Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thiết bị lòng giếng trong khai thác gaslift của giếng 125 giàn BK 15 mỏ bạch hổ

Cơ sở lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan Giếng khoan là một công trình thi công vào bên trong vỏ trái đất có chiều sâu rất lớn.Do đó để thi công được một giếng khoan ta phải lựa chọn cấu

LỜI NÓI ĐẦU

Dầu Khí là một ngành công nghiệp lớn trên thế giới Ở Việt Nam, trong những năm qua, ngành công nghiệp Dầu khí đã đạt được thành tựu nhất định, chiếm một vị trí vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nó không chỉ chiếm tỷ trọng lớn GDP của cả nước mà còn là một ngành kinh tế mũi nhọn, nhiều tiềm năng, đưa đất nước tiến lên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa Tập đoàn Dầu khí Việt Nam không ngừng vững mạnh và ngày càng phát triển không chỉ ở trong nước mà còn vươn xa tới thị trường quốc tế

Đề cập đến sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí không thể không nhắc đến vai trò quan trọng của các thiết bị phục vụ cho công tác khoan và khai thác Một trong những vấn đề được quan tâm là tìm hiểu về chuyên ngành thiết bị khai thác, cấu tạo, nguyên tắc vận hành và nâng cao tuổi thọ cũng như hiệu suất của các thiết bị

Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí nước nhà, qua quá trình học tập và nghiên cứu, cộng với sự hướng dẫn tận tình của

thầy Nguyễn Văn Giáp cũng như sự đồng ý của bộ môn Thiết bị Dầu khí, Khoa

Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội Em đã chọn đề tài tốt nghiệp:

“Cấu tạo, nguyên lý làm việc của thiết bị lòng giếng trong khai thác gaslift của giếng 125 giàn BK-15 mỏ Bạch Hổ”.Đồ án của em gồm có 4 chương:

Chương I: Tổng quan về thiết bị lòng giếng.

Chương II: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị lòng giếng.

Chương III :Công tác xây lắp và một số hư hỏng thường gặp.

Chương IV: Tính toán xác định độ sâu đặt van an toàn cho giếng 125 giàn BK15 mỏ Bạch hổ

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Vì vậy, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn

Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy

Nguyễn Văn Giáp,và các thầy cô trong bộ môn Thiết bị Dầu khí.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 06 năm 2014

Sinh viên Tiên văn Ba

Cấu trúc cơ bản của một giếng khoan bao gồm :

- Cấu trúc của các cột ống chống ( số lượng loại, chiều sâu thả, đường kính),

- Choòng khoan sử dụng ( loại choòng, đường kính ),

- Khoảng trám xi măng ( chiều cao trám kể từ đế ống chống )

Nếu giếng khoan ngoài ống định hướng và ống dẫn hướng chỉ còn ống chống khai thác thì gọi là giếng khoan có 1 cột ống chống Nếu có thêm ống trung gian thì gọi là cấu trúc 2 cột ống.Nếu nhiều ống trung gian thì gọi là cấu trúc nhiều cột ống (3 cột ống, 4 cột ống, ….)

1.1.1 Cơ sở lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan

Giếng khoan là một công trình thi công vào bên trong vỏ trái đất có chiều sâu rất lớn.Do đó để thi công được một giếng khoan ta phải lựa chọn cấu trúc giếng sao cho đảm bảo yêu cầu là thả được ống chống khai thác để tiến hành khai thác bình thường Đồng thời phải xuất phát từ tài liệu địa chất khu vực thi công giếng khoan ( đặc biệt là khi có các tầng địa chất phức tạp và dị thường áp suất cao) Cụ thể là tính chất cơ lý của các vỉa đất đá như : độ rỗng , độ cứng, áp suất vỉa , nhiệt độ vỉa…

Cấu trúc giếng khoan phải đảm bảo các yếu tố sau:

- Ngăn cách hoàn toàn nước biển, giữ ổn định thành và thân giếng khoan để việc kéo thả các bộ khoan cụ, các thiết bị khai thác, sửa chữa ngầm được tiến hành bình thường

- Chống hiện tượng mất dung dịch khoan

- Giếng khoan phải làm việc bình thường khi khoan qua các tầng áp suất cao

và tầng có áp suất vỉa nhỏ hơn so với tầng có áp suất cao phía trên.

- Bảo vệ thành giếng khi có sự cố phun

- Đường kính của cột ống chống khai thác cũng như cột ống chống khác phải

là cấp đường kính nhỏ nhất, đơn giản nhất trong điều kiện cho phép của cấu trúc giếng

- Cấu trúc giếng phải phù hợp với yêu cầu kỹ thuật, khả năng cung cấp thiết

bị đảm bảo độ bền và an toàn trong suốt quá trình khai thác cũng như sửa giếng sau này

Nói tóm lại là phải phù hợp với điều kiện địa chất, yếu tố kỹ thuật, công nghệ và thích hợp với khả năng thi công cũng như yếu tố về kinh tế

1.1.2 Lựa chọn cấu trúc cho giếng khoan N 0 125

a Cột ống định hướng

* Chức năng

Có tác dụng định hướng ban đầu cho lỗ khoan, ngăn cản sự sập lở của đất đá và

sự ô nhiễm của dung dich khoan đối với tầng trên mặt Tạo kênh dẫn cho dung dịch chảy vào máng Bảo vệ không cho dụng dịch xới sập nền khoan và móng thiết bị Đường kính thông thường từ 500 đến 600 mm, nhô cao hơn 1,5 đến 2m

* Phương pháp thi công:

Ống được đưa vào giếng khoan qua một cái hố hình chữ nhật sau đó đổ bê tông khoảng không ngoài ống và thành hố đã đào Quá trình này đươc thực hiện đối với những ống có chiều sâu nhỏ ( 4÷6 m) Đối với những ống có chiều thả lớn hơn đến 30m thì có thể dùng búa máy để đóng hoặc có thể khoan rồi thả xuống Chiều sâu phụ thuộc vào chiều dày tầng phủ Nếu khoan ngoài biển thì ống bảo vệ cũng chính

là ống chống đầu tiên đóng vai trò là ống cách nước

b Cột ống chống dẫn hướng

Có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan phần trên không bị sập lở, bảo vệ các tầng nước trên mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan Đóng vai trò 1 trụ rỗng trên đó

có lắp các thiết bị miệng giếng như: đầu ống chống, thiết bị chống phun, treo toàn

bộ các cột ống chống tiếp theo và một phần thiết bị khai thác

Cột dẫn hướng chịu toàn bộ trọng lượng nén của các cột ống chống tiếp theo do vậy nó phải được trám xi măng toàn bộ chiều dài và phần nhô lên mặt phải đủ bền Đây là cột ống chống đầu tiên nhất thiết phải có Chiều sâu thả thông thường từ 70÷400 m Cũng có thể tới 800÷ 1000 m tuỳ theo điều kiện địa chất và chiều sâu giếng khoan

c Cột ống chống khai thác

Cột ống khai thác là cột ống chống cuối cùng được thả xuống lỗ khoan Cột ống chống này tạo thành kênh dẫn để lấy dầu và khí lên và để bảo vệ các thiết bị khai thác như bơm sâu, ống ép khí… Ngoài ra ống chống này còn cho phép kiểm ra áp suất, thực hiện các công tác tăng cường dòng sản phẩm như nổ thuỷ lực, xử lý vỉa bằng axit, bơm ép vỉa… Chỉ không được thả khi biết chắc là giếng không có sản phẩm

