Bài giảng khoan dầu khí tập 1 part 3

Chia sẻ: Asfj Asfhjk | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

118
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tầng chắn, là một đơn vị thạch học có độ thấm thấp có vai trò ngăn không cho hydrocacbon di chuyển ra khỏi bể chứa. Các tầng chắn phổ biến là evaporit, đá phấn và đá phiến sét. Việc phân tích các tầng chứa liên quan đến công tác đánh giá bề dày, và sự phân bố (có kéo dài va liên tục hay không), từ đó các ảnh hưởng của nó có thể được định lượng. Bẫy là một đặc điển về cấu trúc hay về địa tầng mà chắc chắn rằng có sự liền kề của bể chứa và...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng khoan dầu khí tập 1 part 3

Ch¬ng ii ThiÕt bÞ khoan vµ c¸c c«ng tr×nh trªn mÆt §Ó tiÕn hµnh thi c«ng mét giÕng khoan cÇn ph¶i cã mét tæ hîp thiÕt bÞ vµ c¸c c«ng tr×nh phôc vô trªn mÆt. Sù ph©n lo¹i thiÕt bÞ khoan thêng ngêi ta c¨n cø vµo kh¶ n¨ng khoan s©u tèi ®a: 1500  2000 m - ThiÕt bÞ nhÑ : - ThiÕt bÞ trung b×nh : 3500 m - ThiÕt bÞ nÆng: 6000 m 8000  10.000 m. - ThiÕt bÞ siªu nÆng: TÝnh n¨ng khoan s©u cña thiÕt bÞ thêng ®îc thÓ hiÖn b»ng t¶i träng ®Þnh møc ë mãc n©ng (kÓ c¶ khèi lîng cña bé khoan cô vµ c¸c cét èng chèng). T¬ng øng víi chiÒu s©u khoan ®îc cña tõng lo¹i thiÕt bÞ lµ c¸c c«ng suÊt lµm viÖc cña têi: - ThiÕt bÞ nhÑ: 650 m· lùc - ThiÕt bÞ trung b×nh: 1300 m· lùc - ThiÕt bÞ nÆng: 2000 m· lùc - ThiÕt bÞ siªu nÆng: 3000 m· lùc C¸c chøc n¨ng kh¸c (nh quay, b¬m) do ch¬ng tr×nh khoan vµ chèng èng ®îc quy ®Þnh cho giÕng ë chiÒu s©u cho tríc 2.1.C¸c thiÕt bÞ n©ng th¶ C¸c thiÕt bÞ phôc vô c«ng t¸c n©ng th¶ bao gåm cã th¸p, têi, c¸p, hÖ thèng pa l¨ng v.v..... 2.1.1 Th¸p khoan: 2.1.1.1.§Æc ®iÓm chung cña th¸p: - Th¸p khoan ®îc ®Æc trng bëi chiÒu cao, søc chÞu t¶i, kÝch thíc sµn lµm viÖc díi ®Êt vµ sµn lµm viÖc trªn cao. VËt liÖu chÕ t¹o th¸p lµ thÐp chuyªn dïng. -29-
- Trong th¸p cã bè trÝ hÖ thèng pal¨ng, chç dùng cÇn khoan vµ ®Æt mét phÇn thiÕt bÞ khoan, thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, che ch¾n cho c«ng nh©n lµm viÖc. - Th«ng thêng t¶i träng lµm viÖc cµng lín th× th¸p cã chiÒu cao cµng t¨ng, cho phÐp kÐo th¶ ®îc cÇn dùng dµi, gi¶m ®îc thêi gian n©ng th¶. Tuy vËy th¸p cµng cao còng cã nh÷ng ®iÒu bÊt lîi v× cÇn dùng dµi qu¸ dÔ bÞ uèn cong khi dùng th¼ng ®øng do träng lîng b¶n th©n, ren zamèc ®Çu cÇn ®Æt trªn gi¸ ®ì