Hệ thống van điều áp (Choke Manifold System – CMS – Hình 2.6) là chìa khóa cho sự thành công của công nghệ khoan kiểm soát áp suất. CMS được bố trí lắp đặt trên đường tuần hoàn đi lên của dung dịch khoan từ đáy giếng.
Chức năng: CMS có khả năng điều chỉnh các dạng áp suất khác nhau
như áp suất đáy giếng, áp suất ống đứng, đối áp bề mặt. CMS được sử dụng phổ biến nhất trong ứng dụng khoan cố định áp suất đáy giếng (CBHP) để điều chỉnh đối áp bề mặt bằng việc đóng mở các van trong hệ thống, duy trì áp suất đáy giếng ổn định trong quá trình nối cần, ngăn ngừa những mối nguy hại xảy ra do sự thay đổi áp suất đáy giếng.
32
Hình 2.6 Hệ thống van điều áp
Hệ thống van điều áp được chia thành 3 dạng cơ bản: Hệ thống điều khiển bằng tay (Manual Choke); Hệ thống bán tự động (Semi - automatic Choke); Hệ thống tự động (PC Control Automatic Choke).
Tuy nhiên hiện nay, các công ty dầu khí hầu như chỉ sử dụng hệ thống van điều áp được điều khiển tự động do những ưu điểm nổi bật như khả năng điều chỉnh linh hoạt và hạn chế được tối đa sai sót trong quá trình kiểm soát công tác khoan.
Cấu tạo: Hệ thống van điều áp tự động bao gồm những chi tiết:
Van thủy lực;
Thiết bị thủy lực;
Thiết bị đo dòng;
33
Hình 2.7 Van thủy lực
Van điều áp (Hình 2.7) được điều khiển bằng thiết bị thủy lực trong hệ thống. Có van A và van B, được sử dụng riêng biệt hoặc đồng thời, tạo ra phản áp bề mặt lên đáy giếng thông qua việc đóng mở để thay đổi tiết diện của dòng tuần hoàn lưu thông qua van.
Hình 2.8 Thiết bị xử lý thông minh
Thiết bị xử lý thông minh (Inteligent Control Unit – ICU – Hình2.8 ) là bộ não của toàn bộ hệ thống. ICU ghi nhận tất cả dữ liệu về thông số dung dịch , các trạng thái áp suất, chế độ khoan hiển thị lên màn hình điều khiển. Đồng thời truyền lệnh điều khiển để điều chỉnh áp suất qua việc đóng mở van.
34
Hình 2.9 Thiết bị đo dòng
Thiết bị đo dòng (Hình 2.9) được lắp phía sau van điều áp, có nhiệm vụ cung cấp những dữ liệu quan trọng của dung dịch như lưu lượng thể tích, lưu lượng khối lượng, tỉ trọng và nhiệt độ của dung dịch…Những dữ liệu này phục vụ cho công tác phân tích trạng thái pha, đưa ra dấu hiệu nhận biết khi bị mất dung dịch hoặc có dòng xâm nhập vào giếng, kiểm soát hiệu quả công tác khoan.
Hình 2.10 Thiết bị thủy lực
Thiết bị thủy lực (Hydraulic Power Unit – HPU – Hình 2.10) được bố trí gần các van điều áp. HPU trực tiếp đóng mở các van điều áp dưới sự điều khiển của thiết bị xử lý thông minh. Một bơm khí nén bên trong HPU sử dụng
35
khí nén từ giàn để tạo áp suất cho chất lỏng thủy lực trong bình chứa, cung cấp năng lượng thủy lực điều khiển các van.
Hình 2.11 Màn hình và bàn phím điều khiển
Màn hình điều khiển (Hình 2.10) là nơi hiển thị các dữ liệu, thông số kĩ thuật trong công tác khoan, đồng thời trực tiếp ghi nhận các giá trị được thiết lập từ người điều khiển, có thể nhập trực tiếp các giá trị qua màn hình hoặc sử dụng bàn phím.