Bài giảng khoan dầu khí tập 1 part 7

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

Thêm vào BST

Báo xấu

159
lượt xem 68
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngành công nghiệp dầu mỏ phân chia "dầu thô" theo khu vực mà nó xuất phát (ví dụ "West Texas Intermediate" (WTI) hay "Brent") thông thường theo tỷ trọng và độ nhớt tương đối của nó ("nhẹ", "trung bình" hay "nặng"); các nhà hóa dầu còn nói đến chúng như là "ngọt", nếu nó chứa ít lưu huỳnh, hoặc là "chua", nếu nó chứa đáng kể lưu huỳnh và phải mất nhiều công đoạn hơn để có thể sản xuất nó theo các thông số hiện hành....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng khoan dầu khí tập 1 part 7

bóa m¸y ®Ó ®ãng hoÆc cã thÓ khoan råi th¶ xuèng. ChiÒu s©u phô thuéc vµo chiÒu dµy tÇng phñ. NÕu khoan ngoµi biÓn th× èng b¶o vÖ còng chÝnh lµ èng chèng ®Çu tiªn ®ãng vai trß lµ èng chèng c¸ch níc. 2. èng dÉn híng. Cã t¸c dông ng¨n cho thµnh lç khoan ë phÇn trªn kh«ng bÞ sËp lë, b¶o vÖ c¸c tÇng níc trªn mÆt khái bÞ « nhiÔm bëi dung dÞch khoan. §ãng vai trß 1 trô rçng trªn ®ã cã l¾p c¸c thiÕt bÞ miÖng giÕng nh: §Çu èng chèng, thiÕt bÞ chèng phun, treo toµn bé c¸c cèt èng chèng tiÕp theo vµ mét phÇn thiÕt bÞ khai th¸c. Cét èng dÉn híng chÞu toµn bé trong lîng nÐn cña c¸c cét èng chèng tiÕp theo do vËy nã ph¶i ®îc tr¸m xi m¨ng toµn bé chiÒu dµi vµ phÇn nh« lªn mÆt ph¶i ®ñ bÒn. §©y lµ cét èng ®Çu tiªn nhÊt thiÕt ph¶i cã. ChiÒu s©u th¶ th«ng thêng tõ 70400m. Còng cã thÓ tíi 8001000m tuú theo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt vµ chiÒu s©u giÕng khoan. 3. Cét èng khai th¸c: Cét èng khai th¸c lµ cét èng chèng cuèi cïng ®îc th¶ xuèng lç khoan. Cét èng chèng nµy t¹o thµnh kªnh dÉn ®Ó lÊy dÇu vµ khÝ lªn vµ ®Ó b¶o vÖ c¸c thiÕt bÞ khai th¸c nh b¬m s©u, èng Ðp khÝ... Ngoµi ra èng chèng nµy cßn cho phÐp kiÓm tra ¸p suÊt, thùc hiÖn c«ng t¸c t¨ng cêng dßng s¶n phÈm nh næ thuû lùc, xö lý vØa b»ng axit, b¬m Ðp vØa... ChØ kh«ng ®îc th¶ khi biÕt ch¾c lµ giÕng kh«ng cã s¶n phÈm. 4. Cét èng chèng trung gian: Cét èng chèng nµy cßn ®îc gäi lµ èng chèng kü thuËt vµ ®îc th¶ do yªu cÇu cña ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt. C«ng t¸c khoan kh«ng thÓ tÕp tôc tiÕn hµnh nÕu kh«ng cã nã. Cét èng chèng nµy ®îc th¶ xuèng ®Ó ®ãng c¸c tÇng nham th¹ch cã thÓ g©y ra nh÷ng khã kh¨n phøc t¹p trong qu¸ tr×nh khoan (SËp lë thµnh, bã hÑp thµnh lç khoan, mÊt dung dÞch ...) vµ cho phÐp khoan ®Õn tÇng s¶n phÈm thiÕt kÕ. Do ®ã cét èng chèng nµy cã thÓ kh«ng cÇn hoÆc cÇn víi sè lîng 1 - 2 èng còng cã khi nhiÒu h¬n. -85-
