HỆ THỐNG THIẾT bị KHOAN (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN Một số mô hình giàn khoan... HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN Một số mô hình giàn khoan... HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN Một số mô hình giàn khoan... HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHO

Trang 1

MÔN HỌC

KHOAN VÀ HOÀN THIỆN GIẾNG

HỆ THỐNG THIẾT

BỊ KHOAN

Trang 2

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

NỘI DUNG

 Các thiết bị khoan trên đất liền

 Các thiết bị khoan biển

 CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA GIÀN KHOAN

 Tháp khoan và cấu trúc dưới tháp

 Hệ thống cung cấp năng lượng

 Hệ thống nâng tha

 Hệ thống xoay

 Hệ thống tuần hoàn dung dịch

 Hệ thống đo

 Hệ thống kiểm soát giếng

Trang 3

PHÂN LOẠI

 Chủng loại và kích cỡ

 Chiều sâu khoan được (nhẹ, trung bình, sâu và siêu sâu)

 Tai trọng nâng (công suất tời khoan)

 Tính cơ động (cố định, tự hành, bán tự hành)

 Theo tải trọng và chiều sâu (công suất 1 mã lực để khoan 10 ft):

 Thiết bị khoan nhẹ: dưới 650 mã lực (chiều sâu khoan tối đa

Trang 4

PHÂN LOẠI

Trang 5

Các thiết bị khoan tự hành

 Các thiết bị khoan nhẹ (chiều sâu khoan tối đa dưới 2000m) được gắn trực tiếp trên xe tai cỡ lớn và dễ dàng di chuyển từ nơi này đến nơi khác.

Trang 6

Các thiết bị khoan bán tự hành

 Các thiết bị khoan trung bình và sâu sử dụng ở vùng có đường cao tốc hay sa mạc thường gắn trên rơ móc chuyên dụng hoặc xe lăn khổng lồ Các thiết bị khoan này được phép di chuyển nguyên bộ ở cự ly ngắn Khi cần di chuyển

xa, thiết bị phai được tháo rời từng phần riêng biệt.

Trang 7

Các thiết bị khoan cố định

 Được sử dụng để

khoan các giếng sâu

và siêu sâu Các bộ

phận chính trên giàn

có thể được tháo rời

thành từng môđun, dễ

dàng vận chuyển trên

các xe tai có rơ-móc

chuyên dụng và được

lắp ráp lại tại khoan

trường.

Trang 9

Các giàn khoan biển di động

 Có thể lắp đặt các thiết bị đầu giếng và thiết bị chống phun ngay dưới sàn khoan (nếu mực nước biển nhỏ hơn 60 m) hoặc dưới đáy biển (nếu mực nước biển sâu hơn 60 m)

 Cột ống bao (riser) có đường kính khoang 30 - 36 in nối liền miệng giếng với sàn khoan ngăn cách nước biển và giếng khoan.

Trang 10

Giàn khoan tự nâng

 Giàn khoan tự nâng có cấu tạo như một

xà lan lớn nằm trên các chân thép khổng

lồ

 Tại vị trí khoan, các chân thép được hạ

tiếp xúc với đáy biển Bơm nước (tương

đương với tai trọng lớn nhất lúc làm việc

của giàn) vào các boong xà lan làm cắm

sâu các chân thép vào đáy biển, giúp ổn

định giàn khoan trong quá trình làm việc

 Các thiết bị đặt trên giàn thường nhô ra

bên ngoài và trượt được để có thể tiến

hành khoan ngoài phạm vi của sàn

khoan

 Giàn khoan tự nâng có thể được sử

dụng để khoan giếng thăm dò và khai

thác ở vùng nước sâu từ 20 - 120 m

Trang 11

Giàn khoan bán tiềm thủy

 Cấu tạo đặc biệt lắp từ hai hoặc nhiều khoang chứa nước dưới các chân đế, giúp tàu nổi lưng chừng, tạo thế ổn định giàn tốt nhất

 Nhờ có hệ thống máy tính điện tử, hệ thống kiểm soát dằn được tự động giữ độ cao nhúng chìm tàu thích hợp, tạo thế ổn định giàn

 Các giàn khoan bán tiềm thủy có thể được sử dụng để khoan thăm dò và khai thác trong vùng biển có mực nước sâu từ 60 - 760 m (200 - 2500 ft)

Trang 12

Tàu khoan

 Có tính cơ động cao nhất và thường được

sử dụng cho các giếng khoan tìm kiếm, thăm

dò xa đất liền

 Có thể vận hành trong vùng biển có chiều

sâu mức nước từ 30 - 2000 m đôi khi đến

2800 m (6000 ft)

