Trường Đại học Mỏ Địa chấtdulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/... · Qua ưu, nhược điểm của động cơ điện chìm, thì

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

“Tổng quan về các phương pháp khoan, khoan bằng Topdrive – Giới thiệu Topdrive Varco TDS-8SA. Tính

chọn đầu quay di động cho một giếng khoan”.

SV: Trần Hải Sơn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất

SV: Trần Hải Sơn Lớp: Thiết bị dầu khí - K51 2

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, công tác thăm dò và khai thác dầu khí đang được phát triển rất nhanh chóng và trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân. Hàng năm nộp ngân sách nhà nước hàng ngàn tỷ đồng, đóng góp rất nhiều vào sự tăng trưởng và phát triển kinh tế đất nước.

Trong những năm gần đây, nhu cầu năng lượng trên toàn thế giới tăng lên rất nhiều. Dầu khí là một nguồn năng lượng hết sức quan trọng vì thế nó đã gây nên những biến động mạnh mẽ về giá cả, thậm chí còn gây nên những bất ổn chính trị. Ở Việt Nam, với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đặc biệt là từ khi Việt Nam ra nhập WTO thì nhu cầu năng lượng là rất cần thiết vì vậy một trong những giải pháp quan trọng là đẩy mạnh công tác thăm dò và khai thác dầu khí đáp ứng nhu cầu năng lượng cho đất nước và xuất khẩu. Để nâng cao hiệu quả công tác khoan Dầu khí việc trang bị công nghệ cũng như các thiết bị hiện đại là cần thiết. Trong số các thiết bị công nghệ mới được áp dụng có tổ hợp đầu quay di động đã cho kết quả khả quan.

Sử dụng tổ hợp đầu quay di động đã gia tăng được khối lượng công việc khoan, thăm dò và khai thác dầu khí, giảm chi phí cho một giếng khoan, sớm đưa giếng khoan vào khai thác. Được sự đồng ý của các Thầy trong bộ môn Thiết bị dầu khí và công trình, tôi mạnh dạn thực hiện bản đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tổng quan về các phương pháp khoan, khoan bằng Topdrive – Giới thiệu Topdrive Varco TDS-8SA. Tính chọn đầu quay di động cho một giếng khoan”. Đồ án chia làm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về các phương pháp khoan Chương 2: Giới thiệu về tổ hợp đầu quay di động – đầu quay di

động Varco TDS-8SA; Chương 3: Công tác vận hành, các dạng hỏng hóc, nguyên nhân,

biện pháp khắc phục và công tác kiểm tra bảo dưỡng; Chương 4: Tính toán lựa chọn đầu quay di động.

Trong điều kiện hạn chế về tài liệu, do ngành dầu khí nước ta còn non trẻ

nên tài liệu Tiếng Việt còn rất ít, do đó nhiều thuật ngữ sử dụng trong đồ án



chưa thật chính xác. Bên cạnh đó còn hạn chế về mặt thực tiễn sản xuất, thời gian làm đồ án. Mặc dù vậy với sự cố gắng của bản thân và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo-GVC: Trần Văn Bản, các thầy giáo trong bộ môn và các bạn đồng nghiệp đã giúp tôi hoàn thành bản đồ án này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Thiết bị dầu khí và công trình, đặc biệt là thầy giáo GVC: Trần Văn Bản và các bạn đồng nghiệp đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hà nội tháng năm 2011 Sinh viên thực hiện: Trần Hải Sơn



CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN

1.1. Giới thiệu các phương pháp khoan 1.1.1. Phương pháp khoan tuabin

Khoan tuabin là phương pháp khoan trong đó chuyển động quay của choòng được truyền trực tiếp từ động cơ đặt ngay phía trên choòng, nét đặc trưng của phương pháp khoan này là cột cần khoan đứng im trong quá trình khoan. Khoan tuabin có thể được chia làm 3 dạng chính, dựa vào loại động cơ được sử dụng, đó là:

Động cơ điện; Tuabin khoan; Động cơ trục vít.

1.1.1.1. Khoan bằng động cơ điện a. Nguyên lý cấu tạo

Bộ dụng cụ khoan điện chìm bao gồm động cơ điện, trục truyền để lắp vào choòng khoan và bộ phận ngăn ngừa sự xâm nhập của dung dịch khoan vào bên trong của động cơ.

Động cơ điện thường là động cơ không đồng bộ 3 pha ngậm dầu với rôto ngắn mạch gồm nhiều đoạn, thân rôto làm bằng sắt từ và được lắp trên trục truyền bằng các then hoa hoặc các ren côn. Stato của động cơ gồm nhiều tấm ghép bằng sắt từ và phản từ, giữa các đoạn rôto và stato người ta lắp các ổ trục hướng tâm.

Trục truyền có 2 loại chính là: trục ngậm dầu chạy trên các ổ bi và loại chạy trên các ổ trượt cao su.

