1. Trang Chủ
  2. Hoá dầu
  3. Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 4

Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 4

Kết quả làm tăng nhiệt và áp suất khiến cho những thành phần này bị biến hoá, đầu tiên thành một loại vật liệu kiểu sáp được gọi là kerogen, và sau đó thành một hydrocarbons khí và lỏng trong một quá trình được gọi là catagenesis. Bởi vì hydrocarbons có mật độ nhỏ hơn đá xung quanh, chúng xâm nhập lên phía trên thông qua các lớp đá ngay sát đó cho tới khi chúng bị rơi vào bẫy bên dưới những tảng đá không thể ngấm qua, bên trong những lỗ xốp đá gọi là bể chứa. Sự... 6.2.2.2. VËn tèc hiÖp: hc vh =

Thể loại Tài liệu miễn phí Hoá dầu

Số trang 15

Ngày tạo 8/29/2018 9:31:46 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Bài giảng khoan dầu khí tập 2 part 4 (.pdf)

Xem mẫu

  1. 6.2.2.2. VËn tèc hiÖp: hc vh = t + t (m/h). (VËn tèc choßng trong t/g 1 hiÖp khoan) c nt Tnt: thêi gian n©ng th¶ cét cÇn khoan vµ thay choßng. 6.2.2.3. VËn tèc kü thuËt: 720 . H 720. H vt= T + T + T = Ts (m/th¸ng - m¸y)(1 th¸ng 1 m¸y khoan ®­îc,m) c nt t -Ts = Tc + T nt+ Tt lµ thêi gian s¶n xuÊt. Ttthêi gian ®Ó thùc hiÖn c¸c c«ng t¸c ®Æc biÖt trong lç khoan, (chèng èng tr¸m xim¨ng, thùc hiÖn c¸c phÐp ®o trong lç khoan, gia c«ng dung dÞch ) 6.2.2.4. VËn tèc th­¬ng m¹i: 720. H 720 . H 720. H Vmt= T + T + T + T = T + T . (m/th¸ng-m¸y) T c nt t f s f Tf - Thêi gian ®Ó thùc hiÖnc¸c c«ng t¸c kh«ng cÇn thiÕt cho c«ng t¸c khoan, nh­ gi¶i quyÕt c¸c sù cè küthuËt, söa ch÷a thiÕt bÞ vµ dông cô khoan. Ngõng lµm viÖc do thiÕu nhiªn liÖu, vËt t­ hoÆc c«ng t¸c tæ chøckh¸c T - tæng thêi gian ®Ó khoan giÕng, tõ khi b¾t ®µu ®Õn khi kÕt thóc. 6.2.2.5. Gi¸ thµnh mét mót khoan: Cc+(tc+ tnt) . C0 C= (VND/m) hc Trong ®ã : Cc gi¸ thµnh cña choßng khoan. C0 gi¸ thµnh trong mét giêlµm viÖc cña thiÕt bÞ khoan. bao gåm: - B¶o d­ìng thiÕt bÞ. - TiÒn s÷a ch÷a cÇn khoan , tuèc bin, b¶o qu¶n thiÕt bÞ - TiÒn n¨ng l­îng vµ chÊt ®èt. - L­îng c«ng nh©n vµ chi phÝ gi¸n tiÕp. 6.3. ¶nh h­ëng c¸c th«ng sè chÕ ®é khoan ®Õn chØ tiªulµm viÖc cña choßng. Ph¸ huû lµ mét qu¸ tr×nh rÊt phøc t¹p do ®ã cã mét sù liªn hÖ chÆt chÏ gi÷a c¸c th«ng sè cña chÕ ®é khoan, ®Ó ph©n tÝch ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè chÕ ®é khoan ®Õn chØ tiªu lµm viÖc cña choßng, chóng ta tiÕn hµnh ph©n tÝch 184
  2. riªng biÖt tõng th«ng sè trªn c¬ së gi÷ c¸c th«ng sè kh¸c kh«ng ®æi vµ chóng ta còng x¸c ®Þnh ®­îc mét vµi liªn quan gi÷a c¸c th«ng sè. 6.3.1. ¶nh h­ëng cña t¶i träng ®¸y ®Õn c¸c chØ tiªu lµm viÖc cña choßng Ph¸ huû ®Êt ®¸ ë ®¸y lç khoan lµ kÕt qu¶ Ên ®ét cña r¨ng choßng vµo ®Êt ®¸ vµ sù chuyÓn dêi trªn mÆt ph¼ng ®¸y cña choßng khoan (chuyÓn ®éng quay ) §é ngËp cña r¨ng choßng phô thuéc vµo t¶i träng chiÒu trôc, ®é cøng cña ®Êt ®¸ h×nh d¹ng vµ ®é mßn cña r¨ng. T¶i träng cµng lín th× chiÒu s©u ngËp c¸ng lín. Nh­ vËy t¶i träng cµng t¨ng th× vËn tèc c¬ häc cµng t¨ng. G T¶i träng riªng : G r= Ac Atx diÖn tÝch tiÕp xóc cña r¨ng choßng víi ®Êt ®¸. tx §Ó xÐt sù ¶nh h­ëng cña t¶i träng ®Õn chØ tiªu lµm viÖc cña choßng ta gi÷ n = const. Vch q3 q2 c3 q1 c2 c1 b a 0 gA gB Gr H×nh25 - Gr<  ® (®o¹n O-A) + NÕu t¶i träng riªng nhá h¬n ®é cøng cña ®Êt ®¸ , ®Êt ®¸ bÞ ph¸ ë miÒn ph¸ hñy bÒ mÆt. Trong miÒn nµy sù t¨ng cña vch vµ t¨ng t¶i träng ®¸y theo mét ®­êng th¼ng rÊt thÊp. HiÖu qu¶ ph¸ huû ®Êt ®¸ rÊt thÊp , choßng bÞ mµi mßn nhanh . - Khi Gf> ® (®o¹n B-C) ®Êt ®¸ bÞ ph¸ huû trong ph¹m vi cña miÒn ph¸ huû thÓ tÝch. Trong ph¹m vi nµy vch t¨ng lªn rÊt nhanh víi sù gia t¨ng cña t¶i träng theo ®­êng BC. Trong miÒn nµy n¨ng l­îng ®Ó ph¸ huû ®Êt ®¸ còng Ýt h¬n. VËn tèc mµi mßn cña choßng còng bÐ h¬n. (®o¹n A-B) - Gi÷a hai miÒn nµy lµ miÒn ph¸ huû do hiÖn t­îng mái ®­êng cong AB. NÕu nh­ theo dâi t¶i träng riªng t¹i ®iÓm C, dïng cho mçi Q. 185
  3. VËn tèc c¬ häc sÏ t¨ng lªn rÊt chËm vµ cã su h­íng gi¶m. Nguyªn nh©n khi t¨ng Gr l­u l­îng Q kh«ng ®ñ ®Ó röa s¹ch ®¸y lç khoan. §Êt ®¸ bÞ ph¸ huû ø l¹i ë ®¸y vµ lµm gi¶m ®é ngËpcña r¨ng choßng vµ ®Êt ®¸. Do ®ã vËn tèc c¬ häc khong t¨ng lªn ®­îc vµ sÏ cã xu h­íng gi¶m dÇn . Khi nghiªn cøuvÒ tiÕn ®é cña choßng theo tû träng ë c¸c ph­¬ng ph¸p khoan r«t¬ vµ tu«c bin ta cã®å thÞ sau: n,h,v h,v v h v n h 0 0 g g H×nh27: khoan tua bin H×nh26: khoan Roto 6.3.2. ¶nh h­ëng cña sè vßng quay ®Õn chØ tiªu lµm viÖc cña choßng. - KÕt qu¶ nghiªn cøu cña sr©ynher ®· chØ ra r»ng: khi khoan b»ng choßng ch¸p xoay, nÕu t¨ng sè vßng quay n th× ®é s©u ngËp cña r¨ng choßng gi¶m xuèng . Ng­îc l¹i khi t¨ng sè vßng quay sÏ lµm t¨ng sè lÇn va ®Ëp cña r¨ng choßng xuèng ®Êt ®¸. Do ®ã tïy thuéc yÕu tè nµy hay yÕu tè kh¸c nã sÏ lµm t¨ng hiÖu suÊtlµm viÖc cña choßng, nh­ng l¹i lµm gi¶m tuæi thä cña nã rÊt nhiÒu. Nh­ vËy khi t¨ng tèc ®é quay cña choßng chãp xoay th× tèc ®é c¬ häc khoan cã thÓ t¨ng hoÆc gi¶m xuèng, tuú theo yÕu tè nµo (trong c¸c yÕu tè nãi trªn) cã ­u thÕ h¬n trong ®iÒu kiÖn ®· cho. hc, Tc hc Tc n H×nh 28 Khi khoan ®¸ dßn hoÆc dßn dÎo mµ " hÖ sè dÎo" kh«ng lín l¾m th× tèc ®é c¬ häc khoan cùc ®¹i cã thÓ ®¹t ®­îc víi sè vßng quay rÊt lín (hµng ngµn vßng trong mét phót ) 186
  4. Cßn ®èi víi ®Êt ®¸ dÎo, ®Æc biÖt lµ ®Êt ®¸ kh«ng bÞ ph¸ huû dßn th× tèc ®é c¬ häc khoan cùc ®¹i cã thÓ ®¹t ®­îc víi sè vßng nhá 6.3.¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè thuû lùc ®Õn c¸c chØ tiªu lµm viÖc cña choßng. Hai chøc n¨ng quan träng nhÊt cña dung dÞch khoan lµ : - Röa s¹ch ®¸y lç khoan. - VËn chuyÓn ®Êt ®¸ ph¸ huû ë ®¸y lç khoan lµm mÆt ®Êt . Qua "röa s¹ch ®¸y lç khoan " chóng ta hiÓu r»ng cÇn ph¶i thùc hiÖn mét tuÇn hoµn dung dÞch khoan víi l­u l­îng, vËn tèc vßi phun vµ tÝnh chÊt cña dung dÞch ®¶m b¶o t¸ch vµ cuèn s¹ch mïn khoan ë ®¸y mét c¸ch nhanh chãng. Trong tr­êng hîp nµy vËn tèc c¬ häc sÏ lµ cùc ®¹i. Tr­êng hîp ng­îc l¹i d­íi ®¸y lç khoan sÏ tÝch luü mïn khoan g©y nªn hiÖn t­îng bÝt choßng gi¶m chiÒu s©u ngËp cña r¨ng vµ vËn tèc c¬ häc sÏ gi¶m. Tãm l¹i chóng ta ph¶i sö dông mét l­u l­îngvµ vËn tèc vßi phun lín ®Ó ®¶m b¶o viÖc s¹ch ®¸y lç khoan. 6.3.1 ¶nh h­ëng riªng biÖt cña l­u l­îng vµ vËn tèc vßi phun. 6.3.1.1 ¶nh h­ëng cña l­u l­îng. Gi÷ n = const, Gc = const . Chóng ta nhËn thÊy r»ng vËn tãc c¬ häc t¨ng víi sù t¨ng cña Q. Víi mét gi¸ trÞ nµo ®ã th× v kh«ng t¨ng ®­îc n÷a bëi v× chóng ®· tho¶ m·n víi mét t¶i träng vµ sè vßng quay kh«ng ®æi BiÕn thiªn gi÷a vËn tèc c¬ häc vµ l­u l­îng theo c«ng thøc sau ®©y: vch Q V = a + b .Q q H×nh 29 Trong ®ã : a, b lµ hai h»ng sè phô thuéc vµo tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt vµ c¸c ®¹i l­îng Q, n vµ tõng lo¹i cÊu tróc cña choßng. 6.3.1.2. ¶nh h­ëng cña tia dung dich khi ra khái vßi phun. Qua viÖc t¨ng vËn tèc cña dung dÞch ra khái vßi phun ë choßng, ngay c¶ trong lóc gi÷ Q = const, vËn tèc c¬ häc còng t¨ng khi vj = 70  80 m/s nã cã t¸c dông t¸ch c¸c m¶ng ®¸ ®· bÞ ph¸ huû ë ®¸y lç khoan. T¨ng vj cã hiÖu lùc 187
  5. tèt h¬n t¨ng Q bëi v× vj cßn vã t¸c dông kh«ng cho mïn khoan bÞt choßng. Chóng ta thÊy r»ng t¨ng v1 qu¸ lín th× Vcht¨ng kh«ng ®¸ng kÓ vµ ®­a ®Õn tæn thÊt ¸p suÊt lín ë choßng. vch vj m/s 70 130 H×nh 30 6.3.2. ¶nh h­ëng phèi hîp gi÷a Q vµ v1 Ng­êi ta nghiªn cøu sù phèi hîp gi÷a Q vµ v1d­íi d¹ng c¸c th«ng sè lùc ®Ëp thuûlùc vµ c«ng suÊtthuû lùc ë choßng. 6.3.2.1. Lùc ®Ëp thuû lùc. d.I d Fi = d = d (m. v2- m. v1) = Q (v 2 - v1) t t Trong ®ã : v1v2lµ vËn tèc tr­íc vµ sau va ch¹m.  : Khèi l­îng riªng cña dung dÞch. Tr­íc khi va ®Ëp vËn tèc vßi phun lµ v2 sau khi va ®Ëp kh«ng ®¸ng kÓ. Fi = .Q.vj Qu¸ thÝ nghiÖm chóng ta thÊy r»ng vËn tèc c¬ häc t¨ng rÊt nhanh víi víi .Q.vj ®Õn mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh nµo ®ã th× t¨ng Ýt. 6.3.2.2. C«ng suÊt thuû lùc ë choßng. Nt= Q. Pc. 1 v12 Pc : tæn thÊt ¸p lùc ë choßng khoan. Pc= 2 2g   víi . hÖ sè l­u l­îng ë vßi ( = 0,42 . 0,48). 1  .Q vj2. Nt= 2g 2 KÕt luËn : chóng ta nhËn thÊy r»ng vcht¨ng víi sù t¨ng cña Nt do ®ã t¨ng víi tÝch Q.vj2. 6.4. ¶nh h­ëng cña chÊt l­îng dung dÞch khoan ®Õn c¸c chØ tiÕu lµm viÖc cña choßng. 6.4.1. Träng l­îng riªng cña dung dÞch. Chóng ta nhËn thÊy r»ng nÕu khoan víi dung dÞch cã träng l­îng riªng  . VËn tèc c¬ häc sÏ lín, thêi gian khoan sÏ gi¶m. ¶nh h­ëng cña  ®èi víi vch 188
