Tìm hiểu về cấu tạo và sự làm việc của tổ hợp thiết bị khoan trên giàn tự nâng tam đảo 01 – vietsovpetro

Trong tháp khoan có bố trí hệ thống PaLăng, chỗ dựng cần khoan và một phầnthiết bị khoan, thiết bị điều khiển và che chắn cho công nhân làm việc.. Cấu tạo chung và chức năng của hệ thống

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 CÁC THÀNH PHẦN TRONG TỔ HỢP THIẾT BỊ KHOAN TRÊN GIÀN TỰ NÂNG TAM ĐẢO – 01 9

1.1 Thiết bị nâng thả 9

1.1.1 Tháp khoan 9

1.1.1.1 Đặc điểm chung của tháp khoan 9

1.1.1.2 Chức năng và nhiệm vụ của tháp khoan 9

1.1.1.3 Thông số kỹ thuật của tháp khoan trên giàn Tam Đảo – 01 9

1.1.2 Tời khoan 11

1.1.2.1 Công dụng của tời khoan 11

1.1.2.2 Cấu tạo tời khoan 11

1.1.2.3 Thông số kỹ thuật của tời khoan National D2000E 11

1.1.3 Hệ thống PaLăng 12

1.1.3.1 Cấu tạo chung và chức năng của hệ thống PaLăng 12

1.1.3.2 Các bộ phận của hệ thống PaLăng 12

1.2 Hệ thống quay 14

1.2.1 Bàn quay Rotor 14

1.2.1.1 Chức năng 14

1.2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 14

1.2.2 Đầu quay di dộng (Topdriver) 16

1.2.2.1 Chức năng và nhiệm vụ 16

1.2.2.2 Cấu tạo của Topdriver PS2-500/500 18

1.2.2.3 Thông số kỹ thuật Topdriver PS2-500/500 19

1.3 Hệ thống tuần hoàn dung dịch 19

1.3.1 Máy bơm khoan 19

1.3.1.1 Công dụng của máy bơm khoan 19

1.3.1.2 Đặc điểm của máy bơm khoan 20

1.3.1.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 20

1.3.1.4 Thông số kỹ thuật của máy bơm 23

1.3.2 Thiết bị trên đường ống cao áp 23

1.3.2.1 Bình điều hòa 23

1.3.2.2 Ống cao áp 23

1.3.2.3 Ống thẳng đứng 23

1.3.2.4 Khóa nước 23

1.3.2.5 Tuy ô cao áp 24

1.3.3 Các thiết bị điều chế và làm sạch dung dịch 24

1.3.3.1 Thiết bị điều chế dung dịch khoan 24

1.3.3.2 Thiết bị làm sạch dung dịch 24

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO, CHỨC NĂNG BỘ DỤNG CỤ KHOAN 28

