CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN
6.2. Chống ống giếng khoan 1. Các thiết bị ống chống
∗ Ống chống
Ống được chuẩn bị và đưa đến khoan trường trước lúc thả từ 2÷4 ngày và cần phải kiểm tra để loại bỏ các ống hỏng, khi kiểm tra ống chống cần phải chú ý tới độ cong, khuyết tật, sự biến dạng của mupta và các đầu ren.
Sau khi kiểm tra độ ô van và kiểm tra bằng dưỡng người ta xếp ống theo thứ tự sẽ thả xuống lỗ khoan. Ren của ống và mupta được đánh sạch bằng chổi cứng, rửa bằng dầu hỏa và kiểm tra bằng Calip, sau khi chuẩn bị ren xong cần được lắp các đầu bảo vệ để tránh biến dạng.
Đối với các giếng khoan sâu các ống chống cần phải được thử dò (ép thử) với áp suất bên trong tương ứng với yêu cầu kĩ thuật.
Cùng với các ống chống ta vận chuyển đến khoan trường các bộ phận sau:
∗ Đầu bơm trám vữa xi măng
Được lắp trên đầu ống chống, nó có nắp và có thể tháo ra được, có các đầu nối với máy bơm piston. Trước khi làm việc ta đặt các nút bơm trám vào vị trí thích hợp trong đó có các chốt giữ. Dung dịch xi măng được bơm qua đầu nối phía trước đẩy nút trám dưới cong dung dịch ép thì đi qua đầu nối phía trên và đẩy nút trám trên đi vào giếng.
Có ba loại đầu bơm trám:
- Đầu bơm trám dùng cho một nút trám.
- Đầu bơm trám dùng cho hai nút trám.
- Đầu bơm trám dùng cho trám ống chống lửng.
∗Nút trám xi măng
- Nút trám dưới để ngăn cách dung dịch khoan và dung dịch xi măng, loại này rỗng và có màng cao su, khi đến vòng dừng nó bị phá thủng cho vữa xi măng đi qua để đi vào khoảng không gian vành xuyến.
- Nút trám trên để ngăn cách dung dịch ép và dung dịch xi măng.
Cả hai loại có cánh sao su đường kính đo theo mép ngoài của cánh lớn hơn đường kính trong của ống từ 20 đến 25 mm.
Hình 6.1.Các nút trám xi măng
* Đế ống chống:
Tạo bởi 3 chi tiết:
- Đầu định hướng: dẫn hướng cho cột ống chống.Chế tạo bằng nhiều vật liệu khác nhau như: gang, ximăng đúc, gỗ….
2
1 34
5
- Chân đế : Là ống thép dày 15-19mm,dài 300-600mm đầu dưới có ren tiện để vặn vào đầu định hướng, đầu trên nối với phần dưới của ống chân đế.
Hình 6.2 Ống chân đế
- Ống chân đế : Đoạn ống thép dài 15-2m tiện ren hai đầu.Đầu dưới nối với chân đế,đầu trên nối với ống chống.Sau khi lắp phải hàn lại để chống tự tháo.Ống chân đế có khoan các lỗ thoát dung dịch đề phòng bị tắc khi đáy giếng nhiều mùn.
∗ Vòng dừng
Là một vòng thép dày 35 mm lắp váo giữa 2 ống chống cách đế ống chống bằng chiều cao cốc xi măng tạo ra một điểm tì giữa các nút trám.
∗ Van ngược
Là loại van được lắp trong khoảng từ vòng dừng đến ống chống, có tác dụng ngăn không cho dung dịch chảy ngược vào ống. Trong phương pháp trám đặc biệt mupta chuyên dụng có thể thay thế cho vòng dừng và van ngược.
Hình 6.3 Van ngược 1: Đế van
2: Đĩa van 3: Thanh đẩy 4: Lò xo 5: Êcu hãm
∗ Chổi quét
Là một vòng thép trên có lắp các chổi thép mền lắp bằng cách khoá vào ống chống, trong khi thả ống chổi quét lớp màng sét trên thành giếng để tăng khả năng liên kết của đá xi măng với thành giếng.
∗ Vòng định tâm
Là các bản thép được hàn 2 đầu vào 2 vòng thép và lắp bên ngoài ống chống bằng khóa. Các tấm thép cong tạo ra khoảng cách giữa ống chống và thành giếng khoan giúp cho đá xi măng tạo thành có độ dày đều nâng cao chất lượng trám xi măng. Lồng định tâm và chổi quét được bố trí gần nhau dọc theo cột ống chống với khoảng từ 30 đến 40 m.
Hình 6.4 Vòng định tâm
∗ Các mupta đặc: Chức năng ngăn cách khoảng không gian vành xuyến và đóng các cửa sổ trám 2 tầng. chúng có các đầu ren để lắp vào ống chống.
