- r: Hệ số tổn hao sét (r = 1,03).
Chương V: CHẾĐỘ KHOAN
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).
Ngoài ra còn chất lượng nước rửa, chất lượng choòng khoanẦ Trong công 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 công 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 thông số chế độ khoan có trị số lớn nhất nhằm đạt chỉ tiêu cao về số lượng hoặc chất lượng.
5.1.2.Tắnh toán thông 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 toán vùng làm việc hợp lý của choòng, máy bơm khoan, rôto hoặc tuabin vì nếu vượt quá giới hạn này thì các sự cố luôn 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 toán các thông 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 thông 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 toán các thông 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 choòng khoan mà ta tắnh toán 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: công 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.
A=abm+acn.lcn+ ac (5.3) Trong đó: abm: hệ số tổn thất áp suất bề mặt
acn: hệ số tổn thất áp suất trong cần nặng
ac: hệ số tổn thất áp suất ở lỗ thoát nước của choòng ac = (5.4)
F: tổng diện tắch các lỗ thoát nước của choòng (mm2) lcn: chiều dài cần nặng (m)
B = (5.5) trong đó: : hệ số tổn thất áp suất trong cần
: hệ số tổn thất tại đầu nối. l: chiều dài cần dựng (m)
: hệ số tổn thất áp suất ở khoảng không vành xuyến. L: chiều dài cột cần (m)