Bài giảng Khoan và hoàn thiện giếng - Bài: Bộ khoan cụ

MÔN HỌC

KHOAN VÀ HOÀN THIỆN GIẾNG

BỘ KHOAN CỤ

CBGD

Email

Tel

:

ThS. Đỗ Quang Khánh

dqkhanh@hcmut.edu.vn

0903 985730

NꢀI DUNG

❖ Chức năng

❖ Thành phần của bộ khoan cụ

2

BỘ KHOAN CỤ

Chꢁc năng

❖ Nhiꢀm vꢁ cơ bꢂn

▪ Truyꢀn chuyꢁn động quay của bꢂn rôto tꢃi choꢄng khoan hoꢅc

nhꢆn mômen của động cơ đáy trong quá trꢇnh phá hủy đꢈt đá ꢉ

đáy giꢊng.

▪ Cho phꢋp thiꢊt lꢆp tuần hoꢂn dung dꢌch khoan tꢍ bꢀ mꢅt đꢊn

đáy giꢊng vꢂ ngưꢎc lꢏi.

▪ Tꢏo tꢐi trꢑng cho choꢄng.

▪ Dꢒn hưꢃng vꢂ điꢀu khiꢁn quꢓ đꢏo của choꢄng trong quá trꢇnh

khoan (đꢅc biꢔt trong khoan đꢌnh hưꢃng vꢂ khoan ngang).

▪ Đꢐm bꢐo tꢕnh ꢖn đꢌnh của bộ dụng cụ đáy (BHA) nhꢗm giꢐm

thiꢁu sꢘ rung động vꢂ lꢙc lư của choꢄng.

▪ Cho phꢋp tiꢊn hꢂnh các công tác phụ trꢎ khác như doa, mꢉ

rộng thꢂnh giꢊng, thꢚ vꢛa bꢗng cần, khꢐo sát giꢊng, khꢙc phục

các sꢘ cꢜ.

3

BỘ KHOAN CỤ

Chꢁc năng

❖ Tꢃ hꢄp lꢅc tꢆc dꢁng lên bꢇ khoan cꢁ

▪ Lꢘc kꢋo do trꢑng lưꢎng bꢐn thân của bộ khoan cụ

▪ Lꢘc nꢋn do tác dụng của tꢐi trꢑng lên choꢄng

▪ Mômen xoꢙn do tác dụng quay của bộ khoan cụ

▪ Mômen uꢜn

▪ ꢝp suꢈt dư của dung dꢌch khoan trong vꢂ ngoꢂi cần

▪ Các tꢐi trꢑng động ...

4

BỘ KHOAN CỤ

THꢂNH PHꢃN CꢄA Bꢀ KHOAN Cꢅ

❖ Chuꢈi cꢉn khoan hoꢊc cꢇt cꢉn khoan (drillpipe): cần đơn đưꢎc

nꢜi trꢘc tiꢊp vꢃi nhau bꢗng chꢕnh các đầu nꢜi cần.

❖ Bꢇ dꢁng cꢁ đꢆy BHA (bottom hole assembly):

▪ Cần khoan nꢅng

▪ Dụng cụ ꢖn đꢌnh

▪ Bꢞa thủy lꢘc

▪ ꢟng giꢐm xꢠc

▪ Đầu nꢜi cong (nꢊu cꢠ)

▪ Cần nꢅng

▪ Cần nꢅng không nhiꢡm tꢍ

▪ Động cơ đáy (nꢊu cꢠ)

▪ Đầu nꢜi choꢄng.

5

BỘ KHOAN CỤ

THꢂNH PHꢃN CꢄA Bꢀ KHOAN Cꢅ

6

BỘ KHOAN CỤ

Cần khoan

❖ Đưꢢng kꢕnh ngoꢂi, đưꢢng kꢕnh trong, trꢑng lưꢎng danh đꢌnh vꢂ

mác thꢋp.

❖ Phân loại dꢅa vào mức đꢇ mòn

▪ Cần mꢃi: chưa dùng, không mꢄn (đánh dꢈu bꢗng một vꢄng sơn

mꢂu trꢙng).

