nghiên cứu sự mòn của chồng khoan trong khoan dầu khí. tính toán sử dụng hợp lý chồng khoan

Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

1

MỞ ĐẦU
Công nghiệp dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn và non trẻ của đất
nước ta. Sản lượng dầu thô khai thác từ mỏ Bạch Hổ không ngừng tăng, cùng
với sản lượng từ các mỏ đã và đang được phát hiện như mỏ Đại Hùng, Rồng,
Rạng Đông… Đã đóng góp một phần không nhỏ cho sự phát triển của nền
kinh tế quốc dân. Ngoại tệ thu về cho đất nước từ việc suất khNu du thô ã
t hơn 1 t USD/năm. N hìn vào nhng con s thng kê ta thy ưc s phát
trin vưt bc ca ngành công nghip du khí trong iu kin cơ s vt cht
và trang thit b phc v cho công tác tìm kim, thăm dò và khai thác du khí
còn nhiu hn ch so vi các nưc khác trong khu vc và trên th gii ã
khng nh ưc s trưng thành ca ngành trong thi gian qua.
 t ưc nhng mc tiêu  ra thì nhim v cp bách ca ngành
du khí là tip tc Ny mnh công tác tìm kim thăm dò  các b trm tích và
khNn trương ưa các m ã phát hin tr lưng thương mi vào khai thác, ây
là mt thách thc ln i vi ngành, là biu hin tp trung cao  v u tư (
hàng t USD)  thc hin mt khi lưng công vic khng l mà thc t
chúng ta mi tin hành ưc mt phn trong nhng năm va qua.
Mt khác do iu kin a cht c thù ca vùng m, ch yu du khí
ưc khai thác t tng móng   sâu ln có nhit  và áp sut cao. Cho nên
vic tin hành khoan các l khoan thăm dò và khai thác du khí gp không ít
khó khăn phc tp, òi hi phi có trình  khoa hc k thut cao cùng vi
trang thit b hin i  nâng cao tc  khoan nhm tăng hiu qu và rút
ngn thi gian thi công. Mt trong nhng dng c khoan quan trng quyt
nh n s thành công ca quá trình khoan ó là choòng khoan. Trong nhng
năm gn ây  bn và tui th ca choòng khoan ã ưc tăng lên áng k

do s dng ngày càng rng rãi các loi choòng kiu mi có gn răng hp kim
cng và vt liu siêu cng cho hiu qu khoan cao.
Choòng chóp xoay là loi dng c phá hy t á ch yu  thi công
các ging khoan tìm kim, thăm dò và khai thác du khí, trong ó loi choòng
ba chóp xoay t ra hiu qu hơn c, chim khong 86% - 95% khi lưng các
choòng khoan ưc s dng trong ngành du khí. Trưc ây ta thưng dùng
các loi choòng khoan do Liên Xô (cũ) sn sut, nhưng nhng năm gn ây
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

2

ã s dng rng rãi các loi choòng khoan ca M, Pháp, N ht… N hìn chung
các loi choòng ca M t ra ưu vit hơn choòng khoan ca N ga song không
n nh bng: Có choòng khoan ưc 600m n 800m, có choòng ch khoan
ưc 50m n 70m. Lý do chính là các nhà sn xut choòng khoan chưa có
nhng thit k phù hp vi iu kin a cht và thi công ti vùng m ca
nưc ta, ng thi vic la chn choòng khoan  nưc ta cũng chưa có  cơ
s khoa hc và thc tin. Vì vy, vic ánh giá hiu qu làm vic ca choòng
khoan chóp xoay  có th s dng chúng mt cách hp lý là nhim v cp
bách hàng u nhm nâng cao hiu qu khoan, gim giá thành khoan thăm dò
và khai thác du khí  Vit N am.
Là sinh viên thuc b môn Thit b Du khí và Công trình, khoa Du
Khí, trưng i Hc M - a Cht Hà N i sau mt thi gian hc tp và
nghiên cu ti trưng cũng như ưc thc tp ti Xí nghip khoan và sa
ging ca Vietsovpetro, ưc s hưng dn nhit tình ca thy N guyn Văn
Giáp em quyt nh chn  tài:
˝ ghiên cứu sự mòn của choòng khoan trong khoan dầu khí.
Tính toán sử dụng hợp lý choòng khoan ˝.

N him v ca  tài trưc ht là gii thiu sơ b v chng loi cũng
như cu to ca mt s loi choòng . Tng hp, phân tích lý thuyt và thc t
v choòng chóp xoay  ánh giá hiu qu làm vic ca choòng , t ó làm cơ
s cho vic la chn choòng khoan thích hp vi iu kin a cht và k
thut c th ca nưc ta nhm t năng sut khoan cao, tit kim chi phí, h
giá thành khoan.
Cu trúc  tài bao gm phn m u, 4 chương ni dung, phn kt
lun, tài liu tham kho, ưc trình bày trong 84 trang vi 14 bng biu, 42
hình v.  tài ưc hoàn thành ti trưng i hc M - a Cht dưi s
hưng dn ca thy guyễn Văn Giáp - B môn Thiết bị Dầu khí và Công
trình.
Tác gi xin bày t lòng bit ơn sâu sc và li cm ơn chân thành ti
thy giáo guyễn Văn Giáp - B môn Thiết bị Dầu khí và công trình, cùng
các anh ch thuc xí nghip khoan và sa ging ca Vietsovpetro, các thy cô
giáo trong b môn Thiết bị Dầu khí và Công trình, b môn Khoan Khai
thác, b môn Cơ khí, b môn Máy Thit b M trưng i Hc M - a
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

3

Cht Hà N i cùng toàn th các bn sinh viên ã giúp  tác gi hoàn thành tt
 tài này.
Trong quá trình làm  tài, do mc  tìm hiu mi  dng nguyên lí,
tài liu cũng còn hn ch và chưa ưc trc tip s dng trong thc t nên 
tài còn nhiu thiu sót. Rt mong ưc s góp ý ca các thy cô và các bn
ng nghip.
Xin chân thành cảm ơn !

