cấu tạo, quy trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng đối áp 230x350 (9”x5000 psi) do rumani sản xuất, trên giàn khoan bk-7 của xnld vietsovpetro

Thiết bị đối áp với đặc tính kỹ thuật của mình đảm bảo thực hiện các chức năng sau: - Bịt kín miệng giếng khoan trong trường hợp gặp các tầng chất lỏng có áp suất lớn hơn áp suất thuỷ tĩ

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với chính sách mở cửa của đất nước, nền kinh tế Việt Nam đã có nhiều chuyển biến tích cực, đặc biệt là ngành công nghiệp dầu khí

Tuy mới ra đời và phát triển trong giai đoạn đất nước gặp nhiều khó khăn, song với nỗ lực vươn lên của ngành cùng với sự học hỏi kinh nghiệm các nước công nghiệp phát triển, dầu khí Việt Nam đã trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn, là động lực thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế

Trong giai đoạn phát triển hiện nay, ngành Thiết bị dầu khí đã đóng góp một phần rất quan trọng vào sự phát triển của công nghiệp dầu khí Việc áp dụng công nghệ mới đã và đang được nhà nước quan tâm hàng đầu để lựa chọn ra những thiết bị có tính ưu việt nhất phù hợp điều kiện của đất nước để phát huy cao nhất hiệu quả sử dụng của chúng

Trong quá trình thi công giếng khoan dầu khí thì thiết bị phòng chống dầu khí phun (hay còn gọi là thiết bị đối áp) có vai trò hết sức quan trọng, nó đảm bảo an toàn trong quá trình thi công cũng như nâng cao tiến độ khoan, giảm thời gian thi công giếng khoan Việc đưa thiết bị phòng chống dầu khí phun sử dụng tại các giàn khoan biển đã đem lại hiệu quả cao trong công tác khoan thăm dò khai thác dầu khí tại thềm lục địa phía nam Việt Nam

Chính vì vậy trong khuôn khổ đồ án này, bằng những kiến thức đã tiếp thu được ở trường cũng như sự chỉ bảo của các thầy giáo, em đã chọn đề tài:

“Cấu tạo, quy trình lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng đối áp 230x350(9”x5000 PSI)do Rumani sản xuất, trên giàn khoan BK-7 của XNLD Vietsovpetro”.

Chuyên đề : “ Tính toán và lựa chọn đối áp cho giếng 7005 BK-7 mỏ Bạch hổ”

Em xin chân thành cảm ơn tới các quý thày (cô) trong bộ môn Thiết Bị Dầu khí và Công trình, các bạn trong lớp, đặ biệt là thày Nguyễn Văn Giáp đã hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình làm đồ án

Em cũng xin cảm ơn cán bộ công nhân viên XNLD Vietsovpetro đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực tập và thu thập tài liệu, đóng góp

nhiều ý kiến giúp em có thêm nhiều kiến thức bổ ích và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà nội, ngày 10 tháng 6 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trung kiên

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CHỐNG PHUN TRÊN GIÀN KHOAN BIỂN TẠI XNLD VIETSOVPETRO

1.1 Tình hình sử dụng thiết bị chống phun tại XNLD Vietsovpetro

Khoan-khai thác dầu khí là một ngành mang lại nhiều lợi nhuận cho nền kinh tế và sự phát triển của nước ta, nhưng nó cũng là một ngành chứa đựng nhiều nguy hiểm từ sâu trong lòng đất Nhận thức được điều đó XNLD Vietsovpetro luôn nêu cao khẩu hiệu “ An toàn là hàng đầu” “An toàn để trở

về với gia đình của bạn” khẩu hiệu này ở khắp nơi trong XNLD và tại nhiều địa điểm trên giàn khoan biển Cùng với ý thức tự giác và kỷ luật an toàn cao cho cán bộ công nhân viên, XNLD rất chú trọng đến an toàn trong trang thiết

bị, kỹ thuật đặc biệt là trang thiết bị chống phun trên giàn khoan biển Trong

tổ hợp thiết bị chống phun thì thiết bị đối áp là thiết bị quan trọng nhất

Đối áp vạn năng có nhiều kiểu, loại của nhiều hãng trên thế giới như:Liên xô(cũ), Rumani và Mỹ Chúng có nhiều kiểu dáng, kích cỡ khác nhau tuỳ theo giếng khoan như đường kính giếng, độ sâu giếng và áp lực vỉa Hiện nay XNLD Vietsovpetro đã và đang sử dụng các loại đối áp của Rumani

và của Nga trên những giàn khoan tại mỏ Bạch Hổ Đối áp vạn năng của mỹ (hãng Shaffer) đang được sử dụng tại hai giàn tự nâng Tam đảo-01 và Cửu Long

Một số loại đối áp vạn năng của Rumani:

VH 13 5/8”x350 13 5/8”x210 21 1/4"x140 11”x210 11”x350 9”x210 9”x350

Trong đó: Chỉ số đầu chỉ đường kính lỗ (inch)

Chỉ số thứ 2 chỉ áp suất làm việc (bar)

- Hãng Shaffer giới thiệu 4 kiểu đối áp ôm cần và đối áp bịt kín miệng giếng khoan:

- Shaffer Model SL BOP: Được thiết kế cho giếng khoan sâu, có áp suất vỉa lớn Áp lực làm việc từ 15000 Psi đến 3000 Psi Đường kính lỗ thông từ 21 1/4" đến 7 1/6” Được thiết kế cho giếng khoan ngoài biển và trong đất liền

- Shaffer Model LWS BOPS: Được thiết kế cho giếng khoan trong đất liền áp lực làm việc 10000, 5000, 3000 và 2000 psi, đường kính lỗ thông từ 21 1/4" đến 4 1/6”.