đó, cột ống chống này có thể không cần hoặc với số lượng 1 ÷ 2 ống cũng có khi nhiều hơn

1.1.3 Sơ đồ cấu trúc giếng N 0 125

Cấu trúc thiết bị lòng giếng rất đa dạng do sự phát triển mạnh mẽ của kỹ nghệ khai thác dầu khí Trong phạm vi đề tài này chỉ đề cập đến hai dạng cấu trúc cơ bản phổ biến:

a Cấu trúc nhiều tầng – Một dãy ống khai thác:

Với cấu trúc này sản lượng khai thác rất lớn và tiết kiệm được chi phí khoan cũng như khai thác Tuy nhiên việc lắp đặt bộ thiết bị lòng giếng và xử lý sau này

có thể khá phức tạp nếu không có một hoạch định dự đoán trước và chính xác

Trong cấu trúc này, dòng sản phẩm từ nhiều tầng sẽ hoà trộn vào nhau để đi lên trong cần ống khai thác; Hoặc có thể dòng sản phẩm của một tầng sẽ đi lên bên trong cần còn dòng sản phẩm của tầng kia đi lên ngoài cần

Trong trường hợp hoà trộn các dòng sản phẩm phải có lắp đặt các côn chiết lưu sâu tại mỗi đầu vào của vỉa

b Cấu trúc một tầng- Một dãy ống khai thác:

Cấu trúc này rất đơn giản, phổ biến và được áp dụng rộng rãi trong xí nghiệp Vietsovpetro Với cấu trúc này, đôi khi có lắp đặt thêm những Mandrel để chuẩn bị cho phương pháp Gaslift mà không phải kéo cần lên.Với cấu trúc này chúng ta tiết

kiệm được rất nhiều Lúc này ta chỉ sử dụng kỹ thuật cáp tời thay vào Madrel những van Gaslift là chúng ta tiến hành khai thác bằng phương pháp Gaslift.

11 Ø 7/32 túi chứa van gaslift khởi động

12 Ø 5/16” túi chứa van gaslift khởi động

13 Ø 3/16” túi chứa van gaslift khởi động

14 Ø 3/16” túi chứa van gaslift khởi động

15 Ø 1/8” túi chứa

Hình 1.1 Cấu trúc giếng N0125

1.1.4 Thiết kế bộ thiết bị lòng giếng cho một giếng gaslift

Hiện nay tất cả các công ty khai thác dầu khí đều phải tuân thủ quy định an toàn bảo vệ môi trường nên phải lắp đặt thiết bị an toàn lòng giếng vào khai thác Ngoài

ra, nhờ vào sự phát triển kỹ nghệ khai thác dầu khí nên việc lắp đặt thiết bị lòng giếng còn để nâng cao hiệu quả khai thác

Việc thiết kế thiết bị lòng giếng bắt đầu từ khi đặt mũi khoan để khoan vào tầng sản phẩm và chống ống Tuy nhiên việc này thực sự bắt đầu sau khi đã chống ống xong hoàn toàn Trình tự thiết kế bộ thiết bị lòng giếng cho giếng Gaslift có thể tóm tắt như các bước sau:

- Xác định các đối tượng khai thác và các đặc tính của chúng như : Áp suất, độ thấm, lưu lượng cực đại từ vỉa vào giếng, tính chất của dòng sản phẩm vv Tuỳ theo khả năng đánh giá về việc khai thác đồng thời nhiều vỉa hay một vỉa mà chọn khai thác một vỉa hoặc nhiều vỉa Nếu chọn khai thác một vỉa thì thường tiến hành khai thác vỉa dưới cùng trước vì tiện cho việc cách ly khi vỉa này cạn kiệt và chuyển lên khai thác tầng trên

- Xác định chế độ lưu lượng cần khai thác dựa trên công suất của giếng và kế hoạch khai thác Việc xác định chế độ khai thác cho giếng phải tuân thủ sơ đồ thiết

kế khai thác toàn mỏ, trong đó có tính đến sự suy giảm áp lực vỉa, ngập nước, tính chất đất đá thành hệ vv Ngoài ra, việc xác lập chế độ lưu lượng còn phụ thuộc vào

kế hoạch kinh tế xã hội

- Xác định cấu trúc ống khai thác để bảo đảm lưu lượng đã chọn

Bảng 1.1 Kích thước ống khai thác

Kích thước ống

chống ( mm )

Kích thước ống khai thác ( mm )

Lưu lượng( M3/ ngày )

 Trong việc chọn cấu trúc ống khai thác phải tính đến những yếu tố sau:

- Cấu trúc ống càng đơn giản càng tốt;

- Sự mất áp trên toàn chiều dài ống khai thác;

- Tương thích với kích thước ống chống;

- Tương thích với thiết bị lòng giếng;

- Chịu đựng được tải trọng cực đại dự kiến

Tải trọng tác dụng lên ống khai thác nếu có Paker có thể tính theo công thức:

Q = ∑ qili + Qp + Qn

qi – trọng lượng phân đoạn thứ i;

li – Chiều dài phân đoạn thứ i;

Qp – Lực kéo Paker;

Qn – Lực tác dụng lên Paker sau khi nở;

Tải trọng cho phép khi kéo cần ống khai thác;

Q* = Q/N

N – hệ số dự trữ, thường chấp nhận là 1,3;

Chọn cấu trúc bộ thiết bị lòng giếng

 Trong việc chọn cấu trúc bộ thiết bị lòng giếng phải tính đến những yếu tố:

- Cấu trúc càng đơn giản càng tốt;

- Bảo đảm có thể tiến hành những công việc liên quan đến kỹ thuật cáp tời;

- Bảo đảm các công việc gọi dòng, bơm rửa, dập giếng, xử lý vv

- Tính đến các yếu tố có khả năng xảy ra như thay thế ống khai thác, sửa chữa ngầm, chuyển sang chế độ khai thác cơ học như Gaslift;

- Tính đến đặc tính về nhiệt độ, áp suất, thành phần sản phẩm, thành phần các chất hỗn hợp dùng để bơm xuống giếng;

