Đang tải... (xem toàn văn)
Tời khoan là một trong những thiết bị không thể thiếu trong khai thác dầu khí, là thiết bị cần thiết phục vụ trong công tác nâng thả bộ dụng cụ khoan.
Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất LỜI NĨI ĐẦU Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro thành lập năm 1981 Sự kiện đánh dấu bước phát triển quan trọng với ngành công nghiệp dầu khí nói riêng ngành cơng nghiệp Việt Nam nói chung Trong năm gần đây, ngành cơng nghiệp dầu khí phát triển khơng ngừng trở thành ngành kinh tế mũi nhọn đất nước, nguồn tài nguyên thiên nhiên đem lại lợi nhuận lớn cho kinh tế quốc dân Để phục vụ cho ngành công nghiệp này, việc khoan - khai thác trước tìm kiếm, thăm dị đóng vai trị quan trọng Trong cơng nghệ khoan thăm dị, khoan khai thác vận chuyển sản phẩm,…thì thiết bị phục vụ khơng thể thiếu đóng vai trị thiết yếu Tuỳ theo thiết bị mà chức khác Để phát huy tính công dụng, nâng cao hiệu suất, kéo dài tuổi thọ thiết bị, điều quan trọng bảo đảm chúng làm việc trạng thái kỹ thuật tốt Muốn thiết bị phải có chế độ bảo dưỡng, sửa chữa thời gian kỹ thuật quy định phải nắm vững nguyên lý hoạt động kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa Tời khoan thiết bị thiếu khai thác dầu khí, thiết bị cần thiết phục vụ công tác nâng thả dụng cụ khoan Vì em chọn đề tài: “ Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng tời Y2-55 Tính tốn sử dụng hợp lý cơng suất nâng tời ” nhằm tìm hiểu làm việc, vận hành tính đặc biệt tính tốn để sử dụng cơng suất cách hợp lý Đồ án em chia thành chương: Chương 1: Tổng quan hệ thống nâng thả Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý làm việc tời Y2-55 Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa tời khoan Chương 4: Tính tốn sử dụng hợp lý cơng suất nâng tời Qua trình học tập, thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp xí nghiệp Vietsovpetro giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo trường đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội cán bộ, cơng nhân xí nghiệp, em hồn thành đồ án Tuy nhiên hiểu biết hạn chế thời gian tìm hiểu chưa nhiều nên đồ án tránh khỏi thiếu sót, song hội tốt để em nâng cao nhận thức hiểu biết thiết bị Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất cơng tác dầu khí mà cụ thể tời khoan Kính mong thầy giáo, bạn đọc đóng góp ý kiến quý báu để đồ án hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Dầu khí mơn Máy thiết bị dầu khí Cơng trình trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội cán bộ, công nhân xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, đặc biệt thầy giáo NGUYỄN VĂN GIÁP tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà nội, tháng năm 2010 Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Chiến Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NÂNG THẢ 1.1 Chức năng, nhiệm vụ hệ thống nâng thả 1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ hệ thống nâng thả a) Chức Hệ thống nâng thả bảo đảm chức sau: - Dùng để biến chuyển động quay tang tời thành chuyển động thẳng