` LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, công tác thăm dò khai thác dầu khí phát triển nhanh chóng trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn kinh tế quốc dân Hàng năm nộp ngân sách nhà nước hàng ngàn tỷ đồng, đóng góp nhiều vào tăng trưởng phát triển kinh tế đất nước Trong năm gần đây, nhu cầu lượng toàn giới tăng lên nhiều Dầu khí nguồn lượng quan trọng gây nên biến động mạnh mẽ giá cả, chí gây nên bất ổn trị Ở Việt Nam, với phát triển mạnh mẽ kinh tế, đặc biệt từ Việt Nam nhập WTO nhu cầu lượng cần thiết giải pháp quan trọng đẩy mạnh công tác thăm dò khai thác dầu khí đáp ứng nhu cầu lượng cho đất nước xuất Để nâng cao hiệu công tác khoan Dầu khí việc trang bị công nghệ thiết bị đại cần thiết Trong số thiết bị công nghệ áp dụng có tổ hợp đầu quay di động cho kết khả quan Sử dụng tổ hợp đầu quay di động gia tăng khối lượng công việc khoan, thăm dò khai thác dầu khí, giảm chi phí cho giếng khoan, sớm đưa giếng khoan vào khai thác Được đồng ý Thầy môn Thiết bị dầu khí công trình, mạnh dạn thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Đầu quay di động dùng tổ hợp khoan Tam Đảo 02 Kiểm toán công suất động dẫn động topdriver” Đồ án chia làm chương:  Chương 1:Giới thiệu tổ hợp đầu quay di động phương pháp khoan;  Chương 2Cấu tạo nguyên lý làm việc đầu quay di động Varco TDS – 8SA;  Chương 3: Quy trình vận hành, dạng hỏng hóc,nguyên nhân,biện pháp khắc phục công tác kiểm tra bảo dưỡng;  Chương 4: Kiểm toán công suất động dẫn động Trong điều kiện hạn chế tài liệu, ngành dầu khí nước ta non trẻ nên tài liệu Tiếng Việt ít, nhiều thuật ngữ sử dụng đồ án chưa thật xác Bên cạnh hạn chế mặt thực tiễn sản xuất, thời gian làm đồ án Mặc dù với cố gắng thân hướng dẫn tận tình thầy ` giáo-GVC: Trần Văn Bản, thầy giáo môn bạn đồng nghiệp giúp hoàn thành đồ án Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo môn Thiết bị dầu khí công trình, đặc biệt thầy giáo GVC: Trần Văn Bản bạn đồng nghiệp tận tình bảo giúp đỡ hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà nội tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện: Hoàng Quốc Trưởng ` CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ TỔ HỢP ĐẦU QUAY DI 1.1 Giới thiệu tổ hợp đầu quay di động 1.1.1 Đặc điểm chung Đầu quay di động sử dụng giới lần vào năm 1982 ngày trở nên phổ biến, việc sử dụng đầu quay di động thực tiễn cho thấy tính ưu việt chúng thi công giếng xiên giếng nằm ngang Sự cần thiết chúng việc cải thiện trình khoan, đem lại chi phí thấp Khoan động Top Drive hoạt động dựa nguyên lý tương tự phương pháp khoan Roto, chuyển động xoay truyền tới choòng khoan thông qua cột cần khoan để phá huỷ đất đá Tuy nhiên chuyển động xoay truyền từ động Top Drive, thay truyền động từ bàn roto phương pháp khoan Roto Chính vậy, khoan động Top Drive có đầy đủ đặc điểm giống khoan Roto như: Các thông số chế độ khoan điều chỉnh độc lập, yêu cầu công suất máy bơm khoan không cần lớn khoan động đáy, cho phép khoan với tải trọng đáy cao Mặc dù khoan động Top Drive có số nét khác biệt với phương pháp khoan Roto ` Hình 1.1 Hình ảnh tổ hợp đầu quay di động Phần lớn đầu quay di động dẫn động động điện chiều, có số dẫn động động xoay chiều động thủy lực Công suất dẫn động đến 800 (kW), mômen quay 2,5 ÷ 4,5 (kN.m) Các hãng cung cấp lớn giới kể đến như: Varco BJ; Tesco; Maritime Hydraulic A.S Công dụng đầu quay di động là: • Truyền mômen quay cho choòng khoan phá hủy đất đá; • Tháo lắp xiết chặt cần khoan, thực thao tác kéo thả., 1.1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại, sau cách phân loại dựa vào dạng động • Các loại: TDX-1250; TDX-1000; HPS-1000; TDS-1000; TDS-8SA; TDS-4; TDS-12; TDS-11SA; TDS-4A; IDS-350PE; TDS-10SA Những loại cho mô men xoắn lớn, tải trọng nâng lớn công suất động lớn, cho phép ` khoan sâu Tuy nhiên nhược điểm trọng lượng lớn nên cần phải có kết cấu tháp vững Hệ thống điện, điều khiển phức tạp Loại dùng động điện • Đầu quay thủy lực: TD-350; TDS-250; TD-150 Đầu quay thủy lực có trọng lượng thân nhỏ so với đầu quay điện Đầu quay loại có hộp số cho tỉ số truyền lớn so với nhiều đầu quay điện khác Tuy nhiên công suất nhỏ, kết cấu cồng kềnh cần thêm ống dẫn dung dịch cần thêm hệ thống bơm cho đầu xoay 1.1.3 Ưu, nhược điểm 1.1.3.1 Ưu điểm • Không phải dùng cần chủ đạo việc tiếp cần khoan nhanh chóng thuận lợi, an toàn cho kíp khoan; • Tiến hành tháo lắp khoan cụ độ cao; • Có thể doa ngược được; • Lấy mẫu khoan tốt khoan lấy mẫu; • Giảm tổn hao lượng khống chế mômen phản lực đáy trình khoan • Khắc phục cố kẹt dụng cụ hiệu so với khoan Roto động Top Drive có khả vừa quay vừa kéo khoan cụ 1.1.3.2 Nhược điểm • Phải lắp đặt hệ thống dẫn hướng tháp để làm momen cản, cố kết cấu tháp có lực xoắn phụ •phải có ống mềm hoạc cắp tải điện phụ tháp khoan • Phải lắp thêm hệ thống ray dẫn hướng tháp • Làm tăng khối lượng cao; • Tăng chiều cao tháp đầu quay di động dài đầu quay thủy lực thông thường; • Tăng giá thành thiết bị khoan đặc biệt công tác bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp nhiều so với bàn rôto; • Do cấu tạo phức tạp nên đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao 1.2 Giới thiệu phương pháp khoan 1.2.1 Phương pháp khoan động đáy Khoan tuabin phương pháp khoan chuyển động quay choòng truyền trực tiếp từ động đặt phía choòng, nét đặc trưng phương pháp khoan cột cần khoan đứng im trình khoan Khoan ` tuabin chia làm dạng chính, dựa vào loại động sử dụng, là: • Động điện; • Tuabin khoan; • Động trục vít 1.2.1.1 Khoan động điện a Nguyên