HỆ THỐNG THIẾT bị KHOAN (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

MƠN HỌC

KHOAN VÀ HỒN THIỆN GIẾNG

HỆ THỐNG THIẾT
BỊ KHOAN


NỘI DUNG
 PHÂN LOẠI

 Các thiết bị khoan trên đất liền
 Các thiết bị khoan biển
 CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA GIÀN KHOAN

 Tháp khoan và cấu trúc dưới tháp
 Hệ thống cung cấp năng lượng
 Hệ thống nâng tha
 Hệ thống xoay
 Hệ thống tuần hoàn dung dịch
 Hệ thống đo
 Hệ thống kiểm soát giếng

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

2


PHÂN LOẠI
 Chủng loại và kích cỡ

 Chiều sâu khoan được (nhẹ, trung bình, sâu và siêu sâu)
 Tai trọng nâng (công suất tời khoan)
 Tính cơ động (cố định, tự hành, bán tự hành)
 Theo tải trọng và chiều sâu (công suất 1 mã lực để khoan 10 ft):

 Thiết bị khoan nhẹ: dưới 650 mã lực (chiều sâu khoan tối đa
2000 m)
 Thiết bị khoan trung bình: từ 650 - 1300 mã lực (chiều sâu
khoan tối đa 4000 m)
 Thiết bị khoan sâu: từ 1300 - 2000 mã lực (chiều sâu khoan tối
đa 7000 m)
 Thiết bị khoan siêu sâu: khoang 3000 mã lực (chiều sâu khoan
tối đa 9000 m).
 Theo tính di động: thiết bị trên đất liền và thiết bị trên biển

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

3


PHÂN LOẠI

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

4


Các thiết bị khoan tự hành
 Các thiết bị khoan nhẹ (chiều sâu khoan tối đa dưới 2000m)

được gắn trực tiếp trên xe tai cỡ lớn và dễ dàng di chuyển
từ nơi này đến nơi khác.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

5


Các thiết bị khoan bán tự hành
 Các thiết bị khoan trung bình và sâu sử dụng ở vùng có

đường cao tốc hay sa mạc thường gắn trên rơ móc chuyên
dụng hoặc xe lăn khổng lồ. Các thiết bị khoan này được
phép di chuyển nguyên bộ ở cự ly ngắn. Khi cần di chuyển
xa, thiết bị phai được tháo rời từng phần riêng biệt.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

6


Các thiết bị khoan cố định
 Được

sử dụng để
khoan các giếng sâu
và siêu sâu. Các bộ
phận chính trên giàn
có thể được tháo rời
thành từng môđun, dễ

dàng vận chuyển trên
các xe tai có rơ-móc
chuyên dụng và được
lắp ráp lại tại khoan
trường.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

7


Xà lan khoan
 Thiết bị này có đáy bằng, sử dụng tại các vùng sông nước

nội địa, mặt nước yên tĩnh và nông (khoang 3 - 5 m), giếng
khoan được thực hiện từ sàn xà lan, tại vị trí khoan, xà lan
được làm ngập và nằm trực tiếp lên đáy.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

8


Các giàn khoan biển di động
 Có thể lắp đặt các thiết bị đầu giếng và thiết bị chống phun

ngay dưới sàn khoan (nếu mực nước biển nhỏ hơn 60 m)
hoặc dưới đáy biển (nếu mực nước biển sâu hơn 60 m)
 Cột ống bao (riser) có đường kính khoang 30 - 36 in. nối

liền miệng giếng với sàn khoan ngăn cách nước biển và
giếng khoan.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

9


Giàn khoan tự nâng
 Giàn khoan tự nâng có cấu tạo như một
xà lan lớn nằm trên các chân thép khổng
lồ.
 Tại vị trí khoan, các chân thép được hạ
tiếp xúc với đáy biển. Bơm nước (tương
đương với tai trọng lớn nhất lúc làm việc
của giàn) vào các boong xà lan làm cắm
sâu các chân thép vào đáy biển, giúp ổn
định giàn khoan trong quá trình làm việc.
 Các thiết bị đặt trên giàn thường nhô ra
bên ngoài và trượt được để có thể tiến
hành khoan ngoài phạm vi của sàn
khoan.
 Giàn khoan tự nâng có thể được sử
dụng để khoan giếng thăm dò và khai
thác ở vùng nước sâu từ 20 - 120 m.
HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

10

Giàn khoan bán tiềm thủy
 Cấu tạo đặc biệt lắp từ hai hoặc nhiều khoang chứa nước dưới

các chân đế, giúp tàu nổi lưng chừng, tạo thế ổn định giàn tốt nhất
 Nhờ có hệ thống máy tính điện tử, hệ thống kiểm soát dằn được tự

động giữ độ cao nhúng chìm tàu thích hợp, tạo thế ổn định giàn.
 Các giàn khoan bán tiềm thủy có thể được sử dụng để khoan thăm

dò và khai thác trong vùng biển có mực nước sâu từ 60 - 760 m
(200 - 2500 ft).

