Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 5 doc

199
đồng hồ vecnơ (4), đồng hồ tự ghi (5). Bơm tay (7) bơm chất lỏng từ bình
chứa (6) vào hệ thống đồng hồ qua đờng ống (8).
Mặt chia độ của đồng hồ chỉ trọng lợng (3) có 400 vạch chia. Thờng
thờng, bệ đồng hồ trọng lợng còn có thêm vecnơ. Vecnơ là một áp kế mạnh
có vòng chia độ kín với 40 vạch chia không chi số. Nhờ vậy dùng Vecnê để
xác định áp lực đáy thuận lợi hơn.
Toàn bộ hệ thống thuỷ lực có chứa đầy nớc, về mùa đông thì chứa hỗn
hợp nớc với rợu hoặc với glixêrin. Chất lỏng chứa trong hệ thống thuỷ lực
phải trung tính ( đối với axit và kiềm) có hệ số giãn nở nhỏ, không hoà tan cao
su và không bị đông đặc. Thông thờng sử dụng dung dịch 50% glixêrin trong
nớc là tốt nhất.










Mặt khác: R = 2F
c
. sin
suy ra. p =
2F
c
.sin
A

; F
c
là lực ở đầu cáp chết (sức căng)
góc rất nhỏ nên chúng ta coi sin tg =
y
l/2

p =
2F
c
. y
A.l/2
=
4F
c
A

.

y
l

Vậy: F
c
=
P.A
4

.
l

y

Trọng lợng ở móc nâng đợc tính bằng công thức.
F
m
= 2n.F
c
= 2.n.
PA
4

l
y

n - là số nhánh cáp động ở hệ thống palăng.
l

y

Fc

Fc

R



A.Diện tích của piston hình đĩa.
Lực tác dụng xuống buồng chất
lỏng R = A.p

P. là áp suất ở buồng chất lỏng.
P

200
Bởi vì góc thay đổi theo lực căng ở đầu cáp chết nên áp suất ở buồng
chất lỏng không tỷ lệ thuận với trọng lợng ở móc nâng. Do đó các nấc chia ở
đồng hồ trọng lợng không phải là đơn vị trọng lợng, mà nó là những đơn vị
tơng đối. ở mỗi đồng hồ có một bảng thuyết minh, nhờ các bảng thuyết
minh này chúng ta có thể biến các đơn vị tơng ứng thành đơn vị trọng lợng.
Ví dụ 1. ở một đồng hồ đo trọng lợng, khi choòng khoan treo ở trên đáy lỗ
khoan, chúng ta đọc ở đồng hồ đo có 67 vạch. Hệ thống palăng là 5x6 hãy
tính: (số dây cáp động n = 10).
a). Trọng lợng của cột cần trong dung dịch.
b). Nếu chúng ta muốn thả tải trọng xuống choòng khoảng 10 tấn, thì ở
đồng hồ đó cần chỉ bao nhiêu vạch. Biết rằng trọng lợng chết 500 KG.
Bảng thuyết minh
Vạch

Trọng lợng

10

.
.
.
60
70
500

9450
11500
a). 60 vạch 9450 KG
70 vạch 11500
Một vạch ở đồng hồ đo trong khoảng này sẽ là:
1 vạch =
11500 - 9450
10
= 205 KG/vạch
Trọng lợng ở đầu móc nâng (trọng lợng cần khoan + G
chết
)
G = n . F
c
- G
chết

F
c
- Lực căng ở đầu cáp chết khi treo toàn bộ trọng lợng cột cần nằm
trong dung dịch. (trọng lợng của 67 vạch = 60 vạch + 7 vạch)
F
c
= 9450 + 7.205 = 10.885 kG.
G = 10. F
c
- 500 kG = 108350 kG.
G = 10 . 10885 - 500 = 108350 kG.

b. Nếu nh chúng ta thả một tải trọng 10 tấn xuống choòng.
Chúng ta xác định số vạch tơng ứng với tải trọng10 tấn là:
F
c
205
=
G
c
n. 205
=
10.000
10.205
= 5 vạch.

