BỘ KHOAN cụ (cơ sở kỹ THUẬT dầu KHÍ SLIDE)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

GEOPET
MƠN HỌC

KHOAN VÀ HỒN THIỆN GIẾNG

BỘ KHOAN CỤ


NỘI DUNG

 Chức năng
 Thành phần của bộ khoan cụ

BỘ KHOAN CỤ

2


Chức năng



Nhiệm vụ cơ bản



Truyền chuyển động quay của bàn rôto tới choòng khoan hoặc nhận mômen của động cơ đáy trong quá trình
phá hủy đất đá ở đáy giếng.



Cho phép thiết lập tuần hoàn dung dịch khoan từ bề mặt đến đáy giếng và ngược lại.



Tạo tải trọng cho choòng.



Dẫn hướng và điều khiển quỹ đạo của choòng trong quá trình khoan (đặc biệt trong khoan định hướng và
khoan ngang).



Đảm bảo tính ổn định của bộ dụng cụ đáy (BHA) nhằm giảm thiểu sự rung động và lắc lư của choòng.



Cho phép tiến hành các công tác phụ trợ khác như doa, mở rộng thành giếng, thử vỉa bằng cần, khảo sát
giếng, khắc phục các sự cố.

BỘ KHOAN CỤ

3


Chức năng



Tổ hợp lực tác dụng lên bộ khoan cụ



Lực kéo do trọng lượng bản thân của bộ khoan cụ



Lực nén do tác dụng của tải trọng lên choòng



Mômen xoắn do tác dụng quay của bộ khoan cụ



Mômen uốn



Áp suất dư của dung dịch khoan trong và ngoài cần



Các tải trọng động ...

BỘ KHOAN CỤ

4


THÀNH PHẦN CỦA BỢ KHOAN CỤ



Ch̃i cần khoan hoặc cợt cần khoan (drillpipe): cần đơn được nối trực tiếp với nhau bằng chính các đầu nối
cần.



Bộ dụng cụ đáy BHA (bottom hole assembly):



Cần khoan nặng



Dụng cụ ởn định



Búa thủy lực



Ớng giảm xóc



Đầu nối cong (nếu có)



Cần nặng



Cần nặng không nhiễm từ



Động cơ đáy (nếu có)



Đầu nối choòng.

BỘ KHOAN CỤ

5


THÀNH PHẦN CỦA BỘ KHOAN CỤ

BỘ KHOAN CỤ

6

Cần khoan



Đường kính ngoài, đường kính trong, trọng lượng danh định và mác thép.



Phân loại dựa vào mức đợ mịn



Cần mới: chưa dùng, không mòn (đánh dấu bằng một vòng sơn màu trắng).



Cần loại 1 (premium): cần bị mòn đều, chiều dày thành ống còn lại 85 % (đánh dấu bằng hai vòng sơn màu
trắng).



Cần loại 2: một cạnh mòn với chiều dày thành ống còn lại là 65%, những phần khác bị mòn với chiều dày thành
ống còn lại 80% (đánh dấu bằng một vòng sơn màu vàng).



Cần loại 3: chiều dày thành ống chỉ còn lại 55% ở một cạnh (đánh dấu bằng một vòng sơn màu xanh da trời).

BỘ KHOAN CỤ

7


Cần khoan



Các cần khoan được nối với nhau tạo thành chuỗi cần nhờ các đầu nối. Đầu nối có loại ren ngồi (đầu đực) và ren
trong (đầu cái). Đầu nới có chiều dày lớn hơn phần thân cần khoan để tăng độ bền của mối nối. Phần dày hơn này
gọi là phần chồn.

BỘ KHOAN CỤ

8


Cần khoan



Kiểu chờn hỡn hợp IEU: đường kính ngồi của đầu nới lớn hơn đường kính ngồi của thân cần khoan nhưng
đường kính trong của đầu nối thì nhỏ hơn đường kính trong của cần khoan.