đứng móc nâng - Giảm lực căng nhánh cáp tang tời - Cùng với thiết bị dụng cụ nâng hạ khác phục vụ trình nâng hạ dụng cụ khoan, thả ống chống, truyền tiến độ cho choòng khoan, tham gia dựng tháp… b) Nhiệm vụ Hệ thống nâng thả tổ hợp thiết bị giàn khoan Chúng hoạt động đồng với để thực nhiệm vụ quan trọng: - Kéo thả cần khoan, ống chống, treo khoan cụ trình khoan bơm rửa - Kết hợp với thiết bị khác thực chức năng: truyền chuyển động quay cho Rotor để tiến hành việc khoan giếng - Kéo thả vật dụng, thiết bị khác phục vụ cho cơng tác khai thác thăm dị dầu khí 1.1.2 Các thành phần hệ thống nâng thả Hệ thống nâng thả bao gồm: tời khoan, hệ thống ròng rọc động-tĩnh, dây cáp Elêvatơ 1.1.2.1 Tời khoan Tời khoan thiết bị dùng khai thác dầu khí, thực nhiệm vụ sau: - Dùng để kéo thả cần khoan ống chống - Dùng để treo khoan cụ trình khoan bơm rửa - Khi kéo cần thực mômen xoắn tời, ngược lại thả cần thực trình phanh - Truyền chuyển động cho bàn Rotor Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất - Phụ trợ công tác địa vật lý giếng khoan - Trong trường hợp sử dụng tháp chữ A, tời dùng để dựng tháp - Điều chỉnh tốc độ truyền tải Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo tời khoan Cáp khoan Bảng điều khiển Phanh điện từ Phanh học Xích truyền động cho bàn Rotor Môtơ điện Răng để tựa cáp khoan Đầu mèo Tay phanh học 10 Đường rãnh cáp địa vật lý Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất 1.1.2.2 Hệ thống rịng rọc Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo hệ rịng rọc Cáp khoan Cuộn dây dự trữ Ròng rọc động Tời khoan 3.Neo cáp cố định Rịng rọc tĩnh Kẹp Trong q trình khoan với độ sâu lớn thiết bị dùng cơng tác khoan có trọng lượng lớn Do sức nâng tời không đủ khả nâng thả trực tiếp khoan cụ Vì để giảm tải trọng cho tời khoan ta phải dùng đến hệ thống ròng rọc gồm khối ròng rọc động hay ròng rọc cố định đỉnh tháp khoan Số pully ròng rọc cố định nhiều số pully ròng rọc động Hệ thống rịng rọc có mục đích biến chuyển động quay tời thành chuyển động lên xuống vật nâng hạ, biến chuyển động ma sát trượt Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất thành chuyển động ma sát lăn, chịu tác động lực đột ngột, giảm tải trọng cho sợi cáp a) Rịng rọc cố định Hình 1.3: Rịng rọc cố định Là ròng rọc tham gia chuyển động quay quanh trục Rịng rọc cố định lắp cố định đỉnh tháp khoan, gồm nhiều pully lắp trục hai trục song song với Các pully quay trục nhờ ổ bi, phía ngồi có che chắn bảo vệ Kích thước rãnh độ cứng bề mặt rãnh yếu tố ảnh hưởng đến độ bền cáp Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất b) Rịng rọc động Hình 1.4: Rịng rọc động Là rịng rọc suốt q trình làm việc, tham gia đồng thời hai chuyển động: chuyển động quay quanh trục thân chuyển động tịnh tiến lên xuống Càng nhiều pully hệ thống dây cáp cáp bị nhiều lần, số pully tải trọng dây cáp lớn, tải trọng tác dụng lên tời khoan lớn Điều khơng có lợi cho thiết bị khai thác, kích thước dây cáp thay đổi, ảnh hưởng đến mối tương quan rãnh pully đường kính dây cáp Nếu ta tăng đường kính pully để giảm