5. èng chèng löng (ngÇm). §Æc ®iÓm cét èng chèng löng cã ®é dµi t¬ng ®èi ng¾n, chóng ®îc th¶ víi chiÒu dµi tõ ®¸y lç khoan cho ®Õn ®é cao tõ 50100m ë bªn trong cét èng chèng tríc ®ã. Chóng ®¶m nhiÖm chøc n¨ng cña cét èng chèng trung gian hoÆc èng chèng khai th¸c. Cét èng chèng löng ®îc ®a vµo giÕng khoan nhê cét cÇn khoan vµ ®îc treo vµo cét èng chèng tríc ®ã nhê mét ®Çu nèi ®Æc biÖt hay dùa vµo nã tuú theo chiÒu dµi cña cét èng chèng löng. Trong trêng hîp cét èng chèng löng ®¶m nhiÖm chøc n¨ng cña cét èng chèng khai th¸c, cét èng nµy còng cã thÓ ®îc khoan lç tõ trªn mÆt ®Êt råi míi th¶ xuèng. Trong trêng hîp cét èng chèng phÝa trªn ®ã kh«ng chÞu ®îc ¸p suÊt bªn trong th× cét èng chèng löng sau khi tr¸m xi m¨ng ®îc kÐo dµi lªn trªn mÆt ®Êt. ¦u ®iÓm cña cét èng chèng löng lµ tiÕt kiÖm ®îc èng, c«ng t¸c th¶ èng nhanh h¬n (Do chiÒu dµi ng¾n h¬n) NÕu giÕng khoan: ngoµi èng ®Þnh híng vµ dÉn híng chØ cßn l¹i èng chèng khai th¸c th× gäi lµ giÕng khoan cã cÊu tróc 1 cét èng. NÕu thªm cét èng trung gian th× gäi lµ cÊu tróc 2 cét èng. NÕu nhiÒu èng trung gian th× gäi lµ cÊu tróc nhiÒu cét èng. CÊu tróc mét cét èng cã lîi c¶ vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt. Tuy nhiªn cÊu tróc cña giÕng l¹i phô thuéc vµo nhiÒu ®iÒu kiÖn kh¸c nhau: Môc ®Ých yªu cÇu cña giÕng khoan, chiÒu s©u, ®êng kÝnh èng khai th¸c, ®Þa chÊt v.v... 4.1.1.2. C¸c yÕu tè x¸c ®Þnh cÊu tróc giÕng khoan C¸c yÕu tè x¸c ®Þnh cÊu tróc giÕng khoan gåm cã: ®Þa chÊt, kü thuËt, c«ng nghÖ vµ kinh tÕ. 1. YÕu tè ®Þa chÊt Tµi liÖu chÝnh ph¶i dùa vµo ®ã ®Ó chän cÊu tróc giÕng khoan lµ mÆt c¾t ®Þa chÊt, cét ®Þa tÇng dù kiÕn vµ c¸c ®Æc ®iÓm khoan trong vïng ®ã. Ngoµi ra cÇn ph¶i biÕt vÞ trÝ c¸c tÇng nham th¹ch sÏ khoan qua, ¸p suÊt vµ c¸c chÊt lu chøa trong ®ã, nh÷ng tÇng cã thÓ g©y khã kh¨n phøc t¹p trong thi c«ng. §iÒu kiÖn ®Þa chÊt ®îc xem lµ yÕu tè c¬ b¶n nhÊt ®Ó x¸c ®Þnh cÊu tróc c¸c cét èng chèng (sè lîng cét èng chèng, chiÒu s©u th¶, chiÒu cao tr¸m xi m¨ng ...). Cét èng chèng cã nhiÖm vô ®ãng c¸c tÇng nham th¹ch cã thÓ g©y ra nh÷ng khã kh¨n phøc t¹p trong qu¸ t×nh khoan. -86-
