CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN
5.2 Bộ dụng cụ khoan .1 Yêu cầu
5.2.2 Lựa chọn bộ dụng cụ khoan .1 Lựa chọn cần khoan
Cần khoan là bộ phận chính của cột cần khoan. Khâu nối giữa dụng cụ đáy và thiết bị trên mặt, truyền chuyển động quay cho choòng khoan trong khoan roto hoặc đầu quay di động, dẫn nước rửa cho động cơ làm sạch mùn, làm mát dụng cụ đáy trong quá trình tuần hoàn….
Cần khoan được đặc trưng bởi chiều dài và đường kính của chúng. Theo tiêu chuẩn API thì cần khoan được chế tạo chủ yếu theo 6 cấp đường kính sau: ; 73mm; 89mm; 114mm; 168mm với mỗi đường kính có bề dày từ 8 11mm và tỷ lệ đường kính giữa cần nặng và cần khoan là 1,2 - 1,6.
Cần khoan đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình thi công giếng khoan vì vậy việc chọn bộ cần khoan phù hợp đảm bảo yêu cầu về thời gian khoan, giảm giá thành, giảm các sự cố với bộ cần khoan. Nhờ đó sẽ nâng cao hiệu quả kinh tế trong quá trình sản xuất.
Để phù hợp với công nghệ khoan trên biển, với điều kiện vận chuyển khó khăn, ta lựa chọn cần khoan có đường kính nhỏ nhưng mác thép cao. Theo kinh nghiệm của các giếng khoan đã khoan trước đây, cần khoan được lựa chọn để khoan chống các ống có cấp đường kính từ 194mm trở lên có thể sử dụng cần khoan đường kính 127mm với mác thép là : G-105 và S-135.
5.2.2.2 Lựa chọn cần nặng
Cần nặng được lắp trên choòng khoan, nhằm giữ hướng thẳng đứng phần dưới của lỗ khoan, tạo áp lực cho mũi khoan trong quá tình làm việc do có trọng lượng lớn, tránh gãy cần bởi hiện tượng mài mòn.
Đường kính cần nặng được lựa chọn theo tương quan tỷ lệ gần đúng sau:
- Đối với choòng có đường kính Dc≥ 393,7mm thì tỷ lệ giữa đường kính choòng và đường kính cần nặng là: 1,6 ÷ 2;
- Đối với choòng có đường kính Dc < 393,7 mm thì tỷ lệ giữa đường kính choòng và đường kính cần nặng là: 1,25 ÷ 1,6;
- Tỷ lệ đường kính giửa hai cần nặng nối tiếp nhau là: 1,1÷1,5;
- Đối với giếng khoan có ống chống đến cấp đường kính 660,4mm thường sử dụng cần nặng 241,3mm và 209,5mm.
Theo tiêu chuẩn API thì cần nặng có chiều dài được chuẩn hóa là 9,4m.
Đường kính cần nặng thường là 241,3mm; 203,2mm; 196,85mm; 171,45mm;
120,65mm.
Như vậy, dựa vào đường kính của choòng khoan kết hợp với kinh nghiệm của các giếng đã khoan lân cận ta có thể lựa chọn đường kính và chiều dài cần nặng cho giếng khoan 09-2/09-KTN-5X trình bày trong bảng 5.2.
Bảng 5.3 Đường kính, chiều dài cần nặng cho các khoảng khoan Khoảng
khoan (m)
Đường kính choòng (mm)
Đường kính ngoài cần nặng
(mm)
Đường kính trong cần nặng (mm)
Trọng lượng 1m (kG/m)
Chiều dài (m)
165 660,4 209,5 71,4 241 47
241,3 76,2 323 28,2
8502725 444,5 209,5 71,4 241 75,2
2725 3750 311,1 209,5 71,4 241 103,4
3750 4478 215,9 165,1 57,2 150 56,4
5.2.2.3 Lựa chọn định tâm
Bộ phận định tâm đảm bảo sự đồng trục giữa cột cần khoan và giếng khoan. Đường kính định tâm được chọn theo cấp đường kính của chòong khoan theo từng khoảng khoan. Số lượng định tâm được lắp từ 1-3 cái, nếu nhiều định tâm sẽ gây momen cản lớn và khó điều chỉnh áp lực đáy.
Hình5.1.a.Định tâm thẳng 5.1.b.Định tâm xoắn
Dựa vào kinh nhiệm thi công các giếng khoan trên vùng mỏ ta chọn đường kính định tâm giếng KTN-5X theo bảng sau:
Bảng 5.5 Định tâm sử dụng cho giếng KTN-5X Khoảng khoan (m)
Đường kính (mm)
Choòng Định tâm
0 165 914 0
165 850 660,4 241,3
850 2725 444,5 209,55
2725 3750 311,1 203,2
3750 4478 215,9 171,45
5.2.2.4 Za- mốc cần khoan
Nối các đoạn cần khoan với nhau, đường kính phụ thuộc vào đường kính cần dựng. Za-mốc cần khoan gồm hai chi tiết za-mốc đực và za-mốc cái. Bảo vệ đầu nối các thiết bị cần khoan, giảm thời gian tháo vặn cần khoan .
Hình 5.10 Za-mốc 5.2.2.5 Lựa chọn đầu nối chuyển tiếp
Là đầu nối giữa những chi tiết có cấp đường kính khác nhau. Đầu nối chuyển tiếp được chia làm 2 nhóm:
∗ Nhóm đầu nối chuyển tiếp của cần chủ đạo :
Đầu nối chuyển tiếp phía trên của cần chủ đạo được nối với đầu thủy lực là đầu nối ren trái để tránh tháo trong quá trình khoan. Đầu nối phía dưới của cần chủ đạo với cần khoan là đầu nối ren phải.
∗ Nhóm đầu nối chuyển tiếp trung gian :
Nhóm đầu nối chuyển tiếp trung gian để nối các phần trong cột cần khoan như giữa cần khoan và cần nặng, giữa cần nặng có các cấp đường kính khác nhau, giữa cần nặng với choòng...
Za-mốc cái Za-mốc đực
5.2.2.6 Búa thủy lực
Trong khi khoan thường hay gặp các sự cố kẹt bộ khoan cụ vì vậy ta nên lắp búa để đề phòng trường hợp này.
Búa là một dụng cụ dùng trong cứu kẹt, nó tạo ra một shock mạnh làm cho bộ khoan cụ có thể dịch chuyển từ đó ta có thể kéo cần lên được. Ta nên lắp hai búa tạo shock (một cái giật lên, một cái giật xuống) để tạo xung mạnh khi kéo hoặc nén.
Các loại búa sử dụng trong giềng khoan này:
- Búa Φ 196mm dùng với cần nặng Φ203mm.
- Búa Φ158mm dùng với cần nặng Φ165mm.
- Búa Φ120mm dùng với cần nặng Φ120mm
Hình 5.13 Búa thủy lực