1 LỜI MỞ ĐẦU Dầu khí ngành công nghiệp lớn giới Công nghiệp dầu khí Việt Nam phát triển chưa lâu đạt nhiều thành tựu đáng kể, đóng góp tỉ trọng GDP cao so với ngành khác trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn đưa đất nước ta tiến lên đường công nghiệp hoá đại hoá đất nước Với việc thành lập xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsopetro năm1981, thức vào khai thác năm 1986 hai mỏ Bạch Hổ Mỏ Rồng công nghiệp dầu khí Việt Nam có bước khởi đầu quan trọng Và diện công ty dầu khí nước BP, BPH, Mobil, Schlumbeger, Halliburton….đưa công nghiệp dầu khí Việt Nam lên tầm cao Trong công tác khoan dầu khí, điều quan trọng đảm bảo an toàn khoan Tránh xảy tượng phun trào dầu khí, gây nên hậu nghiêm trọng người Và minh chứng rõ ràng cố phun trào dầu vịnh Mexico ngày 20/4/2010 gây nên thiệt hại to lớn người thảm họa môi trường nghiêm trọng Để phòng chống ngăn ngừa tượng phun trào dầu khí, giàn khoan trang bị thiết bị đối áp Với tầm quan trọng nó, việc nghiên cứu vận hành bảo dưỡng đối áp đóng vai trò to lớn đảm bảo an toàn công tác khoan Xuất phát từ điều đó, em định chọn Đề tài Nghiên cứu cấu tạo,nguyên lý hoạt động,vận hành bảo dưỡng thiết bị đối áp giàn Tam Đảo 01,mỏ Bạch Hổ Chuyên đề Tính toán lựa chọn thiết bị đối áp cho giếng khoan khai thác 127-BK15 Kết cấu đồ án gồm chương Chương 1.Tổng quan hiên tượng phun trào Chương Giới thiệu thiết bị chống phun trào dầu khí Chương Tính toán lựa chọn thiết bị đối áp cho giếng 127- BK15 Chương Vận hành kiểm ,bảo dưỡng thiết bị đối áp 2 Trong thực đồ án em nhận giúp đỡ,hướng dẫn nhiệt tình thầy cô môn ‘‘Thiết bị dầu khí công trình’’cũng bác,các đội khoan sửa giếng liên doanh dầu khí Vietsovpetro Em xin cảm ơn cô giáo Ths NGUYỄN THỊ HẢI YẾN hướng dẫn em tận tình suốt trình em làm đồ án Trong tình làm đề tài, mức độ hiều biết em nhiều hạn chế nên đề tài nhiều thiếu sót.Em mong đóng góp ý kiến thấy cô bạn đồng nghiệp Em xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2014 Sinh viên Nguyễn Chí Lâm CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG PHUN TRÀO 1.1.Tình hình khoan thăm dò-khai thác dầu khí Việt Nam Cách mạng tháng Tám thành công đưa Việt Nam trở thành nước độc lập Ngành địa chất khai thác mỏ nhanh chóng Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hoà tổ chức lại hoạt động Tuy nhiên, riêng lĩnh vực Dầu khí, giai đoạn từ 1945 đến 1954 chưa có nhiều nghiên cứu.Sau miền Bắc hoàn toàn giải phóng 1954, với giúp đỡ nước xã hội chủ nghĩa đặc biệt Liên Xô, khối lượng to lớn công trình khảo sát, tìm kiếm thăm dò địa chất, khoáng sản có dầu khí hoàn thành Trong chuyến thăm Liên Xô năm 1959, Chủ tịch Hồ Chí Minh bày tỏ ước muốn “Sau Việt Nam kháng chiến thắng lợi, Liên Xô nói chung Azerbaizan nói riêng phải giúp đỡ Việt Nam xây dựng khu công nghiệp dầu khí mạnh Ba Cu” Năm 1961, sau năm khảo sát 11 tuyến với 25.000km lộ trình, công trình tổng hợp báo cáo địa chất triển vọng dầu khí Việt Nam hoàn thành Hình 1.1.Bác Hồ thăm khu công nghiệp dầu khí Ba cu (23/7/1959) Ngày 27/11/1961, Đoàn Địa chất 36 trực thuộc Tổng cục Địa chất thành lập để thực nhiệm vụ tìm kiếm, thăm dò dầu khí Việt Nam Hoạt động đoàn địa chất 36 ngày lớn ngày 9/10/1969 Thủ tướng Chính phủ 4 định số 203/CP thành lập Liên đoàn Địa chất 36, có nhiệm vụ xây dựng, quy hoạch, kế hoạch nghiên cứu tìm kiếm thăm dò dầu mỏ khí đốt nước.Trước đó, với tiền thân Đoàn Địa chất 36, hoạt động thăm dò địa chất đạt số thành tựu đáng kể, có việc tiến hành thăm dò địa chấn khoan thử nghiệm miền Bắc Một số nghiên cứu chuyên ngành khác thạch học, trầm tích, cổ sinh triển khai Quan điểm triển vọng dầu khí miền võng Hà Nội tăng dần phía biển hình thành Năm 1975, sau ngày thống hai miền Nam