Phần dưới của động cơ có các ổ bi đỡ để tiếp nhận toàn bộ tải trọng chiều trục trong quá trình làm việc. Đầu trên và đầu dưới của trục có lắp các phớt chắn dầu. Khoảng trống trong động cơ được lấp đầy dầu,áp suất dầu trong động cơ luôn phải lớn hơn áp suất chất lỏng tuần hoàn bên ngoài từ 23 (at), để ngăn không cho chất lỏng lọt vào động cơ.

Phần trên của động cơ lắp 3 bộ điều áp kiểu piston: Một bộ chứa dầu máy bay dẫn vào bên trong phớt, 2 bộ còn lại chứa dầu biến áp liên thông với phần trong của thân động cơ để bổ sung áp suất cho dầu trong động cơ. Do



trong quá trình làm việc xảy ra sự rò rỉ dầu qua phớt cũng như quá trình động cơ bị đốt nóng áp suất sẽ giảm nên cần phải bù thêm.

Quá trình truyền điện từ trên mặt xuống động cơ là nhờ cáp điện lắp phía trong cần khoan, chiều dài mỗi đoạn cáp tương ứng với chiều dài của cần khoan. Khi lắp cần khoan thì các đoạn cáp điện tự động nối lại với nhau nhờ vào một đầu nối đặc biệt gắn trên zamốc. b. Ưu, nhược điểm

Sử dụng động cơ điện chìm giúp ta dễ dàng điều chỉnh tốc độ và mômen khoan. Ngoài ra, do cần khoan đứng im trong quá trình khoan do đó góp phần tăng tuổi thọ của cần khoan. Bên cạnh những ưu điểm trên, khoan bằng động cơ điện chìm còn có những nhược điểm như sau:

Yêu cầu kỹ thuật dẫn điện xuống động cơ phải an toàn tuyệt đối; Tuổi thọ của động cơ không cao do phải làm việc dưới nhiệt độ và áp

suất tương đối lớn; Khả năng bảo dưỡng phức tạp, khó khăn. Chi phí cho công tác vận

hành tốn kém. Qua ưu, nhược điểm của động cơ điện chìm, thì trên thực tế ít được ứng

dụng rộng rãi do nó mang lại hiệu quả kinh tế không cao. Hiện nay, loại động cơ này đang ở trong giai đoạn thử nghiệm. 1.1.1.2. Khoan bằng tuabin khoan a. Nguyên lý cấu tạo

Trong cánh quạt tuabin, năng lượng thủy lực của dòng nước rửa được chuyển hóa thành cơ năng của trục quay, làm quay choòng khoan. Tuabin gồm nhiều tầng giống nhau (có thể lên đến 200 tầng). Mỗi tầng gồm 2 phần, phần quay được nối với trục gọi là rôto, phần đứng yên được gắn với vỏ gọi là stato. Bên trong tuabin có một ổ tựa dọc (ổ tựa chính) để giữ cho dung dịch khoan không xâm nhập vào ổ trục chính. Ổ tựa chính được đặt ở phía dưới để nâng toàn bộ khối rôto. Tùy theo chiều dài của tuabin mà người ta có thể lắp 2 hoặc 3 ổ tựa ngang. Ở phần trên cùng của tuabin là đầu nối chuyển tiếp để nối vào đầu dưới của cột cần khoan. Phía dưới cùng của tuabin có đế tuabin, đế này được bịt kín phần giữa tuabin và trục của tuabin nhờ một đệm đặc biệt nhằm bảo đảm áp suất làm việc của tuabin không bị hao hụt trong quá trình làm việc.



1 2 3

4

567

8

1-Bao trong của stato 5-Đường đi của dòng nước

2-Bao trong của rôto 6-Cánh cong của rôto 3-Rãnh then 7-Cánh cong của stato

4-Vỏ ngoài của stato 8-Bao ngoài của rôto Hình 1.1 Cấu tạo một tầng tua bin

Trong một số trường hợp khi khoan qua tầng đất dẻo, mômen quay của

tuabin không đủ để thực hiện quá trình phá hủy, hay ở các giếng khoan sâu, lưu lượng dung dịch nhỏ do đó giá trị của mômen và công suất không đủ để đáp ứng quá trình khoan. Để thu được mômen quay và công suất lớn mà không phải thay đổi đường kính của tuabin, chỉ có thể tăng số tầng của chúng lên, do đó phải chế tạo những tuabin dài. Khi chế tạo những tua bin có độ dài quá lớn sẽ gây khó khăn trong việc nâng thả tuabin ở giếng khoan cũng như khi lắp ráp, vận chuyển. Để giải quyết khó khăn trên người ta chế tạo các tuabin nối mà mỗi đoạn là một tuabin đơn. Vỏ của các tuabin được nối với nhau bằng ren, còn trục được nối bằng khớp nối có rãnh then (then hoa), bằng khớp ma sát hoặc bằng khớp nối kép (kết hợp giữa khớp ma sát và rãnh then hoa).



Đặc điểm cơ bản của khoan tuabin là tốc độ quay của choòng luôn thay đổi tùy theo tải trọng và độ cứng của đất đá khoan qua. Mômen quay choòng và tốc độ quay tỷ lệ nghịch với nhau, tải trọng tác dụng lên choòng càng lớn, tốc độ quay càng giảm.