▪ Cần loꢏi 1 (premium): cần bꢌ mꢄn đꢀu, chiꢀu dꢂy thꢂnh ꢜng cꢄn

lꢏi 85 % (đánh dꢈu bꢗng hai vꢄng sơn mꢂu trꢙng).

▪ Cần loꢏi 2: một cꢏnh mꢄn vꢃi chiꢀu dꢂy thꢂnh ꢜng cꢄn lꢏi lꢂ 65%,

những phần khác bꢌ mꢄn vꢃi chiꢀu dꢂy thꢂnh ꢜng cꢄn lꢏi 80%

(đánh dꢈu bꢗng một vꢄng sơn mꢂu vꢂng).

▪ Cần loꢏi 3: chiꢀu dꢂy thꢂnh ꢜng chꢛ cꢄn lꢏi 55% ꢉ một cꢏnh (đánh

dꢈu bꢗng một vꢄng sơn mꢂu xanh da trꢢi).

7

BỘ KHOAN CỤ

Cần khoan

❖ Các cần khoan đưꢎc nꢜi vꢃi nhau tꢏo thꢂnh chuỗi cần nhꢢ các

đầu nꢜi. Đầu nꢜi cꢠ loꢏi ren ngoꢂi (đầu đꢘc) vꢂ ren trong (đầu cái).

Đầu nꢜi cꢠ chiꢀu dꢂy lꢃn hơn phần thân cần khoan đꢁ tăng độ bꢀn

của mꢜi nꢜi. Phần dꢂy hơn nꢂy gꢑi lꢂ phần chꢣn.

8

BỘ KHOAN CỤ

Cần khoan

❖ Kiꢁu chꢣn hỗn hꢎp IEU: đưꢢng kꢕnh ngoꢂi của đầu nꢜi lꢃn hơn

đưꢢng kꢕnh ngoꢂi của thân cần khoan nhưng đưꢢng kꢕnh trong

của đầu nꢜi thꢇ nhỏ hơn đưꢢng kꢕnh trong của cần khoan.

❖ Kiꢁu chꢣn trong IU: đưꢢng kꢕnh trong của đầu nꢜi nhỏ hơn đưꢢng

kꢕnh trong của thân cần vꢂ đưꢢng kꢕnh ngoꢂi của đầu nꢜi bꢗng

đưꢢng kꢕnh ngoꢂi của cần khoan.

❖ Kiꢁu chꢣn ngoꢂi EU: đưꢢng kꢕnh ngoꢂi của đầu nꢜi lꢃn hơn đưꢢng

kꢕnh ngoꢂi của thân cần khoan cꢄn đưꢢng kꢕnh trong đầu nꢜi bꢗng

đưꢢng kꢕnh trong của cần khoan.

9

BỘ KHOAN CỤ

Cần khoan thꢆnh dꢆy

❖ Mꢁc đꢋch

▪ Chuyꢁn tiꢊp giữa cần nꢅng vꢂ cần khoan nhꢗm tăng độ cứng vꢂ giꢐm

hiꢔn tưꢎng mỏi do chênh lꢔch độ cứng giữa cần khoan vꢂ cần nꢅng.

▪ Cung cꢈp tꢐi trꢑng cho choꢄng đꢁ phá hủy đꢈt đá.

❖ Ưu điꢌm:

▪ Giꢐm mômen xoꢙn vꢂ kꢋo trên chuỗi cần khoan

▪ Giꢐm nguy cơ kꢤt cần do chênh áp

▪ Tăng khꢐ năng chꢛnh xiên

▪ Giꢐm nguy cơ lꢂm hỏng các đầu nꢜi khi khoan qua những đoꢏn giꢊng

bꢌ gꢆp.

10

BỘ KHOAN CỤ

Cần nꢇng

❖ Cần nꢅng lꢂ loꢏi cần khoan đꢅc biꢔt, cung cꢈp tꢐi trꢑng trꢘc

tiꢊp cho choꢄng đꢁ phá hủy đꢈt đá ꢉ đáy giꢊng khoan. Hai

dꢏng hꢇnh hꢑc chủ yꢊu:

▪ Cần nꢅng thưꢢng (nhꢥn)

▪ Cần nꢅng xoꢙn (cꢠ rꢦnh xoꢙn)