Tríc khi quyÕt ®Þnh th¶ mét cét èng chèng cÇn ph¶i ph©n tÝch tÊt c¶ c¸c kh¶ n¨ng kü thuËt, qui tr×nh c«ng nghÖ, nhÊt lµ biÖn ph¸p xö lý b»ng dung dÞch khoan ®Ó thùc hiÖn khoan kh«ng cã cét èng ®ã. NÕu kh«ng gi¶i quyÕt ®îc míi th¶ èng chèng. Bªn c¹nh viÖc ph©n tÝch tÝnh chÊt c¬ lý, ®é æn ®Þnh cña ®Êt ®¸ thµnh lç khoan ngêi ta cßn ph¶i quan t©m tíi ¸p lùc cña vØa (PV) vµ ¸p suÊt r¹n nøt vØa (Pn) ®Ó chän dung dÞch khoan phï hîp kh«ng g©y ra hiÖn tîng sËp lë thµnh, g©y phun hoÆc mÊt níc röa. Cã nghÜa lµ ®¶m b¶o bÊt ®¼ng thøc sau: PV  Pth < Pn (1) 10Pv Suy ra: d = (2) H Trong ®ã: H - ChiÒu s©u giÕng ; d Träng lîng riªng dung dÞch PV ,Pth , Pn - ¸p suÊt vØa, ¸p suÊt thuû tinh, ¸p suÊt g©y nøt r¹n vØa. Khi chän cÊu tróc chóng ta còng ph¶i dùa vµo biÓu ®å V, d vµ n V  d < n Tõ biÓu thøc trªn ta cã thÓ lùa chän: X©y dùng biÓu ®å V, d , vµ n theo chiÒu s©u lç khoan (h×nh vÏ 2) 0  1 2 n  H® Hd Ht 2000 4000 Hkt a c b §êng (a) biÓu thÞ : V ; §êng (b) biÓu thÞ : n ; §êng (c) biÓu thÞ : d = Quan hÖ gi÷a cÊu tróc vµ ¸p suÊt vØa, ¸p suÊt nøt vØa = -87-
Nh vËy 1 chØ khoan ®Õn chiÒu s©u 2000m ph¶i dõng ®Ó chèng cét èng trung gian, tr¸m xi m¨ng råi khoan tiÕp tõ 2000m ®Õn 4000m víi dung dÞch cã 2 2. YÕu tè kü thuËt YÕu tè nµy ®Ò cËp tíi kh¶ n¨ng cung cÊp vËt liÖu èng chèng, c¸c thiÕt bÞ bÒ mÆt ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh th¶ èng vµ tr¸m xi m¨ng. 3. YÕu tè c«ng nghÖ YÕu tè nµy ®¶m b¶o cho viÖc thi c«ng trong thêi gian ng¾n nhÊt cã thÓ. 4. YÕu tè kinh tÕ. XuÊt ph¸t tõ môc ®Ých cña giÕng khoan ®îc ®Æt ra, võa ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt cho phÐp, giÕng khoan cµng ®¬n gi¶n vÒ mÆt cÊu tróc cµng cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ. Th«ng thêng gi¸ thµnh cña èng chèng chiÕm tû lÖ 1520% gi¸ thµnh c«ng tr×nh, c¸ biÖt cã trêng hîp lªn tíi 4050%. Nh vËy ®êng kÝnh cña èng chèng, sè lîng cña c¸c cét èng kh«ng nh÷ng ¶nh hëng ®Õn gi¸ thµnh mµ cßn kÐo theo mét lo¹t sù phô thuéc kh¸c n÷a nh: thêi gian thi c«ng, gi¸ thµnh cña choßng, dung dÞch, xi m¨ng tr¸m v.v... t¨ng lªn. Tuy nhiªn ngîc l¹i c¸c giÕng khoan th¨m dß ®îc tiÕn hµnh trªn c¸c vïng cha ®îc nghiªn cøu kü th× vÊn ®Ò quan träng nhÊt lµ cÊu tróc ph¶i b¶o ®¶m thùc hiÖn thµnh c«ng giÕng khoan ®ã. V× thÕ nãi chung ph¶i chÊp nhËn mét cÊu tróc réng. Tøc lµ cÊu tróc mµ cho phÐp chóng ta thªm vµo mét cét èng chèng trong trêng hîp cÇn thiÕt vÉn kh«ng thay ®æi ®êng kÝnh cét èng chèng khai th¸c. 4.1.2. TÝnh to¸n cÊu tróc giÕng khoan. 