dÔ bÞ biÕn d¹ng. H¬n thÕ n÷a cßn t¨ng vèn ®Çu t, t¨ng gi¸ thµnh x©y l¾p. Thùc tÕ ngêi ta chÕ t¹o th¸p theo c¸c chiÒu cao tiªu chuÈn nh sau: - Th¸p cao 28 m cho c¸c giÕng s©u 1200  1300 m - Th¸p cao 41  42 cho c¸c giÕng s©u 1300  3500 m - Th¸p cao 53 m cho c¸c giÕng s©u > 3500 m. 2.1.1.2.Ph©n lo¹i th¸p khoan. + Th¸p 4 ch©n: Th¸p 4 ch©n gåm nhiÒu tÇng ghÐp l¹i víi nhau vµ cã thÓ th¸o rêi ra ®îc. Th©n th¸p lµm b»ng cÇn khoan hoÆc thÐp ®Þnh h×nh. §ai thÐp còng ®îc lµm b»ng cÇn khoan nhng nhá vµ máng h¬n. C¸c ®o¹n ch©n th¸p, ®ai th¸p, thanh gi»ng ®îc nèi víi nhau b»ng c¸c èp th¸p b¾t bu l«ng. Khi th¸p lµm viÖc cÇn thiÕt ph¶i cã gi©y ch»ng th¸p ®Ó chèng lËt. ChÝnh v× thÕ hiÖn nay hÇu nh kh«ng cßn ®îc sö dông cho thiÕt bÞ khoan ë trªn ®Êt liÒn mµ hay ®îc sö dông ë c¸c thiÕt bÞ khoan biÓn di ®éng cã mÆt b»ng l¾p r¸p th¸p theo chiÒu ngang h¹n chÕ hoÆc ®îc sö dông ë dµn nhÑ phôc vô cho c«ng t¸c khai th¸c vµ söa ch÷a giÕng ¦u ®iÓm cña th¸p 4 ch©n lµ rÊt æn ®Þnh, ch¾c ch¾n khi lµm viÖc. Tuy nhiªn còng cã nh÷ng nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ s¶n lµm viÖc díi ®Êt chËt hÑp, bÞ víng. ViÖc dùng vµ h¹ th¸p khã kh¨n tèn kÐm vµ nguy hiÓm v× ph¶i l¾p r¸p ë trªn cao. H×nh 14: C¸c lo¹i th¸p 4 ch©n -30-
+ Th¸p ch÷ A: Th¸p ch÷ A gåm 2 cét, ®Çu trªn ®îc liªn kÕt víi nhau cßn ®Çu díi ®îc b¾t vµo gèi tùa kiÓu b¶n lÒ. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c gèi tùa ph¶i ®¶m b¶o cho th¸p ®øng v÷ng. Th¸p ch÷ A cã u ®iÓm næi bËt lµ lµm viÖc víi t¶i träng lín nhng träng lîng b¶n th©n nhá (hiÖu suÊt lµm viÖc cao h¬n) so víi th¸p 4 ch©n. Sµn lµm viÖc díi mÆt ®Êt réng vµ tho¸ng h¬n. Cho phÐp l¾p ®Æt th¸p theo chiÒu ngang råi dùng th¸p b»ng c¸p têi vµ kÝch thuû lùc nªn viÖc dùng h¹ th¸p nhanh, thuËn tiÖn vµ dÔ vËn chuyÓn. Tuy nhiªn ®é æn ®Þnh cña th¸p ch÷ A nhá h¬n th¸p 4 ch©n. §Ó t¨ng ®é æn ®Þnh cho th¸p khi lµm viÖc cÇn ph¶i cã Ýt nhÊt 4 d©y ch»ng th¸p. HiÖn nay do tÝnh u viÖt cña th¸p ch÷ A nªn nã ®îc sö dông rÊt réng r·i cho c¸c thiÕt bÞ khoan, nhÊt lµ nh÷ng thiÕt bÞ khoan trªn ®Êt liÒn. Ngoµi hai lo¹i th¸p chñ yÕu trªn cßn cã th¸p d¹ng cét thêng ®îc l¾p trªn c¸c thiÕt bÞ khoan tù hµnh c«ng suÊt nhá. + C¸ch chän th¸p khoan: Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cã 2 lo¹i t¶i träng t¸c dông lªn th¸p: T¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn mãc n©ng cña cét cÇn khoan, hay èng chèng vµ t¶i träng theo ph¬ng n»m ngang cña cÇn dùng vµ cña giã. C¸c t¶i träng nµy ®îc tÝnh to¸n ph¶i nhá h¬n t¶i träng lµm viÖc cña th¸p (xem ®Æc tÝnh kü thuËt). ChÝnh v× vËy khi chän th¸p ®Ó thi c«ng mét giÕng khoan cô thÓ ta ph¶i tÝnh ®îc t¶i träng tèi ®a cña cét cÇn hay cét èng chèng t¸c dông lªn mãc n©ng  Qmax = Q (1 - 1 ) . K.  