Quan hệ giữa mômen quay (M), công suất (N), hệ số hiệu dụng ( ) và tốc độ quay (n) của trục tuabin được thể hiện trên biểu đồ sau:

nkt n

N=ƒ(n)

f (n)

M=ƒ(n)Mh

Hình 1.2 Quan hệ giữa các thành phần trong khoan tua bin

Khi tốc độ quay 0n mômen quay đạt giá trị cực đại gọi là mômen hãm ( hM ), khi mômen quay giảm dần, tốc độ quay tăng lên. Mômen quay giảm đến

“0” tốc độ quay đạt giá trị cực đại gọi là tốc độ quay không tải ( ktn ).

Đối với công suất (N): Với chế độ hãm ( 0n ) thì ( 0N ). Khi tốc độ quay tăng lên công suất tăng lên đến giá trị cực đại (Công suất định mức) sau đó lại giảm đến “0” ở chế độ không tải.

Sự biến thiên của hiệu suất ( ) cũng tương ứng với sự biến thiên của N. Chế độ làm việc với axm gọi là chế độ “tối ưu”. Tốc độ quay của chế độ tối ưu

xấp xỉ bằng 1/ 2 tốc độ quay không tải, còn mômen quay xấp xỉ bằng 1/ 2 mômen hãm.

Khác với mômen quay và công suất, tổn thất áp lực trong tuabin hầu như không thay đổi. Khi chuyển từ chế độ không tải sang chế độ hãm, tổn thất áp lực chỉ tăng lên ít (10 15 %).



Mọi nhận xét trên đều rút ra trong trường hợp lưu lượng dòng chảy (Q) không thay đổi. Quan hệ giữa n, P, M, và N khi Q không đổi gọi là đặc tính làm việc của tuabin.

Hình 1.3 Đường đặc tính làm việc của tua bin

b. Ưu, nhược điểm của khoan tuabin * Ưu điểm: Không phải chi phí công suất để quay cột cần khoan; Do công suất của tuabin sinh ra được truyền trực tiếp lên choòng nên choòng có thể quay với vận tốc rất lớn, vì thế có thể đạt vận tốc cơ học khoan cao hơn nhiều so với khoan rôto; Cột cần khoan ít chịu tải hơn, ít mòn hơn nên giảm được sự cố về cần khoan trong quá trình làm việc; Có thể sử dụng khoan tuabin để khoan giếng khoan xiên định hướng và khoan ngang rất hiệu quả; Giảm tiếng ồn so với khoan rôto do đó cải thiện điều kiện lao động.

* Nhược điểm: Tuabin làm việc với số vòng quay lớn ít phù hợp với đa số loại choòng chóp xoay (vì choòng chóp xoay làm việc với tải trọng lớn, số vòng quay nhỏ);



Vùng làm việc ổn định của số vòng quay của tuabin hẹp, nếu ra khỏi vùng này có thể làm tuabin ngừng hoạt động; Cần có máy bơm công suất lớn để bơm chất lỏng xuống dẫn động tuabin, đặc biệt với các giếng khoan sâu việc này rất khó thực hiện; Việc điều chỉnh tốc độ quay của choòng rất khó khăn phức tạp; Quá trình bảo dưỡng tốn nhiều thời gian hơn so với đầu quay di động hoặc bàn rôto. 1.1.1.3. Khoan bằng động cơ trục vít PDM (Positive Displacement mud Motor) a. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Động cơ PDM hoạt động dựa trên nguyên lý Moinơ và được cấu tạo bởi các thành phần cơ bản sau:

Hình 1.4 Cấu tạo động cơ trục vít

Van xả: có tác dụng ngăn cho động cơ không bị quay trong quá trình kéo

thả và được đặt ở phần trên cùng của động cơ. Van này có những lỗ cho phép sự lưu thông giữa cột cần khoan và khoảng không vành xuyến. Các lỗ này được đóng trong suốt quá trình khoan để dung dịch đi qua động cơ. Trong quá trình kéo thả, khi bơm dung dịch ngừng hoạt động áp suất sẽ giảm xuống, các lỗ thoát được mở ra làm cho cột cần khoan được tháo hết dung dịch bên trong khi kéo hoặc đổ đầy khi hạ. Khi bơm làm việc, áp suất tăng lên, các lỗ thoát được đóng kín lại.

Rôto: Là một trục bằng thép có dạng múi xoắn ốc. Đối với động cơ một múi xoắn thì mặt cắt ngang của rôto là hình tròn. Đầu trên của rôto được để tự do còn đầu dưới nối với khớp nối không gian.



Stato: Được đúc bằng cao su dạng rãnh xoắn tương ứng với rôto (số rãnh xoắn của stato bao giờ cũng nhiều hơn 1 so với số múi xoắn của rôto) và được đặt trong vỏ động cơ. Khi rôto được đặt trong stato, do hình dạng khác nhau chúng tạo ra hàng loạt các khoang kín. Khi dung dịch khoan được bơm qua động cơ, nó sẽ chuyển động vào giữa rôto và stato, chuyển động đó làm dịch chuyển rôto và làm cho rôto quay.