4.1.2.1 TÝnh ®êng kÝnh c¸c cét èng vµ ®êng kÝnh choßng khoan Sau khi ®· chän ®îc cÊu tróc giÕng khoan mét c¸ch hîp lý chóng ta tiÕn tíi tÝnh to¸n cô thÓ cÊu tróc cña giÕng. Nguyªn t¾c tÝnh to¸n cÊu tróc cña giÕng lµ b¾t ®Çu tõ ®êng kÝnh cña èng chèng khai th¸c cho ®Õn cét èng chèng trªn cïng theo thø tù tõ díi lÕn. CÊu tróc ®îc tÝnh to¸n sao cho ®¶m b¶o qu¸ tr×nh khoan còng nh th¶ èng chèng ®îc th«ng suèt ®Õn chiÒu s©u dù kiÕn. + ViÖc chän ®êng kÝnh cña èng chèng khai th¸c ph¶i c¨n cø vµo: -88-
 ThiÕt bÞ khai th¸c ( hoµn thiÖn giÕng) nµo sÏ ®îc sö dông?  Lu lîng khai th¸c cã thÓ ®¹t bao nhiªu? (tuú theo lu lîng mµ thay ®æi ®êng kÝnh èng chèng khai th¸c).  Cã tÝnh tíi kh¶ n¨ng khoan s©u thªm kh«ng?  Møc ®é tin cËy cña viÖc ®¸nh gi¸ má. + Chän ®êng kÝnh choßng khoan ph¶i chñ yÕu dùa vµo c¸c yÕu tè sau:  Khe hë gi÷a móp ta èng víi thµnh lç khoan, khe hë gi÷a th©n èng víi thµnh lç khoan.  Kho¶ng hë gi÷a móp ta, th©n èng víi thµnh lç khoan ®Ó tr¸m xi m¨ng ®¶m b¶o chÊt lîng c¸ch lý vØa. Sù c©n nh¾c lùa chän khe hë nµy rÊt quan träng v× chóng ¶nh hëng ®Õn møc ®é thuËn lîi khi th¶ èng, chiÒu dµy tèi thiÓu cña vµnh ®¸ xi m¨ng ®¶m b¶o ®é kÝn vµ ®é bÒn c¬ häc ®ñ lín ngoµi kh«ng gian vµnh xuyªn gi÷a lç khoan vµ thµnh èng chèng (xem h×nh 3) §êng kÝnh choßng ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: (3) DC= Dm + 2 (3) Trong ®ã: DC §êng kÝnh choßng  D Dm §êng kÝnh móp ta èng chèng  Khe hë gi÷a móp ta vµ thµnh lç khoan Trªn c¬ së tæng kÕt thùc tÕ c¸c giÕng khoan ë Nga, ngêi ta ®· chän ®îc khe hë ( = 2 ) gi÷a móp ta víi thµnh lç khoan ë b¶ng díi ®©y: (theo GOCT) (b¶ng 1) Khe hë gi÷a móp ta èng vµ thµnh lç khoan (GOCT) -89-
B¶ng 1 Kho¶ng hë gi÷a móp vµ thµnh lç khoan §êng kÝnh ngoµi cña èng chèng,mm (kh«ng lín h¬n), mm 114;127 1015 140;146 1520 168;178;194 2025 219;245 2530 273;299 3035 324;340;351 3545 377;407;426 4550 Theo APi th× khe hë ( = 2) thêng ®îc chän theo b¶ng díi ®©y (b¶ng 2). Khe hë gi÷a móp ta èng vµ thµnh lç khoan (API) B¶ng 2 Khe hë víi thµnh lç khoan (in) §êng kÝnh ngoµi èng chèng (in) (kh«ng lín h¬n) 1 42 5 8 5 0,634 1 52 0,700 7 13 5 98 32 1 3 104 1 3 1,134 114 1,650 3 1 138 12 16 1 24 5 188 -90-