độ cong dây cáp độ bền dây cáp lớn ta dùng hệ thống nhiều pully, số pully tăng tải trọng nhẹ vận tốc lên xuống chậm Do số pully, đường kính cáp tải trọng phải tính toán tối ưu phương diện kỹ thuật kinh tế 1.1.2.3 Dây cáp Cáp khoan tết sợi thép xoắn lại với Các sợi thép chế tạo cơng nghệ kéo nguội, có đường kính từ 0,3 – mm giới hạn bền 14000 – 20000N/mm, bền gấp 2,3 lần so với thép loại mác chế tạo phương pháp cán Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất Người ta thường sử dụng cáp trịn có bó, bó có từ 19 – 37 sợi cáp, sợi cáp thành bó nhỏ, bó nhỏ xoắn quanh ruộ kim loại hay chất hữu cơ, đường kính phụ thuộc vào đường kính cấu tạo cáp Ruột cáp làm sợi thép gai dây cáp có nhiều lớp, loại chịu lực căng lớn Người ta sử dụng kim loại làm ruột cáp nhằm tránh tượng chèn, dập Cáp khoan thường có đường kính 25, 28, 32, 35 mm ( loại 32mm sử dụng nhiều ) có ruột vật liệu hữu Khi lỗ khoan sâu, tải trọng gần tải trọng định mức phải dùng cáp có ruột kim loại Có hai cách mắc cáp: Cách thứ gọi cách mắc cáp có đầu cáp chết: Nhánh cáp chết mắc đối diện với nhánh cáp vào tang tời, lúc có ưu điểm hệ thống làm việc ổn định bị rung, tải trọng tác dụng lên tháp khoan lớn Cách mắc thứ hai gọi cách mắc khơng có đầu cáp chết: cách mắc ngược lại với cách mắc thứ (a) (b) Hình 1.5: Sơ đồ hai cách mắc cáp ( a ): Cách mắc cáp có đầu cáp chết ( b ): Cách mắc cáp khơng có đầu cáp chết Trong đó: - Pt : sức căng nhánh cáp vào tang tời ( KN ) Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất - Pc : sức căng nhánh cáp chết ( KN ) - Qm : tải trọng tác dụng lên móc ( ) 1.1.2.4 Êlêvatơ Êlêvatơ dùng để kéo thả tự động cần khoan, ống chống q trình nâng thả Ngồi cịn dùng để treo đầu thuỷ lực khoan giếng Cấu tạo gồm hai phần chính: phần chịu lực hệ thống đòn bẩy Phần chịu lực chịu sức nặng cần khoan trình nâng thả khoan giếng Hệ thống địn bẩy thực q trình nâng lên hạ xuống chấu kẹp Các thông số kỹ thuật Êlêvatơ EA-320: - Lực nâng lớn nhất: 320, ( KN ); - Đường kính: - Ống khoan: 89; 114; 127; 140; 146, (mm); - Cần nặng : 146; 178,(mm); - Đường kính ống thay thế: Dmax= 200 (mm); Dmin= 160, (mm); - Kích thước bao: - Dài : 1140, (mm); - Rộng : 740, (mm); - Cao : 1965, (mm); - Khối lượng: 2025, (kg); - Kiểu hệ thống đòn bẩy: PC – 200; - Phương pháp kẹp chặt chấu: Tháo lắp nhanh 1.2 Các loại tời công tác khoan dầu khí Vietsovpetro Những ý kiến đánh giá nhận xét 1.2.1 Các loại tời sử dụng cơng tác khoan dầu khí Vietsovpetro Các loại tời khoan chế tạo giới sử dụng cơng tác khoan dầu khí Vietsovpetro trình bày bảng 1-1; 1-2 Bảng 1.1: Các loại tời chế tạo Rumani Chỉ tiêu Đơn vị Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Loại tời Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất TF35 TF 25 TF 25* TF 21 TF15 Công suất KW 1500 1100 740 520 390 Đường kính cáp mm 35; 38 32 28 32; 38 25 Lực kéo cáp max KN 440 275 360 - 150 Vận tốc cáp m/s 4÷ 25 4÷ 25 4÷ 25 2,3÷ 17,2 2÷ 12,5 Lực kéo cáp KN 350 250 160 187,5 113 Đường kính tang tời mm 900 710 630 710 450 4+2 4+2 4+2 2+1 Số vận tốc Đường kính tang tời