Tìm hiểu về dung dịch khoan trong công tác khoan thăm dò và khai thác dầu khí

96 15 0
  • Loading ...
1/96 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 11/06/2018, 00:30

Công tác tìm kiếm và thăm dò dầu khí ở Việt Nam được triển khai từ trước năm 1960, song mãi đến năm 1975 ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam mới chính thức được thành lập.Ngành dầu khí là ngành công nghiệp hiện đại, có tính chuyên môn hóa nên đòi hỏi đội ngũ cán bộ phải có trình độ khoa học kĩ thuật và trình độ chuyên môn cao. Do công nghệ khoan và khai thác dầu khí chủ yếu được nhập từ nước ngoài và phát triển ngày càng mạnh mẽ nên chúng ta phải phấn đấu làm chủ kĩ thuật, công nghệ hiện đại để xây dựng một nền công nghiệp dầu khí lớn mạnh với một chuỗi liên hoàn từ tìm kiếm, thăm dò, khai thác cho đến chế biến các sản phẩm dầu khí. Trong đó công việc quan trọng có tính chất quyết định là thi công các giếng khoan. Để thực hiện tốt công tác khoan cho các giếng khoan dầu khí, nhất là các giếng khoan trong điều kiện địa chất phức tạp, đòi hỏi dung dịch khoan đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kĩ thuật và kinh tế.Vì vậy với đề tài “Tìm hiểu về dung dịch khoan trong công tác khoan thăm dò và khai thác dầu khí” giúp em tìm hiểu, hiểu rõ hơn về quá trình tính toán lượng dung dịch khoan sử dụng, tìm hiểu về quá trình điều chế, gia công và tuần hoàn dung dịch khoan.Nội dung đồ án của em gồm các phần sau:1. Lời mở đầu2. Tổng quan3. Hệ thống tuần hoàn dung dịch khoan4. Tính toán vật chất và năng lượng5. Kết luận6. Tài liệu tham khảo Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ MỤC LỤC SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ MỞ ĐẦU Cơng tác tìm kiếm thăm dầu khí Việt Nam triển khai từ trước năm 1960, song đến năm 1975 ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam thức thành lập Ngành dầu khí ngành cơng nghiệp đại, có tính chun mơn hóa nên đòi hỏi đội ngũ cán phải có trình độ khoa học kĩ thuật trình độ chun mơn cao Do cơng nghệ khoan khai thác dầu khí chủ yếu nhập từ nước phát triển ngày mạnh mẽ nên phải phấn đấu làm chủ kĩ thuật, công nghệ xây dựng công nghiệp dầu khí lớn mạnh với chuỗi liên hồn từ tìm kiếm, thăm dò, khai thác chế biến sản phẩm dầu khí Trong cơng việc quan trọng có tính chất định thi cơng giếng khoan Để thực tốt công tác khoan cho giếng khoan dầu khí, giếng khoan điều kiện địa chất phức tạp, đòi hỏi dung dịch khoan đáp ứng đầy đủ yêu cầu kĩ thuật kinh tế Vì với đề tài “Tìm hiểu dung dịch khoan cơng tác khoan thăm khai thác dầu khí” giúp em tìm hiểu, hiểu rõ q trình tính tốn lượng dung dịch khoan sử dụng, tìm hiểu trình điều chế, gia cơng tuần hồn dung dịch khoan Nội dung đồ án em gồm phần sau: Lời mở đầu Tổng quan Hệ thống tuần hồn dung dịch khoan Tính tốn vật chất lượng Kết luận Tài liệu tham khảo SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN I Giếng khoan dầu khí Khoan giếng thi cơng cơng trình hình trụ đất đá nhờ phương tiện kỹ thuật chuyên dụng (thiết bị dụng cụ khoan) mà người có mặt Khoan giếng bao gồm kỹ thuật khoan lẫn công nghệ khoan Kỹ thuật khoan lĩnh vực chuyên nghiên cứu phương tiện kỹ thuật để thi cơng giếng, cơng nghệ khoan quy trình cơng nghệ tạo giếng Giếng khoan