Trong ®ã : Q - Träng lîng cña bé khoan cô hoÆc èng chèng t¸c dông lªn mãc n©ng trong ®iÒu kiÖn kh«ng khÝ. K- hÖ sè kÑt mót (k = 1,3) 1, - Träng lîng riªng cña dung dÞch vµ cña thÐp Ngoµi ra cßn c¨n cø vµo chiÒu s©u giÕng khoan ®îc thi c«ng ®Ó chän chiÒu cao cña th¸p (liªn quan ®Õn chiÒu dµi cÇn dùng), kÝch thíc sµn lµm viÖc trªn mÆt vµ trªn cao. -31-
2.1.2.Têi khoan. 2.1.2.1.C«ng dông. Têi khoan dïng ®Ó kÐo th¶ cét cÇn khoan, èng chèng th¸o vÆn cÇn, treo cét cÇn khi khoan. Trong mét sè trêng hîp tíi khoan cßn dïng ®Ó truyÒn ®éng cho Roto. Têi cßn ®îc dïng ®Ó di chuyÓn c¸c vËt nÆng phôc vô cho c«ng t¸c dùng h¹ th¸p vµ c«ng t¸c phô trî kh¸c. 2.1.2.2.CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña têi khoan: Têi khoan gåm 1 khung b»ng kim lo¹i trªn ®ã cã l¾p c¸c æ bi ®ì c¸c trôc cña têi. Mét têi khoan ®îc cÊu t¹o bëi nhiÒu trôc (3 ®Õn 4 trôc) vµ trªn ®ã cã l¾p c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau nh c¸c b¸nh r¨ng xÝch, phanh h·m c¬ khÝ, phanh thuû lùc, têi phô, c¸c khíp nèi. vv. ... Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc v× t¶i träng ë mãc n©ng thay ®æi theo thêi gian víi mét gi¸ trÞ rÊt lín, cßn ®éng c¬ cña thiÕt bÞ ch¹y víi c«ng suÊt ®Þnh møc víi sè vßng quay gÇn nh kh«ng ®æi. V× vËy ®Ó sö dông ®éng c¬ mét c¸ch hîp lý tíi khoan ph¶i ®îc chÕ t¹o cã nhiÒu tèc ®é kh¸c nhau. §Ó khi t¶i träng ë mãc n©ng nhá th× vËn tèc ë mãc n©ng lín vµ ngîc l¹i. Tøc lµ thay ®æi tèc ®é cuèn c¸p ë tang têi. H×nh16: S¬ ®å truyÒn ®éng cña 1 lo¹i têi khoan -32-
2.1.2.3 HÖ thèng phanh cña têi. * Phanh c¬ khÝ. + C«ng dông: Dïng ®Ó dõng hoµn toµn khi kÐo th¶ bé dông cô khoan hay èng chèng. Treo dông cô vµ ®Ó th¶ tiÕn ®é tõ tõ trong khi khoan. + S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc. 1 1 3 2 9 4 6 7 8 5 H×nh 17 1: §ai h·m m¸ phanh 6: Trôc khuûu 2:Tang têi 7: Thanh ®ßn bÈy 3: Tay phanh têi 8: Lß xo 4: Van ph©n phèi 9:Xi lanh khÝ ®éng 5: èngdÉn khÝ Khi tay phanh (3) quay theo chiÒu kim ®ång hå lµm cho trôc khuûu (6) chuyÓn ®éng quay