Tổng quan về các thiết bị trong ngành dầu khí - AN INTRODUCTION TO RIG TYPE AND BASIC DRILL STRING COMPONENTS

PVD Training
Floorman Training Cousre - 1 -

AN INTRODUCTION TO RIG TYPE AND BASIC DRILL STRING
COMPONENTS



OUTLINE PRESENTATION
RIG TYPES
KELLY & TOP DRIVES
DRILL STRING COMPONENTS
DRILL BITS
SPECIAL DRILL STRING TOOLS
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 2 -
I. RIG TYPE
Gồm 2 loại chính:
• Giàn khoan trong đất liền và (Onshore)
• Giàn khoan ngoài biển (Offshore)






Phân theo mực nước: 6 loại chính
• Land Drilling Rigs - Giàn khoan đất liền
• Jack up Rigs - Giàn Khoan tự nâng
• Platform Rigs - Giàn khoan cố định

• Submersibles Rigs - Xà lan khoan
• Semisubmersible Rigs - Giàn khoan nửa nổi nửa chìm
• Drill Ships - Tàu khoan
1. LAND RIGS
• Most common type of rigs and used to drill wells at onshore locations.
• Là dạng loại giàn khoan thông dụng nhất được sử dụng để thi công các giếng khoan trên
đất liền.

CÁC DẠNG GIÀN KHOAN ĐẤT LIỀN
• Land Rig có nhiều loại khác nhau. Một số loại chính có thể kể đến:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 3 -
− Truck Mounted: Đây là dạng xe khoan, cơ động và
thường được sử dụng để khoan các giếng khoan
nông đến chiều sâu trung bình trong khoảng 500 m
đến 4000 m.
− Skid Mounted: là loại giàn khoan để khoan những
giếng khoan có chiều sâu từ trung bình đến chiều
sâu lớn. Toàn bộ các bộ phận của giàn khoan
được chế tạo thành những phần rời nhau, sau đó
được lắp ráp thành một giàn khoan hoàn chỉnh.
− Rig in Motion: Đây là loại giàn khoan để thi công
các giếng khoan có chiều sâu trung bình đến chiều
sâu lớn. Toàn bộ hệ thống giàn khoan được đặt
trên các bệ có bánh xe cỡ lớn để có thể kéo đi
khi cần di chuyển.


• Rig Move đối với giàn khoan đất liền

− Với mỗi loại giàn khoan khác nhau có cách
vận chuyển khác nhau. Trong đó cách vận
chuyển giàn khoan Skid Mounted là phức
tạp nhất do phải tháo dời các thiết bị giàn
khoan để di chuyển.





2. JACKUP RIGS
− Giàn khoan tự nâng là loại giàn khoan có 03 chân được cắm trực tiếp xuống dưới đáy biển
tạo thành một giàn cố định trên biển. Khi di chuyển 3 chân giàn được rút lên và di chuyển
đến vị trí mới qua hệ thống nâng hạ bằng cơ khí với các bánh răng truyền động.
Truck Mounted
Rig in motion
Skid Mounted Rig
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 4 -
− 3 chân được đặt trên đáy biển.
− Có thể khoan ở nơi có chiều sâu mực nước từ 20 m tới 150 mét

Di chuyển:
− Giảm tải bằng cách bơm nước ra khỏi các ngăn chứa và hạ thân giàn xuống bằng cách rút 3
chân lên qua hệ thống bánh răng truyền động.
− Dùng tàu kéo (Tug Boat) để kéo giàn đến vị trí mới.
− Đến vị trí mới 03 chân của giàn sẽ hạ xuống và cắm xuống đáy biển bằng chính trọng lượng
của giàn khoan và lượng nước được rót vào trong các ngăn chứa.
− Cân bằng giàn qua các hệ thống tank cho giàn ổn định và tiến hành khoan

3. PLATFORM RIGS
− Là giàn khoan được lắp đặt cố định trên biển bằng các kết cấu thép cắm sâu xuống đáy biển.
− Có rất nhiều dạng giàn cố định:
• Big Platform