+ Khe hë gi÷a choßng khoan vµ ®êng kÝnh trong cña cét èng chèng: §ã lµ hiÖu gi· ®êng kÝnh trong bÐ nhÊt cña cét èng chèng vµ ®êng kÝnh choßng khoan ®îc sö dông trong ®ã (kÐo th¶ qua). §êng kÝnh trong bÐ nhÊt chÝnh lµ èng cã thµnh dµy lín nhÊt . Theo GOCT khe hë nµy ®îc lÊy tõ 68 mm 3 Theo API khe hë nµy ®îc lÊy >32 (2,38mm). Do cã dung sai trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o nªn trong thùc tÕ ®êng kÝnh trong cña èng cã kÝch thíc h¬i bÐ h¬n kÝch thíc ®îc nªu ra trong qui ph¹m GOCT hoÆc API. V× vËy tríc khÝ sö dông ph¶i kiÓm tra b»ng calÝp thö. VËy lµ ®êng kÝnh trong cña èng chèng tríc ®ã ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau (4) vµ (5) Dt = DC + (68) mm (4) theo GOCT Hay Dt = DC + 2,38 mm (tÝnh ®Òu ë c¸c phÝa) (5) theo API Dùa vµo c¸c sè liÖu ®· tÝnh to¸n ®Ó chän ®êng kÝnh Choßng vµ ®êng kÝnh èng chèng theo kÝch thíc gÇn nhÊt (®îc s¶n xuÊt theo qui chuÈn quèc tÕ) 4.1.2.2. Chän ®êng kÝnh cña cét cÇn khoan vµ ®éng c¬ ®¸y 1. CÇn n¨ng: ViÖc chän ®êng kÝnh cÇn n¨ng ph¶i lµm thÕ nµo gi¶m bít ®îc ®é cong cña giÕng khoan. Muèn vËy ph¶i chän khe hë gi÷a thµnh giÕng khoan vµ phÝa ngoµi cÇn n¨ng nhá nhÊt cho phÐp. §èi víi DC 295,3mm th× nªn chän DCn = 0,75 DC ( b×nh thêng) : DCn = 0,65 DC(phøc t¹p). 2. CÇn khoan : Chän ®êng kÝnh cÇn khoan theo hai tiªu chuÈn chñ yÕu sau ®©y: - Tæn hao ¸p suÊt tuÇn hoµn nhá nhÊt - Gi¸ thµnh h¹. Trong thùc tÕ ngêi ta chän ®êng kÝnh cÇn khoan vµ ®êng kÝnh choßng theo mét tû lÖ nhÊt ®Þnh -91-
D DC = 0,55 0,6 (Theo GOCT). Trong ®ã D, DC - Lµ ®êng kÝnh cÇn khoan vµ ®êng kÝnh choßng Xem b¶ng díi ®©y : (b¶ng 3) vµ (b¶ng 4) Mèi liªn hÖ gi÷a C, t bim, en vµ CK (Theo GOCT) B¶ng 3 DC(mm) N0 tua bin mm C nÆng mm Ckhoan mm 1 118;135 100(4”) 95 60,73 2 127(5”) 108 89,102 135161 170(6 5 ”) 3 190214 146159 114127 8 190(7 1 ”) 4 214243 159178 127146 2 215(8”) 5 235(9”) 243 197203 140168 Quan hÖ gi· C vµ Cn theo API B¶ng 4 N1 Ghi chó choong(mm) Cn (mm) 1 139,7;145 120,6;140,8 2 151 127,0;120,6;104,8 3 165,1 127;120,6 4 190,5 158,8;152,4 5 215,9 177,8;171,5;158,8;165,1 6 244,5 196,8;203,2l;184,2;186,2 7 269,9 228,6;209,6;203,2 8 295,3;302 228,6;203,2;165,1 9 349,2 247,6;254,0;228,6;241,3 10 393,7 279,4;254,0 -92-
4.1.2.3. X¸c ®Þnh chiÒu cao tr¸m xi m¨ng (HC) 1. §èi tîng c¸c giÕng khai th¸c khÝ: C«ng t¸c tr¸m xi m¨ng ®îc thùc hiÖn trªn toµn bé chiÒu dµi ®èi víi tÊt c¶ c¸c cét èng chèng ®îc th¶ víi môc ®Ýnh ®¶m b¶o an toµn cho qu¸ tr×nh khai th¸c. 2. §èi víi c¸c giÕng khai th¸c dÇu: - Cét èng dÉn híng b¾t buéc ph¶i tr¸m xi m¨ng toµn bé chiÒu dµi cét èng. - C¸c cét èng cßn l¹i, chiÒu cao tr¸m xi m¨ng tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt vµ kü thuËt. a/ XÐt theo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt: - Cét èng trung gian ®îc tr¸m tõ ®¸y cho ®Õn hÕt chiÒu cao cña vïng cã thÓ g©y ra nh÷ng phøc t¹p trong khi thi c«ng khoan. - Cét èng khai th¸c sÏ ®îc tr¸m tõ díi tíi trªn ®¸y cña cét èng chèng trung gian tríc ®ã mét kho¶ng Ýt nhÊt 5060m. b/ XÐt theo ®iÒu kiÖn kü thuËt. NÕu chóng ta xem cét èng chèng cã chiÒu dµi lµ H vµ chiÒu cao tr¸m xi m¨ng lµ HC (tõ ®¸y lªn) th× chiÒu dµi cña ®o¹n èng chèng kh«ng ®îc tr¸m lµ H - HC. Ta coi ®o¹n (H - HC). Kh«ng ®îc tr¸m xi m¨ng lµ mét thanh dÇm chÞu lùc cã ngµm ë hai ®Çu. §Çu trªn ®îc cè ®Þnh bëi ®Çu èng chèng, ®Çu díi cè ®Þnh vµo vµnh ®¸ xi m¨ng. Nã sÏ bÞ c¸c lùc sau ®©y t¸c dông ( H×nh vÏ 4) - Träng lîng chÝnh b¶n th©n chóng - Lùc do thay ®æi ¸p suÊt bªn trong Fat - Lùc do thay ®æi nhiÖt ®é bªn trong èng Fn VËy chiÒu cao tr¸m xi m¨ng ®îc x¸c ®Þnh víi ®iÒu kiÖn cét èng chèng ®îc gi÷ ë tr¹ng th¸i kÐo ë vïng kh«ng tr¸m xi m¨ng vµ ph¶i lu«n lu«n ë díi t¶i träng cho phÐp ë mèi nèi ren. FCf  (H - HC) qtb + Fat + Fn H.qtb + Fat + Fn - Fcf HC  qtb -93-
Trong ®ã: qtb - Träng lîng trung b×nh cña 1 m èng chèng Fn = 32,1 .qtb .t (KG) t = 25 300C (C«ng thøc thùc nghiÖm) D Fat = 0,191 Pt . qtb (KG) tb Pt = 150200 KG/cm2(thay ®æi ¸p suÊt trong èng) li.qi tb - BÒ dµy trung b×nh cña cét èng (tb = L) D - §êng kÝnh èng chèng FCf - øng lùc cho phÐp lµm tuét hoÆc ®øt mèi nèi cña ®o¹n èng thø hai tõ trªn xuèng. Qtb - Träng lîng trung b×nh 1m èng 4.1.2.4. X¸c ®Þnh t¶i träng treo cét èng chèng ë dÇu èng chèng (§Çu bÝt) §èi víi cét èng chèng chØ tr¸m xi m¨ng ë mét ®o¹n cßn phÇn kh«ng tr¸m xi m¨ng ph¶i ®îc gi÷a ë tr¹ng th¸i treo (kÐo c¨ng). Bëi v× nÕu cét èng ®îc gi÷a ë tr¹ng th¸i nÐn sÏ g©y ra 2 t¸c h¹i sau ®©y: - Gi¶m ®é kÝn ë mèi nèi ren - Cét èng sÏ bÞ uèn vµ sÏ bÞ cµ mßn do qu¸ tr×nh kÐo th¶ lÆp ®i lÆp l¹i cña cét cÇn vµ èng Ðp khi bªn trong nã. Tn(-) Tn(+) (H- Hc)qtb (H - Hc) qtb (H-Hc)qtb + + H - Hc -94-
