Thành phần chính trong hệ thống tuần hoàn dung dịch bao gồm: (1) Máy bơm, (2) ống mềm, (3) cần khoan, (4) vòi phun thủy lực, (5) bể chứa dung dịch (bồn lắng, bể trộn, bể hút), (6) thiết bị trộn dung dịch( phễu trộn) và (7) Thiết bị loại bỏ chất gây ô nhiễm (sang rung, tách cát, tách bùn, khử khí), xem Hình 24
Hình 24 Hệ thống tuần hoàn
Dòng chảy của dung dịch khoan có thể được mô tả: Từ bể dung dịch (lưu trữ dung dịch) qua phễu trộn, nơi các chất phụ gia khác nhau như vật liệu làm nặng vv được trộn vào thùng hoặc, hoặc các đường ống hút để bơm bùn. Tại bùn Máy bơm bùn được áp lực lên đến giá trị áp lực bùn cần thiết. Từ bùn Máy bơm bùn được đẩy qua các ống đứng (một ống cố định gắn tại các giàn khoan), các ống quay (kết nối linh hoạt cho phép người ăn bùn vào drillstring di chuyển theo chiều dọc), thông qua các khớp xoay vào drillstring. Bên trong
drillstring (kelly, drillpipe, khoan cổ áo) bùn chảy xuống chút, nơi nó được buộc phải thông qua các vòi phun để làm trái các đáy của lỗ. Từ tận đáy giếng bùn thăng annuli (khoan cổ áo, drillpipe) và dòng bùn (xuống dòng bùn) mà nằm trên cán cân thanh toán. Từ dòng bùn bùn được đưa vào hệ thống làm sạch bùn bao gồm máy khuấy đá phiến sét, bể xử lý, de-sander và de-silter. Sau khi làm sạch bùn, vòng tròn tuần hoàn được đóng khi bùn trở lại hố bùn. , or the suction line to the mud pumps. At the mud pumps the mud is
pressured up to the required mud pressure value. From the mud pumps the mud is pushed through the stand pipe (a pipe fixed mounted at the derrick), the rotary hose (flexible connection that allows the fed of the mud into the vertically moving drillstring), via the swivel into the drillstring. Inside the drillstring (kelly, drillpipe, drill collar) the mud flows down to the bit where it is forced through the nozzles to act against the bottom of the hole. From the bottom of the well the mud rises up the annuli (drill collar, drillpipe) and the mud line (mud return line) which is located above the BOP. From the mud line the mud is fed to the mud cleaning system consisting of shale shakers, settlement tank, de-sander and de-silter. After cleaning the mud, the
circulation circle is closed when the mud returns to the mud pit.
1.1.4.1Máy bơm
Bơm khoan dùng để bơm nước rửa, tuần hoàn dung dịch trong quá trình khoan. Trong khoan dầu khí người ta thường sử dụng bơm piston nằm ngang, tác dụng kép, hai xi lanh. Hình 1.13 là sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy bơm khoan tác dụng kép.
Piston (5) chuyển động tịnh tiến bên trong xi lanh (4). Khi pistion chuyển động từ trái sang phải sẽ hút nước từ ống hút (3), qua van hút (4) vào phần trái xi lanh. Trong lúc đó, bên phải xi lanh, dung dịch bị ép, van hút (4a) đóng và van xả 6 mở. Nước ở bên phải xi lanh qua van 6 ép ra ngoài
Hình 1.13 Sơ đồ làm việc của máy bơm khoan tác dụng kép
1. Bể chứa dung dịch; 2. Chõ bơm; 3. Đường ống hút; 4,4a. Van hút 5. Piston; 6,6a. Van đẩy; 7. Ra tio cao áp; 8. Bình điều hoà; 9. Xi lanh; 10. Trục piston; 11. Con trượt; 12. Thanh truyền; 13. Tay quay; 14. Trục truyền
qua đường ống cao áp. Chuyển động định tiến của piston nhờ hệ thống tay quay-thanh truyền (10) và (12) qua con trượt (11) khi piston chuyển động từ phải qua trái quá trình hút và đẩy xảy ra ngược lại.
Máy bơm khoan………..
Hình 25 Máy bơm khoan
1.1.4.2Thiết bị đƣờng ống cao áp
Nước bị ép từ bơm khoan chảy qua đường ống cao áp, qua ty ô cao áp vào đầu xa nhính. Đường ống cao áp bao gồm: bình điều hoà, ty ô cao áp, ống thẳng đứng.
Bình điều hoà: Bình điều hoà có tác dụng làm giảm dao động áp suất nước vào và điều hoà lưu lượng bơm do bơm
làm việc không đều.
Về cấu tạo bình điều hoà là một bình chứa khí có tác dụng như lò xo để giảm bớt va đập thuỷ lực và được đặt ngay trên máy bơm. Bình điều hoà có hai loại, dạng hình cầuvà dạng hình trụ. Nhìn chung cả hai dạng bình này đều có cấu tạo và nguyên lý làm việc như nhau. Hình 1.14 là cấu tạo của một bình điều hoà dạng 3 1.Thân 2. Buồng khí nén 3. Van 1 4. Màng A 2 B 4
Hình 1.14 Cấu tạo bình điều hoà hình cầu
hình cầu. Phía trên của thân (1) là buồng khí nén, dưới áp suất khí nén được đưa vào buồng (2) qua van (3).
Nếu áp suất ở B cao hơn A thì dung dịch ở B sẽ ép màng (4) cho đến khi áp suất ở B cân bằng với A. Nếu như áp suất B nhỏ hơn A thì áp suất trong buồng khí A sẽ ép màng (4) trở về vị trí cũ. Như vậy áp suất trong đường ống cao áp tự điều tiết và lưu lượng bơm cũng được điều hoà.
Ống cao áp: Để dẫn nước rửa từ bình điều hoà đến tháp khoan. ống cao áp làm bằng cần khoan và 2 đầu có mặt bích để bắt vào bình điều hoà và ống đứng. ống cao áp không nhỏ hơn ống xả của máy bơm.
Ống thẳng đứng: Đặt trong tháp khoan để dẫn nước rửa từ ống cao áp đến vòi của ty ô cao áp bắt chặt vào các đai thép.
Khoá nƣớc: Dùng để bảo đảm chế độ không tải khi khởi động bơm và để tăng dần áp suất lên. Khi bơm mới khởi động người ta mở khoá nước để xả dung dịch vào hố chứa. Sau đó đóng dần khoá nước lại. Tăng áp suất dần đến áp suất làm việc. Đường kính lỗ khoá phải bằng đường kính ống cao áp.
Ty ô cao áp: Dùng để nối giữa đầu thuỷ lực và ống thẳng đứng, ty ô cao áp phải đủ bền và chịu được áp suất cao.
1.1.5 Các thiết bị điều chếvà làm sạch dung dịch 1.1.5.1Thiết bị điều chế dung dịch khoan