- Tính toán lực tác động lên ống khai thác;

- Tính đến ý nghĩa kinh tế

- Lập biểu đồ cấu trúc giếng và ghi chép các số liệu

Một đòi hỏi mang tính bắt buộc của mọi giếng khai thác dầu khí là phải có biểu

đồ và ghi chép số liệu đầy đủ để giám sát thi công cũng như lưu trữ Trên bản đồ cấu trúc phải ghi chép những thông số sau:

- Kích thước và chiều sâu của từng loại ống chống

- Kích thước và chiều sâu của từng loại ống khai thác

- Chiều sâu của giếng và chiều sâu hiện hữu

- Các thông số về bắn mở vỉa

- Tình trạng lòng giếng sau khi khoan và chống ống như thiết bị để lại,

kích thước bị thu hẹp

- Chiều sâu và các thông số khác của các thiết bị lòng giếng

- Lập chương trình lắp đặt thiết bị lòng giếng

Chương trình lắp đặt bộ thiết bị lòng giếng là các bước trình tự để thi công lắp đặt Do đó trong chương trình phải chỉ rõ chi tiết từng công đoạn cũng như các thông số tra cứu Những công đoạn và thông số quan trọng phải được nổi bật lên để người thi công chú ý

Chương trình có thể bao gồm các bước tổng thể như sau:

- Bắn mở vỉa

- Công đoạn chuẩn bị ống chống

- Trước khi thả thiết bị lòng giếng phải nạo thành ống chống trơn sạch, đặc biệt tại vùng Paker Ở những nơi chuyển tiếp và nơi đặt cầu xi măng Paker cầu phảiđược roa và nạo Ghi chú những độ sâu đáng chú ý và tốc độ thả tại vị trí này

Công đoạn xử lý:

Trước khi thả bộ thiết bị phải tiến hành các công việc xử lý như bắn mở vỉa lại,

xử lý vùng cận đáy giếng, bơm rửa giếng, thay dung dịch khoan bằng dung dịch sạch chuyên dụng cho việc thả thiết bị lòng giếng Nếu dự kiến có hiện tượng mất dung dịch thì phải chỉ rõ phương pháp và các thành phần pha chế dung dịch hoàn thiện

Công đoạn lắp ráp và thả thiết bị:

Trình tự lắp ráp và thả bộ thiết bị lòng giếng dựa theo sơ đồ cấu trúc Trong công đoạn này phải nêu lên những việc cần chú ý với mỗi thiết bị cụ thể Mỗi thiết bị phải được kiểm tra lại trước khi được thả và phải được ghi chép đầy đủ Trong một

số công việc quan trọng phải chỉ ra trách nhiệm và có yêu cầu lập hồ sơ chứng nhận Việc thả thiết bị cũng phải chỉ rõ tốc độ và các chỉ định cụ thể nghiêm ngặt như phải thông ống chuẩn xác, bôi ren đúng qui định, không gây nên kéo – thả dừng đột ngột, không xoay cần ống vv Người phụ trách thiết bị lòng giếng phải thường xuyên tư vấn cho các đội khoan trước buổi vào ca vì thường họ không nhận thức đầy đủ công việc đầy tinh tế này Bất cứ mọi trở ngại phát sinh nào ngoài các qui định chuẩn đều phải hỏi ý kiến người phụ trách thiết bị lòng giếng

Công đoạn kết thúc.

Trong công đoạn này người phụ trách thiết bị lòng giếng tiến hành đưa các thiết bị

đã thả vào chức năng đã định, như bơm ép đầu giếng, bơm ép ống khai thác, nở Paker, giải phóng ống giãn nở nhiệt, mở van tuần hoàn, thả van an toàn, thử chức năng van an toàn vv sau khi giếng đã cho dòng sản phẩm ổn định và an toàn thì lập biên bản bàn giao, lập hồ sơ giếng thực tế

1.2 Giới thiệu về thiết bị lòng giếng của giếng N 0 125

Thiết bị lòng giếng (TBLG) được trang bị cho hầu hết tất cả các giếng khai thác bằng phương pháp tự phun và gaslif(đặc biệt với các giếng khai thác trong điều kiện biển mở)nhằm mục đích tiến hành các quy trình công nghệ, kỹ thuật cần thiết như sửa chữa, nghiên cứu giếng,điều khiển dòng trong suốt quá trình khai thác nhờ kỹ thuật cáp tời mà không cần phải đóng giếng, dập giếng hay nâng thả cột ống khai thác

Thiết bị lòng giếng phải thỏa mãn các yêu cầu công nghệ - kỹ thuật sau:

- Cách ly được thân giếng tốt trong trường hợp bị hở ở phần thiết bị miệng giếng

- Có khả năng điều khiển các thông số làm việc của giếng theo chế độ tự động

và bán tự động

- Tiến hành nghiên cứu giếng và đo đạc các thông số làm việc của giếng trong khi giếng vẫn khai thác và cho sản phẩm

- Bảo đảm sửa chữa giếng bằng kỹ thuật tời

- Có thể kéo toàn bộ thiết bị lòng giếng và ống khai thác ( trừ paker và phần dưới paker) mà không cần phải dập giếng

- Chuyển được giếng từ chế độ tự phun sang khai thác gaslif mà không cần phải thay đổi cấu trúccơ bản của bộ thiết bị lòng giếng

- Có khả năng khởi động giếng khai thácbằng gaslif một cách tự động

Tất cả các yêu cầu trên rất quan trọng đối với điều kiện khai thác ngoài biển, vì rằng các miệng giếng khai thác tập trung trên các giàn cố định hay giàn vệ tinh, nơi mà tiến hành đồng thời các hoạt động khoan và khai thác

Trong chương hai sẽ khảo sát chi tiết về chức năng, cấu tạo của những thiết bị nói trên

Hình 1.2 Sơ đồ thiết bị lòng giếng

1.3 Những kết quả đạt được và một số vấn đề tồn tại cần giải quyết

1.3.1 Những kết quả đạt được

Việc lắp đặt bộ thiết bị lòng giếng là một phần của công nghệ hoàn thiện giếng Gaslift Công việc này được tiến hành khi ngay sau khi giếng được chống ống và trước khi giếng được khai thác Một cách khác khi giếng hết thời kỳ khai thác tự phun Việc thiết kế và lắp đặt cho giếng khai thác Gaslift, được tiến hành sau khi kéo giếng lên để sửa chữa

Bảo đảm quá trình khai thác an toàn:

Sự bảo đảm an toàn có ý nghĩa là giếng phải được đóng và cách ly hoàn toàn với môi trường mặt đất khi có bất kỳ nguy cơ cháy nổ hoặc gây ảnh hưởng đến môi trường