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 5 -



4. SUBMERSIBLE RIGS
− Là giàn được lắp đặt trên sà lan nổi hoặc các
pontong với các tank để cân bằng. Khi khoan
phần Pontong của giàn ngồi trên đáy biển để
đảm bảo sự ổn định.
− Chiều sâu mức nước lớn nhất mà sà lan
khoan có thể khoan được là 50 mét
− Ngoài ra, nó thường được sử dụng cho
khoan vùng sông hồ, đầm lầy (Inland Swamp
Barge)


PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 6 -

Các dạng sà lan khoan (giàn bán ngập)

Di chuyển giàn khoan bán ngập:

− Bơm nước ra khỏi pontong để giàn nổi lên, dùng tàu kéo đi
5. SEMI SUBMERSIBLE RIGS
− Là giàn khoan nửa nổi nửa chìm. Khi khoan nước được bơm vào các tank để làm chìm một
phần của giàn khoan, thường là 25 ft so với bề mặt biển để đảm bảo sự ổn định cho giàn
khoan.
− Cấu tạo: Bao gồm các pontong (pontoons) và các cột trụ rỗng (Colums) tạo thành cái phao
lớn nổi trên mặt nước.
− Để cố định giàn, người ta phải thả các neo giữ (Anchors)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 7 -
− Với những thế hệ giàn Semi Sub hiện đại ngày nay, ngoài việc dùng hệ thống neo để cố định
giàn khoan người ta dùng hệ thống định vị động (Dynamic Positioning System) với các chân
vịt có công suất lớn (Thruster).
− Người ta chia các thế hệ giàn khoan ra thành các loại giàn từ thế hệ đầu tiên gọi là thế hệ
thứ nhất và hiện nay đã có loại Semi Sub thế hệ thứ VI. Thế hệ thứ VI có thể khoan ở độ sâu
nước biển tới 12000 ft.


− Điều khác biệt của giàn khoan nổi là hệ thống BOP (Blowout Preventors) được lắp đặt dưới
đáy biển (Subsea BOP). Vì vậy hoạt động của giàn khoan nổi rất phức tạp.
− Di chuyển: Tuỳ thuộc vào thiết kế của giàn mà giàn khoan có thể di chuyển tự hành (Propell)
hoặc phải dùng tầu kéo hoặc dùng tàu chuyên dụng để chở gọi là Dry Tow.

6. DRILL SHIP
− Là giàn khoan được lắp đặt ngay trên con tàu rất lớn.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 8 -
− Ưu điểm: rất thuận lợi khi di chuyển, khoan ở chiều sâu mức nước không hạn chế.

− Nhược điểm: Rất đắt tiền, điều khiển rất phức tạp
− Trong quá trình khoan phải thả các neo để định vị tàu và
đặc biệt là hệ thống BOP dưới đáy biển.
− Di chuyển: Tàu khoan thường có thể tự hành, trong
trường hợp di chuyển xa có thể di chuyển khô gọi là Dry
Tow, hoặc dùng tàu kéo Tug Boat hỗ trợ.
− Cũng giống như Semi Sub, các thế hệ tàu khoan hiện đại
ngày nay thường định vị bằng hệ thống định vị động
Dynamic Positioning System. Việc phân loại các thế hệ
tàu khoan cũng tương tự như giàn Semi Sub và hiện nay
đã có loại giàn thế hệ thứ 6 có thể khoan ở vùng nước
sâu đến 12000 ft.
− Một số hệ thống phải lắp ở dưới biển như: BOP, Pernament Guide Base, Hydraulic
connectors
II. KELLY & TOP DRIVES
1. Makin’ Hole
• Thuật ngữ “Makin’ Hole” là chỉ công việc quay bộ dụng cụ khoan để tạo lỗ khoan bao gồm
các công việc:
− Kéo thả bộ dụng cụ khoan khỏi giếng khoan cũng đưa vào giếng khoan (Trip in & Trip Out).
− Điều khiển các thiết bị để quay choòng khoan
− Choòng khoan phá hủy đất đá
− Đưa đất đá phá hủy lên trên mặt đất

2. TOP DRIVE SYSTEMS
• Ngày nay, hầu hết các giàn khoan biển
sử dụng hệ thống Top Drive để phục vụ
việc nâng hạ và quay bộ dụng cụ khoan
do tính tiện lợi như sau:
− Lắp thêm cần khoan vào bộ cần khoan
một cách nhanh chóng và an toàn