 Hệ thống định vị động học có kha năng hiệu

chỉnh tự động vị trí thiết bị khoan nhờ các

động cơ đẩy dọc (propellors) và đẩy ngang

(thrusters) gắn trên tàu Các động cơ này

được kích hoạt và điều khiển bằng hệ thống

máy vi tính

Trang 13

Các giàn khoan biển cố định

 Giàn khoan và khai thác cố định chế tạo lần đầu tiên vào năm

1937, được sử dụng ở nơi có chiều sâu mực nước dưới 100 m

 Đa số các giàn khoan cố định có cấu trúc chân đế bằng thép, một số giàn khoan thế hệ mới có chân đế bằng bê tông cốt thép

 Các chân đế của giàn khoan được cắm vững chắc xuống đáy biển

 Từ một giàn khoan cố định có thể khoan 16 - 32 giếng, hoặc 40 giếng đối với một số giàn đặc biệt

Trang 14

Các thiết bị khoan biển khác

 Công nghệ tiên tiến hiện nay cho phép khoan - khai thác ở vùng biển sâu hơn 300 m với các thiết bị sau đây:

 Tháp chằng cáp (guyed towers) sử dụng khung thép nhẹ với các cáp neo xuyên tâm giữ cho tháp đứng thẳng

 Giàn nổi có chân đế căng (tension - leg platforms), nối với đáy biển bằng các chân thép ở trạng thái căng.

Trang 15

Một số mô hình giàn khoan

Trang 16

Trang 17

Trang 18

Trang 19

Trang 20

Trang 21

Trang 22

VIDEO: Một số giàn khoan biển

Trang 23

CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA GIÀN KHOAN

 Tháp khoan và cấu trúc dưới tháp chịu tai trọng của bộ khoan cụ, cột ống chống trong quá trình làm việc

 Hệ thống cung cấp năng lượng để vận hành tất ca các loại máy móc trên giàn

 Hệ thống nâng tha để nâng tha bộ khoan cụ

 Hệ thống rôto để quay bộ khoan cụ

 Hệ thống tuần hoàn để tuần hoàn dung dịch trong giếng khoan và đưa mùn khoan lên bề mặt

 Hệ thống đo trong khi khoan: đo và ghi lại tất ca các thông số khoan, tính chất của đất đá và chất lưu

 Hệ thống kiểm soát giếng: đam bao an toàn trong quá trình thi công nhờ kiểm soát sự cân bằng giữa áp suất vỉa và áp suất thủy tĩnh trong giếng.

Trang 24

 Có hai loại tháp khoan chủ yếu là tháp tiêu chuẩn (tháp 4 chân) và tháp chữ A (tự hành, tháp gập, tháp lồng).

Trang 25

Cấu trúc dưới tháp

 Là khung các dầm thép được lắp ráp với nhau bằng bu lông ngay dưới chân tháp khoan.

 Chịu tai trọng của tháp khoan và tạo khoang trống cần thiết để bố trí hệ thống đầu giếng, thiết bị miệng giếng và thiết bị chống phun.

 Cấu trúc dưới tháp có thể độc lập với tháp.

Trang 26

Hệ thống cung cấp năng lượng

 Động cơ diezel hoặc tuabin khí

 Được trang bị nhiều động cơ tuỳ thuộc vào kích thước và chiều sâu tối đa khoan được.

 Truyền tai cơ năng và truyền tai điện năng

Động cơ diezel Máy phát điện diezel

Trang 27

Hệ thống nâng tha

Trang 29

 Hệ thống ròng rọc

 Dùng để biến đổi chuyển động quay của tang tời thành chuyển động tịnh tiến của móc nâng và đồng thời giam tai cho dây cáp

Ròng rọc động Ròng rọc tĩnh

Trang 30

Sơ đồ móc cáp trong hệ thống ròng rọc

Trang 32

 Phanh chính: kiểm soát tốc độ chuyển động khi nâng tha bộ

khoan cụ

Trang 33

Các hệ thống tự bù chuyển động dọc trên các giàn khoan nổi

Trang 34

 Elevator là một dụng cụ đặc biệt được sử dụng để nâng tha thiết bị dạng ống (các loại cần khoan và ống chống).