- Shaffer Model LWS BOP và Setinel BOP: Dùng chủ yếu cho những giếng khoan có áp lực vỉa thấp Áp lực làm việc 3000 psi, đường kính lỗ thông 9”

và 7 1/6”

Hiện nay tại hai giàn khoan tự nâng “ Tam đảo-01” và giàn“ Cửu long” XNLD Vietsovpetro đã và đang sử dụng loại đối áp Shaffer 13 5/8”x10000 Psi và 13 5/8”x5000 psi, 21 1/4”x2000 psi, 20 1/4”x 3000 psi

1.1.1 Hiện tượng tự phun

Sự phun tự do là hiện tượng chảy không kiểm soát được của dung dịch khoan và sau đó là các chất lưu chảy từ tầng sản phẩm đã khoan qua Hiện tượng phun xảy ra do các nguyên nhân sau:

- Tỷ trọng dung dịch khoan nhỏ Áp lực thuỷ tĩnh lên đáy giếng bé hơn

áp suất lỗ hổng của thành hệ

- Mực dung dịch trong giếng vơi làm giảm áp suất lên đáy Điều này có thể do nguyên nhân tiếp dung dịch không đủ trong quá trình khoan hoặc mất dung dịch vào thành hệ

- Hiện tượng bơm thụt (hiệu ứng pittông) trong giếng khoan theo sau chuyển động kéo bộ khoan cụ Điều này có thể xảy ra khi tiếp cần hoặc trong khi kéo thả

- Khoan qua tầng đá xốp, nhưng chất lỏng sẽ không xâm nhập thêm nữa nếu ngừng khoan

1.1.2 Vai trò của thiết bị đối áp trong công tác khoan.

Khi khoan, cần cố gắng giữ chất lưu trong thành hệ đã khoan qua Dung dịch tuần hoàn trong giếng sẽ đảm nhận tốt vai trò này cho đến khi áp suất thuỷ tĩnh của nó nhỏ hơn so với áp suất của chất lưu gặp phải Như vậy, yếu

tố đầu tiên khống chế giếng luôn là cột dung dịch khoan có tỷ trọng thích hợp Thiết bị đối áp là phương tiện bảo vệ thứ hai Nhờ có thiết bị đối áp mà cho phép tiến hành một cách liên tục công tác khoan hay sửa chữa giếng, để đạt

được tiến độ thi công cao nhất, đồng thời nó bảo đảm an toàn cho người và thiết bị trên giàn

Thiết bị đối áp với đặc tính kỹ thuật của mình đảm bảo thực hiện các chức năng sau:

- Bịt kín miệng giếng khoan trong trường hợp gặp các tầng chất lỏng có

áp suất lớn hơn áp suất thuỷ tĩnh của cột dung dịch khoan khi bộ cần đã thả vào giếng hoặc không có bộ cần trong giếng

- Tạo được đối áp trên vỉa

- Có khả năng tạo dòng tuần hoàn của dung dịch khoan để điều chỉnh và thay đổi tỷ trọng dung dịch theo áp lực vỉa, thay thế dung dịch bị nhiễm nhiều khí khi xảy ra áp suất dư cao hơn giá trị cho phép và dẫn chất lưu xâm nhập ra khỏi miệng giếng khoan vào nơi an toàn

- Nối được với máy bơm khoan và máy bơm trám xi măng

- Dạo bộ khoan cụ khi giếng có áp suất dư

- Đặt trên miệng giếng các thiết bị bịt kín khác

- Nghiên cứu giếng khi khoan

- Ép thử giếng khoan (xác định độ tiếp nhận của vỉa, ép thử khả năng cách ly của vành xi măng…)

- Xác định chỉ số năng suất giếng

- Kiểm tra áp suất dư trong giếng khoan (thử giếng)

1.1.3 Phân loại thiết bị chống phun đang được sử dụng tại XNLD Vietsovpetro

1.1.3.1 Phân loại đối áp theo kích thước và áp suất làm việc

- D = 0 ÷ 350 mm: Dùng để đóng giếng trống hoặc có ống chống với đường kính d = 194 ÷ 273 mm.

- D = 0 ÷ 435 mm: Dùng để đóng giếng trống hoặc có ống với đường kính d = 346 mm

- D = 0 ÷ 520 mm: Dùng để đóng giếng trống hoặc có ống với đường kính d = 426 mm

1.1.3.1.2 Theo áp suất làm việc

Dựa vào áp suất làm việc của thiết bị đối áp mà người ta chế tạo ra các loại đối áp cho phù hợp với từng loại áp suất Thường chế tạo để làm việc với

áp suất định mức như sau:

1.1.3.2 Phân loại đối áp theo nguyên lý hoạt động

Theo nguyên lý hoạt động thì đối áp được phân làm 2 loại là đối áp vạn năng và đối áp ngàm Đối với từng trường hợp hoạt động ta lại có sự phân loại riêng

1.1.3.3 Phân loại đối áp theo loại chất lưu

Trong quá trình khoan thì sự phun không chỉ là dầu (chất lỏng) mà còn

có cả sự phun của khí Như vậy, nhiệm vụ của thiết bị chống phun lúc này phải ngăn ngừa cả dầu và khí

Theo cách phân loại trên thì thiết bị đối áp phòng ngừa dầu khí phun có 2 loại sau:

+ Đối áp dùng cho giếng dầu

+ Đối áp dùng cho giếng khí

Xét về mặt kích cỡ thì đối áp dùng cho giếng khí có kích thước lớn hơn đối áp dùng cho giếng dầu Nếu xét về khả năng làm việc thì đối áp dùng cho giếng khí cho phép đóng giếng với áp suất nhỏ hơn so với đối áp dùng cho

giếng dầu Đối áp dùng cho giếng khí đóng được giếng có ống chống với đường kính lớn.