mm 1510 1320 1180 1180 1100 Đường kính phanh mm 1570 1370 1570 1570 1100 Chiều rộng phanh mm 275 255 255 255 205 Bảng 1.2 Các loại tời chế tạo Liênxô Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 10 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất làm việc Để đạt hiệu kinh tế kỹ thuật sử dụng tời ta phải khắc phục tình trạng phương pháp sửa chữa a) Sửa chữa nhỏ Chủ yếu thay chi tiết mau mịn, chóng hỏng, cụm chi tiết số cụm chi tiết vài phận tời Tiến hành chỉnh lại khe hở cho phép mối ghép, kiểm tra dầu mỡ, chế độ bôi trơn,… thời gian dừng máy để sửa chữa không lâu, chừng vài ca máy, tối đa 1-2 ngày b) Sửa chữa vừa Là dạng sửa chữa phức tạp hơn, khối lượng công việc sửa chữa nhiều hơn, thời gian sửa chữa kéo dài từ 1-2 tuần đến tháng Tời đem sửa chữa phải tháo sửa hay vài phận chính, thường xuyên làm việc chế độ nặng Còn phận khác bảo dưỡng, thay thế, hiệu chỉnh vài chi tiết hay cụm chi tiết c) Sửa chữa lớn Là dạng sửa chữa có quy mơ khối lượng công việc lớn công tác sửa chữa Hầu tất phận, chi tiết tời tháo kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa lại Khả làm việc sau sửa chữa lớn khơi phục hồn tồn Thời gian sửa chữa lớn kéo dài 1-2 tháng, tuỳ theo mức độ phức tạp dạng hỏng tời 3.3.2 Quy trình sửa chữa tời khoan a) Nhận máy Khi nhận máy vào sửa chữa cần thực công việc sau: - Lập biên bàn giao máy cụ thể bên đưa máy vào sửa chữa bên nhận sửa chữa, xác định tình trạng máy đưa vào sửa chữa - Ký kết hợp đồng quy định bên tham gia vào sửa chữa máy nhằm đạt hiệu tốt trình sửa máy - Nhận bàn giao tài kiệu, hồ sơ, nhật trình làm vệc máy để làm sở cho việc sửa chữa sau - Lập hồ sơ dự tốn chi phí vật tư, phụ tùng thay thế, chi phí lao động để dự trù kinh phí sửa chữa Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 45 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất b) Làm máy Đưa máy đến vị trí sửa chữa Vị trí sửa chữa cần đảm bảo diện tích khơng gian đủ rộng để sử dụng phương tiện cẩu, nâng vận chuyển phục vụ cho cơng tác tháo lắp Làm bên ngồi máy, loại bỏ đất đá, cát bụi, dầu mỡ bám máy Công việc làm máy tạo điều kiện tốt cho việc kiểm tra vỏ, thân máy tháo chi tiết c) Tháo máy Tháo máy công tác tách rời máy thành cụm, phận, chi tiết riêng biệt, phục vụ cho công tác kiểm tra, phân loại sửa chữa máy Trước tháo phải chuẩn bị đầy đủ loại thiết bị, dụng cụ cần thiết phục vụ cho việc tháo máy như: máy ép, loại đồ gá, loại cờ lê, búa, vam, kích, cần trục, cáp treo… Máy tháo cụm, chi tiết bên trước, bên sau Các chi tiết tháo phải xếp theo cụm, phận máy, không để lẫn cá chi tiết cụm sang cụm khác chưa phân loại thống kê Có hai cách tháo máy: + Tháo liên tục: tháo hết cụm sang cụm khác + Tháo tổng hợp: tháo đồng thời cụm chi tiết máy lúc Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 46 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất Các nguyên công thể sơ đồ sau: Nhận máy Tháo máy Làm máy Rửa phân loại chi tiết Chi tiết hỏng khơng sửa chữa Chi tiết cịn dùng Chi tiết hỏng sửa chữa Loại bỏ, thay chi tiết Lắp chi tiết thành phận Lắp phận