6.2.2. Quy trình chống ống
6.2.2.1 Chuẩn bị tháp khoan và thiết bị khoan
Trước khi thả ống chống phải kiểm tra cẩn thận tình hình của tháp, các thiếu sót hư hỏng phải được khắc phục ngay lập tức, phải kiểm tra độ thẳng đứng của tháp của tháp khoan, độ căng của các dây chằng. Khi kiểm tra tời khoan và thiết bị dẫn động cần chú ý đến độ vững chắc của các mối liên kết giữa chúng và nền móng, chú ý đến tình trạng của các đĩa xích và sự ăn khớp giữa các then và phanh tời. Để ngăn các hiện tượng phức tạp đối với hệ thống palăng cần kiểm tra đường kính dây cáp tời đang sử fụng và khả năng thả ống bằng cáp đó, trong trường hợp cần thiết thì phải thay cáp. Đặc biệt cần kiểm tra cẩn thận tình trạng của móc nâng, bộ ròng rọc tĩnh, bộ ròng rọc động và đồng hồ đo trọng lượng.
Khi kiểm tra động cơ cần xác định tình trạng và khả năng làm việc của chúng trong điều kiện làm việc nặng nề và công tác thả ống chống và trám xi măng với áp suất cao.
Hệ thống thiết bị trộn và bơm vữa xi măng : Gồm có máy bơm ly tâm, máy nén khí, các thùng đo, bồn chứa và các máy bơm piston. Hệ thống được vận hành như sau: Đầu tiên máy bơm ly tâm bơm nước từ thùng đo vào máy trộn, tại đây xi măng khô được thổi qua dòng nước nhờ máy nén khí, vữa xi măng được tạo thành và được trộn bằng cánh quạt máy trộn rồi chuyển vào thùng chứa. Ta có thể điều chỉnh lưu lượng nước, khí nén để có dung dịch vữa xi măng có tỷ trọng cần thiết. Vữa xi măng thành phẩm được máy bơm piston hút từ thùng chứa vào giếng khoan. Một lượng xi măng, nước và các hoá phẩm đã được tính toán và chuẩn bị sẵn sàng. Khi bơm hết lượng xi măng cần thiết máy bơm piston hút dung dịch ép từ thùng đo, bơm vào giếng khoan ép vữa xi măng lên khoảng không vành xuyến.
6.2.2.2 Chuẩn bị lỗ khoan
Cần phải doa rộng thành giếng khoan bị bó hẹp, cho thêm dầu mỏ hoặc các vật liệu khác vào dung dịch để giảm độ dính của vỏ sét. Trong thời gian rửa giếng khoan trước khi thả ống chống, ta kiểm tra cẩn thận các thông số của dung dịch sét và điều chỉnh cho tới đạt mức yêu cầu. Trong thời gian chuẩn bị giếng khoan ta kiểm tra các dụng cụ vật liệu cần thiết như Elevato, các chấu chèn dự trữ, quang treo, khoá tròn vặn ống… Mọi công tác chuẩn bị thả ống được tiến hành trong tời gian doa rộng và rửa giếng khoan.
6.2.2.3 Thả ống chống xuống giếng khoan
Công tác thả ống chống cần tổ chức sao cho mỗi tổ viên thực hiện đúng nhiệm vụ của mình. Để tránh xảy ra các trường hợp không may cần thu xếp gọn gàng nơi làm việc. Mọi công việc thả ống chống đều được tiến hành dưới sự chỉ đạo của một người tổ trưởng. Tổ trưởng chịu trách nhiệm điều khiển công việc thả ống chống theo đề án kỹ thuật vạch ra. Nguyên tắc thả cột ống chống cũng giống như cột cần khoan nhưng thiết bị phải phù hợp với đường kính ống và với áp suất bóp méo ống nhỏ hơn. Khi thả ống chống đến đáy, người ta có thể điều chỉnh lại thành phần dung dịch tuần hoàn, đồng thời nâng thả cột ống chống để làm cho các dụng cụ nạo thành giếng khoan hoạt động. Khi cột ống chống đã được lắp đầu trám xi măng và các nút trám, việc trám xi măng mới bắt đầu.
Theo đặc tính cụ thể của cột địa tầng , các khoảng chiều sâu được phân chia có cùng đặc tính áp suất vỉa và áp suất vỡ vỉa. Các vùng có các điều kiện khoan tương tự chính là các vùng được gia cố bởi cùng một ống chống.
Chiều sâu thả cột ống chống định hướng được xác định để gia cố các tập đất đá bở rời phía trên và tách các tập chứa nước bên trên bề mặt hoặc các tập
mất dung dịch. Vậy đối với giếng khoan KTN-5X mỏ Kình Ngư Trắng Nam ta lựa chọn cột ống chống định hướng 762mm được đóng tới chiều sâu 165m
Chiều sâu thả cột ống chống dẫn hướng 508mm được xác định nhằm ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên không bị sập lở , bảo vệ các tầng nước mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan. Ta lựa chọn chiều sâu thả cột ống chống đến 850m
Chiều sâu thả cột ống chống trung gian đảm bảo gia cố vững chắc thành giếng khoan trong các tầng đất đá không ổn định và ngăn cách các tầng với nhau. Dựa vào điều kiện địa chất , cột ống trung gian được lựa chọn thả đến chiều sâu 2725m
Chiều sâu thả cột ống chống khai thác để gia cố vững chắc thành giếng khoan ở tầng có áp suất vỉa lớn thì ta lựa chọn thả đến chiều sâu 3750m.