Việc bảo đảm đóng và cách ly giếng nhờ vào van an toàn sâu và Paker đặt sâu trong lòng giếng Paker cách ly phần không gian ngoài ống khai thác ngay sau khi kết thúc lắp đặt bộ thiết bị lòng giếng Còn van an toàn chỉ đóng khi có nguy cơ sự

cố Khi có nguy cơ sự cố trạm điều khiển sẽ phát đi một tín hiệu điều khiển để xả hết áp lực trong hệ thống thuỷ lực của van an toàn, do đó van an toàn sẽ đóng đường ống khai thác lại

Bảo đảm những công việc gọi dòng, bơm rửa, bơm hoá phẩm, dập giếng, xử lý:

Nhờ có van tuần hoàn nên có thể tiến hành gọi dòng hoặc bơm rửa giếng một cách dễ dàng Tuỳ theo mức độ cần thiết có thể đặt một hay nhiều van tuần hoàn Tuy nhiên thông thường 01 van tuần hoàn là đủ cho một giếng

Cũng nhờ có van tuần hoàn nên có thể dập giếng để sửa chữa Nhưng có một đặc điểm quan trọng là nhờ có Paker và thiết bị tách cần hoặc ống giãn nở nhiệt nên giếng có thể dập mà không gây ảnh hưởng vỉa sản phẩm Trong trường hợp này, một van bịt hoặc một van ngược đặt trong Nippen dưới Paker để ngăn cách vỉa khỏi phần dung dịch trên Nippen

Ngoài những chức năng trên, bộ thiết bị lòng giếng còn có chức năng để xử lý vùng cận đáy giếng hoặc nứt vỉa thuỷ lực

Thay đổi phương pháp khai thác:

Thông thường có thể lắp đặt những Mandrel trên ống khai thác để có thể chuyển giếng sang chế độ khai thác Gaslift ít tốn kém do khỏi phải dập giếng và kéo ống khai thác Tuy nhiên chỉ áp dụng trường hợp này khi thời gian khai thác tự phun không kéo quá dài vì sự ăn mòn sẽ làm giảm chất lượng của Mandrel

1.3.2 Một số vấn đề tồn tại cần giải quyết.

a Sự hình thành nút cát ở đáy giếng khai thác

Nguyên nhân phát sinh

Hiện tượng này xảy ra khi khai thác dầu ở một số giếng mà sản phẩm có chứa nhiều cát và vật liệu vụn cơ học, chúng sẽ bị tích tụ ở đáy giếng khai thác và hình thành nên các nút cát Cơ chế hình thành nút cát xuất phát từ việc dòng chảy có vận tốc nhỏ không có khả năng thắng được lực hụt trọng lực dẫn đến cát bị lắng đọng xuống đáy giếng

Một nguyên nhân khác không kém phần quan trọng là trong quá trình khởi động giếng khai thác gaslift, thường xuất hiện những xung lực do áp suất đáy thay đổi đột ngột Đó là nguồn cung cấp vật liệu tích tụ ở đáy giếng tạo thành nút, các nút cát này theo thời gian khai thác ngày càng dày và bịt kín khoảng mở vỉa sản phẩm gây

ra tắc giếng Nó gây ra hậu quả rất lớn ảnh hưởng đến lưu lượng khai thác

Biện pháp phòng ngừa

Để phòng ngừa hiện tượng này chúng ta phải hạn chế các nguyên nhân gây nút cát, do đó cần phải thực hiện các biện pháp sau:

Thả ống nâng có cấu trúc thích hợp cho phù hợp với lưu lượng giếng;

Đưa giếng vào khai thác một cách có điều hòa để tránh sự làm việc không ổn định của giếng;

Điều chỉnh lưu lượng khai thác cho phù hợp để giếng làm việc ổn định

Hạ thấp đế ống nâng hoặc sử dụng hệ thống ống nâng phân bậc để tăng khả năng vét cát của ống nâng;

Thường xuyên chuyển chế độ khai thác từ chế độ vành khuyên sang chế độ trung tâm và ngược lại;

Tăng lưu lượng khai thác cho hợp lý

phẩm vét hết cát ở đáy giếng khai thác Nếu dòng chảy trong giếng bị dừng lại mà

áp suất bơm ép khí vẫn tăng lên đột ngột thì đó là nguyên nhân của các nút cát đóng trong ống nâng

Trong trường hợp này người ta có thể sử dụng biện pháp ép hỗn hợp khí và chất lỏng vào trong ống nâng để bỏ các nút cát Khi các biện pháp thực hiện không mang lại hiệu quả thì cần phải ngừng khai thác và tiến hành sửa chữa giếng Mặt khác cát

có thể dính kết với keo, parafin thành khối, ta cần sử dụng các biện pháp sau:

- Dùng các máy bơm hút cát;

- Dùng máy thổi khí để phá nút cát;

- Phá nút cát bằng dụng cụ thủy lực chuyên dụng không có cần khoan;

- Rửa nút cát bằng tia bơm;

- Phá nút cát bằng ống múc có lắp cánh phá cát

b Sự lắng đọng parafin trong ống khai thác

Nguyên nhân phát sinh

Do hàm lượng parafin trong dầu tại mỏ Bạch Hổ tương đối cao, trung bình 12%, nên thường xuyên xảy ra hiện tượng lắng đọng parafin trong ống khai thác và đường ống vận chuyển Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng này là do nhiệt độ của dầu trong ống giảm xuống dưới nhiệt độ kết tinh của parafin Ngoài ra do hiện tượng tách khí ra khỏi dầu dẫn đến áp suất giảm, dẫn đến hàm lượng parafin trong dầu tăng, làm cho parafin lắng đọng

Cát cũng gây nên sự lắng đọng parafin, các hạt cát thường là tâm kết tinh của parafin Tại những cấp đường kính thay đổi, sự lắng đọng parafin ngày càng trầm trọng nó sẽ làm giảm lưu lượng khai thác

Biện pháp phòng ngừa

điều kiện cho parafin hòa tan trong dầu;

Giảm độ nhám trên đường ống và hạn chế sự thay đổi đột ngột đường kính của ống nâng cũng như các đường ống vận chuyển;

Tăng nhiệt độ dòng khí ép xuồng giếng sẽ làm cho nhiệt độ dòng dầu đi lên được ổn định hơn;

Dùng hóa phẩm chống đông đặc parafin, với mỗi hóa phẩm khác nhau, cần dùng

loại xăng nhẹ làm dung môi hòa tan parafin hoặc các chất chống đông đặc như các chất hoạt tính bề mặt (hàm lượng từ 1÷5%);