201
Nh vậy để thả tải trọng 10 tấn xuống choòng thì số vạch ở đồng hồ đo
trọng lợng sẽ là 67 - 5 = 62 vạch .
6.7.4. Cách đọc biểu đồ trọng lợng.
Dựa vào biểu đồ trọng lợng của đồng hồ tự ghi , ta có tể đánh giá đợc
công tác khoan, theo dõi việc chấp hành chế đọ khoan của tổ khoan. Mọi sự
thay đổi trọng lợng của cột cần khoan treo trên móc nâng trong một ngày
đêm đều đợc ghi lại trên biểu đồ. Biểu đồ là một tờ giấy hình tròn trên đó có
100 vòng tròn đồng tâm . Cứ 10 vòng lại có 1 vòng đậm tơng ứng với 10 100
độ chia của đồng hồ đo trọng lợng. Nh vậy khoảng cách giữa hai đờng
tròn cạnh nhau sẽ tơng ứng với một độ chia của đồng hồ đo trọng lợng.
Vòng tròn ngoài cùng đợc chia thành 24 phần bằng nhau tơng ứng với 24
giờ trong một ngày đêm. Biểu đồ này có cơ cấu quay giống nh cơ cấu của
đồng hồ. Nếu đờng biểu dồ chạy song song với đờng tròn thì có nghĩa là tải
trọng trên móc nâng không thay đổi trong thời gian đó. Tình trạng này có thể
xảy ra khi ngừng khoan hoặc khi khoan với tải trọng không đổi. Nếu đờng

biểu đồ song song với đờng cong hớng tâm thì có nghĩa là có sự thay đổi
tức thời về tải trọng ở móc nâng. Các đờng của biểu đồ ghi lại sự thay đổi các
tải trọng ở móc nâng theo thời gian . Nên khi nhìn vào biểu đồ chúng ta có thể
xác định đợc diễn biến của lỗ khoan trong một ngày đêm. Kéo, thả, thay
choòng, bơm rửa v.v
áp lực đáy có thể xác đinh bằng hiệu số trọng lợng toàn bộ cột cần
khoan và trọng lợng phần cần khoan treo trên móc . Trên biểu đồ áp lực đáy
xác đinh bằng khoảng cách giữa đờng tròn tơng ứng với độ lệch lớn nhất
của kim đồng hồ vào cuối lúc thả cần và độ lệch bé nhất của kim đồng hồ
trong quá trình khoan. Độ chia trên đồng hồ phải đổi ra tấn.









24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

90

100

70

80

60

50

40

30

20

10


202
Chơng VII

Điều chỉnh hớng lỗ khoan .

Trong quá trình khoan, lỗ khoan có thể có các hớng sau đây.







1. Lỗ khoan hoàn toàn thẳng đứng (hình a).
2. Lỗ khoan nghiêng đi so với đờng thẳng đứng (hình b).
3. Lỗ khoan cong đều trong một mặt phẳng (hình c)
4. Lỗ khoan cong trong không gian (hình d).
7.1.Chống cong các lỗ khoan thẳng đứng.
7.1.1. Hậu quả của việc cong lỗ khoan.
Lỗ khoan thẳng đứng phải có độ lệch bé nhất so với đờng thẳng đứng
mà điều kiện kỹ thuật cho phép. Kỹ thuật khoan hiện đại cho phép khoan các
lỗ khoan thẳng đứng chỉ cong đến 2
0
- 3
0
.
- Trong các lỗ khoan cong đặc biệt là những chỗ hớng cong thay đỏi
đột ngột, công tác khoan bình thờng sẽ gặp khó khăn.
- Nếu xảy ra đứt gãy dụng cụ khoan thì cứu chữa rất phức tạp.
- Việc chống ống sẽ gặp khó khăn do ma sát với thành ống quá lớn.
- Trám xi măng khó bảo đảm chất lợng ero.
- Sự cong lỗ khoan làm cho đáy lỗ khoan sai lệch đi nhiều và khai thác
sản phẩm không đúng chỗ, gây khó khăn cho công tác nghiên cứu địa chất,

