Giáo trình Thiết bị hoàn thiện giếng khai thác (Nghề: Vận hành thiết bị khai thác dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.52 MB, 74 trang )
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ
GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: THIẾT BỊ HỒN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC
NGHỀ: VẬN HÀNH THIẾT BỊ KHAI THÁC DẦU KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 192/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU
Để phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên cũng như việc học tập của học
sinh trong khoa, chúng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu của các tác giả trong và ngoài
nước biên soạn nên giáo trình “Thiết bị hồn thiện giếng khai thác”.
Giáo trình được dùng cho các giáo viên trong khoa làm tài liệu chính thức giảng
dạy cho học sinh nghề Vận hành thiết bị khai thác dầu khí. Nội dung giáo trình đề cập
một cách hệ thống các kiến thức cơ bản nhất về sơ đồ, chức năng, cấu tạo, nguyên lý
hoạt động của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác và giúp học sinh xây dựng quy
trình vận hành và vận hành được các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác. Cụ thể bao
gồm các bài sau:
• Bài 1: Tổng quan về thiết bị hồn thiện giếng khai thác
• Bài 2: Phân loại và chức năng của các thiết bị hồn thiện giếng khai thác
• Bài 3: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
• Bài 4: Lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa nhỏ các thiết bị hoàn thiện
giếng khai thác
Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp tại trường Cao đẳng Dầu khí đã giúp
đỡ tơi hồn thành giáo trình này.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Ks. Trần Thanh Huy
2. Ks. Lý Tòng Bá
3. ThS. Phạm Hữu Tài
Trang 2
MỤC LỤC
Trang
BÀI 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC .....14
1.1.
SƠ ĐỒ THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC ...............................15
1.1.1.
Sơ đồ tổ hợp của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác tự phun ...15
1.1.2.
Sơ đồ tổ hợp của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác gaslift .....16
1.1.3.
Sơ đồ tổ hợp của thiết bị miệng giếng trong khai thác tự phun và gaslift ......17
1.1.4.
Sơ đồ của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác dầu bằng tổ hợp máy
bơm ly tâm điện chìm ....................................................................................................18
1.2.
YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI
THÁC..............................................................................................................................1
9
1.2.1.
Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị lòng giếng trong khai thác tự phun và gaslift
19
1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị miệng giếng trong khai thác tự phun và
gaslift…………………………………………………………………………………...1
9
BÀI 2. PHÂN LOẠI VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN
GIẾNG KHAI THÁC ..................................................................................................21
2.1.
PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC............22
2.1.1.
Phân loại thiết bị theo phương pháp khai thác ...............................................22
2.1.2.
Phân loại thiết bị theo cấu trúc giếng khai thác..............................................22
2.2.
CHỨC NĂNG CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC 22
2.2.1.
Chức năng của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác tự phun
22
2.2.2.
Chức năng của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác gaslift.24
2.2.3.
Chức năng của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác dầu bằng tổ
hợp máy bơm ly tâm điện chìm .....................................................................................24
2.2.4. Chức năng của các thiết bị miệng giếng trong phương pháp khai thác tự phun
và gaslift ………………………………………………………………………………26
2.2.5.
Chức năng của các thiết bị bề mặt trong phương pháp khai thác dầu bằng tổ
hợp máy bơm ly tâm điện chìm .....................................................................................26
BÀI 3. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN
THIỆN GIẾNG KHAI THÁC ....................................................................................29
Trang 3
3.1.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THIẾT BỊ LÒNG
GIẾNG ..........................................................................................................................30
3.1.1.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp
khai thác tự phun ...........................................................................................................30
3.1.2.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp
khai thác gaslift ..............................................................................................................43
3.1.3.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp
khai thác dầu bằng tổ hợp máy bơm ly tâm điện chìm..................................................44
3.2.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THIẾT BỊ ĐẦU
GIẾNG .........................................................................................................................51
3.2.1.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cây thông khai thác ............................35
3.2.2.
Cụm phân dòng (manifold)...........................................................................37
BÀI 4. LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA NHỎ CÁC
THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC ....................................................56
4.1.
LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA NHỎ CÁC THIẾT
BỊ LÒNG GIẾNG ..........................................................................................................57
4.1.1.
Thay van gaslift vào mandrel ........................................................................39
4.1.2.
Vận hành thiết bị lòng giếng .........................................................................40
4.1.3.
Bảo dưỡng và sửa chữa nhỏ các thiết bị lòng giếng ....................................46
4.1.4.
Học sinh, sinh viên lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ thiết bị theo
quy trình đã nêu ............................................................................................................48
4.2.
VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA NHỎ CÁC THIẾT BỊ ĐẦU
GIẾNG ..........................................................................................................................66
4.2.1.
Vận hành thiết bị đầu giếng ...........................................................................49
4.2.2.
Bảo dưỡng thiết bị đầu giếng .......................................................................53
4.2.3.
Sửa chữa nhỏ các thiết bị đầu giếng .............................................................53
4.2.4.
Học sinh, sinh viên vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ thiết bị theo quy
trình đã nêu ...................................................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................13
Trang 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
TBLG
OKT
TBMG
TBHTGKT
Thiết bị lòng giếng
Ống khai thác
Thiết bị miệng giếng
Thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
Trang 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ tổ hợp thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác tự phun ........15
Hình 1.2: Sơ đồ tổ hợp thiết bị lịng giếng trong phương pháp khai thác gaslift ..........16
Hình 1.3: Sơ đồ tổ hợp thiết bị miệng giếng trong khai thác tự phun và gaslift ...........17
Hình 1.4: Sơ đồ thiết bị lòng giếng của tổ hợp máy bơm ly tâm điện chìm .................18
Hình 3.1: Phễu định hướng-van cắt ...............................................................................30
Hình 3.2: Thiết bị định vị khơng thơng (khơng lựa chọn) ............................................31
Hình 3.3: Thiết bị định vị thơng (có thể lựa chọn) ........................................................32
Hình 3.4: Ống đục lỗ .....................................................................................................32
Hình 3.5: Sơ đồ bung packer cơ học .............................................................................33
Hình 3.6: Sơ đồ bung packer thủy lực ...........................................................................35
Hình 3.7: Thiết bị bù trừ cơ học ....................................................................................37
Hình 3.8: Tháo rời của thiết bị bù trừ cơ học ................................................................38
Hình 3.9: Thiết bị bù trừ thủy lực ..................................................................................39
Hình 3.10: Van tuần hồn kiểu ống rời .........................................................................40
Hình 3.11: Van dập giếng ..............................................................................................41
Hình 3.12: Túi đựng (Mandrel) ...................................................................................42
Hình 3.13: Van an tồn giếng sâu ...............................................................................43
Hình 3.14: Van gaslift ...................................................................................................44
Hình 3.15: Cáp tải điện ..................................................................................................45
Hình 3.16: Thiết bị tách khí kiểu ly tâm ........................................................................48
Hình 3.17: Thiết bị bảo vệ .............................................................................................49
Hình 3.18: Động cơ điện ...............................................................................................50
Hình 3.19: Thiết bị đo áp suất và nhiệt độ ....................................................................51
Hình 3.20: Cây thơng khai thác .....................................................................................52
Hình 3.21: Cụm phân dịng ...........................................................................................53
Hình 4.1: Sơ đồ vận hành bơm điện ly tâm ngầm .........................................................61
Hình 4.2: Sơ đồ vận hành rửa giếng ..............................................................................69
Hình 4.3: Sơ đồ vận hành dập giếng .............................................................................70
Trang 6
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1: Các loại cáp điện dùng trong tổ hợp máy bơm ly tâm điện chìm …………48
Trang 7
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
1. Tên mơ đun: Thiết bị hồn thiện giếng khai thác
2. Mã mơ đun: KKT19MĐ51
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
3.1. Vị trí: Là mơ đun thuộc phần mơn học, mơ đun chun mơn nghề của chương trình
đào tạo. Mơn đun này được dạy trước mô đun vận hành hệ thống khai thác dầu khí trên
mơ hình và sau các mơn học như: Cơ sở khoan, Cơ sở khai thác...
