Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 5

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

Thêm vào BST

Báo xấu

122
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ác nhà địa chất cũng đề cập tới "cửa sổ dầu" (oil window). Đây là tầm nhiệt độ mà nếu thấp hơn thì dầu không thể hình thành, còn cao hơn thì lại hình thành khí tự nhiên. Dù nó tương thích với những độ sâu khác nhau ở những vị trí khác nhau trên thế giới, một độ sâu 'điển hình' cho cửa sổ dầu có thể là 4-6 km. Cần nhớ rằng dầu cũng có thể rơi vào các bẫy ở độ sâu thấp hơn, thậm chí nếu nó không được hình thành ở đó. Cần có ba...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 5

®ång hå vecn¬ (4), ®ång hå tù ghi (5). B¬m tay (7) b¬m chÊt láng tõ b×nh chøa (6) vµo hÖ thèng ®ång hå qua ®êng èng (8). MÆt chia ®é cña ®ång hå chØ träng lîng (3) cã 400 v¹ch chia. Thêng thêng, bÖ ®ång hå träng lîng cßn cã thªm vecn¬. Vecn¬ lµ mét ¸p kÕ m¹nh cã vßng chia ®é kÝn víi 40 v¹ch chia kh«ng chi sè. Nhê vËy dïng Vecnª ®Ó x¸c ®Þnh ¸p lùc ®¸y thuËn lîi h¬n. Toµn bé hÖ thèng thuû lùc cã chøa ®Çy níc, vÒ mïa ®«ng th× chøa hçn hîp níc víi rîu hoÆc víi glixªrin. ChÊt láng chøa trong hÖ thèng thuû lùc ph¶i trung tÝnh ( ®èi víi axit vµ kiÒm) cã hÖ sè gi·n në nhá, kh«ng hoµ tan cao su vµ kh«ng bÞ ®«ng ®Æc. Th«ng thêng sö dông dung dÞch 50% glixªrin trong níc lµ tèt nhÊt. Fc P A.DiÖn tÝch cña piston h×nh ®Üa.  Lùc t¸c dông xuèng buång chÊt láng R = A.p R l P. lµ ¸p suÊt ë buång chÊt láng. y Fc MÆt kh¸c: R = 2Fc . sin 2Fc.sin suy ra. p = ; Fc lµ lùc ë ®Çu c¸p chÕt (søc c¨ng) A y gãc  rÊt nhá nªn chóng ta coi sin  tg = l/2 2Fc. y 4F y p = A.l/2 = A c . l P.A l VËy: F c = 4 .y Träng lîng ë mãc n©ng ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc. PA l Fm= 2n.Fc = 2.n. 4 y n - lµ sè nh¸nh c¸p ®éng ë hÖ thèng pal¨ng. 199
Bëi v× gãc  thay ®æi theo lùc c¨ng ë ®Çu c¸p chÕt nªn ¸p suÊt ë buång chÊt láng kh«ng tû lÖ thuËn víi träng lîng ë mãc n©ng. Do ®ã c¸c nÊc chia ë ®ång hå träng lîng kh«ng ph¶i lµ ®¬n vÞ träng lîng, mµ nã lµ nh÷ng ®¬n vÞ t¬ng ®èi. ë mçi ®ång hå cã mét b¶ng thuyÕt minh, nhê c¸c b¶ng thuyÕt minh nµy chóng ta cã thÓ biÕn c¸c ®¬n vÞ t¬ng øng thµnh ®¬n vÞ träng lîng. VÝ dô 1. ë mét ®ång hå ®o träng lîng, khi choßng khoan treo ë trªn ®¸y lç khoan, chóng ta ®äc ë ®ång hå ®o cã 67 v¹ch. HÖ thèng pal¨ng lµ 5x6 h·y tÝnh: (sè d©y c¸p ®éng n = 10). a). Träng lîng cña cét cÇn trong dung dÞch. b). NÕu chóng ta muèn th¶ t¶i träng xuèng choßng kho¶ng 10 tÊn, th× ë ®ång hå ®ã cÇn chØ bao nhiªu v¹ch. BiÕt r»ng träng lîng chÕt 500 KG. B¶ng thuyÕt minh V¹ch Träng lîng 10 500 . . . 60 9450 70 11500 a). 60 v¹ch  9450 KG 70 v¹ch  11500 Mét v¹ch ë ®ång hå ®o trong kho¶ng nµy sÏ lµ: 11500 - 9450 = 205 KG/v¹ch 1 v¹ch = 10 Träng lîng ë ®Çu mãc n©ng (träng lîng cÇn khoan + GchÕt) G = n . Fc - GchÕt Fc- Lùc c¨ng ë ®Çu c¸p chÕt khi treo toµn bé träng lîng cét cÇn n»m trong dung dÞch. (träng lîng cña 67 v¹ch = 60 v¹ch + 7 v¹ch) Fc = 9450 + 7.205 = 10.885 kG. G = 10. Fc - 500 kG = 108350 kG. G = 10 . 10885 - 500 = 108350 kG. b. NÕu nh chóng ta th¶ mét t¶i träng 10 tÊn xuèng choßng. Chóng ta x¸c ®Þnh sè v¹ch t¬ng øng víi t¶i träng10 tÊn lµ: Fc Gc 10.000 = n. 205 = 10.205 = 5 v¹ch. 205 200
Nh vËy ®Ó th¶ t¶i träng 10 tÊn xuèng choßng th× sè v¹ch ë ®ång hå ®o träng lîng sÏ lµ 67 - 5 = 62 v¹ch . 6.7.4. C¸ch ®äc biÓu ®å träng lîng. Dùa vµo biÓu ®å träng lîng cña ®ång hå tù ghi , ta cã tÓ ®¸nh gi¸ ®îc c«ng t¸c khoan, theo dâi viÖc chÊp hµnh chÕ ®ä khoan cña tæ khoan. Mäi sù thay ®æi träng lîng cña cét cÇn khoan treo trªn mãc n©ng trong mét ngµy ®ªm ®Òu ®îc ghi l¹i trªn biÓu ®å. BiÓu ®å lµ mét tê giÊy h×nh trßn trªn ®ã cã 100 vßng trßn ®ång t©m . Cø 10 vßng l¹i cã 1 vßng ®Ëm t¬ng øng víi 10  100 ®é chia cña ®ång hå ®o träng lîng. Nh vËy kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®êng trßn c¹nh nhau sÏ t¬ng øng víi mét ®é chia cña ®ång hå ®o träng lîng. Vßng trßn ngoµi cïng ®îc chia thµnh 24 phÇn b»ng nhau t¬ng øng víi 24 giê trong mét ngµy ®ªm. BiÓu ®å nµy cã c¬ cÊu quay gièng nh c¬ cÊu cña ®ång hå. NÕu ®êng biÓu då ch¹y song song víi ®êng trßn th× cã nghÜa lµ t¶i träng trªn mãc n©ng kh«ng thay ®æi trong thêi gian ®ã. T×nh tr¹ng nµy cã thÓ x¶y ra khi ngõng khoan hoÆc khi khoan víi t¶i träng kh«ng ®æi. NÕu ®êng biÓu ®å song song víi ®êng cong híng t©m th× cã nghÜa lµ cã sù thay ®æi tøc thêi vÒ t¶i träng ë mãc n©ng. C¸c ®êng cña biÓu ®å ghi l¹i sù thay ®æi c¸c t¶i träng ë mãc n©ng theo thêi gian . Nªn khi nh×n vµo biÓu ®å chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc diÔn biÕn cña lç khoan trong mét ngµy ®ªm. KÐo, th¶, thay choßng, b¬m röa v.v... ¸p lùc ®¸y cã thÓ x¸c ®inh b»ng hiÖu sè träng lîng toµn bé cét cÇn khoan vµ träng lîng phÇn cÇn khoan treo trªn mãc . Trªn biÓu ®å ¸p lùc ®¸y x¸c ®inh b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a ®êng trßn t¬ng øng víi ®é lÖch lín nhÊt cña kim ®ång hå vµo cuèi lóc th¶ cÇn vµ ®é lÖch bÐ nhÊt cña kim ®ång hå trong qu¸ tr×nh khoan. §é chia trªn ®ång hå ph¶i ®æi ra tÊn. 24 1 23 2 22 3 21 4 20 5 19 6 18 10 7 20 17 30 40 8 50 16 60 70 9 80 15 90 100 10 14 11 13 12 201
Ch¬ng VII §iÒu chØnh híng lç khoan . Trong qu¸ tr×nh khoan, lç khoan cã thÓ cã c¸c híng sau ®©y. a c b d 1. Lç khoan hoµn toµn th¼ng ®øng (h×nh a). 2. Lç khoan nghiªng ®i so víi ®êng th¼ng ®øng (h×nh b). 3. Lç khoan cong ®Òu trong mét mÆt ph¼ng (h×nh c) 4. Lç khoan cong trong kh«ng gian (h×nh d). 7.1.Chèng cong c¸c lç khoan th¼ng ®øng. 7.1.1. HËu qu¶ cña viÖc cong lç khoan. Lç khoan th¼ng ®øng ph¶i cã ®é lÖch bÐ nhÊt so víi ®êng th¼ng ®øng mµ ®iÒu kiÖn kü thuËt cho phÐp. Kü thuËt khoan hiÖn ®¹i cho phÐp khoan c¸c lç khoan th¼ng ®øng chØ cong ®Õn 20 - 30. - Trong c¸c lç khoan cong ®Æc biÖt lµ nh÷ng chç híng cong thay ®ái ®ét ngét, c«ng t¸c khoan b×nh thêng sÏ gÆp khã kh¨n. - NÕu x¶y ra ®øt g·y dông cô khoan th× cøu ch÷a rÊt phøc t¹p. - ViÖc chèng èng sÏ gÆp khã kh¨n do ma s¸t víi thµnh èng qu¸ lín. - Tr¸m xi m¨ng khã b¶o ®¶m chÊt lîng ero. - Sù cong lç khoan lµm cho ®¸y lç khoan sai lÖch ®i nhiÒu vµ khai th¸c s¶n phÈm kh«ng ®óng chç, g©y khã kh¨n cho c«ng t¸c nghiªn cøu ®Þa chÊt, lµm sai lÖch kh¸i niÖm vÒ bÒ dµy thùc cña vØa, cã thÓ lµ nguyªn nh©n g©y ra sai lÇm khi x¸c ®Þnh ®é s©u th¶ èng chång. 7.1.2 . Nguyªn nh©n cong lç khoan., - C¸c lç khoan th¼ng ®øng hay bÞ cong lÖch v× viÖc kiÓm tra híng cña lç khoan ®îc tiÕn hµnh Ýt h¬n so víi khi khoan nghiªng ®Þnh híng. ThiÕu 202
kiÓm tra vµ thiÕu c¸c biÖn ph¸p ng¨n ngõa dÉn ®Õn cong lç khoan vµ ®¸y lÖch ®i rÊt nhiÒu. - Trong qu¸ tr×nh khoan tuèc bin, hiÖn tîng cong do nhiÒu yÕu tè: Mét sè yÕu tè gäi lµ yÕu tè kü thuËt hoµn toµn phô thuéc vµo viÖc tæ chøc qu¸ tr×nh khoan. Chóng mang tÝnh chÊt ngÉu nhiªn vµ cã thÓ kh¾c phôc ®îc nh: ChØnh t©m th¸p kh«ng ®óng, cÇn khoan l¾p trªn TB bÞ cong, ren nèi gi÷a cÇn khoan vµ ®Çu nèi tuèc bin bÞ lÖch v.v... Mét sè yÕu tè kh¸c kh«ng phô thuéc vµo viÖc tæ chøc c«ng t¸c khoan vµ kh«ng thÓ lo¹i trõ ®îc dïng trong qu¸ tr×nh khoan, chØ cã thÓ t×m c¸ch h¹n chÕ ¶nh hëng cña chóng mµ th«i. C¸c yÕu tè ®ã lµ: - Tr¹ng th¸i phÇn díi cña cét cÇn khoan do ¸p lùc ®¸y t¹o ra c¸c lùc t¸c dông theo híng vu«ng gãc víi trôc cña choßng khi khoan qua c¸c líp ®Êt ®¸ cã ®é cøng kh¸c nhau víi thÕ n»m dèc ®øng. 7.1.3. §Ò phßng cong lç khoan Ngoµi viÖc x©y l¾p thiÕt bÞ cho chuÈn th× khi chän bé dông cô ®Ó chèng cong, ngêi ta dùa vµo ba nguyªn t¾c . - Nguyªn t¾c d©y däi -Nguyªn t¾c ®inh t©m choßng khoan trong lç khoan. - Nguyªn t¾c hiÖu øng con quay cña vËt thÓ quay l¾p díi tu«c bin 7.1.3.1. Chän bé dông cô khoan theo nguyªn t¾c d©y däi: C¸c nhµ b¸c häc Mü Vudx vµ Liubinxki ®· ®Ò ra lý thuyÕt vÒ sù ho¹t ®éng cña bé dông cô ë phÇn díi cña cét cÇn khoan, khi khoan r«t¬. Lý thuyÕt ®ã dùa trªn c¬ së ph©n tÝch d¹ng uèn cña cét cÇn khoan vãi gi¶ thuyÕt lµ cét cÇn khoan lu«n lu«n quay xung quanh trôc lç khoan . Gi¶ thuyÕt nµy cho phÐp bá qua ¶nh hëng cña lùc ly t©m xuÊt hiÖn khi quay cét cÇn khoan mµ chØ nghiªn cøu sù uèn do t¸c dông cña träng lîng b¶n th©n vµ ¸p lùc nÐn chiÒu trôc. V× vËy toµn bé lý thuyÕt cña Vudx, Liubinxki vµ c¸c kÕt luËn cña cña nã ®îc øng dông khi khoan b»ng c¸c ®éng c¬ ®Æt ngÇm trong lç khoan (tuèc bin, khoan ®iÖn) * §iÒu kiÖn khoan tèt nhÊt lµ gi÷ cho cét cÇn khoan ë d¹ng th¼ng ®øng tøc lµ khi t¶i träng lªn choßng nhá h¬n lùc tíi h¹n bËc mét. Nhng nh÷ng t¶i 203
träng nh thÕ thêng kh«ng ®ñ ®Ó khoan, tèc ®é khoan thÊp. Khi t¶i träng t¨ng dÇn ®Õn gi¸ trÞ tíi h¹n th× cét cÇn khoan bÞ uèn vµ tiÕp xóc víi thµnh lç khoan. TiÕp tôc t¨ng t¶i träng lªn n÷a, nã sÏ ®¹t tíi mét gi¸ trÞ tíi h¹n míi, khi ®ã cét cÇn khoan bÞ uèn bËc 2, nÕu cßn t¨ng t¶i träng thªm n÷a th× sÏ xÈy ra uèn bËc ba, bËc bèn. * §Ó gi÷ cho lç khoan th¼ng, tèt nhÊt lµ nªn khoan víi ¸p lùc gÇn b»ng ¸p lùc tíi h¹n bËc ba, kh«ng nªn dïng c¸c ¸p lùc ®¸y nhá, mµ víi c¸c ¸p lùc ®ã cÇn còng ®· bÞ uèn cong, * NÕu cÇn khoan víi ¸p lùc ®¸y lín th× viÖc sö dông ®Çy ®ñ cÇn nÆng còng sÏ cho phÐp tr¸nh ®îc hiÖn tîng uèn bËc cao. (v× uèn bËc cao ®èi víi cÇn nÆng còng ®ßi hái momen lín . ) * NÕu kh«ng thÓ khoan víi ¸p lùc ®¸y nhá h¬n lùc g©y ra uèn däc, th× ®Ó h¹n chÕ hiÖn tîng uèn däc, ngêi ta dïng c¸c bé phËn ®Þnh t©m l¾p ®óng chç theo chiÒu dµi cét cÇn khoan. C¸c bé phËn ®Þnh t©m ph¶i c¸ch choßng mét kho¶ng lín nhÊt (sao cho ®o¹n tõ choßng ®Õn ®Þnh t©m kh«ng tiÕp xóc víi thµnh lç khoan ®o¹n tõ choßng ®Õn chç l¾p ®Þnh t©m phô thuéc vµo ®é cøng cÇn nÆng, Dck, gãc lÖch lç khoan vµ ¸p løc ®¸y) . Chän kho¶ng c¸ch nµy cã thÓ dùa theo biÓu ®å: b a c l(m) 40 2 2 30 3 3 4 2 4 20 6 6 3 4 10 10 6 15 10 10 15 15 0 40 Gc(T) 10 20 30 40 10 20 30 40 10 20 30 a).219 mm c) 203mm b). 216mm H×nh vÏ : BiÓu ®å tÝnh (l) víi  choßng = 251mm cã  cÇn nÆng (a, b, c) * Theo lý thuyÕt th× chØ l¾p mét bé ®Þnh t©m ë kho¶ng c¸ch hîp lý lµ ®ñ. Tuy vËy, trªn thùc tÕ th× viÖc l¾p thªm mét sè bé ®Þnh t©m phô phÝa trªn bé ®Þnh t©m thø nhÊt còng mang l¹i hiÖu qu¶ tèt. * CÇn tr¸nh viÖc thay ®æi ¸p lùc lóc ®ét ngét. ViÖc thay ®æi Gc trong mét kho¶ng lín cÇn ph¶i tiÕn hµnh tõ tõ, qua 5 - 10mÐt khoan. 204
7.1.3.2. Bé dông cô lµm viÖc dùa theo nguyªn t¾c ®Þnh t©m choßng khoan. Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn rÊt dÔ g©y ra cong lç khoan, bé dông cô dùa trªn nguyªn t¾c d©y däi nhiÒu khi kh«ng mang l¹i kÕt qu¶ tèt. Trong nh÷ng trêng hîp ®ã dïng bé dông cô theo nguyªn t¾c ®Þnh t©m choßng trong lç khoan thêng thu ®îc kÕt qu¶ tèt nhÊt. vÝ dô, dïng bé dông cô nh h×nh vÏ trªn. Bé dông cô h×nh bªn dîc dïng trong khoan tua bin . Tuy vËy còng cã thÓ dïng chóng trong khoan r«t¬ còng cho víi kÕt qu¶ tèt . Trong trêng hîp nµy ph¶i thay tuèc bin b»ng cÇn nÆng cã ®êng kÝnh t¬ng øng . H×nh a. Dïng trong ®iÒu kiÖn Ýt cã khuynh híng lµm cong lç khoan trong ®Êt ®¸ r¾n ch¾c æn ®Þnh . H×nh b. Dïng trong ®iÒu kiÖn dÔ bÞ cong. 1).CÇn khoan. 2)Bé phËn ®Þnh t©m. 3). CÇn n¨ng 4) Tuèc bin khoan. 5) Choßng khoan. 6) Bé chØnh t©m l¾p trªn choßng. §Ó ®o ®é cong lç khoan, hiÖn nay ngêi ta dïng c¸c dông cô ®o lÖch (kin«met) vµ dông cô cã axit flohy®ric. Dông cô cã axit flohydric ®îc sö dung nhiÒu nhÊt lµ dông petr«van. 205
7.1.4. Ch÷a cong lç khoan. Trong qu¸ tr×nh khoan, lç khoan cã thÓ bÞ cong ®Õn møc kh«ng thÓ khoan tiÕp ®îc n÷a, v× kü thuËt kh«ng cho phÐp hoÆcv× kh«ng cã Ých lîi thùc tÕ n÷a. Trong trêng hîp nµy cã thÓ dïng hai c¸ch. 1. Bá lç khoan. 2. Ch÷a l¹i lç khoan ®ã b»ng c¸ch khoan l¹i. Cã thÓ ch÷a cong b»ng ph¬ng ph¸p khoan tuèc bin hoÆc r«t¬. §Ó ch÷a lç khoan, tríc hÕt ph¶i ®o ®é cong cña toµn bé phÇn lç khoan, n»m trªn chç cong nhÊt, chän ®o¹n lç khoan nµo th¼ng ®øng nhÊt . ë díi ®o¹n lç khoan th¼ng ®øng ngêi ta ®Æt cÇu xim¨ng. Sau khi xim¨ng ®· ®«ng r¾n, ngêi ta më lç khoan míi. Nªn më lç khoan míi trong ®Êt ®¸ cã ®é bÒn thÊp h¬n ®é bÒn ®¸ xi m¨ng. Tèc ®é c¬ häc kho¶ng 10 - 12cm/h. Khi miÖng lç khoan míi võa ®îc t¹o thµnh, tøc lµ lóc mïn khoan kh«ng cßn xuÊt hiÖn vôn xi m¨ng n÷a th× cã thÓ t¨ng ¸p lùc ®¸y lªn ®Õn møc b×nh thêng. vch cã thÓ t¨ng lªn 20cm/h Khi khoan më lç khoan míi b»ng tuèc bin th× ngêi ta dïng choßng 3 chãp xoay th«ng thêng. Cã thÓ söa ch÷a cong lç khoan b»ng ph¬ng ph¸p r«t¬. Tr×nh tù më lç khoan vµ chÕ ®é khoan còng t¬ng tù nh trªn. 7.2. Khoan c¸c lç khoan nghiªng ®Þnh híng. 7.2.1. Môc ®Ých cña khoan ®Þnh híng. Qua khoan ®Þnh híng chóng ta hiÓu r»ng . Khoan xiªn lç khoan theo mét híng mong muèn vµ ®¸y cña lç khoan c¸ch ph¬ng th¼ng ®øng cña lç khoan mét kho¶ng nµo ®ã. Do ®ã muèn khoan ®îc nh÷ng lç khoan nµy chóng ta ph¶i thi c«ng giÕng khoan b»ng nh÷ng dông cô vµ kü thuËt ®Æc biÖt theo mÆt c¾t cña giÕng khoan cho tríc. Ngêi ta dïng khoan nghiªng ®Þnh híng dÓ : 1.Khoan díi khu vùc cã nhµ ë hoÆc cã c¸c c«ng tr×nh c«ng nghiÖp . 2. Khoan díi v×ng ®Çm lÇy, s«ng hå hoÆc c¸c khe cã bê dèc ®øng. 3. Khoan tõ trªn xuèng díi ®¸y biÓn. 4. Khoan ngoµi biÓn 206
5. Khoan ë nh÷ng má cã vØa c¾m dèc ®øng . Ngoµi ra khoan nghiªng cßn ®îc dïng trong trêng hîp bÞ kÑt c¸c dông cô trong lç khoan mµ kh«ng lÊy lªn ®îc . Khi ®ã ngêi ta khoan lç khoan nh¸nh míi, lÖch khái lç khoan cò. Khoan xiªn ®Ó dËp t¾t c¸c lç khoan ®· bÞ phun tù do b»ng c¸ch khoan mét lç khoan cã ®¸y gÇn ®¸y cña lç khoan ®ang bÞ phun ®Ó b¬m dung dÞch dËp. Cã hai ph¬ng ph¸p khoan nghiªng ®Þnh híng: 7.2.1.1. Ph¬ng ph¸p khoan nghiªng b»ng r«t¬: §ã lµ qu¸ tr×nh uèn cong lç khoan mét c¸ch gi¸n ®o¹n, b»ng nhiÒu lÇn khoan lÖch híng kÕ tiÕp nhau. 7.2.1.2.Khoan nghiªng ®Þnh híng b»ng ph¬ng ph¸p khoan tua bin. Thùc chÊt cña ph¬ng ph¸p nµy lµ sö dông bé dông cô ë phÇn díi cña cét cÇn khoan ®Ó t¹o ra trªn choßng khoan mét lùc lµm lÖch theo híng vu«ng gãc víi trôc cña