2.1 Cấu trúc bộ dụng cụ khoan 28

2.2 Chức năng, nhiệm vụ và cấu tạo các thành phần trong bộ dụng cụ khoan28 2.2.1 Cần khoan 28

2.2.2 Za mốc cần khoan 29

2.2.2.1 Chức năng và nhiệm vụ của za mốc 29

2.2.3.2 Cấu tạo za mốc cần khoan 29

2.2.3 Cần nặng 29

2.2.4 Bộ định tâm cần khoan 30

2.2.5 Búa thủy lực 31

2.2.6 Choòng khoan 32

2.2.6.1 Chức năng, nhiệm vụ của choòng khoan 32

2.2.6.2 Cấu tạo của choòng khoan 32

2.2.6.3 Choòng khoan lưỡi cắt 33

2.2.6.4 Choòng khoan hợp kim 33

2.2.6.5 Choòng kim cương 34

2.2.6.6 Choòng chóp xoay 35

2.2.6.7 Các loại choòng đặc biệt khác 36

2.3 Quy trình sử dụng và bảo dưỡng cần khoan 38

2.3.1 Quy trình sử dụng 38

2.3.2 Bảo dưỡng cần khoan 38

2.4 Một số sự cố sảy ra với bộ dụng cụ khoan 38

CHƯƠNG 3 SỰ LÀM VIỆC CỦA CỘT CẦN KHOAN 40

3.1 Trong quá trình kéo thả 40

3.1.1 Quá trình kéo thả 40

3.1.2 Ứng suất kéo cột cần khoan 42

3.2 Trong quá trình khoan 43

3.2.1 Ứng suất phần trên cột cần khoan 43

3.2.1.1 Ứng suất xoắn 43

3.2.1.2 Ứng suất kéo 44

3.2.2 Ứng suất phần dưới cột cần khoan 44

3.2.2.1 Ứng suất nén 45

3.2.2.2 Ứng suất uốn 45

3.2.2.3 Ứng suất xoắn 46

CHƯƠNG 4 KIỂM TOÁN BỀN CỘT CẦN KHOAN TRONG QUÁ TRÌNH KHOAN GIẾNG 407RC-DM 47

4.1 Lý do phải kiểm toán cột cần khoan 47

4.2 Các thông số của giếng khoan 407RC – DM 47

4.3 Kiểm toán cột cần khoan 48

4.3.1 Kiểm toán cần khoan trong quá trình kéo 49

4.3.2 Kiểm toán cần khoan trong quá trình khoan 50

4.3.2.1 Kiểm toán độ bền phần trên cột cần khoan 50

4.3.2.2 Kiểm toán phần dưới cột cần khoan 52

KẾT LUẬN 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

3 Hình 1.3 Một phần tời khoan National D2000E trên Tam Đảo - 01 12

10 Hình 1.9 Cấu tạo ngoài của máy bơm 12 - P - 160 National Oil

Well

20

11 Hình 1.10 Cấu tạo phần truyền động của máy bơm 12-P-160

National Oil Well

1 Bảng 1 Thông số kỹ thuật của máy bơm 12 - P - 160 National

Oil Well dùng trên giàn Tam Đảo - 01

23

2 Bảng 2 Bảng lựa chọn đường kính cần nặng cho các khoảng

khoan của giếng 407RC - DM giàn Tam Đảo – 01

30

3 Bảng 3 Thông số bộ khoan cụ khoảng khoan 3478 – 3956 m 48

4 Bảng 4 Bảng thông số tính toán bền cột cần khoan khoảng

khoan 3478 – 3956 m

48

HỆ CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ TÍNH TOÁN

CHƯƠNG 1 CÁC THÀNH PHẦN TRONG TỔ HỢP THIẾT BỊ KHOAN TRÊN

GIÀN TỰ NÂNG TAM ĐẢO – 01 1.1 Thiết bị nâng thả

1.1.1 Tháp khoan

1.1.1.1 Đặc điểm chung của tháp khoan

Tháp khoan được đặc trưng bởi chiều cao, sức chịu tải, kích thước sàn làmviệc dưới đất và trên cao Vật liệu chế tạo tháp là vật liệu chuyên dụng

Trong tháp khoan có bố trí hệ thống PaLăng, chỗ dựng cần khoan và một phầnthiết bị khoan, thiết bị điều khiển và che chắn cho công nhân làm việc

Thông thường tải trọng làm việc càng lớn thì tháp khoan có chiều cao càngtăng, cho phép kéo thả được cần dựng dài, giảm được thời gian nâng thả Tuy vậy,tháp khoan càng cao càng có những bất lợi vì: cần dựng quá dài nên dễ bị uốn congkhi dựng thẳng đứng do tải trọng bản thân cần dựng, ren zamốc đầu cần đặt trên giá

đỡ dễ bị biến dạng Hơn nữa tăng giá thành đầu tư và thời gian xây lắp tháp khoan

1.1.1.2 Chức năng và nhiệm vụ của tháp khoan

- Lắp đặt ròng rọc sàn làm việc trên cao.

- Treo các dụng cụ phụ trợ trong khoan dầu khí.

- Gá đặt cần dựng và cần khoan.

- Nâng thả bộ dụng cụ khoan, ống chống và các thiết bị khai thác.

- Treo một phần trọng lượng cột cần khi khoan giảm tải.

- Bảo vệ con người và thiết bị.

Xuất phát từ mục đích đó nên tháp khoan phải thỏa mản các yêu cầu sau:

- Đảm bảo đủ độ bền và ổn định.