cơng trình hình trụ thi cơng vào vỏ trái đất, có đường kính bé nhiều lần so với chiều sâu (hoặc diện tích tiết diện ngang nhỏ so với diện tích bề mặt xung quanh) Giếng khoan chia làm bốn phần: Miệng giếng: tiết diện giếng khoan cắt vào vỏ trái đất Thành giếng: toàn bề mặt xung quanh giếng khoan Đáy giếng: tiết diện cuối giếng khoan Trục giếng: trục thân giếng không gian Phân loại giếng khoan Giếng khoan dầu khí thực hiên đất liền biển phân loại theo cách sau: 1.1 Theo mục đích sử dụng giếng Các cơng ty dầu khí thường chia giếng khoan thành loại sau: Giếng khoan tìm kiếm: giếng khoan vùng nghiên cứu tiến hành sở thông tin địa chất hạn chế nhằm nghiên cứu cấu trúc địa chất khu vực rộng lớn, tìm hiểu quy luật chung địa tầng có triển vọng chứa dầu khí Giếng khoan thăm dò: thực dựa nghiên cứu địa chấn tài liệu khác khơng có liệu khoan vùng Mục đích giếng khoan thăm nghiên cứu cấu trúc sâu đánh giá triển vọng chứa dầu khí vùng có khả tích tụ dầu khí, chuẩn bị cơng tác thăm địa chất-địa vật lý chi tiết Khác với khác giếng khoan nghiên cứu cấu trúc, giếng khoan thăm dò, mẫu lấy đoạn đảm bảo đầy đủ nhiệm địa chấn đặt SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Giếng khoan thẩm lượng: nhằm xác định ranh giới mỏ phát q trình thăm dò, đánh giá khả chứa dầu vỉa tầng sản phẩm, phục vụ cho kế hoạch phát triển mỏ Giếng khoan khai thác: khoan vào tầng sản phẩm biết mỏ theo sơ đồ bố trí giếng khai thác để khai thác dầu khí quan trắc Mật độđồ phân bố từ giếng khai thác chủ yếu xác định dựa bán kính ảnh hưởng tầng chứa, hình dạng mỏ chiến lược công ty Giếng đặc biệt bao gồm: Giếng khoan phục hồi, sửa chữa: khoan sâu hơn, khoan giếng đa nhánh (một nhiều đáy) từ giếng khoan cũ, hoàn thiện giếng khoan cũ sau thời gian ngưng sử dụng giếng Giếng khoan giải vây thực nhằm cố phun trào gây cháy, lấy mẫu thử từ vụ nổ hạt nhân ngầm… Những năm gần phổ biến giếng khoan cấu trúc-công nghệ nhằm xác định chế độ công nghệ khoan khai thác tối ưu khu vực mỏ 1.2 Theo hình dạng quý đạo giếng không gian Người ta chia ra: Giếng khoan thẳng đứng: θ = 0o Giếng khoan xiên (định hướng): 0o < θ < 90o Giếng khoan ngang: θ = 90o Tuy nhiên nhiều yếu tố (tính dị hướng đất đá, góc cắm, cấu trúc khoan cụ, loại chòong, thơng số chế độ khoan…) ảnh hưởng đến hình dạng quỹ đạo giếng nên thực tế thi công giếng thẳng đứng ngang tuyệt đối Người ta phân biệt loại giếng ngang theo bán kính cong Chiều dài kỷ lục đoạn giếng ngang 10100m mỏ Wytch Farm (Anh) công ty Amoco BP thực năm 2000 1.3 Đối với giếng khoan biển Các giếng khoan biển thường chia thành loại: Giếng vùng nước nông: chiều sâu mức nước 50-60m hệ thống đầu giếng đặt sàn khoan trường hợp giếng khoan đất liền SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Giếng vùng nước trung bình: chiều sâu mức nước từ 60-200m hệ thống đầu giếng đặt đáy biển Giếng vùng nước sâu: chiều sâu mức nước lớn 200m hệ thống dầu giếng đặt đáy biển Các giếng khoan tìm kiếm, thăm khai thác dầu khí có nhiều điểm khác biệt với loại giếng khoan tìm kiếm thăm khống sản rắn điều kiện vị trí phân bố, chiều sâu tính chất vật lý vỉa tầng đá chứa quy định Nhìn chung chiều sâu đường kính giếng thăm khai thác dầu khí lớn nên ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ áp suất (thạch quyển, thủy vỉa) tăng, thay đổi tính chất đất đá theo chiều sâu, khả xuất dầu khí… quy định hàng loạt đặc trưng cơng nghệ kỹ thuật khoan giếng dầu khí Cấu trúc giếng khoan 2.1 Khái niệm chung Hình ảnh giếng khoan biểu diễn cách tượng trưng qua thành phần gọi cấu trúc giếng khoan SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình Cấu trúc giếng khoan Cấu trúc giếng khoan bao gồm thành phần sau: • • • • Đường kính loại chòong khoan dùng để thi công đoạn giếng khoan Chiều sâu đường kính đoạn giếng khoan Số lượng, chiều dài, đường kính chiều dày cột ống chống Phương pháp tram xi măng chiều cao dâng vữa xi măng Cấu trúc giếng khoan xây dựng dựa yếu tố địa chất, kỹ thuật, công nghệ kinh tế Như vậy, giếng khoan có cấu trúc dạng ống lồng đường kính giếng giảm sau lần chống ống Đường kính ống chống giếng khoan tính theo centimet inches (1 inch = 0,0254m) Các kỹ sư khoan có khuynh hướng chọn kích thước ống chống giếng bé tốt Kinh nghiệm làm giảm đáng kể giá thành giếng khoan (chi phí dụng cụ, dung dịch SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ khoan, cột ống chống, xi măng tram, nhân công thời gian thi cơng) Tuy nhiên, kích thước tối thiểu giếng phải đảm bảo việc lắp đặt an toàn cột ống chống khai thác thiết bị long giếng cho phép khai thác vơi lưu lượng yêu cầu tiến hành thuận lợi nghiên cứu cần thiết giếng Theo quy ước, đường kính giếng khai thác bé sử dụng 1/2" Thông thường, giếng khoan dầu khí có đường kính mở lỗ từ 20" đến 36" đường kính kết thúc 7/8" 1/2" tùy thuộc vào số lượng cột ống chống thiết lập Trong thập niên 90 kỷ 20, nhằm giảm mức độ rủi ro thăm dò, giảm chi phí thi cơng giếng đặc biệt trường hợp mỏ nhỏ, người ta áp dụng cơng nghệ khoan giếng đường kính nhỏ hay gọi giếng than nhỏ Một số cấu trúc điển hình giếng thơng thường giếng thân nhỏ trình bày bảng sau: Bảng Một số cấu trúc điển hình giếng thơng thường giếng thân nhỏ Loại ống chống Đường kính chòong khoan ống chống (in) Giếng thông thường Giếng thân nhỏ Dẫn hướng 36 (30) 26 (20) 26 (20) 26 (20) Bề mặt 26 (20) 17 (13) 17 (13) 12 (9) Trung gian 17 (13) 12 (9) Trung gian 12 (9) (7) 12 (9) (7) Khai thác (5) (4) (7) Ghi chú: đường kính ngồi ống chống ghi dấu ngoặc (2 3) Trong thực tế đề cập đến cấu trúc giếng hoan, người ta tính số lượng cột ống chống khai thác cột ống chống kỹ thuật, chẳng hạn: Cấu trúc cột ống: khơng có cột ống chống kỹ thuật, có ống chống khai thác Cấu trúc hai cột ống: gồm cột ống chống kỹ thuật cột ống chống khai thác Cấu trúc ba cột ống: gồm hai cột ống chống kỹ thuật cột ống chống khai thác 2.2 Chức cột ống chống Người ta phân biệt bốn loại ống chống sau đây: SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ 2.2.1 Ống định hướng (conductor) Đây cột ống thép thành mỏng có đường kính từ 18" đến 36", đặt chiều sâu bé (thường 50m trường hợp khoan biển 10m giếng khoan đất liền) Nhiệm vụ chủ yếu cột ống chống là: • • Chống xói lở lớp đất đá tơi xốp bề mặt Làm điểm tựa cho hệ thống đầu giếng cột ống chống khác 2.2.2 Ống chống bề mặt (surface casing) Là cột ống chống thực đầu tiên, ống chống bề mặt thường có đường kính từ 13 3/8" đến 20" đặt đến độ sâu vài trăm mét, nhằm: • • • Gia cố tầng đất đá mềm dễ sụp lở Cách