xuèng lµm cho m¸ phanh (1) Ðp chÆt vµo Puly cña tang têi khiÕn tang têi ®øng yªn. §Ó hç trî cho lùc phanh ngêi ta liªn kÕt tay phanh (3) víi thanh gi»ng lµm nhiÖm vô më van tiÕt lu (4) ®Ó cho khÝ nÐn ®i vµo ®êng èng (5) t¸c dông lªn phÝa trªn cña xi lanh khÝ ®éng (9) Pittong di chuyÓn xuèng phÝa díi lµm t¨ng thªm lùc quay cña trôc khuûu (6) vµ m¸ phanh cµng Ðp chÆt vµo Puly cña têi. Khi cÇn gi¶m lùc phanh ta chØ viÖc ®Ó tay g¹t (3) quay ngîc ngîc chiÒu kim ®ång hå, díi t¸c dông ®Èy cña lß xo (8) b¨ng phanh sÏ t¸ch khái Puly cña têi còng nh khÝ nÐn ë phÝa trªn xi lanh (9) sÏ bÞ ®Èy ngîc trë l¹i qua van tiÕt lu (4). -33-
* Phanh thuû ®éng (Phanh phô) + C«ng dông Bé h·m thuû ®éng l¾p trªn trôc n©ng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é th¶ dông cô vµ hç trî cho phanh chÝnh (phanh c¬ khÝ) Do kh¶ n¨ng phanh cña hÖ thèng b¨ng (®ai h·m) vÒ ®éng lùc häc lµ kh«ng ®ñ khi ph¶i h¹ vµo giÕng khoan mét t¶i träng rÊt lín v× thÕ trong mäi thiÕt khoan cÇn ph¶i l¾p thªm thiÕt bÞ phanh phô. Ngoµi phanh thuû lùc cßn cã thÓ l¾p phanh ®iÖn tõ. §Æc ®iÓm cña phanh thuû lùc lµ ho¹t ®éng rÊt hiÖu qu¶, ®é tin cËy cao, Ýt ph¶i b¶o dìng nhng cã nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ h·m ®îc Ýt ë tèc ®é thÊp vµ rÊt khã hiÖu chØnh. ChÝnh v× vËy nã chØ ®îc l¾p trong c¸c thiÕt bÞ khoan cã t¶i träng lµm viÖc trªn 50 tÊn. + CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc. 8 6 1 2 7 10 11 4 5 3 9 H×nh18: Bé h·m thuû ®éng 1:Thµnh bé h·m 6: c¸nh Roto 2:c¸nh stato 7,8:®êng tho¸t níc 3:Roto 9:®êng cÊp níc 4:Trôc têi 10:kho¸ níc 5:Khíp nèi 11:b×nh chÊt láng Khi th¶ cét cÇn hay èng chèng. Do t¶i träng cét cÇn vµ èng lín nªn vËn tèc th¶ còng lín v× thÕ phanh thuû ®éng sÏ hç trî cho phanh chÝnh. C¸c c¸nh cong Roto (6) híng vÒ phÝa ngîc víi c¸nh cong Stato(2) vµ ph¶i bè trÝ sao -34-
cho khi kÐo lªn c¸c c¸nh Roto kh«ng chÞu lùc c¶n cña chÊt láng mµ c¸nh Stato híng vµo. Ngîc l¹i khi th¶ xuèng th× c¸nh Roto sÏ ph¶i chÞu mét m« men ph¶n do chÊt láng t¹o nªn. Tuú theo vËn tèc th¶ (träng lîng cÇn èng) ngêi ta thay ®æi mùc chÊt láng trong b×nh (11) b»ng c¸c kho¸ níc (10). Trong khi phanh lµm viÖc, chuyÓn ®éng cña Roto quay sÏ biÕn thµnh nhiÖt vµ níc trong bé h·m sÏ nhanh chãng bÞ h©m nãng lªn. Níc sÏ ®îc lµm nguéi trong b×nh lµm m¸t cã tuÇn hoµn kÝn gi÷a bé h·m vµ b×nh. * Phanh ®iÖn tõ (phanh phô) §Ó kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ cña phanh thuû ®éng th× ë thiÕt bÞ khoan nÆng ngêi ta sö dông phanh ®iÖn tõ. CÊu t¹o cña phanh ®iÖn tõ gåm cã 1 Roto vµ mét bé phËn cè ®Þnh cung cÊp tõ trêng cã thÓ ®iÒu chØnh b»ng c¬ cÊu ®iÒu khiÓn. R«to (G¾n vµo trôc n©ng) c¾t c¸c ®êng søc cña tõ trêng. Lùc ®iÖn tõ c¶m øng trong Roto sÏ chèng l¹i chuyÓn ®éng quay. Dßng xo¸y (Dßng phu c«) sinh ra trong Roto lµm to¶ nhiÖt do hiÖu øng phun vµ nhiÖt lîng nµy ®îc t¶n ra nhê hÖ thèng níc tuÇn hoµn lµm m¸t. Gi¸ trÞ cña m« men phanh cã quan hÖ víi cêng ®é cña tõ trêng ®îc t¹o ra trong c¸c cuén d©y. V× thÕ lo¹i phanh nµy ®îc sö dông rÊt linh ho¹t. 2.1.3.HÖ thèng pal¨ng. 2.1.3.1.Chøc n¨ng cña hÖ thèng pal¨ng vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña chóng. HÖ thèng pal¨ng biÕn chuyÓn ®éng quay cña tang têi thµnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn lªn xuèng cña mãc n©ng vµ lµm gi¶m t¶i cho d©y c¸p. Tuú theo t¶i träng n©ng th¶ vµ sè nh¸nh d©y c¸p, hÖ thèng pa l¨ng ®îc ph©n ra lµm nhiÒu cì. Víi t¶i träng 50  75 tÊn sö dông vì 2 x 3 hoÆc 3 x 4 Víi t¶i träng 100  130 tÊn sö dông cì 4 x 5 hay 5 x 6 hoÆc 6 x 7 . Trong ký hiÖu trªn: ch÷ sè ®Çu chØ sè con l¨n trªn bé rßng räc ®éng, ch÷ sè thø hai sau dÊu (x) chØ sè con l¨n trªn bé rßng räc cè ®Þnh. D©y c¸p ®îc m¾c vµo c¸c con l¨n cña hÖ thèng Rßng räc tÜnh vµ ®éng theo mét tr×nh tù nhÊt ®Þnh. Mét ®Çu c¸p ®îc gi÷ cè ®Þnh (thêng ë 1 ch©n -35-
cña th¸p sao cho kÝp trëng dÔ quan s¸t khi lµm viÖc) gäi lµ ®Çu c¸p chÕt cßn mét ®Çu m¾c vµo têi khoan gäi lµ c¸p têi hay lµ ®Çu c¸p cuèn. 2.1.3.2.C¸c bé phËn chÝnh cña hÖ thèng pal¨ng: + Bé rßng räc tÜnh: Gåm mét khung kim lo¹i trªn ®ã cã l¾p mét trôc, trªn trôc ®îc g¾n c¸c puly ®Ó luån c¸p têi ®i qua. Toµn bé bé rßng räc tÜnh ®îc l¾p lªn sµn trªn cao cña th¸p khoan. T¶i träng ®Æt lªn hÖ rßng räc cè ®Þnh còng nh lªn th¸p khoan lín h¬n t¶i träng ë mãc n©ng. 2 3 1: Khung ®ì 2:Trôc 1 4 3:æ bi ®ì 4:Pu li H×nh 19: Rßng räc tÜnh + Rßng räc ®éng vµ mãc n©ng: Rßng räc ®éng thêng chÕ t¹o liÒn khèi víi mãc n©ng. Mãc n©ng dïng ®Ó treo cét cÇn khoan, mãc vµo ªlªvat¬ khi kÐo th¶ dông cô. Ngoµi mãc n©ng ra cßn cã quang treo, quang treo cã 2 lo¹i: lo¹i ®¬n vµ lo¹i kÐp. Quang treo lµ kh©u nèi gi÷a mãc n©ng vµ ªlªvat¬. Ngoµi ra còng cã thÓ chÕ t¹o bé rßng räc ®éng t¸ch rêi víi mãc n©ng (Riªng biÖt). 1 8 9 2 6 3 4 7 5 H×nh 20: Rßng räc ®éng vµ quang treo -36-