thành máy Sửa chữa loại trừ hỏng Chạy thử, hiệu chỉnh các47 thông số Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Sơn, bàn giao máy Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất CHƯƠNG TÍNH TỐN HỢP LÝ CƠNG SUẤT NÂNG CỦA TỜI KHOAN 4.1 Các thơng số tời khoan Y2-55 - Công suất tời: N = 1470 kW - Hệ ròng rọc: 6x7 - Số nhánh cáp làm việc: m = 12 - Đường kính tang tời: Dt = 800 mm - Chiều dài tang tời: Lt = 1000 mm - Đường kính cáp: dc = 32mm - Số tốc độ tời: tốc độ - Tốc độ từ trục dẫn động vào tời: no = 1045 v/p 4.2 Xác định thông số tời 4.2.1 Tốc độ trục truyền ntt = no 38 28 38 28 = 1045 = 484 v/ph 28 82 28 82 (4.1) 4.2.2 Tốc độ trục trung gian ntg = ntt ntg = ntt 32 32 = 484 = 176 v/ph 88 88 34 34 = 484 = 191 86 86 v/ph (4.3) 48 48 = 484 = 464 v/ph 50 50 (4.4) 66 66 = 484 = 840 38 38 v/ph (4.5) ntg = ntt ntg = ntt (4.2) 4.2.3 Tốc độ trục nâng 1 ntn = ntg 27 27 = 176 = 122 39 39 v/ph (4.6) 2 ntn = ntg 27 27 = 191 = 132 39 39 v/ph (4.7) 3 ntn = ntg 27 27 = 464 = 321 v/ph 39 39 (4.8) 27 27 = 840 = 581 v/ph 39 39 (4.9) 4 ntn = ntg Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 48 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất 4.2.4 Đường kính tang tời theo lớp cáp tang tời - Đường kính tang tời lớp cuộn thứ nhất: Dt1 = Dt + dc (4.10) Trong đó: Dt: đường kính tang tời, (mm); dc: đường kính cáp , (mm); - Đường kính tang tời lớp cuộn thứ hai: Dt2 = Dt1 + 2dc.b (4.11) Trong đó: b = 0,93: hệ số nèn chặt cáp - Đường kính tang tời lớp cáp cuộn thứ ba: Dt3 = Dt1 + 4dc.b (4.12) - Đường kính tang tời lớp cáp thứ tư: Dt4 = Dt1 + 6dc.b (4.13) Tời Y2-55 có Dt = 800 (mm), dc = 32 (mm), ta có: - Đường kính tang tời lớp cáp thứ nhất: Dt1 = Dt + dc = 800 + 32 = 832 (mm) - Đường kính tang tời lớp cáp thứ hai: Dt2 = Dt1 + 2dc.b = 832 + 2.32.0,93 = 891,52 (mm) (4.14) - Đường kính tang tời lớp cáp thứ ba: Dt3 = Dt1 + 4dc.b = 832 + 4.32.0,93 = 951,04 (mm) (4.15) - Đường kính tang tời lớp cáp thứ tư: Dt4 = Dt1 + 6dc.b = 832 + 6.32.0,93 = 1010,56 (mm) (4.16) - Đường kính tang tời lớp cáp thứ năm: Dt5 = Dt1 + 8dc.b = 832 + 8.32.0,93 = 1070,08 (mm)(4.17) 4.2.5 Tốc độ nâng móc nâng Tốc độ nâng móc nâng tính theo công thức: Vmoc π D p ni tn = 60.m (4.18) Trong đó: - Vmoc: tốc độ móc, (m/s); - Dp: đường kính tính tốn tang tời, (mm); Dp = Dt1 + Dt 832 + 1070, 08 = = 951,04 (mm) 2 Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 49 (4.19) Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất nitn: số vòng quay trục nâng tốc độ, (v/p); m: số nhánh cáp làm việc (m = 12) π D p n 2tn 3,14.0,95104.122 = = 0,48 (m/s) 60.12 60.m (4.20) +V moc π D p n 2tn 3,14.0,95104.132 = = = 0,55 (m/s) 60.12 60.m (4.21) +V moc π D p n3tn 3,14.0,95104.321 = = = 1,33 (m/s) 60.12 60.m (4.22) π D p ntn 3,14.0,95104.581 = = 2,4 (m/s) 60.m 60.12 (4.23) + V1moc = + V4moc = 4.2.6 Hiệu suất hệ thống nâng hạ ηr = β 2z −1 z.