ly tầng nước mặt với dung dịch khoan Làm sở để lắp đặt hệ thống đầu giếng cho cấp ống chống khác thiết bị đối áp 2.2.3 Ống chống trung gian (intermediate casing) Cột ống chống thường có đường kính từ 7" đến 13 3/8" đặt độ sâu 500-3000m tùy theo cột địa tầng điều kiện địa chất-kỹ thuật giếng Chức cột ống trung gian tạo điều kiện bình thường để thi cơng giếng tiếp tục trường hợp: • • • Áp suất dị thường gây tượng kích dung dịch Đất đá dễ sụt lở, tạo hốc thành giếng Tầng sét ngậm nước trương nở làm bó hẹp thành giếng Đối với giếng khoan sâu, khơng có nguyên nhân trên, người ta đặt từ đến hai cột ống trung gian Các cột ống chống bề mặt ống chống trung gian có tên chung cột ống chống kỹ thuật để phân biệt với cột ống chống khai thác 2.2.4 Ống chống khai thác (production casing) Cột ống có đường kính từ 1/2" đến 5/8" dùng để ngăn cách tầng chứa, đới sản phẩm đối tượng thử khác bảo vệ thiết bị khai thác Các cột ống chơng chống suốt (từ miệng giếng đến đáy) chống lửng (treo cột ống chống từ chiều sâu định đế cột ống chống trước đến chiều sâu định chống nhờ thiết bị treo ống, phần gối chồng vào cột ống trước thường từ 100-150m) Thông thường ống 5-7" sử dụng cho cột ống chống khai thác lửng 5/8-16" cho cột ống chống kỹ thuật SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Phương pháp chống lửng có ưu điểm giảm chi phí ống chống, giảm trọng lượng cột ống tằng đường kính từ miệng giếng đến đỉnh đoạn ống lửng Tuy nhiên phương pháp chống lửng có nhược điểm sau: Quy trình chống ống trám xi măng phức tạp Cột ống chống trước phải có khả chịu áp suất bóp méo nổ cột ống lửng • Độ bền cột ống chống trước giảm nhanh bị mài mòn khoan • • Chiều sâu đặt chân đế ống trước xác định dựa vào biểu đồ gradient áp suất vỉa áp suất vỡ vỉa thực theo trình tự từ lên Hình Quy trình xác định chiều sâu chân để cột ống chống Chú thích: a,b,c,d – thứ tự bước xác định chiều sâu đặt chân để cấp ông chống 1-Gradient áp suất vỉa 2-Gradient áp suất vỉa (hoặc tỷ trọng dung dịch) có tính đến hệ số an toàn (khoảng 0,5 lb/psi) 3-Gradient áp suất vỡ vỉa có tính đến hệ số an tồn (khoảng 0,5 lb/psi) 4-Gradient áp suất vỡ vỉa SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Trong trình thiết kế giếng, người ta thường tuân thủ quy tắc sau: Cấu trúc giếng nên đơn giản (ít cấp đường kính) gọn nhẹ (đường kính đoạn ống khoan nhỏ) • Đường kính ngồi cột ống chống thường nhỏ khoảng 20% so với đường kính giếng cấp • Kích thước dụng cụ phá đá nhỏ 20% so với đường kính cột ống chống trước • Trám xi măng Trong thực tế không gặp trường hợp đặt cột ống chống vào giếng mà không trám xi măng Hai thao tác cần thiết cho việc gia cố thành giếng nối tiếp cách hệ thống Trám xi măng bơm vữa xi măng vào khoảng không vành xuyến thành giếng cột ống chống khoảng cách hay tồn chiều sâu giếng Các nhiệm vụ cơng tác trám xi măng giếng khaon bao gồm: Cách ly tốt khoảng không vành xuyến thành giếng cột ống chống (cách ly tầng sản phẩm với tầng khác) • Tăng độ ổn định thành giếng khoan nói chung giữ chặt cột ống chống thành hệ • Bảo vệ cột ống chống khỏi bị rỉ chất ăn mòn thành hệ • Để đảm bảo tốt chất lượng vành trám xi măng, cần đảm bảo yêu cầu sau: Tính chất vữa xi măng đồng phù hợp với điều kiện địa chất- kỹ thuật giếng • Đảm bảo khe hở thành giếng ống chống • Chiều cao cột vữa xi măng theo thiết kế • Theo quy ước, chiều cao cột xi măng trám dối với cột ống chống sau: • • Cột ống chống định hướng ống trống bề mặt: trám toàn chiều dài cột ống Cột ống chống trung gian khai thác: tùy theo điều kiện địa chất cụ thể giếng mà chọn hai phương pháp sau:  Trám toàn  Trám đoạn Tuy nhiên, chiều cao cột xi măng trám phải dâng cao chân đế cột ống chống trước tối thiểu 100-150m Đối với đoạn ống bắn mở vỉa để khai thác phải có vành trám xi măng tốt Các cột ống chống lửng thường trám xi măng toàn chiều dài cột ống SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 10 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ thống Pa, chất lỏng từ bể chứa qua van hút vào buồng làm việc B 1, van đóng lại Còn bên khoang B thể tích buồng làm việc giảm, áp suất tăng lên van đóng lại van mở ra, chất lỏng đẩy qua van vào ống xả Khi piston tới B2 khoang B1 kết thúc trình hút, khoang B2 kết thúc trình đẩy Quá trình ngược lại piston từ B đến B1 khoang B2 thực trình hút, khoang B1 thực trình đẩy Như vậy, vòng quay trục bơm thực hai lần hút hai lần đẩy (hai chu kỳ hay gọi tác dụng kép) Nếu tay quay tiếp tục quay bơm lặp lại trình hút đẩy cũ 2.3 Đường đặc tính bơm piston Đồ thị biểu diễn mối quan hệ H=f(Q) tốc độ quay trục khuỷu n số gọi đường đặc tính máy bơm piston Hình 17 Đường đặc tính làm việc bom piston Đường 1’ 2’ đường đặc tính lý thuyết ứng với tốc độ quay n 1=const (Q1) n2=const (Q2) Đường đường đường đặc tính thực tế ứng với n1 n2, n1 < n2 SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 82 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Qua đồ thị ta thấy:  Về mặt lý thuyết, n = const việc tăng cột áp H không ảnh hưởng tới lưu lượng Q (H Q độc lập với nhau)  Có sai khác đường lý thuyết thực tế cột áp H tăng tăng tượng rò rỉ Sự sai khác lớn Q lớn, lúc khơng có tượng rò rỉ mà van làm việc không kịp thời, gây tổn thất lưu lượng Đường đặc tính phụ thuộc Q, N η máy bơm với H: Hình 18 Đường đặc tính phụ thuộc Q, N η với H Từ đồ thị ta thấy:  Khi H tăng Q giảm  Ở đoạn H1, H2, hiệu suất không thay đổi  Khi cột áp làm việc mức thấp cao, hiệu suất làm việc giảm Khi H thấp, hiệu suất giảm cơng suất có ích trục máy bơm nhỏ; H cao, suất giảm tượng rò rỉ Đường đặc tính xâm thực máy bơm: Hiện tượng xâm thục máy bơm tượng xuất bọt khí chất lỏng bơm Nguyên nhân gây tượng xâm thực xuất bọt khí, xảy khi: SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 83 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206     GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Chiều cao ống hút lớn Nhiệt độ chất lỏng q cao Trong chất lỏng có khí đồng hành Đường ống hút nhỏ, dài làm tăng tổn thất thủy lực Đường đặc tính xâm thực cho thấy khả làm việc bình thường máy bơm ứng với số vòng quay khơng đổi nhiệt độ làm việc định phụ thuộc độ chân không máy bơm Hình 19 Đường đặc tính xâm thực máy bơm Kgh1, Kgh2 điểm giới hạn phạm vi làm việc an toàn bơm ứng với trị số áp suất chân không giới hạn Nếu độ chân không vượt trị số giới hạn bơm làm việc tình trạng xâm thực Cấu tạo bơm YHБ-600 Máy bơm YHБ-600 cấu tạo gồm phần khí phần thủy lực phần quan trọng máy bơm, làm việc tạo áp suất