Để ngăn chặn hiện tượng lặng đọng parafin, chúng ta cần phải giữ nhiệt độ của dầu trong quá trình nâng lên trong ống nâng cũng như vận chuyển, bằng cách gia công nhiệt cung hoặc cung cấp nhiệt cho đường ống để cho nhiệt độ của dầu lớn hơn nhiệt kết tinh của parafin Người ta có thể thực hiện các biện pháp sau để giảm lắng đọng parafin: Bơm dầu cùng nước làm giảm tổn thất thủy lực, bơm dầu nhờ các nút đẩy phân cách (bơm xen kẽ các đoạn dầu có độ nhớt nhỏ)

Biện pháp khắc phục

Để phá vỡ các nút parafin người ta sử dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp nhiệt học: Người ta bơm dầu nóng hoặc hơi nước nóng vào trong ống để kéo parafin đi

- Phương pháp cơ học: Dùng thiết bị cắt, nạo parafin trên thành ống khai thác

Hệ thống thiết bị này được lắp đặt vào dưới dụng cụ cáp tời, thả vào giếng để cắt gọt parafin Dụng cụ cắt gọt phải có đường kính tương ứng với đường kính trong của ống khai thác, sau đó kéo bộ thiết bị từ từ ra khỏi giếng để tránh trường hợp rơi các lưỡi cắt

- Phương pháp hóa học: Người ta ép chất lưu H-C nhẹ hoặc chất hoạt tính bề mặt vào trong giếng khai thác qua khoảng không vành xuyến H-C nhẹ sẽ hòa tan parafin vì thế làm giảm kết tinh của parafin Chất hoạt tính bề mặt được đưa vào trong dòng chảy của dầu ở trong giếng để hấp thụ các thành phần nhỏ parafin và làm giảm hoặc ngừng kết tinh parafin Các chất hóa học thường dùng như tác nhân phân tán, tác nhân thấm ướt rất phổ biến trong công nghiệp khai thác dầu khí ở các nước Tác nhân thấm ướt có khả năng phủ lên bề mặt ống một lớp màng mỏng, điều

đó ngăn ngừa sự tích tụ parafin và giữ các phân tử parafin phân tán không dính lại với nhau khi di chuyển từ đáy giếng tới hệ thống xử lý dầu thô Ngoài ta có thể đưa vào ống chất polyme (sản phẩm của Mỹ), chất được sử dụng là Nicromat natri –

Na2Cr2O7.2H2O (10%) đưa vào buồng trộn với nhiệt độ 80÷90%, có có tác dụng phá dần các nút parafin

c Sự tạo thành những nút rỉ sắt trong đường ống khai thác

Nguyên nhân phát sinh

Sự tạo thành nút rỉ sắt trong khoảng không vành xuyến là do kim loại ở thành ống bị ăn mòn hóa học, bị ôxi hóa Phản ứng:

4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3

nghiên cứu cũng khẳng định rằng: áp suất trong ống dẫn khí cũng ảnh hưởng tới sự

ăn mòn, áp suất tăng lên thì sự hình thành nút rỉ sắt cũng tăng lên Nút rỉ sắt chủ yếu

là oxít sắt (chiếm 50%) còn lại là bụi đá vôi và cát Hiên tượng này được biểu hiện khi áp suất của đường khí đi vào tăng mà lưu lượng khai thác giảm

- Lắp đặt các bình ngưng trên đường dẫn khí, dầu hoặc không khí, thường lắp ở

vị trí cao hoặc ống dốc cao đi lên;

- Lắp đặt các bộ phận làm sạch khí khỏi bụi ẩm: như bình tách, bình sấy khô;

- Thay đổi thường xuyên chế độ khai thác từ vành khuyên sang trung tâm và ngược lại Mục đích là để súc và rửa sạch các rỉ sét bám trên đường ống;

- Rửa sạch định kỳ thành trong của ống bằng nhũ tương không chứa nước;

- Làm sạch khí trước khi đưa vào sử dụng bằng các phương pháp hóa lý;

- Để phá hủy nút kim loại đóng chặt, người ta thường bơm dầu nóng vào khoảng không vành xuyến, nếu biện pháp này không đạt kết quả thì phải kéo ống lên để tiến hành cạo rỉ

d Sự tạo thành muối trong ống nâng

Nguyên nhân phát sinh

Sự lắng tụ muối trong quá trình khai thác là do trong nước vỉa có hàm lượng muối cao và hàm lượng nước trong sản phẩm thấp Muối sẽ bị tách ra khỏi chất lỏng lắng đọng bám vào thành ống và các thiết bị lòng giếng Sự lắng tụ muối này cũng có thể gây ra tắc ống nâng

Biện pháp phòng ngừa

Để hạn chế hiện tượng muối lắng đọng người ta dùng các hóa chất có pha thêm một số phụ gia Nó có tác dụng tạo ra trên các tinh thể muối như màng keo bảo vệ ngăn trở muối kết tinh lại với nhau cũng như không cho muối bám vào thép Ngoài

ra, người ta còn dùng nước ngọt theo hai phương pháp, tức là bơm liên tục hoặc định kỳ nước ngọt xuống dưới đáy giếng đồng thời cùng với quá trình khai thác

Mục đích giữ cho muối trong quá trình đi lên thiết bị xử lý vẫn ở trạng thái chưa bão hòa thì quá trình lắng đọng không xảy ra.

Biện pháp khắc phục

Tích tụ muối ở trong ống nâng chủ yếu ở độ sau 150m đến 300m tính từ miệng giếng Nếu muối bám vào trong ống nâng và chiếm một phần nhỏ của đường kính thì ta có thể dùng nước ngọt để loại bỏ tích tụ muối cacbonat Đối với các muối như CaCO3, MgCO3, CaSO4 và MgSO4 thì dùng dung dịch NaPO4 và Na5P3O10 ép vào

và Na5P3O10 để hình thành lớp vỏ keo trong tinh thể giữ chúng không dính lại với nhau và với ống nâng Sự lắng đọng muối ở ống nâng và vùng cận đáy giếng có thể nhanh chóng loại bỏ bằng cách dùng từ 1,2 ÷ 1,5% dung dịch axit HCl:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑

Để loại bỏ tích đọng muối sunfat trong thực tế người ta bơm ép dung dịch NaOH: CaSO4 + 2NaOH = Ca(OH)2 + Na2SO4 + H2O

e Sự tạo thành nhũ tương trong giếng

Nguyên nhân phát sinh

Trong quá trình khai thác, nước vỉa cùng chuyển động với dầu và khí có thể tạo thành nhũ tương khá bền vững, do vậy làm tăng giá thành sản phẩm do phải chi phí tách nước ra khỏi dầu

Biện pháp khắc phục

Một trong những biện pháp có hiệu quả để ngăn ngừa sự tạo thành nhũ tương là việc sử dụng dầu làm nhân tố làm việc, sử dụng chất phụ gia bơm vào cùng với khí nén Để thu nhận dầu sạch có hiệu quả cao hơn, người ta khử nhũ tương ngay trong