Bắc, ngày 3/9/1975 đánh dấu bước phát triển ngành Dầu khí - Tổng cục Dầu mỏ Khí đốt Việt Nam thành lập sở Liên đoàn địa chất 36 phận thuộc Tổng cục Hoá chất Một năm sau ngày thành lập, ngày 25/7/1976, ngành Dầu khí phát dòng khí thiên nhiên giếng khoan số 61 xã Đông Cơ - huyện Tiền Hải - Thái Bình Trong giai đoạn từ 1977-1986, nhiều hoạt động nghiên cứu thăm dò tiến hành với đối tác Liên Xô Châu Âu lĩnh vực dầu mỏ Sau năm kể từ phát khí, dòng khí công nghiệp mỏ khí Tiền Hải khai thác để đưa vào phục vụ cho phát điện công nghiệp địa phương tỉnh Thái Bình Ngày 19/06/1981, Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Việt-Xô (Vietsovpetro) thành lập yNhững nghiên cứu khảo sát tìm kiếm vào tháng 5/1984 cho thấy có khả khai thác dầu thương mại cấu tạo Bạch Hổ, Rồng [2] Ngày 6/11/1984 hạ thuỷ chân đế giàn khoan dầu khí Việt Nam (MSP-1) mỏ Bạch Hổ ngày 26/6/1986 vào lịch sử khai thác dầu khí Việt Nam Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Việt-Xô khai thác dầu mỏ Bạch Hổ từ giàn MSP-1 có tên danh sách nước khai thác xuất dầu thô giới, khẳng định tương lai phát triển đầy hứa hẹn cho ngành công nghiệp dầu khí đất nước 5 Hình 1.2 Một số mỏ dầu khí Việt Nam Kể từ ngày 26/6/1986 đến hết tháng 10/2008, ngành Dầu khí khai thác 280 triệu dầu thô 45 tỷ mét khối khí, mang lại doanh thu gần 60 tỉ USD, nộp ngân sách nhà nước 36 tỷ USD, tạo dựng nguồn vốn chủ sở hữu 100 nghìn tỷ đồnTháng 4/1990 - Tổng cục Dầu khí Việt Nam sáp nhập vào Công nghiệp nặng.Tháng 6/1990 - Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam 6 (Vietnam Oil & Gas Corporation – Petrovietnam) tổ chức lại sở đơn vị cũ tổng cục Dầu khí Việt Nam Tháng 5/1992 - Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam tách khỏi Bộ Công nghiệp nặng trực thuộc Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam, trở thành Tổng công ty Dầu khí quốc gia với tên giao dịch quốc tế Petrovietnam Năm 1993, Luật Dầu khí ban hành Cũng năm Petrovietnam bắt đầu triển khai xây dựng hệ thống thu gom vận chuyển khí đồng hành từ mỏ Bạch Hổ vào đất liền phục vụ trước tiên cho Nhà máy Nhiệt điện Bà Rịa - Vũng Tàu sau cho Phú Mỹ Ngày 29/5/1995, Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam định thành lập Tổng Công ty Nhà nước với tên giao dịch quốc tế Petrovietnam Năm 2001 cột mốc xuất 100 triệu dầu thô Ngày 28/11/2005 Nhà máy Lọc dầu Dung Quất - nhà máy lọc dầu Việt Nam khởi công xây dựng với tổng vốn đầu tư 2,5 tỉ USD Tháng 8/2006 - Tập đoàn Dầu khí Việt Nam Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam định Công ty mẹ - Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (gọi tập đoàn Dầu khí Việt Nam) theo Quyết định số 199/2006/QĐ-TTg ngày 29 tháng năm 2006 Tên giao dịch quốc tế VIETNAM OIL AND GAS GROUP; gọi tắt Petrovietnam, viết tắt PVN Từ đây, ngành Dầu khí Việt Nam bắt đầu giai đoạn phát triển mới, với vóc dáng tự hào Phát huy thành tích đạt được, tin tưởng mãnh liệt vào tương lai tươi sáng đạo sáng suốt Đảng, Nhà nước Chính phủ, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam sẵn sàng vượt qua thách thức, phấn đấu vươn lên không mệt mỏi để hoàn thành tốt nhiệm vụ mà Đảng Nhà nước giao 1.2.Hiện tượng phun trào 1.2.1.Định nghĩa sự phun trào dầu Phun trào tượng chất lưu chảy từ vỉa vào giếng nhiều Hiện tượng phun trào nguyên nhân làm cho áp suất thủy tĩnh giếng khoan nhỏ áp suất vỉa Nếu không cố gắng phát sớm, tượng phun trào 7 (đặc biệt phun trào khí) làm giảm áp suất thủy tĩnh gây kiểm soát giếng khoan 1.2.2.