- Chiều cao tháp phải hợp lý.

- Kết cấu đơn giản, tiện lợi cho việc tháo lắp và di chuyển.

- Trọng lượng và kích thước phải nhỏ.

- Đảm bảo an toàn và thuận tiện cho quá trình thi công.

1.1.1.3 Thông số kỹ thuật của tháp khoan trên giàn Tam Đảo – 01

- Chiều cao tháp khoan: 44,8 m.

- Sức nâng tối đa của tháp: 631,6 Tấn.

- Kích thước khung nền: 9,15 m x 9,15 m.

- Kích thước khung đỉnh: 2,44 m x 2,44 m.

- Khả năng chứa cần dựng: 186 cần loại 127 mm.

9

Hình 1.1 Tháp khoan trên giàn Tam Đảo – 01

1.1.2 Tời khoan

1.1.2.1 Công dụng của tời khoan

Tời khoan dùng để kéo thả cột cần khoan, ống chống, tháo vặn cần khoan, treocột cần khoan Trong một số trường hợp tời khoan còn dùng để truyền động chorotor Tời khoan còn được dùng để di chuyển vật nặng phục vụ cho công tác hạ tháp

và các công tác phụ trợ khác

1.1.2.2 Cấu tạo tời khoan

Sơ đồ cấu tạo tời khoan National D2000E dùng trên giàn tự nâng Tam Đảo –

01

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo tời khoan National D2000E

1.1.2.3 Thông số kỹ thuật của tời khoan National D2000E

Thông số kỹ thuật của tời khoan National D2000E sử dụng trên giàn tự nâng

Tam Đảo – 01 :

- Công suất trên trục tời : 1472 kW.

- Chiều sâu khoan được: 4572 ÷ 6706 m

- Đường kính cáp: 35 mm.

- Đường kính tang tời: 462 mm.

- Chiều dài tang tời: 1422,4 mm.

- Đường kính tang phanh: 1371,6 mm.

- Chiều rộng tang phanh: 263,53 mm.

- Số tốc độ: 4.

- Khối lượng: 54,3 Tấn.

Hình 1.3 Một phần tời khoan National D2000E trên Tam Đảo – 01

1.1.3 Hệ thống PaLăng

1.1.3.1 Cấu tạo chung và chức năng của hệ thống PaLăng

Hệ thống PaLăng biến chuyển động quay của tang tời thành chuyển động tịnhtiến lên xuống của móc nâng và làm giảm tải cho dây cáp

Dây cáp được mắc vào các con lăn của hệ thống ròng rọc tĩnh và ròng rọcđộng theo một trình tự nhất định Một đầu cáp được giữ cố định (thường ở một châncủa tháp sao cho kíp trưởng dễ quan sát khi làm việc) gọi là đầu cáp chết, còn mộtđầu mắc vào tời khoan gọi là cáp tời (hay đầu cáp cuốn)

1.1.3.2 Các bộ phận của hệ thống PaLăng

- Ròng rọc cố định:

Ròng rọc cố định chỉ tham gia một chuyển động quay quanh trục của nó Nóđược lắp cố định trên đỉnh tháp khoan, gồm nhiều puli lắp trên 1 trục hoặc 2 trục

song song với nhau Các puli quay trên trục nhờ các ổ bi, phía ngoài có tấm chắnbảo vệ Kích thước rãnh và độ cứng bề mặt rãnh là yếu tố ảnh hưởng đến độ bền củacáp

Hình 1.4 Ròng rọc cố định

- Ròng rọc động và móc nâng:

Ròng rọc động là những ròng rọc trong quá trình làm việc nó tham gia 2chuyển động: vừa quay quanh trục bản thân và chuyển động tịnh tiến lên xuống.Càng nhiều ròng rọc động và nhánh cáp động thì cáp càng nhanh mòn, ít ròngrọc động và nhánh cáp động thì khả năng kéo giảm, cáp càng làm việc nặng nhọchơn Thực tế cho thấy rằng: trong điều kiện cho phép nếu giảm số ròng rọc, tăngđường kính ròng rọc, sử dụng cáp bền hơn thì tốt hơn là dùng nhiều ròng rọc Điều

