intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Giới thiệu Thiết bị và dụng cu khoan - TS Đỗ Hữa Minh Triết

Chia sẻ: Vdfv Vdfv | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

269
lượt xem
84
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sau khi học xong bài này , học viên được cung cấp 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. Các thành phần của bộ khoan cụ. Choòng khoan

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giới thiệu Thiết bị và dụng cu khoan - TS Đỗ Hữa Minh Triết

  1. Giới thiệu THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN Trình bày: ThS. ĐỖ HỮU MINH TRIẾT Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí Đại học Bách Khoa TP. HCM GEOPET NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH Nội dung khối kiến thức tổng quan về công nghệ khoan dầu khí. 1. Giới thiệu cơ sở khoan dầu khí: khái niệm, lịch sử, cơ sở khoan, các nguyên lý cơ bản 2. Thiết kế và cấu trúc giếng khoan, công nghệ khoan 3. Thiết bị và dụng cụ khoan 4. Sự cố trong công tác khoan và các phương pháp xử lý 5. Đo đạc trong quá trình khoan và lấy mẫu 6. Hoàn tất giếng – Gọi dòng 7. Dung dịch khoan và Xi măng Thiết bị và dụng cụ khoan 2 GEOPET
  2. NỘI DUNG BUỔI HỌC 1. Các loại giàn khoan 2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan 3. Bộ khoan cụ 4. Choòng khoan Thiết bị và dụng cụ khoan 3 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 Các thành phần của bộ khoan cụ Choòng khoan Thiết bị và dụng cụ khoan 4 GEOPET
  3. 1. CÁC LOẠI GIÀN KHOAN Thiết bị và dụng cụ khoan 5 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 6 GEOPET
  4. 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 7 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 8 GEOPET
  5. 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 9 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 10 GEOPET
  6. 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 11 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 12 GEOPET
  7. 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 13 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 14 GEOPET
  8. 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 15 GEOPET CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN KHÁC Công nghệ hiện nay cho phép khoan và khai thác ở vùng biển sâu hơn 300 m 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 16 GEOPET
  9. 2. CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHOAN Thiết bị và dụng cụ khoan 17 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 18 GEOPET
  10. 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 19 GEOPET THÁP KHOAN 1. Giá xếp cần – Pipe Racks 5 2. Dốc tiếp khoan – Ramp 6 4 3. Tháp khoan – Derrick 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 20 GEOPET
  11. 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 21 GEOPET HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG Động cơ diezel hoặc tuabin khí. Được trang bị nhiều động cơ tuỳ thuộc vào kích thước và chiều sâu tối đa khoan được. Truyền tải cơ năng và truyền tải điện năng. Động cơ diezel Máy phát điện diezel Thiết bị và dụng cụ khoan 22 GEOPET
  12. HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG Năng lượng yêu cầu cho giàn khoan là tổng công suất các thiết bị chính sau: 1. Tời khoan (Drawworks), 2. Các máy bơm dung dịch (Mud pumps), 3. Hệ thống rôto (Rotary system), 4. Năng lượng cho thắp sáng,… (Auxiliary power requirements for lighting etc), 5. Sử dụng cho sinh hoạt (Life support system). Thiết bị và dụng cụ khoan 23 GEOPET HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG Thiết bị và dụng cụ khoan 24 GEOPET