Định nghĩa hiện tượng Kick Kick định nghĩa dòng chất lưu không mong muốn chảy vào giếng khoan Hiện tượng xảy áp suất tạo bới cột dung dịch khoan nhỏ áp suất vỉa thấm vào Hình 1.3 Hiện tượng Kick Rất nhiều loại kick diễn cách ngẫu nhiên, không mong muốn Ví dụ như, khoan vào vỉa có áp suất dị thường không giữ giếng khoan đầy dung dịch kéo cột cần khoan Kick xảy vào giai đoạn trình khoan Để tránh tượng kick xảy đòi hỏi đội khoan phải thực cảnh giác cẩn thận suất trình khoan Thực có nhiều mong muốn có dòng chất lưu chảy từ vỉa vào Ví dụ như, đưa giếng vào khai thác test thử vỉa Tuy nhiên, tượng kick xảy trình hoàn thiện giếng, sửa giếng, trình khoan đe dọa nghiêm trọng tới việc kiểm soát giếng khoan 8 1.2.2.Hiện tượng Blowout Blowout tượng chất lưu xâm nhập vào giếng phun vào không khí với tiếng động khủng khiếp, tạo quang cảnh dội Hiện tượng thường dẫn theo nguy có cháy nổ gây thiệt hại lớn người tài sản, gây ô nhiễm môi trường Hình 1.4 Giàn khoan bốc cháy chất lưu xâm nhập vào giếng 1.3 Nguyên nhân gây phun trào dầu khí 1.3.1.Trọng lượng riêng dung dịch không đủ lớn Áp suất thủy tĩnh sinh cột chất lưu giếng điều kiện để ngăn ngừa tượng Kick, trọng lượng mùn khoan không đủ dẫn đến chất lưu xâm nhập vào giếng khu vực có áp suất dị thường cao phương pháp khoan cân Sự pha loãng mùn khoan với nước bể chứa dung dịch nguyên nhân phổ biến làm cho lượng mùn khoan giảm xuống Mùn khoan gốc nước làm cho tốc độ khoan nhanh lượng nước thêm vào dung dịch lớn.Vì cần phải tính toán cụ thể lượng nước thêm vào để đảm bảo trọng lượng đạt yêu cầu Nếu tốc độ khoan chậm phải tiến hành kiểm tra trọng lượng mùn khoan giảm xuống, trước trở lên muộn.Hầu hết giếng khoan với áp 9 suất cân giảm nhẹ tỷ trọng dung dịch khoan vài trường hợp không đủ để gây tượng Kick Tuy nhiên, bất kỳ trường hợp dung dịch bị giảm tỷ trọng, phải tiến hành kiểm tra điều chỉnh 1.3.2 Sự lắng đọng dung dịch khoan hoặc là các vật chất khác Sự lắng đọng không mong muốn chất rắn mùn khoan xuống đáy lỗ khoan làm giảm áp suất thủy tĩnh giếng khoan Hiện tượng gọi ‘’ barite sag’’ Hiện tượng không loại bỏ cách hoàn toàn vấn đề phải kiểm soát hoạt động khoan tối ưu hóa dung dịch khoan Dạo cần khoan thường xuyên tránh làm giảm vận tốc dung dịch khoảng không vành xuyến biện pháp tốt 1.3.3.Tỷ trọng xi măng Kick xảy trình trám xi măng, trình làm giảm áp suất thủy tĩnh lòng giếng Phải nhân tố sau :Tỷ trọng xi măng cao, dẫn tới tượng dung dịch làm giảm áp suất thủy tĩnh Trong trình trám, miếng đệm thường đươc bơm xuống Nếu bơm với áp suất không đủ, gây tượng phun Ngoài tính toán hỗn hợp xi măng phải đặc biệt lưu tâm đến vấn đề như: thành phần nước tự do, khả nước, kiểu lắng đọng,… 1.3.4.Mất hiệu ứng áp suất động Khi ngừng bơm để tiếp cần khoan, áp suất động đáy giảm xuống tới giá trị áp suất tĩnh đáy Nguyên nhân áp suất ma sát vành xuyến Nếu tỷ trọng dung dịch không đủ lớn gây cân áp suất Mất áp suất động làm cho chất lưu chảy từ vỉa vào giếng 1.3.5.Mất tuần hoàn dung dịch Một nguyên nhân quan trọng quan trọng kick tuần hoàn dung dịch vào đứt gãy vỉa cạn kiệt Sự tuần hoàn dung dịch diễn bất ngờ làm giảm mực chất lỏng khoảng không vành xuyến Một vài nguyên nhân gây tuần hoàn dung dịch -Trọng lượng dung dịch tăng lên: trọng lượng dung dịch tăng đến giá trị mà lớn làm áp suất vỉa yếu, tuần hoàn dung dịch đột ngột mực chất lỏng giếng sẽ giảm xuống 10 10 -Việc kéo thả cần: tuần hoàn dung dịch thả dụng cụ đáy cột cần nhanh Cái gọi ‘’ surging’’ Hiện tượng sẽ tạo lực ép đẩy dung dịch từ giếng vào vỉa Vấn đề giải đơn giản cột cần khoan có đính thêm phao cột cần lớn so với lỗ khoan Hình 1.5 Hiện tượng surging -Sự bó kẹt dụng cụ sạt lở: Các nút ngăn khoảng không vành xuyến, gây sẹt sụt lở, cản trở tuần hoàn dung dịch khoảng không vành xuyến Nó sẽ làm tăng áp suất phản (phản áp) lên đáy vỉa gây vỡ vỉa tiếp tục bơm Các nút chặn thường có kích thước lớn chúng đóng vai trò định tâm Chúng ta cần loại bỏ kết cục loại tuần