3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng về lắp đặt và vận hành
các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác.
3.3. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun bắt buộc, giúp học sinh, sinh viên thao
tác thành thạo trong vận hành, bảo dưỡng thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
4. Mục tiêu của mơ đun:
4.1.
Về kiến thức:
A1. Trình bày được sơ đồ thiết bị hồn thiện giếng khai thác;
A2. Trình bày được chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác;
A3. Mô tả được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị hoàn thiện giếng khai
thác.
4.2 . Về kỹ năng:
B1. Vận hành được các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác.
4.3 . Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an tồn, pccc, nội quy phịng học/xưởng thực
hành và quy chế của nhà trường.
C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan.
C3. Xác định được cơng việc phải thực hiện, hồn thành các cơng việc theo u cầu,
khơng để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị.
5. Nội dung của mơ đun
5.1. Chương trình khung
Mã
MH/MĐ/HP
Tên mơn học, mơ đun
Thời gian đào tạo (giờ)
Trong đó
Trang 8
Thực
Thi/
Số
hành/
Kiểm
Tổng
Lý
tín
thí nghiệm/
tra
số
thuyết
chỉ
bài tập/
thảo luận LT TH
I
Các mơn học chung/ đại
cương
MHCB19MH02 Giáo dục chính trị
MHCB19MH03 Pháp luật
MHCB19MH05 Giáo dục thể chất
Giáo dục quốc phịng và
An ninh
MHCB19MH09 Tin học
TA19MH02
Tiếng Anh
Các mơn học, mô đun
II.
chuyên môn ngành, nghề
Môn học, mô đun kỹ thuật
II.1.
cơ sở
ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động
CK19MH01
Vẽ kỹ thuật - 1
KTĐ19MH11 Điện kỹ thuật cơ bản
TĐH19MĐ12 Cơ sở điều khiển q trình
CNH19MH09 Hóa Đại cương
KKT19MH31 Địa chất cơ sở
Mơn học, mơ đun chun
II.2.
mơn ngành, nghề
KKT19MH32 Địa chất dầu khí
KKT19MH33 Cơ sở khoan
KKT19MH34 Cơ sở khai thác
KKT19MH35 Địa chất môi trường
KKT19MĐ50 Vận hành van
Thiết bị hoàn thiện giếng
KKT19MĐ51
khai thác
KKT19MĐ52 Vận hành Bơm
KKT19MĐ53 Vận hành máy nén
Vận hành thiết bị tách dầu
KKT19MĐ54
khí
KKT19MĐ55 Vận hành thiết bị nhiệt
Hệ thống thu gom và vận
KKT19MĐ56
chuyển dầu khí
KKT19MĐ57 Cơng nghệ khí
Vận hành hệ thống khai
KKT19MĐ58
thác trên mơ hình 1
Vận hành hệ thống khai
KKT19MĐ59
thác trên mơ hình 2
MHCB19MH08
23
465
180
260
17
8
4
2
2
75
30
60
41
18
5
29
10
51
5
2
0
0
0
4
4
75
36
35
2
2
3
6
75
120
15
42
58
72
0
6
2
0
65
1590
452
1057
32
49
15
285
143
127
11
4
2
2
3
2
3
3
30
45
45
45
45
75
23
14
36
14
42
14
5
29
6
29
0
58
2
1
3
1
3
1
0
1
0
1
0
2
50
1305
309
930
21
45
2
3
3
2
3
30
45
45
30
75
28
42
42
28
14
0
0
0
0
58
2
3
3
2
1
0
0
0
0
2
3
75
14
58
1
2
4
3
105
75
14
14
87
58
1
1
3
2
4
105
14
87
1
3
3
75
14
58
1
2
3
75
14
58
1
2
2
45
14
29
1
1
5
135
14
116
1
4
3
75
14
58
1
2
Trang 9
KKT19MĐ60
KKT19MĐ61
Thực tập sản xuất
Khóa luận tốt nghiệp
Tổng cộng
4
3
86
180
135
2025
15
14
609
155
108
1312
0
1
47
10
12
57
5.2. Chương trình chi tiết mô đun
Thời gian (giờ)
Số
TT
1
2
3
4
Nội dung tổng quát
Bài 1: Tổng quan về thiết bị
hoàn thiện giếng khai thác
1. Sơ đồ thiết bị hoàn thiện giếng
khai thác
2. Yêu cầu kỹ thuật của các thiết
bị hoàn thiện giếng khai thác
Bài 2: Phân loại và chức năng
của các thiết bị hoàn thiện
giếng khai thác
1. Phân loại các thiết bị hoàn
thiện giếng khai thác
2. Chức năng của các thiết bị
hoàn thiện giếng khai thác
Bài 3: Cấu tạo và nguyên lý
hoạt động của các thiết bị hoàn
thiện giếng khai thác
1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động của các thiết bị lòng giếng
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động của các thiết bị đầu giếng
Bài 4: Lắp đặt, vận hành, bảo
dưỡng và sửa chữa nhỏ các
thiết bị hoàn thiện giếng khai
thác
1. Lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng
và sửa chữa nhỏ các thiết bị lòng