lưu lượng u cầu máy Ngồi có phận khác thiết bị làm kín, hệ thống bôi trơn làm mát… SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 84 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 20 Cấu tạo bên bơm piston YHБ-600 Một số chi tiết bơm piston: 3.1 Sơ đồ cấu tạo hoạt động cụm khí SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 85 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 21 Sơ đồ cấu tạo phần máy bơm Ty trung gian; 2.Nắp kiểm tra; 3.Vít cấy; Ốc gia cố thân với thân dưới; Vít nắp đổ đầu; Lỗ thơng hơi; Nắp mặt kiểm tra; Nắp làm kín; Trục biên; 10 Tay biên; 11 Thân biên; 12 Vòng bi tay biên ; 13 Thân máy bơm; 14 Que thăm dầu; 15 Đế máy bơm; 16 Lỗ tháo dầu; 17 Máng trượt dưới; 18.Tấm chắn; 19 Ốc vít máng trượt; 20 Máng trượt trên; 21 Ốc hãm; 22.Ốc hãm; 23 Con trượt; 24 Chốt trượt; 25 Chốt vít máng trượt lên; 26 Tấm chắn dầu; 27 Trục chủ động; 28 Ốc hãm ty trung gian SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 86 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 22 Tay biên 3.2 Phần thủy lực SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 87 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 23 Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh – piston Gioăng làm kín; 2.Khoang xy lanh; Piston; 4.Cửa hút; Cần piston; Vít cấy; Cửa xả; Bulơng mặt bích bơm; 10.Vòng gioăng; 11 Vít ép gioăng; 12 Đai ốc Hình 24 Kết cấu van thủy lực SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 88 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 25 Sơ đồ cấu tạo bình điều hồ Gioăng làm kín; Mặt đế; Vỏ bình; Lõi kim loại; Túi màng ngăn; Đĩa cân bằng; Vòng đệm; Bulơng; Nắp đậy; 10 Van; 11 Nắp van; 12 Áp suất; 13 Đầu nối; 14 Mặt bích; 15 Gioăng; 16 Bulơng; 17 Bảng biểu đồ; 18 Khuỷu nối Xác định lưu lượng bơm cho khoảng khoan : Để xác định hợp lý lưu lượng bơm cho khoảng khoan phải dựa sở tính tốn sau : Trong q trình khoan để đảm bảo để rửa đáy tức thời, tạo điều kiện để choòng tiếp xúc với đất đá, tiếp tục trình phá hủy đáy giếng lưu lượng nhỏ đảm bảo nâng hoàn toàn mùn khoan lên khỏi giếng xác định theo công thức sau : SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 89 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Trong : M : Hệ số mở rộng thành lấy theo kinh nghiệm H ≤ 1640 : M = 1,3 1640 ≤ H ≤ 1270 : M = 1,2 1900 ≤ H ≤ 2290 : M = 1,1 H ≥ 2290 : M = 1,05 D, d : Đường kính choòng khoan cần khoan Vmin : Vận tốc nhỏ dòng dung dịch Trong khoảng khơng vành xuyến đủ để nâng hạt mùn lên (m/s) Giá trị V phụ thuộc vào nhiều yếu tố kích cỡ hạt mùn, chất lượng nước rửa, thực tế xác định thực nghiệm Trong đất đá bở, cát bở rời, đất đá từ cứng trở lên V vào khoảng 0,5 ÷ 0,8 m/s, đất đá sét Vmin từ 0,7 ÷ m/s Lưu lượng cần thiết để làm đáy lỗ khoan Trong : q: lưu lượng riêng cần thiết, với chng chóp xoay , q = 0,004 ÷ 0,065 (1/s.cm2) D: đường kính chng (cm) Để tăng cường hiệu phá huỷ đất đá đáy giếng khoan, tầng đất đá bở rời, vận tốc dòng nước rửa chảy qua vòi thuỷ lực choòng khoan thực tế khống chế từ 70 ÷ 150 m/s Khi lưu lượng bơm Q xác định cơng thức sau : Trong : F : Tổng diện tích lỗ vòi phun thuỷ lực choòng khoan SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 90 