hoàn dung dịch kiểu -Áp suất nén ma sát tuần hoàn vành xuyến: khái niệm trừu tượng Có thể hiểu đơn giản phản áp lên đáy giếng gây ma sát trình tuần hoàn khoảng không vành xuyến Giá trị lớn, đặc biết giếng có khe hở cần khoan thành giếng khoan nhỏ Đôi phải giảm tốc độ bơm ngừng tuần hoàn để giảm áp suất Việc sử dụng dung dịch có tính gel độ nhớt cao giải pháp tương đối tốt 1.3.6 Thành hệ có áp suất dị thường Nếu đới thấm tồn áp suất chất lưu lớn áp suất thông thường cho khu vực tượng phun trào xảy ra.Khi trọng lượng mùn khoan thích hợp sẽ tuần hoàn xuống Việc dự đoán khu vực có áp suất dị thường 10 54 54 Hình 3.1 Cấu trúc cột địa tầng giếng 127BT giàn BK15 mỏ Bạch Hổ 3.3 Cách lựa chọn đối áp Để lựa chọn đối áp cho khoảng khoan ta phải vào yếu tố: 54 55 55 -Đường kính đối áp -Áp suất làm việc đối áp -Số lượng đối áp cho đối áp Công thức tính áp suất giếng lớn nhất: = (5.1) Trong đó: áp suất vỉa lớn H chiều sâu giếng khoan giá trị gradient áp suất vỉa lớn khoảng khoan 3.4 Tính toán áp suất giếng lớn khoảng khoan • - Khoảng khoan từ 250m đến 1367m: Chiều sâu giếng khoan là: H = 1367m = 136700cm - Dựa vào đường đặc tính áp suất vỉa ta thấy khoảng khoan có áp suất lớn là: = 1g/= 0,001kg/ - Thay vào phương trình (5.1) ta được: = = 13,67 (at) = 194,2 psi • - Khoảng khan từ 1367m đến 3267m: Chiều sâu giếng khoan là: H = 3267m = 327600cm - Dựa vào đường đặc tính áp suất vỉa ta thấy khoảng khoan có áp suất lớn là: = 1,12g/= 0,00112kg/ - Thay vào phương trình (5.1) ta được: = = 36,59 (at) = 520 psi • Khoảng khoan từ 3267m đến 4314m - Chiều sâu giếng khoan là: - H = 4314m = 431400cm Dựa vào đường đặc tính áp suất vỉa ta thấy khoảng khoan có áp suất lớn là: = 1,7g/= 0,0017kg/ - Thay vào phương trình (5.1) ta được: 55 56 56 = = 73,3 (at) = 1041,4 psi 3.5 Lựa chọn đối áp cho giếng 127BT Để đảm bảo an toàn thi công giếng khoan ta cần phải lắp đặt đối áp để ngăn ngừa tượng phun trào dầu khí Trong khoan, dụng cụ sẽ qua đối áp đường kính đối áp phải lớn đường kính chi tiết dụng cụ khoan Đồng thời để khoan khoảng tiếp theo, khoan cụ phải có đường kính nhỏ đường kính cột ống chống chống gần Mà đối áp lại lắp đặt mặt bích ống chống này, dó ta cẫn chọn đối áp có đường kính lớn đường kính ống chống Việc lựa chọn áp suất làm việc đối áp phải đảm bảo áp suất an toàn tuyệt đối khoảng khoan k Trong đó: (5.2) K hệ số an toàn áp suất làm việc đối áp khoảng khoan áp suất giếng lớn khoảng khoan Việc lựa chọn số lượng đối áp cho khoảng khoan phụ thuộc vào điều kiện làm việc giếng mức độ phức tạp thi công giếng khoan, theo tiêu chuẩn API RP3 viện dầu khí Hoa Kỳ đưa nhóm thiết bị đối áp nằm phía đầu giếng sau: 3.5.1.Nhóm thiết bị đầu giếng làm việc với áp suất nhỏ Với điều kiện áp suất đóng giếng không vượt 2000psi, sử dụng đối áp vạn (A) đối áp ngàm (R) 56 57 57 R A S* A R R R S* S* S* R Hình 3.2 Sơ đồ bố trí đối áp cụm với áp suất làm việc nhỏ 3.5.2.Nhóm thiết bị miệng giếng có áp suất làm việc thấp và trung bình Nhóm thiết bị miệng giếng có áp suất làm việc đến 5000psi, với cách bố trí đối áp vạn hai đối áp ngàm phía (trong có đối áp ngàm ôm cần, đối áp ngàm cắt cần má đặc) 57 58 58 A A R R R S* S* R Hình 3.3: Sơ đồ bố trí đối áp cụm với áp suất làm việc thấp trung bình 3.5.3Nhóm thiết bị miệng giếng có áp suất làm việc cao và rất cao Nhóm thiết bị miệng giếng có áp suất làm việc từ 10000-15000psi Cách bố trí đối áp gồm đối áp vạn ba đối áp ngàm phái Đối áp vạn có áp suất làm việc từ 5000-10000psi tùy theo áp suất giếng 58 59 59 G ** A** A** R R A** R R R R S* R S* R S* R CASING SPOOL Hình 3.4: Sơ đồ bố trí đối áp cụm với áp suất làm việc cao cao 3.6.Tinh toán lựa chọn đối áp cho giếng 127BT mỏ Bạch Hổ  Lựa chọn đối áp cho khoảng khoan 250m đến 1367m: - Bộ đối áp lắp mặt bích ống chống Φ340mm, đường kính tất chi tiết khoan cụ khoảng có đường kính nhỏ Φ340mm.Do ta phải lựa chọn cụm đối áp đường kính lớn Φ340mm - Ở khoảng ta chọn: k = 1,6 k.= 1,6.194,2 = 311 psi 311 psi Ta phải lựa chọn cụm đối áp có áp suất làm việc lớn 311 psi - Để lựa chọn số lượng đối áp cho cụm đối áp ta tuân thủ theo tiêu chuẩn API RP3, dó ta lựa chọn cụm đối áp có đối áp vạn hai đối áp ngàm 59 60 60  Lựa chọn đối áp cho khoảng khoan 1367m đến 3267m: - Bộ đối áp lắp mặt bích ống chống Φ245mm, đường kính tất chi tiết khoan cụ khoảng có đường kính nhỏ Φ245m,do ta phải lựa chọn cụm đối áp đường kính lớn Φ245mm - Ở khoảng ta chọn: k = 1,8 k.= 1,8.520 = 936 psi 936 psi Ta phải lựa chọn cụm đối áp có áp suất làm việc lớn 936 psi -Để lựa chọnsố lượng đối áp cho cụm đối áp ta tuân thủ theo tiêu chuẩn API RP3, dó ta lựa chọn cụm đối áp có đối áp vạn hai đối áp ngàm  Lựa chọn đối áp cho khoảng khoan 3267m đến 4314m: - Do ống chống Φ245mm ống chống lửng nên để đảm bảo an toàn cho khoảng khoan ta sẽ lắp đối áp lên mặt bích ống chống gân nhất, mặt bích ống chống Φ194mm, đường kính tất chi tiết dụng cụ khoan khoảng khoan có đường kính nhỏ Φ194mm Do ta phải lựa chọn cụm đối áp đường kính lớn Φ194mm - Ở khoảng ta chọn: k = k.= 1041,4 = 2083 psi 2083 psi - Ta phải lựa chọn cụm đối áp có áp suất làm việc lớn 2083 psi.Để lựa chọn số lượng đối áp cho cụm đối áp ta tuân thủ theo tiêu chuẩn API RP3, dó ta lựa chọn cụm đối áp có đối áp vạn hai đối áp ngàm 3.7 Lựa chọn đối áp phù hợp cho giếng 127BT mỏ Bạch Hổ Căn theo thông đố tính toán ta chọn đối áp phù hợp cho giếng 127BT giàn BK15 mỏ Bạch hổ sau: Khi khoan từ 250m ÷ 1367m khoan qua tầng Biển Đông tầng Đồng Nai.Ta sử dụng ống chống loại Φ508mm Φ340mm Mặt khác tầng Đồng Nai có áp suất lơn 110 bar,hai tầng có áp suất dị thường tầng đất đá mềm, nên ta sử dụng đối áp Shaffer 21.1/4” x 2000psi gồm đối áp vạn Shaffer 60 61 61 21.1/4” x 2000psi, đối áp má Shaffer 21.1/4” x 2000psi đối áp má đặc Shaffer 21.1/4” x 2000psi Khi khoan đến tầng Côn Sơn, tầng Bạch Hổ tầng Trà Tân Ta sử dụng ống chống loại Φ 245mm Φ 194mm.Áp suất lơn tầng Trà Tân 350 bar Những tầng thường có áp suất cao dị thường Vì vậy, để đảm bảo an toàn cho công tác khoan, ta lắp đặt cụm đối áp Cameron 13.5/8” x 10000psi gồm có đối áp vạn Cameron 13.5/8” x 5000psi, hai đối áp má Cameron 13.5/8” x 10000psi đối áp má đặc 13.5/8” x 10000psi CHƯƠNG VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ ĐỐI ÁP 61 62 62 4.1 Vận hành Trên bục điều khiển có van dùng để đóng mở đối áp, van thủy lực Khi cần đóng mở ta gạt tay van phía đóng phía mở, dầu thủy lực đến xi lanh làm đóng mở đối áp Điều chỉnh áp suất dầu thủy lực để đóng đối áp cần thiết phải dạo cần khoan Dạo cần khoan điều kiện có áp suất, miệng giếng đóng kín đối áp vạn đối áp ôm cần + Từ từ giảm áp suất dầu hệ thống thủy lực van điều chỉnh thời điểm bắt đầu dòng sản phẩm( dung dịch) chảy qua gioăng làm kín + Tăng áp suất hệ thống thủy lực chấm dứt dòng sản phẩm qua gioăng làm kín (khoảng 5- 10at) + Tiến hành dạo cần với vận tốc không lớn 0,5 m/s Khi khoan qua tầng có khả xuất dầu khí nước, vị trí làm việc thiết bị sau: + Đối áp vị trí mở, xi lanh thủy lực có áp suất làm việc + Van thủy lực- đóng, xi lanh thủy lực có van trạng thái có áp suất làm việc hệ thống thủy lực + Các van chặn dường dập giếng đóng + Trên đường tiết lưu, van chặn van điều tiết đảm bảo chất lỏng chảy tự qua bình tách đến máng dung dịch(mở), van chặn lại(đóng) + Bục điều khiển phụ trạng thái làm việc có đảm bảo nạp dầu tự động qua đồng hồ công tắc điện Thống kê hàng ngày số van cầu làm việc theo tổ khoan Số làm việc không vượt 720 giờ, sau phải tiến hành kiểm