+ C¸p têi. C¸p têi gåm 6 mói ®îc xo¾n quanh lâi (b»ng sîi h÷u c¬ hay kim lo¹i). Mçi mói l¹i cã tõ 19 ®Õn 37 sîi thÐp xo¾n víi nhau t¹o thµnh mói. Th«ng thêng chiÒu xo¾n cña c¸c sîi thÐp ë c¸c mói ngîc víi chiÒu xo¾n cña c¸c mói trªn lâi c¸p khoan. ChÝnh ®iÒu nµy lµm cho c¸p cøng h¬n nhng còng phÇn nµo gióp chèng xoay. C¸p cã lâi b»ng vËt liÖu h÷u c¬ cã kh¶ n¨ng tù b«i tr¬n cao, dÔ uèn nhng chÞu t¶i thÊp. C¸p cã lâi thÐp kh«ng tù b«i tr¬n ®îc, khã uèn nhng kh¶ n¨ng chÞu t¶i cao. C¸p khoan thêng ®îc chÕ t¹o theo c¸c kÝch thíc quy chuÈn: 25 mm, 28 mm, 32 mm, 35 mm Tham kh¶o søc kh¸ng ®øt danh nghÜa cña 1 lo¹i c¸p khoan ë b¶ng díi ®©y. B¶ng 3 §êng kÝnh c¸p (in) Søc kh¸ng ®øt danh nghÜa EIP* (tÊn) 1 51,7 1 65,0 18 1 79,9 14 3 96,0 18 1 114,0 12 5 132,0 18 3 153,0 14 2 198,0 * EXTpa improved Plow Steel T¶i träng ®îc tÝnh theo søc bÒn chèng ®øt cña c¸p ph¶i cã hÖ sè an toµn C  3 -37-
P® Pcf = C Trong ®ã P® - Søc kh¸ng ®øt cña c¸p têi 2.1.4.TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña têi khoan vµ hÖ thèng pal¨ng. 2.1.4.1.TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc cña têi khoan. TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña têi khoan nh»m môc ®Ých x¸c ®Þnh: Sè vßng quay ë c¸c trôc cña têi, vËn tèc cuèn c¸p cña tang têi, søc c¨ng ë ®Çu d©y c¸p cuèn øng víi mçi tèc ®é A) X¸c ®Þnh sè vßng quay ë c¸c trôc cña têi: ViÖc x¸c ®Þnh sè vßng quay ph¶i dùa vµo s¬ ®å ®éng häc cña thiÕt bÞ khoan, cña têi vµ sè vßng quay cña ®éng c¬. NÕu gäi Z1, Z3, Z5, .... lµ sè r¨ng ë ®Üa truyÒn ®éng Vµ Z2, Z4, Z6, ..... lµ sè r¨ng ë ®Üa dÉn ®éng Lóc ®ã sè vßng quay ë trôc têi ®îc tÝnh lµ (nt) z .z .z nt = nm . z1 . z3 . z5 2 4 6 Trong ®ã: nm - sè vßng quay cña ®éng c¬. B), X¸c ®Þnh vËn tèc cuèn c¸p ë tang têi (vt) Víi mçi mét tèc ®é quay cña têi ta cã thÓ tÝnh ®îc tèc ®é cuèn c¸p (vt ) nh sau: . Dtb . nt vt = m/s 60 Trong ®ã: Dtb - §êng kÝnh trung b×nh cña tang têi: (Dtb = Dt + 3d) Dt - §êng kÝnh tang têi d - ®êng kÝnh c¸p têi C) Søc c¨ng cùc ®¹i ë ®Çu d©y c¸p cuèn ®îc tÝnh dùa theo c«ng suÊt cña ®éng c¬. (Pc. Max) 75 . Nm . t Pc. max = vt -38-