nã. Lùc nµy t¸c dông kh«ng ngõng trong suèt qu¸ tr×nhkhoan theo mét gãc ph¬ng vÞ ®¸ s½n. 7.2.2. MÆt c¾t (tr¾c ®å) cña c¸c giÕng khoan ®Þnh híng: CÇn ph¶i chän mÆt c¾t cña c¸c lç khoan nghiªng sao cho tiªu hao vËt t vµ thêi gian khoan Ýt nhÊt, mµ vÉn ®¶m b¶o hoµn thµnh c¸c nhiÖm vô cña lç khoan. Trong khoan nghiªng ®Þnh híng phæ biÕn nhÊt lµ c¸c lo¹i mÆt c¾t sau ®©y: (5 lo¹i) A; B; C; D vµ E: r1 r1 r1 r1 2 2 2 2 3 3 4 r2 2 r2 3 r2 5 3 4 a b c d e H×nh MÆt c¾t A: Lµ d¹ng phæ biÕn nhÊt. Nã gåm ba ®o¹n, ®o¹n trªn (1) lµ ®o¹n th¼ng ®øng, ®o¹n gi÷a (2) ®o¹n cong ®Òu t¨ng ®é lÖch, ®o¹n (3) lµ ®o¹n th¼ng n»m nghiªng. D¹ng mÆt c¾t nµy ®îc dïng ®Ó khoan nghiªng ®Þnh 207
híng vµo mét vØa cã ®é lÖch lín, khi lç khoan cã ®é s©u trung b×nh. MÆt c¾t B: Còng gåm ba ®o¹n. ChØ kh¸c mÆt mÆt c¾t A lµ ®o¹n thø 3, ®o¹n thø (3) lµ ®o¹n cong ®Òu gi¶m ®é lÖch cña giÕng. MÆt c¾t nµy ¸p dông ë nh÷ng giÕng cã ®é gi¶m tù nhiªn cña gãc cong kh«ng lín, ë nh÷ng giÕng khoan s©u mµ æn ®Þnh gãc nghiªng khã. MÆt c¾t C: §îc dïng ®Ó khoan c¸c lç khoan nghiªng cã chiÒu s©u lín. MÆt c¾t nµy cã 5 ®o¹n . Nªn sö dông mÆt c¾t nµy khi ®o¹n díi cña lç khoan c¾t qua nhiÒu tÇng s¶n phÈm, mµ viÖc khai th¸c chóng ®îc tiÕn hµnh tõ díi lªn trªn. MÆt c¾t D: Gåm cã 4 ®o¹n cã ®é s©u tíi 2500m ngêi ta thêng dïng mÆt c¾t nµy ®Ó khoan nh÷ng giÕng khoan ®Õn 2500m. MÆt c¾t E: Ýt phæ biÕn h¬n so víi c¸c d¹ng mÆt c¾t trªn . MÆt c¾t nµy gåm cã 2 ®o¹n : ®o¹n 1 th¼ng ®øng, ®o¹n 2 uèn cong víi gãc lÖch t¨ng dÇn. Ngêi ta khoan theo d¹ng mÆt c¾t nh thÕ trong trêng hîp lç khoan cÇn ph¶i c¾m vµo vØa víi mét gãc ®· ®Þnh tríc. C¸c mÆt c¾t nãi trªn ®Òu lµ nh÷ng ®êng cong n»m trong mét mÆt ph¼ng th¼ng ®øng. 7.3. TÝnh to¸n vµ x©y dùng mÆt c¾t lç khoan nghiªng. 7.3.1. MÆt c¾t lo¹i A: 7.3.1.1. Kho¶ng lÖch cña ®¸y lµ khoan theo ph¬ng n»m ngang: . Gãc lÖch cña lç khoan. NÕu ®iÒu kiÖn ban ®Çu chóng thiÕt kÕ: H, A, HB, R b H l1 Gãc : Chóng ta cã thÓ tÝnh b»ng c«ng thøc R O  2 2 R(R - A) + H H + A - 2AR  = arccos h (R-A)2 + H2 l2 O H l1 = HB, l2 = 0,01745 R H ' H  l3 l3 = H' cos L = l1 + l2 + l3 a h = R.sin A' H' = H0 - (HB + h) H×nh vÏ A 208
H0 = HB + h + h' a = R (1 - cos) A' = H' tg A = a + A' 7.3.2. MÆt c¾t lo¹i B. A-R  = 90 - (   ) ,  = arctg H - H1 B 2 2 (A - R1) + H p + R1 (R0 + R2) 1  = arc cos 2   R0 (A - R1)2 + H2p   R0 = R1 + R2 ; Hp = H - HB H×nh chiÕu th¼ng ®øng h = R1.sin H1 = R2 x (sin - sin") HB l1 H = HB + h + H1 O 90 R1  H×nh chiÕu n»m ngang l2 H R1 h  a = R1 (1 - cos)  a1 = R2 x (cos" - cos) l3 H1 A A = a + a1 R2 a1 a ChiÒu dµi R2 Ro l1 = HB = R1 "  +R l2 = 0,01745 R1 ' 2 O2 l3 = 0,01745 R2' L = l1 + l2 + l3 7.3.3.MÆt c¾t lo¹i C: Gãc nghiªng lç khoan lín nhÊt. R0H - (R0 -A) H2 - A(2R0 - A)  = arcsin. (H2 + R20) - A (2R0 - A) R0 = R1 + R2 ; H = H0 - HB - H3 ChiÒu dµi l1 = HB l2 = 0,01745 R1 209