Nếu chúng ta trộn chúng với khí ép tỷ lệ 1 ÷ 2% thì hỗn hợp này khử nhũ tương tốt

f Các sự cố thiết bị

Sự rò rỉ của các thiết bị chịu áp lực

Các thiết bị chịu áp lực như: đường ống, van chặn, mặt bích…Sau thời gian làm việc nó bị ăn mòn hoặc do ảnh hưởng của độ rung các mặt bích nới lỏng,các gioăngđệm làm kín bị mòn, tất cả các hiện tượng trên gây ra hiện tượng rò rỉ dầu khí

Khi phát hiện có dầu khí rò rỉ người ta phải khắc phục kịp thời, nhiều trường hợp phải dừng khai thác để sửa chữa

Các thiết bị hư hỏng

- Van điều chỉnh mực chất lỏng không làm việc: Khi phát hiện hiện tượng này ta kịp thời xử lý bằng cách điều chỉnh bằng van tay Đóng đường điều chỉnh tự động, khắc phục sửa chữa thiết bị Sau đó đưa hệ thống làm việc trở lại;

- Hệ thống báo mức chất lỏng không chính xác: Trong trường hợp này đối với các bình quan trọng người ta thường làm hai thiết bị để theo dõi mực chất lỏng, nhờ

đó người ta có thể sửa chữa một trong hai thiết bị đó;

- Máy bơm vận chuyển dầu khí bị sự cố: Trong trường hợp này người ta lắp đặt các mày bơm dự phòng Khi máy bơm bị sự cố không bơm được thì tắt máy và bật máy dự phòng Sau đó sửa chữa hư hỏng của máy bơm;

- Các thiết bị báo tín hiệu, hiệu chỉnh hoặc thay thế thiết bị mới không đảm bảo

độ tin cậy cao: Khi phát hiện sự sai lệch của các thông tin phải tiến hành kiểm tra;

- Thiết bị bảo vệ và điều khiển không tốt: Cần phải có kế hoạch kiểm tra định

kỳ Trường hợp sự cố cần sửa chữa kịp thời

Nói chung sự hoàn hảo của thiết bị là yêu cầu gắt gao trong quá trình khai thác dầu khí Những người làm việc trực tiếp luôn luôn theo dõi sự làm việc của thiết bị, phát hiện kịp thời và có biện pháp sửa chữa, khắc phục…Sao cho đảm bảo dòng dầu liên tục được khai thác lên và vận chuyển đến tàu chứa

g Sự cố về công nghệ

Áp suất cung cấp không ổn định

Khi đó giếng làm việc không ổn định liên tục Hệ thống tự động sẽ tự ngắt giếng

và người theo dõi công nghệ phai biết thao tác tiếp theo

Sự cố cháy

Sự cố cháy là cực kỳ nguy hiểm ảnh hưởng lớn đến an toàn của toàn bộ khu mỏ,

vì vậy người ta cần lắp đặt các thiết bị tự động hoặc bằng tay Khi có sự cố cháy các thiết bị cảm nhận báo về, hệ thống xử lý sẽ lệnh cho các van điều khiển ngắt nguồn khí của toàn hệ thống (SDV) lượng khí còn lại trong bình chứa, đường ống được xả

ra vòi đốt

Các giếng đang khai thác dừng làm việc đồng thời đóng van tự động trên miệng giếng Trong trường hợp các van tự động làm việc không tốt ta có thể đóng van bằng tay

Trong thực tế việc xảy ra cháy trên giàn cố định trong quá trình khai thác là do sự bất cẩn của con người Khi phát hiện cháy người ta dập đám cháy bằng các thiết bị cứu hỏa được trang bị trên giàn hoặc các tàu cứu hộ…

2.1.1 Khái niệm chung

Phễu là thiết bị dẫn hướng cho những dụng cụ thả bằng dây cáp Phễu được nối bằng ren với ống khai thác và nằm dưới cùng của cần ống khai thác

2.1.2 Cấu tạo

Phễu là một đoạn ống dài khoảng 15÷20 cm Một đầu của phễu có ren để nối ống với ống khai thác Đầu còn lại được tiện trơn hình phễu để dẫn hướng cho dụng

cụ kỹ thuật tời khi đi từ dưới lên chui vào ống khai thác

Kích thước và kiểu ren của phễu được chế tạo phù hợp với kích thước và kiểu ren của ống khai thác Thông thường có các loại như 2-3/8 “ EUE , 2 – 7/8 “ EUE, 3 –

½” EUE

2.2 Phễu và van cắt thủy lực

2.2.1 Khái niệm chung

Phễu và van cắt thuỷ lực là một van bịt tạm thời được gắn vào ống khai thác để phục vụ cho việc ép thuỷ lực trong ống khai thác như bơm ép thuỷ lực nở Paker, bơm ép thuỷ lực giải phóng ống giãn nở nhiệt, bơm ép thuỷ lực thử độ kín ống khai thác Trước khi bơm ép thuỷ lực một viên bi được thả xuống bịt kín đế van cắt Sau khi bơm ép thuỷ lực, các chốt của van có thể được cắt bằng áp lực để đế van và viên

bi tụt xuống đáy, do đó tiết diện trong của phễu được phục hồi và trở thành phễu để

dẫn hướng cho các dụng cụ thả bằng dây cáp phục vụ cho những công việc kỹ thuật cáp tời về sau

2.2.2 Cấu tạo

Cấu tạo của phễu và van cắt thuỷ lực gồm:

- Thân vỏ: Thân vỏ là một đoạn ống dài 15÷20 cm, một đầu phễu có ren để nối với ống khai thác, đầu dưới được tiện trơn hình phễu để hướng dẫn cho dụng cụ kỹ thuật cáp tời khi đi từ dưới chui lên vào ống khai thác

- Phần ruột:

Phần này bao gồm: Bi (1) đế van hình côn (2) Roăng cao su làm kín (3) chốt cắt giải phóng (4) và đuôi hình phễu (5)

1 2

3 4

2.2.3 Nguyên lý hoạt động

Ở trạng thái bình thường, đế van nằm ở vị trí dưới thân vỏ có đường kính trong thu hẹp lại Ở vị trí này đế van được hãm bằng các chốt giải phóng nhờ mặt côn tiện nhẵn khi ta thả viên bi xuống, viên bi này sẽ nằm khớp với đế van, do chế tạo và tính toán chính xác, viên bi sẽ làm kín giữa đế van và viên bi, số lượng chốt cắt đã được xác định áp lực làm việc của van, thông thường van được lắp chốt để áp lực cắt lớn hơn áp lực cắt chốt của Paker và áp lực cắt chốt của ống giãn nở nhiệt