Trong ®ã: Nm - C«ng suÊt cña ®éng c¬ (m· lùc) t - HiÖu suÊt truyÒn tõ ®éng c¬ ®Õn trôc têi vt - VËn tèc cuèn c¸p ë têi. D), VËn tèc ë mãc n©ng (vmn) vt vmn = 2n.  - HÖ sè ma s¸t ë c¸c con l¨n cña hÖ pal¨ng Trong ®ã: §iÒu kiÖn ®Ó chän PC lµ: PC < Pc. Max 2.1.4.2.TÝnh to¸n ®éng häc ®èi víi hÖ pal¨ng: + ë tr¹ng th¸i nghØ (tÜnh), søc c¨ng ë ®Çu c¸p têi sÏ b»ng ë ®Çu c¸p chÕt (Pt = pch ) QC + QM Pt = Pch = 2.n. Trong ®ã Pt, Pch - søc c¨ng ë ®Çu c¸p têi vµ ë ®Çu c¸p chÕt + Søc c¨ng thùc tÕ ë ®Çu c¸p cñaèn trong trêng hîp kÐo cÇn víi vËn tèc kh«ng ®æi ®îc tÝnh (Pt) lµ:  2n( - 1) Pt = .(QC + QM).  2n - 1 + Søc c¨ng ®éng ë ®Çu c¸p têi trong trêng hîp kÐo cÇn cã gia tèc ë dÇu mãc n©ng (Pt.§) ®îc tÝnh lµ. a Pt.® = Pt . g Trong ®ã: a - gi¸ tèc sinh ra trong thêi ®iÓm ®Çu vµ cuèi ë mãc n©ng g- gia tèc r¬i tù do. Khi giÕng khoan cµng s©u, t¶i träng trªn mãc n©ng cµng t¨ng. §éng c¬ ch¹y têi ®îc chän ®Ó kÐo th¶ bé dông cô khoan vµ träng lîng tèi ®a, cho nªn trong qu¸ tr×nh khoan ®éng c¬ sÏ kh«ng ®îc sö dông tèt. C«ng suÊt cña ®éng c¬ chØ ®îc sö dông tèt khi ®¹t tíi chiÒu s©u thiÕt kÕ. V× vËy ngêi ta ph¶i chän hÖ thèng pal¨ng 2 x 3 vµ khi lç khoan s©u thªm th× thay thÕ dÇn dÇn -39-
c¸c hÖ 3 x 4; 4 x 5; 5 x 6; v. v. ... ThÕ nhng viÖc thay thÕ hÖ pal¨ng míi rÊt phiÒn to¸i mÊt nhiÒu thêi gian vµ c«ng søc, cho nªn trong thùc tÕ ngêi ta chØ sö dông 1 ®Õn 2 hÖ pal¨ng lµ nhiÒu nhÊt. + Chän hÖ pal¨ng. Chän hÖ pal¨ng tÊt nhiªn ph¶i c¨n cø vµo t¶i träng lín nhÊt cña cét èng hoÆc cét cÇn vµ theo giíi h¹n bÒn cña c¸p. P Pcf = c® ë ®©y: Pcf - T¶i träng cho phÐp t¸c dông lªn mãc n©ng P® - Giíi h¹n bÒn ®øt cña c¸p c - HÖ sè an toµn (c  3) Ta cã c«ng thøc sau: P® QC + QM C (QC + QM) = 2 . n Tõ ®ã cã 2 n = c P® VËy sè con l¨n cña bé rßng räc ®éng (n) sÏ lµ : C (QC + QM) n= 2 . P® + ChiÒu s©u cho phÐp chuyÓn hÖ pal¨ng ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: (Lcf) Pcf ( 2n - 1) (l . qcn + qt) - cn q Lcf = m 2n q .  ( - 1) Trong ®ã: Pcf - Søc c¨ng cho phÐp ë ®Çu c¸p cuèn. q, qcn - Träng lîng 1m cÇn vµ 1m cÇn nÆng lcn - ChiÒu dµi cÇn nÆng qt - Träng lîng tuabin (nÕu cã) + choßng khoan 2.2.HÖ thèng quay. 2.2.1.Bµn quay Roto. 2.2.1.1.Chøc n¨ng vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña bµn quay Roto B¶n Roto ®îc dïng ®Ó quay cét cÇn khoan. Lµm bÖ t× ®Ó gi÷ cét cÇn, èng chèng khi kÐo th¶ vµ lµm rÊt nhiÒu c¸c c«ng t¸c phô kh¸c. Do vËy cÊu t¹o cña bµn Roto ph¶i phï hîp ®Ó võa quay ®îc cét cÇn víi c¸c tèc ®é nhÊt ®Þnh vµ bÒn ch¾c ®Ó cã thÓ gi÷ ®îc cét cÇn khoan nÆng nhÊt. §êng kÝnh lç Roto ph¶i ®ñ lín ®Ó ®ót lät cét èng ®êng kÝnh lín nhÊt thêng dïng. Th©n cña -40-