Ở những động cơ đơn múi (rôto có 1 múi xoắn) lưu lượng dòng chảy qua động cơ lớn vì vậy tốc độ vòng quay sẽ lớn và chỉ tạo ra được mômen quay nhỏ. Để tăng mômen quay ta có thể tăng số múi xoắn của rôto (3, 5, 7, 9 múi) tương ứng với số rãnh của stato là (4, 6, 8, 10), khi đó lưu lượng dòng chảy qua động cơ nhỏ dẫn đến số vòng quay nhỏ do đó tạo ra được mômen quay lớn.

Trong quá trình làm việc các múi và rãnh xoắn của rôto và stato liên tục tiếp xúc với nhau để tạo ra những buồng áp suất kín, chính điều này làm bề mặt stato mòn đi rất nhanh, cho nên stato phải được chế tạo bằng vật liệu cao su có khả năng chịu mài mòn, chịu được nhiệt độ và áp suất cao.

Khớp nối không gian: Do chuyển động lệch trục với stato nên đầu dưới của rôto phải được nối với một khớp nối không gian. Khớp nối này sẽ biến chuyển động lệch trục thành chuyển động đồng trục của choòng. Có rất nhiều kiểu khớp nối không gian được sử dụng nhưng phổ biến nhất là khớp cầu. Đầu dưới của khớp nối không gian được nối với trục truyền.

Hệ thống ổ tựa: Đây là bộ phận thiết yếu nhất của động cơ. Nó quyết định tuổi thọ của động cơ và thực hiện hai chức năng:

Truyền tải trọng dọc trục lên choòng; Duy trì vị trí đồng trục của trục truyền.

b. Ưu, nhược điểm của động cơ trục vít Mômen quay không phụ thuộc vào đặc điểm lưu lượng dòng dung dịch

của máy bơm mà vẫn cho hiệu suất cao, có thể kiểm tra tải trọng động cơ theo sự giảm áp, có kết cấu đơn giản tiết kiệm vật liệu.

Động cơ có đặc điểm nổi bật là tương đối bền khi bơm chất lỏng có chứa tạp chất và không có tính chất bôi trơn, bởi vì các chi tiết ít bị mài mòn, sự phân bố chất lỏng động cơ được tự động nhờ sự biến đổi liên tục vị trí không gian của đường tiếp xúc động cơ trục vít.



Động cơ trục vít dùng để khoan các giếng khoan xiên, ngang định hướng đặc biệt đối với các giếng khoan sâu khi khoan bằng choòng có đường kính bé và trong công tác sửa chữa giếng. 1.1.2 Phương pháp khoan xoay

Khoan xoay là phương pháp khoan mà trong đó chuyển động quay của choòng được truyền từ động cơ trên mặt thông qua cột cần khoan. Có hai dạng chính là sử dụng bàn rôto và sử dụng đầu quay di động (top drive). 1.1.2.1. Khoan bằng bàn rôto a. Chức năng và nguyên lý cấu tạo của bàn xoay rôto

* Chức năng: Đóng vai trò là bộ truyền trung gian, biến chuyển động quay của trục

nằm ngang thành chuyển động quay của trục thẳng đứng (cột cần khoan) để truyền mômen quay từ trên bề mặt xuống choòng khoan;

Chịu tải trọng của bộ dụng cụ khoan hoặc ống chống; Tiếp nhận các phản lực từ đáy trong quá trình khoan.

Trong công tác khoan dầu khí tuỳ theo yêu cầu mà có thể thiết kế chuyển động cho bàn rôto theo 2 phương án đó là dùng động cơ dẫn động riêng cho rôto hoặc có thể lấy từ tốc độ của tời thông qua bộ truyền xích hay trục các đăng.

* Nguyên lý cấu tạo: Bao gồm các bộ phận chính sau: trục dẫn, cặp bánh răng nón, bàn xoay và hệ thống ổ đỡ. Cặp bánh răng nón dùng để truyền chuyển động quay từ trục dẫn nằm ngang đến bàn quay. Tất cả các ổ đỡ và cặp bánh răng đều được bôi trơn bằng dầu; Để truyền chuyển động quay lên cần chủ đạo thì phía trong lỗ rôto được đặt các bạc hãm định hình theo kích thước và tiết diện của cần chủ đạo (hình vuông hoặc hình lục giác);

Kích thước danh nghĩa được đặc trưng bằng đường kính lỗ bàn rôto trong công tác khoan dầu khí thường từ 400700 (mm);



Hình 1.5 Cấu tạo bàn rôto

Rôto có từ 3 đến 6 tốc độ truyền và một tốc độ quay ngược để tháo cần

khoan hoặc cứu chữa sự cố; Tùy theo cách bố trí cặp bánh răng nón và các ổ đỡ (có 2 loại ổ đỡ là ổ

đỡ chính và ổ đỡ phụ) mà bàn rôto được phân thành 2 loại là bàn rôto có ổ đỡ chính ở trên và bàn rôto có ổ đỡ chính ở dưới. Ổ đỡ chính là ổ đỡ mà trong quá trình làm việc chịu tác dụng của toàn bộ trọng lượng cột cần khoan hoặc ống chống treo trên nó và lực ma sát giữa cần chủ đạo với bàn rôto. Ổ đỡ phụ chỉ chịu tác dụng của tải trọng từ đáy do rung động của cột cần khoan và phản lực gây nên. b. Ưu, nhược điểm của bàn xoay rôto * Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, ít phải bảo dưỡng. Thời gian cho việc chuẩn bị và kết thúc các thao tác trong quá trình kéo thả dụng cụ khoan và tiếp cần rất nhanh gọn.



