Bài giảng Cơ sở khoan dầu khí - Chương 4+5: Thiết bị và dụng cụ khoan
THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ KHOAN
Bài giảng được soạn bởi
Bộ môn Khoan – Khai thác Dầu khí
Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí
Đại học Bách Khoa TP. HCM
Tel: (08) 8647256 ext. 5767
GEOPET
NỘI DUNG
1. Các loại giàn khoan
2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan
3. Bộ khoan cụ
Thiết bị và dụng cụ khoan
2
GEOPET
MỤC TIÊU
Sau khi học xong chương này, học viên sẽ có các kiến
thức cơ bản về:
Các loại giàn khoan và phạm vi ứng dụng của chúng.
Các hệ thống thiết bị chính trên giàn khoan dầu khí và
chức năng của từng hệ thống.
Các thành phần của bộ khoan cụ.
Thiết bị và dụng cụ khoan
3
GEOPET
1. CÁC LOẠI GIÀN KHOAN
Thiết bị và dụng cụ khoan
4
GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN
Giàn khoan được chia thành hai loại:
. Giàn khoan đất liền
. Giàn khoan biển
Ngoài ra, giàn khoan còn được phân loại theo:
. Chiều sâu khoan được: nhẹ, trung bình, sâu và siêu sâu.
• Thiết bị khoan nhꢀ: dưꢀi 650 mꢁ lꢂc, khoan tối đa 2000 m.
• Thiết bị khoan trung bꢁnh: 650 - 1300 mꢁ lꢂc, khoan tối đa 4000 m.
• Thiết bị khoan sâu: 1300 - 2000 mꢁ lꢂc, khoan tối đa 7000 m.
• Thiết bị khoan siêu sâu: khoꢃng 3000 mꢁ lꢂc, khoan tối đa 9000 m.
. Tꢃi trọng nâng: công suất tời khoan.
. Tính cơ động: cố định, tꢂ hành, bán tꢂ hành.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
5
GEOPET
GIÀN KHOAN TRÊN ĐẤT LIỀN
Các giàn khoan nhẹ (khoan tối đa 2000m) được gꢄn trꢂc tiếp trên xe
tꢃi cỡ lꢀn và dꢅ dàng di chuyển từ nơi này đến nơi khác.
Các giàn khoan trung bình và sâu thường gꢄn trên rơ mꢆc chuyên
dụng hoꢇc xe lăn khꢈng lꢉ. Các thiết bị
khoan này cꢆ thể di chuyển nguyên bộ
ꢊ cꢂ ly ngꢄn. Khi cần di chuyển xa,
thiết bị được tháo rời từng phần.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
6
GEOPET
GIÀN KHOAN TRÊN ĐẤT LIỀN
Giàn khoan cố định:
. Được sử dụng để khoan các
giếng sâu và siêu sâu.
. Các bộ phận chính trên giàn
cꢆ thể được tháo rời thành
từng môđun, dꢅ dàng vận
chuyển trên các xe tꢃi cꢆ
rơ-mꢆc chuyên dụng và được
lꢄp ráp lại tại khoan trường.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
7
GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN
Ở biển, tùy thuộc độ sâu mꢂc nưꢀc mà người ta sử dụng các loại giàn
khoan khác nhau:
. Xà lan khoan (badge)
. Giàn tꢂ nâng (jack-up)
. Giàn bán tiềm thủy (semi-submersible)
. Tàu khoan (drill-ship)
Trên giàn khoan biển di động, thiết bị đầu giếng và thiết bị chống phun
được lꢄp ngay dưꢀi sàn khoan (nếu mꢂc nưꢀc biển nhꢋ hơn 60 m)
hoꢇc dưꢀi đáy biển (nếu mꢂc nưꢀc biển lꢀn hơn 60 m).
Đối vꢀi mꢂc nưꢀc biển dưꢀi 100 m, người ta cꢆ thể dùng các giàn
khoan biển cố định.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
8
GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN DI ĐỘNG
Xà lan khoan Giàn tꢂ nâng
0 – 5 m 20 – 120 m
Giàn bán tiềm thủy
Tàu khoan
60 – 1200 m
30 – 2800 m
Thiết bị và dụng cụ khoan
9
GEOPET
XÀ LAN KHOAN
Xà lan cꢆ đáy bꢌng, sử dụng tại các vùng sông nưꢀc nội
địa, mꢇt nưꢀc yên tꢍnh và nông (khoꢃng 3 - 5 m).
Xà lan được làm ngập và nꢌm trꢂc tiếp lên đáy.
Giếng khoan được thꢂc hiện từ sàn xà lan.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
10
GEOPET
GIÀN TỰ NÂNG
Cꢆ cấu tạo như một xà lan nꢌm trên
các chân thꢎp khꢈng lꢉ. Giàn cꢆ thể
khoan ꢊ vùng nưꢀc sâu 20 – 120 m.
Tại vị trí khoan, các chân thꢎp được hạ
xuống đáy biển. Nưꢀc được bơm vào
các boong xà lan làm cꢄm sâu các
chân thꢎp vào đáy biển, giúp ꢈn định
giàn khoan trong quá trình làm việc.
Các thiết bị đꢇt trên giàn thường nhô ra
bên ngoài và trượt được để cꢆ thể tiến
hành khoan ngoài phạm vi của sàn
khoan.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
11
GEOPET
GIÀN BÁN TIỀM THỦY
Cấu tạo từ hai hoꢇc nhiều khoang chứa
nưꢀc dưꢀi các chân đế, giúp giàn nꢈi lưng
chừng, tạo thế ꢈn định giàn tốt nhất.
Nhờ hệ thống máy tính điện tử, hệ thống
kiểm soát dꢌn được tꢂ động giꢏ độ cao
nhúng chìm giàn thích hợp và ꢈn định giàn.
Các giàn khoan bán tiềm thủy cꢆ thể được
sử dụng để khoan thăm dò và khai thác
trong vùng biển cꢆ mꢂc nưꢀc sâu từ 60 -
1200 m.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
12
GEOPET
TÀU KHOAN
Cꢆ tính cơ động cao nhất và thường
được sử dụng cho các giếng khoan
tìm kiếm, thăm dò xa đất liền.
Cꢆ thể vận hành trong vùng biển cꢆ
chiều sâu mức nưꢀc từ 30 - 2000 m
đôi khi đến 2800 m.
Hệ thống định vị động học cꢆ khꢃ
năng hiệu chꢐnh tꢂ động vị trí thiết bị
khoan nhờ các động cơ đꢑy dọc
(propellers) và đꢑy ngang (thrusters)
gꢄn dưꢀi tàu. Các động cơ này được
kích hoạt và điều khiển bꢌng máy tính.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
13
GEOPET
GIÀN KHOAN BIỂN CỐ ĐỊNH
. Giàn khoan và khai thác cố định chế tạo lần đầu tiên vào năm 1937.
. Đa số giàn khoan cố định cꢆ cấu trúc chân đế bꢌng thꢎp, một số giàn
khoan thế hệ mꢀi cꢆ chân đế bꢌng bê tông cốt thꢎp.
. Các chân đế của giàn khoan được cꢄm vꢏng chꢄc xuống đáy biển.
. Từ một giàn khoan cố định cꢆ thể khoan 16 - 32 giếng, hoꢇc 40 giếng
đối vꢀi một số giàn đꢇc biệt.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
14
GEOPET
CÁC LOẠI GIÀN KHOAN BIỂN KHÁC
Công nghệ hiện nay cho phꢎp khoan
và khai thác ꢊ vùng biển sâu hơn
300m vꢀi các thiết bị sau đây:
. Tháp chꢌng cáp (Guyed Towers) sử dụng
khung thꢎp nhẹ vꢀi các cáp neo xuyên
tâm giꢏ cho tháp đứng thꢒng.
. Giàn nꢈi cꢆ chân đế căng (Tension Leg
Platforms), nối vꢀi đáy biển bꢌng các
chân thꢎp ꢊ trạng thái căng.
Thiết bị và dụng cụ khoan
1. Các loại giàn khoan
15
GEOPET
2. CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ
TRÊN GIÀN KHOAN
Thiết bị và dụng cụ khoan
16
GEOPET
CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRÊN GIÀN KHOAN
Các hệ thống thiết bị chính của giàn khoan bao gꢉm:
1. Tháp khoan và cấu trúc dưꢀi tháp
2. Hệ thống cung cấp năng lượng
3. Hệ thống nâng thꢃ
4. Hệ thống xoay
5. Hệ thống tuần hoàn dung dịch
6. Hệ thống kiểm soát giếng
7. Hệ thống đo
Thiết bị và dụng cụ khoan
2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan
17
GEOPET
THÁP KHOAN
Tháp khoan là cấu trúc bꢌng thꢎp, chịu tꢃi trọng của bộ khoan cụ, cột
ống chống trong quá trình làm việc.
Trong tháp khoan cꢆ hệ thống palăng, nơi dꢂng cần khoan và các thiết
bị khoan. Giếng khoan càng sâu cần sử dụng tháp càng cao.
Cꢆ hai loại tháp khoan chủ yếu là tháp tiêu chuꢑn (tháp 4 chân) và
tháp chꢏ A (tꢂ hành, tháp gập, tháp lꢉng).
Thiết bị và dụng cụ khoan
2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan
18
GEOPET
THÁP KHOAN
5
6
1. Giá xếp cần – Pipe Racks
2. Dốc tiếp khoan – Ramp
3. Tháp khoan – Derrick
4
4. Chuꢉng khꢐ – Monkey board
5. Ròng rọc đꢐnh – Crown block
6. Cáp khoan – Drill line
7
8
3
2
7. Khối ròng rọc động & mꢆc treo –
9
Block & hook
8. Quang treo /đầu nâng – Links &
10
11
elevator
1
9. Cần chủ đạo – Kelly
10. Cấu trúc dưꢀi – Substructure
11. Cụm đối áp – BOPs
Thiết bị và dụng cụ khoan
2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan
19
GEOPET
CẤU TRÚC DƯỚI THÁP
Dưꢀi chân tháp khoan là khung các dầm thꢎp được lꢄp ráp vꢀi nhau
bꢌng bu lông.
Cấu trúc dưꢀi tháp chịu tꢃi trọng của tháp khoan và tạo khoꢃng trống
cần thiết để bố trí hệ thống đầu giếng, thiết bị miệng giếng và thiết bị
chống phun.
Cấu trúc dưꢀi tháp cꢆ thể độc lập vꢀi tháp.
Thiết bị và dụng cụ khoan
2. Các hệ thống thiết bị trên giàn khoan
20
GEOPET
Tải về để xem bản đầy đủ
68 trang
16/04/2022
1140
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở khoan dầu khí - Chương 4+5: Thiết bị và dụng cụ khoan", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_so_khoan_dau_khi_chuong_45_thiet_bi_va_dung_cu.pdf