làm sai lệch khái niệm về bề dày thực của vỉa, có thể là nguyên nhân gây ra
sai lầm khi xác định độ sâu thả ống chồng.
7.1.2 . Nguyên nhân cong lỗ khoan.,
- Các lỗ khoan thẳng đứng hay bị cong lệch vì việc kiểm tra hớng của
lỗ khoan đợc tiến hành ít hơn so với khi khoan nghiêng định hớng. Thiếu
a

b

c

d


203
kiểm tra và thiếu các biện pháp ngăn ngừa dẫn đến cong lỗ khoan và đáy lệch
đi rất nhiều.
- Trong quá trình khoan tuốc bin, hiện tợng cong do nhiều yếu tố: Một
số yếu tố gọi là yếu tố kỹ thuật hoàn toàn phụ thuộc vào việc tổ chức quá trình
khoan. Chúng mang tính chất ngẫu nhiên và có thể khắc phục đợc nh:
Chỉnh tâm tháp không đúng, cần khoan lắp trên TB bị cong, ren nối giữa cần
khoan và đầu nối tuốc bin bị lệch v.v
Một số yếu tố khác không phụ thuộc vào việc tổ chức công tác khoan và
không thể loại trừ đợc dùng trong quá trình khoan, chỉ có thể tìm cách hạn
chế ảnh hởng của chúng mà thôi. Các yếu tố đó là:
- Trạng thái phần dới của cột cần khoan do áp lực đáy tạo ra các lực
tác dụng theo hớng vuông góc với trục của choòng khi khoan qua các lớp đất
đá có độ cứng khác nhau với thế nằm dốc đứng.
7.1.3. Đề phòng cong lỗ khoan
Ngoài việc xây lắp thiết bị cho chuẩn thì khi chọn bộ dụng cụ để chống

cong, ngời ta dựa vào ba nguyên tắc .
- Nguyên tắc dây dọi
-Nguyên tắc đinh tâm choòng khoan trong lỗ khoan.
- Nguyên tắc hiệu ứng con quay của vật thể quay lắp dới tuôc bin
7.1.3.1. Chọn bộ dụng cụ khoan theo nguyên tắc dây dọi:
Các nhà bác học Mỹ Vudx và Liubinxki đã đề ra lý thuyết về sự hoạt
động của bộ dụng cụ ở phần dới của cột cần khoan, khi khoan rôtơ. Lý
thuyết đó dựa trên cơ sở phân tích dạng uốn của cột cần khoan vói giả thuyết
là cột cần khoan luôn luôn quay xung quanh trục lỗ khoan . Giả thuyết này
cho phép bỏ qua ảnh hởng của lực ly tâm xuất hiện khi quay cột cần khoan
mà chỉ nghiên cứu sự uốn do tác dụng của trọng lợng bản thân và áp lực nén
chiều trục. Vì vậy toàn bộ lý thuyết của Vudx, Liubinxki và các kết luận của
của nó đợc ứng dụng khi khoan bằng các động cơ đặt ngầm trong lỗ khoan
(tuốc bin, khoan điện)
* Điều kiện khoan tốt nhất là giữ cho cột cần khoan ở dạng thẳng đứng
tức là khi tải trọng lên choòng nhỏ hơn lực tới hạn bậc một. Nhng những tải

204
trọng nh thế thờng không đủ để khoan, tốc độ khoan thấp. Khi tải trọng
tăng dần đến giá trị tới hạn thì cột cần khoan bị uốn và tiếp xúc với thành lỗ
khoan. Tiếp tục tăng tải trọng lên nữa, nó sẽ đạt tới một giá trị tới hạn mới,
khi đó cột cần khoan bị uốn bậc 2, nếu còn tăng tải trọng thêm nữa thì sẽ xẩy
ra uốn bậc ba, bậc bốn.
* Để giữ cho lỗ khoan thẳng, tốt nhất là nên khoan với áp lực gần bằng
áp lực tới hạn bậc ba, không nên dùng các áp lực đáy nhỏ, mà với các áp lực
đó cần cũng đã bị uốn cong,
* Nếu cần khoan với áp lực đáy lớn thì việc sử dụng đầy đủ cần nặng
cũng sẽ cho phép tránh đợc hiện tợng uốn bậc cao. (vì uốn bậc cao đối với
cần nặng cũng đòi hỏi momen lớn . )
* Nếu không thể khoan với áp lực đáy nhỏ hơn lực gây ra uốn dọc, thì