1.2.4 Các loại đối áp phổ biến đang được sử dụng tại XNLD Vietsovpetro

Hiện nay có rất nhiều hãng khác nhau có thể cung cấp các thiết bị đối áp Nhưng phổ biến là các loại đối áp do những hãng sau chế tạo:

Đối áp do Nga chế tạo;

Đối áp của hãng Shaffer;

Đối áp của hãng Cameron;

Đối áp của hãng Hydrill;

Đối áp do Rumani chế tạo

Để dễ dàng cho việc chọn lựa cũng như tránh nhầm lẫn khi lựa chọn đối

áp, các nhà chế tạo đã ký hiệu đối áp theo một số đặc điểm sau: Đường kính

lỗ, áp suất làm việc, loại kết cấu và cách chế tạo

X1 – X2 – X3 – X4

X1: Kiểu kết cấu; X2: Đường kính lỗ của đối áp

X3: Áp suất làm việc; X4: Phương án chế tạo

Ví dụ: Ký hiệu van đối áp đôi có đường kính 9 inch (230 mm), áp suất làm việc là 350 at, chế tạo theo Internal Trim như sau:

DF – 9 x 350 Internal.Trimhoặc DF – 230 x 350 Internal.Trim

- Một số đối áp đang được dùng tại XNLD Vietsovpetro:

Hình 1.1: Đối áp vạn năng kiểu D của Cameron

Hình 1.2: Đối áp vạn năng loại Shaffer Spherical

Hình 1.3: Đối áp ngàm Cameron/Cooper U II với 2 loại ram cắt cần và

ram đa kích thước

Hình 1.4: Đối áp ngàm Shaffer SL với một ram cắt cần và một ram ôm

cần

Hình 1.5: Đối áp ôm cần loại U/Cameron

Hình 1.6: Đối áp ôm cần loại Hydril 13 5/8” 10000 psi

1.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống chống phun

8

7

9

Ø508mm Ø340mm

Hình 1.7: Sơ đồ công nghệ hệ thống chống phun

1- Đối áp vạn năng; 2- Đối áp dạng ngàm; 3- Van tiết lưu;

4- Bảng điều khiển chính; 5- Bảng điều khiển phụ; 6- Phễu tách đôi 7- Đầu bao ống chống; 8- Đường tiết lưu; 9- Cụm phân dòng;

Hệ thống chống phun gồm có các thành phần chính sau:

 Đối áp vạn năng

 Đối áp dạng ngàm

 Cụm thuỷ lực điều khiển đối áp

 Ống góp (van) điều khiển thuỷ lực và bảng điều khiển

 Đường tiết lưu và đường dập giếng

 Các van thuỷ lực

Trong quá trình khoan và khai thác các giếng dầu mỏ, thường tiềm ẩn nguy cơ xảy ra hiện tượng dầu, khí, nước phun Dầu, khí, nước phun có thể gây ra những hậu quả vô cùng lớn: Phá vỡ các thiết bị lòng giêng và bề mặt, gây cháy nổ Nghiêm trọng hơn, có thể phá hủy cả giếng khoan, giàn khoan, gây chết người và ô nhiễm môi trường kéo dài Để khắc phục hiện tượng này, khi phát hiện giếng dầu có hiện tượng dầu, khí, nước phun, người ta phải tiến hành công việc dập giếng Dập giếng là biện pháp sử dụng máy bơm áp suất cao để đưa nước hoặc dung dịch có tỷ trọng cao hơn nước (theo tính toán địa chất ) vào giếng bị phun trào, nhằm tạo ra cột áp cân bằng với áp suất trong vỉa của giếng để ngăn chặn sự phun trào này

Ở các giàn khoan-khai thác của Xí nghiệp liên doanh “Vietsovpetro”, hệ thống dập giếng được thiết kế gồm:

- Các bể chứa dung dịch và thiết bị (các máy bơm,máy khuấy trộn, hệ thống lọc…) chuẩn bị dung dịch;

- Các máy bơm dung dịch (BM-13,14) của tổ hợp khoan và các máy bơm trám xi măng (BM-8);

- Hệ thống đường ống dẫn đến các giếng khoan.;

- Các trạm thủy lực dùng để điều khiển từ xa thiết bị đối áp (của tổ hợp khoan – dùng cho các giếng đang trong quá trình khoan) và các van thủy lực trên hệ thống đường dập giếng (BM-1,2) dùng cho các giếng đang trong quá trình khai thác

Các thiết bị đối áp và van thủy lực trên hệ thống đường dập giếng có thể đóng mở bằng tay ( loại van thủy lực kiểu cũ, của Liên-xô , hiện ít sử dụng, chỉ có thể mở bằng tay ) Nhưng việc điều khiển bằng tay chỉ khi hệ thống điều khiển thủy lực bị tê liệt hoàn toàn Sở dĩ phải sử dụng hệ thống điều khiên thủy lực từ xa vì khi xuất hiện sự phun trào, khu vực gần giếng là khu vực rất nguy hiểm không cho phép con người tiếp cận

Hệ thống điều khiển thuỷ lực từ xa sẽ đảm nhận vai trò đóng mở đối áp các van thuỷ lực trong hệ thống chống phun, thông qua bảng điều khiển

chính(4) được đặt trên sàn khoan và một bảng điều khiển thứ 2 dự phòng(5) đặt ở phòng làm việc của kỹ sư giám sát khoan.

