Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 3

Chia sẻ: Asfj Asfhjk | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

180
lượt xem 66
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 3', kỹ thuật - công nghệ, hoá học - dầu khí phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 3

Q. M = k. g rct(C1u - C2u. ) (12). Q. Thay (11) vµo (12) ta ®îc: M= k. g rct.u (13) C«ng thøc tæn thÊt ¸p suÊt bªn trong tuèc bin: u2 u Pt = Hth .  = K. g (C1u -C2u) = k. . g (14). g. Pt u= (15) k. Thay (15) vµo (13) chóng ta thu ®îc. k M= g rctQ. Pt (16). ¸p uÊt cung cÊp cho tuèc bin: Pct= Pb- (B. L + A ) . Q2. (17). Thay (17) vµo (16). chóng ta thu ®îc: k 2 4 g . rct . PbQ - (BL + A) .Q ) M= (18). BiÓu diÔn cña hµm sè: M = f(Q) chóng ta ®îc ®å thÞ lµ: M Mmax Qmax Qo Q H×nh2 0 d. M §iÒu kiÖn x¸c ®Þnh Q0. d. Q = 0 . 2. P0Q - 4 (A. L + B)  . Q03 = 0 (19). Pb Q0= (20). 2(A. L +B) .  ¸p suÊt cung cÊp cho tuèc bin sÏ lµ: Pb Pct0 = Pb (A. L + B)  Q02 = Pb - (A. L + B ) . 2 (A. L + B) 169
1 Pct0 = 2 Pb (21) 1 Nct = 2 P (22). Nh vËy chóng ta ®i ®Õn kÕt luËn: ®Ó thu ®îc momen cùc ®¹i ë tuèc 1 1 bin Pct0 = 2 Pb hay Nt0 = 2 Nb §Ó tuèc bin tiªu thô hÕt c«ng suÊt do b¬m cung cÊp : Pt0 = Pct0 Pb Pb Pb Apk0  Q2= 2  Ap h0 =2/ (A. L + B ) 2 Tõ ®©y chóng ta rót ra: B. L + A k0= (23). Ap Tõ c«ng thøc (20) vµ (23) chóng ta còng nhËn thÊy r»ng chiÒu s©u l cµng lín th× Q0 cµng gi¶m vµ k0 cµng t¨ng. b). Trong trêng hîp c«ng suÊt b¬m kh«ng ®æi. Nb = const . N NÕu ë biÓu thøc (18) chóng ta thÊy Pb= Qb . BiÓu thøc cña momen sÏ trë thµnh k 4 g rct. NbQ - (A. L + B)  Q M= (24) Víi N0= const dM 3 dQ = 0 Nb- 4(B. L + A )  Q0 = 0 3 Nb Q0= (25) 4. (B. L + A) NÕu chóng thay Q0vµo c«ng thøc sau : Nb Nt0= N0- Nth =Nb - (B. L + A)  Q03 = Nb- (B. L + A )  4 (B L + A) 3 Nct0 = 4 Nb (26) 3 Ptc0 = 4 Pb (27). 170
Tõ c«ng thøc (6) , (21) , (27) chóng ta rót ra r»ng ®Ó sö dông mét c¸ch hîp lý thiÕt bÞ b¬m, tuèc bin khoan ph¶i sö dông Ýt nhÊt1/2¸p suÊt b¬m. ChiÒu s©u lµm viÖc cµng t¨ng, do kh¶ n¨ng giíi h¹n cña b¬m, lu lîng dung dÞch cµng gi¶m ®i, sè tÇng cña tuèc bin còng dÇn dÇn t¨ng lªn. Chóng ta còng sÏ sö dông tõ tuèc bin ®¬n sang tuèc bin nèi tõ hai ®Õn ba ®o¹n. 5.9. Chän chÕ ®é thuû lùc cho tuèc bin ë phÇn trªn chóng ta ®· nghiªn cøu viÖc x¸c ®Þnh lu lîng b¬m tèi u trong ®iÒu kiÖnP0= const vµ L = const Nhng thùc tÕ c«ng suÊt cña b¬m kh«ng thay ®æi Nb = const vµ chiÒu s©u giÕng t¨ng dÇn tõ nhá tíi lín. Nh vËy c«ng suÊt cña b¬m ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc: Nb = Nt+ Nth= PtQ+ Pth Q. (1) N0 = Ap . . Q3 + (BL + A).  Q3 Nb Qnax = (2) (B. L + A + Ap). Chóng ta còng x¸c ®Þnh ®îc mét lîng tèi thiÓu Qmin cÇn thiÕt ®Ó n©ng h¹t mïn khoan lªn mÆt:  Q min = 4 (Dc2- D2) V min (3). Nh vËy lu lîng Q chän n»m trong kho¶ng: Qmin