để hạn chế hiện tợng uốn dọc, ngời ta dùng các bộ phận định tâm lắp đúng
chỗ theo chiều dài cột cần khoan. Các bộ phận định tâm phải cách choòng một
khoảng lớn nhất (sao cho đoạn từ choòng đến định tâm không tiếp xúc với
thành lỗ khoan đoạn từ choòng đến chỗ lắp định tâm phụ thuộc vào độ cứng
cần nặng, D
ck
, góc lệch lỗ khoan và áp lức đáy) .
Chọn khoảng cách này có thể dựa theo biểu đồ:







Hình vẽ : Biểu đồ tính (l) với choòng = 251mm có cần nặng (a, b, c)
* Theo lý thuyết thì chỉ lắp một bộ định tâm ở khoảng cách hợp lý là
đủ. Tuy vậy, trên thực tế thì việc lắp thêm một số bộ định tâm phụ phía trên bộ
định tâm thứ nhất cũng mang lại hiệu quả tốt.
* Cần tránh việc thay đổi áp lực lúc đột ngột. Việc thay đổi G
c
trong
một khoảng lớn cần phải tiến hành từ từ, qua 5 - 10mét khoan.
2
3
4
6
10
15
2

3
4
6
10
15
2
3
4
6
10
15
Gc(T)
403020104030201040302010
l(m)
a
b
c
0
10
20
30
40
a).219 mm

b). 216mm
c) 203mm


205
7.1.3.2. Bộ dụng cụ làm việc dựa theo nguyên tắc định tâm choòng khoan.

Trong những điều kiện rất dễ gây ra cong lỗ khoan, bộ dụng cụ dựa trên
nguyên tắc dây dọi nhiều khi không mang lại kết quả tốt. Trong những trờng
hợp đó dùng bộ dụng cụ theo nguyên tắc định tâm choòng trong lỗ khoan
thờng thu đợc kết quả tốt nhất. ví dụ, dùng bộ dụng cụ nh hình vẽ trên. Bộ
dụng cụ hình bên dợc dùng trong khoan tua bin . Tuy vậy cũng có thể dùng
chúng trong khoan rôtơ cũng cho với kết quả tốt . Trong trờng hợp này phải
thay tuốc bin bằng cần nặng có đờng kính tơng ứng .
Hình a. Dùng trong điều kiện ít có khuynh hớng làm cong lỗ khoan
trong đất đá rắn chắc ổn định .
Hình b. Dùng trong điều kiện dễ bị cong.



1).Cần khoan.
2)Bộ phận định tâm.
3). Cần năng
4) Tuốc bin khoan.
5) Choòng khoan.
6) Bộ chỉnh tâm lắp trên choòng.

Để đo độ cong lỗ khoan, hiện nay ngời ta dùng các dụng cụ đo lệch
(kinômet) và dụng cụ có axit flohyđric. Dụng cụ có axit flohydric đợc sử
dung nhiều nhất là dụng petrôvan.



206
7.1.4. Chữa cong lỗ khoan.
Trong quá trình khoan, lỗ khoan có thể bị cong đến mức không thể
khoan tiếp đợc nữa, vì kỹ thuật không cho phép hoặcvì không có ích lợi thực
tế nữa. Trong trờng hợp này có thể dùng hai cách.
1. Bỏ lỗ khoan.
2. Chữa lại lỗ khoan đó bằng cách khoan lại.
Có thể chữa cong bằng phơng pháp khoan tuốc bin hoặc rôtơ. Để chữa
lỗ khoan, trớc hết phải đo độ cong của toàn bộ phần lỗ khoan, nằm trên chỗ
cong nhất, chọn đoạn lỗ khoan nào thẳng đứng nhất . ở dới đoạn lỗ khoan
thẳng đứng ngời ta đặt cầu ximăng. Sau khi ximăng đã đông rắn, ngời ta mở
lỗ khoan mới.
Nên mở lỗ khoan mới trong đất đá có độ bền thấp hơn độ bền đá xi
măng. Tốc độ cơ học khoảng 10 - 12cm/h. Khi miệng lỗ khoan mới vừa đợc
tạo thành, tức là lúc mùn khoan không còn xuất hiện vụn xi măng nữa thì có
thể tăng áp lực đáy lên đến mức bình thờng. v
ch
có thể tăng lên 20cm/h
Khi khoan mở lỗ khoan mới bằng tuốc bin thì ngời ta dùng choòng 3

chóp xoay thông thờng.
Có thể sửa chữa cong lỗ khoan bằng phơng pháp rôtơ. Trình tự mở lỗ
khoan và chế độ khoan cũng tơng tự nh trên.
7.2. Khoan các lỗ khoan nghiêng định hớng.
7.2.1. Mục đích của khoan định hớng.
Qua khoan định hớng chúng ta hiểu rằng . Khoan xiên lỗ khoan theo
một hớng mong muốn và đáy của lỗ khoan cách phơng thẳng đứng của lỗ
khoan một khoảng nào đó. Do đó muốn khoan đợc những lỗ khoan này
chúng ta phải thi công giếng khoan bằng những dụng cụ và kỹ thuật đặc biệt
theo mặt cắt của giếng khoan cho trớc.
Ngời ta dùng khoan nghiêng định hớng dể :
1.Khoan dới khu vực có nhà ở hoặc có các công trình công nghiệp .
2. Khoan dới vìng đầm lầy, sông hồ hoặc các khe có bờ dốc đứng.
3. Khoan từ trên xuống dới đáy biển.
4. Khoan ngoài biển

207
5. Khoan ở những mỏ có vỉa cắm dốc đứng .
Ngoài ra khoan nghiêng còn đợc dùng trong trờng hợp bị kẹt các
dụng cụ trong lỗ khoan mà không lấy lên đợc . Khi đó ngời ta khoan lỗ
khoan nhánh mới, lệch khỏi lỗ khoan cũ.
Khoan xiên để dập tắt các lỗ khoan đã bị phun tự do bằng cách khoan
một lỗ khoan có đáy gần đáy của lỗ khoan đang bị phun để bơm dung dịch dập.
Có hai phơng pháp khoan nghiêng định hớng:
7.2.1.1. Phơng pháp khoan nghiêng bằng rôtơ:
Đó là quá trình uốn cong lỗ khoan một cách gián đoạn, bằng nhiều lần
khoan lệch hớng kế tiếp nhau.
7.2.1.2.Khoan nghiêng định hớng bằng phơng pháp khoan tua bin.
Thực chất của phơng pháp này là sử dụng bộ dụng cụ ở phần dới của
cột cần khoan để tạo ra trên choòng khoan một lực làm lệch theo hớng vuông

góc với trục của nó. Lực này tác dụng không ngừng trong suốt quá trìnhkhoan
theo một góc phơng vị đá sẵn.
7.2.2. Mặt cắt (trắc đồ) của các giếng khoan định hớng:
Cần phải chọn mặt cắt của các lỗ khoan nghiêng sao cho tiêu hao vật t
và thời gian khoan ít nhất, mà vẫn đảm bảo hoàn thành các nhiệm vụ của lỗ
khoan. Trong khoan nghiêng định hớng phổ biến nhất là các loại mặt cắt sau
đây: (5 loại) A; B; C; D và E:








Mặt cắt A: Là dạng phổ biến nhất. Nó gồm ba đoạn, đoạn trên (1) là
đoạn thẳng đứng, đoạn giữa (2) đoạn cong đều tăng độ lệch, đoạn (3) là đoạn
thẳng nằm nghiêng. Dạng mặt cắt này đợc dùng để khoan nghiêng định
a
r
1
2
r
1
2
r
1
2
r
1

2
3
3
3
3
r
2
r
2
r
2
4
4
5
b c d
e
2
Hình


208
hớng vào một vỉa có độ lệch lớn, khi lỗ khoan có độ sâu trung bình.
Mặt cắt B: Cũng gồm ba đoạn. Chỉ khác mặt mặt cắt A là đoạn thứ 3,
đoạn thứ (3) là đoạn cong đều giảm độ lệch của giếng. Mặt cắt này áp dụng ở
những giếng có độ giảm tự nhiên của góc cong không lớn, ở những giếng
khoan sâu mà ổn định góc nghiêng khó.
Mặt cắt C: Đợc dùng để khoan các lỗ khoan nghiêng có chiều sâu lớn.
Mặt cắt này có 5 đoạn . Nên sử dụng mặt cắt này khi đoạn dới của lỗ khoan
cắt qua nhiều tầng sản phẩm, mà việc khai thác chúng đợc tiến hành từ dới
lên trên.

Mặt cắt D: Gồm có 4 đoạn có độ sâu tới 2500m ngời ta thờng dùng
mặt cắt này để khoan những giếng khoan đến 2500m.
Mặt cắt E: ít phổ biến hơn so với các dạng mặt cắt trên . Mặt cắt này
gồm có 2 đoạn : đoạn 1 thẳng đứng, đoạn 2 uốn cong với góc lệch tăng dần.
Ngời ta khoan theo dạng mặt cắt nh thế trong trờng hợp lỗ khoan cần phải
cắm vào vỉa với một góc đã định trớc.
Các mặt cắt nói trên đều là những đờng cong nằm trong một mặt
phẳng thẳng đứng.
7.3. Tính toán và xây dựng mặt cắt lỗ khoan nghiêng.
7.3.1. Mặt cắt loại A:
7.3.1.1. Khoảng lệch của đáy là khoan theo phơng nằm ngang:
. Góc lệch của lỗ khoan.
Nếu điều kiện ban đầu chúng thiết kế: H, A, H
B
, R
Góc : Chúng ta có thể tính bằng công thức
= arccos
R(R - A) + H H
2
+ A
2
- 2AR
(R-A)
2
+ H
2

l
1
= H

B
, l
2
= 0,01745 R
l
3
=
H
'
cos

L = l
1
+ l
2
+ l
3

h = R.sin
H' = H
0
- (H
B
+ h) Hình vẽ


H

b

H

O

H

H'

l
3

h

R
O


l

2

l

1

a

A'

A

209
H
0
= H
B
+ h + h'
a = R (1 - cos)
A' = H' tg A = a + A'
7.3.2. Mặt cắt loại B.
= 90 - ( ) , = arctg
A - R
1

H - H
B

= arc cos
1
2







(A - R
1

)
2
+ H
2
p
+ R
1
(R
0
+ R
2
)
R
0
(A - R
1
)
2
+ H
2
p

R
0
= R
1
+ R
2
; H
p

= H - H
B

Hình chiếu thẳng đứng
h = R
1
.sin
H
1
= R
2
x (sin - sin")
H = H
B
+ h + H
1

Hình chiếu nằm ngang
a = R
1
(1 - cos)
a
1
= R
2
x (cos" - cos)
A = a + a
1

Chiều dài

l
1
= H
B

l
2
= 0,01745 R
1

l
3
= 0,01745 R
2
'
L = l
1
+ l
2
+ l
3

7.3.3.Mặt cắt loại C:
Góc nghiêng lỗ khoan lớn nhất.
= arcsin.
R
0
H - (R
0
-A) H

2
- A(2R
0
- A)
(H
2
+ R
2
0
) - A (2R
0
- A)

R
0
= R
1
+ R
2
; H = H
0
- H
B
- H
3

Chiều dài
l
1
= H

B

l
2
= 0,01745 R
1


l
2
R
1
l
3
A
a
l
1
h
H
1
R
o

=

R
1
+
R

2
O
2
H
H
B
R
1


'

"

a
1
R
2
R
2
90
O


210
l
3
=
H
cos

l
4
= 0,01745 R
2

l
5
= H
3

L = l
1
+9 l
2
+ l
3
+ l
4
+ l
5

Hình chiếu trên phơng nằm ngang
a
1
= R
1
x (1 - cos)
a
2

= H
1
tg
a
3
= R
2
(1 - cos)
A = a
1
+ a
2
+ a
3

Hình chiếu mặt cắt lên phơng thẳng đứng
h = R
1
sin
H
1
= H
0
- H
B
- H
3
- (R
1
+ R

2
) sin
H
2
= R
2
sin
H
0
= H
B
+ h + H
1
+ H
2
+ H
3

7.3.4.Mặt cắt loại D:
Góc nghiêng lớn nhất của lỗ khoan
l
1
= H
B

l
2
= 0,01745
R
1

l
3
= 0,01745 R
2

l
4
= H

- H
B
- h - H
1
h
B

L = l
1
+ l
2
+ l
3
+ l
4

Hình chiếu theo phơng nằm ngang
a
1

= R
1
(1 - cos)
a
2
= R
2
(1 - cos)
A = a
1
+ a







O2

a

1

a

2

a

3

l

2

l

1

O

1

l

5

l

4

l

3



O2
O1

H
B
l
3
l
4
h
B
R
o
=
R
1
+
R
2
R
1
a
2
a
1
R
2
H
1
l
1
l
2

211
7.4. Khoan định hớng bằng tuốc bin
7.4.1: Các bộ phân làm lệch hớng lỗ khoan và phạm vi sử dụng chúng:
(Các bộ phận làm lệch trong 1 khoan tuốc bin)
Để làm lệch hớng lỗ khoan khỏi đờng thẳng đứng, ngời ta thờng sử
dụng các bộ phận làm lệch, rất ít trờng hợp khoan nghiêng mà không dùng
bộ phận làm lệch chỉ dùng các điều kiện cong tự nhiên.
Khi sử dụng các bộ phận làm lệch, cần phải tính đến ảnh hởng của các
điều kiện cong tự nhiên. Khi góc phơng vị cho trớc và hởng cong tự nhiên
bằng không thì các điều kiện tự nhiên sẽ góp phần làm tăng thêm độ cong.
Vì vậy, cần chọn bộ làm lệch có độ cong nhỏ hơn và số lần thả nó
xuống lỗ khoan cũng giảm đi khi góc hội trên bằng 180
0
thì điều kiện tự nhiên
sẽ làm cản trở sự cong, cần phải tăng số lần thả bộ làm lệch và độ uốn cong
của nó.
Trong quá trình khoan nghiêng - định hớng bằng tuốc bin, có thể sử
dụng các bộ phận khác nhau ở phần cuối của cột cần khoan để tạo ứng lực làm
lệch lên choòng khoan.

a b c d
Bộ dụng cụ lắp cần
cong
Bộ dụng cụ có Lắp
pere khốt cong
Có đầu nối lệch
tâm
Có lắp bộ phận làm
lệch P-1
1. Cần cong

1. Đoạn cần để
tăng chiều dài
1.Có đầu nối lệch
tâm kiểu Nhippen
Có lắp bộ phận làm
lệch kiểu P- 1
2. Tuốc bin

2. Pere khốt cong

2. Choòng khoan

2. Tua bin

3. Choòng khoan

3. Tuốc bin

3. Choòng




4. Cần nặng


212
7.4.1.1. Cần cong. Một trong những kiểu làm lệch đầu tiên, Đó là
Một đoạn cần khoan thành dày, uốn cong. Cần cong đợc lắp trực tiếp
trên tuốc bin. Khi thả cần cong xuống lỗ khoan, cần cong bị biến dạng tao nên
lực đàn hồi ép choòng khoan vào thành lỗ khoan. (hình a)
Do không đủ độ cứng vững nênn cần cong không thể làm tăng độ cong
của lỗ khoan lên nhiều. Dùng cần cong chỉ có thể làm cong lỗ khoan đến 20
25
0
. Các cần cong khó vận chuyển, khó chế tạo đúng góc cong theo yêu cầu.
Trong quá trình sử dụng thì góc cong ban đầu của chúng bị thay đổi.
7.4.1.2. Pere khốt cong: Lắp trực tiếp trên tuốc bin khoan (hình b) Perê khốt
cong cũng làm việc theo nguyên tắc nh cần cong, nhng có thể giữ góc cong
với độ chính xác cao. Do kích thớc nhỏ nên dễ vận chuyển.
Nhợc điểm các Pere khôt cong: Mức độ tăng độ cong của giếng khoan
phụ thuộc nhiều vào chế độ khoan, độ cứng vững và trọng lợng cần khoan ở
phía trên pere khôt, đờng kính thực tế của lỗ khoan.
Nếu dùng pere khốt cong lắp vào TB khoan, thông thờng có thể tăng
độ cong đến 40 - 45
0
. Nhng lắp với TB ngắn thì có thể tăng độ cong giếng lên

tới 90
0

7.4.1.3. Nhíp pen lệch tâm.
Ngời ta cũng dùng nhip pen lệch tâm để làm lệch lỗ khoan. Nhip pen
lệch tâm (hình c) đợc chế tạo bằng cách hàn một tấm đệm bằng thép vào
nhip pen (đế) của tuốc bin khoan. Khoảng cách từ đờng tâm của TB đến mặt
ngoài của tấm thép hàn lớn hơn bán kính của choòng khoan là 5mm.
Nhip pen lệch tâm có thể dùng để tăng độ cong lên rất lớn hoặc dùng
khi uốn cong với độ chính xác cao. Chú ý là khi dùng nhip pen lệch tâm bộ
cần khoan dễ bị kẹt gây sự cố nguy hiểm
7.4.1.4. Bộ phận làm lệch P - 1 (hình d)
Đây là loại hoàn thiện nhất. Đó là một đoạn cần năngcó đờng tâm của
các đầu ren nghiêng đi so với đờng tâm của cần.
Các đầu ren cũng nghiêng trong một mặt phẳng và cùng một phía. P - 1
đợc lắp trực tiếp trên tuốc bin khoan. Ngời ta dùng nó để tăng độ cong đến
90
0
hoặc lớn hơn, để đổi phơng vị lỗ khoan và để mở lỗ khoan thứ 2 từ lỗ

213
khoan đã khoan. Khi dùng P - 1 độ cong của lỗ khoan tăng lên đều đặn và
không phụ thuộc vào chế độ khoan.
Hiện nay ngời ta cũng đang sử dụng loại tuốc bin cong để khoan định
hớng. Bộ làm lệch OT và OTC
7.4.1.5. Bộ làm lệch OT và OTC
Thực chất bộ làm lệch này là một đầu nối cong lắp giữa nhip pen và
thân của tuốc bin.
Mômen xoắn và tải trọng chiều trục đợc truyền từ trục phía trên xuống
đoạn trục phía dới nhờ ổ tua bin, ổ tựa này nối giữa phần trục trên và phần

trục dới bằng côn ma sát.
7.4.2. Để tăng hoặc giảm cờng độ cong của giếng, ở phía dới có lắp các
bộ phận làm lệch sau
* Để tăng góc cong lỗ khoan
1. Choòng + Tuốc bin + đầu nối cong và cần nặng
2. Choòng + Tuốc bin cong + cần nặng.
3. Choòng + Tuốc bin + dụng cụ làm lệch P - 1
4. Choòng + Tuốc bin + cần cong
5. Choòng + tuốc bin có nhipen lệch tâm + cần nặng.
* Để giảm, góc cong lỗ khoan ngời ta thờng sử dụng bộ dụng cụ sau.
1. Để giảm độ cong một cách từ từ: Choòng + tuốc bin.
2. Để giảm nhanh độ cong: choòng + cần khoan làm bằng thành dày dài
3 4m cộng với tuốc bin.
3. Để giảm thật nhanh góc cong: Choòng + tuốc bin + dụng cụ làm lệch P-1
* Để ổn định góc nghiêng lỗ khoan ngời ta sử dụng bộ dụng cụ sau đây:
1. Choòng + tuốc bin có hàn vòng kim loại ở thân
2. Choòng - Tuốc bin có lắp vòng kim loại giữa nhip pen và thân tua bin
3. Choòng + tuốc bin có lắp giữa nhipen và thân tuốc bin bộ ổn định
hớng con lăn.
4. Choòng + TB ngắn + định tâm + cần năng