Bài giảng Cơ sở kỹ thuật dầu khí - Chương 4, 5: Thiết bị và dụng cụ khoan

Chia sẻ: Lộ Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

53
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sau khi học xong chương này, học viên sẽ có các kiến thức cơ bản về: Các loại giàn khoan và phạm vi ứng dụng của chúng, các hệ thống thiết bị chính trên giàn khoan dầu khí và chức năng của từng hệ thống, các thành phần của bộ khoan cụ. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kỹ thuật dầu khí - Chương 4, 5: Thiết bị và dụng cụ khoan

THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN Bài giảng được soạn bởi Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí Đại học Bách Khoa TP. HCM Tel: (08) 8647256 ext. 5767 GEOPET
NỘI DUNG 1. Các loại giàn khoan 2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan 3. Bộ khoan cụ Thiết bị và dụng cụ khoan  2 GEOPET
MỤC TIÊU Sau khi học xong chương này, học viên sẽ có các kiến thức cơ bản về:  Các loại giàn khoan và phạm vi ứng dụng của chúng.  Các hệ thống thiết bị chính trên giàn khoan dầu khí và chức năng của từng hệ thống.  Các thành phần của bộ khoan cụ. Thiết bị và dụng cụ khoan  3 GEOPET
1. CÁC LOẠI GIÀN KHOAN Thiết bị và dụng cụ khoan  4 GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN  Giàn khoan được chia thành hai loại:  Giàn khoan đất liền  Giàn khoan biển  Ngoài ra, giàn khoan còn được phân loại theo:  Chiều sâu khoan được: nhẹ, trung bình, sâu và siêu sâu. • Thiết bị khoan nhẹ: dưới 650 mã lực, khoan tối đa 2000 m. • Thiết bị khoan trung bình: 650 - 1300 mã lực, khoan tối đa 4000 m. • Thiết bị khoan sâu: 1300 - 2000 mã lực, khoan tối đa 7000 m. • Thiết bị khoan siêu sâu: khoảng 3000 mã lực, khoan tối đa 9000 m.  Tải trọng nâng: công suất tời khoan.  Tính cơ động: cố định, tự hành, bán tự hành. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 5 GEOPET
GIÀN KHOAN TRÊN ĐẤT LIỀN  Các giàn khoan nhẹ (khoan tối đa 2000m) được gắn trực tiếp trên xe tải cỡ lớn và dễ dàng di chuyển từ nơi này đến nơi khác.  Các giàn khoan trung bình và sâu thường gắn trên rơ móc chuyên dụng hoặc xe lăn khổng lồ. Các thiết bị khoan này có thể di chuyển nguyên bộ ở cự ly ngắn. Khi cần di chuyển xa, thiết bị được tháo rời từng phần. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 6 GEOPET
GIÀN KHOAN TRÊN ĐẤT LIỀN  Giàn 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 tải có rơ-móc chuyên dụng và được lắp ráp lại tại khoan trường. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 7 GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN  Ở biển, tùy thuộc độ sâu mực nước mà người ta sử dụng các loại giàn khoan khác nhau:  Xà lan khoan (badge)  Giàn tự nâng (jack-up)  Giàn bán tiềm thủy (semi-submersible)  Tàu khoan (drill-ship)  Trên giàn khoan biển di động, thiết bị đầu giếng và thiết bị chống phun được lắp ngay dưới sàn khoan (nếu mực nước biển nhỏ hơn 60 m) hoặc dưới đáy biển (nếu mực nước biển lớn hơn 60 m).  Đối với mực nước biển dưới 100 m, người ta có thể dùng các giàn khoan biển cố định. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 8 GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN DI ĐỘNG Xà lan khoan Giàn tự nâng Giàn bán tiềm thủy Tàu khoan 0–5m 20 – 120 m 60 – 1200 m 30 – 2800 m Thiết bị và dụng cụ khoan  9 GEOPET