* Nhược điểm: Không dùng để khoan lấy mẫu do phải kéo bộ dụng cụ khoan lên khỏi

đáy khi tiếp cần nên dễ làm vỡ mẫu, sập thành lỗ khoan trong đất đá không ổn định.

Không sử dụng được với tần số khoan cao. Gây ồn trong quá trình làm việc.

1.1.2.2. Khoan bằng đầu quay di động (top drive) Đầu quay di động dùng để nối giữa hệ thống palăng với cột cần khoan nhằm mục đích quay và treo cột cần khoan vào móc nâng, dẫn nước từ tuy ô cao áp vào bên trong cần khoan và truyền chuyển động quay cho cột cần khoan. Động cơ của nó có thể là động cơ điện hoặc động cơ thủy lực. Loại động cơ thủy lực ít phổ biến vì cần lắp đặt thêm một thiết bị có công suất thủy lực đặc biệt. Động cơ được lắp phía đầu trên cột cần khoan ngay dưới đầu tiếp nhận chất lỏng. Đầu quay được gắn trên xe lăn dẫn hướng, xe lăn di chuyển lên xuống dọc theo ray dẫn hướng lắp trên tháp khoan. Hệ thống truyền động này cho phép tăng công suất truyền cho cột cần khoan mà nó không phụ thuộc vào công tác khoan, công nghệ khoan. Thiết bị này làm việc rất ổn định, ít gây rung động, va đập, tiếng ồn và đặc biệt có thể khử được mômen phản lực đáy. Ta sẽ đi sâu tìm hiểu về đầu quay di động trong chương tiếp theo



CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ TỔ HỢP ĐẦU QUAY DI ĐỘNG –ĐẦU QUAY DI

ĐỘNG VARCO TDS-8SA 2.1. Giới thiệu về tổ hợp đầu quay di động 2.1.1 Đặc điểm chung Đầu quay di động được sử dụng trên thế giới lần đầu tiên vào năm 1982 và ngày càng trở nên phổ biến, việc sử dụng đầu quay di động trong thực tiễn cho thấy tính ưu việt của chúng trong thi công các giếng xiên và giếng nằm ngang. Sự cần thiết của chúng trong việc cải thiện quá trình khoan, đem lại chi phí thấp nhất. Khoan bằng động cơ Top Drive cũng hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như trong phương pháp khoan Roto, chuyển động xoay được truyền tới choòng khoan thông qua cột cần khoan để phá huỷ đất đá. Tuy nhiên chuyển động xoay này được truyền từ động cơ Top Drive, thay vì được truyền động từ bàn roto như trong phương pháp khoan Roto. Chính vì vậy, khoan bằng động cơ Top Drive có đầy đủ các đặc điểm giống khoan Roto như: Các thông số chế độ khoan có thể được điều chỉnh độc lập, yêu cầu về công suất máy bơm khoan không cần lớn như trong khoan bằng động cơ đáy, cho phép khoan với tải trọng đáy cao. Mặc dù vậy khoan bằng động cơ Top Drive cũng có một số nét khác biệt với phương pháp khoan Roto



Hình 2.1 Hình ảnh một tổ hợp đầu quay di động Phần lớn đầu quay di động được dẫn động bằng động cơ điện một chiều,

có một số ít dẫn động bằng động cơ xoay chiều hoặc động cơ thủy lực. Công suất dẫn động đến 800 (kW), mômen quay 2,5 4,5 (kN.m).

Các hãng cung cấp lớn trên thế giới có thể kể đến như: Varco BJ; Tesco; Maritime Hydraulic A.S.

Công dụng chính của đầu quay di động là: Truyền mômen quay cho choòng khoan phá hủy đất đá; Tháo lắp và xiết chặt cần khoan, thực hiện thao tác kéo thả.,

2.1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại, sau đây là cách phân loại dựa vào dạng động cơ.



Các loại: TDX-1250; TDX-1000; HPS-1000; TDS-1000; TDS-8SA; TDS-4; TDS-12; TDS-11SA; TDS-4A; IDS-350PE; TDS-10SA. Những loại này cho mô men xoắn lớn, tải trọng nâng lớn và công suất của động cơ lớn, cho phép khoan sâu. Tuy nhiên nhược điểm là trọng lượng lớn nên cần phải có kết cấu tháp vững chắc. Hệ thống điện, điều khiển phức tạp. Loại này dùng động cơ điện. Đầu quay thủy lực: TD-350; TDS-250; TD-150. Đầu quay thủy lực có trọng lượng bản thân nhỏ hơn so với đầu quay cơ điện. Đầu quay loại này có hộp số cho tỉ số truyền lớn hơn so với nhiều đầu quay điện khác. Tuy nhiên công suất nhỏ, kết cấu cồng kềnh do cần thêm ống dẫn dung dịch và cần thêm hệ thống bơm cho đầu xoay.