Kiểu chồn trong IU: đường kính trong của đầu nối nhỏ hơn đường kính trong của thân cần và đường kính ngồi
của đầu nới bằng đường kính ngồi của cần khoan.



Kiểu chờn ngồi EU: đường kính ngồi của đầu nới lớn hơn đường kính ngồi của thân cần khoan còn đường
kính trong đầu nối bằng đường kính trong của cần khoan.

BỘ KHOAN CỤ

9


Cần khoan thành dày



Mục đích



Chuyển tiếp giữa cần nặng và cần khoan nhằm tăng độ cứng và giảm hiện tượng mỏi do chênh lệch độ cứng giữa cần
khoan và cần nặng.




Cung cấp tải trọng cho choòng để phá hủy đất đá.

Ưu điểm:



Giảm mômen xoắn và kéo trên chuỗi cần khoan



Giảm nguy cơ kẹt cần do chênh áp



Tăng khả năng chỉnh xiên



Giảm nguy cơ làm hỏng các đầu nối khi khoan qua những đoạn giếng bị gập.

BỘ KHOAN CỤ

10


Cần nặng



Cần nặng là loại cần khoan đặc biệt, cung cấp tải trọng trực tiếp cho choòng để phá hủy đất đá ở đáy
giếng khoan. Hai dạng hình học chủ yếu:



Cần nặng thường (nhẵn)



Cần nặng xoắn (có rãnh xoắn)

BỘ KHOAN CỤ

11


Dụng cụ ổn định



Là một loại đầu nối đặc biệt có gắn các cánh phá hủy đất đá trên thân, thường được sử dụng nhằm mục đích:

−

Giảm dao động bộ khoan cụ, nâng cao chất lượng thi công giếng nhờ điều khiển tốt các thông số định
hướng của quỹ đạo giếng khoan giếng khoan, tăng các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khoan.

−



Giảm nguy cơ gây sự cố.

Dựa theo kiểu cánh và nguyên lý hoạt động của dụng cụ ổn định, người ta phân biệt:



cánh quay



cánh cố định.

BỘ KHOAN CỤ

12


Búa đập thủy lực (jars)



Búa đập thủy lực được sử dụng nhằm tạo một lực giật hướng lên hoặc hướng xuống lớn gấp nhiều lần
lực tác dụng để giải phóng bộ khoan cụ trong trường hợp bị kẹt.



Búa hoạt động theo nguyên lý cơ học, thủy lực hoặc phối hợp giữa cơ học - thủy lực.

BỘ KHOAN CỤ

13


Ống giảm xóc (shock sub/shock absorber)



Ống giảm xóc được sử dụng nhằm mục đích hấp thụ toàn bộ hoặc làm giảm bớt những dao động do
choòng gây ra.

BỘ KHOAN CỤ

14


Động cơ đáy



Để thi công giếng định hướng người ta thường sử dụng một
trong hai loại động cơ đáy là tuabin hoặc động cơ thể tích
PDM

BỘ KHOAN CỤ

15


Thiết kế







Thông số thiết kế



Tải trọng (ứng suất) tác dụng



Xác định hệ sớ an tồn



Xác định kích thước hình học từng đoạn của bộ khoan cụ



Chọn dụng cụ và thiết bị hợp lý.

Kiểm tra các điều kiện bền tĩnh và độ bền mỏi:



Điều kiện khoan thực tế khác với những dữ liệu thiết kế



Bộ khoan cụ thiết kế bị thay đổi trong quá trình thi công



Phân tích sự cố.

Kiểm toán về độ bền, cần xác định các thông số sau :



Tải trọng dọc trục do lực kéo của ống



Mômen uốn ở đoạn cong của giếng



Mômen xoắn do quay bộ khoan cụ



Ứng suất pháp và ứng suất tiếp tương ứng với tải trọng làm việc.

BỘ KHOAN CỤ

16


VIDEO: BỘ KHOAN CỤ

BỘ KHOAN CỤ

17