Do vËy tríc khi treo cét èng chèng vµo ®Çu bÝt ta ph¶i kÐo c¨ng cét èng chèng víi t¶i träng kÐo =T. Lùc kÐo ®îc tÝnh nh sau (xem h×nh vÏ 5) T = (H - HC) . qtb + Fn Trong ®ã: Fn - T¶i träng phô xuÊt hiÖn do sù thay ®æi nhiÖt ®é ë bªn trong èng chèng. 4.1.3. C¸c bé phËn cña cét èng chèng. Cét èng chèng ®îc t¹o nªn bëi c¸c ®o¹n èng chèng vµ c¸c phô tïng cña nã. Chóng ta cã thÓ ph©n biÖt thµnh 3 nhãm chÝnh. + èng chèng: §îc chÕ t¹o b»ng c¸c èng thÐp chuyªn dïng cho c«ng t¸c gia cè thµnh giÕng khoan. + C¸c phô tïng cña cét èng chèng: - §Ó èng chèng - Van ngîc - Vßng dõng - Vßng ®Þnh t©m - Chæi quÐt mµng vá sÐt. Trong trêng hîp tr¸m ph©n tÇng ngêi ta ph¶i l¾p thªm móp ta chuyªn dông tr¸m ph©n tÇng. Trong trêng hîp tr¸m cét èng chèng löng l¾p thªm ®Çu nèi chuyÓn tiÕp ®Æc biÖt ®Ó tr¸m vµ treo chóng vµo cét èng tríc ®ã. + §Çu èng chèng: L¾p trªn cïng, ®Ó treo vµ lµm kÝn kho¶ng kh«ng vµnh xuyÕn gi÷a chóng 4.1.3.1 èng trèng èng chèng ®îc ph©n biÖt gi÷a chóng qua ®êng kÝnh ®Þnh møc, bÒ dµy thµnh èng, kiÓu ®Çu nèi vµ m¸c thÐp. 1. KÝch thíc: §êng kÝnh ®Þnh møc èng chèng chÝnh lµ ®êng kÝnh ngoµi. KÝch thíc ®îc chÕ t¹o theo qui chuÈn quèc tÕ (tÝnh b»ng mm hoÆc in). Chóng cã c¸c ®êng kÝnh sau: (mm). -95-
114; 127; 140; 146; 154; 168; 178; 194; 219; 245; 273; 299; 324; 340; 351; 377; 407; 426; 508. Víi mét ®êng kÝnh ®Þnh møc thêng cã tõ 28 bÒ dµy thµnh èng. Víi mçi bÒ dµy thµnh èng t¬ng øng víi mét ®êng kÝnh trong cña èng. 2. ChÊt lîng cña vËt liÖu chÕ t¹o èng: Th«ng thêng èng chèng ®îc chÕ t¹o b»ng c¸c lo¹i thÐp c¸cbon vµ thÐp hîp kim ®Æc biÖt. §Æc tÝnh c¬ lý cña thÐp èng theo GOCT vµ API cho trong c¸c b¶ng sau: (b¶ng 5 vµ 6). B¶ng 5 ChÊt lîng thÐp èng theo GOCT 632-64 Lo¹i thÐp C D K E L M P C KG/mm2 32 38 50 55 65 75 95 BKG/mm2 55 65 70 75 80 90 110 B¶ng 6 ChÊt lîng thÐp èng theo APi Lo¹i thÐp H-40 J-55 K-55 C-75 L -80 N-80 C-95 P-105 P-110 S-125 S- 150 CKG/mm2 35 46 46 52 63 76 84 88 98 105 BKG/mm2 42 52 67 67 70 99 77 84 88 112 3. C¸c ph¬ng ph¸p nèi èng: C¸c èng ®îc nèi víi nhau b»ng: Ren hoÆc hµn. Mçi lo¹i l¹i ®îc thùc hiÖn theo nhiÒu ph¬ng ¸n riªng. ChÊt lîng cña mèi nèi ®îc thÓ hiÖn qua: - HiÖu qu¶ mèi nèi (tû sè ®é bÒn kÐo ë mèi nèi so víi th©n èng) - §é kÝn cña mèi nèi. - Kh«ng lµm t¨ng gi¶m ®êng kÝnh trong vµ ngoµi èng chèng. - Gi¸ thµnh kh«ng qu¸ t¨ng. Trong hai ph¬ng ph¸p trªn th× ph¬ng ph¸p nèi b»ng ren ®îc sö dông réng r·i h¬n c¶. a. Nèi èng b»ng mèi hµn: Trong ph¬ng ph¸p nèi nµy th× khi èng ®îc th¶ vµo lç khoan ®îc hµn èng víi èng theo kiÓu ®èi tiÕp. Nã cã u vµ nhîc ®iÓm riªng cña nã. -96-