− Giảm thiểu sự dính kẹt cần trong giếng
khoan
− Có thể khoan doa bất kỳ vị trí nào.
− Có thể khoan bằng đoạn cần dựng (3 cần
đơn). Giảm thời gian tháo lắp cần khi
khoan
• Nhược điểm: Tuy nhiên nó rất đắt tiền,
cồng kềnh và tốn thời gian cũng như tiền bảo dưỡng.
• Hệ thống Top Drive quay được do sự truyền động của 01 động cơ hoặc 02 động cơ điện.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 9 -
• Bộ cần khoan ( Drill String) được nối với hệ thống Top Drive bằng 1 đầu nối (Drive Shaft)
và được xiết chặt bằng khóa của hệ thống
3. KELLY SYSTEMS
• Có 2 dạng kelly:
− Loại tiết diện vuông
− Loại tiết diện lục giác








• Hệ thống bao gồm:
− Kelly
− Drive Bushing
− Master Bushing

− Rotary Table









III. DRILL STRING COMPONENTS
1. Drill Pipe
• Cần khoan là một ống thép có độ bền cao được sử dụng để truyền chuyển động quay
xuống choòng khoan. Các đầu nối trên cần khoan là những phần được tiện ren đặc biệt để
nối với nhau tạo nên cột cần khoan.
• Kích thước cần khoan theo API được đo bằng đường kính ngoài danh định (OD) của cần.
Thông thường cần khoan có đường kính từ 3-1/2” đến 6-5/8”.
• Đường kính ngoài của một cỡ cần nhất định phải có số đo cụ thể để các đầu nối ren và các
công cụ làm việc như: elevator, chấu chèn lắp vào vừa khít.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 10 -
• Chức năng của cần khoan: Cần khoan là bộ phận cần thiết của bất kỳ hoạt động khoan nào
và nó là bộ phận không thể thiếu để kết nối giữa nâng hạ, hệ thống xoay và hệ thống tuần
hoàn. Một số chức năng chính của cần khoan:
− Kết nối giữa Kelly với cần nặng, choòng khoan tới đáy giếng khoan
− Tiếp thêm chiều dài cho bộ cần khoan
− Cho phép nâng hạ choòng khoan
− Truyển môment từ bàn roto hoặc Top Drive xuống choòng khoan phá huỷ đất đá.
− Truyền dòng dung dịch từ máy bơm tới choòng khoan

• Đường kính trong (ID) thay đổi theo trọng lượng danh nghĩa trên mỗi foot chiều dài của
cần.
• Cần khoan theo tiêu chuẩn API được làm chồn dày (làm cho phần tiếp giáp đầu nối dày
hơn thân cần) tại phần cuối ống để tăng thêm độ cứng vững.
• Cần khoan theo tiêu chuẩn API có nhiều kích cỡ khác nhau cho cùng một độ dài tiêu
chuẩn:
− Nhóm 1: có chiều dài từ 18 – 22 ft (ít sử dụng)
− Nhóm 2: có chiều dài từ 27 – 30 ft (loại thông dụng)
− Nhóm 3: có chiều dài từ 38 – 45 ft
Các số đo trên không bao gồm các đầu nối.
• Cần khoan có 4 thông số chính:
− Đường kính
− Loại thép hoặc ứng lực kéo
− Trọng lượng
− Chiều dài
• Theo tiêu chuẩn API có 4 loại mác thép cho cần khoan:
− Grade E75
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 11 -
− Grade X95
− Grade G105
− Grade S135
Hiện nay người ta dùng chủ yếu hai loại cần : G105 và S 135
• Cần khoan có 1 đầu đực (Pin) và 1 đầu cái (Box) được tiện ren. Các đọan ren trên đầu
đực và đầu cái được gọi là đầu nối (Tool joint). Ren cần khoan thường là loại IF theo tiêu
chuẩn API.
• CÁC LOẠI REN ĐẦU NỐI
− IF: Internal Flush

− EH: Extra Hole
− SH: Slim Hole
− OH: Open Hole
− SL – H-90: Slim Hole – Hughes 90 deg
thread
− FH: Full Hole
− H-90: Hughes – 90 deg thread
− WO: Wide Open
− N.C: Numbered Connection
− I.U: Internal Upset
− E.U: External Upser
− I.E.U: Internal External Upset
• Cần khoan và các loại cần ống khác đều được kiểm tra trên giá đặt trên giàn khoan.
Bảo dưỡng cần khoan
− Các đầu ren của cần phải được bôi mỡ thường xuyên bằng loại mỡ chuyên dụng Zn50,
Zn60
− Các đầu ren, thân cần cũng cần được kiểm tra bằng mắt Visial Inspection để xác định các hư
hỏng về ren, sự cong vênh của cần khoan.
− Khi cần để ở kho bãi hoặc để trên giá cần bôi mỡ vào ren, lắp Protector để chống han gỉ và
hỏng ren.
− Sau định kỳ mỗi giếng khoan hoặc 6 tháng, cần khoan phải được kiểm định theo tiêu chuẩn
API.
2. Heavy walled Drill pipe (Heavy weight drill pipe)
• Là loại cần có có chiều dày lớn hơn cần khoan được lắp ở đoạn chuyển tiếp giữa cần
khoan và cần nặng để tăng độ cứng sự ổn định cho bộ khoan cụ đồng thời làm giảm ứng
suất mỏi suất hiện do sự thay đổi liên tục của mômen và tải trọng lên choòng khoan cũng
như sự chênh lệch độ cứng giữa cần nặng và cần khoan.
• Cần khoan nặng có cấu tạo tương tự như cần khoan và việc sử dụng và bảo dưỡng nó
cũng tương tự như cần khoan.
Vai trò của cần khoan nặng là:

− Giảm mômen xoắn và mômen kéo trên chuỗi cần khoan.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 12 -
− Giảm nguy cơ kẹt cần do chênh áp (Different Sticking Pressure)
− Tăng khả năng chỉnh xiên.
− Giảm nguy cơ hỏng các đầu nối khi khoan qua các đoạn giếng bị gập

Sự khác nhau giữa cần khoan nặng và cần khoan:
− Cần khoan nặng có thành dày hơn
− Và có đầu nối dài hơn cần khoan
Chú ý: Sử dụng loại mỡ Jet Lube 21 cho cần khoan, Jet Lube Kopr-Kote cho cần khoan
thành dày và cần nặng và các thành phần của cần nặng. Không được phép sử dụng các hợp
chất có nguồn gốc kẽm hay chì hoặc các hợp chất thay thế khác.
• Có 2 loại chính:
− Loại rãnh xoắn
− Loại thường (nhẵn)
• Ưu điểm của cần khoan nặng có rãnh xoắn:
− Giảm bề mặt tiếp xúc với thành giếng khoan
− Chống được sợ dính cần trong giếng khoan
− Tăng khả năng tuần hoàn và nâng mùn khoan lên trên bề mặt
3. Drill Collars
• Cần nặng là loại cần đặc biệt được lắp ngay cạnh choòng khoan để cung cấp tải trọng trực
tiếp cho choòng khoan phá huỷ đất đá ở đáy giếng khoan và giữ cho bộ khoan cụ luôn ổn
định, chống lại ứng suất mỏi.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 13 -
• Căn cứ vào tải trọng lên choòng và đường kính cần nặng, người ta sẽ tính được chiều dài
cột cần nặng.

• Để bảo đảm tải trọng lên choòng và cần khoan luôn kéo căng, người tính sao cho tải trọng
lên choòng không vượt qúa 75% trọng lượng toàn bộ cần nặng.

• Tải trọng lên choòng được xác định bởi:
− Tính chất đất đá của vỉa
− Loại choòng khoan
− Kích cỡ choòng.
• Có 2 loại cần nặng:
− Cần nặng trơn (không có rãnh xoắn)
− Cần nặng xoắn (có rãnh xoắn)
§ Cần nặng xoắn có các rãnh xoắn làm giảm
diện tích tiếp xúc với thành giếng, nên chống
lại hiện tượng kẹt cần.
§ Cần nặng xoắn có ưu điểm hơn cần nặng trơn,
vì vậy được sử dùng phổ biến hơn.

4. CROSSOVER SUBS & STABILIZERS
• CROSSOVER SUBS : là đoạn nối chuyển tiếp giữa các loại cần khác nhau ở bộ khoan cụ.
• Tại sao phải dùng đầu nối chuyển tiếp (XO)?
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 14 -
− Ren của cần nặng thường khác loại với cần khoan nặng, cần khoan và các thiết bị khác của
bộ dụng cụ đáy như Stailizer, Mud Motor, choòng khoan, Drilling Jar, Fishing tools…
− Đường kính giữa cần nặng và cần khoan nặng khác nhau. Vì vậy, để nối cần khoan nặng với
cần nặng, ta phải dùng đầu nối chuyển tiếp (Crossover Sub), chuyển đổi ren cần khoan nặng
sang ren cần nặng.


• STABILIZERS

§ Nhiệm vụ chính của định tâm:
− Để làm giảm độ mòn của cần nặng người ta lắp các
định tâm trên cột cần nặng.
− Để dẫn hướng cho choòng khoan (tạo góc nghiêng của
giếng khoan)
− Tạo sự ổn định cho bộ khoan cụ và đảm bảo cho giếng
khoan không đi lệnh theo hướng thiết kế.
§ Tùy thuộc vào cấu trúc vỉa, phương pháp khoan
người ta có thể lắp 1 hay nhiều định tâm trên cột cần
nặng. Thông thường hay dùng 1 định tâm lắp ngay
phía trên choòng khoan làm nhiệm vụ dẫn hướng.
§ Phân biệt định tâm cần nặng với con lăn cắt
− Trên bề mặt định tâm có phủ 1 lớp dày hợp kim chịu
mài mòn rất cao. (Tungsten Carbide)
− Reamer.
+ Nó gồm nhiều con lăn có rãnh khía có phủ hợp kim
cứng, được gắn vào các rãnh của ống thép hình trụ
+ Công dụng : Ổn định thành giếng khoan, dùng phổ
biến cho tầng đất đá dễ trương nở (Sét).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 15 -
5. Bottom Hole Assembly
• Bộ dụng cụ đáy giếng bao gồm:
− Cột cần khoan thành dày
− Cột Cần nặng
− Các định tâm, hoặc reamer
− Choòng khoan
• Để nối cột cần khoan nặng với cần nặng ta phải
dùng đầu nối chuyển tiếp (XO).

• Để nối định tâm với choòng khoan, đôi khi ta
phải dùng đầu nối chuyển tiếp khi loại ren hoặc
đường kính ren không cùng nhau.

IV. DRILL BITS
1. Overview
Choòng khoan có 2 loại chính:
− Choòng chóp xoay (Roller cone hay Rock
bit)
− Choòng liền khối (Fixed cutter hay Fixed
head)
2. Roller Cone Bits
• Choòng chóp xoay gồm 1, 2 hoặc nhiều
chóp xoay.
• Trên các chóp xoay có nhiều răng đặt
xen kẽ nhau.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 16 -
• Răng chóp xoay có 2 loại chính:
− Răng thép
− Răng bằng các hạt hợp kim cứng
(Tungsten carbide)
• Choòng chóp xoay răng thép còn
được gọi là choòng khía răng cưa
(Milled Tooth Bit)
• Chòng khía răng cưa được chia
làm 3 loại chính theo cấp độ cứng
răn của đất đá:
− Cho đất đá mềm (soft);

− Cho đất đá có độ cứng trung bình
(Medium);
− Cho đất đá cứng (Hard)
• Ngoài độ cứng của các răng thép
được sử dụng cho các độ cứng
cấp đất đá khác nhau, mà bề mặt
các răng cũng khác nhau:
− Đối với đất đá mềm: Răng to, dài,
đầu răng sắc nhọn
− Đối với đất đá trung bình: Răng ngắn
hơn, đầu răng hơn tù.
− Đối với đất đá rắn: Răng ngắn, tròn,
ngòai phủ lớp hợp kim cứng.
• Choòng chóp xoay gắn hợp kim có
2 loại:
− Cho đất đá mềm: Tải trọng lên
choòng thấp và tốc độ quay lớn.
− Cho đất đá cứng: Tải trọng lên
choòng cao, tốc độ quay nhỏ.
+ Hạt hợp kim có độ cứng rất cao.
+ Chống mài mòn
BẢNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHOÒNG KHOAN
ROCK BIT SIZE TOOL JOINT SIZE

TYPE Made up Torque
(FT/BBL)
Made up Torque (M
kg)
4 ½” 2 3/8” REG 3000 - 3500 410 - 490
4 ¾” 2 7/8” REG 6000 - 7000 690 - 970

5 7/8” - 7 3/8” 3 ½” REG 7000 - 9000 970 -1250
7 5/8” - 8 ¾” 4 ½” REG 10000 - 15800 1800 - 2140
9 ½” - 13 ¾” 6 5/8” REG 26000 - 32000 3590 - 4450
14 ¾” - 17 ½” 7 5/8” REG 35000 - 45000 4640 - 5220

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 17 -
• Để làm tăng khả năng phá hủy đất đá và rửa sạch đáy giếng khi khoan, người ta lắp thêm
vào các lỗ thoát dung dịch trên choòng khoan các vòi phun (Jet Nozzle) có kích cỡ phù hợp
với từng kích thước của choòng
khoan
• Có 2 loại vòi phun thông dụng:
− Vòi tiêu chuẩn (standard nozzle): AN
− Vòi cắt vát vai (Shrouded nozzle): ANS
• Các cỡ choòng khác nhau, có các cỡ
vòi khác nhau
3. Fixed Cutter Bits
• Gồm các dạng chính sau:
− Choòng gắn hạt kim cương nhân tạo
(PDC, TSP).
− Choòng gắn hạt kim cương tự nhiên (Diamond bit).
− Choòng lấy mẫu (Core bit), gắn hạt kim cương tự nhiên
§ PDC Bit (Polycrystalline Diamond Compact)
− Choòng kim cương nhân tạo là choòng không chóp xoay được gắn các hạt được gắn kết bởi
các hạt kim cương đa tinh thể và hợp kim cứng.
− Choòng kim cương đa tinh thể (PDC): Ổn định nhiệt ở 750 độ C
− Choòng kim cương đa tinh thể bền nhiệt (TSP): Ổn định nhiệt ở 12000C
− Ưu điểm: Tuổi thọ cao, thời gian làm việc cao
− Nhược điểm: Giá thành rất đắt

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 18 -
§ Diamond Bits
− Choòng kim cương: là choòng không
chóp xoay có gắn các hạt kim cương tự
nhiên vào các khuôn rãnh của choòng.
− Nguyên lý phá hủy là mài cắt.
− Ưu điểm: Thời gian làm việc cao.
− Nhược điểm: Rất đắt, chịu nhiệt và va
đập kém


§ Core Bit & Barrel
Choòng lấy mẫu và ống lấy mẫu
− Thường được làm từ các hạt kim cương
tự nhiên hoặc nhân tạo gắn vào các khe
rãnh trên đầu và xung quanh choòng
được đúc sẵn bằng thép.
− Có lỗ ở giữa để lấy mẫu.
− Được gắn nối với ống lấy mẫu

• Ống lấy mẫu (Barrel):
− Ống đựng mẫu và giữ mẫu trong khi khoan
mẫu, nối với choòng lấy mẫu.
− Có chiều dài từ 9 đến 27 m tùy yêu cầu lấy mẫu

V. SPECIAL DRILL STRING TOOLS
1. Overview
Trong một số trường hợp khoan qua các tầng vỉa
phức tạp (sập lở, trương lở, qua tầng sản phẩm,
khoan xiên …) người ta phải lắp thêm một số dụng
cụ sau:
− Búa thủy lực (Driiling jar)
− Thiết bị đo giếng khoan trong khi khoan (MWD).
− Môtơ thủy lực (Mud Motor)
2. Drilling Jars
− Búa thủy lực được lắp phía trên cần nặng.
− Mục đích: Giải phóng bộ cần khoan khi choòng khoan hoặc cần nặng chẳng may bị kẹt cứng
không thể kéo lên được.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 19 -
3. Thiết bị đo trong khi khoan (MWD)
vThiết bị đo trong khi khoan cho thấy các tình trạng bên dưới giếng khoan trong suốt quá trình
khoan.
vVị trí lắp đặt: ngay phía trên choòng khoan, để truyền tín hiệu lên trên mặt đất.

Thiết bị đo trong khi khoan cho biết các thông tin sau:
− Đặc tính đất đá
− Chiều hướng mũi khoan
− Lực quay
− Tải trọng lên choòng
4. Mud Motor
− Môtơ thủy lực được lắp

đặt ngay phía trên 1 định
tâm và choòng khoan.
− Dòng chảy dung dịch đi
qua môtơ làm môtơ quay,
truyền lực quay cho
choòng khoan.
− Dùng Mud Motor để khoan định hướng, khoan vào các vỉa chứa dầu hoặc khí.
− Trong khi khoan bằng Mud Motor thì toàn bộ cần khoan phía trên Mud Motor không quay, vì
vậy rất đễ bị kẹt cần. Để khắc phục, phải thường xuyên kéo dạo hoặc xoay bộ cần bằng bàn
rôtơ hoặc Top drive.
5. Directional Wells
− Ngày nay, khoan định hướng (khoan xiên) là phương pháp khoan phổ biến nhất để thăm dò
dầu khí và đặc biệt sử dụng trong giai đoạn phát triển mỏ.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 20 -
− Nhờ ưu điểm vượt trội của phương pháp khoan định hướng mà hơn 90% số giếng khoan
trong ngành dầu khí thuộc loại giếng định hướng
Ứng dụng của khoan định hướng:
− Khoan cho vùng có vị trí khó tiếng cận
− Khoan phát triển mỏ
− Khoan cắt xiên (Side Track)
− Và các ứng dụng khác (khoan giải vây, Khoan địa nhiệt …)
6. Horizontal Well




PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training

Floorman Training Cousre - 21 -
THIẾT BỊ NÂNG HẠ - HOISTING EQUIPMENT
YÊU CẦU BÀI HỌC:
• Giải thích được hoạt động của hệ thống nâng hạ
• Nhận dạng được ròng rọc tĩnh, ròng rọc động và móc nâng, giải thích được chức năng của
chúng
• Miêu tả hoạt động của tời khoan
1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NÂNG HẠ
• Nhiệm vụ của thiết bị nâng hạ
− Kéo thả bộ cần khoan và các dụng
cụ chuyên dùng trong giếng khoan
− Kiểm soát tải trọng lên choòng
khoan
• Các thành phần của hệ thống
nâng hạ
− Puly đỉnh (ròng rọc tĩnh) và puly
động (ròng rọc động là những thành
phần không thể tách rời của hệ
thống nâng. Cùng với dây cáp
khoan, các puly có chức năng liên
kết tháp khoan với các cần ống
khoan trong quá trình nâng lên hay
hạ xuống giếng khoan.

2. BỘ RÒNG RỌC TĨNH (Crown Block)
− Là liên kết của các puly hay bánh xe
có rãnh gắn với nhau trên các thanh
xà và gắn tại đỉnh tháp. Dây cáp
khoan được ròng qua các puly ròng
rọc tĩnh và các puly ròng rọc động.

Ròng rọc động được nâng lên hoặc
hạ xuống trên tháp khoan bằng các
dây cáp khoan cuốn vào tang tời
chính.
• Đặc tính kỹ thuật:
− Bộ ròng rọc tĩnh có thể chịu được
tải từ 380 – 1300 tấn.
− Đường kính các puly tương ứng từ
107 – 180 cm.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 22 -
− Để chuyển hướng dây cáp mắc vào
tời thông thường dùng thêm một puly
lắp rời (Fast sheave)
3. BỘ RÒNG RỌC ĐỘNG & MÓC
NÂNG (Traveling Block & Hook )
− Bộ ròng rọc động là một khối gắn kết
nhiều puly.
− Dây cáp được luồn qua các puly của
ròng rọc tĩnh qua các puly của ròng
rọc động.
• Cơ cấu bù chuyển động (Motion
Compensator)
− Cơ cấu bù chuyển động được gắn
chắc chắn vào khung của bộ ròng rọc
động.
− Có tác dụng khử dao động của sóng
tác động vào giàn, ổn định khoảng

cách giữa móc nâng và đáy biển

Chú ý: Chỉ có ở Tàu khoan và giàn
khoan nửa nổi nửa chìm

− Mục đích của bộ phận bù chuyển
động là loại bỏ càng nhiều càng tốt sự
tác động của sóng biển gây ra dao
động đứng của cột cần khoan khi
khoan trên các tàu khoan hoặc giàn
bán ngập.
− Tầm hoạt động của bộ ổn định
(khoảng chạy theo sóng biển) từ 4.5
m đến 7.5m
− Tải trọng nâng từ 180 tấn đến 270 tấn
• Móc nâng tháo dời và bộ ròng rọc
động
− Bộ ròng rọc động sử dụng cho giàn
khoan dầu khí thường có sức tải từ
90 đến 1125 tấn.
− Đường kính các puly tương ứng là từ
81 đến 183 cm
− Móc nâng có tải tương ứng là từ 300
đến 900 tấn