2.1.3 Ưu, nhược điểm 2.1.3.1 Ưu điểm

Không phải dùng cần chủ đạo do đó việc tiếp cần khoan nhanh chóng và thuận lợi, an toàn cho kíp khoan;

Tiến hành tháo lắp bộ khoan cụ ở mọi độ cao; Có thể doa ngược được; Lấy được mẫu khoan tốt trong khoan lấy mẫu; Giảm tổn hao năng lượng và khống chế được mômen phản lực đáy

trong quá trình khoan. Khắc phục sự cố do kẹt bộ dụng cụ hiệu quả hơn so với khoan Roto vì

động cơ Top Drive có khả năng vừa quay vừa kéo bộ khoan cụ. 2.1.3.2 Nhược điểm Phải lắp đặt một hệ thống dẫn hướng trong tháp để làm mất momen cản, và ra cố kết cấu tháp do có lực xoắn phụ. phải có các ống mềm hoạc cắp tải điện phụ trong tháp khoan. Phải lắp thêm hệ thống ray dẫn hướng ở trên tháp. Làm tăng khối lượng ở trên cao; Tăng chiều cao của tháp vì đầu quay di động dài hơn đầu quay thủy lực thông thường; Tăng giá thành thiết bị khoan đặc biệt là công tác bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp hơn nhiều so với bàn rôto;



Do cấu tạo phức tạp nên đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao. 2.2 Topdrive TDS-8SA 2.2.1. Các thông số kỹ thuật của TDS-8SA Tổ hợp đầu quay TDS-8SA (Hình 2.1) có các thông số kỹ thuật như sau: Động cơ dẫn động: GEB-20A1 AC; Công suất động cơ: 1150 (HP); Chiều cao làm việc: 24 (ft); Trọng lượng: 38750 (lb); Hộp số: 1 tốc độ; Tỷ số truyền: 8,5:1; Tốc độ quay lớn nhất: 353 (v/p); Mômen quay liên tục lớn nhất: 62250 (ft.lb); Số vòng quay tương ứng mômen quay lớn nhất: 94 (v/p); Mômen quay không tải: 95000 (ft.lb); Sức nâng: 750 (tấn); Kích thước cần khoan sử dụng: 513 62 8 (in);

Bộ kẹp cần: PH-100; Áp suất làm việc của IBOP (internal blowout preventer): 15000 (psi); Khả năng quay / sự định hướng: 360 / không giới hạn; Hệ thống làm mát: Quạt gió; Dải nhiệt độ làm việc: 20 40C C . 2.2.2 Nguyên lý hoạt động của TDS-8SA 2.2.2.1. Nguyên lý truyền động Chuyển động quay từ động cơ được truyền sang hộp tốc độ nhờ bánh răng chủ động gắn trên trục động cơ, bánh răng này ăn khớp với bánh răng phía trên của cặp bánh răng kép làm quay cặp bánh răng kép. Bánh răng phía dưới của cặp bánh răng kép ăn khớp với bánh răng chính gắn trên trục dẫn. Trục dẫn được nối với cột cần khoan qua cụm van cầu, làm quay cột cần khoan. Dung dịch khoan được dẫn vào qua hệ thống cổ ngỗng vào ống rửa đặt phía trên nắp hộp tốc độ.



Cài hình vẽ A3 (Hình 2.2)



2.2.2.2 Hệ thống truyền động

Hình 2.3 Hệ thống truyền động

1-Xilanh cân bằng 6-Bánh răng kép 11-Vỏ bọc trục dẫn 2-Phanh động cơ 7-Đáy hộp tốc độ 12-Ổ đỡ chính 3-Động cơ 8-Quang treo 13-Bánh răng chính 4-Bánh răng chủ động 9-Cổ ngỗng 14-Giá đỡ 5-Nắp hộp tốc độ 10-Ống rửa 15-Trục dẫn



Hệ thống truyền động (Hình 2.3) bao gồm các bộ phận chính sau: Động cơ điện; Hộp tốc độ; Cụm ống rửa.

a. Động cơ điện Động cơ điện mà TDS-8SA sử dụng là GEB-20A1 AC, sử dụng dòng điện 3 pha.

Các thông số của động cơ: Điện áp: 600 (V); Cường độ dòng điện: 1470 (A); Mômen quay: 10600 (ft.lb); Khối lượng động cơ: 5960 (lb); Tốc độ quay lớn nhất: 2300 (v/p); Dao động lớn nhất cho phép: 0,44 (in/s); Điện trở (tại 25 C - đối với mỗi cặp cực): 0,0088 ( ).

