5.1. Chế độ khoan.
5.1.1.Định nghĩa:
Chế độ khoan là tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu khoan chủ yếu bao gồm:
- Tải trọng lên choòng (Gc); - Tốc độ quay (n);
- Lưu lượng nước rửa (Q).
Ngồi ra cịn chất lượng nước rửa, chất lượng chng khoanẦ Trong cơng tác khoan người ta đề cập tới 3 chế độ khoan sau:
- Chế độ khoan tối ưu: Là chế độ khoan sử dụng các thông số chế độ khoan ở mức tối đa để đảm bảo hiệu quả phá vỡ đáy giếng là cao nhất.Trong cơng tác hiện nay chế độ khoan tối ưu khó thực hiện;
- Chế độ khoan hợp lý: Là sự kết hợp hợp lý giữa các thông số chế độ khoan trong điều kiện cụ thể về địa chất, kĩ thuật và trình độ công nghệẦ để đạt hiệu quả khoan cao;
- Chế độ khoan cưỡng bức: Là chế độ khoan trong đó một hay nhiều thơng số chế độ khoan có trị số lớn nhất nhằm đạt chỉ tiêu cao về số lượng hoặc chất lượng.
5.1.2.Tắnh tốn thơng số chế độ khoan: 5.1.2.1.Mục đắch yêu cầu của việc tắnh toán.
Ớ Mục đắch
- Tận dụng tối đa khả năng của thiết bị, trong đó phải tắnh tốn vùng làm việc hợp lý của chng, máy bơm khoan, rơto hoặc tuabin vì nếu vượt quá giới hạn này thì các sự cố ln có thể xảy ra;
- Có tốc độ cơ học khoan và tốc độ thương mại lớn nhất, thời gian hoàn thành giếng khoan ngắn nhất;
- Lựa chọn, tắnh tốn các thơng số chế độ khoan: tải trọng đáy, tốc độ quay, lưu lượng bơm tối ưu nhất để đảm bảo cho giếng khoan thiết kế, thi công thuận lợi.
Ớ Yêu cầu
Chế độ khoan là tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến chỉ tiêu khoan. Các yếu tố đó thường gọi là thơng số chếđộ khoan. Thông số chế độ khoan gồm:
- Tải trọng đáy: Gc;
1Tốc độ quay của choòng: n; - Lưu lượng nước rửa: Q;
- Chất lượng nước rửa (tỷ trọng, độ nhớt, độ thải nướcẦ).
nào đạt đến chỉ tiêu cao nhất về khối lượng và chất lượng thì gọi là chế độ khoan hợp lý (hoặc chế độ khoan tối ưu). Vấn đề đặt ra là cần đi tắnh toán lựa chọn Gc , n, Q cho mỗi khoảng khoan.
Qua thiết kế chế độ khoan chúng ta hiểu rằng, đó là lựa chọn và tắnh tốn các thơng số chế độ khoan một cách hợp lý. Xuất phát từ yêu cầu cơ bản là phải khoan lỗ khoan với thời gian ngắn nhất, chất lượng cao và tiết kiệm vật tư.
Tùy theo phương pháp khoan, tắnh chất đất đá, chất lượng nước rửa, kiểu chng khoan mà ta tắnh tốn Gc , Q, và n, để thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Tận dụng tốt nhất khả năng của tổ hợp thiết bị khoan;
- Lưu lượng nước rửa phải đủ rửa sạch đáy lỗ khoan và đưa mùn khoan lên mặt đất. Vì việc chọn chế độ khoan hợp lý phụ thuộc vào phương pháp khoan, sau đây ta sẽ đi tắnh toán cụ thể.
5.1.2.2.Phương pháp tắnh toán chế độ khoan. Thiết kế chế độ khoan roto:
Tắnh toán lưu lượng (Q):
Chúng ta cần xác định Qmax ở đầu khoảng thiết kế, Qmin. dựa vào đặc tắnh của máy bơm để chọn Q:
Qmin< Q < Qmax (5.1)
- Lưu lượng lớn nhất cho phép khoan được ở chiều sâu L được tắnh theo công thức:
3max max ). . ( . . 5 , 7 d b L B A N Q γ η + = (l/s) (5.2) trong đó:
N: cơng suất động cơ bơm (HP)
: Hiệu suất truyền từ động cơ đến bơm
: trọng lượng riêng của dung dịch khoan (G/cm3)
A: hệ số tổn thất áp suất không phụ thuộc chiều dài cần.