lý cấu tạo Bộ dụng cụ khoan điện chìm bao gồm động điện, trục truyền để lắp vào choòng khoan phận ngăn ngừa xâm nhập dung dịch khoan vào bên động Động điện thường động không đồng pha ngậm dầu với rôto ngắn mạch gồm nhiều đoạn, thân rôto làm sắt từ lắp trục truyền then hoa ren côn Stato động gồm nhiều ghép sắt từ phản từ, đoạn rôto stato người ta lắp ổ trục hướng tâm Trục truyền có loại là: trục ngậm dầu chạy ổ bi loại chạy ổ trượt cao su Phần động có ổ bi đỡ để tiếp nhận toàn tải trọng chiều trục trình làm việc Đầu đầu trục có lắp phớt chắn dầu Khoảng trống động lấp đầy dầu,áp suất dầu động phải lớn áp suất chất lỏng tuần hoàn bên từ ÷ (at), để ngăn không cho chất lỏng lọt vào động Phần động lắp điều áp kiểu piston: Một chứa dầu máy bay dẫn vào bên phớt, lại chứa dầu biến áp liên thông với phần thân động để bổ sung áp suất cho dầu động Do trình làm việc xảy rò rỉ dầu qua phớt trình động bị đốt nóng áp suất giảm nên cần phải bù thêm Quá trình truyền điện từ mặt xuống động nhờ cáp điện lắp phía cần khoan, chiều dài đoạn cáp tương ứng với chiều dài cần khoan Khi lắp cần khoan đoạn cáp điện tự động nối lại với nhờ vào đầu nối đặc biệt gắn zamốc b Ưu, nhược điểm Sử dụng động điện chìm giúp ta dễ dàng điều chỉnh tốc độ mômen khoan Ngoài ra, cần khoan đứng im trình khoan góp phần tăng tuổi thọ cần khoan Bên cạnh ưu điểm trên, khoan động điện chìm có nhược điểm sau: • Yêu cầu kỹ thuật dẫn điện xuống động phải an toàn tuyệt đối; ` • Tuổi thọ động không cao phải làm việc nhiệt độ áp suất tương đối lớn; • Khả bảo dưỡng phức tạp, khó khăn Chi phí cho công tác vận hành tốn Qua ưu, nhược điểm động điện chìm, thực tế ứng dụng rộng rãi mang lại hiệu kinh tế không cao Hiện nay, loại động giai đoạn thử nghiệm 1.2.1.2 Khoan tuabin khoan a Nguyên lý cấu tạo Trong cánh quạt tuabin, lượng thủy lực dòng nước rửa chuyển hóa thành trục quay, làm quay choòng khoan Tuabin gồm nhiều tầng giống (có thể lên đến 200 tầng) Mỗi tầng gồm phần, phần quay nối với trục gọi rôto, phần đứng yên gắn với vỏ gọi stato Bên tuabin có ổ tựa dọc (ổ tựa chính) để giữ cho dung dịch khoan không xâm nhập vào ổ trục Ổ tựa đặt phía để nâng toàn khối rôto Tùy theo chiều dài tuabin mà người ta lắp ổ tựa ngang Ở phần tuabin đầu nối chuyển tiếp để nối vào đầu cột cần khoan Phía tuabin có đế tuabin, đế bịt kín phần tuabin trục tuabin nhờ đệm đặc biệt nhằm bảo đảm áp suất làm việc tuabin không bị hao hụt trình làm việc 1-Bao stato 5-Đường dòng nước ` 2-Bao rôto 3-Rãnh then 4-Vỏ stato 6-Cánh cong rôto 7-Cánh cong stato 8-Bao rôto Hình 1.2 Cấu tạo tầng tua bin Trong số trường hợp khoan qua tầng đất dẻo, mômen quay tuabin không đủ để thực trình phá hủy, hay giếng khoan sâu, lưu lượng dung dịch nhỏ giá trị mômen công suất không đủ để đáp ứng trình