Roto tiÕp nhËn toµn bé t¶i träng vµ truyÒn cho nÒn mãng. Trong th©n Roto cã chøa ®Çu b«i tr¬n. §Çu trôc Roto cã thÓ l¾p then víi ®Üa xÝch, hoÆc víi khíp trôc c¸c ®¨ng. Roto quay trªn c¸c æ bi, cã thÓ h·m chÆt roto b»ng then hoÆc b»ng c¬ cÊu h·m Khi truyÒn chuyÓn ®éng quay cho Roto qua têi, tèc ®é cña Roto ®îc thay ®æi b»ng hép sè têi hoÆc b»ng c¸ch thay ®æi ®Üa xÝch. §Ó Roto lµm viÖc ®éc lËp víi têi vµ ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é trong mét giíi h¹n réng ngêi ta cho Roto nhËn truyÒn ®éng riªng biÖt. KÝch thíc danh nghÜa ®îc ®Æc trng b»ng ®êng kÝnh lç bµn Roto trong ®ã ®Æt èng lç vu«ng ®Ó treo bé khoan cô nhê c¸c chÊu chÌn vµ lµm quay 1 1 1 ®Çu vu«ng dÉn khi khoan. KÝch thíc lç nµy cã thÓ lµ: 172 “ , 202 “ , 272 “ , 1 1 372 “ , 492 “ , 2.2.1.2.CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc H×nh 21: 1 . Trôc chñ ®éng; 2. Gio¨ng lµm kÝn; 3. B¸nh r¨ng nãn; 4. æ l¨n chÝnh; 5. æ l¨n b¸nh r¨ng nhá; 6. èng lãt h×nh nãn; 7. §Çu vu«ng dÉn ®éng; 8. MiÕng chÌn chÝnh; 9. Gio¨ng lµm kÝn dung dÞch khoan; 10. æ l¨n tù lùa; 11. C¸c te TruyÒn ®éng tõ têi khoan hoÆc tõ ®éng c¬ qua hép gi¶m tèc ®Õn trôc dÉn (1). Th«ng qua cÆp b¸nh r¨ng nãn (3) ®· truyÒn chuyÓn ®éng quay cho bµn Roto(7). Nh vËy lµ ®· biÕn chuyÓn ®éng quay n»m ngang cña trôc dÉn -41-
(1) thµnh chuyÓn ®éng quay theo chiÒu th¼ng ®øng cña Roto (7). CÇn chñ ®¹o cã tiÕt diÖn vu«ng phï hîp víi lç cña bµn Roto (7) còng chuyÓn ®éng quay theo vµ th«ng qua cét cÇn khoan quay choßng trªn ®¸y lç khoan. 2.2.2.§Çu xoay thuû lùc (®Çu xanhic): 2.2.2.1 §Æc ®iÓm ®Çu xoay thuû lùc. Lµ bé phËn nèi gi÷a hÖ thèng pal¨ng víi cét cÇn khoan víi môc ®Ých quay vµ treo dông cô vµo mãc n©ng, dÉn dung dÞch khoan tõ tuy « cao ¸p vµo bªn trong cét cÇn. Nã ®îc thiÕt kÕ ®Ó chÞu ®îc ®ång thêi c¶ t¶i träng vµ tèc ®é quay cùc ®¹i mµ bµn Roto truyÒn cho cét cÇn khoan. §ång thêi nhê mét gio¨ng xoay cho phÐp b¬m dung dÞch khoan díi ¸p suÊt nhê èng mÒm nèi víi èng cæ ngçng cña ®Çu xoay thuû lùc. 2.2.2.2.CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña ®Çu thuû lùc. Quang treo cè ®Þnh vµo mãc n©ng cña hÖ thèng pal¨ng ®Ó ®iÒu chØnh tiÕn ®é khoan. Th©n (4) cã ren tr¸i ®îc nèi víi phÝa trªn cña cÇn chñ ®¹o ®îc quay nhê bµn Roto. Dung dÞch khoan tõ tuy « cao ¸p ®îc dÉn vµo èng cæ ngçng cao ¸p (11) vµ èng (10) vµo trong cÇn khoan. -42-