Hà ni, tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện

guyễn Văn Hải



Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

4


CHƯƠG 1
TỔG QUA VỀ SỬ DỤG CHOÒG KHOA
Ở VIETSOVPeTRO
1.1. Các loại choòng thường được sử dụng ở Vietsovpetro
1.1.1. Tổng quan về choòng khoan
Choòng khoan là mt dng c khoan, là b phn ưc lp t  dưi
cùng ca t hp thit b áy vi chc năng chính là phá hy t á  to
thành l khoan phc v cho công tác tìm kim thăm dò và khai thác các
khoáng sn có ích trong v trái t.
Trong công tác khoan thăm dò và khai thác du khí thì choòng khoan
óng 1 vai trò quan trng quyt nh n thành công ca quá trình khoan.
Chính vì vy mà vic la chn s dng choòng khoan 1 cách hp lý và có
hiu qu ưc quan tâm úng mc trong công tác khoan.

1. Choòng khoan
2. Cần nặng

3. Cần khoan
4. Ống chống
5. Giá đựng cần
6. Đối áp
7. Tháp khoan
8. Sàn khoan
9. Ròng rọc tĩnh
10. Cáp khoan
11. Bàn xoay
12. Tời khoan
13. Máy bơm
14.Máy phát điện

Deleted: b mt
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

5

Hình 1.1. Ví trí của choòng khoan trong tổ hợp thiết bị khoan
V mt cu trúc thì choòng khoan u gm 3 b phn chính ó là : Phn
hot ng, b phn dn dung dch và phn lp ni. Riêng i vi loi choòng
chóp xoay thì còn có thêm b phn c thù là h thng  ta ca chóp xoay.
- Phn lp ni: Là b phn  ni choòng khoan vi phn dưi ca ct
cn khoan và chuyn năng lưng cn thit cho phn hot ng thông qua các
u ni trc tip bng ren, có th là ren ngoài hoc ren trong tùy theo kích
thưc ca choòng. N u choòng có kích thưc ln thì ni bng ren trong còn
choòng có kích thưc nh thì ni bng ren ngoài
- Phn hot ng: Là phn tác dng trc tip vi t á  phá hy,

chúng có th làm bng răng dng nêm lưi ct, răng hp kim cng nh hình,
hoc bng ht kim cương…Chúng ưc b trí theo các mt tip xúc vi áy
và thành l khoan nhm to cho l khoan có hình dáng và ưng kính nht
nh. c tính và nguyên tc ca phn hot ng ph thuc vào t á .
- H thng dn dung dch: Là khong trng gia các thân choòng cùng
vi các l dn cht lng xung áy ưc b trí vi tác dng gii phóng mùn
khoan, làm sch áy l khoan ng thi có tác dng làm mát choòng khoan.
N u như tc  dòng cht lng i qua khi vòi dưi 70m/s ưc xem là h
thng ra thưng, vòi dn lin vi thân choòng. Còn vi dòng cht lng i
qua khi vòi tăng lên t 70-130m/s ưc gi là mũi khoan kiu vòi phun, lúc
ó vòi ưc ch to t vt liu bn mòn như hp kim gm, thép gió,…thành
mt chi tit riêng có th thay th ưc .
Trong thc t ca công tác khoan hin nay ti Vietsovpetro ph bin nht
là 3 loi choòng khoan ưc s dng ó là :
Choòng khoan dng lưi ct: Dùng  khoan t á mm do, làm
vic theo nguyên lý ct - v.
Choòng khoan dng hp kim cng hoc choòng kim cương : Dùng 
khoan t á t cng n rt cng, làm vic theo nguyên lý mài-ct-v.
Choòng khoan chóp xoay: Có th s dng vi nhiu loi t á khác
nhau t mm n cng, làm vic theo nguyên lý p-v.
Sau ây ta s trình bày c th hơn v tng loi choòng.
1.1.2. Các loại choòng thường được sử dụng ở Vietsovptro
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

6

1.1.2.1. Choòng khoan lưỡi cắt
ưc ch to theo kiu 2 hoc 3 lưi ct, ký hiu 2L, 3L. Chúng gm

thân phía trên có u ni ren và phn dưi là các lưi ct. Phía trưc ca lưi
ct u có l thoát cht lng  ra sch áy l khoan trong quá trính khoan.
Thân và lưi ct ưc ch to t thép hp kim yu hoc trung bình theo
phương pháp rèn hoc dp. Riêng mũi khoan 2L có thân và lưi ct ưc ch
to lin nhau còn loi 3L thân ưc ch to ri sau ó lưi ct ưc hàn vào
cách nhau 120
0
.  tăng cưng  bn cho lưi ct thì mt trưc và mt bên
ưc khm hp kim cng dng bt hoc dng tm kiu các bít vonfram ti
mt chiu cao nào ó.
N goài ra mũi khoan lưi ct còn có h thng thoát nưc ra có tác dng
hưng dòng cht lng t cn khoan chy trc tip lên áy  khong cách 2/3
bán kính t tâm mũi khoan vi mc ích m bo  lch dòng chy v mt
trưc ca lưi ct  ra sch áy và làm mát lưi ct.
Loi mũi khoan 2L còn ưc gi là mũi khoan uôi cá thưng có ưng
kính t 76-161(mm ) hoc ln hơn  khoan trong t á mm và thưng
không ưc dùng trong khoan tua bin vì mô men phá hy ln.