Trang 36

Hệ thống xoay

 Đầu xoay thủy lực

 Bộ phận nối giữa

hệ thống palăng

và cột cần khoan

 Đỡ toàn bộ trọng

lượng bộ khoan cụ

 Cho phép bộ

khoan cụ quay

 Làm kín áp suất và

là đường dẫn

dung dịch khoan

trong bộ khoan cụ

Trang 39

 Trong một số thiết

bị khoan hiện đại,

đặc biệt khi cần

thi công giếng

sâu, hệ thống bàn

rôto/cần chủ đạo

thường được thay

thế bằng động cơ

treo với nhiều ưu

điểm trong khi

khoan

Trang 40

Hệ thống tuần hoàn dung dịch

Trang 41

 Máy bơm hút dung dịch từ các bể chứa dung dịch và đẩy chúng theo đường ống cao áp đến ống đứng Ống đứng là một ống bằng thép lắp thẳng đứng trên một chân của tháp khoan Dung dịch chay qua ống đứng vào tuyô cao áp (đoạn ống mềm bằng cao su được gia cường cốt thép rất bền) đến đầu xoay thủy lực

Trang 42

 Dung dịch tiếp tục chay vào cần chủ đạo, cần khoan, cần nặng rồi thoát ra các vòi phun thủy lực ở choòng khoan

 Sau đó dung dịch đi ngược lên bề mặt theo khoang không vành xuyến giữa thành giếng và bộ khoan cụ.

 Cuối cùng dung dịch rời khỏi giếng theo đường hồi dung dịch và chay vào bể chứa dung dịch sau khi dẫn qua các thiết bị xử lý dung dịch như sàn rung, thiết bị tách cát, thiết bị lắng bùn, thiết bị tách khí

 Dung dịch hồi về các bể chứa dung dịch và được gia công lại rồi bơm tiếp tục vào giếng.

Trang 43

Trang 44

Trang 45

 Đồng hồ hiển thị tổng thể tích dung dịch.

 Đồng hồ hiển thị mức thay đổi thể tích dung dịch

 Đồng hồ hiển thị thể tích bể chứa đang vận hành

 Đồng hồ hiển thị lưu lượng dung dịch hồi về bể chứa

 Đồng hồ hiển thị số hành trình của bơm

 Đồng hồ hiển thị tổng số hành trình của bơm

 Đồng hồ hiển thị áp lực bơm

 Đồng hồ hiển thị chu kỳ bơm tính bằng số lần đập/phút

 Đồng hồ hiển thị vận tốc quay của bàn rôto

 Đồng hồ hiển thị mômen ở động cơ điện

 Đồng hồ hiển thị mômen ở khóa tháo vặn cần

 Đồng hồ hiển thị mômen ở bàn rôto

Trang 46

Hệ thống đo

 Thiết bị tự ghi

 Ghi lại tất ca các thông số trong quá trình khoan và truyền trực tiếp về phòng thí nghiệm để theo dõi, xử lý và nghiên cứu về sau Các bộ phận:

− Một cuộn băng giấy được gắn vào trục của một môtơ, khi môtơ hoạt động làm cuộn giấy quay với một vận tốc đã được định trước

− Một đầu kim ghi được tẩm mực tì vào cuộn băng giấy, đầu kia được gắn vào một hệ thống tiếp nhận tín hiệu

− Bộ phận tiếp nhận tín hiệu: hoạt động bằng cơ khí hoặc khí nén

 Nguyên lý hoạt động: khi các thông số khoan thay đổi làm cho hệ thống tiếp nhận tín hiệu thay đổi theo Sự thay đổi này làm kim dao động theo phương ngang và vẽ lên cuộn băng giấy đang quay đều

Trang 47

Hệ thống đo

 Máy tự ghi có thể ghi liên tục 6 thông số:

− Tai trọng ở móc nâng

− Vận tốc khoan

− Vận tốc quay

− Ngẫu lực ở bàn rôto

− Lưu lượng bơm

− Áp suất bơm

 Ngoài các thiết bị đo ở trên, các công ty dịch vụ kỹ thuật khoan hiện nay sử dụng phổ biến các hệ thống đo trong khi khoan (MWD) Các hệ thống này không những cho phép đo và truyền tức thì các thông số của đất đá và chất lưu vỉa lên bề mặt mà còn xử lý nhanh và chính xác, giúp hiệu chỉnh kịp thời và tối ưu các thông số chế độ khoan

Trang 49

Hệ thống kiểm soát giếng

Trang 50

Trang 51

Sơ đồ kiểm soát giếng

trong trường hợp phun

trào

Trang 52

Các loại đối áp

Trang 53

Thiết bị hướng dòng và đối áp trong cần

Trang 54

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOANVIDEO: HỆ THỐNG CHÍNH CỦA GIÀN KHOAN

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	4,03 MB