H l3 = cos l4 = 0,01745 R2 l5 = H3 l1 O1 L = l1 +9 l2 + l3 + l4 + l5  l2 H×nh chiÕu trªn ph¬ng n»m ngang a1 = R1 x (1 - cos) l3 a2 = H1 tg l4 a3 = R2 (1 - cos) O2 A = a1 + a2 + a3 H×nh chiÕu mÆt c¾t lªn ph¬ng th¼ng ®øng l5 h = R1sin a3 a1 a2 H1 = H0 - HB - H3 - (R1 + R2) sin H2 = R2 sin H0 = HB + h + H1 + H2 + H3 7.3.4.MÆt c¾t lo¹i D: Gãc nghiªng lín nhÊt cña lç khoan l1 = HB HB l2 = 0,01745 R1 l1 R1 O1  l3 = 0,01745 R2 l2 l4 = H - HB - h - H1 hB L = l1 + l2 + l3 + l4 l3 2 R 1+ H×nh chiÕu theo ph¬ng n»m ngang H1 R R2 = Ro a1 = R1 (1 - cos)  O2 a2 = R2 (1 - cos) hB l4 A = a1 + a a2 a1 210
7.4. Khoan ®Þnh híng b»ng tuèc bin 7.4.1: C¸c bé ph©n lµm lÖch híng lç khoan vµ ph¹m vi sö dông chóng: (C¸c bé phËn lµm lÖch trong 1 khoan tuèc bin) §Ó lµm lÖch híng lç khoan khái ®êng th¼ng ®øng, ngêi ta thêng sö dông c¸c bé phËn lµm lÖch, rÊt Ýt trêng hîp khoan nghiªng mµ kh«ng dïng bé phËn lµm lÖch chØ dïng c¸c ®iÒu kiÖn cong tù nhiªn. Khi sö dông c¸c bé phËn lµm lÖch, cÇn ph¶i tÝnh ®Õn ¶nh hëng cña c¸c ®iÒu kiÖn cong tù nhiªn. Khi gãc ph¬ng vÞ cho tríc vµ hëng cong tù nhiªn b»ng kh«ng th× c¸c ®iÒu kiÖn tù nhiªn sÏ gãp phÇn lµm t¨ng thªm ®é cong. V× vËy, cÇn chän bé lµm lÖch cã ®é cong nhá h¬n vµ sè lÇn th¶ nã xuèng lç khoan còng gi¶m ®i khi gãc héi trªn b»ng 1800 th× ®iÒu kiÖn tù nhiªn sÏ lµm c¶n trë sù cong, cÇn ph¶i t¨ng sè lÇn th¶ bé lµm lÖch vµ ®é uèn cong cña nã. Trong qu¸ tr×nh khoan nghiªng - ®Þnh híng b»ng tuèc bin, cã thÓ sö dông c¸c bé phËn kh¸c nhau ë phÇn cuèi cña cét cÇn khoan ®Ó t¹o øng lùc lµm lÖch lªn choßng khoan. a b c d Bé dông cô l¾p cÇn Bé dông cô cã L¾p Cã ®Çu nèi lÖch Cã l¾p bé phËn lµm cong pere khèt cong t©m lÖch P-1 1. CÇn cong 1. §o¹n cÇn ®Ó 1.Cã ®Çu nèi lÖch Cã l¾p bé phËn lµm t¨ng chiÒu dµi t©m kiÓu Nhippen lÖch kiÓu P- 1 2. Tuèc bin 2. Pere khèt cong 2. Choßng khoan 2. Tua bin 3. Choßng khoan 3. Tuèc bin 3. Choßng 4. CÇn nÆng 211
7.4.1.1. CÇn cong. Mét trong nh÷ng kiÓu lµm lÖch ®Çu tiªn, §ã lµ Mét ®o¹n cÇn khoan thµnh dµy, uèn cong. CÇn cong ®îc l¾p trùc tiÕp trªn tuèc bin. Khi th¶ cÇn cong xuèng lç khoan, cÇn cong bÞ biÕn d¹ng tao nªn lùc ®µn håi Ðp choßng khoan vµo thµnh lç khoan. (h×nh a) Do kh«ng ®ñ ®é cøng v÷ng nªnn cÇn cong kh«ng thÓ lµm t¨ng ®é cong cña lç khoan lªn nhiÒu. Dïng cÇn cong chØ cã thÓ lµm cong lç khoan ®Õn 20  250. C¸c cÇn cong khã vËn chuyÓn, khã chÕ t¹o ®óng gãc cong theo yªu cÇu. Trong qu¸ tr×nh sö dông th× gãc cong ban ®Çu cña chóng bÞ thay ®æi. 7.4.1.2. Pere khèt cong: L¾p trùc tiÕp trªn tuèc bin khoan (h×nh b) Perª khèt cong còng lµm viÖc theo nguyªn t¾c nh cÇn cong, nhng cã thÓ gi÷ gãc cong víi ®é chÝnh