4
3
2
1

Hình vẽ 1.2. Choòng khoan 2 lưỡi cắt
( 1- Thân choòng; 2 - Cánh; 3 - Răng; 4 - Tấm cắt)
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

7

Loi mũi khoan 3L (hoc nhiu hơn) tuy có giá thành ch to cao hơn
loi 2L nhưng có ưu vit hơn do to s nh tâm tt, có  bn mòn cao hơn,
có th khoan vi các cp ưng kính ln hơn t 120-750 mm. Chính vì vy
mà mũi khoan cn ưc gia c bng hp kim cng vi chiu dy có th ti
1,5mm. N goài ra còn ch to loi lưi khoan 3L dùng trong công tác khoan
ly mu vi cht lưng m bo.
1.1.2.2. Choòng khoan hợp kim và choòng khoan kim cương
* Choòng khoan hợp kim
ưc s dng khoan hiu qu i vi các tng t á có nhiu xen kp
cng và mài mòn. N guyên lý phá hy ca mũi khoan là mài-ct, chính s làm
vic có hiu qu ca loi choòng khoan này ã thúc Ny quá trình nghiên cu
hoàn thin cu trúc ca choòng khoan hp kim. in hình là loi DIR( ca
N ga ), t 1 thân úc ngưi ta hàn vào 6 lưi ct có các mép ct b trí  chiu
cao khác nhau so vi áy, do ó chúng ln lưt ưc tham gia vào quá trình
phá hy t á, khi các mép dưi mòn ht thì ã có các mép trên thay th. Các
lưi ct ưc gn răng hp kim cng hình tr, các răng ưc ép thành tng
hàng sao cho các hàng tip theo cao hơn hàng trưc nó khong 1/3 chiu cao
ca răng, mt sau và mt bên (phn doa thành ) cũng như gia các răng 
phn trưc u ưc gia c bng hp kim cng.

Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

8

Hình 1.3. Choòng khoan hợp kim
( 1- Thân đúc; 2- Khuôn đầu; 3- Răng cắt )
Quá trình làm sch áy l khoan ưc tin hành thông qua 4 vòi phun
bng hp kim gm, trong ó có 1 vòi phân b  gia và 3 vòi còn li ưc
phân b u gia các lưi ct  khong cách 2/3 bán kính t tâm choòng m
bo cho quá trình làm sch áy ưc hoàn toàn.
N goài ra còn 1 s loi choòng có cu trúc c bit khi ó các răng
ưc b trí thành 3 hoc 4 mc chiu cao và ã t ra có hiu qu i vi t
á mm và trung bình.
* Choòng khoan kim cương
Choòng khoan kim cương làm vic theo nguyên lý ct-v, ưc dùng 
khoan trong t á t trung bình n rt cng, có th khoan ưc c l khoan
thng ng và nh hưng. Dùng ưc cho tt c các phương pháp khoan c
bit là khoan tua bin vì t ưc vn tc quay cao. N u s dng choòng kim
cương 1 cách hp lý thì nó cho nhng ch tiêu khoan tt, c th là tin 
khoan cao, gim ưc thi gian kéo th, gim ưc  cong trong khoan nh
hưng. Tuy nhiên, vic s dng choòng này ch yu ph thuc tính cht ca
t á và tính toán kinh t.
Cu trúc ca choòng khoan kim cương gm phn thân, lõi thép, khuôn
u và kim cương.
- Thân ưc ch to t thép hp kim kt cu hoc là thép crom 40X vi

hàm lưng các bon 0,3-0,4%, phn trên có tin ren  ni vi cn khoan .
- Khuôn u là nơi gn kt ca các ht kim cương và b trí các rãnh
thoát nưc, nó là b phn quan trng nht ca choòng khoan. Vt liu và cht
lưng ca khuôn u quyt nh n hiu qu hot ng ca choòng kim
cương. Chính vì vy mà khuôn u phi có  giãn n nhit ging như kim
cương và có  mòn t l vi kim cương. N u khuôn u mm quá s mòn
nhanh dn n hin tưng kim cương d b tróc, rơi. N u khuôn u cng quá
s làm cho kim cương khó nhô lên mt ca choòng khoan  tham gia vào
quá trình phá hy.
Hin nay khuôn u ưc ch to t vt liu cơ s là bt cacbit volfam
và 1 cht chy, sau khi nung nóng trong khí trơ mt hp kim theo yêu cu,
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

9

các cht chy thông dng nht là N i, Mn, Co, Mo. Tùy theo t l ca cht
chy mà ta có th thay i ưc  cng ca khuôn u.


1. Đầu nối
2.Thân
3. Rãnh thoát
4. Khuôn đầu
5,7. Răng cắt
6. Vòi phun
8. Góc thoát dung
dịch

Hình 1.4. Cấu tạo choòng kim cương(PDC)
Bảng 1.1. Các thông số thiết kế cho một số loại choòng kim cương ( Hughes
tool company)
Mã IADC M142 M342 M132 M133 M333 M433 M122
S lưi ct 4 6 5 4 8 10 4
S vòi phun 4 4 4 - 6 4 6 8 4
ưng kính 6’’3/4 11’’-12’’ 12’’-14’’ 6’’3/4
B mt ca khuôn u có hình dng khác nhau to nên do các rãnh
thoát nưc có mt tip xúc vi t á, có th là rãnh xon hoc rãnh qut
hưng tâm. Thông qua các rãnh xon này mà cht lng ưc hưng t cn
khoan ra khong không vành xuyn. Trong thi gian gn ây ngưi ta còn
Formatted: Centered
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

10

thit k cu trúc rãnh thoát nưc bo m làm sch, làm mát tt nhưng không
gây sói l kim cương, chiu dài và hình dáng phi la chn sao cho vi tc 
chy như th nào vn m bo ưc 1 s gim áp trên mũi khoan khong 15-
30KG/cm
2
. N goài ra còn các rãnh chy qua thân hưng trc tip cht lng lên
mt hot ng.
- Phn hot ng ca mũi khoan là kim cương dng ht hoc dng bt.

S phân b kim cương trên khuôn u có th theo các sơ  khác nhau như:
xon, bàn c, hưng tâm…Tùy theo tính cht t á, h thng dn nưc, kích
thưc hình dáng, loi kim cương mà b trí  nhô ca ht trên mt khuôn là
1/3-1/8 kích thưc ht. Vic sp sp ht kim cương trên 1 choòng khoan cũng
khác nhau, chng hn mt trưc phân b các ht có kích thưc t 0,2-0,34
cara, còn các mt bên và côn phía trong thì có  ht nh hơn t 0,1-0,25
cara.
Choòng khoan kim cương ưc ch to theo các phương pháp khác
nhau như: khm, úc và luyn kim bt…
+ Khm là phương pháp luyn c in hin nay ít ưc s dng, ch
yu dùng  ch to các kiu mũi khoan ly mu. Trên mt ca khuôn u
ưc úc sn các l sau ó khm ht kim cương và theo phương pháp th
công.
+ Phương pháp úc ưc s dng  ch to choòng khoan, nh các
khuôn úc có th bng than chì, khi ó các ht kim cương s ưc sp sp
theo sơ  nht nhvà rót hp kim nh vào sau ó ưc gn vi lõi và thân
choòng.
+ Phương pháp luyn kim bt ưc tin hành bng cách gn các ht kim
cương theo sơ  vào mt khuôn sau ó  hn hp bt carbit volfram.
+ Phương pháp mi nht hin nay là thm nhim ưc tin hành bng
cách t kim cương vào khuôn và  hn hp bt carbit volfram vào, tip ó l
ph lên trên nó bt hp kim liên kt có nhit  nóng chy thp hơn ri tin
hành ép và nung, khi ó hp kim liên kt s chy và thm vào bt vt liu cơ
s ri liên kt chúng li vi nhau to thành khi thng nht.
Phm vi s dng ca choòng kim cương ưc s dng trong nhiu loi
t á khác nhau: mm, trung bình, cng vi công dng khác nhau: phá toàn
áy hoc ly mu. Các ch tiêu k thut ca mũi khoan liên quan n tính cht
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

11

ca t á và ch  khoan ó là:  cng và bn mài ca khuôn u,  ht,
s phân b và  nhô ca kim cương cũng như h thng thoát nưc ra.
+ i vi á mm: S dng loi choòng có gn ht kim cương ln.
Rãnh thoát nưc kích thưc ln, hưng tâm phân b xen k ng u gia
các hàng kim cương.
+ i vi á trung bình và cng nhưng không mài mòn thì s dng
loi choòng có gn ht kim cương t 6 n 8 ht/cara và mt u có bc cho
phép làm mát tt nht các ht kim cương. Choòng khoan loi này ưc s
dng cho hiu qu tt nht trong các va macma, dolomite, anhydrite, sa thch
mm…
+ i vi á cng mài mòn thì khuôn u cn phi rt cng, gm 6-9
rãnh thoát nưc dng xon, tùy theo yêu cu mà ch to nhiu kiu cu trúc
khác nhau.
Hn ch ca choòng kim cương là s dng không t hiu qu cao trong
t á cng cng vi nt n, vì chúng có th làm cho ht kim cương b va p
mnh. Các loi t á cha á la hoc pirit làm gim tui th ca choòng
kim cương, vì khi các mnh vn bt ra s lăn dưi choòng và phá hng các
ht kim cương.

Hình 1.5. Cấu tạo choòng kim cương tự nhiên
( 1-Đầu nối; 2-Thân; 3-Rãnh thoát dung dịch;4-Khuôn đầu;
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

12

5- Đường dẫn dung dịch ra khỏi choòng )

Hình 1.6. Mặt cắt choòng kim cương
Bảng 1.2. Các bộ phận choòng khoan kim cương
STT Tên STT Tên
1 u mũi khoan 9
ưng ra ca dung dch
khoan
2 Cnh mũi khoan 10 Răng ct
3 ưng kính 11 Vòi phun
4
N ơi ghi các s liu, ưng kính,
ren, s lô sn xut
12 Lưi ct
5 Ren API 13 Rãnh thoát dung dch
6 u ni 14 Rãnh thoát dung dch
7 Thân 15
Khuôn u ( nơi gn kim
cương )
8 Matrix 16
ưng ra ca dung dch
khoan
1.1.2.3. Choòng khoan chóp xoay
Formatted: Centered
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

13

Choòng khoan chóp xoay là 1 dng c công ngh  thi công các
ging khoan tìm kim thăm dò và khai thác các khoáng sn có ích. Choòng

chóp xoay ã ưa vào s dng t nhng năm u th k 19 và ưc dùng
rng rãi trong công ngh khoan du khí và cho hiu qu tt. Hin nay gn
95% s mét khoan du khí u s dng choòng chóp xoay. So vi các loi
choòng khoan khác thì choòng chóp xoay có ưu im là:
Tuy có din tích tip xúc vi áy l khoan nh hơn nhiu (so vi
choòng cánh dt) nhưng  dài mét làm vic li ln hơn vì vy hiu sut phá
hy cao hơn.
Do có cu to c bit, các chóp xoay lăn trên t á trong quá trình
phá hy nên răng choòng ít b mài mòn hơn.
 phá hy t á cn mô men quay nh hơn vì vy hn ch ưc hin
tưng kt choòng trong quá trình khoan.
c trưng ca loi choòng là s chuyn ng tương i ca phn hot
ng ( răng choòng ) so vi thân ã to ra cho nó có 3 bc t do ó là quay và
tnh tin theo trc mũi khoan, ng thi còn thc hin các chuyn ng quay
quanh trc ca chóp xoay. Trong thc t có th ch to theo phương án
choòng 1 chóp xoay và nhiu chóp xoay  khoan ly mu hoc phá hy áy.
Hình dáng ca chóp có th là ơn côn hoc a côn, ây là 1 cơ cu rt phc
tp gm nhiu khâu có kích thưc ưng và góc liên quan cht ch vi nhau,
là 1 trong nhng mt hàng cơ khí òi hi công ngh gia công khó khăn và
phc tp nht.

Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

14

Hình 1.7. Choòng khoan chóp xoay
( 1- Choòng răng phay, 2- Choòng răng đính)
Bảng 1.3. Các thông số kỹ thuật cở bản của choòng chóp xoay
Loi choòng AIDC
Ti trng cho phép
( lb/in )
S vòng quay
( vg/ph )
ATM-1 116 2000-5000 300-80
ATM-G1(S) 117 2000-5000 300-80
ATM-G3 137 2000-5000 300-80
ATM-05 417 2000-5000 280-70
ATJ-55A 637 3000-6000 70-35
ATJ-77 737 3000-6000 65-35
ATJ-99 837 4000-6500 55-30
MAX-G3 135 1000-4000 350-80
MAX-05 415 1000-3500 350-80
JG2 127 2000-5500 150-70
J3 136 2000-6000 120-60
JG3 137 2000-6000 120-60
JG4 217 3000-7000 90-50
J7 316 3000-7500 80-50
S80F 417 1000-5000 160-70
( Hughes tool company)

1.1.2.4. Các loại Choòng đặc biệt
Choòng u nhn: Dùng  khoan chuyn ưng kính t ln sang nh,
khoan phá nút xi măng trong ng chng, khoan cu s c.
Choòng lch tâm: Dùng  khoan m l nhánh trong trưng hp cn có l
khoan ưng kính ln hơn ưng kính ã cho.
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

15

Choòng lưi xon: Dùng  khoan xiên ging khoan trong trưng hp
khoan bng phương pháp khoan roto có s dng máng nghiêng.
Choòng doa rng: Là choòng dùng  m rng ưng kính thân l
khoan. Thưng có hai loi, loi có cánh  doa trong t á mm, loi có cu
to chóp xoay  doa trong t á cng.
Choòng khoan ly mu: Là loi choòng phá hy t á  áy theo hình
vành khăn sát thành l khoan  li mu lõi  gia. Choòng ly mu có nhiu
kiu cu trúc khác nhau, loi lưi ct kim cương, loi bn chóp xoay có 
cng khác nhau phù hp vi nhiu loi t á khác nhau.

Hình 1.8. Các loại choòng đặc biệt
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

16

( 1- Choòng đầu nhọn; 2- Choòng lệch tâm; 3- Choòng doa
4- Choòng xoắn; 5- Choòng lấy mẫu)
1.2. hững kết quả đã đạt được và 1 số tồn tại
1.2.1. Kết quả
Vietsovpetro là Xí nghip Liên doanh u tiên ca Vit N am vi nưc
ngoài trong lĩnh vc du khí và là mt biu tưng ca tình Hu ngh Vit
N am - Liên Bang N ga.
Xí nghip Liên doanh du khí Vit -Xô ưc thành lp trên cơ s các
Hip nh Vit - Xô v hp tác thăm dò, khai thác du khí trên thm lc a

Vit N am ký ngày 03/07/1980 và Hip nh Liên Chính ph Vit N am - Liên
Xô ký ngày 19/06/1981 v vic thành lp Liên doanh du khí Vit - Xô.
Trong gn 30 năm hot ng, Viesovpetro ã kho sát 115.000 kilômét
tuyn a chn, trong ó có 71.000 kilômét tuyn a chn không gian 3
chiu.
ã khoan 368 ging, bao gm 61 ging khoan tìm kim, thăm dò và 307
ging khoan khai thác.
Ti hai m Bch H và m Rng, ã xây dng trên 40 công trình bin
trong ó có các công trình ch yêú như: 12 giàn khoan-khai thác c nh, 10
giàn nh, 02 giàn công ngh trung tâm, 02 giàn nén khí, 04 giàn duy trì áp
sut va, 03 trm rót du không bn.
Tt c các công trình ưc kt ni thành mt h thng ưng ng ngm
ni m liên m dài trên 400 killomet.
 t ưc mc tiêu ã  ra thì nhim v cp bách ca ngành du khí
là tip tc Ny mnh công tác tìm kim thăm dò du khí  các b trm tích và
khNn trương ưa các m ã phát hin tr lưng thương mi vào khai thác, ây
là mt thách thc ln i vi ngành, là biu hin s tp trung cao  v u tư
hàng t USD  thc hin mt khi lưng công vic khng l mà thc t
chúng ta mi tin hành ưc mt phn trong nhng năm qua.
Mt khác do iu kin a cht c thù ca vùng m, ch yu du khí
ưc khai thác  tng móng   sâu có nhit  và áp sut cao. Cho nên vic
tin hành khoan các l khoan thăm dò và khai thác du khí gp không ít khó
khăn phc tp, òi hi phi có trình  khoa hc k thut cao cùng vi trang
thit b hin i  nâng cao tc  khoan nhm tăng hiu qu và rút ngn thi
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

17

gian thi công. Mt trong nhng dng c quan trng quyt nh n s thành
công ca quá trình khoan ó là choòng khoan. Trong nhng năm gn ây 
bn và tui th ca choòng khoan ã ưc tăng lên áng k do s dng ngày
càng rng rãi các loi choòng kiu mi có gn răng hp kim cng và vt liu
siêu cng cho hiu qu khoan cao.
N hư ã gii thiu  phn mt thì có nhiu loi choòng ưc s dng 
phá hy t á. N hưng choòng chóp xoay là loi ưc s dng nhiu nht vì
nó có hiu qu hơn c, chim khong 86%- 95% khi lưng các choòng
khoan ưc s dng. Trưc ây thưng s dng các loi do Liên Xô sn xut,
nhưng nhng năm gn ây ta ã s dng rng rãi các loi choòng khoan ca
M, Pháp, N ht…N hìn chung các loi choòng ca M hiu qu hơn ca N ga
nhưng không n nh: Có choòng khoan ưc 600m n 800m, có choòng ch
khoan ưc 50-70m.
T nhng mét khoan u tiên n nay xí nghip Vietsovptro ã khoan
thăm dò và khai thác hàng ngàn ki lô mét dưi lòng t. Khai thác hàng triu
thùng du và khí s dng cho ni a và sut khNu thu v ngun ngoi t di
dào, óng vai trò ln cho s nghip phát trin kinh t t nưc.
Trong công tác khoan thì thi gian nâng th b khoan c chim n 40%
tng thi gian khoan. Vì vy rút ngn thi gian nâng th là yu t luôn ưc
quan tâm. n nay nhiu công ngh mi ã ưc ci tin, các loi choòng
ưc sn xut vi công ngh hin i hơn tng  bn nhit,  mài mòn ã
góp phn rút ngn thi gian cht trong quá trình nâng th do ít phi thay
choòng. N hư s ng dng ca mt s loi choòng kim cương..vv..
S ng dng ca nhiu công ngh mi trong thăm dòm kho sát a cht
giúp tìm hiu úng hơn v cu trúc a tng t á ti vùng khoan. T ó có
th phân loi  la chn choòng khoan phù hp vi tng loi a tng c th
giúp rút ngn thi gian khoan, gim ri ro cho choòng, tăng tui th làm vic.
Hin nay nhiu loi choòng vơi cu to và vt liu mi ưc ng dng
nhiu hơn nâng cao hiu qu công tác khoan. Khoan các ging sâu hơn vi
các loi choòng ươc gia c bng các loi vt liu cng, chu nhit chng mài

mòn như kim cương, giúp rút ngn thi gian nâng th.
1.2.2. hững tồn tại
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

18

Hin ti công tác khoan thăm dò và khai thác du khí ca Vit N am ch
yu ưc thc hin trong vùng thm lc a tri dài trong c nưc. Có rt
nhiu các công ty trong và ngoài nưc ã tin hành khoan các ging khoan
thăm dò và khai thác du khí, có ging khoan ã t ti chiu sâu trên 5000m.
Tuy có nhiu s tin b trong công tác khoan và thăm dò du khí nhưng bên
cnh ó vn còn mt s tn ti.
Trong quá trình thi công các ging khoan vic s dng choòng khoan
chưa ưc quan tâm úng mc dn n hiu sut làm vic ca choòng chưa
cao, có rt nhiu nguyên nhân khách quan cũng như ch quan làm gim hiu
sut ca choòng. Cho nên ti mt s công trình khoan ã xy ra s lãng phí
ln trong vic s dng choòng khoan làm cho giá thành khoan tăng cao.
Trưc khi tin hành khoan thì công tác la chn choòng khoan chưa tht
hp lý, bi vì bn thân chúng ta chưa ch to ưc choòng khoan mà phi
mua t các công ty ca nưc ngoài cho nên các chng loi ca choòng khoan
chưa tht phù hp vi c im a cht và iu kin làm vic ca Vit N am
vì du ch yu ưc khai thác t tng móng có nhit  và áp sut cao, iu
kin làm vic  ngoài bin rt phc tp và khó khăn.
Trong quá trình khoan thì trưc khi tin hành th choòng chưa kim tra
k tình trng làm vic ca choòng dn n mt s choòng ưc kéo lên sm
vì b s c. Sau khi kéo choòng lên thì vic ánh giá chat lưng ca choòng (
tình trng mòn, dơ và hng ) chưa ưc quan tâm úng mc. Cho nên vic
tìm ra nguyên nhân ti sao gây ra s c hng choòng không ưc thc hin

nghiêm túc  làm cơ s khoa hc và thc tin trong vic la chn choòng
khoan cho các ging khoan tip theo.
t ưc và tn ti cái gì? Chương này ang nói v tng quan s dng
choong, vy, kt lun v vic s dng nó ti Vietsov ch…




Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

19



CHƯƠG 2
CẤU TẠO VÀ GUYÊ LÝ PHÁ HỦY CỦA
CHOÒG KHOA
2.1. Phân loại choòng Cấu tạo và nguyên lý phá hủy thì cần gì phân loại?
Phần tổng quan về sử dụng choong tại Vietsov có nêu các loại choong rồi,
không cần nêu lại phân loại nữa.
2.1.1. Phân loại chung
Do tính cht a dng ca công tác khoan, tính cht cơ lý ca t á và
các yêu cu trong quá trình thi công mà choòng khoan ưc ch to theo
nhiu cách khác nhau. Chính vì vy mà vic phân loi choòng khoan cũng
da trên nhiu quan im khác nhau như: mc ích khoan, nguyên lý phá hy
t á, hình dng cu trúc ca choòng, tính cht ca t á…tt c h thng
phân loi náy u ph thuc ln nhau và không có 1 thang phân loi nào
chim d ưc ví trí ch o. Diu quan trng nht là ngưi s dng phi

chn ưc loi choòng khoan phù hp vi iu kin khoan c th áp ng c
v mt kinh t cũng như k thut ca công tác khoan. Hin nay có th phân
loi choòng khoan theo 1 s quan im sau:
2.1.1.1. Theo mục đích của công tác khoan
Lưi khoan ly mu: Dùng cho công tác khoan thăm dò kho sát vi
mc ích ly ưc mu trong quá trình khoan  phân tích theo yêu cu ca
công tác khoan.
Choòng khoan phá áy: Toàn b t á  áy l khoan s b choòng phá
hy hoàn toàn  to thành ging khoan.
N hng loi choòng khoan có công dng c bit như choòng dùng 
doa rng thành l khoan, choòng dùng  khoan nh hưng, choòng dùng 
cu cha s c, phá cu xi măng…
2.1.1.2. Theo nguyên lý phá hủy đất đá
Dưi tác dng ca choòng khoan t á b phá hy theo nhng nguyên lý
phá hy khác nhau và có các loi choòng tương ng:
Deleted: ¶
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

20

Choòng khoan kiu p - v: in hình cho loi này là choòng khoan
chóp xoay. t á b phá hy dưi tác dng ca lc p và xoay.
Choòng khoan kiu ct - v: t á b phá hy dưi tác dng ch yu
ca lc ct và in hình trong nhóm này là choòng cánh.
Choòng khoan kiu mài - ct: Ch yu trong nhóm này là lưi khoan
ưc gn hp kim cng hoc ht kim cương có kh năng chu mài mòn cao.
2.1.1.3. Theo hình dáng cấu trúc
Choòng cánh: ưc khoan trong t á mm, b ri.

Choòng chóp xoay: ưc dùng  khoan trong t á t trung bình n
cng.
Choòng kim cương: ưc dùng  khoan trong t á cng.
2.1.1.4. Theo tính chất cơ lý của đất đá
Do t á có  cng khác nhau cho nên ngưi ta cũng ch to ra các
loi choòng tương ng cho phù hp vi tng loi t á như: choòng mm,
choòng cng, choòng trung bình và các loi choòng trung gian k cn. N goài
ra còn có loi choòng chu mài mòn và choòng ít chu mài mòn.
2.1.2. Phân loại theo IADC
c im cu to ca choòng khoan chóp xoay c trưng bi ưng
kính, hình dánh, kiu dáng, kiu răng, kiu   và cơ cu bôi trơn. Vì vy,
các hãng ch to choòng khoan  các nưc u có các ký hiu riêng cho
choòng ca mình và do ó i vi cùng mt loi t á mà có nhiu kiu ký
hiu choòng khác nhau.
N ăm 1972 Hip hi Quc t các nhà thu khoan ( vit tt ting anh –
IADC ) ã thng nht xây dng 1 bng phân loi i vi các choòng khoan.
N i dung ch yu ca bng phân loi này là mi choòng s ưc ký hiu bng
3 ch s và mt ch cái. Ví d 123A.
- Ch s u tiên ưc ánh s t 1 n 8: Cung cp thông tin v kiu b
phn ct : kiu răng,  cng,  mài mòn, và sc chu nén.
S 1,2,3 : Choòng răng phay bng thép, ưc s dng  khoan a
tng mm(1), trung bình(2), n cng (3).
S 4,5,6,7,8 : Choòng răng ính, răng cacbit vonfram, khoan trong t
á có  cng tăng dn (t 4-mm n 8-rt cng ).
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

21

- Ch s th 2 : ưc ánh s t 1n 4: Ch  cng ca loi t á
thích hp  khoan có hiu qu, t mm(1) n rt cng(4).
S 1: t á mm
S 2: t á mm n trung bình
S 3: t á cng
S 4: t á rt cng
- Ch s th 3 ưc ánh s t 1 n 7: Quy nh loi   và mc 
bo v thân chóp xoay.
S 1:  bi ũa, h, không bo v thân chóp xoay, thưng có ưng
kính calip bng ưng kính choòng.
S 2:  bi ũa, h, không bo v. Dng c ưc thit k  khoan
thi khí (trên thc t hu ht dng c khoan thi khí ưc bo v chng ăn
mòn nhưng tr trưng hp này ).
S 3:  bi ũa, h, ưc bo v calip chng ăn mòn. Thưng là
choòng có ưng kính 12.1/4’’.
S 4:  bi ũa, kín, không ưc bo v calip. Rt him gp loi này,
không thc t .
S 5:  bi ũa, kín, có bo v calip (ưc s dng nhiu ).
S 6:  trc ma sát, kín, không bo v calip (him gp, ko thc t,
ưc thit k  khoan trong thi gian dài )
S 7:  trc ma sát ,kín ,ưc bo v calip (ng dng thc t nhiu ).
- Ký hiu các ch cái: Các ch cái quy nh các chc năng m rng ca
choòng khoan.

Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

22




Bảng 2.1. Bảng các chữ cái trong hệ thống phân loại choòng chóp xoay
STT
Ch
cái
Các chc năng m rng
1 A Thit k có  bc và vòi phun ra bng khí
2 B  lăn c bit
3 C Choòng có vòi phun trung tâm
4 D Kim soát  lch choòng
5 E Vòi phun kéo dài hơn bình thưng
6 G Chng mài mòn ưng kính và thân choòng
7 H Thit k dành cho khoan nganh hoc khoan nh hưng
8 M Choòng thích hp dùng cho ng cơ áy
9 S Răng phay dng chuNn
10 T Choòng hai chóp xoay
11 W Răng chng mài mòn
12 X Răng ính dng c
13 Y Răng ính dng nón

14 Z Răng ính dng khác
Ví d 1: Có 1 choòng khoan vi ký hiu IADC như sau 737Y . Yêu cu
chúng ta c và hiu ý nghĩa các con s như sau :
Ch s u tiên 7 (7>3) : Choòng kiu răng ính
Ch s th hai 3 : Choòng có kh năng khoan  nhng thành h cng ,ăn
mòn trung bình và ăn mòn .
Ch s th ba 7 : Dng  trc ma sát và c bo v calip
Ch cái Y : Răng ính dng nón
2.2. Cấu tạo chung choòng chóp xoay
Choòng chóp xoay ưc cu to bng 3 phn chính là: thân choòng,
phn làm vic, h thng bôi trơn( nu có), b phn  ta và h thng dn
nưc ra:
Deleted: ¶
¶
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

23

- Thân choòng ưc ch to bng thép hp kim theo hai kiu: thân ri và
thân lin:
Loi thân lin: Thân choòng ưc úc lin khi sau ó hàn các chân
vào( trên ó có np các chóp xoay, trong thân choòng ưc hàn 1 tm có các
l hưng dòng nưc ra theo yêu cu, phía trên ca thân choòng là phn u
ni ưc tin ren côn  bên trong  ni vi cn khoan, choòng nhóm này
thưng có ưng kính 354 ÷ 490mm.
Loi thân ri: Thân choòng ưc hình thành bng cách hàn các chân
choòng li vi nhau, trên ó có np các chóp xoay và có l thoát nưc ra,
u trên ca choòng ưc tin ren ngoài  ni vi cn khoan, loi thân ri

thưng có ưng kính 76 ÷ 320mm.
- Phn làm vic ( bao gm chóp xoay, các răng ca chóp xoay), bên trong
là các ưng lăn ngoài ca  ta, các răng ưc xp thành tng hàng vòng
quanh các chóp xoay. Các răng ca chóp xoay này xen k vi các răng ca
chóp xoay bên cnh. Các răng bng thép ưc phay ngay trên chóp xoay hoc
bng cacbua volfram ính vào các l trên b mt các chóp.





1. Chóp xoay 1
2. Chóp xoay 2
3. Chóp xoay 3
4. Hàng răng ngoài
5. Sàng răng đỉnh
6. Hàng răng đỉnh




Hình 2.1. Bộ phận răng cắt
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

24

Trong quá trình làm vic thì chóp xoay va quay quanh trc ca
choòng và t quay quanh trc ca chóp ng thi b trưt khi quay nên va

có tác dng p va có tác dng ct hu hiu vi t á mm.
- B phn  ta gm các vòng bi cu hoc bi ũa và vòng trưt. Tùy
theo kiu choòng và iu kin s dng mà cu to ca   chóp xoay cũng
khác nhau. Các vòng bi cu chu ti trng chiu trc là ch yu, còn các vòng
bi ũa chu ti trng hưng tâm là ch yu.


1. Tai mũi khoan
2. Ổ bi đũa
3. Ổ bi cầu
4. Chóp xoay
5. Răng cắt


Hình 2.2. Bộ phận ổ tựa
- H thng cách ly và bôi trơn  lăn: H thng bôi trơn  lăn không ưc
ng dng trong tt c các loi choòng. Tùy thuc mc ích s dng và c
tính cu to ca tng loi choòng mà ngưi ta có hay không ng dng h
thng bôi trơn thy lc này. H thng bôi trơn thy lc thưng ưc np t
trong các  có np vòng m kín. H thng bôi trơn thy lc thưng bao gm:
Cơ cu bù tr áp sut bng màng cao su (1).
Hc m cha cht bôi trơn t ngay sau b bù áp sut (2)
ưng dn dung dch: Rãnh nh ưc thông t va du bôi trơn n
bôi trơn cho các  lăn (3).
N guyên tc làm vic: H thng bôi trơn làm vic dưi tác dng ca
áp lc dung dch khoan trong áy ging khoan. Thông qua cơ cu bù tr (1)
có tác dng Ny làm áp sut trong hc m luôn bng vi áp sut ca dung
dch khoan trong áy ging. B bù áp sut nhn áp lc t dung dch khoan 
Đồ án tốt nghiệp Trường đại học Mỏ - Địa chất

guyễn Văn Hải

25

áy ging, Ny cht bôi trơn trong va du (2) qua ưng dn dung dch (3) ti
chân  lăn( du i theo hình mũi tên như hình v) và bôi trơn cho các  lăn.