nghiệm( đo, ép, kiểm tra, đo siêu âm) Để cho cụm đối áp van thủy lực làm việc bình thường áp suất đường dầu bục điều khiển thủy lực không nhỏ 100at, áp suất khí nitơ ắc qui thủy lực 60-70at Đồng hồ công tắc điện bục điều khiển cần chỉnh vị trí áp suất hoạt động máy bơm 902,5 at 4.2 Kiểm tra bảo dưỡng Kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật để đảm bảo thiết bị hoàn hảo suốt trình thi công giếng khoan 62 63 63 -Trong trình sử dụng, thiết bị chống phun phải sẽ, sơn chống rỉ để giữ độ bền thiết bị Tất ren nối phải bôi mỡ bảo quản -Cụm đối áp sau lắp đặt phải chằng buộc phải định tâm -Trước khoan mở tầng sản phẩm, phải kiểm tra hoàn hảo thiết bị chống phun cách đóng mở đối áp, van chặn đường dập giếng- đường tiết lưu -Trong trường hợp phát có hư hỏng chi tiết đối áp cần phải sửa chữa, thay -Má đối áp ôm cần phải phù hợp với đường kính cần khoan Nếu sử dụng cột cần khoan có nhiều đường kính khác đường kính má đối áp phải phù hợp với đường kính phần cột cần khoan -Hàng tháng phải bơm mỡ vào cụm thiết bị chống phun bôi mỡ vào lề điều khiển học - Điều khiển hệ thống điều khiển thủy lực: + Kiểm tra áp suất khí nitơ ắc qui thủy lực mỗi tháng lần cách mở van xả cho dầu từ ắc quy thủy lực thùng chứa Trong áp suất khí ni tơ giảm thấp 60at tiến hành náp thêm tới 70at + Kiểm tra mực dầu thùng, không thấp dấu khắc trung bình thước đo dầu áp suất hệ thống 100at Phải thay màng cao su ắc qui thủy lực năm lần Khi bơm dung dịch xi măng vào giếng qua đường manhephon thiết bị chống phun, phải rửa đường ống đối áp nước Van cầu dự trữ phải kiểm tra mỗi tuần lần cách quay bơm mỡ bảo dưỡng phải để nơi quy định trạng thái mở phải sơn màu đỏ 4.3 Các dạng hỏng hóc thường gặp, biện pháp khắc phục 4.3.1 Đối áp vạn Rò rỉ chất lỏng qua gioăng làm kín đối áp qua lỗ thông bên hông lỗ thông đối áp: Xả hết áp suất bên đối áp Nếu rò rỉ, kiểm tra rò rỉ bên hệ thống cách sau: +Mở hoàn toàn đối áp + Xả áp suất đóng đối áp +Tháo đường dầu đóng đối áp +Chờ đến dầu chảy hết khỏi lỗ đóng đối áp + Cho áp suất vào đường dầu mở đối áp, kiểm tra rò rỉ từ lỗ đóng đối áp, có rò rỉ kiểm tra gioăng piston gioăng xi lanh + Nếu rò rỉ từ lỗ thông bên dưới, kiểm tra gioăng xilanh gioăng xilanh 63 64 64 Nếu rò rỉ, cho áp suất vào đường dầu đóng đối áp: + Nếu rò rỉ, kiểm tra gioăng xilanh + Nếu rò rỉ, cho áp suất vào đường dầu mở đối áp, rò rỉ từ lỗ thông bên hông, kiểm tra gioăng xilanh gioăng xilanh + Nếu rò rỉ từ lỗ thông bên hông dưới, kiểm tra gioăng xilanh 4.3.2 Đối áp má Rò rỉ chất lỏng qua gioăng làm kín đối áp, tháo má đối áp ra, thay tất gioăng gioăng má đối áp sau lắp lại Tháo đường dầu mỡ, cho áp suất thủy lực 300 psi vào đường dầu đóng, kiểm tra rò rỉ qua đường dầu mỡ, tăng áp suất thủy lực lên đến 3000 psi, kiểm tra rò rỉ mặt bích trung gian, nắp đậy, thân đối áp Xả hết áp suất khỏi đường dầu đóng, tháo đường dầu đóng, lắp đường dầu mở, cho áp suất thủy lực 300 psi vào đường dầu mở, kiểm tra thủy lực qua đường dầu đóng, tăng áp suất thủy lực lên đến 3000 psi, kiểm tra rò rỉ mặt bích trung gian, nắp đậy, thân đối áp Nếu có rò rỉ thay gioăng làm kín 4.3.3 Van chặn điều khiển tay Hỏng hóc Nguyên nhân Rò rỉ chất lỏng qua cửa Mòn cửa van cối van van Mòn gioăng ti van Rò rỉ chất lỏng qua ti van Khắc phục Thay cửa van cối van Thay gioăng ti van Rò rỉ chất lỏng qua vú Hỏng van ngược vú bơm bơm mỡ mỡ Tay van vặn chặt Thiếu mỡ bôi trơn vòng bi Vòng bi hỏng Thiếu mỡ bôi trơn cửa van Thay vú bơ mỡ Tay van quay van Gãy chốt ti van không đóng mở Thay chốt ti van 64 Bôi trơn vòng bi Thay vòng bi Bôi trơn cửa van 65 65 Rò rỉ chất lỏng qua nắp Mòn vòng làm kín lắp van Thay vòng làm kín lắp van Mòn rãnh lắp vòng làm kín van nắp van thân van Thay van 4.3.4 Hệ thống điều