Gi÷a hai chiÒu s©u liªn tôc Q1 kh«ng ®æi, nÕu l t¨ng lªn th× ¸p suÊt ë b¬m sÏ t¨ng lªn tiÕn ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i Pbmax . T¬ng øng víi®êng kÝnh Xi lanh 1. Vµ c«ng suÊt còng t¨ng lªn tiÕn dÇn ®Õn gi¸ trÞ cùc ®¹i cña b¬m. §Ó gi¶m c«ng suÊt cña b¬m th× trong kho¶ng L 1 L2 ta ph¶i gi¶m lu lîng b¬m Q2 < Q1th× lËp tøc c«ng suÊtt¹i b¬m còng sÏ gi¶m xuèng Nbgi¶m vµ ¸p suÊtë b¬m còng gi¶m xuèng. Trong qu¸ tr×nh khoan víiQ = Q2= const tõ L1 L2. Th× c«ng suÊtcña b¬m còng t¨ng dµn ®Õn Nb max vµ ¸p suÊtë b¬m còng t¨ng dÇn ®Õn giíi h¹n Pbmax. Vµ t¬ng tù nh thÕ tõ L2 L3 Trong ®iÒu kiÖn trong c¸c kho¶ng Q kh«ng ®æi th× c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña tuèc bin Pt0, Nt0, nt0. sÏ kh«ng ®æi. 5.10. ¶nh hëng cña ®é mµi mßn c¸c chi tiÕt cña tuèc bin ®Õn c¸c th«ng sè ho¹t ®éng cña tuèc bin. 5.10.1 Mßn ë ®Üa stat¬ vµ r« t¬. C¸c ®Üa stat« vµ r«t¬ cña tuèc bin bÞ mµi mßn do c¸c thµnh phÇn chÊt r¾n ch÷a trong dung dÞch. Do ma s¸t gi÷a c¸c ®Üa stat¬ vµ r«t¬ trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. Do tuèc bin lµm viÖc víi thêi gian t¬ng ®èi lín . §Üa r«t¬ vµ stat¬ bÞ mµi mßn nhÊt lµ ë c¸c mÆt díi cña r×a ra, lµm thay ®æi gãc cÊu tróc c dÉn ®Õn thay®æi gãc thuû  ’c c H×nh22 Sù t¨ng lªn cña gãc csÏ lµm gi¶m ctg  c vµ dÉn ®ÕnM0gi¶m , N0 gi¶m ctg  02 c Q 2 M0 = k 2g. H . h 1  ctg  2 3   0 c Q3 N0= K. g  H. n dlth   172
Sù mµi mßn ë mÆt trªn hay mÆt díi cña ®Üa r«t¬ hay stat¬ sÏ lµm t¨ng thªm ®é hë däc cña tuèctbin. T¹o nªn nh÷ng vïng quÈn cña dung dÞch khoan - Do ®ã sù mÊt m¸t ¸p suÊt ë tuèc bin t¨ng lªn . §ång thêi nã còng t¨ng gãc thuû lùc th vµ dÉn ®Õn Momen vµ c«ng suÊt gi¶m . 5.10.2. ¶nh hëng cña ®é mµi mßn ë c¸c æ tùa . Sù mµi mßn ë c¸c ®Üa di ®éng ë æ tùa chÝnh ®a ®Õn viÖc xuÊt hiÖn sù kh«ng ®«ng ®Òu trªn bÒ mÆt tiÕp xóc víi phÇn cã bäc cao su cña ®Üa ®øng yªn, lµm t¨ng thªm hÖ sè ma s¸t vµ lµm t¨ng thªm tiªu thô n¨ng lîng ë æ tùa. ë c¸c ®Üa ®øng yªn cña c¸c æ t¹, bäc cao su bÞ døt bÞ nhæ hay bÞ ph¸ huû khi chóng tiÕp xóc víi c¸c s¶n phÈm dÇu má chøa trong dung dÞch, kÕt qu¶ lµ ®a ®Õn sù gi¶m hiÖu suÊt c¬ khÝ cña tuèc bin . C¸c miÕng cao su bÞ t¸ch ra tõ c¸c ®Üa ®øng yªn cña æ tùa chÝnh nã ®i vµo c¸c r·nh tho¸t níc cña ®Üa r«t¬ vµ stat¬ g©y ¶nh hëng xÊu ®Õn qu¸ tr×nh lu th«ng cña dung dÞch khoan, cã thÓ g©y kÑt tuèc bin. Trong trêng hîp bäc lãt ë ®Õ tuèc bin bÞ mµi mßn, ®a ®Õn hiÖn tîng mÊt mét phÇn lín lu lîng dung dÞch ë ®©y. Do ®ã lu lîng cña dung dÞch®i xuèng choßng lµm s¹ch ®¸y lç khoan bÞ gi¶m sót, lµm qu¸ tr×nh lµm s¹ch ®¸y lç khoan còng bÞ h¹n chÕ. 5.11. VËn hµnh tuèc bin khoan. 5.11.1. C«ng t¸c chuÈn bÞ tuèc bin tríc khi khoan. BÊt kú lµ tuèc bin míi hay lµ tuèc bin võa söa ch÷a ë c¸c xëng tuèc bin, tríc khi ®a ra sö dông ë giÕng khoan cÇn ph¶i kiÓm tra theo ®óng c¸c quy chuÈn. Tríc khi th¶ xuèng giÕng khoan còng cÇn ph¶i x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng lµm viÖc cña tuèc bin t¬ng øng. Tríc khi ®a tuèc bin khoan tíi c¸c lç khoan, ngêi ta tiÕn hµnh thö tuèc bin theo c¸c quy chuÈn ®¬n gi¶n vµ tæng hîp ®Ó tr¸nh cho viÖc chuyªn chë v« Ých vµ ph¶i thö ë lç khoan. §Ó thö tuèc bin khoan theo quy chuÈn ®¬n gi¶n, th«ng thêng ngêi ta sö dông mét thiÕt bÞ khoan cì nhá vµ ph¶i cã mét m¸y b¬m dung dÞch b¶o ®¶m mét lu lîng Ýt nhÊt tõ 35 - 40 l/s víi mét ¸p suÊt 50 - 70 kG/cm2. C¸c bíc kiÓm tra nh sau: 173