Để đóng giếng khoan cần bơm dầu thuỷ lực qua hệ thống đường dẫn dầu

áp lực vào khoảng không gian giữa piston và thân đối áp, Khi piston chuyển động lên sẽ đẩy và ép miếng chèn hướng tâm giếng khoan ôm trọn cần khoan

và bịt kín miệng giếng Do biến dạng của miếng chèn hình xuyến lớn nên đối

áp vạn năng có thể đóng kín miệng giếng với bất cứ vị trí nào của cột cần khoan và ngay cả khi đóng toàn phần giếng khi cột cần khoan đã được kéo ra khỏi giếng

Mở đối áp vạn năng được thực hiện bằng áp lực dầu từ bộ điều khiển thuỷ lực qua đường dẫn dầu thuỷ lực sẽ có tác dụng đẩy piston côn đi xuống

và trở về vị trí ban đầu, còn miếng chèn thì mở ra lấy lại dạng ban đầu, dầu dẫn từ khoang đóng chảy theo ống dẫn về thùng dầu Các chi tiết vành làm kín, má đối áp và đệm được lắp chặt trên cần piston bằng 2 bu lông để tạo ra

bộ phận đóng giếng

Việc đóng hay mở đối áp dạng ngàm là ta điều chỉnh van dẫn dầu thuỷ lực vào ống để cho piston làm việc trong xi lanh nó sẽ đẩy bộ phận đóng giếng ôm chặt lấy cần khoan để đóng kín giếng hoặc mở bộ phận đóng để đóng giếng

Khi ta thay đổi cấu tạo của các chi tiết vành làm kín- má đối áp- đệm của đối áp dạng ngàm, thì sẽ có các loại đối áp khác nhau tuỳ thuộc vào trường hợp sử dụng:

 Nếu đóng giếng hoàn toàn: dùng các má đặc nên có đối áp má đặc

 Nếu đóng giếng khi đang khoan (có cần khoan) dùng bộ phận đóng giếng ôm lấy cột cần khoan, ta dùng đối áp ôm cần

Nếu khi đang khoan mà gặp phải áp suất lớn và cần đóng giếng tức thời thì bộ phận đóng giếng phải có nhiệm vụ cắt đứt cần khoan và đóng kín giếng ngay lập tức, trường hợp này ta dùng đối áp cắt cần

Ngoài ra, ở đối áp ngàm do các hãng của tây âu chế tạo có loại ôm cần vạn năng Về nguyên lý thì giống như đối áp ngàm nhưng loại này có khả năng đóng kín giếng trong mọi kích cỡ của cần

Loại đối áp này có thể đóng bằng tay hay bằng thuỷ lực, nhưng quá trình

mở thì hoàn toàn bằng thuỷ lực

1.3 Những yêu cầu công nghệ của hệ thống chống phun

Với mục đích chế tạo đối áp là ngăn ngừa dầu khí phun và đóng kín miệng giếng cho mọi tình huống xảy ra, cũng như thực hiện một số công việc trong quá trình khoan và sửa giếng nên phải đảm bảo một số yêu cầu sau cho

thiết bị:

+ Độ kín cao

+ An toàn tuyệt đối

+ Thao tác nhanh, thuận tiện

+ Liên kết đơn giản

+ Trọng lượng và kích thước nhỏ gọn, do đó bộ phận làm kín phải có kết cấu làm sao cho phù hợp nhằm đảm bảo yêu cầu làm việc của thiết bị

Sau đây là một số kết cấu cụ thể của bộ phận làm kín:

- Má đối áp phải thể hiện được tính hoàn thiện Áp suất giếng sau khi đóng giếng tạo được áp lực trên các má để đảm bảo tính hiệu quả của tự nêm chặt các má đối áp

- Bộ phận dẫn động thuỷ lực cho phép mở và đóng nhanh các má đối áp trong vòng từ 3 đến 8 giây Để làm được điều này, với các đối áp SF, DF và T

người ra sử dụng thiết bị thuỷ lực loại CH6Y – 76 Việc đóng và khoá các má

của đối áp SF, DF và T có thể thực hiện được bằng tay

- Kết cấu sườn của thân được đúc từ thép hợp kim và chế tạo với các mặt bích bên trong thân van đảm bảo bền vững, đồng thời giảm được trọng lượng

và nâng cao hệ số an toàn

- Việc tiếp cận nhanh và thuận lợi tới các má trong khi mở giếng thì cánh van được ghép chặt với các bản lề vào thân van, không làm ảnh hưởng tới hệ thống thuỷ lực Việc thay thế các má đối áp được thực hiện khi các cần khoan được đưa vào giếng