β z ( β − 1) (4.24) - β = 1,031: tiêu ngược hiệu suất; - z = 6: số ròng rọc động ηr = 1, 03112 − = 0,82 12.1, 03112 (1, 031 − 1) (4.25) 4.2.7 Tải trọng móc tốc độ khác Qm = 102.N ηr i Vm (4.26) Trong đó: - Qm: tải trọng móc, (tấn); - N: cơng suất tời, (kW); - ηr: hiệu suất hệ thống nâng hạ * Ở tốc độ 1: Qm = 102.N ηr 102.1470.0,82 = = 256,15 Vm 0, 48 (tấn) (4.27) (tấn) (4.28) (tấn) (4.29) (tấn) (4.30) * Ở tốc độ 2: Qm = 102.N ηr 102.1470.0,82 = = 223,55 Vm 0,55 * Ở tốc độ 3: Qm = 102.N ηr 102.1470.0,82 = = 92, 44 Vm 1,33 * Ở tốc độ 4: Qm = 102.N ηr 102.1470.0,82 = = 51, 23 Vm 2, Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 50 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất 4.3 Tính tốn sử dụng hợp lý công suất tời khoan Áp dụng cho giếng khoan khai thác dầu khí có chiều sâu khoan 3868m giàn nhẹ BK10 mỏ Bạch Hổ Bảng 4.1 Cấu trúc khoan cụ khoảng khoan 2030 ÷ 3868m Thành phần khoan cụ (inch) Choòng 1/2” Định tâm 1/2” Cần nặng xoắn 1/2” Định tâm 1/2” Cần nặng xoắn 1/2” Định tâm 1/2” Cần nặng xoắn 1/2” Búa thuỷ lực 1/4” Cần nặng xoắn 5” Cần khoan nặng 5” Đường kính (mm) Chiều dài (m) Trọng lượng (kG) Số lượng (chiếc) 215,9 0,35 40 215,9 1,68 259 165,1 9,4 3846 215,9 1,68 259 165,1 9,4 7693 215,9 1,68 259 165,1 9,4 1282 158,8 5,3 510 127 9,4 977 127 9,4 6040 16 Tổng chiều dài dụng cụ đáy: 302 (m) Tổng trọng lượng dụng cụ đáy: Q dcđ = 21,165 (tấn) Trọng lượng riêng dung dịch thả ống: γd = 1,38 (G/cm3) 4.3.1 Tải trọng tác dụng lên móc nâng Tải trọng tác dụng lên móc nâng tính theo cơng thức: Qm = Qdc + Qms + Qqt (4.31) Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 51 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất Trong đó: Qm: tải trọng móc, (tấn); Qdc: trọng lượng dụng cụ khoan, (tấn); Qms: tải trọng ma sát cần lên thành lỗ khoan ma sát mùn khoan gây ra, (tấn); Qqt: tải trọng quán tính , (tấn); a) Trọng lượng khoan cụ γd Qdc = (Q dcđ + Qck).(1 - λ ) t (4.32) Trong đó: Q dcđ: trọng lượng dụng cụ đáy, (tấn); Qck: trọng lượng cần khoan, (tấn); γd = 1,38 (G/cm3); λt = 7,86 G/cm3: trọng lượng riêng vật liệu làm cần Qck = L.q (4.33) q: trọng lượng 1m cần khoan, (kG); L: chiều dài cần khoan, (m); L = 3868 - 302 =3566 (m) Thông thường người ta sử dụng cần khoan 127 x 9,19G - 105 127 x 9,19S - 135 q127G = 31,99 kG/m L127G = 3000 m q127S = 32,80 kG/m L127S = 566 m Thay số vào ta được: Qck = (31,99 x 3000 + 32,80 x 566) = 114535 kG = 113,535 (tấn) (4.34) Thay vào (4.32), ta có: 1, 38 Qdc = (21,165 + 113,535).(1 - 7,86 ) = 111 (tấn) b) Tải trọng ma sát Q ms = Km Q dc Km - hệ số ma sát; Km = 0,2÷ 0,3 Lấy Km = 0,3 => Qms = 0,3.111 = 33,3 c) Tải trọng quán tính Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 52 (4.35) (4.36) Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất Qqt = Qdc a g (4.37) Trong đó: g: gia tốc trọng trường, lấy g = 9,8, (m/s2); a - gia tốc chuyển động khoan cụ, (m/s2); a= v v a= t2 − t1 t2 − t1 (4.38) v = 0,53 m/s; Ta lấy: t2 = s; t1 = => a= 0, 53 0, 53 = 0,106 => a = = 0,106 (m/s2) 5−0 5−0 Thay vào (4.37), ta được: Qqt = 111.0,106 = 1,2 (tấn) 9,8 Vậy ta có tải trọng tác dụng lên móc nâng là: Qm = 111 + 33,3 + 1,2 = 145,5 (tấn) 4.3.2 Sử dụng hợp lý công suất tời khoan Từ kết tính tải trọng móc ứng với tốc độ khác ta