* Phanh động cơ Phanh của động cơ được đặt ngay phía trên của động cơ dẫn động. Phanh

hoạt động dựa vào khí nén, nguồn khí nén này được cấp qua hệ thống cấp khí, và được điều khiển từ bàn điều khiển với 2 vị trí “ON” và “OFF”. Tại đây các tín hiệu được điều khiển đến hộp nối van điện từ (van solenoid) điều khiển phanh. Dòng khí nén đi vào các ống cao su tạo ra lực ép, ép lên má phanh chống lại chuyển động quay của động cơ. Khi công tắc ở vị trí “ ON”, lúc này van ở trạng thái đóng đồng thời có đèn báo và còi hú báo hiệu cho người vận hành biết. Khi công tắc ở vị trí “OFF”, lúc này van mở và ta có thể tiến hành khoan bình thường.



Hình 2.4 Phanh động cơ b. Hộp tốc độ

Hộp tốc độ của TDS-8SA là hộp tốc độ đơn với tỷ số truyền từ động cơ sang trục dẫn là 8,5:1. Bên trong hộp tốc độ gồm 1 cặp bánh răng kép, 1 bánh răng chính, các bạc lót và các gioăng làm kín. Ngoài ra còn có 2 cặp ổ đỡ chính, đây là thành phần chịu tải trong quá trình nâng, thả ống và quá trình khoan. Vỏ hộp tốc độ tạo thành một khoang kín để chứa dầu bôi trơn cho hệ thống bánh răng và các ổ trục. Bên sườn của vỏ hộp tốc độ có mắt thăm dầu để kiểm tra mức dầu bên trong. Dầu bôi trơn luôn được tuần hoàn trong hộp tốc độ nhờ vào bơm dầu (bơm được đặt ở ngay trên vỏ hộp tốc độ) và hệ thống các kênh dẫn, điều này đảm bảo rằng các bánh răng và ổ chặn luôn được bôi trơn. Bên sườn và dưới đáy hộp tốc độ có các gờ nhỏ để làm tăng sự thoát nhiệt cho hộp tốc độ.



Hình 2.5 Cấu tạo hộp tốc độ

c. Cụm ống rửa Cụm ống rửa nối trục chính của hộp số với phần tĩnh của cổ ngỗng, nó cho phép dung dịch khoan đi qua với nhiệt độ và áp suất thay đổi với mọi tốc độ quay của trục. Chức năng của gioăng xoay là thực hiện chuyển động quay tự do ở vị trí thẳng đứng. Đầu quay phải được gắn với gioăng xoay một cách chính xác và luôn được bôi trơn. Nếu đầu quay được cất giữ trong một thời gian, thì phải tháo ra để kiểm tra gioăng xoay, xem xét sự mòn hỏng nếu có. Cổ ngỗng nằm ngay phía trên cụm ống rửa nối ống rửa và ống chữ S. Cổ ngỗng có phần tĩnh và phần động, phần tĩnh được bắt chặt vào vỏ bọc trục dẫn còn phần động nối với ống chữ S. Giữa phần tĩnh và phần động có đệm làm kín để ngăn sự rò rỉ của dung dịch



1-Vỏ bọc trục dẫn 2-Lò xo 3-Đai ốc hãm 4-Gioăng cố định 5-Thân dưới 6-Thân trên 7-Cơ cấu treo (Điều chỉnh sự lệch trục) 8-Gioăng xoay

Hình 2.6 Cụm ống rửa 2.2.2.3. Hệ thống cân bằng sử dụng khí nén

Hệ thống cân bằng có chức năng treo trọng lượng của hệ thống đầu quay dưới áp lực khí nén, có tác dụng điều khiển và giữ thăng bằng cho cột cần khoan và ống chống trong quá trình nối ống. Nó được điều chỉnh để giảm tải trọng lên ren của đầu nối bảo vệ và cần khoan trong quá trình tiếp cần, qua đó bảo vệ các chi tiết này.

Ba chế độ của hệ thống được chọn bởi kíp trưởng từ phòng điều khiển. Các chế độ này dùng trong các quá trình tháo, lắp cần với sự kiểm soát tải lên ren và một chế độ dùng trong quá trình thả ống chống.

TDS-8SA được treo bởi hệ ròng rọc 750 (tấn). Khi tải trọng nhẹ, chẳng hạn chỉ có đầu quay hay đầu quay với một đầu nối thì dầm chịu tải trọng chính được đỡ bởi 8 bình tích khí nén được liên kết với hệ thống quang treo. Áp suất trong bình tích khí nén có thể được điều chỉnh cho các tải trọng khác nhau. Không khí sạch và khô từ giàn cung cấp tới van điều chỉnh, van này được gắn trên đường ống dẫn khí. Hộp điều khiển tại bàn của kíp trưởng đưa tín hiệu tới van hoặc để cung cấp cho các bình tích khí nén hoặc để xả khí từ bình tích.