5.11.1.1. KiÓm tra sù khëi ®éng cña tuèc bin . Tuèc bin ®îc treo ë mãc n©ng cña rßng räc ®éng vµ ®îc nèi víi hÖ thèng tuÇn hoµn cña dung dÞch. Tríc khi b¾t ®Çu khëi ®éng b¬m cÇn ph¶i më hoµn toµn van x¶ cña b¬m dÉn ra thïng chøa dung dÞch . Van x¶ ®îc ®ãng l¹i tõ tõ vµ theo dâi ®ång hå ®o ¸p lùc. Trong ®iÒu kiÖn th«ng thêng trôc tuèc bin b¾t ®Çu quay víi ¸p suÊt10 - 15 kG/cm2. Trôc tuèc bin cÇn ph¶i quay víi tèc ®é nhanh dÇn ®Òu vµ tr¸nh giËt côc. Sau khi t¾t b¬m còng cÇn ph¶i theo doÜ tèc ®é dõng cña tuèc bin, chóng dõng tõ tõ kh«ng ®ét ngét. Trong khi kiÓm tra nÕu thÊy ¸p suÊt tiªu thô trong tuèc bin qu¸ lín so víi ho¹t ®éng b×nh thêng cña tuèc bin víi cïng lu lîng vµ trôc tuèc bin dõng ®ét ngét, chøng tá ma s¸t bªn trong tuèc bin lín, nhÊt lµ ë æ tùa chÝnh cña nã. Trong trêng hîp nµy cÇn ph¶i tiÕn hµnh ch¹y rèt ®a tuèc bin b»ng c¸ch quay trôc tuèc bin nhê bµn quay r«t¬ trong kho¶ng 10 - 15 phót. NÕu nh sau khi ch¹y r«®a tuèc bin vÉn kh«ng khëi ®éng ®îc th× cÇn ®a l¹i xëng ®Ó söa ch÷a. Trong trêng hîp ¸p suÊt tiªu hao bªn trong tuèc bin thö lín h¬n ¸p suÊt ho¹t ®éng b×nh thêng cu¶ nã víi cïng mét lu lîng Q kho¶ng 15 - 20% . §iÒu nµychøng tá r»ng ®Üa stat¬ vµ r«t¬ cña tuèc bin bÞ mßn vµ tæn thÊt ¸p suÊt ë tuèc bin t¨ng lªn. Tuèc bin còng cÇn göi l¹i xëng ®Ó söa ch÷a. 5.11.1.2. §o ®é hë däc cña tuèc bin. Ph¬ng ph¸p ®o ®îc tiÕn hµnh nh sau: Tuèc bin treo ë £lªvat¬ vµ th¶ xuèng cho ®Õn khi ®Çu díi cña trôc dùa hoµn toµn vµo bµn quay r«t¬, lÊy phÊn ®¸nh dÊu ë mÐp díi cïng cña ®Õ vµo trôc tuèc bin . Sau ®ã n©ng tuèc bin lªn khái bµn quay r«t¬ vµ còng ë mÐp díi cïng cña ®Õ tuèc bin , ®¸nh dÊu phÊn thø 2 lªn trôc tuèc bin. Kho¶ng c¸ch 2 ®Çu phÊn ®ã chÝnh lµ ®é hë däc cña tuèc bin. ë mét tuèc bin míi hay võa söa ch÷a xong, ®é hë däc kh«ng vît qu¸ 34mm. Trong trêng hîp ®é hë däc cña tuèc bin kh¸ lín, th× cÇn ph¶i x¸c ®Þnh nguyªn nh©n cña nã. NÕu nh ®Õ tuèc bin, ®Çu nèi, vµ èc cña trôc ®· vÆn chÆt th× nguyªn nh©n sÏ lµ do l¾p r¸p kh«ng t¬ng øng cña æ tùa chÝnh. 174
5.11.1.3. §o ®é mÊt dung dÞch ë ®Ó tuèc bin. Ngêi ta l¾p mét dông cô ®o ë ®Õ tua bin (h×nh vÏ díi) Trong trêng hîp lîng dung dÞch bÞ mÊt lín h¬n kho¶ng 25% lu lîng ë b¬m th× cÇn ph¶i thay thÕ ®Õ míi. §Ó nghiªn cøu ®Æc tÝnh ho¹t ®éng cña tõng lo¹i tuèc bin, cÇn ph¶i cã mét quy chuÈn tæng hîp ®Ó thö . ë quy chuÈn tæng hîp ngoµi nh÷ng ®Æc tÝnh ®o ë quy chuÈn ®¬n gi¶n nã cßn ®o thªm nh÷ng ®Æc tÝnh lµm viÖc cña tuèc bin nh: Thay ®æi M, N, cña tuèc bin theo sè vßng quay víi lu lîng vµ ®Æc tÝnh kh¸c nhau cña dung dÞch. Dùa vµo c¬ së nµy ®Ó chóng ta x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè lµm viÖc cña tuèc bin ë giÕng khoan. Bªn c¹nh thiÕt bÞ ë quy chuÈn ®¬n gi¶n, quy chuÈn tæng hîp cÇn thªm 1 - Th©n tua bin 2 - §Õ 3- Trôc 4 - Vá dông cô 5 - B¹c lãt kÝn 6 - §inh vÝt 7 - èng x¶ H×nh23 - Mét dông cô t¹o t¶i träng däc. - Dông cô ®o vµ ghi c¸c sè ®o. (T¶i träng, momen, c«ng suÊt, sè vßng quay, ¸p suÊt vv .). Trong c«ng t¸c vËn chuyÓn tuèc bin, ph¶i cÈn thËn nhÑ nhµng, tr¸nh va ch¹m ®ét ngét, ë hai ®Çu cña tuèc bin ph¶i cã ®Çu b¶o vÖ. Tríc khi th¶ tuèc bin xuèng giÕng khoan, còng cÇn ph¶i kiÓm tra l¹i gièng nh ë quy chuÈn ®¬n gi¶n. NÕu nh ë trªn mÆt tuèc bin kh«ng thÓ khëi ®éng ®îc, ngay c¶ sau khi dïng bµn quay r«t¬ ®Ó quay trôc, th× tuèc bin Êy kh«ng ®îc th¶ xuèng giÕng khoan n÷a. 175
5.11.2. Ho¹t ®éng cña tuèc bin trong giÕng khoan. ViÖc th¶ tuèc bin xuèng giÕng khoan ®îc tiÕn hµnh víi mét tèc ®é võa ph¶i. CÇn ph¶i theo dâi ®ång hå ®o träng lîng vµ khi chóng ta thÊy ®ång hå ®o träng lîng gi¶m ®i 2 - 3 v¹ch th× tuèc bin ®· ®Õn ®¸y. Ta tiÕn hµnh khëi ®éng tuèc bin vµ më réng ®êng kÝnh lç khoan theo ®êng kÝnh th«ng thêng cña choßng. - §Ó tr¸nh vµ lo¹i trõ vËt ngo¹i lai cã kÝch thíc lín lÉn lén vµo trong dung dÞch vµ cã thÓ ®a ®Õn t×nh tr¹ng t¾c tuèc bin, ë ®êng èng x¶ cña b¬m hay phÝa díi cña cÇn chñ ®¹o vµ ®Çu nèi trªn cña tuèc bin ng¬× ta l¾p c¸c dông cô läc. Khi tuèc bin gÇn ®Õn ®¸y th× vËn tèc th¶ ph¶i gi¶m dÇn. Khi tuèc bin gÇn ®Õn ®¸y th× cho b¬m khëi ®éng. Van x¶ cña b¬m ra thïng dung dÞch hoµn toµn ë tr¹ng th¸i më. Van x¶ nµy sÏ ®îc ®ãng dÇn theo tõng nÊc vµ sÏ ®îc ®ãng hoµn toµn sau khi b¬m ho¹t ®éng trong kho¶n 5 - 6 phót. NÕu thÊy tuèc bin kh«ng ho¹t ®éng th× nªn th¶ xuèng choßngvíi t¶i träng bÐ ®Ó gi¶m ®é chÞu t¶i ë æ tùa chÝnh t¹i ®iÒu kiÖn nhÑ nhµng cho tuèc bin khëi ®éng. ThØnh tho¶ng ®Ó khëi ®éng tuèc bin ngêi ta cho choßng khoan v¸ ch¹m nhÑ ë ®¸y giÕng khoan. Nhng ph¬ng ph¸p nµy nguy hiÓm dÔ bÞ háng choßng khoan. - NÕu nh c¸c trêng hîp trªn kh«ng thµnh c«ng th× chóng ta tiÕn hµnh cho tuèc bin ch¹y r«®a b»ng c¸ch quay cét cÇn khoan nhê bµn quay r«t¬ trong kho¶ng 10 - 15 phót vµ t¹o t¶i träng cho choßng khoan. Sau khi cho ch¹y r«®a chóng ta sÏ kÐo choßng lªn c¸ch ®¸y kho¶ng 10 - 30 m. ë kho¶ng c¸ch nµy ®êng kÝnh cña choßng t¬ng øng víi ®êng kÝnh cña giÕng . ë t¹i ®iÓm nµy cho tuèc bin khëi ®éng. NÕu tuèc bin ho¹t ®éng th× cho tiÕn dÇn tíi ®¸y vµ dïng choßng ®Ó më réng lç khoan ®Õn ®êng kÝnh b×nh thêng . Sau ®ã tiÕp tôc khoan b×nh thêng. NÕu tuèc bin kh«ng khëi ®éng ®îc th× ph¶i kÐo lªn. Trong thêi gian khoan viÖc kiÓm tra ho¹t ®éng cña tuèc bin cÇn ®îc theo dâi qua ®ång hå ®o träng lîng, ®ång hå ®o ¸p suÊt. Chóng ta còng biÕt r»ng víi tuèc bin th«ng thêng, víi mét lu lîng dung dÞch kh«ng ®æi th× tæn thÊt ¸p lùc trong tuèc bin còng kh«ng®æi Pt = const . Ngay c¶ khi chÕ ®é khoan 176
¸p dông cã thay ®æi . ViÖc t¨ng hoÆc gi¶m ¸p suÊtë b¬m b¸o hiÖu nh÷ng h háng ë b¬m hay hÖ thèng tuÇn hoµn. Th«ng thêng chÕ ®é lµm viÖc cña tuèc bin khoan ®îc x¸c ®Þnh qua viÖc chän t¶i träng ®¸y. ë c¸c thêi ®iÓm lµm viÖc ban ®Çu cña choßng víi nhiÒu t¶i träng ®¸y kh¸c nhau. Chóng ta sÏ chän t¶i träng mµ ®¶m b¶o vËn tèc c¬ häc lín nhÊt. Tríc khi kÐo choßng tiÕp tôc cho dung dÞch tuÇn hoµn Ýt nhÊt kho¶ng 8  1 0 phót . Sau khi ngõng b¬m tiÕn hµnh kÐo choßng lªn khái ®¸ylç khoan. Van x¶ ®îc më chØ sau khi dõng b¬m tõ 3 - 5 phót. Chóng ta ph¶i tiÕn hµnh nh vËy ®Ó tr¸nh cho mïn khoan ë kho¶ng kh«ng vµnh xuyÕn x©m nhËp vµo bªn trong tuèc bin . Nh chóng ta biÕt r»ng trong qu¸ tr×nh khoan, nÕu nh v× lý do nµo ®ã mµ ngõng b¬m dung dÞch. Dung dÞch khoan cã chøa mïn khoan ë kho¶ng kh«ng vµnh xuyÕn cã tû träng lín h¬n sÏ x©m nhËp vµo bªn trong tuèc bin. NÕu nh chóng ta cho b¬m ho¹t ®éng trë l¹i ®ét ngét, mïn khoan trong tuèc bin sÏ lµm ¶nh hëng xÊu ®Õn tuèc bin hay lµm t¾c tuèc bin. V× vËy qu¸ tr×nh khëi ®éng ph¶i tiÕn hµnh tõ tõ b»ng c¸ch ®ãng dÇn tõng nÊc van x¶ ë èng x¶ cña b¬m. Sau khi kÐo mét choßng bÞ mßn, tríc khi th¶ mét choßng míi, tuèc bin sÏ cÇn ph¶i kiÓm tra l¹i. §o ®é hë däc vµ ngang, kiÓm ra tr¹ng th¸i cña c¸c ®Çu ren nèi. NÕu nh ®é hë däc lín h¬n 3mm vµ ®é hë ngang lín h¬n 2mm so víi ®é hë ban ®Çu, hoÆc ren nèi bÞ mßn, tuèc bin ph¶i göi vÒ xëng ®Ó kiÓm tra söa ch÷a. Ho¹t ®éng kh«ng b×nh thêng cña tuèc bin b»ng c¸ch theo dâi c¸c ®ång hå ®o. C¸c trêng hîp kh«ng b×nh thêng cña tuèc bin thêng gÆp trong thùc tÕ. 5.11.2.1 ViÖc gi¶m ¸p suÊt ë b¬m dung dÞch: Cã liªn quan ®Õn viÖc gi¶m lu lîng qua tuèc bin do ®ã M vµ N cña tuèc bin còng bÞ gi¶m . ViÖc gi¶m ¸p suÊt ë b¬m do nh÷ng nguyªn nh©n : - B¬m bÞ háng: Pittong, s¬ mi, si lanh, c¸c sup¸p bÞ mßn C¸c suppap ho¹t ®éng kh«ng ®ång bé, t¾c clabin ë ®êng èng hót. KhÝ ho¸ dung dÞch khoan, sè 177
hµnh tr×nh cña b¬m bÞ gi¶m do chïng d©y c«roa truyÒn tõ ®éng c¬ ®Õn b¬m: - Cét cÇn khoan bÞ rß: Ren kh«ng kÝn, cÇn bÞ rß. §Ó ph¸t hiÖn chç hë cÇn ph¶i kÐo lªn ®Ó kiÓm tra. 5.11.2.2 T¨ng ¸p suÊt ë b¬m: Tuèc bÞ bÞ t¾c, t¾c ë r·nh tho¸t níc cu¶ ®Üa r«t¬, stat¬, ë æ tùa chÝnh, ë c¸c èng läc. 5.11.2.3 Tuèc bin kh«ng nhËn t¶i träng ®¸y trong thêi gian lµm viÖc cã nghÜa lµ khi kÐo choßng lªn khëi ®éng th× tuèc bin ho¹t ®éng . Cã ho¹t ®éng th× vËn tèc c¬ häc cña choßng còng rÊt bÐ. * Nguyªn nh©n g©y nªn hiÖn tîng nµy lµ: - Nguyªn nh©n do háng choßng : Thêng gÆp lµ c¸c nãn xoay bÞ kÑt, trong trêng hîp nµy ®ßi hái momen quay choßng lín vµ tuèc bin kh«ng ®¶m b¶o ®îc - Nguyªn nh©n do tuèc bÞ bÞ háng: * Háng ë æ tùa chÝnh, c¸c mÆt tiÕp xóc cí bäc cao su bÞ mßn bÞ r¸ch hay bÞ døt hay bÞ t¸ch ra khái ®Üa stat¬ do ®ã n¨ng lîng tiªu hao ë ®©y rÊt lín. * §Õ cña tuèc bin hay èc cña r«t¬ vÆn kh«ng chÆt, do ®ã c¸c ®Üa stat¬ bÞ quay díi t¸c dông cña m«men ph¶n, cßn c¸c ®Üa r«t¬ t¹o nªn mét momen kh«ng tho¶ m·n ®Ó b¶o ®¶m qu¸ tr×nh khoan . * §Üa cña tuèc bin bÞ mßn, mét phÇn lín n¨ng lîng sinh ra ®Ó th¾ng ma s¸t gi÷a c¸c ®Üa víi nhau. Mçi mét tuèc bin khoan cÇn ph¶i kÌm theo mét lý lÞch kü thuËt theo dâi ,tÊt c¶ c¸c sè liÖu liªn quan ®Õn sù kiÓm tra vµ thö tuèc bin ë c¸c quy chuÈn, ë giÕng, lµm viÖc cña c¸c tuèc bin ë giÕng ®Òu ph¶i ghi l¹i . 5.12. Hoµn thiÖn tuèc bin khoan. Sù ph¸t triÓn cña khoan tuèc bin di ®«i víi viÖc c¶i tiÕn nh÷ng tuèc bin th«ng thêng vµ chÕ t¹o nh÷ng lo¹i tuèc bin míi ®Ó ®¸p øng vµ phï hîp víi yªu cÇu khoan. 5.12.1. C¶i tiÕn cÊu tróc cña tuèc bin th«ng thêng. 5.12.1.1 C¶i tiÕn c¸c ®Üa r«t¬vµ stat¬. Trong ph¬ng híng nµy th× ®Üa r«t¬ vµ stat¬ ®îc ®óc trong mét khu«n ®Æc biÖt víi ®é chÝnh x¸c cao. C¸c r×a cña r«t¬ vµ stat¬ hÑp vµ bÒ mÆt cña c¸c c¸nh palÝt ph¼ng h¬n so víi tuèc bin th«ng thêng. Do ®ã dßng dung dÞch ch¶y qua c¸c tÇng trong tuèc bin dÔ dµng h¬n vµ h¹n chÕ ®îc dßng ch¶y quÉn trong tua bin. HiÖu qu¶ lµ t¨ng ®îc hiÖu suÊtcña tuèc bin, t¨ng tuæi thä cña tuèc bin. H¹n chÕ ®îc sù mµi mßn do dung dÞch khoan. C¸c ®Üa stat¬ vµ 178
R¬t ®óc trong khu«n ®Æc biÖt cã chiÒu cao bÐ nªn cã thÓ l¾p ®îc nhiÒu tÇng trong cïng chiÒu dµi trôc so víi Tuabin khoan th«ng thêng, do ®ã mµ N t¨ng lªn. VÉn trong ph¬ng híng c¶i tiÕn c¸c ®Üa r«t¬ vµ stat¬ ngêi ta chÕ t¹o c¸c ®Üa r«t¬ vµ stat¬ b»ng chÊt dÎo, kh«ng ph¶i toµn bé ®Üa ®îc chÕ t¹o b»ng chÊt dÎo mµ chØ mét phÇn m¹ng c¸c c¸nh palÐt cßn c¸c vßng thÐp th× vÉn chÕ t¹o b»ng thÐp ®Ó cã kh¶ n¨ng liªn kÕt víi nhau. ë ®Üa r«t¬ th× vÆn èc, ®Üa stat¬ th× vÆn ®Õ. ¦u ®iÓm cña lo¹i tuèc bin nµy lµ chÞu mµi mßn cao®èi víi dßng dung dÞch mang theo c¸c chÊt r¾n mµi mßn. Nhîc ®iÓm:- §é bÕn cña nã giíi h¹n bëi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é nªn kh«ng thÓ dïng ®Ó khoan ë chiÒu s©u lín. 5.12.1.2. C¶i tiÕn cÊu tróc æ tùa. Trong tuèc bin khoan bé phËn chãng bÞ mßn nhÊt lµ æ tùa chÝnh. V× vËy mäi gi¶i ph¸p ®Òu nh»m t¨ng tuæi thä cña æ tùa chÝnh. - Dïng vËt liÖucã bÒ mÆt tiÕp xóc (cao su- thÐp) cã chÊt l¬ng tèt. Cao su phñ chÕ t¹o b»ng cao su chÞu dÇu. §iÒu nµy còng cho phÐp sö dông chÊt láng khoan lo¹i nhò t¬ng ngîc hoÆc thuËn. - ChÕ t¹o lo¹i æ tùa chiÒu trôc trît cã vßng phñ cao su cã thÓ th¸o ra ®îc. Trong trêng hîp vßng phñ cao su bÞ mµi mßn cã thÓ th¸o ra®îc vµ thay thÕ b»ng vßng míi, nh vËy kÐo dµi thêi gian lµm viÖc cña æ tùa . - ë mét sè tua bin, æ tùa chÝnh l¾p phÇn díi Tuèc Bin ë trªn ®Õ, nh vËy b¶o ®¶m ®é kÝn phÇn díi TB vµ h¹n chÕ sù mÊt m¸t dung dÞch qua ®Õ. - æ tùa chiÒu trôc tiªu thô n¨ng lîng lín. V× vËy ngêi ta chÕ t¹o ®îc nh÷ng lo¹i æ tùa l¨n n»m trong hép kÝn ®îc b«i tr¬n. - Tuèc bin cã trôc spenden. 5.12. 2. Nh÷ng cÊu tróc kh¸c cña tuèc bin. 5.12.2.1 Tuèc bin kÕt hîp. Tuèc bin kÕt hîp do viÖc dÇu Ph¸p chÕ t¹o. Tuèc bin nµy ®îc l¾p c¸c ®Üa r«t¬ vµ stat¬ víi c¸nh palÐt®Æc biÖt ®Ó gi¶m sè vßng quay, kÕt hîpvíi c¸c ®Üa r«t¬ vµ stat¬ cña TB b×nh thêng. 179
Qua thay ®æi tûlÖ cña c¸c ®Üa r«t¬ vµ stat¬ cña 2 lo¹i nãi trªn chóng ta cã thÓ thu ®îc TB ho¹t ®éng æn ®Þnh t¬ng øng víi tõng lo¹i choßng vµ cÊp ®Êt ®¸. 5.12.2.2. Tuèc bin ã vá bªn ngoµi quay. Tuèc bin cã vá bªn ngoµi quay ®îc s¶n suÊt t¹i Nga. Lµ mét lo¹i TB cã sè vßng quay bÐ. ë lo¹i TB nµy th©n bªn ngoµi TB quay vµ ®îc nèi víi choßng vµ trôc cña TB kh«ng quay vµ nèi víi cét cÇn khoan. Dung dÞch khoan ®i qua trôc rçng cña tuèc bin vµ xuèng phÇn díi cña TB vµ ®îc chia thµnh 2 phÇn.: Mét phÇn ®i ngîc lªn gi÷a kho¶ng kh«ng gian gi÷a th©n quay vµ trôc trong ®ã cã l¾p c¸c c¸nh r«t¬ vµ stat¬. Cßn phÇn kia th× ®i th¼ng xuèng choßng. PhÇn ®Çu tiªn cña dung dÞch sau khi ®i qua c¸c tÇng TB lµm quay c¸c ®Üa r«t¬ vµ ®i ra ngoµi kho¶ng kh«ng vµnh xuyÕn gi÷a TB vµ thµnh lç khoan nhËp vµo dßng dung dÞch ®i lªn mÆt ®Êt. Bë v× t¶i träng thuû lùc t¹o nªn do tæn thÊt ¸p suÊt trong TB cã t¸c dông ngîc chiÒu víi t¶i träng do tæn thÊt thuûlùc ë choßng, v× vËy æ tùa chÝnh chÞu t¶i träng nhÑ h¬n. Tiªu hao n¨ng lîng ë æ tùa gi¶m vµ tuæi thä cña nã dµi h¬n so víi tu«c bin b×nh thêng. Ngîc ®iÓm: PhÇn dung dÞch ®Ó ch¹y TB kh«ng thÓ phôc vô cho qóa tr×nh röa s¹ch ®¸y. 5.12.2.3 §éng c¬ ®¸y thÓ tÝch. (PDM - Dositive Displaycement mud Motor) Thùc tÕ khoan ®· chØ ra r»ng, hiÖu qu¶ kinh tÕ vµ kü thuËt khoan cao, khi sè vßng quay cña choßng n»m trong kho¶ng 150v/f. §Ó cã ®îc chÕ ®é khoan nh vËy (BHИИБΤ) trong kho¶ng n¨m 1966 - 1969®· chÕ t¹o ®îc lo¹i ®éng cã ®¸y thÓ tÝch D-170. §éng cã nµy ®îc t¹o thµnh b»ng stat¬ víi c¸c r·nh vµ r¨ng h×nh xo¾n èc, vÒ phÝa bªn trong vµ ®îc nèi víi phÇn díi cét cÇn khoan qua ®Çu nèi chuyÓn tiÕp. Stat¬ cã 10 r¨ng xo¾n èc. R«t¬ ë phÝa ngoµi, còng cã c¸c r¨ng h×nh xo¾n èc. Sè r¨ng cña r«t¬ Ýt h¬n cña stat¬ 1 r¨ng.Do h×nh d¹ng vµ sè r¨ng kh«ng b»ng nhau cña r«t¬ vµ stat¬ nªn r«t¬ sÏ quay lÖch trôc so víi stt¬. V× thÕ ®Ó truyÒn chuyÓn ®éng quay xuèng choßng ph¶i qua trôc c¸c ®¨ng. PhÝa díi cña 180
déng cã cã l¾p trôc spenden. PhÝa bªn trong rçng ®Ó dÉn dung dÞch xuèng choßng vµ bªn trong trôc spenden cã l¾p æ tùa chÝnh lo¹i bi cÇu vµ còng ®Ó bÞt kin kh«ng cho dung dÞch khoan xuèng ®Õ. C¸c r¨ng h×nh xo¾n èc cña r«t¬ vµ stat¬ liªn tiÕp tiÕp xóc víi nhau vµ t¹o nh÷ng buång kÝn theo tõng bíc r·nh. Khi b¬m dung dÞch khoan vµo ®éng c¬ th× r«t¬ sÏ chuyÓn ®éng quay vµ nã sÏ trît qua c¸c r¨ng cña stat¬ vµ qua ®ã sÏ cã sù tù ®äng ph©n hè dßng . §Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng cã ®¸y thÓ tÝch. Q = f(P) M = f(P) Nb = const n = f(P) n= F(p) p H×nh 24 ¦u ®iÓm: - CÊu tróc ®¬n gi¶n,  bÐ, v÷ng ch¾c trong qu¸ trÝnh lµm viÖc - - Momen vµ c«ng suÊtt¨ng víi sè vßng quay bÐ. 181
Ch¬ng VI: ChÕ ®é khoan ChÕ ®é khoan lµ tæng hîp c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn chØ tiÕu khoan . C¸c yÕu tè ®ã thêng gäi lµ th«ng sè chÕ ®é khoan gåm: 1. ¸p lùc ®¸y ( t¶i träng lªn choßng ) : Gc 2. Tèc ®é quay cña choßng : n 3. Lu lîng níc röa : Q 4. ChÊt lîng níc röa (tû träng, ®é nhít, ®é th¶i níc, øng suÊt c¾t tÜnh vv .) ChÕ ®é khoan nµo ®¹t ®Õn chØ tiªu cao nhÊt vÒ khèi lîngvµ chÊt lîng th× gäi lµ chÕ ®é khoan hîp lý (hoÆc chÕ ®é khoan tèi u) . Trong thùc tÕ thêng ph¶i khoan lÊy m©ò, khoan trong ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt phøc t¹p (sËp lç, mÊt níc vv .)hoÆc khoan më lç khoan lÖch sang lç míi ChÕ ®é khoan dïng trong c¸c trêng hîp ®ã gäi lµ chÕ ®é khoan ®Æc biÖt. 6.1. C¸c yÕu tè ®Ó chän ph¬ng ph¸p khoan vµ thiÕt bÞ dÉn ®éng. Trong khoan dÇu khÝ th«ng thêng sö dông ba ph¬ng ph¸p khoan. Khoan r«t¬, khoan tuèc bin, khoan b»ng ®éng c¬ ®iÖn. Hai ph¬ng ph¸p ®Çu lµ chñ yÕu , ph¬ng ph¸p sau ®ang ë trong giai ®o¹n thö nghiÖm c«ng nghiÖp. 