  13. HỆ THỐNG NÂNG THẢ Các thành phần của hệ thống nâng thả Thiết bị và dụng cụ khoan 25 GEOPET HỆ THỐNG NÂNG THẢ Tời khoan: để nâng thả và treo bộ khoan cụ, cột ống chống, di chuyển các vật nặng và thực hiện các chức năng phụ trợ khác. Tời khoan và sơ đồ động học của tời khoan Thiết bị và dụng cụ khoan 26 GEOPET
  14. HỆ THỐNG NÂNG THẢ Hệ thống ròng rọc: biến đổi chuyển động quay của tang tời thành chuyển động tịnh tiến của móc nâng và đồng thời giảm tải cho dây cáp. Ròng rọc tĩnh Ròng rọc động Thiết bị và dụng cụ khoan 27 GEOPET HỆ THỐNG NÂNG THẢ Sơ đồ móc cáp trong hệ thống ròng rọc Thiết bị và dụng cụ khoan 28 GEOPET
  15. HỆ THỐNG NÂNG THẢ Cáp khoan Cáp khoan Đầu cáp chết Thiết bị và dụng cụ khoan 29 GEOPET HỆ THỐNG NÂNG THẢ Phanh chính: kiểm soát tốc độ chuyển động khi nâng thả bộ khoan cụ. Thiết bị và dụng cụ khoan 30 GEOPET
  16. HỆ THỐNG NÂNG THẢ Các hệ thống tự bù chuyển động dọc trên các giàn khoan nổi Thiết bị và dụng cụ khoan 31 GEOPET HỆ THỐNG NÂNG THẢ Elevator là một dụng cụ đặc biệt được sử dụng để nâng thả thiết bị dạng ống (các loại cần khoan và ống chống). Thiết bị và dụng cụ khoan 32 GEOPET
  17. HỆ THỐNG XOAY Bao gồm: • Đầu xoay thủy lực (xa-nhích), • Cần chủ đạo, • Bàn rôto. Thiết bị và dụng cụ khoan 33 GEOPET HỆ THỐNG XOAY Đầu xoay thủy lực Bộ phận nối giữa hệ thống palăng và cột cần khoan. Đỡ toàn bộ trọng lượng bộ khoan cụ. Cho phép bộ khoan cụ quay. Làm kín áp suất và là đường dẫn dung dịch khoan trong bộ khoan cụ. Thiết bị và dụng cụ khoan 34 GEOPET
  18. HỆ THỐNG XOAY Cần chủ đạo: là một chi tiết đặc biệt bằng thép rất cứng vững, rỗng ở tâm và có tiết diện vuông (4 cạnh) hoặc lục giác đều (6 cạnh), cho phép truyền chuyển động quay của bàn rôto cho bộ khoan cụ, trượt dọc theo trục giếng khoan và dẫn dung dịch khoan xuống chuỗi cần khoan. Thiết bị và dụng cụ khoan 35 GEOPET HỆ THỐNG XOAY Bàn rôto Tên gọi bàn rôto xuất phát từ phương pháp khoan rôto. Bàn rôto gồm nhiều chi tiết và vận hành nhờ động cơ điện riêng. Thiết bị và dụng cụ khoan 36 GEOPET
  19. HỆ THỐNG XOAY Động cơ treo (top drive): phổ biến trong các thiết bị khoan hiện đại, đặc biệt khi cần thi công giếng sâu. Thiết bị và dụng cụ khoan 37 GEOPET HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH Thiết bị và dụng cụ khoan 38 GEOPET
  20. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH Máy bơm hút dung dịch từ bể chứa dung dịch và đẩy chúng theo đường ống cao áp đến ống đứng. Ống đứng là một ống bằng thép lắp thẳng đứng trên một chân của tháp khoan. Dung dịch qua ống đứng vào tuyô cao áp đến đầu xoay thủy lực. Thiết bị và dụng cụ khoan 39 GEOPET HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH Dung dịch tiếp tục chảy vào cần chủ đạo, cần khoan, cần nặng rồi thoát ra các vòi phun thủy lực ở choòng khoan. Sau đó dung dịch đi ngược lên bề mặt theo khoảng không vành xuyến giữa thành giếng và bộ khoan cụ. Cuối cùng dung dịch rời khỏi giếng theo đường hồi dung dịch và chảy vào bể chứa dung dịch sau khi dẫn qua các thiết bị xử lý dung dịch như sàn rung, thiết bị tách cát, thiết bị lắng bùn, thiết bị tách khí Dung dịch hồi về các bể chứa dung dịch và được gia công lại rồi bơm tiếp tục vào giếng. Thiết bị và dụng cụ khoan 40 GEOPET
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2