* ¦u ®iÓm: - HiÖu qu¶ cña mèi nèi gÇn b»ng 1: - §êng kÝnh trong vµ ngoµi mèi nèi gÇn b»ng th©n èng. - §¶m b¶o ®é kÝn tuyÖt ®èi - Gi¸ thµnh chÕ t¹o èng chèng rÎ (v× kh«ng ph¶i c¾t ren) * Nhîc ®iÓm: - Thi c«ng hµn t¹i khoan trêng khã kh¨n, mÊt nhiÒu thêi gian - NÕu chèng kh«ng tíi ®¸y ph¶i kÐo lªn th× rÊt phøc t¹p (ph¶i c¾t thµnh tõng ®o¹n, kh«ng dïng tiÕp ®îc nÕu kh«ng gia c«ng l¹i 2 ®Çu). - C«ng t¸c hµn ®èi víi èng cã chÊt lîng cao rÊt khã kh¨n. V× thÕ ph¹m vi sö dông èng chèng hµn h¹n chÕ, chØ ¸p dông víi nh÷ng cét èng cã ®êng kÝnh lín, kh«ng cã kh¶ n¨ng ph¶i kÐo lªn nh: èng ®Þnh híng, èng dÉn híng. b. Nèi èng b»ng mèi nèi ren. Nèi b»ng ren còng cã rÊt nhiÒu ph¬ng ph¸p. Víi môc ®Ých ®¹t ®îc ®é kÝn vµ hiÖu qu¶ mèi nèi cao, gi¸ thµnh h¹. HiÖn t¹i ngêi ta sö dông èng cã ®Çu nèi mupfta riªng vµ lo¹i ren trßn. §èi víi giÕng khoan cã chiÒu s©u lín yªu cÇu mèi nèi ph¶i cã ®é bÒn vµ ®é kÝn cao ngêi ta sö dông c¸c èng cã mèi nèi ren ®Æc biÖt nh c¸c lo¹i: “Extremline”, “Buttress”, hay “Hydril”... * èng cã ®Çu nèi mupfta riªng biÖt vµ ren trßn: Hai ®Çu èng ®îc c¾t ren c«n ë phÝa ngoµi, ®Çu nèi riªng rÏ (mupfta) c¾t ren, phÝa trong vµ ®îc vÆn chÆt mét ®Çu vµo èng (ë nhµ m¸y) ®Ó t¹o thµnh phÇn nèi cho èng chèng sau ®ã. Lo¹i èng chèng nµy lµ lo¹i th«ng dông nhÊt ®· ®îc qui chuÈn ho¸ quèc tÕ (GOCT vµ APi). §èi víi cì giÕng s©u 25003000m vµ ¸p suÊt t¬ng øng th× lo¹i èng nµy phï hîp vÒ gi¸ thµnh vµ kh¶ n¨ng sö ch÷a. (xem h×nh vÏ 6). -97-
1 Dt Dm 1- èng chèng ; 2- mupfta; 3- ren §Æc ®iÓm ren: Lµ lo¹i ren trßn, tr¾c diÖn h×nh tam gi¸c, gãc ®Ønh b»ng 60o vµ ®êng ph©n gi¸c chia ®«i gãc ®Ønh vµ vu«ng gãc víi trôc èng. Bíc ren 1 P =3,175 mm (8vßng ren/in); ®é c«n 16 . + ¦u ®iÓm: DÔ c¾t ren, gi¸ thµnh h¹, söa ch÷a l¹i ren dÔ dµng. + Nhîc ®iÓm: HiÖu qu¶ mèi nèi thÊp, kh«ng ®¶m b¶o mèi nèi kÝn tuyÖt ®èi nhÊt lµ víi giÕng khÝ. §Ó t¨ng hiÖu qu¶ mèi nèi ngêi ta t¨ng chiÒu dµi mèi nèi kho¶ng tõ 2040% th× ®é bÒn mèi nèi t¨ng ®îc tõ 1020% nhÊt lµ víi nh÷ng èng 1 5 chèng cã ®êng kÝnh tõ 42 in ®Õn 98 in. Qua ®ã ®é kÝn cña mèi nèi còng ®îc t¨ng lªn. §Ó t¨ng thªm ®é kÝn cña mèi nèi ngêi ta cßn cã thÓ b«i mì ®Æc biÖt vµo ren cña mèi nèi tríc khi vÆn. * èng Extreme line : (xem h×nh vÏ 7) B §Æc ®iÓm: Hai ®Çu èng ®îc chån dµy c¶ 2 phÝa trong vµ ngoµi (ngoµi dµy h¬n), mét ®Çu ®ùc vµ mét ®Çu c¸i nèi trùc tiÕp. Ren: cã tiÕt diÖn h×nh thang, 2 mÆt ren nghiªng 1 gãc 60, bíc ren lín: 1 6 vßng ren/in, ®é c«n 8 ; -98-