khiển đối áp Hỏng hóc Nguyên nhân Khắc phục Giảm áp suất khí Nitơ Hỏng van nạp khí nitơ Dừng bơm, xả hết áp suất ắc qui thủy lực bình thủy lực hệ thống, kiểm tra ghi lại áp suất khí nitơ mỗi bình, xiết chặt van, nạp khí ni tơ vào mỗi bình đến áp suất 1000psi, kiểm tra rò rỉ van Nếu van hỏng thay van Bơm không đủ áp suất Hỏng van ngược Thay van ngược bơm truyền động khí nén Bơm dừng không Rơle áp suất khí nén-thủy Chỉnh lại rơle áp suất lực chỉnh sai Rơ le áp suất thủy lựcđiện chỉnh sai 65 66 Bơm áp suất 66 Áp suất khí nén thấp Tăng áp suất khí nén Mực dầu thùng chứa nguồn đến mức yêu cầu thấp Đổ thêm dầu vào thùng chứa đến mức yêu cầu Máy bơm truyền động Có nhiều nước khí Khóa van cấp khí nén, xả khí xả nhiều nén giàn phin lọc nước khí, thay lõi phin lọc 4.3.5 Van chặn điều khiển thủy lực Hỏng hóc Nguyên nhân Rò rỉ chất lỏng qua cửa Mòn cửa cối van van Khắc phục Thay cửa cối van Rò rỉ chất lỏng qua ti van Mòn gioăng ti van Thay gioăng ti van Van không đóng Áp suất điều khiển thấp Cửa van ma sát lớn Tăng áp suất điều khiển Bôi trơn van Van không mở Áp suất điều khiển thấp Tay van vị trí đóng Cửa van ma sát lớn Tăng áp suất điều khiển Vặn tay van hết cỡ ngược chiều kim đồng hồ Bôi trơn van Rò rỉ dầu qua piston Hỏng gioăng piston Thay gioăng piston Rò rỉ dầu qua đầu Hỏng gioăng đai ốc, gioăng Thay gioăng đai ốc xilanh xilanh Rò rỉ dầu qua lỗ thông lắp Hỏng gioăng đai ốc đậy Thay gioăng đai ốc Rò rỉ dầu qua ti tay quay Thay gioăng ti tay quay 66 Hỏng gioăng ti tay quay 67 67 KẾT LUẬN Để phục vụ cho công tác khoan- khai thác dầu khí biển an toàn hiệu xây dựng giếng khoan việc đưa thiết bị phòng chống dầu khí phun trào vào sử dụng quan trọng Thiết bị phòng chống dầu khí phun thiết bị thiếu trình xây dựng giếng khoan dầu khí đảm bảo chức an toàn cho người máy móc thiết bị giàn khoan Việc vận hành sử dụng nói chung đơn giản cần kịp thời xác Sự đóng mở thiết bị chống phun thực tay thủy lực Việc lắp ráp thực sau kiểm tra kĩ kết cấu yêu cầu kỹ thuật định Thiết bị phòng chống phun trào dầu khí cần bảo dưỡng thường xuyên, định kì.Nếu bị hỏng hóc cần phải thay khắc phục kịp thời.Hiện này, trình độ khoa học trình độ khí Việt Nam phát triển nên chưa sản xuất vật liệu đảm bảo tính độ bền cần thiết chi tiết.Chính điều làm việc sửa chữa gặp nhiều hạn chế Đồ án thực hiên nhằm mục đích tìm hiểu cách tổng quan thiết bị chống phun Do kiến thức có hạn hiểu biết phần lớn dựa sở lý thuyết nên đồ án chắn sẽ không tránh khỏi thiếu sót hạn chế Vì vậy, em mong góp ý thầy cô để đồ án hoàn thiện Em xin chân trành cảm ơn! Hà Nội, tháng 06 năm 2013 Sinh viên 67 68 68 Nguyễn Chí Lâm 68 [...]... hợp .Thiết bị đối áp là phương tiện bảo vệ thứ hai Nhờ có thiết bị đối áp mà cho phép tiến hành một cách liên tục công tác khoan hay sửa chữa giếng, để đạt được tiến độ thi công cao nhất, đồng thời nó cũng bảo đảm an toàn cho người và thiết bị trên giàn 16 17 17 CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ KIỂM SOÁT GIẾNG KHOAN 2.1.Giới thiệu chung về thiết bị chống phun 2.1.1.Công dụng Thiết bị chống phun là tổ hợp thiết bị bảo. .. trọng.Những thiết bị được thiết kế để đóng giếng và giúp giếng khoan hoạt động ổn định hơn.Khi vận chuyển, những thiết bị trên giàn khó tránh khỏi sự hư hỏng.Khi làm việc trong thời gian dài, các thiết bị cũng có thể bị hỏng hóc Do đó, việc cần thiết là phải kiểm tra và bảo dưỡng định kì tất cả các thiết bị dùng trong hoạt động kiểm soát giếng nói riêng và toàn bộ thiết bị trên giàn nói chung Những thiết bị. .. kick ra ngoài Đối áp thường điều khiển bằng hệ thống thủy lực Nó có thể được lắp trên giàn khoan hoặc ở dưới đáy biển 25 26 26 Hình 2.12 Đối áp vạn năng ( trái ) và đối áp ngàm Hai loại đối áp thường dùng là