Khi bắt đầu làm việc, ta thả viên bi xuống tính toán thời gian hợp lý để viên bi nằm vào đế van, khi đó ta đưa áp lực vào Áp lực được giữ theo ý muốn dưới hoặc bằng Pmax làm tụt đế van cắt và viên bi xuống, do đó đường kính trong của van được tăng lên và đảm bảo cho công việc kỹ thuật cáp tời

Van cắt thuỷ lực này chỉ được sử dụng một lần trong một lần lắp đặt

2.3 Nippen

2.3.1 khái niệm chung

Nippen là một đoạn ống ngắn được tiện ren hai đầu để nối với ống khai thác Nippen dùng để chứa và cố định các loại khoá cùng với thiết bị điều khiển dòng như van an toàn, van bịt, van một chiều

2.3.2 Cấu tạo

Nippen có cấu tạo gồm 3 phần:

-Phần rãnh khoá: Đây là phần tiện rãnh sâu trong lòng Nippen phù hợp với cấu tạo khoá định vị

- Phần tiện nhẵn: Đây là một vùng tiện nhẵn trong lòng Nippen để làm kín cùng với phần roăng của thân khóa của thiết bị kỹ thuật cáp tời

- Phần định vị: Phần này giúp cho khóa của thiết bị kỹ thuật cáp tời định vị vào Nippen khi nó được thả bằng kỹ thuật cáp tời

2.3.3 Phân loại

Thông thường Nippen được chia ra làm hai loại:

-Nip pen chặn (NO – GO):

Loại này có phần định vị là gờ chặn trên hoặc gờ chặn dưới Khi thiết bị cáp tời được thả vào Nippen thì gờ chặn của thân khóa được chặn lại bởi gờ chặn của Nippen và thiết bị được định vị trong Nippen Do cấu tạo có gờ chặn nên không thể lắp đặt hai Nippen chặn cùng kích thước trong cùng một giếng

- Nip pen chọn:

Loại Nippen chọn không có cấu tạo gờ chặn do đó có thể lắp đặt nhiều Nippen

có cùng kích thước trong cùng một giếng

Nippen loại này có rãnh định vị để khoá định vị tương ứng có thể định vị thiết bị cáp tời vào Nippen

2.3.4 Công dụng

Nippen dùng để chứa và cố định các loại thiết bị cáp tời có khoá trong những công việc như Bơm ép thuỷ lực nở Paker bơm ép thuỷ lực thử độ kín ống khai thác, lắp đặt van an toàn

2.4 Paker

2.4.1 Khái niệm chung

Paker là thiết bị lòng giếng dùng để làm kín vùng không gian giữa ống khai thác

và ống chống trong quá trính khai thác hoặc sửa chữa giếng

Paker có nhiều loại nhưng đều được cấu tạo từ những thành phần cơ bản sau:

Cơ cấu côn:

Là bộ phận đẩy bộ chấu bung ra và bắn vào thành ống chống để cố định Paker sau khi nở

Bộ chấu:

Là bộ phận bám chặt vào ống giúp Paker định vị cố định không di chuyển trong quá trình khai thác

2.4.2.Đặc tính kỹ thuật

Đa số các loại Paker đều được thiết kế và chế tạo để làm việc ở điều kiện nhiệt

độ cao từ 100 – 1400C Áp suất làm việc cho phép của Paker từ 5000 psi đến 7500 psi

Áp suất nở Paker thường phụ thuộc vào lực cắt của các chốt ( từ 100psi – 4000 psi)

Sự chịu đựng chênh áp của Paker (trên và dưới của Paker) thường từ 5000 psi÷7500 psi

Lực chịu đựng tải trọng của Paker từ 30 – 40 tấn với những đặc tính kỹ thuật nêu trên Cho phép Paker làm việc trong điều kiện giếng của mỏ Bạch Hổ hiện nay

2.4.3 Phân loại paker

a Dựa trên chức năng công việc có thể chia Paker ra thành 2 loại chính như sau:

- Paker khai thác:

Loại này được sử dụng cho những giếng khai thác và nằm lại trong giếng trong

cả quá trình khai thác

- Paker phục vụ (Paker tạm thời):

Loại này được sử dụng tạm thời cho những công việc như thử vỉa, kiểm tra sự kín của ống chống, bơm trám xi măng, xử lý axit và được kéo lên khi hoàn thành công việc

b Dựa trên cơ chế giải phóng có thể phân chia Paker thành 02 loại chính sau:

- Paker vĩnh cửu:

Đây là loại Paker không thể kéo lên được sau khi đã nở Loại này chỉ có thể giải phóng bằng sự khoan phá

-Paker kéo lên được:

Đây là loại Paker có thể kéo lên được sau khi đã nở mà không cần sự khoan phá

c Dựa trên cơ chế nở có thể phân chia Paker thành các loại cơ bản sau :

Loại này có ưu điểm là áp lực nở không cần lớn Tuy nhiên đối với những giếng nông thì cần phải bơm ép thêm áp lực để bảo đảm Paker nở hoàn toàn.

2.4.4 Công dụng

Paker có những công dụng phổ biến sau:

- Sau khi Paker được thả xuống và đã được nở thì nó được cố định và tạo khoảng không ngoài cần cách ly với tầng sản phẩm Nhờ vậy giếng được khai thác an toàn hơn

- Paker ngăn cách không cho phần ống chống tiếp xúc với những thành phần có tác hại ăn mòn từ vỉa như H2S, CO2 , SO4 , SO3

- Nhờ có Paker nên có thể tiến hành nhiều công việc xử lý như bơm rửa, xử lý axit, nứt vỉa thuỷ lực, đóng giếng dưới đáy không gây ảnh hưởng đến vỉa

2.4.5 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của paker thủy lực

a Cấu tạo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Hình 2.4 Paker thủy lực 1.Tấm cao su 6 Chốt đóng

2.Xi lanh (vỏ ngoài) 7 Chấu (bám ống chống)

Phần cao su:

Phần này gồm có 3 miếng cao su Miếng giữa thường có cấu trúc hình thang và hoàn toàn bằng cao su cho phép trương nở ra Do cấu tạo như vậy nên khi bị ép ở hai đầu miếng cao su này nở ra ép kín thành ống chống Hai miếng cao su ở hai đầu thường được đúc với hai vòng lò xo thép bên trong Cơ cấu giúp chúng không bị nứt vỡ dưới tác dụng của lực ép quá lớn

Phần lõi:

Lõi là một đoạn ống có hai đầu tiện ren để nối trực tiếp vào ống khai thác Trên thân lõi có khoan một lỗ để dẫn chất lỏng vào buồng thuỷ lực khi cần nở Paker Phần dưới của lõi thường có đường kính lớn hơn để bố trí cơ cấu giải phóng