- Sự đơn giản hoá kết cấu liên kết bản lề phải đảm bảo sự điều phối thuỷ lực các má đối áp khi các nắp đậy trên đầu van mở ra

1.4 Những kết quả đạt được, những tồn tại cần tập trung cần giải quyết

Thiết bị phòng chống dầu khí phun là thiết bị không thể thiếu trong quá trình xây dựng một giếng khoan dầu khí đảm bảo chức năng an toàn cho con người cũng như máy móc thiết bị trên giàn khoan Việc vận hành sử dụng nó nói chung là đơn giản nhưng cần kịp thời và chính xác Sự đóng và mở các

má của thiết bị chống phun có thể được thực hiện bằng tay hoặc thuỷ lực, nhưng việc đóng các má chỉ thực hiện khi hệ thống thuỷ lực bị tê liệt hoàn toàn

Về thực tế thì hỏng hóc của thiết bị phòng ngừa dầu khí phun chỉ sửa chữa ở chi tiết thân của thiết bị, các hỏng hóc còn lại hầu hết được thay thế mới để đảm bảo tính kinh tế và hiệu quả làm việc của thiết bị Về nguyên tắc thì có thể thực hiện công việc sửa chữa, nhưng do trình độ khoa học và trình

độ cơ khí của Việt Nam hiện nay còn kém phát triển nên chưa sản xuất được các vật liệu đảm bảo cơ tính và độ bền cần thiết của chi tiết nên chưa đảm bảo được yêu cầu an toàn Chính điều đó làm cho việc sửa chữa gặp nhiều hạn chế, và tốn kém vì phải thay thế bằng trang thiết bị mới

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO, TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ ĐỐI ÁP

230x350(9”x 5000 PSI) DO RUMANI CHẾ TẠO

Đối áp dùng cho thiết bị khoan do Rumani chế tạo có 3 loại là:

Hình 2.1: Đối áp chống phun loại SF

2.1.2 Đối áp chống phun loại DF (Hình vẽ 2.4)

Đối áp DF là loại đối áp 2 tấm, hộp van gồm 2 má được thiết kế thành hai tầng riêng biệt Cấu tạo đối áp DF giống như 2 đối áp SF đặt chồng lên nhau nhưng thân đối áp DF được đúc liền khối, do đó giảm được công tác lắp đặt, tăng độ kín cho thiết bị.

Hai mặt bích ở thân đối áp được thiết kế về cùng một phía, chúng nằm ở phía dưới mỗi tầng má, từ đây nối với hệ thống manifold chống phun

Hình 2.2: Đối áp chống phun loại DF

2.1.3 Đối áp chống phun loại T

Đây là loại đối áp 3 tấm, có kết cấu tương tự như loại SF Thân đối áp chống phun loại T có 3 ngàm để đóng giếng Ngàm trên và ngàm dưới được trang bị các má để đóng giếng khi có cần khoan, ngàm ở giữa được trang bị

má để đóng giếng khi không có cần khoan Loại đối áp này được sử dụng cho những giếng khoan thiếu ổn định, tiện lợi cho việc lắp ráp, giảm được chiều cao của cụm thiết bị chống phun và đảm bảo độ an toàn trong sử dụng

Hình 2.3: Đối áp chống phun loại T

Vì đối áp dạng 230x350 giống nhau về cấu tạo, nên bản vẽ chi tiết và các chú thích được thể hiền trong bản vẽ chi tiết đối áp loại DF (hình vẽ 2.4)

2.1.4 Bản vẽ chi tiết đối áp ngàm chống phun 230x350 (9”x5000 PSI)

Hình 2.4 Đối áp ngàm chống phun 230x 350

Bảng 2.3: Các chi tiết của đối áp ngàm chống phun 230x350

2.1.5 Bản vẽ chi tiết má đối áp 230x350

- Áp suất thử nghiệm: 700 at (10000 PSI)

- Áp suất làm việc: 350 at (5000 PSI)

- Áp suất dẫn động: Max: 140 at; Thường: 70 at

- Thể tích dung dịch dẫn động: Mở: 8,6 lít; Đóng: 10,5 lít

- Kích thước tối đa của má van đối áp: 7 lít

- Kích thước đường ra bên hông: 3

- Loại và số lượng đường ra bên hông: 1 – S

- Các kích thước cơ bản: -Trọng lượng:

Các chi tiết vành làm kín, má đối áp và đệm được lắp chặt trên cần piston bằng 2 bu lông để tạo ra bộ phận đóng giếng Việc đóng hay mở đối áp

là ta điều chỉnh van dẫn dầu thuỷ lực vào ống để cho piston làm việc trong xi lanh nó sẽ đẩy bộ phận đóng giếng ôm chặt lấy cần khoan để đóng kín giếng hoặc mở bộ phận đóng để đóng giếng

2.3.1 Nguyên lý làm việc (xem hình 2.5)

Các má của van đối áp được lắp chặt trên cần pittông, chúng mở hoặc đóng van đối áp nhờ các xi lanh thuỷ lực với pittông (15) hoạt động 2 chiều Việc đưa dầu dẫn động vào xi lanh được thực hiện bằng các bộ nối bản lề (39, 40) được lắp ráp bên cạnh van đối áp Để đạt được mục đích này, các bộ nối bản lề đã được dự tính trước các lỗ để nối với các thiết bị điều khiển thuỷ lực bằng khớp nối ren Ngoài ra, việc đóng mở các má đối áp loại SF, DF và T còn có thể thực hiện bằng tay thông qua cơ cấu cơ khí, dùng bu lông (18,27) Việc mở các má chỉ được thực hiện bằng thuỷ lực sau khi đã mở hết ren bằng tay vặn Tuỳ thuộc vào nhiệm vụ đặt ra mà người sử dụng đối áp DF má đặc,