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

11


Tàu khoan
 Có tính cơ động cao nhất và thường được

sử dụng cho các giếng khoan tìm kiếm, thăm
dò xa đất liền.
 Có thể vận hành trong vùng biển có chiều

sâu mức nước từ 30 - 2000 m đôi khi đến
2800 m (6000 ft).
 Hệ thống định vị động học có kha năng hiệu

chỉnh tự động vị trí thiết bị khoan nhờ các
động cơ đẩy dọc (propellors) và đẩy ngang

(thrusters) gắn trên tàu. Các động cơ này
được kích hoạt và điều khiển bằng hệ thống
máy vi tính.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

12


Các giàn khoan biển cố định


Giàn khoan và khai thác cố định chế tạo lần đầu tiên vào năm
1937, được sử dụng ở nơi có chiều sâu mực nước dưới 100 m.



Đa số các giàn khoan cố định có cấu trúc chân đế bằng thép, một
số giàn khoan thế hệ mới có chân đế bằng bê tông cốt thép.



Các chân đế của giàn khoan được cắm vững chắc xuống đáy biển.



Từ một giàn khoan cố định có thể khoan 16 - 32 giếng, hoặc 40
giếng đối với một số giàn đặc biệt.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

13


Các thiết bị khoan biển khác
 Công nghệ tiên tiến hiện nay cho phép khoan - khai thác ở

vùng biển sâu hơn 300 m với các thiết bị sau đây:
 Tháp chằng cáp (guyed towers) sử dụng khung thép nhẹ
với các cáp neo xuyên tâm giữ cho tháp đứng thẳng
 Giàn nổi có chân đế căng (tension - leg platforms), nối
với đáy biển bằng các chân thép ở trạng thái căng.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

14


Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

15


Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

16

Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

17


Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

18


Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

19


Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

20

Một số mô hình giàn khoan

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

21


VIDEO: Một số giàn khoan biển

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

22


CÁC HỆ THỐNG CHÍNH CỦA GIÀN KHOAN
 Tháp khoan và cấu trúc dưới tháp chịu tai trọng của bộ

khoan cụ, cột ống chống trong quá trình làm việc
 Hệ thống cung cấp năng lượng để vận hành tất ca các loại

máy móc trên giàn
 Hệ thống nâng tha để nâng tha bộ khoan cụ
 Hệ thống rôto để quay bộ khoan cụ
 Hệ thống tuần hoàn để tuần hoàn dung dịch trong giếng

khoan và đưa mùn khoan lên bề mặt
 Hệ thống đo trong khi khoan: đo và ghi lại tất ca các thông

số khoan, tính chất của đất đá và chất lưu
 Hệ thống kiểm soát giếng: đam bao an toàn trong quá trình

thi công nhờ kiểm soát sự cân bằng giữa áp suất vỉa và áp
suất thủy tĩnh trong giếng.
HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

23


Tháp khoan
 Là cấu trúc bằng thép dạng tháp, chịu lực dùng để giữ và nâng các

vật. Trong tháp có bố trí hệ thống palăng, nơi dựng cần khoan và
một số thiết bị khoan. Giếng khoan càng sâu cần sử dụng tháp
càng cao vì nó cho phép tha cần dựng dài.
 Có hai loại tháp khoan chủ yếu là tháp tiêu chuẩn (tháp 4 chân) và

tháp chữ A (tự hành, tháp gập, tháp lồng).

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

24


Cấu trúc dưới tháp
 Là khung các dầm thép được lắp ráp với nhau bằng bu lông

ngay dưới chân tháp khoan.
 Chịu tai trọng của tháp khoan và tạo khoang trống cần thiết

để bố trí hệ thống đầu giếng, thiết bị miệng giếng và thiết bị

chống phun.
 Cấu trúc dưới tháp có thể độc lập với tháp.

HỆ THỐNG THIẾT BỊ KHOAN

25