thấy: + Q2m = 223,55 (tấn) > Qm = 145,5 (tấn) ta bắt đầu kéo khoan cụ từ tốc độ + Đến Qm ≤ Q3m = 92,44 (tấn) chuyển sang tốc độ Và Qm ≤ Q4m = 51,23 (tấn) sử dụng tốc độ thứ Khi Qm ≤ Q3m số mét cần khoan kéo lên là: L= Qm − Qm 145500 − 92400 Q − Q3 145500 − 92400 = = m m= = 1660 m q127G 31,99 q127 G 31,99 => Số mét cần khoan lại mà tời phải nâng lên là: 3868 - 1660 = 2208 m Vậy với giếng khoan này, bắt đầu kéo từ độ sâu 3868m lên đến độ sâu 2208m ta kéo tốc độ số 2, từ độ sâu 2313m trở lên đến đầu giếng ta dùng vận tốc số số để kéo cần Như tiết kiệm thời gian thi công, nâng cao hiệu sử dụng công suất tời khoan Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 53 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến Trường Đại học Mỏ – Địa Chất 54 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất KẾT LUẬN Trên toàn nội dung đồ án em, đồ án hoàn thành sở vận dụng kiến thức học, kết hợp với nguồn tài liệu thiết bị khoan nói chung tời Y2-55 nói tiêng Qua thời gian làm đồ án, em hiểu rõ thiết bị này, hiểu rõ tầm quan trọng tời Y2-55 cơng tác dầu khí Đề tài sâu vào việc tính tốn sử dụng hợp lý cơng suất nâng tời khoan, từ tiết kiệm thời gian nâng thả dụng cụ khoan, rút ngắn thời gian thi công, phát huy sử dụng tối đa công suất tời Tuy nhiên trình làm đồ án, em gặp số khó khăn như: nguồn tài liệu hạn chế, lần đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học nên chắn cịn nhiều sai sót Em mong nhận thơng cảm đóng góp ý kiến quý báu từ thầy cô bạn sinh viên Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Giáp thầy cô mơn Thiết bị dầu khí Cơng trình trường Đại học Mỏ-Địa chất, cán công nhân viên xí nghiệp Vietsovpetro tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội, tháng Năm 2010 Sinh viên thực Phạm Ngọc Chiến Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 55 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J.P Nguyễn, người dịch: Lê Phước Hào, Kỹ thuật khoan dầu khí, NXB Giáo dục 1995 [2] PTS Trương Quốc Thành, PTS Phạm Quang Dũng, Máy và thiết bị nâng, NXB Khoa học và kỹ thuật [3] Trường Đại học Mỏ – Địa Chất, TS Nguyễn Văn Giáp , Bài giảng thiết bị khoan thăm dò, NXB Hà Nội [4] Hướng dẫn sử dụng tời khoan Y2-55 Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 56 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG .3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NÂNG THẢ 1.1 Chức năng, nhiệm vụ hệ thống nâng thả 1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ hệ thống nâng thả 1.1.2 Các thành phần hệ thống nâng thả 1.2.1 Các loại tời sử dụng cơng tác khoan dầu khí Vietsovpetro 1.2.2 Những ý kiến đánh giá nhận xét loại tời 11 1.3 Phương trình chuyển động tời 12 1.4 Xác định tải trọng nâng thả khoan cụ 14 CHƯƠNG 18 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TỜI KHOAN Y2-55 18 2.1 Cấu tạo tời Y2 - 55 18 2.2 Nguyên lý làm việc tời Y2 - 55 .21 2.3 Các phận tời 23 2.3.1 Cấu tạo trục tời Y2-55 23 23 2.3.2 Tang tời .25 2.3.3 Bộ ly hợp tời khoan 26 2.3.4 Bộ hãm tời khoan 28 2.3.5 Bảng điều khiển tời khoan 34 2.3.6 Hệ thống