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 23 -
• Elevator
− Elevator là một bộ các kẹp và chốt

dùng để giữ chặt cần khoan, ống
chống khi kéo thả cần ống.
− Elevator được gắn với ròng rọc
động bằng hai thanh quang treo
(Links).
− Có rất nhiều kiểu Elevator, mỗi loại
cần khoan có đầu nối hình dạng
khác nhau nên phải chọn kiểu
Elevator phù hợp.
− Nếu chọn Elevator không đúng sẽ
làm hỏng Elevator và làm rơi cần
khoan xuống giếng khoan.


• Casing Elevator: dùng để kéo thả
ống chống
− Đối với cột ống chống có đường kính
lớn và nặng, sử dụng Casing Elevator
– spider.
− Sức chịu tải 500 tấn
− Single – joint, casing pick-up type
elevator: sử dùng khi kéo ống chống
đơn từ sàn trung tâm lên trên sàn
khoan


• HOOKS
− Dùng để treo Swivel (Đầu
trâu) và 2 quang treo
Elevator (Links)

− Hook có thể quay tròn tự
do, và được điều khiển
bằng 2 loại chốt : Tự do và
có lựa chọn



PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 24 -
4. DRILLING LINE (Dây cáp khoan)
• Một dây cáp khoan là một dây cáp được cấu tạo từ các sợi cáp. (xem bài: Cấu tạo dây cáp
thép)
− Cáp được dùng cho tời khoan là
loại 6 x 19 IWRC được coi là loại
chuẩn.
− Số 6: chỉ số các tao cáp
− Số 19: chỉ số lượng sợi cáp trong 1
tao cáp (bao gồm một sợi cáp trung
tâm, 9 sợi nhỏ bao quanh, 9 sợi to
hơn bao vòng ngoài)
− IWRC: independent wire rope core
(Lõi cáp độc lập) bao gồm 49 sợi
cáp được bện lại với nhau.
− Như vậy có tổng cộng 163 sợi cáp
trong loại cáp này.
− Phần lớn cáp dây cáp khoan được
cấu tạo từ loại thép được nâng cao
tính chống chẻ sợi (IPS).
• Reeving Drilling Line

− Nhánh cáp chạy qua các puly của ròng rọc
động và ròng rọc tĩnh được gọi là Reeving
Drilling Line

− Fast Sheave: Là Puly độc lập có sợi cáp chạy
qua và quấn vào tang tời, để dẫn hướng cáp
− Nhánh cáp chạy qua puly này và được quấn
vào tời khoan gọc là nhánh Fast Line
• Supply (storage) Reel
− Cuộn cáp dự trữ, dùng để thay cáp
mới khi cần (Slips & cutting Drilling
Line)
• Wear Points on Line
− Các điểm cáp bị mòn: tại điểm cáp tì
lên puly của ròng rọc động và tĩnh
khi ròng rọc động kéo lên vị trí cao
nhất và thả xuống vị trí thấp nhất.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 25 -
− Và tại vành gờ khi cáp tiếp xúc với hai cạnh của tang trống tời khoan (khi cáp chuyển số
vòng cuốn)


• Slipping and Cutting Drilling Line
− Là sự dịch chuyển dây cáp mới thay thế
những nơi cáp bị mòn.
− Phần cáp cũ trong tang tời được tháo bỏ
và cắt đi, phần thêm mới được kéo từ
cuộn cáp dự trữ

5. Deadline Anchor: Neo kẹp giữ đầu
cáp chết
− Để giữ chặt cáp, khi trượt cáp phải tháo
Clamp kẹp cáp ra
− Clamp: Kẹp đầu cáp chết


6. DRAWWORKS (Tời khoan)
Size (Loại) Power (công suất) Well Depth (chiều sâu
giếng)
Smallest (nhỏ nhất) 550 hp 3000 ft (1000m)
Largest (lớn nhất) 4000 hp 40000 ft (12000 m)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version