  6. ®­îc gi¶i thÝch b»ng ¸p suÊtchªnh lÖch ë ®¸y lµm mïn khoan khã t¸ch ra vµ ®Êt ®¸ ë ®¸y cßn bÞ nÐn chÆt h¬n nhÊt lµ ®Êt ®¸ mÒm. t 1 1- Khoan b»ng dung dÞch sÐt 2- Khoan b»ng n­íc l· 3- Khoan thæi khÝ 2 3 h H×nh 31 P = Ptt- Pv Ptt ¸ p suÊtthuû tÜnh do cét ¸p cña dung dÞch khoan trong lç khoan . Pv ¸ p suÊt vØa H, T ®é s©u thùc tÕ cña giÕng vµ thêi gian thùc tÕ ®Ó khoan. ¸p suÊtchªnh lÖch cã ¶nh h­ëng ®Õn tèc ®é c¬ häc khoan do hai yÕu tè. 6.4.1.1. Thay ®æi ®é cøng cña ®Êt ®¸. §é cøng ®Êt ®¸ ë ®¸y lç khoan ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc:  = 0 + k(Ptt- Pv` ) 0 lµ ®é cøng cña ®Êt ®¸ ë ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn: k lµ mét hÖ sè phô thuéc vµo tõng lo¹i (kG/cm2) choßng khoan, ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh . - Choßng chãp xoay K= 5,5 - Choßng kim c­¬ng K =6,5 0 - Choßng l­ìi c¾t K=5 (Ptt- Pv`) H×nh 32 6.4.1.2. Thay ®æi lùc gi÷ gi÷a m¶ng ®Êt d¸ bÞ ph¸ huû ë ®¸y giÕng khoan. NÕu mét r¨ng cña choßng c¾m vµo ®¸. Bªn c¹nh phÇn ®¸ bÞ ph¸ vì phÝa d­íi r¨ng choßng (phÇn a) nã cßn kÐo theo mét thÓ tÝch ®¸ bÞ ph¸ huû xung quanh nã ( PhÇn b). lín h¬n thÓ tÝch (a) rÊt nhiÒu lÇn. 189
  7. ¸p suÊt chªnh lÖch gi÷a dung dÞch khoan vµ chÊt láng trong vØa cã xu h­íng gi÷ m¶ng ®Êt ®¸ bÞ ph¸ huû . Trong thêi gian t¸c ®éngcña r¨ng, ®Êt ®¸ ®Èy lªn rÊt khã do lùc ma s¸t. ¸p suÊt chªnh lÖch cµng lín bao nhiªu, lóc ma s¸t còng lín bÊy nhiªu . Sau khi r¨ng choßng rêi ra khái chóng, m¶ng ®¸ bÞ ph¸ huû cuèn di d­íi t¸c dông cña dßng dung dÞch l¹i cµng khã do lùc ma s¸t vµ lùc vu«ng gãc víi nã nh­ nãi ë trªn. §Ó m¶ng ®¸ ®· bÞ ph¸ huû dÔ dµng cuèn ®i d­íi t¸c dông cña dßng dung dÞch hay cña r¨ng, ¸p suÊt bÒ mÆt tr­ît ph¶i t¨ng lªn vµ c©n b»ng víi ¸p suÊt thuû tÜnh cña cét dung dÞch. C©n b»ng ¸p suÊt xÈy ra do: p Ptt b a f f Pv H×nh 33 - Dung dÞch khoan thÊm vµo lç hæng, khe nøt cña m¶ng ®¸ bÞ ph¸ huû, nãi tãm l¹i gi¶m t¶i träng riªng cña dung dÞch khoan tøc lµ gi¶m ¸p suÊt chªnh lÖch Ptt- Pvcßn gäi lµ "¸p suÊt gi÷" . Lµm t¨ng thªm hiÖu qu¶ ph¸ ®¸. 6.4.2. §é tho¸t n­íc cña dung dÞch Nh­ ta ®· biÕt ®é tho¸t n­íc cña dung dÞch cµng lín th× ¸p suÊtchªnh lÖch Ptt - Pv`cµng bÐ. Bëi v× vËn tèc c©n b»ng ¸p suÊtcµng lín . Do ®ã dïng n­íc l· ®Ó khoan ta thu ®­îcvËn tèc lín vch. Nh÷ng dung dÞch cã ®é tho¸t n­íc bÐ nã sÏ ®Ó l¹i mét mµng sÐt cã ®é thÊm bÐ vµ nã sÏ g©y mét gredien ¸p suÊtlín trong chiÒu s©u ngËp cña r¨ng choßng. H¬n n÷a mµng sÐt ë ®¸y sÏ lµm chËm sù tiÕp xóc gi÷a r¨ng vµ ®¸ vµ chóng hçn hîp víi mïn khoan t¹o nªn mét hçn hîp dÎo g©y khã kh¨n cho sù röa cña dung dÞch . Do ®ã nÕu ®Êt ®¸ ë thµnh lç khoan æn ®Þnh ®­îc th× nªn khoan víi dung dÞch cã ®é tho¸t n­íc lín. 190
  8. 6.4.3. Hµm l­îng chÊt r¾n. Hµm l­îng chÊt r¾n bao gåm sÐt, barit, c¸t vµ mïn khoan trong qu¸ tr×nh khoan. T¨ng hµm l­îng chÊt r¾n tøc lµ t¨ng  cña dung dÞch ®­a ®Õn t¨ng ¸p suÊtchªnh lÖch Ptt - Pv , hËu qu¶ lµ gi¶m vch . Hµm l­îng chÊt r¾n sÏ g©y mµi mßn c¸c bé phËn trong hÖ thèng tuÇn hoµn. B¬m, cét cÇn khoan, choßng khoan v.v... 6.5. ThiÕt kÕ chÕ ®é khoan. Qua thiÕt kÐ chÕ ®é khoan chóng ta hiÓu r»ng ®ã lµ chän vµ tÝnh to¸n c¸c th«ng sè chÕ ®é khoan mét c¸ch hîp lý. XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu c¬ b¶n lµ ph¶i khoan lç khoan víi thêi gian ng¾n nh¸t, chÊt l­îng cao vµ tiÕt kiÖm vËt t­. Tr­íc khi chän chÕ dé khoan cÇn ph¶i: 1. Nghiªn cøu cÈn thËn c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt (®Þa tÇng kiÕn t¹o) cña vïng sÏ khoan vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt ®¸. 2. Dù kiÕn c¸c ®o¹n cã thÓ x¶y ra hiÖn t­îng phøc t¹p. (sËp lë, mÊt n­íc, phun ) vµ x¸c ®Þnh ¸p lùc cña vØa khai th¸c. 3). Nghiªn cøu kh¶ n¨ng cong tù nhiªn cña giÕng khoan, c¸c biÖn ph¸p phßng cong ®· ¸p dông, hiÖu qu¶ cña c¸c ph­¬ng ph¸p ®ã. 4). Tuû theo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt mµ: a. Chän n­íc röa, x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña nã ®Ó khoan c¸c tÇng kh¸c nhau. b. Chän ph­¬ng ph¸p khoan cho tõng ®o¹n. c. Chän lo¹i choßng ®Ó khoan c¸c tÇng. NÕu khoan ë vïng mµ tr­íc ®©y ch­a cã khoan s©u th× ph¶i dùa vµo kÕt qu¶ khoan ë c¸c vïng cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt t­¬ng tù mµ x¸c ®Þnh c¸c ®iÒu nãi trªn. Tuú theo ph­¬ng ph¸p khoan, tÝnh chÊt ®Êt ®¸, chÊt l­îng n­íc röa, kiÓu choßng khoan ®· chän mµ x¸c ®ÞnhGc, Q vµ n. Khi ®ã dï ph­¬ng ph¸p khoan nµo còng cÇn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: 1. TËn dông tèt nhÊt kh¶ n¨ng cña tæ hîp thiÕt bÞ khoan. 2. Chän n­íc röa cã tû träng, ®é nhít vµ øng suÊtc¾t tÜnh bÐ nhÊt , nÕu cã thÓ. 191
  9. 3. L­u l­îng n­íc röa ph¶i ®ñ röa s¹ch ®¸y lç khoan vµ ®­a mïn khoan lªn mÆt ®Êt. V× vËy, viÖc chän chÕ ®é khoan hîp lý phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p khoan nªn chóng ta cÇn xÐt tõng ph­¬ng ph¸p mét. 6.5.1. ThiÕt kÕ chÕ ®é khoan khi khoan b»ng choßn g kim c­¬ng. Cô thÓ chóng ta sÏ x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chÝnh: Q, Gc, n. 6.5.1.1. L­u l­îng trong khoan kim c­¬ng ®­îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc sau: Q = q. S ® (l/s). Trong ®ã: q - hÖ sè lµm s¹ch ®¸y lç khoan, ®­îc ®Æc tr­ng b»ng tû l­u cm3/s l­îng trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ®¸y lç khoan. ®¬n vÞ : cm2 . Gi¸ trÞ q dao ®éng tõ :0,06  0,10cm3/s.cm2; S® - DiÖn tÝch ®¸y, lç khoan ®¬n vÞ lµ cm2 .D2c S® = K. 4 Trong ®ã: K - HÖ sè më réng ®¸y lç khoan so víi ®­êng kÝnh choßng khoan. K Dao ®éng trong kho¶ng 1,05  1,30 Dc - §­êng kÝnh choßng kim c­¬ng. 6.5.1.2. X¸c ®Þnh t¶i träng ®¸y lªn choßng. T¶i träng chiÒu trôc lªn choßng kim c­¬ng ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Gc= a.  . Stx Trong dã : hÖ sè tÝnh ®Õn sù ®Æc tr­ng ph¸ huû ®Êt ®¸ ë ®¸y vµ ®é bÒn cña kim c­¬ng: a =0,5  0,8 Stx- DiÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a kim c­¬ng vµ ®¸y lç khoan, phô thuéc vµo kÝch th­íc vµ lo¹i choßng (cã thÓ tra b¶ng). Stxcòng cã thÓ tÝnh b»ng c«ng thøc sau: Stx= 0,03 . d c Kt. dc : §­êng kÝnh trung b×nh cña kim c­¬ng (mm). Kt- Sè kim c­¬ng ë bÒ mÆt ph¸ huû phÝa d­íi cña choßng . Khi b¾t ®Çu khoan b»ng choßng míi, t¶i träng kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,5 -1 tÊn. 192
  10. §èi víi ®Êt ®¸ nøt nÎ, t¶i träng nªn gi¶m 50% so víi g¸ trÞ tÝnh to¸n. 6.5.1.3. X¸c ®inh sè vßng quay cña choßng. VËn tèc quay cña choßng kim c­¬ng cã thÓ x¸c ®Þnh qua biÓu thøc 60. d n= (v/ph). . D c Trong ®ã: Dc- ®­êng kÝnh cña choßng kim c­¬ng (m). d - vËn tèc dµi giíi h¹n cña choßng . d= 3  5 m/s . 6.5.2. ThiÕt kÕ chÕ ®é khoan Tu«c Bin. 6.5.2.1. X¸c ®Þnh l­u l­îng trong khoan tuèc bin. ë ®Çu ®o¹n khoan thiÕt kÕ chóng ta cã thÓ tÝnh to¸n l­u l­îng lín nhÊt cho phÐp Qmax.. 3 75 N. b Qmax= l/s (Ap+ A + B. L ) §ång thêi chóng ta còng tÝnh mét l­u l­îng tèi thiÓu Qmin ®¶m b¶o röa s¹ch ®¸y lç khoan vµ n©ng h¹t mïn khoan lªn mÆt ®Êt.  Qmin= 0,785 . 103(Dc2 - D2) vmin= 4 (Dc2 - D 2) vmin L­u l­îng chóng ta chän sÏ n»m trong kho¶ng: Qmin< Q< Q max. §Ó chän Q chóng ta ph¶i dùa vµo ®Æc tÝnh kü thuËt cña c¶ b¬m dung dÞch n÷a. Khi chän ®­îc Q chóng ta tÝnh to¸n chiÒu s©u cho phÐp khoan víi l­u l­îng ®· chän theo c«ng thøc. 75. Nb- (Ap+ A) . Q3 Lcf = .B. Q3 NÕu nh­ chiÒu s©u cho phÐp mµ chóng ta tÝnh ®­îc bÐ h¬n chiÒu s©u thiÕt kÕ th× kÕt hîp víi ®Æc tÝnh cña m¸y b¬m chóng ta chän mét l­u l­îng bÐ h¬n l­u l­îng tr­íc nh­ng vÉn n»m trong kho¶n Qmin vµ Qmax. §ång thêi tÝnh Lcf víi l­u l­îng sau ®· chän, vµ cø thÕ cho ®Õn hÕt chiÒu s©u. N. C«ng suÊt truyÒn cña b¬m (m· lùc). b. HiÖu suÊt cña b¬m. A. HÖ sè tæn thÊt ¸p suÊt kh«ng phô thuéc vµo chiÒu dµi cÇn khoan. 193
  11. A = abm+ a cnl cn+ ac + at 1 2 ac - hÖ sè tæn thÊt ¸p suÊt ë c¸c lç tho¸t n­íc cña choßng. ac= F2 F. tæng diÖn tÝch c¸c lç tho¸t n­íc cña choßng. Ap: hÖ sè tæn thÊt ¸p suÊtcña tuèc bin. Pt = Ap . . Q2 . Pt Ap =  Q2 B: lµ hÖ sè tæn thÊt ¸p suÊtë hÖ thèng tuÇn hoµn phô thuéc vµo chiÒu dµi cÇn khoan. a B= ac+ ®n + avx (l - ChiÒu dµi cña cÇn dùng) l 6.5.2.2. X¸c ®Þnh t¶i träng chiÒu trôc G c: Tr­íc khi chän G chóng ta cÇn x¸c ®Þnh c¸c t¶i träng sau ®©y: + G1F. . T¶i träng bÐ nhÊt ®¶m b¶o cho choßng ph¸ huû ®Êt ®¸ trong miÒn ph¸ huû thÓ tÝch. F: DiÖn tÝch tiÕp xóc cña r¨ng choßng vµ ®Êt ®¸ ë ®¸y lç khoan. z.Dc.K F= 2 Trong ®ã : z - hÖ sè phñ cña r¨ng , gi¸ trÞ trung b×nh 1,05  2. k - hÖ sè mµi mßn cña r¨ng choßng, k = 1  1,5 + T¶i träng G2 G2= Gt.Dc. Gt - tû t¶i träng: T¶i träng trªn mét cm ®­êng kÝnh choßng; Dc - §­êng kÝnh choßng, cm + T¶i träng G3: T¶i träng lín nhÊt cho phÐp xuèng choßng, th«ng th­êng sè liÖu do nhµ m¸y quy ®Þnh (cã thÓ tra b¶ng) . + T¶i träng G4: T¶i träng chän läc ngoµi thùc tÕ theo sè liÖu thèng kª ë c¸c lç khoan gÇn ®Êy cho n¨ng suÊt cao nhÊt. + X¸c ®Þnh t¶i träng h·m tuèc bin: Gf XuÊt ph¸t tõ c«ng thøc: Mc= Mt- M« Suy ra . Mr. Gf= Mf - r«(Gf - Gth); 194
  12. Mr .Gf = Mf - r«.Gf+ r«.Gth Mf + r«. Gth Gf = Mr + r« Trong ®ã : Mr= 4,53 K.D c Mr Tû momen : sù t¨ng momen cña tuèc bin khi t¶i träng t¨ng lªn 1 ®¬n vÞ. Th«ng th­êng Mr n»m trong kho¶ng 5 15 KG./1 tÊn . Gth= G’th + Gq. M0 = AM. Q2. Mf = 2.M0 Sau khi x¸c ®Þnh ®­îc t¶i trängh·m tuècbin Gf chóng ta x¸c ®Þnh tiÕp: GM = (0,8  0,9).Gf T¶i träng ®¶m b¶o cho tuabin ®¹t momen cùc ®¹i. GN = (0,6 0,7).Gf  T¶i träng ®¶m b¶o cho tuabin ®¹t c«ng suÊt cùc ®¹i. §Ó chän t¶i träng cho khoan tuèc bin. G chóng ta cÇn chän nh­ sau: G > G1, G  G2, G  G4, G< G3 ; G < GM; G  GN. 6.5.3. X¸c ®inh sè vßng quay trong khoan tuèc bin. Sau khi x¸c ®inh ®­îc Q vµ G, chóng ta tiÕn hµnh tÝnh vËn tèc quay n. xuÊt ph¸t tõ c«ng thøc: Mt= Mc+ M«. n Mf (1 - n ) = Mc +M«. kt nkt Suy ra n = nkt- M (Mc + M«). Trong ®ã nkt lµ sè vßng quay kh«ng t¶i f nkt= 2n0. chóng ta cã thÓ tÝnh n0 theo c«ng thøc. n0= An. Q M«=r« Gth- G Mc = 4,53 . K . Gc. Dc. K: hÖ sè cã kÓ ®Õn sù mµi mßn cña chãp xoay : k= 0,2 0,3 Choßng cßn míi : k = 0,1  0,2 6.6. ThiÕt kÕ chÕ ®é khoan r«t¬. 6.6.1. X¸c ®Þnh l­u l­îng b¬m. Còng nh­ trong khoan tuècbin , chóng ta còng cÇn x¸c ®Þnh Qmax ë ®Çu kho¶ng thiÕt kÕ, Qmin . Dùa vµo ®Æc tÝnh kü thuËt cña b¬m ®Ó chän Q. Qmax > Q> Qmin 3 75. N. b Qmax = (l/s). (A + B. L ) 195
  13. N. C«ng suÊt tõ ®éng c¬ ®Õn b¬m (m· lùc ) b : hiÖu suÊt truyÒn tõ Nb ®éng c¬ ®Õn b¬m: 0 = N A = abm+ acn. lcn. + ac. a®n B = at + l + avx L­u l­îng tèi thiÓu ®Ó n©ng mïn khoan vµ röa s¹ch ®¸y. Qmin = 0,785 . 103 (Dc 3 - D2 ).Vmin. Víi l­u l­îng Q ®· chän ta cã thÓ x¸c ®Þnh chiÒu s©u cho phÐp khoan víi l­u l­îng ®ã: 75. N. b - A . . Q3. Lcf= ,m B. . Q3 NÕu Lcf ch­a ®¹t ®Õn chiÒu s©u thiÕt kÕ, chóng ta chän l­u l­îng bÐ h¬n nh­ng vÉn n»m trong giíi h¹n Qmax < Q < Qminvµ chiÒu s©u cho phÐp khoan sÏ t¨ng lªn. 6.6.2. X¸c ®Þnh t¶i träng chiÒu trôc lªn choßng khoan. §Ó x¸c ®Þnh t¶i träng ®¸y lªn choßng khoan, chóng ta cÇn x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña mÊy t¶i träng sau. G1 F.  G2= GtDc G3 = Gmax G4 T¶i träng chän läc b»ng ph­¬ng ph¸p thèng kª. §Ó chän G chóng ta cÇn l­u ý : G > G1, G  G2, G  G4 ; G < Gmax 6.6.3.Chän sè vßng quay n (vßng/phót). Khi x¸c ®Þnh sè vßng quay hîp lý cña choßng, cÇn c¨n cø vµo kinh nghiÖm khoan tr­íc ®ã t¹i vïng theo ph­¬ng ph¸p thèng kª. CÇn ph¶i tÝnh ®Õn sù h¹n chÕ do ®é bÒn cña cét cÇn khoan vµ c«ng suÊt truyÒn lùc cho choßng. Ng­êi ta chän sè vßng quay trong mét phót cña choßng n»m trong kho¶ng 90  300 v/f. Chän n còng chñ yÕu dùa vµo sè tèc ®é cña m¸y khoan. Th«ng th­êng m¸y khoan cã nhiÒu tèc ®é, mçi tèc ®é t­¬ng øng víi mét sè vßng quay nhÊt 196
  14. ®Þnh . Dùa vµo c«ng suÊt cña thiÕt bÞ, sè vßng quay ë tõng tèc ®é mµ chóng ta cã thÓ tÝnh ®­îc chiÒu s©u chuyÓn tèc ®é cña bµn quay r«t¬. Trªn c¬ së lËp ph­¬ng tr×nh c©n b»ng c«ng suÊt sau: Nr«t¬= Nbm + Nkt + Nc . C«ng suÊt tiªu hao trªn mÆt : Nbm= a1 n + a2n2 . a1, a2, lµ hÖ sè thùc nghiÖm cã thÓ lÊy theo b¶ng d­íi ®©y: Trong mäi tr­êng hîp: TruyÒn ®éng qua hép TruyÒn ®éng tõ ®éng TruyÒn ®éng tõ ®éng c¬ qua hép HÖ sè thùc nghiÖm gi¶m tèc hai ®éng c¬. c¬ b»ng d©y ®ai thang gi¶m tèc vµ tíi khoan b«n tèc ®é. -2 1,3 . 10-2 1,17. 10-1 a1 2,5 . 10 0,12 . 10-3 0,12 . 10-3 0, 12 . 10-8 a2 * C«ng suÊt ®Ó quay cét cÇn khoan kh«ng t¶i: Nkt= C. . D2.n1,7.l C. Lµ mét hÖ sè phô thuéc vµo ®é cong cña giÕng khoan. D. ®­êng kÝnh ngoµi cña cÇn khoan. (m)  . Träng l­îng riªng cña dung dÞch n. VËn tèc quay cña bµn Roto l. ChiÒu dµi cÇn khoan, m gãc 0 N0 hÖ sè C 18,8 . 10-5  30 1 350 22,628,8 . 10-5 2 30,834,3 . 10-5 3 6 9 35,240,3 . 10-5 4 1016 41,546,6 . 10-5 5 1725 47,552,2 . 10-5 6 2635 * C«ng suÊt tiªu hao cho ma s¸t gi÷a choßng khoan vµ ®Êt ®¸, cho sù ph¸ huû ®Êt ®¸. Nc = 34,2 . 10-4 .K.Gc.Dc.n K: lµ mét hÖ sè phô thuéc vµo ®é mµi mßn cña choßng . Thay Nbm, Nkt, Ncvµo ph­¬ng tr×nh tÝnh Nr«. Chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh 197
  15. ®­îc chiÒu dµi chuyÓn tèc ®é. Nroto-(a1n+a2n2+34,2.10-4K.Gc.Dc.n) Lcf = C ..D2.n17 NÕu chiÒu s©u lç khoan lín h¬n chiÒu s©u cho phÐp th× chóng ta ph¶i chuyÓn sang tèc ®é cã sè vßng quay nhá h¬n. 6.7. Sö dông ®ång hå ®o träng l­îng. 6.7.1. C«ng dông: Dïng ®Ó x¸c ®Þnh t¶i träng trªn mãc n©ng cña hÖ pal¨ng. X¸c ®Þnh trÞ sè ¸p lùc ®¸y trong mäi thêi ®iÓm trong qu¸ tr×nh khoan. §­îc sö dông c¶ khi cøu kÑt, th¶ èng trung gian vµ èng khai th¸c. ViÖc chó ý theo dâi ®ång hå träng l­îng gióp chóng ta ng¨n ngõa ®­îc sù cè trong qu¸ tr×nh th¶ cÇn khoan vµ trong c¸c c«ng t¸c kh¸c. Dùa vµo biÓu ®å cña ®ång hå tù ghi, c¸c c¸n bé kü thuËt c«ng tr×nh cã thÓ nghiªn cøu qu¸ tr×nh khoan, ®Ò ra chÕ ®é khoan vµ kiÓm tra viÖc thùc hiÖn chóng. 6.7.2.CÊu t¹o c¸c ®ång hå ®o träng l­îng: HiÖn nay ng­êi ta th­êng dïng ®ång hå ®o träng l­îng b»ng thuû lùc vµ nã ®­îc m¾c ë ®Çu c¸p chÕt. D©y c¸p Bé ®ång hå ®o träng l­îng Thµnh phÇn cÊu t¹o cña ®ång hå ®o träng l­îng bao gåm bé biÕn ¸p (1) m¾c ë ®Çu c¸p chÕt, ®ång hå vecn¬ (4) vµ ®ång hå tù ghi(5), b×nh chÊt láng, (6) vµ mét b¬m tay (7) b¬m chÊt láng tõ b×nh (6) cho hÖ thèng qua ®­êng èng (8). Buång biÕn ¸p bao gåm vá (11) vµ piston h×nh ®Üa (9) bªn trong buång biÕn ¸p. D©y c¸p pal¨ng chui qua rßng räc (10) cña vá. 6.7.3. Nguyªn lý lµm viÖc: Do d©y c¸p bÞ uèn nªn nã t¸c dông mét lùc lµm piston (mµng máng) (9). Piston sÏ ¸p lªn buång b»ng cao su chøa ®Çy chÊt láng(1). ChÊt láng sÏ truyÒn øng lùc qua hÖ thèng èng ®Õn ®ång hå chØ (3), 198
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học