ôm cần hay cắt cần Trên mỗi phần thân của đối áp 230x350, hai đối áp hoạt động bằng thuỷ lực cho phép:

- Hoặc đóng toàn toàn bộ giếng khi không có cần khoan trong đó bằng các đối áp lá chắn (đối áp má đặc)

- Hoặc cắt các cần khoan, đóng toàn bộ giếng bằng các đối áp cắt cần;

- Hoặc đóng trên các cần khoan với các đối áp ôm cần

Việc đóng đối áp ôm cần giữ được độ kín giếng đến áp suất làm việc của đối áp Ngoài ra đối áp ôm cần chịu được mà không rò rỉ (từ 0-> áp suất làm việc) một tải trọng ứng với cột cần khoan 300 tấn, mà một khớp nối có vai gờ 18º phải chịu Đối áp 230x350 có một bộ khoá hãm cơ khí hoạt động bằng thuỷ lực nhạy để duy trì ở trạng thái đóng dưới tác dụng của tải trọng và không có áp suất thuỷ lực Sau khi cắt cần, đối áp đảm bảo được độ kín khít

ở mọi giá trị từ 0-> 5000 psi và đầu mút của cần bị cắt luôn nằm phía dưới các đối áp Ngoài ra, các đối áp giữ được trang thái đóng nhờ một cơ cấu hãm ( giống như các đối áp ôm cần) ngay cả khi xả áp suất thuỷ lực đóng giếng được xả

Khoảng cách giữa các cặp đối áp khác nhau đủ để:

- Có một khoảng cách 30” giữa các đối áp ôm cần và đối áp cắt cần.

- Có thể sử dụng kỹ thuật buồng thông áp ( cùng khoảng cách 30” giữa các đối áp ôm cần”

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA BỘ ĐỐI ÁP 230x350

DO RUMANIA SẢN XUẤT 3.1 Quy trình kiểm định và bảo dưỡng

Việc kiểm tra và bảo dưỡng kỹ thuật thiết bị chống phun nhằm đảm bảo

độ hoàn hảo của thiết bị trong suốt quá trình thi công giếng

1 Trước khi tiếp tục thi công các công việc trong giếng và sau khi lắp ráp thiết bị chống phun, cần phải kiểm tra tâm của tháp khoan so với bàn rô

to, tâm của rô to so với tâm của giếng khoan và độ thẳng của cần vuông Nếu không đồng tâm và cần vuông không thẳng thì không được phép tiến hành công việc tại giếng đó

2 Trong quá trình sử dụng thiết bị chống phun phải sạch sẽ, sơn chống rỉ

để giữ độ bền, tất cả các ren nối phải bôi mỡ bảo dưỡng

3 Block đối áp sau khi lắp đặt phải giằng buộc để tránh chao đảo và định tâm thẳng đứng so với rôto Cột ống ngăn nước biển phải cột chặt vào chân đế Block.

4 Trước khi dự kiến khoan mở tầng sản phẩm, đốc công khoan và kỹ sư

cơ khí phải kiểm tra độ hoàn hảo của thiết bị chống phun một lần nữa bằng cách đóng mở đối áp, các van chặn trên đường dập giếng, đường tiết lưu

5 Khi khoan mở vỉa và qua các khoảng có khả năng xuất hiện dầu khí nước và khoan tiếp cho đến khi thả ống chống phải tiến hành kiểm tra một ngày một lần và phải ghi vào sổ

6 Trong trường hợp phát hiện có sự hư hỏng các chi tiết của đối áp mà cần phải thay thế tại miệng giếng thì cần phải tiến hành ép thử đối áp có đặt Paker ngăn cách

7 Khi khoan giếng bằng bộ khoan cụ có cùng một một đường kính, đối

áp ôm cần phải phù hợp với đường kính cần khoan Nếu sử dụng bộ khoan cụ

có đường kính khác nhau (không được quá 3 loại đường kính) thì đường kính

má đối áp phải phù hợp với đường kính cột cần khoan trên cùng

8 Thứ tự đóng đối áp và các van chặn Block tiết lưu khi có dầu khí nước xuất hiện đã được quy định tại quy chế mẫu “những hành động ban đầu của kíp khoan khi có dầu khí xuất hiện”

9 Cho phép dạo cần trong điều kiện có áp suất miệng giếng đóng kín bằng đối áp vạn năng hoặc đối áp ôm cần (trong phạm vi phần phẳng của cột cần khoan)

c Tiến hành dạo cần với vận tốc không được lớn hơn 0,5 m/s

10 Mỗi tháng ít nhất một lần phải bơm mỡ vào các sanhic của các cụm thiết bị chống phun và bôi mỡ vào các bản lề của điều khiển cơ học

11 Khi khoan mở vỉa và khoan qua các tầng sản phẩm có khả năng xuất hiện dầu khí nước, vị trí làm việc của các thiết bị như sau:

- Đối áp đang ở vị trí mở, xi lanh thuỷ lực có áp suất làm việc.