x¸c cao. Do kÝch thíc nhá nªn dÔ vËn chuyÓn. Nhîc ®iÓm c¸c Pere kh«t cong: Møc ®é t¨ng ®é cong cña giÕng khoan phô thuéc nhiÒu vµo chÕ ®é khoan, ®é cøng v÷ng vµ träng lîng cÇn khoan ë phÝa trªn pere kh«t, ®êng kÝnh thùc tÕ cña lç khoan. NÕu dïng pere khèt cong l¾p vµo TB khoan, th«ng thêng cã thÓ t¨ng ®é cong ®Õn 40 - 450. Nhng l¾p víi TB ng¾n th× cã thÓ t¨ng ®é cong giÕng lªn tíi 900 7.4.1.3. NhÝp pen lÖch t©m. Ngêi ta còng dïng nhip pen lÖch t©m ®Ó lµm lÖch lç khoan. Nhip pen lÖch t©m (h×nh c) ®îc chÕ t¹o b»ng c¸ch hµn mét tÊm ®Öm b»ng thÐp vµo nhip pen (®Õ) cña tuèc bin khoan. Kho¶ng c¸ch tõ ®êng t©m cña TB ®Õn mÆt ngoµi cña tÊm thÐp hµn lín h¬n b¸n kÝnh cña choßng khoan lµ 5mm. Nhip pen lÖch t©m cã thÓ dïng ®Ó t¨ng ®é cong lªn rÊt lín hoÆc dïng khi uèn cong víi ®é chÝnh x¸c cao. Chó ý lµ khi dïng nhip pen lÖch t©m bé cÇn khoan dÔ bÞ kÑt  g©y sù cè nguy hiÓm 7.4.1.4. Bé phËn lµm lÖch P - 1 (h×nh d) §©y lµ lo¹i hoµn thiÖn nhÊt. §ã lµ mét ®o¹n cÇn n¨ngcã ®êng t©m cña c¸c ®Çu ren nghiªng ®i so víi ®êng t©m cña cÇn. C¸c ®Çu ren còng nghiªng trong mét mÆt ph¼ng vµ cïng mét phÝa. P - 1 ®îc l¾p trùc tiÕp trªn tuèc bin khoan. Ngêi ta dïng nã ®Ó t¨ng ®é cong ®Õn 900 hoÆc lín h¬n, ®Ó ®æi ph¬ng vÞ lç khoan vµ ®Ó më lç khoan thø 2 tõ lç 212
khoan ®· khoan. Khi dïng P - 1 ®é cong cña lç khoan t¨ng lªn ®Òu ®Æn vµ kh«ng phô thuéc vµo chÕ ®é khoan. HiÖn nay ngêi ta còng ®ang sö dông lo¹i tuèc bin cong ®Ó khoan ®Þnh híng. Bé lµm lÖch OT vµ OTC 7.4.1.5. Bé lµm lÖch OT vµ OTC Thùc chÊt bé lµm lÖch nµy lµ mét ®Çu nèi cong l¾p gi÷a nhip pen vµ th©n cña tuèc bin. M«men xo¾n vµ t¶i träng chiÒu trôc ®îc truyÒn tõ trôc phÝa trªn xuèng ®o¹n trôc phÝa díi nhê æ tua bin, æ tùa nµy nèi gi÷a phÇn trôc trªn vµ phÇn trôc díi b»ng c«n ma s¸t. 7.4.2. §Ó t¨ng hoÆc gi¶m cêng ®é cong cña giÕng, ë phÝa díi cã l¾p c¸c bé phËn lµm lÖch sau * §Ó t¨ng gãc cong lç khoan 1. Choßng + Tuèc bin + ®Çu nèi cong vµ cÇn nÆng 2. Choßng + Tuèc bin cong + cÇn nÆng. 3. Choßng + Tuèc bin + dông cô lµm lÖch P - 1 4. Choßng + Tuèc bin + cÇn cong 5. Choßng + tuèc bin cã nhipen lÖch t©m + cÇn nÆng. * §Ó gi¶m, gãc cong lç khoan ngêi ta thêng sö dông bé dông cô sau. 1. §Ó gi¶m ®é cong mét c¸ch tõ tõ: Choßng + tuèc bin. 2. §Ó gi¶m nhanh ®é cong: choßng + cÇn khoan lµm b»ng thµnh dµy dµi 3  4m céng víi tuèc bin. 3. §Ó gi¶m thËt nhanh gãc cong: Choßng + tuèc bin + dông cô lµm lÖch P-1 * §Ó æn ®Þnh gãc nghiªng lç khoan ngêi ta sö dông bé dông cô sau ®©y: 1. Choßng + tuèc bin cã hµn vßng kim lo¹i ë th©n 2. Choßng - Tuèc bin cã l¾p vßng kim lo¹i gi÷a nhip pen vµ th©n tua bin 3. Choßng + tuèc bin cã l¾p gi÷a nhipen vµ th©n tuèc bin bé æn ®Þnh híng con l¨n. 4. Choßng + TB ng¾n + ®Þnh t©m + cÇn n¨ng 213