11

BỘ KHOAN CỤ

Dꢈng cꢈ ꢉn đꢊnh

❖ Lꢂ một loꢏi đầu nꢜi đꢅc biꢔt cꢠ gꢙn các cánh phá hủy đꢈt đá trên

thân, thưꢢng đưꢎc sꢚ dụng nhꢗm mục đꢕch:

− Giꢐm dao động bộ khoan cụ, nâng cao chꢈt lưꢎng thi công

giꢊng nhꢢ điꢀu khiꢁn tꢜt các thông sꢜ đꢌnh hưꢃng của quꢓ

đꢏo giꢊng khoan giꢊng khoan, tăng các chꢛ tiêu kinh tꢊ kꢓ

thuꢆt khoan.

− Giꢐm nguy cơ gây sꢘ cꢜ.

❖ Dꢘa theo kiꢁu cánh vꢂ nguyên lꢧ hoꢏt động của dụng cụ ꢖn đꢌnh,

ngưꢢi ta phân biꢔt:

▪ cánh quay

▪ cánh cꢜ đꢌnh.

12

BỘ KHOAN CỤ

Bꢋa đꢌp thꢍy lꢎc (jars)

❖ Bꢞa đꢆp thủy lꢘc đưꢎc sꢚ dụng nhꢗm tꢏo một lꢘc giꢆt

hưꢃng lên hoꢅc hưꢃng xuꢜng lꢃn gꢈp nhiꢀu lần lꢘc tác

dụng đꢁ giꢐi phꢠng bộ khoan cụ trong trưꢢng hꢎp bꢌ kꢤt.

❖ Bꢞa hoꢏt động theo nguyên lꢧ cơ hꢑc, thủy lꢘc hoꢅc phꢜi

hꢎp giữa cơ hꢑc - thủy lꢘc.

13

BỘ KHOAN CỤ

ꢏng giꢐm xꢑc (shock sub/shock absorber)

❖ ꢟng giꢐm xꢠc đưꢎc sꢚ dụng nhꢗm mục đꢕch hꢈp thụ toꢂn

bộ hoꢅc lꢂm giꢐm bꢃt những dao động do choꢄng gây ra.

14

BỘ KHOAN CỤ

Đꢒng cơ đꢓy

❖ Đꢁ thi công giꢊng đꢌnh hưꢃng

ngưꢢi ta thưꢢng sꢚ dụng một

trong hai loꢏi động cơ đáy lꢂ tuabin

hoꢅc động cơ thꢁ tꢕch PDM

15

BỘ KHOAN CỤ

Thiꢔt kꢔ

❖ Thông sꢜ thiꢊt kꢊ

▪ Tꢐi trꢑng (ứng suꢈt) tác dụng

▪ Xác đꢌnh hꢔ sꢜ an toꢂn

▪ Xác đꢌnh kꢕch thưꢃc hꢇnh hꢑc tꢍng đoꢏn của bộ khoan cụ

▪ Chꢑn dụng cụ vꢂ thiꢊt bꢌ hꢎp lꢧ.

❖ Kiꢁm tra các điꢀu kiꢔn bꢀn tꢨnh vꢂ độ bꢀn mỏi:

▪ Điꢀu kiꢔn khoan thꢘc tꢊ khác vꢃi những dữ liꢔu thiꢊt kꢊ

▪ Bộ khoan cụ thiꢊt kꢊ bꢌ thay đꢖi trong quá trꢇnh thi công

▪ Phân tꢕch sꢘ cꢜ.

❖ Kiꢁm toán vꢀ độ bꢀn, cần xác đꢌnh các thông sꢜ sau :

▪ Tꢐi trꢑng dꢑc trục do lꢘc kꢋo của ꢜng

▪ Mômen uꢜn ꢉ đoꢏn cong của giꢊng

▪ Mômen xoꢙn do quay bộ khoan cụ

▪ ꢩng suꢈt pháp vꢂ ứng suꢈt tiꢊp tương ứng vꢃi tꢐi trꢑng lꢂm

viꢔc.

16

BỘ KHOAN CỤ

VIDEO: Bꢀ KHOAN Cꢅ

17

BỘ KHOAN CỤ

Bài giảng Khoan và hoàn thiện giếng - Bài: Bộ khoan cụ - Đỗ Quang Khánh