khoan Để thu mômen quay công suất lớn mà thay đổi đường kính tuabin, tăng số tầng chúng lên, phải chế tạo tuabin dài Khi chế tạo tua bin có độ dài lớn gây khó khăn việc nâng thả tuabin giếng khoan lắp ráp, vận chuyển Để giải khó khăn người ta chế tạo tuabin nối mà đoạn tuabin đơn Vỏ tuabin nối với ren, trục nối khớp nối có rãnh then (then hoa), khớp ma sát khớp nối kép (kết hợp khớp ma sát rãnh then hoa) Đặc điểm khoan tuabin tốc độ quay choòng thay đổi tùy theo tải trọng độ cứng đất đá khoan qua Mômen quay choòng tốc độ quay tỷ lệ nghịch với nhau, tải trọng tác dụng lên choòng lớn, tốc độ quay giảm Quan hệ mômen quay (M), công suất (N), hệ số hiệu dụng ( η ) tốc độ quay (n) trục tuabin thể biểu đồ sau: N=ƒ(n) Mh M=ƒ(n) η=f (n) nkt n Hình 1.3 Quan hệ thành phần khoan tua bin ` Khi tốc độ quay n = mômen quay đạt giá trị cực đại gọi mômen hãm ( M h ), mômen quay giảm dần, tốc độ quay tăng lên Mômen quay giảm đến “0” tốc độ quay đạt giá trị cực đại gọi tốc độ quay không tải ( nkt ) Đối với công suất (N): Với chế độ hãm ( n = ) ( N = ) Khi tốc độ quay tăng lên công suất tăng lên đến giá trị cực đại (Công suất định mức) sau lại giảm đến “0” chế độ không tải Sự biến thiên hiệu suất ( η ) tương ứng với biến thiên N Chế độ làm việc với η max gọi chế độ “tối ưu” Tốc độ quay chế độ tối ưu xấp xỉ 1/ tốc độ quay không tải, mômen quay xấp xỉ 1/ mômen hãm Khác với mômen quay công suất, tổn thất áp lực tuabin không thay đổi Khi chuyển từ chế độ không tải sang chế độ hãm, tổn thất áp lực tăng lên (10 ÷ 15 %) Mọi nhận xét rút trường hợp lưu lượng dòng chảy (Q) không thay đổi Quan hệ n, P, M, η N Q không đổi gọi đặc tính làm việc tuabin Hình 1.4 Đường đặc tính làm việc tua bin b Ưu, nhược điểm khoan tuabin * Ưu điểm: • Không phí công suất để quay cột cần khoan; ` • Do công suất tuabin sinh truyền trực tiếp lên choòng nên choòng quay với vận tốc lớn, đạt vận tốc học khoan cao nhiều so với khoan rôto; • Cột cần khoan chịu tải hơn, mòn nên giảm cố cần khoan trình làm việc; • Có thể sử dụng khoan tuabin để khoan giếng khoan xiên định hướng khoan ngang hiệu quả; • Giảm tiếng ồn so với khoan rôto cải thiện điều kiện lao động * Nhược điểm: • Tuabin làm việc với số vòng quay lớn phù hợp với đa số loại choòng chóp xoay (vì choòng chóp xoay làm việc với tải trọng lớn, số vòng quay nhỏ); • Vùng làm việc ổn định số vòng quay tuabin hẹp, khỏi vùng làm tuabin ngừng hoạt động; • Cần có máy bơm công suất lớn để bơm chất lỏng xuống dẫn động tuabin, đặc biệt với giếng khoan sâu việc khó thực hiện; • Việc điều chỉnh tốc độ quay choòng khó khăn phức tạp; • Quá trình bảo dưỡng tốn nhiều thời gian so với đầu quay di động bàn rôto 1.2.1.3 Khoan động đáy PDM (Positive Displacement mud Motor) a Cấu tạo nguyên lý làm việc Động PDM hoạt động dựa nguyên lý Moinơ cấu tạo thành phần sau: Hình 1.5 Cấu tạo động đáy PDM Van xả: có tác dụng ngăn cho động không bị quay trình kéo thả đặt phần động Van có lỗ cho phép lưu thông cột cần khoan khoảng không vành xuyến Các lỗ đóng suốt trình khoan để dung dịch qua động Trong trình kéo thả, bơm Nếu xảy tượng rò rỉ dầu bôi trơn lăn tiến hành khắc phục sau: Tháo rời lăn; Làm kiểm tra rạn nứt tất lăn; Đối với lăn sử dụng được, tiện lỗ ren đầu trục lăn với φ = 18 kích thước (in) Vặn ren lắp đặt đầu bôi trơn thích hợp sau làm mảnh vụn sắt cửa bơm dầu trục lăn; Bôi trơn cho bạc lót lăn trước ráp lắp đặt lăn trục lăn; Bôi trơn lại bạc lót lăn qua lỗ bôi trơn để đảm bảo dầu bôi trơn bơm qua bạc lót, để dầu bôi trơn tràn lăn trục lăn; Thay lăn sử dụng Tại góc đáy bệ động điểm bôi trơn cho ngõng trục, điểm bôi trơn hàng tuần Hàng ngày lượng dòng thủy lực kiểm tra lớp vải lọc lọc có áp để xác định trạng khâu lọc Thay khâu lọc chế độ đường tắt báo d Bôi trơn kẹp cần PH-100 * Bôi trơn giá đỡ liên kết quay: • Sử dụng dầu bọc nhẹ cho bánh liên kết quay hàng ngày Hàng tuần, sử dụng dầu bôi trơn thông thường tra vào chốt lề nghiêng vú mỡ thân giá đỡ; • Sử dụng dầu bọc ống bôi trơn cho mắt quang treo elevator hàng tuần, đồng thời sử dụng dầu bôi trơn thông thường để bôi trơn cho vú mỡ elevator 56 1-Bôi trơn hàng ngày (dầu bọc nhẹ) 2,3,4-Bôi trơn hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường) 5-Bôi trơn hàng tuần (dầu bọc ống) Hình 3.6 Bôi trơn giá đỡ liên kết quay * Bôi trơn cụm ghim chốt: • Sử dụng dầu bọc nhẹ bôi trơn cho bánh cụm ghim chốt hàng ngày; • Hàng tuần bôi trơn cho bạc lót dầu bôi trơn thông thường 57 1-Bôi trơn hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường) 2-Hàng ngày (dầu bọc nhẹ) Hình 3.7 Bôi trơn cụm ghim chốt * Bôi trơn cụm van cầu: Bôi trơn cụm van cầu hàng tuần vú mỡ (phía khuỷu dẫn động) Có lý để bôi trơn IBOP là: • Bảo vệ vòng chắn dầu; • Bôi trơn cho ổ tựa; • Làm mùn cặn bẩn bám rãnh chứa lò xo lượn sóng Để bôi trơn cho IBOP tiến hành bước sau: • Tháo rời chốt làm kín ổ tựa phía trên; • Lắp đặt đầu bôi trơn thích hợp mở van; • Bôi trơn van với khoảng 10 hành trình đầy đủ súng bôi trơn cầm tay lượng tương đương từ máy phun dầu sử dụng khí nén Áp suất dầu bôi trơn không vượt 300 (psi), áp suất dầu bôi trơn lớn 300 (psi) làm vòng chắn dầu bị đẩy vào khe hở ổ tựa thân van; • Tháo đầu bôi trơn, lắp chốt làm kín, xiết lại cho chắn * Bôi trơn cho cụm thiết bị tạo mômen xoắn: 58 • Sử dụng dầu bôi trơn thông thường để bôi trơn cho vú mỡ bàn kẹp (trên thân bàn kẹp, bạc ổn định, vành dẫn hướng xi lanh) bôi trơn cho chốt lề hàng ngày; • Hàng tuần sử dụng chổi quét dầu lên ống thủy lực bề mặt không sơn, tra dầu cho ổ bi tay đòn cán piston điều khiển IBOP hàng tuần 1,2,3-Bôi trơn hàng ngày (dầu bôi trơn thông thường) 4-Dùng chổi quét dầu lên bề mặt không sơn(hàng tuần) Hình 3.8 Bôi trơn cụm thiết bị tạo mômen xoắn g Bôi trơn cụm ống rửa 59 Hình 3.9 vú mỡ Bôi trơn cụm ống rửa hàng ngày vú mỡ thân ống rửa Trước bôi trơn phải tắt bơm, cho dừng tuần hoàn dung dịch 60 CHƯƠNG KIỂM TOÁN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG 4.1 Tính toán công suất khoan 4.1.1 Thông số giếng N070 thông số chế độ khoan 4.1.1.1 Profin giếng cấu trúc giếng khoan N070 Profin giếng: 61 Hình 4.1 Profile giếng khoan N070 Dễ dàng tính toán góc nghiêng giếng θ1 = θ2 = θ cosθ = 0,83 suy ra: θ = 33,9o 4.1.1.2 Thông số chế độ khoan Bảng 4.1 Bảng thông số chế độ khoan Khoảng chiều sâu (m) 85 ÷ 120 120 ÷ 250 250 ÷ 1381 1381 ÷ 2081 2081 ÷ 2949 2949 ÷ 3949 3949 ÷ 4729 4729 ÷ 4884 4884 ÷ 5227 Tải trọng đáy G (KN) 20 ÷ 40 20 ÷ 60 40 ÷ 140 60 ÷ 120 40 ÷ 80 40 ÷ 80 140 ÷ 160 150 ÷ 160 120 ÷ 130 Lưu lượng bơm Q (l/s) 50 ÷ 60 50 ÷ 52 50-52 42-46 40-44 44-39 32-26 28-26 14-18 Tốc độ quay n (v/p) 50 ÷ 60 50 ÷ 60 70 ÷ 100 70 ÷ 85 60 ÷ 70 4.1.2 Cấu trúc dụng cụ thông số dung dịch khoan sử dụng 4.1.2.1 Cấu trúc dụng cụ Loại cần khoan sử dụng cần 127 với thông số sau: Bảng 4.2 Thông số cần khoan sử dụng Đường kính Dn (mm) 127 Đường kính Dt (mm) 108,62 Trọng lượng mét cần (kG) 32,6 Bộ cần nặng choòng sử dụng tương ứng với khoảng khoan sau: * Khoảng khoan từ 120 ÷ 250 (m) Bảng 4.3A Thông số cần nặng choòng khoảng khoan đầu Tên thiết bị chòng 660.4 cần nặng-228.6 định tâm 660.4 cần nặng-228.6 cần nặng-203.2 cần khoan thành dày-127 Chiều dài (m) 0.80 19.60 22.01 31.41 59.61 143.76 Trọng lượng (kG) 617 5456 1062 2728 6210 6178 62 * Khoảng khoan từ 250 ÷ 1381 (m) Bảng 4.3B Thông số cần nặng choòng khoảng khoan thứ Tên thiết bị Chiều dài (m) chòng 444.5 0.52 tuabin 962 9.05 định tâm -393.7 10.15 đầu nối 10.80 c.nặng không nhiễm từ20.20 241.3 29.60 c.nặng không nhiễm từ67.20 228.6 72.70 cần nặng-203.2 82.10 búa 8" 222.35 cần nặng-203.2 cần khoan thành dày -127 Trọng lượng (kG) 225 2450 374 150 3021 2733 8280 1205 2070 10297 * Khoảng khoan từ 1381 ÷ 2181 (m) Bảng 4.3C Thông số cần nặng choòng khoảng khoan thứ Tên thiết bị Chiều dài (m) chòng 311.1 0.35 tuabin 962 8.88 định tâm -295.3 10.55 ОБР.КЛ-203.2 11.35 C nặng không nhiễm từ20.75 203.2 C.nặng không nhiễm từ30.15 203.2 Cần nặng-203.2 58.35 Cần nặng-165.1 86.55 Búa 158.8 96.49 Cần nặng-165.1 115.29 Cần khoan thành dày227.49 127 Trọng lượng (kG) 100 2450 353 180 2070 2070 6210 3846 1050 2564 8238 * Khoảng khoan từ 2181 ÷ 2949 (m) Bảng 4.3D Thông số cần nặng choòng khoảng khoan thứ Tên thiết bị ` tuabin 962 định tâm-295.3 Chiều dài (m) 0.35 8.88 10.55 Trọng lượng (kG) 100 2450 353 63 ОБР.КЛ-203.2 c.nặng không nhiễm từ203.2 c.nặng không nhiễm từ203.2 Cần nặng-165.1 búa 158.8 11.35 20.75 180 2070 30.15 58.35 2070 3846 68.29 87.09 171.24 1050 2564 6178 * Khoảng khoan từ 2949 ÷ 3949(m) Bảng 4.3E Thông số cần nặng choòng khoảng khoan thứ Tên thiết bị Chiều dài (m) chòng 311.1 0.35 tuabin 962 8.88 định tâm-308 10.64 ОБР.КЛ-203.2 11.44 c.nặng không nhiễm từ20.84 203.2 c nặng không nhiễm từ30.24 203.2 cần nặng-165.1 58.44 búa 158.8 68.38 cần nặng-165.1 87.18 cần khoan thành dày-127 171.33 Trọng lượng (kG) 100 2450 531 180 2070 2070 3846 1050 `2564 6178 * Khoảng khoan 3949 ÷ 4729(m) Bảng 4.3F Thông số cần nặng choòng khoảng khoan thứ Tên thiết bị Chiều dài (m) chòng 215.9 0.35 cần nặng-165.1 9.75 định tâm 214.3 11.43 cần nặng-165.1 143.03 búa 158.8 152.97 cần nặng-165.1 171.77 cần khoan thành dày-127 283.97 Trọng lượng (kG) 40 1282 259 17950 1050 2564 8238 * Khoảng khoan từ 4729 ÷ 5227 (m) Bảng 4.3G Thông số cần nặng choòng khoảng khoan thứ 64 Tên thiết bị chòng 165.1 cần nặng-120.65 định tâm-163 cần nặng-120.65 búa 3/4" cần nặng-120.65 Chiều dài (m) 0.31 9.71 11.41 237.01 246.01 283.61 65 Trọng lượng (kG) 21 629 105 15093 500 2515 4.1.2.2 Thông số dung dịch khoan Bảng 4.4 Thông số dung dịch khoan cho khoảng khoag γ (G/cm ) Khoảng theo thân giếng (m) 85 ÷ 120 120 ÷ 250 1,03 1,10 250 ÷ 1381 1381 ÷ 2081 1,12 1,16 2081 ÷ 2949 2949 ÷ 3949 1,62 1,73 3949 ÷ 4729 4729 ÷ 4884 1,06 1,3 4884 ÷ 5227 1,5 γ trung bình(G/cm3) 1,3 4.1.3 Tính toán công suất khoan N k = Nbm + N kt + N c (4.1) Trong đó: • N bm : Công suất tiêu hao mặt, ta sử dụng đầu quay di động nên N bm = ; • N kt : Công suất quay cột cần không tải; • N c : Công suất phá hủy đất đá Ta tính toán công suất khoan độ sâu lớn tương ứng khoảng khoan cuối giếng, giá trị N kt , N c tính dựa vào thông số dụng cụ, thông số chế độ khoan phương pháp khoan Rô to 4.1.3.1 Tính toán N kt N kt = C.γ D n1,7 L (kW) (4.2) Với: • C : Hệ số phụ thuộc vào độ cong giếng (tra bảng); • γ : Trọng lượng riêng dung dịch khoan ( T / m3 ); • D : Đường kính cột cần khoan (m); • n : Tốc độ quay cột cần khoan (v/p); • L : Chiều dài cần khoan (m) Bảng 4.5 Bảng hệ số C phụ thuộc vào độ cong giếng khoan Góc nghiêng giếng ( ° ) ≤3 3÷5 6÷9 10 ÷ 16 18 ÷ 25 26 ÷ 35 Hệ số C 18,8.10 −5 (22,6 ÷ 28,8).10 −5 (30,8 ÷ 34,3).10 −5 (35,2 ÷ 40,3).10 −5 (41,5 ÷ 46,6).10 −5 (47,5 ÷ 52,2).10 −5 Tra bảng ta có: γ = 1,3(G/cm3) = 1,3(T/cm3) ; D = 127 (mm) =0,127 (m); n = 70 (v/p); L = 5227( m); C = 47,5.10-5 Thay giá trị vào (4.2) ta có: Nkt = 47,5.10-5 1,3 0,1272 701,7 5227 = 71,31(kw) 4.1.3.2 Tính toán N c N c = 34, 2.10−4.k G.Dc n (kW) (4.3) Với: • k : Hệ số phụ thuộc vào độ mài mòn choòng, k = 1,1 ÷ 1,5 Ta chọn k =1,1; • G : Tải trọng đáy (kG); • Dc : Đường kính choòng khoan (m); • n : Tốc độ quay choòng (v/p) Tra bảng