đối áp ngàm và đối áp vạn năng Trong một giếng khoan người ta thường lắp nhiều đối áp với nhau thành một cụm, gọi là cụm đối áp Và đối áp vạn năng thường được đặt lên trên cùng Khi hoạt động, người... có áp suất dư -Đặt trên miệng giếng các thiết bị bịt kín khác -Thử nghiệm giếng trong quá trình thi công giếng khoan -Ép thử giếng khoan -Kiểm tra áp suất dư trong giếng khoan 17 18 18 Hình 2.1 Vị trí của đối áp trong hệ thống giếng khoan 2.1.3 Thành phần thiết bị chống phun -Bộ van đối áp và hệ thống thủy lực điều khiển van đối áp -Chạc tư ( chạc ba) -Các van chính điều khiển bằng thủy lực( trên. .. giảm sự chênh áp giữa áp suất cột chất lỏng và áp suất vỉa Tạo ra trạng trái gần cân bằng và tăng nguy cơ xảy ra kick Bình tách khí loại này thường có đầu vào là dạng tiếp tuyến nhằm mục đích gây ra hiệu ứng ly tâm để tách sơ bộ khí ra khỏi mùn khoan 24 25 25 Hình 2.11 Bình tách khí 2.3.6 Đối áp Đối áp là thiết bị dùng để đóng giếng khoan khi xảy ra trình trạng mất kiểm soát Thiết bị đối áp có những... -Đường ống cao áp -Cụm van điều tiết, dập giếng -Các cuộn chỉ liên kết bộ đối áp -Van cầu -Van ngược -Đầu ống chống 2.1.4 Phân loại đối áp -Đối áp có thể được phân loại theo những tiêu chí sau -Theo hãng sản xuất: Camaron, Shaffer, Rumania… -Áp suất làm việc: từ 1000 psi đến 20000 psi -Theo kích thước đường kính lỗ cho phép cần khoan đi qua -Theo nguyên lý làm việc: Đối áp ngàm và đối áp vạn năng -Vị... mức khi đóng giếng ở áp suất quá cao Segment này sẽ co vào khi má làm kín quay về vị trí mở Hầu hết các đối áp vạn năng được thiết kế với áp suất đóng là khoảng 1500 psi Một vài loại đối áp có áp suất làm việc của buồng hoạt động lên tới 3000 psi .Áp suất nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo được sự làm kín cần khoan sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ví dụ như, đường kính ngoài của cần khoan, áp suất giếng, kích thước... với dung dịch gốc dầu hoặc dung dịch khoan có thêm dầu 2.2.2 Đối áp ngàm ( ram BOP ) 2.2.2.1 Giới thiệu chung Đối áp ngàm là loại đối áp thiết yếu nhất trong công tác khoan Hầu hết các đối áp ngàm đều đóng ở áp suất 1500 psi và hầu như không thay đổi ngoại trừ trong trường hợp đặc biệt hoặc là do thay đổi loại ngàm Hình 3.9 .Cấu tạo của đối áp ngàm 1 Thân 6 Piston 11 Cupen cao su 2 Đệm cao su 7 Ty... 2.2.1 .Đối áp vạn năng ( Annualar BOP ) 2.2.1.1 Giới thiệu chung 30 31 31 Đối áp vạn năng, đôi khi vẫn được gọi là túi chống phun hoặc là đối áp hình cầu, là một thiết bị kiểm soát áp suất đầu giếng khá linh hoạt Chúng được sử dụng để đóng giếng khi không có cần khoan hoặc đóng giếng trong khi kéo cần Hầu hết các loại đối áp kiểu này sẽ đóng được giếng khoan khi có cần nặng, cần chủ đạo, cột cần... dịch hoặc vỡ vỉa Thông thường thiết bị hướng dòng này được lắp đặt ngay ở ống dẫn hướng hoặc là cột ống bao, một hệ thống đường ống sẽ được dẫn và phân tán chất lưu trong vỉa tới những vùng an toàn Người ta thường lắp đặt đối áp vạn năng và đối áp ngàm phía trên diverter do vận tốc của dòng dung dịch tương đối cao Hình 2.17 Hệ thống Diverter Hệ thống hướng dòng này được thiết kế chỉ chịu được dòng chất ... thời gian dài, thiết bị bị hỏng hóc Do đó, việc cần thiết phải kiểm tra bảo dưỡng định kì tất thiết bị dùng hoạt động kiểm sốt giếng nói riêng tồn thiết bị giàn nói chung Những thiết bị kiểm sốt... lưu kick ngồi Đối áp thường điều khiển hệ thống thủy lực Nó lắp giàn khoan đáy biển 25 26 26 Hình 2.12 Đối áp vạn ( trái ) đối áp ngàm Hai loại đối áp thường dùng đối áp ngàm đối áp vạn Trong... an tồn cho người thiết bị giàn 16 17 17 CHƯƠNG THIẾT BỊ KIỂM SOÁT GIẾNG KHOAN 2.1.Giới thiệu chung thiết bị chống phun 2.1.1.Cơng dụng Thiết bị chống phun tổ hợp thiết bị bảo đảm an tồn phun