường xuyờn xảy ra trong quỏ trỡnh khoan là choũng khoan bị kẹt mỳt, do đất đỏ vỉa kộm bền vững, hoặc do sụp lở thành giếng. Kẹt mỳt dẫn đến giảm mụ men xoắn, giảm tốc độ khoan và làm tăng ỏp suất ống dõng bựn. Chớnh vỡ vậy trong quỏ trỡnh khoan luụn luụn theo dừi xỏt sao cỏc thụng số hoạt động của choũng như số vũng quay, tải trọng, lưu lượng, ỏp suất dung dịch qua vũi phun. N ếu cú sự thay đổi bất thường cần cú phõn tớch đỳng đắn và cú giải phỏp khắc phục.
Hiện tượng kẹt mỳt choũng cú thể hạn chế bằng cỏch kộo choũng lờn khỏi vựng kẹt mỳt với tốc độ chậm, giảm tải trọng sau đú tăng đồng thời số vũng quay và lưu lượng dung dịch.