Chương 3 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ KHOAN ĐỊNH HƯỚNG HỢP LÝ GIẾNG KHOAN UCG Ở BỂ THAN ĐBSH
3.6. Nghiên cứu lựa chọn bộ dụng cụ đáy để khoan khoảng cong định hướng và khoan dọc v a than
3.6.2. Động cơ trục vít xoắn thủy lực PDM
PDM hoạt động dựa trên nguyên lý thủy động lực học. Dung dịch khoan trong cột cần khoan đi qua van tuần hoàn xuống bộ phận c ng tác, khi lưu lượng và áp suất dòng dunh dịch nhỏ, chất lỏng đi qua lỗ thoát của van tuần hoàn ra khoảng kh ng vành xuyến. Khi dòng dung dịch có lưu lượng đủ
lớn, áp lực chất lỏng đẩy pistong của van đi xuống đóng lỗ thoát hướng dòng chất lỏng qua bộ phận c ng tác. Do có độ lêch tâm của r to trong stato, chất lỏng được tuần hoàn, bằng áp lực thủy tĩnh của chất lỏng hướng theo rãnh xoắn tác động và truyền m men cho r to làm động cơ hoạt động. Chuyển động quay của r to qua trục cát đăng và bộ phận chịu lực đƣợc truyền đến choòng khoan. Nhƣ vậy để PDM hoạt động đƣợc cần 2 yếu tố:
+ Có độ lệch tâm giữa stato và r to;
+ Dòng chất lỏng có áp lực đủ lớn đi qua bộ phận c ng tác.
Hình 3.13. Sơ đồ nguyên lý làm việc của động cơ trục vít thuỷ lực.
PDM đƣợc chia ra làm ba loại: PDM tốc độ thấp, PDM tốc độ trung bình và PDM tốc độ cao. Tùy theo yêu cầu khoan mà ta có thể chọn từng loại cho phù hợp.
- PDM tốc độ thấp: Đây là loại PDM có m mem quay lớn, tốc độ quay thấp đƣợc sử dụng để khoan cắt xiên giếng khoan, giếng khoan theo dõi. Loại
PDM tốc độ thấp bao gồm các loại có cấu tạo số đầu mối ren r to/stato là:
8/9; 9/10.
- PDM tốc độ trung bình có tốc độ quay và m mem quay trung bình dùng để tăng tốc độ cơ học khoan khi duy trì thời gian làm việc dài của choòng. Loại động cơ này đƣợc ứng dụng để khoan các giếng khoan có độ lệch đáy lớn, khoan lấy mẫu, khoan điều ch nh thân giếng khoan. Loại PDM tốc độ trung bình bao gồm các loại có cấu tạo số đầu mối ren r to/stato là:
4/5; 5/6; 6/7; 7/8.
- PDM tốc độ cao: Đây là loại PDM có m mem quay thấp, tốc độ quay cao đƣợc ứng dụng để khoan nắn và cắt thân giếng khoan. Ngoài ra, PDM tốc độ cao có thể dùng để nắn giếng khoan thẳng đứng, khoan lấy mẫu và sửa chữa giếng. Loại PDM tốc độ cao bao gồm các loại có cấu tạo số đầu mối ren rôto/stato là: 1/2; 2/3; 3/4.
Để khoan các giếng khoan UCG ở ĐBSH qua địa tầng đất đá mềm yếu xen kẹp và yêu cầu quỹ đạo giếng khoan có độ chính xác cao nên ta chọn loại PDM tốc độ trung bình.
Khi khoan trong khoảng khoan cong định hướng sử dụng choòng 222mm chọn PDM tốc độ trung bỡnh cú đường kớnh 6 ắ’’ (171,45mm).
Khi khoan trong khoảng khoan dọc v a than sử dụng choòng 152,4mm, chọn PDM tốc độ trung bỡnh cú đường kớnh 4 ắ’’ (120,65mm).
Hiện nay PDM đƣợc sử dụng chủ yếu do các hãng Black Max, Anadrill, Oilwell … sản xuất có rất nhiều chủng loại từ đường kính nhỏ đến đường kính lớn. Trong mỗi cấp đường kính tùy thuộc theo mức độ phổ biến mà có từ 2 đến 10 loại khác nhau (như số đầu mối ren khác nhau, số bước xoắn khác nhau, chiều dài bước xoắn khác nhau, tốc độ vòng quay, lưu lượng nước rửa khác nhau…). Cho nên sau khi xác định được cấp đường kính của
loại PDM sử dụng trong các khoảng khoan khác nhau ta mới xác định chủng loại PDM theo cấp đường kính đó phù hợp với th ng số chế độ khoan trong từng khoảng khoan đó.
Với th ng số chế độ khoan nêu trên và đường kính PDM đã chọn cho từng khoảng khoan là cơ sở cho ta chọn các chủng loại PDM cho từng cấp đường kính để sử dụng tương ứng theo các địa tầng.
Đối với khoảng khoan cong định hướng ta chọn loại động cơ 6 ắ’’ 4/5 lode, 4,8 stage có thông số kỹ thuật đƣợc nêu trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Th ng số kỹ thuật động cơ 6 ắ’’ 4/5 lode, 4,8 stage
Lưu lượng 1136 ÷ 2270 l/ph
Tốc độ 115 ÷ 293 v/ph
Chênh lệch áp suất lớn nhất 4647 kPa
Mô men 3674 Nm
Đường kính lỗ khoan 222 – 251mm
Đối với khoảng khoan dọc v a than ta chọn loại động cơ 4 ắ’’ 4/5 lode 3,5 stage có th ng số kỹ thuật đƣợc nêu trong bảng 3.7.
Bảng 3.7. Th ng số kỹ thuật động cơ 6 ắ’’ 4/5 lode, 3,5 stage
Lưu lượng 379 ÷ 946 l/ph
Tốc độ 60 ÷ 236 v/ph
Chênh lệch áp suất lớn nhất 10342 kPa
Mô men 2383 Nm
Đường kính lỗ khoan 149 – 200 mm