đó được giải thích bằng việc giảm số lần cáp cuốn lên tang tời, vì khi cáp quấn lêntang tời càng nhiều vòng thì cáp nhanh bị phá hủy

Móc nâng: được lắp ngay bên dưới ròng rọc động bằng hệ thống chốt có hai lò

xo đồng tâm nhằm mục đích dự trữ một lực kéo để khi tháo cần sức căng của lò xo

sẽ nâng cần ra khỏi vị trí vừa tháo đồng thời còn có tác dụng giảm xóc Móc nângthường có cơ cấu chốt an toàn ở miệng, nó tự động đóng kín khi có vật móc ở trong.Hai bên có tai để gắn quang treo

Hình 1.5 Ròng rọc động và móc nâng

- Cáp khoan:

Cáp khoan có lõi kim loại, trên đó người ta bện 6 rãnh làm bằng sợi thép.Chiều xoắn của các sợi thép ở các rãnh ngược chiều với chiều xoắn ở các rãnh trênlõi cáp khoan Chính điều này làm cáp cứng hơn nhưng cũng phần nào giúp chốngxoay

Đóng vai trò là bộ truyền trung gian, biến chuyển động quay của trục nằmngang thành chuyển động quay của trục thẳng đứng để truyền mômen quay từ trên

bề mặt xuống choòng khoan

1.2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

- Cấu tạo:

Bàn quay rotor bao gồm các bộ phận chính sau: trục dẫn, cặp bánh răng nón,bàn quay và hệ thống ổ đỡ (vòng bi) Cặp bánh răng nón dùng để truyền chuyểnđộng quay từ trục dẫn nằm ngang đến bàn quay xung quanh trục thẳng đứng Tất cảcác hệ thống ổ đỡ và cặp bánh răng đều được bôi trơn bằng dầu

Đặc tính kỹ thuật của bàn quay Rotor là: tần số quay và số tốc độ truyền côngsuất, tải trọng tĩnh cho phép lên Rotor và đường kính lỗ bàn quay Rotor

Để truyền chuyển động quay lên cần chủ đạo thì phía trong lỗ Rotor được đặtcác bạc hãm định hình theo kích thước và tiết diện cần chủ đạo (hay còn gọi là cácchấu chèn)

Kích thước danh nghĩa được đặc trưng bằng đường kính lỗ bàn quay Rotortrong công tác khoan dầu khí thì điều kiện lỗ bàn quay Rotor từ 400 – 700 mm

Rotor có từ 3 đến 6 tốc độ truyền và một tốc độ quay ngược để tháo cần khoanhoặc cứu chữa sự cố

Tùy theo cách bố trí cặp bánh răng nón và các ổ đỡ (có 2 loại ổ đỡ là ổ đỡchính và ổ đỡ phụ) mà bàn quay Rotor được phân ra làm 2 loại là bàn quay Rotor có

ổ đỡ chính ở trên và bàn quay Rotor có ổ đỡ chính ở dưới

Ổ đỡ chính là ổ đỡ mà trong quá trình làm việc chịu tác dụng của toàn bộtrọng lượng cột cần khoan hoặc ống chống treo trên nó và lực ma sát giữa cần chủđạo với bàn quay Rotor

Ổ đỡ phụ chỉ chịu tác dụng của tải trọng từ đáy do rung động của cột khoan vàphản lực đáy gây nên.

Hình 1.6 Mặt trên của bàn quay Rotor

1.2.2 Đầu quay di dộng (Topdriver)

1.2.2.1 Chức năng và nhiệm vụ

Đây là loại thiết bị tạo chuyển động cho cột cần khoan quay rất hiện đại, đểquay cột cần khoan và truyền chuyển động xuống choòng khoan Các mô tơ đượclắp ở đầu trên cột cần khoan ngay dưới đầu tiếp nhận tuần hoàn chất lỏng Động cơ

di động lên xuống theo cần dẫn hướng và được ổn định bởi hệ thống giá trượt dẫn

hướng lắp dọc theo tháp khoan Hệ thống truyền động này cho phép tăng công suấttruyền cho cột cần khoan mà nó không phụ thuộc vào công tác khoan, công nghệkhoan Thiết bị này làm việc rất ổn định và ít gây rung động va đập và đặc biệt cóthể khử được mô men phản lực đáy.