Cơ cấu côn:

Cơ cấu này bao gồm hai phần côn phái trên và dưới Chốt cắt (3), vòng can sô (4), thân đẩy, vòng côn, vòng đệm Cơ cấu côn dùng để đẩy các chấu bung ra bám vào thành ống chống

Bộ chấu:

Paker có hai dạng chấu bám Chấu bám trên nhằm mục đích không cho Paker chuyển động lên Chấu bám dưới để cố định Paker không cho paker dịch chuyển xuống Gồm thanh chấu, ổ giữ chấu và được định vị các chốt Bộ chấu có nhiệm vụ

Xi lanh (2) đi lên làm ép cao su (1) phình ra bám sát vào thành ống

Piston (4) đi xuống cắt đứt chốt giữ (6) nhờ mặt côn mà chấu (7)được đẩy bám chắc vào thành ống

Sau khi chấu (7) và cao su (1) bám chắc vào thành ống, người ta ngưng bơm ép Nhờ chấu ngược (5) mà paker giữ nguyên vị trí mở trong suốt quá trình khai thác

Như vậy Paker đã được giải phóng hoàn toàn.

2.4.6 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của paker thủy tĩnh

Phần lõi:

Lõi là một đoạn ống có 2 đầu tiện ren để nối trực tiếp vào ống khai thác Trên thân lõi có khoan một lỗ để dẫn chất lỏng vào buồng thủy lực khi cần nở Paker Phần dưới của lõi thường có đường kính lớn hơn để bố trí cơ cấu giải phóng Trên thân của lõi có phần ren cài một chiều để hãm khóa trong của Paker khi Paker đã nở ra

Cơ cấu côn:

Cơ cấu này bao gồm côn, chốt cắt ống dịch chuyển, chấu hãm, ống nối và các vòng gioăng cao su

Cơ cấu côn dùng để đẩy bung các chấu ra bám vào thành ống chống

Bộ chấu:

Bao gồm các chấu dưới, cơ cấu ren cài hãm, các lò xo, các chấu trên

Các chấu dưới ngăn cản không cho mọi sự chuyển động đi xuống, chấu trên ngăn cản không cho mọi sự chuyển động đi lên

Sự khác biệt giữa Paker thủy lực và Paker thủy tĩnh là Paker thủy tĩnh có buồng chân không được tạo bởi ống nối, các vòng gioăng và các đoạn ống Áp suất trong buồng luôn bằng áp lực khí quyển

234

5

78910

AA

Hình 2.5 Parker thủy tĩnh

1 Chấu bám trên 2 Gioăng cao su 3 Chốt cắt khi ép

4 Vòng can xô 5 Chốt cắt khi nở 6 Cơ cấu ren ngược

7 Buồng xi lanh 8 Piston 9 Gioăng làm kín

10 Cơ cấu côn 11 Chấu bám dưới 12 Chốt cắt khi giải phóng

13 Phần lõi

b Nguyên lý làm việc

Nguyên lý nở:

Áp suất được bơm qua các lỗ ở trên thân lõi, làm đẩy ống dịch chuyển đi lên Khi áp suất đủ lớn các chốt bị cắt, các chốt này khống chế áp suất nở của Paker) Ống được chuyển động lên Chốt được giải phóng Lúc này dưới sự tác dụng của sự chênh lệch giữa áp lực thủy tĩnh trên Paker và áp lực trong buồng chân không, toàn

bộ cơ cấu chuyển động xuống Côn sẽ đẩy chấu bung ra bám chặt vào thành ống chống Bộ cao su cũng bị ép trương nở ra bám kín thành ống chống Khóa trong sẽ giữ cho Paker ở trạng thái nở

Các chấu trên chỉ làm việc khi có sự chênh lệch áp giữa áp lực dưới Paker và trên Paker ngoài cần khai thác Khi đó sự chênh áp suất sẽ theo các lỗ trên công đẩy chấu bung ra bám chặt vào thành ống chống

Nguyên lý giải phóng:

Paker được giải phóng bằng cách kéo thẳng cần ống lên Dưới tác dụng của lực kéo lõi sẽ chuyển động lên Khi đó cơ cấu khóa giải phóng sẽ tỳ vào vỏ đồng thời vòng giải phóng bị đứt (vòng này xác định lực kéo khi giải phóng Paker, phần đường kính nhỏ hơn của lõi sẽ vượt qua vòng roăng cho phép cân bằng áp suất dưới

và trên bộ cao su Khi đó bộ chấu trên sẽ thu lại dưới tác dụng của lò xo, tiếp tục kéo, lực kéo sẽ truyền qua then đẩy côn trên chạy lên và chấu sẽ sập vào, Paker được giải phóng

Đối với loại Paker thủy, lực tĩnh cụm roăng giữ cho buồng thủy lực, thủy tĩnh kín hoàn toàn nên rất quan trọng Nếu áp suất xâm nhâp vào buồng chân không thì Paker rất khó nở

2.5 Ống giãn nở nhiệt

2.5.1 Khái niệm chung

Ống giãn nở nhiệt là một phần của ống khai thác, có tác dụng làm bù trừ độ dài của ống khai thác do sự giãn nở nhiệt trong lòng giếng

Ruột cũng là một đoạn ống đầu trên được lòng vào vỏ còn đầu dưới được tiện ren nối với ống khai thác.

Khoảng cách cho phép vỏ và ruột chuyển động tương đối với nhau gọi là độ dài dịch chuyển của ống giãn nở nhiệt

Các chi tiết kim loại của ống giãn nở nhiệt đều được chế tạo từ hợp kim tốt, cho phép ống giãn nở nhiệt làm việc trong điều kiện áp xuất lớn và nhiệt độ cao Các gioăng làm kín cũng phải được chế tạo từ cao su và nhựa tổng hợp chịu được nhiệt

Theo cơ cấu hãm có thể phân chia ống giãn nở nhiệt ra làm hai loại:

- Loại giải phóng thuỷ lực:

- Loại này dùng áp suất thuỷ lực để giải phóng bộ khoá cho phép ống giãn nở nhiệt làm việc Loại này được chia ra làm hai loại:

+ Loại giải phóng thuỷ lực trong cần, loại giải phóng thuỷ lực ngoài cần+ Loại giải phóng cơ học:

Loại này giải phóng bằng cách dùng lực cơ học kéo lên hoặc nhấn xuống của ống khai thác

Theo cơ cấu tách cần có thể chia làm hai loại:

- Loại tách:

Loại này cho phép kéo vỏ ra khỏi ruột trong trường hợp cần tách cần Đối với loại này đầu trên thường được chế tạo một Nippen để lắp đặt các loại van khi cần thiết

- Loại không tách: