Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa tời D2000E. Tính toán lựa chọn ly hợp của tời

Đồ án tốt nghiệp
LI NểI U
Ngnh cụng nghip du khớ l mt ngnh kinh t mi nhn, nm trong
chin lc phỏt trin kinh t quan trng ca t nc. Tuy mi ra i v phỏt
trin trong giai on t nc i mi, song vi s vn lờn khụng ngng
ngnh du khớ Vit Nam ó tr thnh mt ngnh cụng nghip mi nhn, gúp
phn thỳc y s phỏt trin t nc theo con ng cụng nghip húa, hin
i húa.
Trong giai on phỏt trin hin nay ca ngnh du khớ, ngnh c khớ
thit b khoan úng gúp mt phn rt quan trng. Mi mt thit b u cú
chc nng, lnh vc phc v khỏc nhau. phỏt huy c tớnh nng k thut
cng nh hiu sut lm vic cao v kộo di tui th thit b, iu quan trng l
phi m bo chỳng luụn lm vic trng thỏi k thut tt nht. Mun vy
cỏc thit b phi cú ch vn hnh, bo dng, sa cha ỳng thi gian v
ỳng k thut ó quy nh.
Vic s dng nhng mỏy múc thit b phc v cho cụng tỏc khoan-khai
thỏc du khớ, khụng th khụng nhc n tm quan trng ca b ti khoan. Ti
khoan l thit b quan trng trong h thng nõng th, nú cú cụng dng kộo th
b cn khoan ng chng, bin chuyn ng quay ca ng c thnh chuyn
ng lờn xung ca rũng rc, truyn ti cho chũong khoan phỏ hy t ỏ
Vỡ vy m em ó chn ti: Tỡm hiu cu to, nguyờn lý lm vic, quy
trỡnh vn hnh, bo dng v sa cha ti D2000E. Tớnh toỏn la chn
ly hp ca ti vi mc ớch tỡm hiu quỏ trỡnh lm vic, ch vn hnh v
bo dng ti khoan, vic la chn ly hp cho ti m bo truyn mụ men
v an ton trong quỏ trỡnh lm vic.
ỏn ca em gm 5 chng:
Chng 1: Gii thiu chung v t hp thit b khoan.
Chng 2: Tng quan v h thng nõng th.
Chng 3: Cu to v nguyờn lý lm vic ca ti D2000E.
Chng 4: Nguyờn nhõn h hng, bin phỏp hn ch. Vn hnh
bo dng v sa cha ti khoan.

Chng 5: Tớnh toỏn ly hp ca ti.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
1
Đồ án tốt nghiệp
Chng 1: GII THIU CHUNG V T HP THIT B KHOAN
1.1. Chc nng v cỏc b phn ca t hp khoan
T hp thit b khoan bao gm cỏc thit b, c cu mỏy dựng thc
hin quy trỡnh cụng ngh khoan cỏc ging khoan theo mt cụng ngh no ú.
Quy trỡnh cụng ngh c bn ca cụng tỏc khoan bao gm:
- Quay dng c khoan, truyn mụ men quay v ti trng lờn chũong
khoan thc hin quỏ trỡnh phỏ hy t ỏ (khoan thun tỳy).
- Vn chuyn mựn khoan, ra hoc thi ging khoan (lm sch mựn
khoan di ỏy).
- Nõng th b dng c khoan thay th dng c phỏ hy (chũong
khoan), th ct ng chng gia c thnh ging khoan.
- Gia cụng v lm sch dung dch, iu ch dung dch.
- Ngoi ra cũn cú cỏc cụng vic: th va, o cong ca ging, xõy lp
thỏo d
lm tt nhng cụng tỏc trờn thỡ cn phi cú nhng b phn thc
hin chc nng ny:
- Thit b nõng th b dng c v ct ng chng: c cu nõng ( ti
khoan, b hóm ti, h rũng rc, thỏp khoan ). Trong quỏ trỡnh lm vic c cu
nõng chu ti trng ln nht( trc ti chớnh).
- Thit b quay b dng c khoan: bn roto, u quay di ng, cỏc loi
ng c ỏy( tua bin, trc vớt, ng c khoan in)
- C cu ca b dng c phc v cho cụng tỏc nõng th bao gm: khúa
thỏo vn cn, ng, h thng giỏ kp cn, ờlờvat, múc nõng
- Thit b lm sch ging khoan: cỏc mỏy bm khoan, bỡnh iu hũa, h
thng ng hỳt, ng y, h thng mỏng tun hon dung dch, mỏy trn, sng
rung, thit b tỏch mựn khoan

- Thit b bt kớn ming ging, bao gm: thit b u ng, thit b
chng du khớ phun( thit b i ỏp)
- Thit b dn ng : ng c phỏt lc, ng c diezen, ng c in,
ng c khớ nộn, thy lc, cỏc b truyn chuyn ng, hp gim tc, hp tc
v cỏc thit b iu chnh khỏc
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
2
§å ¸n tèt nghiÖp
- Dụng cụ và thiết bị đáy: chòong khoan, cần khoan, các chi tiết nối
cần, cần nặng, các bộ định tâm, các thiết bị để cứu chữa sự cố.
- Thiết bị điều khiển, đo và kiểm tra
- Các thiết bị phụ trợ khác phục vụ cho quá trình khoan: các thiết bị
phục vụ quá trình xây lắp, cẩu, cần trục, máy bơm phụ trợ, máy nén khí…
1.2. Sơ đồ tổ hợp thiết bị khoan
Do trong công tác khoan dầu khí luôn luôn có sự thay đổi về những giải
pháp công nghệ cũng như các phương án kỹ thuật nhằm tăng năng suất cho
quá trình xây lắp, nên ta cần thiết kế một tổ hợp thiết bị khoan mới. Sau khi
lựa chọn các thông số cơ bản thì chúng ta cần thiết kế sơ đồ phối hợp giữa các
cơ cấu máy để cho thiết bị làm việc với hiệu quả cao nhất.
Sơ đồ bố trí thiết bị là cơ sở để chúng ta thực hiện phương án xây lắp,
tháo dỡ và vận chuyển trong quá trình xây dựng.
Có nhiều cách bố trí thiết bị khác nhau nhưng chúng ta thường sử dụng
cách bố trí chúng trên mặt phẳng như sau:
Hình 1.1 - Sơ đồ bố trí tổ hợp thiết bị khoan
1: Bàn rôto 5: Giá để cần khoan 8: Động cơ dẫn động
2: Tời khoan 6: Hộp tốc độ của tời 9: Máy bơm khoan
3: Giá đựng cần 7: Cụm truyền động 10: Khung nền của tháp
4: Sàn chạy cần
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
3

§å ¸n tèt nghiÖp
Các sơ đồ bố trí phải đảm bảo các yếu tố sau:
+ Khả năng thực hiện chức năng công nghiệp của từng máy với một sơ
đồ động học đơn giản nhất.
+ Sơ đồ bố trí thuận lợi cho công tác tháo dỡ vận chuyển.
+ Mức độ ổn định cấu trúc và các thông số làm việc máy móc sau nhiều
lần di chuyển.
+ Chi phí cho công tác bố trí, lắp ráp thiết bị phải nhỏ và phù hợp với
điều kiện thi công.
+ Dạng, nguồn năng lượng cho ta sử dụng.
+ Đặc điểm, yêu cầu của cơ cấu máy về phương diện dẫn động.
Sau khi đã thiết kế được sơ đồ bố trí tổ hợp thiết bị khoan, ta phải đi
xây dựng sơ đồ truyền động cho tổ hợp thiết bị khoan đó. Sơ đồ truyền động
của tổ hợp thiết bị khoan phải thoả mãn một số yêu cầu sau:
- Thoả mãn yêu cầu về quy trình công nghệ khoan: đảm bảo tốc độ
quay của bộ dụng cụ và khoảng thay đổi tốc độ trong một giới hạn nào đó.
- Thời gian thao tác cho công tác nâng thả bộ dụng cụ phải nhỏ.
- Sơ đồ truyền động phải có cấu tạo đơn giản.
Từ sơ đồ bố trí tổ hợp thiết bị khoan trên, ta có thể xây dựng sơ đồ truyền
động cho tổ hợp thiết bị khoan này.
Có 3 dạng dẫn động như sau:
+ Dẫn động riêng: trong đó mỗi một cơ cấu tổ máy được dẫn động bằng
một động cơ riêng.
Ưu điểm: sử dụng triệt để công suất thiết bị, năng lượng tiêu hao ít hơn.
Các cơ cấu máy làm việc độc lập không phụ thuộc vào nhau nên tiện lợi cho
việc điều khiển. Độ tin cậy trong quá trình làm việc cao hơn.
+ Dẫn động nhóm: cơ cấu máy, tổ hợp máy được dẫn động bằng hai
hay nhiều động cơ.
Ưu điểm: sử dụng tối đa công suất động cơ.
+ Dẫn động hỗn hợp: ghép nhiều động cơ để chạy cho một thiết bị hoặc

một máy công tác (chủ yếu đối với những thiết bị có công suất lớn như trong
khoan dầu khí).
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
4
§å ¸n tèt nghiÖp
-Nhận xét:
Để giảm tốc độ quay của máy công tác thì ta cần trang bị bộ truyền
động trung gian để giảm tốc độ đến trục máy công tác nhưng vẫn đảm bảo
yêu cầu dẫn động.
Hình 1.2 - Sơ đồ truyền động của tổ hợp thiết bị khoan
1: Choòng khoan 4: Tời 7: Biến tốc thuỷ lực
2: Bàn rôto 5: Bộ truyền động 8:Động cơ dẫn động
3: Hệ ròng rọc 6: Hộp tốc độ 9: Máy bơm
1.3. Giới thiệu về thiết bị trong tổ hợp thiết bị khoan
1.3.1.Thiết bị quay
Thiết bị dùng để truyền chuyển động quay cho choòng khoan được gọi
là thiết bị quay bộ dụng cụ khoan. Nó được chia làm hai loại chính:
- Chuyển động quay được truyền trực tiếp từ trên bề mặt xuống choòng
thông qua cột cần khoan.
- Chuyển động quay được truyền trực tiếp cho choòng nhờ động cơ
đáy.
Chính vì vậy mà thiết bị quay bộ dụng cụ khoan phải đáp ứng được các
yêu cầu cơ bản sau:
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
5
§å ¸n tèt nghiÖp
- Phải có khoảng điều chỉnh tốc độ phù hợp với các phương pháp
khoan.
- Phải đảm bảo truyền được mô men xoắn cần thiết tới dụng cụ phá huỷ
đất đá.

- Phải đảm bảo đủ bền trong quá trình làm việc.
Tuỳ theo phương pháp khoan và yêu cầu kỹ thuật mà chúng ta sử dụng
thiết bị quay cho phù hợp. Hiện tại trong công tác khoan dầu khí thường sử
dụng các thiết bị như bàn rôto, đầu quay di động (top driver), động cơ đáy để
truyền chuyển động quay cho choòng tham gia vào quá trình phá huỷ đất đá ở
đáy giếng khoan.
1.3.1.1. Bàn rô to
Tác dụng của bàn rô to:
+ Làm quay và truyền mô men cho bộ cần khoan.
+ Giữ và kẹp chặt bộ cần khoan, ống chống trong giếng khoan.
+ Tháo hoặc vặn ren của bộ cần khoan.
+ Treo bộ cần trong quá trình nâng hạ.
Nguyên lý làm việc của bàn roto: bàn roto nhận chuyển động từ trục
roto qua bộ kẹp xích, nhờ có bộ bánh răng hình côn biến chuyển động quay
quanh trục ngang thành chuyển động quay theo trục thẳng đứng. Hiện tại xích
truyền động của roto là kép, cường độ và công suất cao chịu tải trọng lớn,
chịu mài mòn, vì vậy xích roto rất chống mòn và dễ đứt nên ta phải thường
xuyên bôi trơn, và phải có hộp bảo vệ xích.
Khi truyền chuyển động quay cho roto qua tời, tốc độ roto được thay
đổi nhờ hộp số của tời hoặc bằng cách thay đổi đĩa xích. Nhưng trong một số
trường hợp để roto làm việc độc lập với tời và điều khiển tốc độ trong một
thời gian rộng, nó có thể được truyền động bằng động cơ dẫn động riêng.
Bàn roto có từ 3 đến 6 cấp tốc độ truyền và có một tốc độ quay ngược
để tháo lắp cần khoan và cứu chữa sự cố.
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
6
Đồ án tốt nghiệp
Bng 1.1 - c tớnh k thut ca bn rụto
Kiu bn rụto
P 700 P 560

Kớch thc l, (mm) 700 560
Tc vũng quay ca mõm rụto, (v/ph) 250 250
Mụ men quay, (kG.m) 8000 5000
Kớch thc: di, rng, cao (mm) 2272x1545x62
0
2315x1545x750
Trng lng, (kg) 4850 5850
1.3.1.2. u quay di ng
Thit b ny ngoi vic thc hin cỏc chc nng nh u xoay thu lc
thụng thng cũn chuyn ng lờn trc quay.
Hỡnh 1.3 - Cu to u quay di ng
1: Qut giú mụ t 4: ng dn dung dch 7: Dung dch vo cn
2: ng dn khớ lm mỏt 5: Np chn 8: Hp truyn v hng
3: Quang treo 6: Hóm thy lc trc chớnh
9: Cn chuyn tip
Thit b ny cú mt s u nhc im sau:
*u im:
- Khụng phi dựng cn ch o.
- Thao tỏc lp vi b khoan c mi cao.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
7
Đồ án tốt nghiệp
- Cú th tip cn dng.
- Lm quay b khoan c khi nõng th v khi tun hon dung
dch.
- Ly lừi khoan di.
- Khụng cn thỏo ri b khoan c gia hai ging khoan khai thỏc
khi vic dch chuyn thit b khoan cú th thc hin vi thỏp khoan
ng v cn dng trong thỏp.
- Cú kh nng tỏc ng ngu lc tnh trong thi gian khụng xỏc

nh(ch trong trng hp u quay lp ng c thy lc).
*Nhc im:
- Phi lp t h thng dn hng trong thỏp lm mt mụ men
cn.
- Phi gia c kt cu do cú lc xon ph.
- Phi tng chiu cao ca thỏp vỡ u quay di hn u xoay thu
lc thụng thng.
- Tng ỏng k khi lng trờn cao.
- Tng giỏ thnh thit b v nht l phi bo dng cn thn hn
nhiu so vi h thng bn roto v cn ch o.
1.3.1.3. u thy lc
L thit b chuyờn dng treo v quay b khoan c, chuyn dung dch
khoan t vũi cao ỏp xung ging, chu ti trng ln, vũng quay cú lỳc ti
380v/ph, chu ỏp sut thu lc ti 320 atm.
u thu lc c ch to t cỏc chi tit cú vt liu m bo cỏc yờu
cu sau:
- Thi gian v an ton ca quỏ trỡnh khoan ging.
- m bo chu ti v bn ca cỏc chi tit khi chu ti ln nht.
- m bo kớn tuyt i gia v v phn thõn ging.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
8
Đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 1.4 - u xoay thy lc
1: L dn hng 5: bi 11: ng cong
2, 8: B giong trờn v di 7: bi ph 12: Np
3: Thõn 9: B giong ni nhanh 13: Quang treo
4, 6: Vũng bi 10: B u ni nhanh 14: C ngng
1.3.2. ng c ỏy
c trng c bn ca ng c ỏy l c lp trc tip ngay phớa trờn
choũng khoan.

Trong quỏ trỡnh khoan thỡ ct cn khụng quay nờn trỏnh c ma sỏt
gia ct cn v thnh ging, do ú ớt gõy ra hin tng sp l do cn, ớt gõy
mũn v gim hin tng t góy trong quỏ trỡnh lm vic. Ngoi ra ng c
ỏy cũn cú u im l truyn gn nh ton b cụng sut ca ng c cho
dng c phỏ hu.
ng c ỏy s dng trong quỏ trỡnh khoan gm 3 loi: tua bin khoan,
ng c ỏy trc vớt v ng c in chỡm.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
9
§å ¸n tèt nghiÖp
1.3.2.1.Tua bin khoan
Là loại tua bin thuỷ lực nhiều tầng có cấu tạo giống nhau, mỗi tầng bao
gồm Stato được gắn chặt với thân và Roto được gắn với trục. Dòng chất lỏng
đi qua cánh stato và cánh roto theo một góc nhất định nào đó, làm cho roto
quay và dòng chất lỏng lại tiếp tục đi vào tầng tiếp theo. Cứ như vậy, năng
lượng của dòng chất lỏng được các tầng tiếp nhận và biến thành chuyển động
quay của choòng.
*Ưu điểm:
- Không phải chi phí công suất để quay cột cần.
- Công suất của tua bin sinh ra được truyền trực tiếp lên choòng
nên làm nó có thể quay với vận tốc rất lớn, vì vậy có thể tạo được vận
tốc cơ học khoan cao so với khoan roto.
- Cột cần khoan ít phải chịu tải, ít mòn nên giảm được sự cố
trong quá trình khoan.
- Có thể sử dụng các tua bin khoan để khoan các giếng khoan
xiên định hướng rất hiệu quả.
- Trên miệng giếng bàn roto không quay nên giảm được tiếng ồn.
*Nhược điểm:
- Cần phải có máy bơm có công suất lớn để bơm chất lỏng xuống
dẫn động tua bin, đặc biệt trong trường hợp khoan sâu thì việc này rất

khó thực hiện
- Việc điều chỉnh tốc độ quay của choòng rất khó và phức tạp.
- Bảo dưỡng và sửa chữa mất nhiều thời gian.
1.3.2.2. Động cơ đáy trục vít
Động cơ đáy trục vít có kích thước không lớn, rất hiệu quả khi khoan
các giếng có đường kính bé và chiều sâu lớn, khoan cắt xiên, khoan ngang,
khoan các thân giếng cũ.
*Ưu điểm:
- Mô men quay không phụ thuộc nhiều vào lưu lượng bơm.
- Cho hiệu suất làm việc cao, có thể kiểm tra tải trọng động cơ
theo sự giảm áp.
- Kết cấu đơn giản, tiết kiệm vật liệu chế tạo.
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
10
Đồ án tốt nghiệp
- Tng i bn khi bm cht lng cú cha tp cht.
1.3.2.3. ng c in chỡm
õy l thit b quay c truyn ng bng in thụng qua dõy cỏp lp
phớa trong ct cn khoan, chiu di ca dõy cỏp tng ng vi chiu di ca
cn khoan.
Khoan bng ng c in chỡm v mt lý thuyt t ra cú nhiu li th
nh khi khoan bng tua bin v trc vớt. Tuy nhiờn nú cú hn ch v mt c
tớnh cng ca ng c, s vũng quay cao, yờu cu k thut truyn in v dn
in xung ng c tuyt i an ton, tui th ng c thp nờn phm vi ỏp
dng cha c rng rói.
1.3.3. Mỏy bm dung dch
Trong cụng tỏc khoan du khớ, nõng cao hiu qu ca cụng tỏc
khoan, gim thi gian khoan, gim giỏ thnh cụng trỡnhngoi vic thay th
v s dng cỏc loi mỏy múc, thit b chớnh phc v cụng tỏc khoan, thỡ cỏc
thit b ph tr nh mỏy bm khoan phc v cụng tỏc ra v trỏm ging

cng phi c s dng phự hp v ỏp ng c cỏc yờu cu phc tp v
khú khn trong vic thnh to ging.
Trong cỏc thit b ph tr thỡ mỏy bm khoan l mt trong nhng thit
b quan trng nht. Tu theo c tớnh k thut, u nhc im ca tng loi
mỏy bm khoan m ta chn mỏy bm phự hp cho iu kin a cht cng
nh phc tp ca ging.
Hin nay ngi ta s dng rt nhiu loi mỏy bm nh: mỏy bm tỏc
dng n, mỏy bm tỏc dng kộp, mỏy bm tỏc dng ba v mỏy bm tỏc
dng bn. Tu thuc vo lu lng v ct ỏp khỏc nhau cn thit m cú th s
dng cỏc loi mỏy bm khoan vi chc nng nh trờn.
Trong cụng tỏc khoan thm dũ v khai thỏc du khớ, mỏy bm piston
thng c s dng rng rói vỡ :
- Cú th bm c cỏc dung dch cú trng lng riờng khỏc nhau.
- Cú th to ra mt ỏp sut ln.
- p sut v lu lng khụng ph thuc vo nhau.
- Cu to n gin, d thay, lp rỏp v sa cha.
- bn cao.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
11
§å ¸n tèt nghiÖp
Bảng 1.2 - Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy bơm khoan
Các thông số Kiểu bơm
12ГP Y8-6 YHБ-600
Công suất máy bơm, kW
Chiều dài hành trình piston, mm
Số xy lanh
Đường kính xy lanh, mm
Đường kính cần piston, mm
Lưu lượng, l/s
với xy lanh lớn nhất

với xy lanh nhỏ nhất
Áp suất, kG/cm
2
,
với xy lanh lớn nhất
với xy lanh nhỏ nhất
Kích thước, mm:
dài
rộng
cao
Trọng lượng bơm
316
300
2
130÷160
65
24
15,1
175
200
3950
2250
2300
9510
632
350
2
150÷170
65
32,3

24,4
154
200
4190
2362
3205
14600
600
400
2
130÷200
70
51,1
19,7
100
250
5100
3000
3305
25156
1.3.4. Thiết bị bơm trám xi măng
Để phục vụ cho công tác trám xi măng có một hệ thống các trang thiết
bị, dụng cụ trên mặt và lòng giếng. Các thiết bị này dùng để chuyển xi măng
khô thành dung dịch xi măng để bơm vào giếng khoan.
Thiết bị bơm trám xi măng gồm có:
- Máy bơm piston.
- Đầu bơm trám xi măng.
- Các nút trám xi măng.
- Các mutta chuyên dùng.
- Vòng dừng.

- Chổi quét màng sét.
- Lồng định tâm.
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
12
Đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 1.5 - S h thng thit b bm trỏm xi mng
1: Mỏy bm piston 4: Mỏy trn
2: Mỏy bm ly tõm 5: Thựng cha dung dch ó c ch to
3: Thựng o
*H thng vn hnh nh sau: u tiờn mỏy bm nc ly tõm bm nc
t thựng o vo mỏy trn. Ti õy xi mng khụ c thi qua dũng nc nh
khớ nộn, va xi mng c to thnh nh cỏnh qut ca mỏy trn ri x vo
thựng cha. Va xi mng thnh phm c bm piston hỳt t thựng cha vo
bm vo ging khoan. Lng xi mng khụ, nc v cỏc hoỏ phm c
chun b sn sng.
Khi bm ht lng va xi mng cn thit, mỏy bm piston hỳt dung
dch ộp t thựng o bm vo ging khoan ộp va xi mng lờn khong khụng
vnh xuyn. Dung dch va xi mng c bm vo qua u ni phớa di y
nỳt trỏm di, cũn nỳt trỏm trờn i vo ging.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
13
Đồ án tốt nghiệp
1.3.5. Thit b chng phun
Nhng ging khoan du khớ khụng th d oỏn c chớnh xỏc ỏp sut
trong lũng t i vi tng ging, vỡ trong quỏ trỡnh thi cụng ging khoan cú
th gp hin tng phun tro. õy l s c nguy him nht gõy nhiu hu qu
rt nng n v tớnh mng ca con ngi cng nh v vt cht. hn ch v
khc phc s c ny ngi ta dựng h thng van i ỏp c lp t trờn
ming ging khoan.
H thng ny cú nhim v bt kớn ming ging khoan khi xut hin

phun tro du khớ, tun hon dung dch tỏch bt khớ khi dung dch qua cỏc
bỡnh v mỏy tỏch khớ, phun c dung dch nng dp ging khoan.
1.3.5.1. i ỏp vn nng
Ngi ta gi nú l i ỏp dng mng hoc tỳi. Nú cú th úng trờn bt
k thit b khoan no v thm chớ úng c ging khoan trng. Nú cho phộp
vic thao tỏc ct cn khoan qua lp mng trong khi ging khoan c úng v
di tỏc dng ca ỏp sut.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
14
Đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 1.6 - i ỏp vn nng
1: Tm chng mũn 4: Bung m
2: m lm kớn 5: Piston
3: Np 6: Bung úng
1.3.5.2. i ỏp ngm(hay i ỏp mỏ)
Khi úng ging hon ton, b phn úng ging l mỏ t nờn gi l
i ỏp mỏ t.
Trong khi khoan hoc chng ng nu xy ra hin tng du khớ phun
thỡ van s lm kớn bng cỏch ụm kớn ly cn hoc ng chng (i ỏp ụm cn).
Khi ang khoan nu du v khớ phun bt cht vi ỏp sut cao thỡ lỳc ú
úng ming ging phi ct t b dng c hoc ct ng bt kớn c ming
ging( ct cn).
i ỏp ngm cú th úng bng tay hoc bng thu lc nhng m thỡ
hon ton bng thu lc.
1.3.5.3. i ỏp xoay
i ỏp xoay cho phộp xoay v thao tỏc ct cn khoan, nú c lp t
phớa trờn cỏc i ỏp thụng thng. Nú c s dng khoan di ỏp sut
m dung dch khoan vn cú t trng nh v ch yu trong trng hp khoan
thi khớ. Nú cho phộp t ng úng kớn ming ging bt k v trớ no ca
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50

15
§å ¸n tèt nghiÖp
cột cần khoan. Khi làm việc nó được lắp cùng một đối áp ngàm hoặc đối áp
vạn năng.
Hình 1.7 - Đối áp xoay
1: Đệm xoay 5: Mở then lăn 9: Đường hồi dung dịch
2: Thân quay 6: Thân 10: Đệm làm kín
3: Gioăng 7: Đầu vuông dẫn động 11:Lỗ điền đầy
4: Bộ mở then 8: Ổ lăn
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
16
§å ¸n tèt nghiÖp
Chương 2 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NÂNG THẢ
Cụm thiết bị nâng thả là một tổ hợp thiết bị trên giàn khoan. Chúng
hoạt động đồng bộ với nhau để thực hiện các chức năng quan trọng như kéo
thả cần khoan, ống chống, treo bộ khoan cụ trong quá trình khoan hoặc bơm
rửa. Cụm thiết bị nâng thả gồm các thiết bị chính như: Tháp khoan, tời khoan,
hệ thống ròng rọc động, ròng rọc tĩnh,…
2.1. Tời khoan
Tời khoan là bộ phận của hệ thống nâng thả thực hiện các chức năng
sau:
- Dùng để kéo thả cần khoan và ống chống.
- Dùng để treo bộ khoan cụ trong quá trình khoan hoặc bơm rửa.
- Truyền chuyển động cho bàn rôto.
- Khi kéo cần thì thực hiện một mô men xoắn ở trong tời, ngược lại khi
thả cần thì thực hiện quá trình phanh.
- Nếu dùng tháp chữ A thì tời được dùng để dựng tháp.
Để phân loại tời khoan thì có nhiều phương pháp:
- Theo khả năng tải.
- Theo công suất.

- Theo lực ở dây cáp đầu tời.
- Theo độ sâu của giếng.
- Theo công dụng: + Tời vạn năng
+ Tời chuyên dùng
- Theo số lượng tang: + Tời 1tang
+ Tời 2 tang
* Tời 1 tang: chỉ dùng để khoan khai thác, lúc đó công việc phụ trợ
được thực hiện bằng một tời phụ.
* Tời 2 tang: tang phụ được lắp trên một trục song song với tang chính
đóng mở bằng khớp chính hoặc khớp ma sát. Tang chính dùng để quấn cáp
nâng, cả hai đều phải có puly hãm.
- Theo số trục: + Tời khoan một trục
+ Tời khoan hai trục
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
17
Đồ án tốt nghiệp
+ Ti khoan ba trc
- Ngoi ra cũn phõn loi ti theo phng thc dn ng nh: dn ng
bng ng c in v dn ng bng ng c diezen.
Ti khoan c lp trờn b, trong ú cú cỏc trc truyn ng, phanh c
hc, phanh thu lc hoc phanh in t, xớch truyn ng, cỏnh tay ũn iu
khin phanh, h thng bụi trn v h thng iu khin bng khớ nộn.
Bng 2.1 Mt s loi ti do hóng National sn xut.
Thụng s 1625DE 1625M 1320D 1300E 80B 55P 45T
Cụng sut
(kW)
1850 1850 1200 1200 742 520 400
ng kớnh
cỏp,(mm)
35 35 35 35 32 32 32

S vn tc 4 6 4 6 6 3 2
ng kớnh
tang ti, (mm)
915 915 762 762 635 59 457
Chiu di tang
ti, (mm)
1555,75 1555,75 1422 1422 1244 990 990
ng kớnh
phanh, (mm)
1575 1575 1372 1372 1168 1067 1067
Chiu rng
phanh, (mm)
263,53 263,53 263,5 263,5 263,5 212 212
Khi lng,
(tn)
40 38,8 34,3 28,8 19,2 18 9.5
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
18
§å ¸n tèt nghiÖp
Bảng 2.2 – Các loại tời chế tạo ở Rumani
Thông số Đơn vị
đo
Loại tời
TF 35 TF 25 TF
25*
TF 21 TF 15
Công suất kW 1500 1100 740 520 390
Đường kính cáp mm 35; 38 32 28 32; 28 25
Lực kéo cáp Max kN 440 275 250 187,5 150
Lực ở cáp kN 350 250 160 - 113

Vận tốc cáp m/s 4÷25 4÷25 4÷25 2,3÷17,2 2÷12,5
Số vận tốc 4÷2 4÷2 4÷2 6 2÷1
Đường kính tang
tời
mm 900 710 630 710 450
Chiều dài tời mm 1510 1320 1180 1180 1100
Đường kính phanh mm 1570 1370 1200 1370 1100
Chiều rộng phanh mm 275 255 255 255 205
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
19
§å ¸n tèt nghiÖp
Bảng 2.3- Một số loại tời chế tạo ở Liên Xô
Thông số
kỹ thuật
Đơn
vị đo
Loại tời
U2-55 U2-47 U2-18 BU200Br BU50Br BU40Br
Công suất kW 810 900 440 810 400 190
Đường
kính cáp
mm 33 28 28 33 25 25
Lực kéo
cáp max
kN 245 153 153 232 125 80
Vận tốc
cáp
m/s 2,2-15,8 5,7-20,6 2,25-12,6 3,5-17,7 3,2-16 2,8-10,4
Số vận tốc 5 5 4 4 4 4
Đường

kính tang
tời
mm 800 650 650 850 600 400
Chiều dài
tời
mm 1000 840 840 1100 865 550
Đường
kính
phanh
mm 1450 1180 1450 1450 1180 1000
Chiều rộng
phanh
mm 250 250 250 250 250 200
*Nhận xét: qua bảng thống kê các loại tời của 3 nước ta thấy nếu cùng
kích thước thì công suất làm việc của tời do hãng National oilwell sản xuất
lớn hơn công suất làm việc của hai loại tời còn lại, do vậy nó có khả năng
nâng thả tải trọng lớn hơn, thiết bị làm việc tốt hơn. Để tương quan với công
suất đó thì lực trong nhánh cáp cũng lớn hơn, khi đó kéo theo cấp tốc độ cũng
đa dạng hơn do đó sự biến thiên về vận tốc trong phạm vi rộng hơn. Với các
đặc tính kỹ thuật trên nên kích thước tời (đường kính tang, đường kính phanh,
chiều dài tời và chiều rộng phanh) của hãng National oilwell lớn hơn. Từ khả
năng làm việc cao nên tời của hãng National oilwell ngày càng được sử dụng
rộng rãi hơn trong công tác khoan dầu khí. Tùy theo mức độ khai thác, nâng
thả bộ khoan cụ mà ta dùng một trong ba loại tời trên với công suất và đặc
tính kỹ thuật tương ứng của tời.
2.2. Tháp khoan
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
20
Đồ án tốt nghiệp
Thỏp khoan l kt cu kim loi bng thộp c t trờn gin khoan vi

mc ớch sau:
- treo b rũng rc ng, tnh v múc ti.
- ta b cn khoan khi kộo lờn.
- treo cỏc loi khoỏ vn cn, ng chng.
- To khong trng thng ng cn thit nõng h ct cn khoan, ng
chng.
- Lp sn lm vic cho th trờn cao,
Thỏp khoan cú mt s loi: thỏp 4 chõn, thỏp 3 chõn, thỏp ch A
Nhng
hin nay trong khoan du khớ thng s dng thỏp 4 chõn vỡ nú cú nhng u
im sau:
- Cú n nh cao trong quỏ trỡnh lm vic.
- D ch to v lp rỏp.
- Cú n nh cao, ngay c trong vic dch chuyn
2.3. H rũng rc ng tnh
Khi trng lng ca b dng c khoan tng n mt giỏ tr no ú thỡ
sc nõng ca ti khụng nõng th trc tip b dng c khoan. Khi ú ta
cn s dng h rũng rc (li v lc nhng thit v ng i).
Mc ớch l bin chuyn ng quay ca ti thnh chuyn ng lờn
xung ca vt nõng h ton b ti trng ca b dng c, bin chuyn ng ma
sỏt trt thnh ma sỏt ln, chu tỏc dng ca lc t ngt, gim ti trng cho
si cỏp, vỡ vy nú cho phộp tng sc kộo ca ti tựy theo s nhỏnh cỏp.
Tu theo ti trng v s nhỏnh dõy cỏp, h thng rũng rc c chia ra
nhiu c. Vi ti trng t 50 n 75 tn, dựng h rũng rc 2x3 hoc 3x4 con
ln; ti trng t 100 n 300 tn, dựng h rũng rc 4x5, 5x6 hoc 6x7 con ln,
(trong ký hiu ny, s th nht ch s con ln ca h rũng rc ng, s th hai
ch s con ln ca h rũng rc tnh).
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
21
§å ¸n tèt nghiÖp

Hình 2.1 - Sơ đồ cấu tạo hệ ròng rọc
1: Cáp khoan 5: Cuộn dây dự trữ
2: Ròng rọc động 6: Tời khoan
3: Neo cáp cố định 7: Ròng rọc tĩnh
4: Kẹp
Hệ ròng rọc có càng nhiều ròng rọc và nhánh cáp động thì cáp càng
nhanh mòn, còn có ít ròng rọc động và nhánh cáp động thì khả năng kéo giảm
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
22
§å ¸n tèt nghiÖp
và cáp làm việc nặng nhọc hơn. Trong điều kiện cho phép nếu giảm số ròng
rọc và tăng đường kính của ròng rọc, sử dụng cáp bền hơn thì sẽ tốt hơn là
dùng nhiều ròng rọc vì khi đó số lần cáp cuốn lên tang tời giảm nên cáp sẽ
bền hơn.
- Ròng rọc tĩnh: Là những ròng rọc mà trong suốt quá trình làm việc chỉ
thực hiện một chuyển động quay quanh trục bản thân hoặc đứng yên.
- Ròng rọc động: Là những ròng rọc trong quá trình làm việc thì nó
tham gia đồng thời hai chuyển động: chuyển động quay quanh trục bản thân
và chuyển động tịnh tiến lên xuống.
Hình 2.2 - Ròng rọc tĩnh
Hình 2.3 - Ròng rọc động
Bảng 2.4- Đặc tính kỹ thuật của một số loại ròng rọc tĩnh và động.
Các thông số Kiểu ròng rọc tĩnh Kiểu ròng rọc động
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
23
Đồ án tốt nghiệp
Y- 50 P Y3-200-2 5Y-75- P Y4-200-2
Ti trng nh mc,
T
50 200 75 200

Ti trng ti a trờn
múc nõng, T
70 250 100 250
S con ln 5 6 4 5
ng kớnh rũng
rc, mm
800 1000 800 1000
ng kớnh cỏp, mm 25 33 28 33
Trng lng, kg 923 3815 2090 3565
- H thng bo v rũng rc ng tnh: õy l h thng cú tỏc dng
lm dng chuyn ng ca rũng rc khi lờn ti cao nht nh trỏnh
trng hp va chm vo rũng rc tnh.
+ Cu to: gm cú hai qu nng gn vo hai van hi (3) v (4). Hai qu
nng c treo lờn nh mt si dõy cỏp vt ngang qua thỏp. Khi rũng rc
ng lờn cao quỏ vựng an ton s nõng si cỏp lờn theo ng thi lm bt cht
(1) ra gii phúng qu nng v ri xung lm m hai van hi (3) v (4), khớ
nộn vo tay phanh nh piston (5) lm cho tay phanh sp xung. Mt khỏc khớ
nộn qua van x nhanh dn n cụn ti b ngt hi, vỡ vy lm cho ti dng li.
Sinh viên: Bùi Văn Duy Lớp: Thiết bị dầu khí K50
24
§å ¸n tèt nghiÖp


Hình 2.4 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống tự động bảo vệ ròng rọc
1: Chốt 3, 4: Van hơi
2: Quả nặng 5: Piston
2.4. Dây cáp
Cáp khoan thường có các đường kính 22, 28, 32, 38 mm (loại 32 mm
thường được sử dụng nhiều nhất).
Có hai cách mắc cáp: Cách thứ nhất gọi là cách mắc có đầu cáp chết.

Nhánh cáp chết bao giờ cũng được mắc đối diện với nhánh cáp vào tang tời,
lúc đó nó có ưu điểm là hệ thống làm việc được ổn định và ít bị rung, nhưng
tải trọng tác dụng lên tháp sẽ lớn hơn. Cách mắc thứ hai gọi là cách mắc
không có đầu cáp chết, nó ngược lại với cách thứ nhất.
Cáp khoan cần được giám sát kĩ lưỡng và để đánh giá độ mỏi mà nó có
thể chịu được thì người phụ trách công việc này cần phải tính công hằng ngày
của cáp( bằng tích của tải trọng với đoạn chuyển vị của nó). Tổng hợp công
của cáp được tính bằng tấn x km ( hoặc tấn x dặm) cho các mốc bắt đầu các
công việc sửa chữa như kéo ra và sau đó cắt cáp.
Sinh viªn: Bïi V¨n Duy Líp: ThiÕt bÞ dÇu khÝ K50
25