giếng
2. Vận hành, bảo dưỡng và sửa
chữa nhỏ các thiết bị đầu giếng
Cộng
Tổng
Lý
số
thuyết
Thực hành,
thí nghiệm,
thảo luận,
bài tập
Kiểm tra
LT
TH
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
1,5
1,5
1
1
0,5
0,5
2,5
2,5
1
1
1,5
1,5
7
7
5
5
2
2
64
3
58
31,5
1,5
29
32,5
1,5
29
1
1
75
14
58
1
2
1
6. Điều kiện thực hiện mơ đun:
6.1. Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phịng học chuẩn
6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn
Trang 10
6.3. Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình học tập,…
6.4. Các điều kiện khác: khơng có
7. Nội dung và phương pháp đánh giá:
7.1. Nội dung:
- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp.
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
7.2. Phương pháp:
Người học được đánh giá tích lũy mơ đun như sau:
7.2.1. Cách đánh giá
- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư
số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh
và Xã hội.
- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí
như sau:
Điểm đánh giá
+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1)
+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)
+ Điểm thi kết thúc mô đun
Trọng số
40%
60%
7.2.2. Phương pháp đánh giá
Phương pháp Phương pháp
đánh giá
tổ chức
Thường
xuyên
Định kỳ
Hình thức
kiểm tra
Chuẩn đầu ra
đánh giá
Số
cột
Thời
điểm
kiểm tra
Viết/
Tự luận/
A1, A2, A3,C1
1
Thuyết trình
Trắc nghiệm
Sau 11
giờ.
Viết/
Tự luận/
A1, A2, A3,, B1,
C1, C2, C3
1
Sau 42
giờ
Trang 11
Thuyết trình Trắc nghiệm
và Thực hành và Thực hành
Kết thúc mơ
đun
Viết/ Thuyết
trình và Thực
hành
Tự luận/
Trắc
nghiệm và
Thực hành
A1, A2, A3,, B1,
C1, C2, C3
1
Sau 75
giờ
7.2.3. Cách tính điểm
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang
điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
- Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun
nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ
số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy
định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ.
8. Hướng dẫn thực hiện mơ đun
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí
8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mơ đun
8.2.1. Đối với người dạy
* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu
vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận….
* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra.
* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.
* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng các thành viên trong nhóm
tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày
nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm.
8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:
- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...)
- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số
tiết lý thuyết phải học lại mơ đun mới được tham dự kì thi lần sau.
- Tham dự 100% các buổi học thực hành. Nếu người học vắng phải học lại mô đun
mới được tham dự kì thi lần sau.
Trang 12
- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc
theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ
đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về
1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để phát triển và hồn thiện
tốt nhất tồn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.
- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
- Tham dự thi kết thúc mô đun.
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
9. Tài liệu tham khảo:
-
Tài liệu tiếng Việt:
1]
Hoàng Anh Dũng, Trần Văn Bản, Triệu Hùng Trường, Lê Đức Vinh (2016),
Thiết bị khai thác dầu khí, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[2]
PGS-TS Cao Ngọc Lâm (2002), Bài giảng Cơng nghệ khai thác dầu khí, Trường
Đại học Mỏ địa chất Hà Nội.
[3]
Lê Phước Hảo (2002), Cơ sở khoan và khai thác dầu khí, NXB Đại học Quốc
gia Tp.HCM.
[4]
Dương Danh Lam, Phùng Đình Thực, Lê Bá Tuấn, Nguyễn Văn Cảnh (1999),
Công nghệ kỹ thuật khai thác dầu khí; NXB Giáo dục.
Trang 13
BÀI 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC
❖ GIỚI THIỆU BÀI 1
Bài 1 giới thiệu tổng quan về thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
❖ MỤC TIÊU BÀI 1
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
-
Trình bày được sơ đồ thiết bị hoàn thiện giếng khai thác;
-
Nêu được yêu cầu kỹ thuật của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác.
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
-
Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc.
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
-
Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng,
vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và
bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm).
-
Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hồn
thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc
nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
-
Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng
-
Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
-
Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơ đun, giáo trình, tài liệu
tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan.
-
Các điều kiện khác: Khơng có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
-
Nội dung:
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
Trang 14
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
-
Phương pháp:
✓ Điểm kiểm tra thường xun: khơng có
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có
❖ NỘI DUNG BÀI 1
1.1. SƠ ĐỒ THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC
1.1.1. Sơ đồ tổ hợp của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác tự phun
Hình 1.1: Sơ đồ tổ hợp thiết bị lịng giếng trong phương pháp khai thác tự phun
1 – Phễu định hướng;
2 – Thiết bị định vi;
3 – Ống đục lỗ;
4 – Van cắt;
5 – Thiết bị chèn cách ly (Packer);
6 – Thiết bị bù trừ giãn nở nhiệt;
7 – Van tuần hoàn;
8 – Van dập giếng;
9 – Túi đựng chuyên dụng (Mandrel
10 – Van an toàn giếng sâu.
Trang 15
1.1.2. Sơ đồ tổ hợp của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác gaslift
chiều sâu
(ft)
STT van
Van an toàn sâu
Cột ống chống khai thác
1850
Van 1
5300
Van 2
7350
Van 3
8900
Van 4
10200
Van 5
11108
Van 6
Mandrel
Cột ống khai thác
Van tuần hoàn
Thiết bị bù trừ nhiệt
11417
Paker
Nhipple cho van ngược
van cắt
Đoạn ống đục lỗ
Nhipple cho thiết bị đo sâu
Phễu định hướng
Đáy giếng
Hình 1.2: Sơ đồ tổ hợp thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác gaslift
Trang 16
1.1.3. Sơ đồ tổ hợp của thiết bị miệng giếng trong khai thác tự phun và gaslift
Hình 1.3: Sơ đồ tổ hợp thiết bị miệng giếng trong khai thác tự phun và gaslift
Trang 17
1.1.4. Sơ đồ của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác dầu bằng tổ
hợp máy bơm ly tâm điện chìm
Hình 1.4: Sơ đồ thiết bị lịng giếng của tổ hợp máy bơm ly tâm điện chìm
1. Thiết bị cảm ứng đo áp suất và nhiệt độ
5. Máy bơm ngầm
2. Động cơ điện
6. Van ngược
3. Thiết bị bảo vệ động cơ điện
7. Băng kẹp giữ cáp
4. Thiết bị tách khí kiểu ly tâm
8. Cáp tải điện
Trang 18
1.2. YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI
THÁC
1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị lòng giếng trong khai thác tự phun và
gaslift
Thiết bị lòng giếng (TBLG) được trang bị cho hầu hết tất cả các giếng dầu khai
thác bằng phương pháp tự phun và gaslift nhằm mục đích tiến hành các quy trình công
nghệ, kỹ thuật cần thiết như sửa chữa, nghiên cứu giếng, điều khiển dịng trong suốt q
trình giếng khai thác nhờ kỹ thuật tời mà khơng cần phải đóng giếng, dập giếng hay
nâng thả cột ống khai thác (OKT).
TBLG cần phải thỏa mãn các yêu cầu công nghệ - kỹ thuật chính sau:
- Cách ly được thân giếng tốt trong trường hợp bị hở ở phần thiết bị miệng giếng.
- Có khả năng điều khiển các thơng số làm việc của giếng theo chế độ tự động và
bán tự động.
- Tiến hành nghiên cứu giếng và đo các thông số làm việc của giếng trong khi
giếng vẫn khai thác và cho sản phẩm.
- Bảo đảm sửa chữa giếng bằng kỹ thuật tời.
- Có thể kéo tồn bộ TBLG cùng với OKT (trừ packer và phần dưới packer) mà
không cần phải dập giếng.
- Chuyển được giếng từ chế độ tự phun sang khai thác bằng gaslift mà không cần
phải thay đổi cấu trúc cơ bản của TBLG.
- Có khả năng khởi động giếng khai thác bằng gaslift một cách tự động.
Tất cả những yêu cầu trên rất quan trọng đối với điều kiện khai thác ngồi biển,
vì rằng các miệng giếng khai thác tập trung gần nhau trên giàn cố định hay giàn vệ sinh,
nơi mà tiến hành đồng thời các hoạt động khoan và khai thác.
1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị miệng giếng trong khai thác tự phun và
gaslift
Tổ hợp thiết bị miệng giếng (TBMG) trong khai thác tự phun và gaslift gồm các
cụm: Thiết bị đầu ống chống; Đầu treo OKT; Cây thông khai thác và cụm phân dòng.
TBMG cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơng nghệ - kỹ thuật chính sau:
- Bịt kín miệng giếng;
- Đảm bảo an tồn trong q trình khai thác;
- Đưa giếng vào hoạt động (cả giếng tự phun và gaslift) và điều chỉnh chế độ khai
thác;
- Cùng với cụm phân dòng hướng sản phẩm khai thác đến các thiết bị thu gom,
Trang 19
tách, …;
- Bơm khí nén (hoặc khơng khí), chất lỏng xuống giếng;
- Đo, kiểm tra áp suất đáy, áp suất miệng, áp suất khoảng không giữa cột ống;
- Thực hiện các thao tác kỹ thuật liên quan đến kiểm tra, xử lý sự cố trong q
trình khai thác.
❖ TĨM TẮT BÀI 1
Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu:
-
Sơ đồ thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
-
Yêu cầu kỹ thuật của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 2
Câu hỏi 1. Ghép hợp các thuật ngữ cho sẵn với nội dung tương ứng.
Thuật ngữ
1. Vị trí của phễu định hướng trong sơ
Nội dung
a. Ở trên ống packer và dưới van
đồ tổ hợp thiết bị lòng giếng dùng cho tuần hoàn
khai thác bằng gaslift
b. Ở trên nhipple cho van ngược và
2. Vị trí của ống đục lỗ trong sơ đồ tổ dưới thiết bị bù trừ nhiệt
hợp thiết bị lòng giếng dùng cho khai
c. Ở trên nhipple cho thiết bị đo sâu
thác bằng gaslift
và dưới nhipple cho van ngược
3. Vị trí của packer trong sơ đồ tổ hợp
e. Ở dưới cùng của hệ thống
thiết bị lòng giếng dùng cho khai thác
bằng gaslift
4. Vị trí của thiết bị bù trừ nhiệt trong
sơ đồ tổ hợp thiết bị lòng giếng dùng
cho khai thác bằng gaslift
Câu hỏi 2. Trình bày sự khác biệt giữa khai thác tự phun và gaslift là gì?
Tình huống 3. Yêu cầu kỹ thuật của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp
khai thác tự phun và gaslift là gì?
Trang 20
BÀI 2. PHÂN LOẠI VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN
THIỆN GIẾNG KHAI THÁC
❖ GIỚI THIỆU BÀI 2
Bài 2 hướng dẫn phân loại và chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai
thác
❖ MỤC TIÊU BÀI 2
Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:
➢ Về kiến thức:
-
Trình bày được chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
-
Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc.
❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2
-
Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng,
vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và
bài tập bài 2 (cá nhân hoặc nhóm).
-
Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 2) trước buổi học; hoàn
thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 2 theo cá nhân hoặc
nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.
❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 2
-
Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng
-
Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
-
Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơ đun, giáo trình, tài liệu
tham khảo, giáo án, và các tài liệu liên quan.
-
Các điều kiện khác: Khơng có
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 2
-
Nội dung:
✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
Bài 2: Phân loại và chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
Trang 21
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
-
Phương pháp:
✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: khơng có
✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có
❖ NỘI DUNG BÀI 2
2.1. PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC
2.1.1. Phân loại thiết bị theo phương pháp khai thác
Khai thác các mỏ dầu và khí là thực hiện việc đưa dầu và khí từ vỉa lên mặt đất
để phục vụ cho nền kinh tế quốc dân. Trong quá trình khai thác cần phải kết hợp giữa
việc sử dụng nguồn năng lượng của vỉa dầu khí và nguồn năng lượng cần được đưa
xuống từ bề mặt một cách hợp lý. Đặc điểm của sự kết hợp này sẽ quyết định bản chất
và sự khác nhau về kỹ thuật giữa các phương pháp khai thác.
Theo phương pháp khai thác ta có:
- Thiết bị hồn thiện giếng khai thác trong phương pháp khai thác tự phun (tự
nhiên)
- Thiết bị hoàn thiện giếng khai thác trong phương pháp khai thác tự cơ học
(phương pháp nâng nhân tạo)
2.1.2. Phân loại thiết bị theo cấu trúc giếng khai thác
Theo cấu trúc giếng khai thác ta có:
- Thiết bị lịng giếng
- Thiết bị miệng giếng
- Thiết bị bề mặt
2.2. CHỨC NĂNG CỦA CÁC THIẾT BỊ HOÀN THIỆN GIẾNG KHAI THÁC
2.2.1.
Chức năng của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác tự
phun
Thiết bị lịng giếng rất cần thiết trong q trình khai thác dầu, dùng để khai thác
các giếng dầu ở chế độ tự phun, gaslift một cách an toàn và hiệu quả nhất. Nó nhằm mục
đích tiến hành các quy trình cơng nghệ cần thiết trong q trình khai thác nhờ kỹ thuật
tời mà không cần đến dập giếng sơ bộ.
Bài 2: Phân loại và chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
Trang 22
Thiết bị lòng giếng còn giữ nhiệm vụ cách ly và điều khiển dòng chảy sản phẩm
đi theo các hướng nhất định và có thể tiến hành khảo sát giếng trong khi hoạt động.
Đảm bảo an toàn khai thác: Bảo vệ ống chống, giảm áp lực tác dụng lên ống
chống và đầu giếng, paker van an toàn, van dập giếng, van tuần hồn, tạo điều kiện cho
phép xử lý cơng nghệ đồng thời nhiều vỉa, bơm ép, gaslift.
-
Phễu định hướng
Phễu định hướng được lắp đặt ngay tại đáy cột OKT, có nhiệm vụ hướng các thiết
bị tời chuyên dụng đi qua đáy cột OKT khi thao tác các công việc khảo sát hay sửa chữa
giếng một cách dễ dàng, không bị vướng mắc.
-
Thiết bị định vị (Nipple)
Thiết bị định vị có nhiệm vụ định vị, cách ly và khóa giữ các thiết bị chuyên dụng
điều khiển dòng chảy tùy theo các yêu cầu kỹ thuật (van an toàn giếng sâu, van cắt, nút
chẹn, côn tiết lưu giếng sâu, thiết bị khảo sát giếng,…).
-
Ống đục lỗ
Ống đục lỗ có nhiệm vụ cho phép dòng sản phẩm chảy liên tục vào OKT trong
khi tiến hành các quy trình cơng nghệ như khảo sát giếng bằng kỹ thuật tời ở phần phía
dưới sâu hơn nó.
-
Van cắt
Cho phép sau khi tạo vùng áp suất cao để đưa packer và thiết bị bù trừ vào hoạt
động sẽ cắt bi cách ly và giải phóng tiết diện bít để cho dịng sản phẩm khai thác đi lên.
-
Thiết bị chèn cách ly (packer)
Packer là thiết bị chuyên dụng dùng để cách ly vùng không gian giữa cột OKT
với nhau trong quá trình khai thác, sửa chữa giếng hay xử lý vùng lân cận đáy giếng
bằng các phương pháp khác nhau.
-
Van tuần hoàn
Van tuần hoàn dùng để tạo mối liên hệ tuần hồn tạm thời giữa vùng khơng gian
vành xuyến và bên trong cột OKT mà không cần phải tháo thiết bị đầu miệng giếng hay
kéo cột OKT cùng với packer, nhằm mục đích: thay thế các chất lỏng nặng bằng các
hỗn hợp nhẹ hơn khi gọi dòng, dập giếng bằng chất lỏng nặng, khai thác từng vỉa sản
phẩm riêng biệt trong cùng một giếng, bơm các hoá chất chun dụng,… Có thể thả
nhiều van tuần hồn trên cùng một giếng khai thác và hoạt động của chúng dựa trên
nguyên tắc chọn lọc.
-
Thiết bị bù trừ giãn nở nhiệt
Bài 2: Phân loại và chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
Trang 23
Thiết bị bù trừ giãn nở nhiệt có chức năng cân bằng sự thay đổi độ dài của cột
OKT dưới tác động của áp suất và nhiệt độ môi trường trong suốt quá trình giếng khai
thác.
-
Van dập giếng
Van dập giếng có chức năng tạo mối liên hệ tuần hồn giữa vùng trong OKT và
vùng không gian vành xuyến khi cần phải bơm ép khẩn cấp vào giếng chất lỏng nặng
để dập giếng khi có sự cố kỹ thuật hay nhằm mục đích khống chế dịng phun trào.
-
Túi đựng chun dụng (Mandrel)
Mandrel là một dạng đặc biệt của thiết bị định vị dùng để định vị, lắp đặt các loại
van gaslift, van điều khiển, van tuần hồn, van bơm ép hố chất, van tiết lưu hay van
dập giếng mà không làm ảnh hưởng đến tiết diện của cột OKT, đồng thời cho phép các
thiết bị kỹ thuật tời và các loại thiết bị chuyên dùng khác có thể chuyển động qua lại dễ
dàng
-
Van an toàn giếng sâu
Van an toàn giếng sâu đóng vai trị rất quan trọng trong q trình ngăn dòng sản
phẩm khai thác phun trào lên khỏi mặt đất khi có sự cố hở miệng giếng. Lúc có sự cố
cần phải ngăn chặn khẩn cấp dòng sản phẩm phun trào ngay dưới mặt đất. Van an tồn
giếng sâu có thể đóng chặn dịng bằng chế độ tự động hay bằng lệnh điều khiển trên bề
mặt.
Chức năng của các thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác
gaslift
2.2.2.
Thiết bị trong lòng giếng ở các giếng khai thác bằng gaslift giống hồn tồn bộ
thiết bị lịng giếng của các giếng khai thác tự phun, thành phần chính trong bộ thiết bị
trong lòng giếng đối với các giếng khai thác bằng gaslift là hệ thống túi chứa (mandrel)
và van gaslift.
- Hệ thống túi chuyên dụng (mandrel): có nhiệm vụ lắp đặt các van chuyên dụng
như: van tuần hoàn, van gaslift, van bơm hoá chất vào trong túi.
- Van gaslift: được đặt vào trong túi đựng (mandrel) ở độ sâu thiết kế nhằm đưa
khí vào dịng sản phẩm khai thác để khí hố phần cột chất lỏng phí trên van.
Chức năng của thiết bị lòng giếng trong phương pháp khai thác dầu
bằng tổ hợp máy bơm ly tâm điện chìm
2.2.3.
-
Hệ thống cáp tải điện năng: đóng vai trị tải năng lượng điện ba pha từ bề mặt
đến động cơ điện ngầm.
-
Băng kẹp cáp: dùng để kẹp chặt cáp điện vào thân cột OKT.
Bài 2: Phân loại và chức năng của các thiết bị hoàn thiện giếng khai thác
Trang 24