- Van thuỷ lực đóng, xi lanh thuỷ lực của van ở trạng thái có áp suất làm việc của hệ thống thuỷ lực

- Các van chặn trên đường dập giếng đóng

- Trên đường tiết lưu, các van chặn và một trong các van điều tiết đảm bảo chất lỏng chảy tự do qua bình tách đến máng dung dịch phải mở, các van chặn còn lại đóng

- Bảng điều khiển chính và phụ ở trạng thái làm việc có đảm bảo nạp dầu

tự động qua đồng hồ công tắc điện

12 Trong tất cả các trường hợp còn lại cho phép ngắt bảng điều khiển phụ và ắc quy thuỷ lực

13 Trên giàn cố định phải có bản liệt kê các thiết bị dự trữ về phụ tùng chống phun Các thiết bị này phải để ở nơi quy định

14 Những yêu cầu khi sử dụng van cầu được ghi trong lý lịch của van cầu trong đó:

- Không cho phép sử dụng van cầu nếu không thống kê hàng ngày số giở làm việc theo định mức trong sổ khoan, không có lý lịch và biên bản ép thử lần sau cùng

- Số giờ làm việc không được vượt quá 720 giờ, sau đó phải tiến hành thử nghiệm (đo kiểm tra đo siêu âm)

- Van cầu dự trữ phải kiểm tra mỗi tuần một lần bằng cách quay và bơm

mỡ bảo dưỡng và phải để ở nơi quy định trong trạng thái mở và phải sơn màu đỏ

15 Những yêu cầu đối với van ngược tương tự như van cầu Sau 720 giờ làm việc các loại van cần phải gửi về căn cứ dịch vụ sản xuất để kiểm tra

16 Khi sử dụng bảng điều khiển và hệ thống điều khiển thuỷ lực phải:

- Không cho phép rò rỉ trên đường thuỷ lực

- Kiểm tra áp suất khí nitơ ắc quy thuỷ lực mỗi tháng ít nhất một lần bằng cách mở van xả cho dầu từ ắc quy thuỷ lực về bình chứa Trong đó nếu

áp suất khí nitơ giảm thấp hơn 55at thì tiến hành nạp thêm tới áp suất 55÷60 at

- Mỗi tuần ít nhất một lần kiểm tra mực dầu trong thùng, nó không được thấp hơn dấu khắc trung bình trên thước đo dầu khi áp suất trong hệ thống là

18 Đồng hồ công tắc điện trên bảng điều khiển chính cần được chỉnh ở chế độ áp suất hoạt động của máy bơm 90±2,5 at và áp suất ngắt 100±2,5 at

19 Phải thay màng ngăn cách của ắc quy thuỷ lực ít nhất một lần trong 2 năm Khi thay phải rót 2 lít dầu bảo dưỡng H-203 vào nửa trên của ắc quy thuỷ lực

20 Dầu và mỡ làm việc của bảng điều khiển được quy định theo bảng dưới đây:

Bảng 3.1: Các loại dầu và mỡ bảo dưỡng thiết bị chống phun

1 Dầu làm việc

2 Mỡ bảo dưỡng

2.4 Mỡ bảo dưỡng 203 Trong mọi điều kiện

21 Trong trường hợp dung dịch bơm có pha chất phụ gia hoặc bơm dung dịch xi măng vào giếng qua đường phân dòng của thiết bị chống phun thì phải dùng xe bơm trám rửa đường ống và đối áp bằng nước ngọt trong thời gian 15 phút

22 Khi thời gian dừng công việc kéo dài tại giếng đã mở tầng sản phẩm, miệng giếng cần phải được đóng kín Đóng đối áp tấm trên, lắp van cầu, van làm việc mở, côn (điều tiết) đóng Bộ cần khoan kéo lên (thả xuống chân đế ống chống) Áp suất cho phép đóng mở van cầu không được vượt quá 100at Trong trường hợp ngược lại phải tạo áp suất đối kháng bù trừ cho áp suất dư trên 100at Kiểm tra việc vặn chặt các liên kết bằng ren

23 Ít nhất 2 lần trong một tháng mở nắp đối áp ôm cần làm sạch khoang

má và má khỏi dung dịch và mùn khoan và các tạp chất làm cho má không được mở toàn bộ

24 Mở các nắp đối áp ôm cần khi các má không đóng hoặc không mở hoàn toàn, điều này có thể làm vỡ các khoá má, cong thanh dẫn và hỏng xi lanh thuỷ lực Mỗi lần mở và đóng nắp đối áp ôm cần phải được làm sạch khỏi các vết rỉ Đánh rỉ bằng giấy nhám có độ mịn cao hơn No Gost 3647–80

25 Ít nhất một lần trong hai năm phải thay tất cả các vòng đệm cao su của đối áp

26 Ít nhất một lần trong 3 tháng kiểm tra dầu của hệ thống thuỷ lực xem

có lẫn tạp chất, có thể làm mòn nhanh hệ thống thuỷ lực và làm giảm hiệu quả của nó

27 Tỷ lệ tạp chất có trong dầu không được quá 0,05% Nếu dầu bị bẩn thì phải thay Thùng tích và toàn bộ hệ thống thuỷ lực rửa bằng xăng và làm khô

28 Ít nhất một lần trong tháng kiểm tra tất cả đồng hồ thuỷ lực

29 Để đảm bảo cho thiết bị chống phun hoạt động tốt, việc bôi trơn phải được thực hiện theo đúng bảng quy định bôi trơn.