ta có: G = 21T = 21.103 kG; Dc = 165,1mm = 0,1651 m; n =70v/p Thay vào (4.3) ta có: Nc = 34,2.10-4 1,1 21.10 0,1651 70 = 913,03 (kw) Vậy công suất khoan là: Nk = Nkt + Nc = 71,3 + 913,03 = 984,33 (kw) = 734 (HP) 4.1.4 Nhận xét 67 Từ kết tính toán dựa vào thông số thực tế giếng khoan thông số thực tế chế độ khoan, ta nhận thấy đầu quay di động Varco TDS -8SA hoàn toàn toàn đáp ứng tất điều kiện công tác khoan giếng N070 với chế độ khoan sau: • Số vòng quay ứng với momen lớn 94 (vòng/phút) lớn số vòng quay cần thiết thực tế 70 (vòng/phút) • Công suất động lớn 1150 (HP) lớn công suất thực tế cần thiết để khoan giếng 734 (HP) 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc đưa đầu quay di động vào phục vụ cho công tác khoan thăm dò khoan khai thác dầu khí nước ta cho thấy hiệu khả quan, đầu quay di động ngày sử dụng nhiều hơn, TDS8SA loại đầu quay ưa chuộng, chứng giàn tự nâng PVD sử dụng loại đầu quay Đầu quay di động cho phép thực nhiều thao tác công nghệ, cho phép cải thiện trình khoan giếng khoan ngang khoan nghiêng định hướng Việc sử dụng đầu quay di động cho thấy ưu điểm bật sau: • Không phải sử dụng cần chủ đạo thao tác tiếp cần nhanh chóng, dễ dàng an toàn cho kíp khoan; • Cho phép tiếp cần độ cao; • Có thể khoan với cần dựng; • Lấy mẫu khoan tốt khoan thăm dò; • Cho phép doa ngược; • Khống chế mômen phản lực đáy Tuy nhiên bên cạnh đầu quay di động có nhược điểm như: • Tăng khối lượng tháp, tháp khoan phải có kết cấu vững chắc; • Tăng giá thành thiết bị, đặc biệt công tác kiểm tra, bảo dưỡng phức tạp nhiều so với sử dụng bàn rôto; • Do cấu tạo phức tạp nên đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức chuyên môn cao Kiến nghị: • Với ưu điểm đầu quay di động ta nên đầu tư để đưa vào sử dụng nhiều hơn, tiềm dầu khí nước ta cao; • Ngoài lĩnh vực dầu khí sử dụng cho lĩnh vực như: khoan thăm dò khoáng sản, tìm kiếm nước ngầm, thăm dò lấy mẫu để nghiên cứu địa chất…; 69 • Đầu tư phát triển đội ngũ lao động chất lượng, cho nước học để tiếp thu công nghệ họ, cần đầu tư phát triển ngành công nghiệp sửa chữa khí để chế tạo, sửa chữa, phục hồi thiết bị phục vụ cho công nghiệp dầu khí 70 ... phương pháp khoan Roto ` Hình 1.1 Hình ảnh tổ hợp đầu quay di động Phần lớn đầu quay di động dẫn động động điện chiều, có số dẫn động động xoay chiều động thủy lực Công suất dẫn động đến 800... THIỆU VỀ TỔ HỢP ĐẦU QUAY DI 1.1 Giới thiệu tổ hợp đầu quay di động 1.1.1 Đặc điểm chung Đầu quay di động sử dụng giới lần vào năm 1982 ngày trở nên phổ biến, việc sử dụng đầu quay di động thực... VIỆC CỦA ĐẦU QUAY DI ĐỘNG VARCO TDS -8SA 2.1 Cấu tạo đầu quay di động Varco TDS-8SA 2.1.1 Các thông số đầu quay VarcoTDS -8SA Hình 2.1: Đầu quay di động VarcoTDS-8SA Tổ hợp đầu xoay di động VarcoTDS-8SA