6.1.1. C¸c yÕu tè c¬ b¶n ®Ó chän ph¬ng ph¸p khoan. 6.1.1.1. §é s©u vµ h×nh d¹ng th©n lç khoan. 6.1.1.2. TÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt ®¸ khoan qua. Tr×nh ®é kü thuËt khoan hiÖn ®¹i cho phÐp khoan b»ng tuèc bin ®Õn ®é s©u 4000-4500 m. Nguyªn nhan h¹n chÕ chiÒu s©u lµm viÖc cña tuèc bin lµ ®iÒu kiÖnlµm viÖc cña m¸y b¬m. Ýt khi gÆp nh÷ng vïng mµ toµn bé mÆt c¾t ®Þa chÊt cña nã cã ®iÒu kiÖn lý tëng cho mét ph¬ng ph¸p khoan. Th«ng thêng c¸c ®o¹n thÝch hîpvíi khoan r«t¬ h¬n l¹i n»m xen kÔ víi c¸c ®o¹n thÝch hîp víi khoan tua bin. Trong trêng hîp ®ã tèt nhÊt lµ chän ph¬ng ph¸p khoan phèi hîp. §Ó x¸c ®Þnh c¸c ®o¹n khoan b»ng r«t¬ vµ tuèc bin, nªn tiÕn hµnh khoan ®ång thêi hay lÇn lît hai hoÆc 4 lç khoan. Mét (hoÆc hai) lç khoan tõ ®Çu ®Õn cuèi b»ng tuèc bin vµ mét (hoÆc hai ) chØ khoan b»ng r«t¬. So s¸nh kÕt qu¶ khoan 182
tõng ®o¹n c¸c lç khoa nµy, chóng ta x¸c ®Þnh ranh giíi sö dông c¸c ph¬ng ph¸p khoan ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ khoan cao. Kinh nghiÖm nhiÒu n¨m ®· chØ ra r»ng, khi khoan nghiªng ®Þnh híng th× chØ nªn dïng ph¬ng ph¸p khoan tuèc bin , v× ph¬ng ph¸p nµy ®¹t c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt cao h¬n ph¬ng ph¸p khoan rot¬ cã dïng m¸ng xiªn. 6.1.1.3 Trong thiÕt bÞ dÉn ®éng: Th«ng thêng khi khoan khai th¸c th× dÉn ®éng b»ng ®iÖn, cßn khi khoan thÇn th¨m dß th× b»ng ®éng cã ®èt trong. Khoan dÉn ®éng b»ng ®iÖn rÎ h¬n nhiÒu so víi dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®èt trong.M¸y khoan ch¹y b»ng ®iÖn l¾p r¸p nhÑ nhµng vµ ®¬n gi¶n h¬n, trong qu¸ tr×nh khoan kh«ng cÇn vËn chuyÓn mét mét khèi lîng dÇu mì rÊt lín, sè ngêi phôc vô Ýt h¬n, yÕu tè c¬ b¶n ®Ó chän thiÕt bÞ dÉn ®éng lµvïng tiÕn hµnh khoan cã nguån ®iÖn líi hay kh«ng. NÕu khoan ë giµn m¹ng ®iÖn c«ng nghiÖp vµ viÖc dÉn ®iÖn ®Õn khoan trêng kh«ng chi phÝ nhiÒu th× nªn dÉn ®éng b»ng ®iÖn ngay c¶ lç khoan riªng lÎ. 6.2. C¸c chØ tiªu kinh tÕ- kü thuËt ®Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ khoan giÕng. HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh khoan giÕng ®îc ®¸nh gi¸ qua nh÷ng chØ tiªu kinh tÕ - kü thuËt: kh«Ý lîng vµ chÊt lîng. 6.2.1.C¸c chØ tiªu c¬ b¶n vÒ chÊt lîng. - B¶o ®¶m ®é th¼ng ®øng hoÆc híng ®· ®Þnh cña lç khoan . - Kh«ng lµm ¶nh hëng ®ÕntÝnh chÊt c¬ lý cña tÇng s¶n phÈm. - Ph¶i ®¹t ®Õn tÇng s¶n phÈm cuèi cïng cña giÕng khoan. ë chiÒu s©u thiÕt kÕ. 6.2.2. C ¸c chØ tiªu vÒ khèi lîng: C¸c chØ tiÕ vÒ khèi lîng ®îc ®¸nh gi¸ th«ng qua c¸c chØ tiªu vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt sau ®©y: 6.2.2.1. VËn tèc c¬ häc cña choßng khoan: h vch= tc (m/h).(VËn tèc tiÕn s©u cña choßng khi khoan) c Trong ®ã : hc , tc: chiÒu s©u khoan ®îc vµ thêi gian khoan cña choßng . 183