Ngoài các công việc kể trên cũng cần thực hiện một số công việc khác sau đây:

Bảng 3.2 Quy trình kiểm định bảo dưỡng

TT Tên công việc Thời gian tiến

Kiểm tra việc đóng các má

ôm cần và sự di chuyển đều của chúng

2

Thử thuỷ lực các má cùng đóng giếng khoan

Một lần trong 48 giờ nhưng chỉ khi nào cần khoan được rút lên khỏi giếng

3

Thử việc đóng và khoá chuyền các má bằng điều phối tay

Hàng tuần Bánh lái phải

xoay lại bằng một thao tác

4

Kiểm tra dòng chảy qua đường ống dẫn thu hồi dung dịch dẫn vào

bộ phận chứa của thiết

bị điều khiển thuỷ lực thông qua lỗ kiểm soát

Một lần trong 48

giờ

Ở các thiết bị mới dòng lớn nhất 0,02 lít/phút

5

Làm sạch van đối áp và kiểm tra sự liên kết giữa các chi tiết cấu tạo của động cơ và hệ thống dẫn động thuỷ lực ở cả hai trạng thái của má ôm cần

Mỗi tháng một lần

Không được phép có chảy dầu

6 Làm sạch, kiểm tra và

tra dầu mỡ các má ở bề mặt lắp ráp, mặt trượt

và mặt nén bằng mỡ đặc trung tính

Khi thay thế má

ôm cần hoặc vòng nén cao su

Kiểm tra tình trạng các lớp đệm cao su và

sự tiếp xúc của nắp má ôm cần

với khung giá.

7

Kiểm tra các lớp đệm cao su giữa thân của

đối áp

Thay thế các lớp đệm bị nứt

nẻ hoặc có hư hỏng

Không được phép có chảy dầu

9

Thay thế các lớp đệm cao su của các má và nắp van đối áp

Sau khi ngăn chặn được phun trào lúc đó phát hiện

ra những hư hỏng

rõ ràng

10

Thay thế toàn bộ các lớp đệm cao su (thay cả

bộ vòng nén)

Hai năm một lần hoặc khi rò rỉ hay

hư hỏng

11

Lặp lại các thử nghiệm khi giao nhận

Khi thay đổi vị trí hoặc sau khi ngăn chặn được sự phun trào

3.2 Một số dạng hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Cách khắc phục

Kiểm tra van đối áp chống phun

Thay thế các gioăng

lực bị tắc

Các má không điều phối được

Kiểm tra lưới nhờ sơ

đồ thuỷ lực

Thay đổi sự lắp ráp cho phù hợp Làm sạch các đường ống dẫn bằng cách tẩy bằng dầu lửa hoặc dùng khí thổi

5

Phía sau các má có vật thể lạ hoặc dung dịch khoan

Các má không

mở được bằng dẫn động thuỷ lực

Chú ý tiến hành tháo bằng tay trước, còn

hệ thống điều khiển thuỷ lực làm việc bình

Mở các nắp của đường tiếp cận các

má rồi làm sạch khoảng không gian phía sau

6

Mất dầu thuỷ lực –

Các gioăng “O” và

“U” bị mòn nên

dầu thuỷ lực trên

lưới điều khiển

thuỷ lực của van

đối áp chảy ra

ngoài

Thời gian khởi động giữa hai lần bơm ≥ 8 h

Mực dầu thuỷ lực tụt xuống

Kiểm tra bằng mắt sau khi làm sạch chúng

Thay thế các vòng gioăng bị mòn

Các gioăng làm kín

giữa thân xi lanh, piston và cần piston trên van đối

áp bị mòn

Dòng dung dịch khoan đi qua đường ống chảy vào bể chứa dầu thuỷ lực

Kiểm tra dòng chảy đi qua các đường ống dẫn của hệ điều khiển thuỷ lực

Thay thế các gioăng

bị mòn

8

Các đường ống nối của thiết bị điều khiển thuỷ lực bị nứt, hở

Khi dùng máy bơm, áp suất của lưới thuỷ lực không tăng:

Kiểm tra lại tuyến đường dẫn

Thay thế các ống bị

hư hỏng Siết chặt lại các đầu

9

Giữa các ống dẫn

bị thủng

3.2.2 Một số dạng hư hỏng

1 Nguyên nhân gây mòn các má kẹp

Các má kẹp thường bị mòn do các nguyên nhân sau đây:

- Do ma sát: Trong quá trình đóng của các má thì xảy ra sự va chạm giữa chúng với cột cần khoan nên gây ra mòn

- Do chất hoá học: Trong khi “Đóng” hay “Mở” các má đều tiếp xúc với dung dịch khoan, trong dung dịch khoan có chứa các hoá phẩm để xử lý giếng khoan, chính các hoá phẩm này sẽ xâm nhập vào má đối áp gây ra các tác dụng hoá học làm mòn má kẹp (bằng cao su)

- Do lão hoá: Chất cao su làm các má kẹp chỉ có độ đàn hồi trong một thời gian nhất định, nếu sau thời gian cho phép mà vẫn sử dụng thì cao su sẽ mất khả năng đàn hồi làm cho má kẹp bị khô cứng và dễ bị mài mòn hơn

Để tránh sự mài mòn của các má thì ta cần chú ý tới các vấn đề sau:

- Chọn đường kính lỗ của đối áp phù hợp với đường kính của cột cần khoan