XÀ LAN KHOAN  Xà lan có đáy bằng, sử dụng tại các vùng sông nước nội địa, mặt nước yên tĩnh và nông (khoảng 3 - 5 m).  Xà lan được làm ngập và nằm trực tiếp lên đáy.  Giếng khoan được thực hiện từ sàn xà lan. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 10 GEOPET
GIÀN TỰ NÂNG  Có cấu tạo như một xà lan nằm trên các chân thép khổng lồ. Giàn có thể khoan ở vùng nước sâu 20 – 120 m.  Tại vị trí khoan, các chân thép được hạ xuống đáy biển. Nước được bơm 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. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 11 GEOPET
GIÀN BÁN TIỀM THỦY  Cấu tạo từ hai hoặc nhiều khoang chứa nước dưới các chân đế, giúp giàn nổi lưng chừng, tạo thế ổn định giàn tốt nhất.  Nhờ hệ thống máy tính điện tử, hệ thống kiểm soát dằn được tự động giữ độ cao nhúng chìm giàn thích hợp và 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 - 1200 m. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 12 GEOPET
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.  Hệ thống định vị động học có khả năng hiệu chỉnh tự động vị trí thiết bị khoan nhờ các động cơ đẩy dọc (propellers) và đẩy ngang (thrusters) gắn dưới tàu. Các động cơ này được kích hoạt và điều khiển bằng máy tính. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 13 GEOPET
GIÀN KHOAN BIỂN CỐ ĐỊNH  Giàn khoan và khai thác cố định chế tạo lần đầu tiên vào năm 1937.  Đa số 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. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 14 GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN KHÁC  Công nghệ hiện nay cho phép khoan và khai thác ở vùng biển sâu hơn 300m 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. Thiết bị và dụng cụ khoan  1. Các loại giàn khoan 15 GEOPET
2. CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHOAN Thiết bị và dụng cụ khoan  16 GEOPET
CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHOAN Các hệ thống thiết bị chính của giàn khoan bao gồm: 1. Tháp khoan và cấu trúc dưới tháp 2. Hệ thống cung cấp năng lượng 3. Hệ thống nâng thả 4. Hệ thống xoay 5. Hệ thống tuần hoàn dung dịch 6. Hệ thống kiểm soát giếng 7. Hệ thống đo Thiết bị và dụng cụ khoan  2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan 17 GEOPET
THÁP KHOAN  Tháp khoan là cấu trúc bằng thép, chịu tải trọng của bộ khoan cụ, cột ống chống trong quá trình làm việc.  Trong tháp khoan có hệ thống palăng, nơi dựng cần khoan và các thiết bị khoan. Giếng khoan càng sâu cần sử dụng tháp càng cao.  Có hai loại tháp khoan chủ yếu là tháp tiêu chuẩn (tháp 4 chân) và tháp chữ A (tự hành, tháp gập, tháp lồng). Thiết bị và dụng cụ khoan  2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan 18 GEOPET
THÁP KHOAN 1. Giá xếp cần – Pipe Racks 5 2. Dốc tiếp khoan – Ramp 6 3. Tháp khoan – Derrick 4 4. Chuồng khỉ – Monkey board 7 3 5. Ròng rọc đỉnh – Crown block 8 6. Cáp khoan – Drill line 7. Khối ròng rọc động & móc treo – 2 9 Block & hook 8. Quang treo /đầu nâng – Links & 10 elevator 1 9. Cần chủ đạo – Kelly 11 10. Cấu trúc dưới – Substructure 11. Cụm đối áp – BOPs Thiết bị và dụng cụ khoan  2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan 19 GEOPET
CẤU TRÚC DƯỚI THÁP  Dưới chân tháp khoan là khung các dầm thép được lắp ráp với nhau bằng bu lông.  Cấu trúc dưới tháp chịu tải trọng của tháp khoan và tạo khoảng 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. Thiết bị và dụng cụ khoan  2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan 20 GEOPET