Chức năng và nhiệm vụ của Topdriver:

- Truyền chuyển động quay và mômen quay cần thiết cho bộ khoan cụ.

- Có khả năng kẹp chặt để tháo ra, vặn vào các mối nối của cần khoan.

- Liên kết giữa bộ khoan cụ và hệ thống bơm dung dịch cao áp.

- Thông qua hệ thống tời khoan, ròng rọc động, ròng rọc tĩnh và móc nâng để

nâng hạ cột cần khoan, ống chống, treo bộ khoan cụ trong khi khoan vàbơm rửa

- Dùng lắp các thiết bị chống phun như: van cầu, đối áp, van ngược,…

1.2.2.2 Cấu tạo của Topdriver PS2-500/500

Hình 1.8 Cấu tạo Topdriver PS2-500/500

1.2.2.3 Thông số kỹ thuật Topdriver PS2-500/500

- Tốc độ quay không tải lớn nhất: 1200 vòng/phút.

- Tải trọng treo cần: 500 Tấn.

- Tải trọng lớn nhất khi khoan: 500 Tấn.

- Động cơ điện 1 chiều GE752 đặt thẳng đứng với nhiệt độ môi trường tối đa

là 1450C

- Các thông số khác:

 Công suất liên tục lớn nhất: 1130 HP tại điện áp 750 V

 Mô men quay không tải lớn nhất: 66200 lb.ft tại điện áp 750 V

 Tốc độ quay lớn nhất (Tỷ số truyền là 4,05 : 1) là: 269 v/p

 Tốc độ quay nhỏ nhất (Tỷ số truyền là 8,22 : 1) là 145 v/p

- Phanh động cơ:

 Mômen quay 1033 lb.ft tại áp suất 100 Psi

 Áp suất làm việc của cụm ống rửa: 500 Psi

 Áp suất làm việc của ống rửa: 500 Psi

 Tải trọng làm việc của ổ đỡ chính: 500 Tấn

- Van cầu:

 Áp suất làm việc của van cầu trên: 15000 Psi

 Cơ cấu mở van cầu trên được dẫn động bằng khí nén có mômen quay:

400 lb.ft

 Áp suất làm việc của van cầu dưới: 15000 Psi

- Đường ray dẫn hướng: 66 inch.

- Chiều dài thanh ray: 1378 inch.

1.3 Hệ thống tuần hoàn dung dịch

1.3.1 Máy bơm khoan

1.3.1.1 Công dụng của máy bơm khoan

Máy bơm khoan là thiết bị không thể thiếu được trong mỗi tổ hợp thiết bịkhoan Máy bơm khoan dùng để bơm dung dịch tuần hoàn xuống đáy giếng làmmát mũi khoan và đưa mùn khoan lên mặt đất Ngoài ra, máy bơm khoan tạo nănglượng chất lỏng để làm quay tuabin khoan trong quá trình khoan bằng tuabin Trongmột số trường hợp, máy bơm khoan còn được dùng để ép chất lỏng vào vỉa để duytrì áp suất vỉa, tăng tuổi thọ khai thác cho vùng mỏ

1.3.1.2 Đặc điểm của máy bơm khoan

Yêu cầu đối với máy bơm khoan là: bơm được dung dịch có độ nhớt cao,trọng lượng riêng lớn và chứa các pha rắn mài mòn như: cát, chất làm nặng, …

Đồng thời có được lưu lượng và áp suất làm việc cao, đảm bảo thắng được sứccản thủy lực khi tuần hoàn dung dịch Máy bơm bền chắc, hệ số tin tưởng cao, lắpđặt và vận hành đơn giản

1.3.1.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

- Cấu tạo máy bên ngoài máy bơm 12 - P - 160 National Oil Well dùng trên giàn khoan Tam Đảo - 01.

Hình 1.10 Cấu tạo ngoài của máy bơm 12 - P - 160 National Oil Well

- Cấu tạo phần truyền động của máy bơm 12 - P - 160 National Oil Well.