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Lưu lượng bơm rửa Q phụ thuộc vào khả làm việc máy bơm, ảnh hưởng tổn hao thuỷ lực q trình tuần hồn dung dịch giếng Với lưu lượng bơm xác định chiều sâu khoan cực đại cho phép Lmax xác định theo cơng thức sau : Trong đó: Nmax : Cơng suất cực đại hệ thống máy bơm n : Vận tốc vòng quay bàn Rotor a1, a2 : Hệ số tổn hao công suất hệ thống truyền động từ Rotor đến bàn Rotor K : Hệ số mài mòn choòng C : Hệ số kể đến độ cong thân giếng G : Tải trọng dọc trục khoảng L, ( T) D : Đường kính chng khoan Lưu lượng tối đa bơm đạt mà đảm bảo không gây tác nhân làm sập lỡ thành lỗ khoan Trong : h : Hiệu suất hệ thống bơm htl, hck : Hiệu suất thuỷ lực hiệu suất khí α : Hệ số lưu lượng máy bơm A : Hệ số tổn thất thuỷ lực không phụ thuộc vào chiều sâu giếng khoan SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 91 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Ach : Hệ số tổn thất thuỷ lực choòng Đối với chng có vòi phun thuỷ lực Đối với chng thường Trong : F : Diện tích lỗ dung dịch choòng C : Hệ số tổn hao áp suất ; C = 0,95 Acn : Hệ số tổn thất 1m cần nặng Adn : Hệ số tổn thất đầu nối Lcn : Chiều dài cân nặng B : Tổng số tổn thất thuỷ lực phụ thuộc vào chiều sâu giếng khoan Trong : Bck : Hệ số tổn thất 1m cần khoan Bvx : Hệ số tổn thất khoảng không vành xuyến Bdn : Hệ số tổn thất đầu nối L0 : Chiều dài cần khoan Các hệ số tổn thất nói phụ thuộc vào nhiều yếu tố : chất lượng dung dịch, chế độ dòng chảy, kích thước độ nhám cần Do tuỳ giá trị cụ thể để xác định: Khi tiến hành công tác cắt xiên khoan động thủy lực khoảng khoan từ 400 m ÷ 3670 m, tổn thất thuỷ lực động thủy lực sau: SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 92 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 Tên động thủy lực GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Lưu lượng Vận tốc bơm quay không (1/s) tải Tổn thất thuỷ lực công suất max Mômen xoắn làm việc công suất max (at) (N.m) 30,61 10847 (v/ph) A962M 38 ÷ 76 67 ÷ 134 Sau tính tốn theo sở cho khoảng khoan ta lựa chọn lưu lượng Q theo ngun tắc : • • Với chng thường: Q < Qmax ; Q > Qmin ; Q > Q1 Với chng có vòi phun thuỷ lực : Q < Qmax ; Q > Qmin ; Q > Q3 Dựa vào tài liệu đánh giá lưu lượng tối ưu loại choòng qua thực tế khoan vùng mỏ Bạch Hổ phương pháp thống kê đưa giá trị lưu lựợng bơm thích hợp cho khoảng khoan giếng thiết kế : Bảng 17 Giá trị lưu lượng cho khoảng khoan giếng Khoảng khoan (m) Loại choòng Lưu lựợng (1/s) ÷ 120 660 45 ÷ 50 120 ÷ 400 490 40 ÷ 45 400 ÷ 2440 394 40 ÷ 45 2440 ÷ 3610 295 30 ÷ 40 3610 ÷ 3760 215,9 25 ÷ 30 Năng lượng tiêu thụ bơm Máy bơm piston YHБ-600 có cơng suất làm việc 600kW Thời gian thi cơng giếng: • Thời gian thi cơng đoạn giếng từ độ sâu ÷ 400m là: 16 ngày SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 93 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 • • • GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Thời gian thi cơng đoạn giếng từ độ sâu 400 ÷ 2440m là: 15 ngày Thời gian thi cơng đoạn giếng từ độ sâu 2440 ÷ 3610m là: 33 ngày Thời gian thi công đoạn giếng từ độ sâu 3610 ÷ 3760m là: 41,5 ngày Tổng thời gian thi cơng là: Trung bình máy bơm hoạt động 18 giờ/ngày Năng lượng tiêu thụ bơm là: SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 94 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ KẾT LUẬN Đề cập đến cơng tác khoan thăm khai thác dầu khí khơng thể khơng nhắc đến vai trò quan trọng dung dịch khoan sử dụng cho công tác khoan thăm khai thác Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu đề tài: “Tìm hiểu dung dịch khoan sử dụng cho công tác khoan thăm khai thác dầu khí”, em hồn thành đồ án giúp đỡ tận tình PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ nỗ lực thân với vấn đề sau:       Tìm hiểu cấu trúc giếng khai thác dầu khí Tìm hiểu loại dung dịch khoan, điều chế, gia công làm Tìm hiểu trình vận hành sơ đồ tuần hồn dung dịch khoan Tính tốn lượng vật chất tiêu tốn trình khoan Tìm hiểu thiết bị máy bơm piston dùng công tác bơm khoan Tính tốn lượng tiêu tốn máy bơm khoan suốt trình khoan Qua việc làm đồ án giúp em hệ thống lại kiến thức học, hiểu ứng dụng lý thuyết vào thực tế công đoạn khoan giếng khoan thăm khai thác dầu khí, tạo kỹ tra cứu, tìm hiểu tài liệu Do thời gian tìm hiểu kiến thức có hạn, chưa có kinh nghiệm thực tế nên khó tránh thiếu sót, em mong nhận thêm nhiều góp ý bổ sung thầy cô để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 95 Đồ án chuyên ngành kỹ sư-CH5206 GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Lê Phước Hảo-Cơ sở khoan khai thác dầu khí TS Phùng Đình Thực, TS Dương Danh Lam, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh-Công nghệ Kỹ thuật khai thác dầu khí-Nhà xuất giáo dục, 1999 TS Trần Đình Kiên-Dung dịch khoan Vữa trám, Trường đại học Mỏ - Địa Chất, 2002 TS Nguyễn Văn Giáp-Thiết bị khoan thăm dò, Trường đại học Mỏ - Địa Chất, 2002 JP Nguyễn, dịch Lê Phước Hào-Kỹ thuật khoan dầu khí, Nhà xuất giáo dục, 1995 SVTH: Đỗ Văn Hưng-20135734 Trang 96 ... hỏi dung dịch khoan đáp ứng đầy đủ yêu cầu kĩ thuật kinh tế Vì với đề tài Tìm hiểu dung dịch khoan cơng tác khoan thăm dò khai thác dầu khí giúp em tìm hiểu, hiểu rõ q trình tính tốn lượng dung. .. Thọ III Tìm hiểu dung dịch khoan Công tác rửa lỗ khoan quan trọng khơng thể thiếu q trình khoan Để rửa lỗ khoan, người ta sử dụng chất lỏng (dung dịch gốc nước, dung dịch gốc dầu dung dịch nhũ... biến đặc biệt độ nhớt dung dịch khoan Những tính chất dung dịch khoan Hiệu công tác khoan phụ thuộc nhiều vào chất lượng dung dịch sử dụng Trong thực tế, chất lượng dung dịch khoan đánh giá thông
- Xem thêm -

Xem thêm: Tìm hiểu về dung dịch khoan trong công tác khoan thăm dò và khai thác dầu khí, Tìm hiểu về dung dịch khoan trong công tác khoan thăm dò và khai thác dầu khí, Cấu trúc giếng khoan, Phương pháp khoan tuabin, Phương pháp khoan xoay, Những chức năng cơ bản của dung dịch khoan, Những tính chất cơ bản của dung dịch khoan., Phân loại dung dịch khoan, Điều chế, gia công và làm sạch dung dịch khoan, CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH KHOAN, II. Cấu trúc giếng khoan, IV. Gia công hóa học dung dịch khoan, Tính toán lượng dung dịch, sét và nước cho mỗi khoảng khoan, Đặc tính kỹ thuật của một số loại bơm khoan, Nguyên lý làm việc của máy bơm piston, Cấu tạo của bơm YHБ-600., Xác định lưu lượng bơm cho từng khoảng khoan :, Năng lượng tiêu thụ của bơm

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay