Luận Văn Nghiên cứu sự mòn hỏng của choòng khoan. Tính toán sử dụng hợp lý choòng khoan. Chuyên đề: Tính toán

MỤC LỤC​

Mở đầu 1
Chương 1. Tổng quan về sử dụng choòng khoan ở Vietsovptro .4
1.1.Các loại choòng thường được sử dụng ở Vietsovptro . 4
1.1.1. Tổng quan về choòng khoan . 4
1.1.2. Các loại choòng thường được sử dụng ở Vietsovptro . .5
1.1.2.1. Choòng khoan lưỡi cắt 5
1.1.2.2. Choòng khoan hợp kim và choòng kim cương 7
1.1.2.3. Choòng khoan chóp xoay 12
1.1.2.4. Các loại choòng đặc biệt khác . .14
1.2. Những kết quả đã đạt được và một số tồn tại 16
1.2.1. Kết quả . 16
1.2.2. Tồn tại . 17
Chương 2. Cấu tạo và nguyên lý phá hủy của choòng khoan 19
2.1. Phân loại choòng . 19
2.1.1. Phân loại chung .19
2.1.1.1. Theo mục đích của công tác khoan 19
2.1.1.2. Theo nguyên lý phá hủy đất đá 19
2.1.1.3.Theo hình dáng cấu trúc 20
2.1.1.4. Theo tính chất cơ lý của đất đá 20
2.1.2. Phân loại theo IADC 20
2.2. Cấu tạo chung choòng chóp xoay 22
2.3. Quy luật phá hủy đất đá cơ bản của choòng chóp xoay . .29
Chương 3. Nghiên cứu sự mòn hỏng của choòng khoan 32
3.1. Tính chất địa tầng mỏ Bạch Hổ 32
3.1.1. Trầm tích Neogen và đệ tứ .33
3.1.2. Các trầm tích Paleogen 33
3.1.3. Đá móng trước Kainozoi 34
3.2. Các dạng mòn hỏng của choòng, nguyên nhân, cách nhận biết .35
3.2.1. Sự mòn hỏng do quá trình sản xuất, vận chuyển .35
3.2.2. Sự mòn hỏng do quá trình sử dụng, vận hành .35
3.2.2.1. Mòn choòng .35
3.2.2.2. Hỏng cục bộ các bộ phận choòng . 37
3.2.2.3. Mất các bộ phận choòng .40
3.2.2.4. Một số các mòn hỏng khác .42
Chương 4. Các biện pháp nâng cao tuổi thọ của choòng khoan 44
4.1. Ảnh hưởng của các thông số chế độ khoan đến các chỉ tiêu làm việc của choòng . . 44
4.1.1. Ảnh hưởng của tải trọng đáy đến các chỉ tiêu làm việc của choòng . 44
4.1.2. Ảnh hưởng của số vòng quay đến các chỉ tiêu làm việc của choòng 45
4.1.3. Ảnh hưởng của các thông số thủy lực đến các chỉ tiêu làm việc của choòng . 46
4.1.3.1. Ảnh hưởng riêng biệt của lưu lượng và vận tốc vòi phun 46
4.1.3.2. Ảnh hưởng phối hợp giữa lưu lượng và vận tốc vòi phun 48
4.1.4. Ảnh hưởng của chất lượng dung dịch khoan đến các chỉ tiêu làm việc của choòng 48
4.2. Lựa chọn choòng khoan phù hợp với địa tầng 51
4.2.1. Các đặc điểm của choòng 51
4.2.1.1. Choòng khoan chóp xoay . .51
4.2.1.2. Choòng khoan kim cương . . 53
4.2.2. Nguyên tắc lựa chọn choòng khoan . 54
4.2.3. Chọn choòng cho giếng khoan 10003 BK10 . 55
4.2.3.1. Mặt cắt địa chất giếng khoan 10003 và các tính chất 55
4.2.3.2. Lựa chọn cấu trúc giếng khoan . 57
4.2.3.3. Lựa chọn đường kính choòng cho quá trình khoan . 58
4.2.3.4. Phân chia khoảng khoan .62
4.2.3.5. Lựa chọn choòng cho từng khoảng khoan . .62
4.2.4. Tính công suất phá hủy đất đá của choòng chóp xoay cho từng khoảng khoan . . 68
4.3. Quy trình sử dụng .71
4.3.1. Chuẩn bị choòng khoan 71
4.3.1.1. Vòi phun 71
4.3.1.2. Thiết lập choòng khoan . 71
4.3.2. Hạ xuống .73
4.3.3. Chạm đáy .74
4.3.4. Khoan . 75
4.3.5. Thử nghiệm khoan đẩy mùn . 76
4.4. Bảo quản choòng khoan .77
Kết luận và kiến nghị



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 khẩu dầu thô đã đạt hơn 1 tỷ USD/năm. Nhìn vào những con số thống kê ta thấy được sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp dầu khí trong điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí còn nhiều hạn chế so với các nước khác trong khu vực và trên thế giới đã khẳng định được sự trưởng thành của ngành trong thời gian qua.
Để đạt được những mục tiêu đề ra thì nhiệm vụ cấp bách của ngành dầu khí là tiếp tục đẩy mạnh công tác tìm kiếm thăm dò ở các bể trầm tích và khẩn trương đưa các mỏ đã phát hiện trữ lượng thương mại vào khai thác, đây là một thách thức lớn đối với ngành, là biểu hiện tập trung cao độ về đầu tư ( hàng tỷ USD) để thực hiện một khối lượng công việc khổng lồ mà thực tế chúng ta mới tiến hành được một phần trong những năm vừa qua.
Mặt khác do điều kiện địa chất đặc thù của vùng mỏ, chủ yếu dầu khí được khai thác từ tầng móng ở độ sâu lớn có nhiệt độ và áp suất cao. Cho nên việc tiến hành khoan các lỗ khoan thăm dò và khai thác dầu khí gặp không ít khó khăn phức tạp, đòi hỏi phải có trình độ khoa học kỹ thuật cao cùng với trang thiết bị hiện đại để nâng cao tốc độ khoan nhằm tăng hiệu quả và rút ngắn thời gian thi công. Một trong những dụng cụ khoan quan trọng quyết định đến sự thành công của quá trình khoan đó là choòng khoan. Trong những năm gần đây độ bền và tuổi thọ của choòng khoan đã được tăng lên đáng kể do sử dụng ngày càng rộng rãi các loại choòng kiểu mới có gắn răng hợp kim cứng và vật liệu siêu cứng cho hiệu quả khoan cao.
Choòng chóp xoay là loại dụng cụ phá hủy đất đá chủ yếu để thi công các giếng khoan tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí, trong đó loại choòng ba chóp xoay tỏ ra hiệu quả hơn cả, chiếm khoảng 86% - 95% khối lượng các choòng khoan được sử dụng trong ngành dầu khí. Trước đây ta thường dùng các loại choòng khoan do Liên Xô (cũ) sản suất, nhưng những năm gần đây đã sử dụng rộng rãi các loại choòng khoan của Mỹ, Pháp, Nhật Nhìn chung các loại choòng của Mỹ tỏ ra ưu việt hơn choòng khoan của Nga song không ổn định bằng: Có choòng khoan được 600m đến 800m, có choòng chỉ khoan được 50m đến 70m. Lý do chính là các nhà sản xuất choòng khoan chưa có những thiết kế phù hợp với điều kiện địa chất và thi công tại vùng mỏ của nước ta, đồng thời việc lựa chọn choòng khoan ở nước ta cũng chưa có đủ cơ sở khoa học và thực tiễn. Vì vậy, việc đánh giá hiệu quả làm việc của choòng khoan chóp xoay để có thể sử dụng chúng một cách hợp lý là nhiệm vụ cấp bách hàng đầu nhằm nâng cao hiệu quả khoan, giảm giá thành khoan thăm dò và khai thác dầu khí ở Việt Nam.
Là sinh viên thuộc bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình, khoa Dầu Khí, trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường cũng như được thực tập tại Xí nghiệp khoan và sửa giếng của Vietsovpetro, được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn Giáp em quyết định chọn đề tài:
˝ Nghiên cứu sự mòn của choòng khoan trong khoan dầu khí. Tính toán sử dụng hợp lý choòng khoan ˝.
Nhiệm vụ của đề tài trước hết là giới thiệu sơ bộ về chủng loại cũng như cấu tạo của một số loại choòng . Tổng hợp, phân tích lý thuyết và thực tế về choòng chóp xoay để đánh giá hiệu quả làm việc của choòng , từ đó làm cơ sở cho việc lựa chọn choòng khoan thích hợp với điều kiện địa chất và kỹ thuật cụ thể của nước ta nhằm đạt năng suất khoan cao, tiết kiệm chi phí, hạ giá thành khoan.
Cấu trúc đề tài bao gồm phần mở đầu, 4 chương nội dung, phần kết luận, tài liệu tham khảo, được trình bày trong 84 trang với 14 bảng biểu, 42 hình vẽ. Đề tài được hoàn thành tại trường Đại học Mỏ - Địa Chất dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Giáp - Bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo Nguyễn Văn Giáp - Bộ môn Thiết bị Dầu khí và công trình, cùng các anh chị thuộc xí nghiệp khoan và sửa giếng của Vietsovpetro, các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và Công trình, bộ môn Khoan Khai thác, bộ môn Cơ khí, bộ môn Máy Thiết bị Mỏ trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội cùng toàn thể các bạn sinh viên đã giúp đỡ tác giả hoàn thành tốt đề tài này.
Trong quá trình làm đề tài, do mức độ tìm hiểu mới ở dạng nguyên lí, tài liệu cũng còn hạn chế và chưa được trực tiếp sử dụng trong thực tế nên đề tài còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn !

Hà nội, tháng 5 năm 2011
Sinh viên thực hiện