Hình 1.11 Cấu tạo phần truyền động của máy bơm 12-P-160

National Oil Well

1 Vỏ máy 11 Ống khuỷu

2 Vòng bôi trơn 12 Thùng nước rửa

3 Nắp kiểm tra 13 Ống mềm

4 Tấm bôi trơn 14 Cần trung gian

5 Trục bánh răng 15 Chốt tay biên

6 Ống dẫn dầu 16 Tay biên

7 Van thông khí 17 Trục khuỷu

8 Con trượt 18 Bánh răng lớn

9 Nắp kiểm tra 19 Ống thăm dầu

10 Bộ phận làm kín 20 Giá đỡ

- Nguyên lý làm việc của máy bơm 12 - P - 160 National Oil Well.

Máy bơm khoan 12 - P - 160 National Oil Well có 3 piston đặt nằm ngang,

hoạt động theo chu trình đơn Sau đây ta xét sự làm việc của máy bơm 1 piston nằmngang tác dụng đơn:

Hình 1.12 Sơ đồ cấu tạo máy bơm 1 piston tác dụng đơn

1 Xi lanh 8 Ống hút

2 Cần piston 9 Bể hút

3 Piston 10 Con trượt

4 Hộp van 11 Thanh truyền

5 Ống đẩy 12 Tay quay

6 Van đẩy 13 Trục khuỷu

7 Van hút

Nguyên lý làm việc: Trong quá trình làm việc, trục khuỷu 13 quay, truyềnchuyển động khứ hồi cho piston 3 qua hệ thống con trượt 10, tay quay 12 và thanhtruyền 11 Piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong xi lanh

Khoảng không gian giữa mặt đầu của piston và các van là khoang làm việc củamáy bơm Thể tích khoang làm việc này thay đổi phụ thuộc vào vị trí của piston.Những điểm tận cùng bên phải và bên trái của piston gọi là điểm chết phải(điểm A) và điểm chết trái (điểm B) Khoảng cách từ điểm chết phải đến điểm chếttrái gọi là hành trình của piston, ký hiệu là S; S = 2R, R: bán kính tay quay của trụckhuỷu

Khi piston chuyển động từ A sang B, van hút 7 đóng lại, van đẩy 6 mở ra, chấtlỏng bị đẩy ra ngoài

Ngược lại, khi piston chuyển động từ B sang A, áp suất trong ống hút giảm.Lúc này van hút 7 mở, van đẩy 6 đóng, chất lỏng từ bể 9 được hút đầy vào khoanglàm việc của máy bơm

Quá trình cứ lặp đi lặp lại như vậy Sau mỗi vòng quay của trục khuỷu, bơmthực hiện một quá trình hút và một quá trình đẩy

1.3.1.4 Thông số kỹ thuật của máy bơm

Bảng 1 Thông số kỹ thuật của máy bơm 12 - P - 160 National Oil Well dùng trên giàn Tam Đảo - 01.

1.3.2.2 Ống cao áp

Ống cao áp dùng để dẫn nước rửa từ bình điều hòa đến tháp khoan Ống cao

áp làm cần khoan và 2 đầu có mặt bích để bắt vào bình điều hòa và ống đứng.Đường kính ống cao áp bằng đường kính ống xả của máy bơm

1.3.3 Các thiết bị điều chế và làm sạch dung dịch.

1.3.3.1 Thiết bị điều chế dung dịch khoan

- Thùng trộn:

Thùng trộn thường có thể tích 4000 ÷ 10000 lít Bên trong có từ 1 - 2 trục, trên

đó có lắp các cánh và được quay bằng động cơ điện Nước được đưa vào thùng quaống dẫn lắp ở phía trên, còn sét được đưa vào thùng qua nắp ở phía trên

3 2

1 5 4

Sàng rung được lắp trực tiếp ở đầu máng dẫn dung dịch từ giếng khoan trở về.Sàng rung bao gồm một lưới thép không gỉ lắp trong một khung, khung này lắp trêncác lò xo và khung rung động nhờ một trục lệch tâm, trục này chuyển động nhờđộng cơ điện Khung lưới đặt nghiêng một góc từ 12 - 180 về phía máng chứa mùn

Do lưới thép rung động nên dung dịch chảy qua sẽ bị phá vỡ cấu trúc, dungdịch lọt qua mắt lưới xuống máng dẫn, mùn khoan có kích thước lớn sẽ nằm lại trênsàng rung và theo chiều dài của lưới thép ra ngoài

Lưới sàng rung có nhiều loại khác nhau, thường được xác định bằng số mắtlưới trên một đơn vị chiều dài Mắt lưới càng dày thì việc lọc mùn khoan càng tốt,tuy nhiên, lại không đảm bảo được lưu lượng Để đảm bảo hai điều kiện này, người

ta thường đưa vào sử dụng sàng rung kép nghĩa là đặt hai lưới thép song song, mộtlưới ở trên thưa hơn và lưới ở dưới dày hơn Trường hợp lưu lượng lớn (Q > 35l/s)người ta có thể sử dụng 2 sàng rung lắp song song với nhau

Hình 1.14 Sàn rung trên Tam Đảo - 01

- Bộ lọc cát, mùn

Tất cả các loại mùn khoan qua lưới sàng rung có kích thước lớn hơn 74m,được gọi là mùn

Nếu để cát và mùn lẫn vào dung dịch thì sẽ làm giảm tính chất của dung dịch

và tiến độ khoan, đồng thời gây mài mòn và làm giảm tuổi thọ của cụm thủy lựccũng như của máy bơm Vì vậy, yêu cầu đặt ra là phải có thiết bị tách cát và mùn ranhằm hạn chế tối đa tác hại của chúng

Người ta thấy rằng: Tốc độ dòng chảy lớn làm cho hạt mùn khó lắng, dungdịch có cấu trúc bền vững thì hạt mùn cũng khó lắng Vì thế, để tách mùn khoankhỏi dung dịch bằng phương pháp thuỷ lực

Hệ thống máng lắng có thể làm bằng các vật liệu khác nhau như kim loại, bêtông, gỗ, đào ở nền khoan… Chiều dài máng lắng phụ thuộc vào chiều sâu lỗkhoan, thường từ (15  30)m, tiết diện hình chữ nhật hoặc hình thang, rộng (0,25 0,3)m, cao (0,2  0,25)m; cứ cách (2  2,5)m đặt một tấm chắn; độ dốc của máng(1,5  2) cm/1m chiều dài Trên đường máng, tại các vị trí gấp khúc của dòng chảy

có đặt xen kẽ các hố lắng sâu Hố lắng có kích thước thông thường (1,5 x 1,5 x1,2)m, bể chứa có kích thước (3 x 2 x 2)m

Dung dịch bẩn đi vào qua hệ thống máng lắng, theo các đường gấp khúc làmtốc độ chảy bị chậm lại, các hạt mùn có trọng lượng lớn bị lắng xuống Khi tới tấmchắn, do tiết diện của máng bị hẹp lại, tốc độ chảy của dung dịch tăng lên, đập mạnhvào tấm chắn làm cho cấu trúc của dung dịch bị yếu đi, mùn khoan tách ra và sẽlắng xuống đáy máng (Sự phá huỷ cấu trúc do các tấm chắn đặt trong máng cũngnhư các hố lắng sẽ làm cho mùn khoan lắng đọng tốt hơn)

- Hệ thống tách khí:

Đây là phương pháp cơ học dùng để xử lý dung dịch khi bị lẫn khí, tránh nguy

cơ phun trào, hoả hoạn, đồng thời giảm lượng khí có lẫn trong dung dịch đi vàomáy bơm gây nên hiện tượng xâm thực làm hỏng hóc các bộ phận của bơm, đặc biệt

là hệ thống thuỷ lực, làm giảm hiệu suất làm việc của bơm

Hệ thống tách khí có nhiều loại khác nhau nhưng đều làm việc theo nguyên lý:phá vỡ cấu trúc dung dịch bằng cách trải mỏng dung dịch lên các tấm ngăn trongthùng kín, phía trên tạo chân không để cho khí tách ra khỏi dung dịch

Hình 1.16 Sơ đồ hệ thống tách khí bằng phương pháp cơ học

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO, CHỨC NĂNG BỘ DỤNG CỤ KHOAN 2.1 Cấu trúc bộ dụng cụ khoan