điều khiển khí nén tời 35 CHƯƠNG 38 QUY TRÌNH VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA 38 TỜI KHOAN Y2-55 38 3.1 Quy trình vận hành tời khoan Y2-55 38 3.1.1 Hướng dẫn trước khởi động 38 3.1.2 Điều khiển côn nhanh Rôtor 38 3.1.3 Điều khiển tháo vặn ren đầu mèo .38 3.1.4 Điều khiển phanh điện 38 Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 57 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất 3.1.5 Điều khiển tự động bảo vệ ròng rọc động - tĩnh .39 3.1.6 Điều khiển côn ly hợp nhanh chậm .39 3.2 Quy trình bảo dưỡng tời khoan 40 3.2.1 Bảo dưỡng kỹ thuật .40 3.2.2 Kiểm tra kỹ thuật định kỳ 40 3.2.3 Bảo dưỡng số phận tời 40 3.2.4 Bảo dưỡng tời hệ thống bôi trơn 42 3.3 Quy trình sửa chữa tời khoan 44 3.3.1 Công nghệ sửa chữa tời .44 3.3.2 Quy trình sửa chữa tời khoan 45 CHƯƠNG 48 TÍNH TỐN HỢP LÝ CƠNG SUẤT NÂNG CỦA TỜI KHOAN .49 4.1 Các thông số tời khoan Y2-55 49 4.2 Xác định thông số tời 49 4.2.1 Tốc độ trục truyền .49 4.2.2 Tốc độ trục trung gian 49 4.2.3 Tốc độ trục nâng 49 4.2.4 Đường kính tang tời theo lớp cáp tang tời .49 4.2.5 Tốc độ nâng móc nâng 50 4.2.6 Hiệu suất hệ thống nâng hạ 51 4.2.7 Tải trọng móc tốc độ khác 51 4.3 Tính tốn sử dụng hợp lý cơng suất tời khoan .51 4.3.1 Tải trọng tác dụng lên móc nâng 52 4.3.2 Sử dụng hợp lý công suất tời khoan 54 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .57 Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 58 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ – Địa Chất DANH MỤC HÌNH VẼ STT SỚ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 10 11 12 13 14 15 16 17 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Sơ đồ cấu tạo tời khoan Sơ đồ cấu tạo hệ ròng rọc Ròng rọc cố định Ròng rọc động Sơ đồ hai cách mắc cáp Sự biến đổi gia tốc trình nâng thả Cấu tạo tời Y2-55 Sơ đồ nguyên lý làm việc tời Cấu tạo trục tời Y2-55 Tang tời Bộ ly hợp Sơ đồ hãm tời băng đơn giản Bộ hãm tời băng có hãm phụ Sơ đồ cấu tạo hãm thuỷ lực Sơ đồ cấu tạo hãm điện động lực Bảng điều khiển tời khoan Cơ cấu điều khiển khí nén TRANG 17 19 21 23 25 27 28 29 30 33 34 35 DANH MỤC BẢNG BIỂU STT SỐ BẢNG BIỂU TÊN BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 2.1 Bảng 4.1 Các loại tời chế tạo Rumani Các loại tời chế tạo Liênxô Các thông số tời tăng tốc hãm Các thông số tời Y2-55 Cấu trúc khoan cụ khoảng khoan 2030 ÷ 3868m Sinh viên: Phạm Ngọc Chiến 59 TRANG 10 11 13 21 51 Lớp: Thiết bị dầu khí K50 ... gian tời làm việc nhằm xem xét, đánh giá tình trạng khả làm việc tời Căn vào đợt kiểm tra định mức độ sửa chữa tời 3.2.3 Bảo dưỡng số phận tời a) Chế độ bảo dưỡng hãm tời Khi bảo dưỡng hãm tời. .. hết vị trí “hight” 3.2 Quy trình bảo dưỡng tời khoan Sau thời gian làm việc, tời khoan phải tiến hành bảo dưỡng, kiểm tra kỹ thuật Việc bảo dưỡng kiểm tra kỹ thuật việc làm bắt buộc cần thiết,... CHƯƠNG QUY TRÌNH VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA TỜI KHOAN Y2-55 3.1 Quy trình vận hành tời khoan Y2-55 3.1.1 Hướng dẫn trước khởi động Tời khoan vận hành thời gian dài, muốn đảm bảo cho trình làm