Hình 2.7 Hệ thống cân bằng

Các bình tích được liên kết với van điều chỉnh bằng hệ thống ống dẫn. Hộp điều khiển được lắp bởi 3 bộ tiết lưu dùng để điều chỉnh áp suất với các điều kiện tải trọng khác nhau. Mỗi bộ tiết lưu được liên kết với van và đồng hồ cho phép người vận hành dễ dàng điều chỉnh các mức áp suất khác nhau. Một thiết bị tăng áp suất khí nén với một bình dự trữ khí nén ở giàn khoan, một van điều chỉnh được dùng trong hệ thống giúp cho hệ thống cân bằng. Có nguồn áp suất khí nén lớn để hoạt động khi các thiết bị phụ trợ khác cần lượng khí nén cao. Việc giảm áp suất khí nén cho hệ thống cân bằng có thể dẫn đến phá huỷ đầu nối, hay gây ra một số hư hỏng khác. 2.2.2.3 Hệ thống dẫn hướng TDS-8SA được đặt trên xe lăn dẫn hướng, xe lăn này có thể di chuyển lên xuống trên thanh ray nhờ vào các con lăn. Tuy nhiên các thanh ray phải thật sự thẳng hàng, không bị bóp méo và chúng phải song song với nhau. Ở phía dưới cùng của mỗi thanh ray có các tấm đệm để giới hạn chuyển động của xe lăn dẫn hướng. Các tấm đệm này phải đặt cách mặt sàn khoan tối thiểu là 11ft



(3,04 m), điều này đảm bảo các ống cao áp không chạm sàn khoan khi xe lăn ở vị trí thấp nhất. Các con lăn có khả năng tự điều chỉnh khe hở giữa nó và thanh ray đảm bảo sự di chuyển thuận lợi và an toàn khi mà các thanh ray không được hoàn hảo. Với hai tầng lò xo cho phép giới hạn chuyển động của các con lăn với hệ thống lò xo đã tạo cho các con lăn luôn tiếp xúc với bề mặt của thanh ray. Các con lăn được gắn lò xo nên lực ép được giảm không chỉ cho thanh ray mà cho cả trục lăn do đó gia tăng tuổi thọ của các bộ phận này. 2..2.2.5. Hệ thống làm mát (Hình 2.8)

Hệ thống quạt gió thổi liên tục không khí tới làm mát động cơ, đồng thời tạo ra đối lưu cưỡng bức đối với bộ trao đổi nhiệt của hệ thống truyền động, làm giảm nhiệt độ của dầu bôi trơn. Hệ thống làm mát bao gồm: quạt gió hướng trục (tác dụng làm giảm nhiệt độ của dầu bôi trơn); quạt gió làm mát động cơ; hệ thống ống dẫn khí và động cơ có 2 trục dẫn với công suất 20 (HP). Động cơ này đồng thời dẫn động cho cả quạt gió hướng trục, quạt gió làm mát động cơ. Một bộ khử ẩm được đặt ngay ở cửa nạp khí giúp loại bỏ bớt hơi nước có trong không khí nạp vào. 2.2.2.6. Hệ thống xilanh ổn định hướng cho đầu quay (Hình 2.9)

Hệ thống bao gồm xilanh, ắcqui thủy lực, cụm van điều áp và các thiết bị liên quan như buồng góp, ống dẫn... Xilanh (hoạt động bằng thủy lực) nối phần đáy của hộp tốc độ với giá xe lăn dẫn hướng, được điều chỉnh thông qua một ắcqui nằm trên xe lăn dẫn hướng. Ắcqui được nạp bằng nitơ và được giữ ở một mức áp suất nhất định (điều chỉnh bởi van điều áp). Cùng với hệ thống cân bằng, xilanh ổn định hướng có tác dụng giữ cho đầu nối bảo vệ luôn ở trạng thái thẳng đứng khi tháo rời khỏi cột cần khoan (trong quá trình tháo lắp cần) làm cho quá trình tháo lắp cần dễ dàng hơn.



Hình 2.8 Hệ thống làm mát

Hình 2.9 Xilanh ổn định hướng



2.2.2.7. Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển của TDS-8SA có sơ đồ cấu tạo như Hình 2.9. Trong hệ thống điều khiển có bàn điều khiển giúp người vận hành dễ dàng thao tác các chức năng của tổ hợp đầu quay.

Trên bàn điều khiển có các nút bấm để thực hiện các chức năng như: điều chỉnh bản lề nghiêng qua đó điều chỉnh vị trí của elevator; đóng mở phanh động cơ; điều chỉnh mômen vặn, tháo cần; điều khiển các động cơ phụ trợ (quạt gió, bơm dầu…); điều chỉnh giá đỡ liên kết quay; đóng mở van cầu trên; thay đổi chiều quay của đầu quay. Bàn điều khiển thực hiện các chức năng trên nhờ vào một hệ thống các van điện từ nối với các bộ phận đó.

PLC

VFD

Bµn ®iÒu khiÓn Trung t©m ®iÒu khiÓnTDS-8SA

§éng c¬ 3 pha

VFD: Variable Frequency Drive-Bé biÕn tÇn

PLC: Programmable Logic Control-Bé ®iÒu khiÓn logic

TÝn hiÖu®iÒu khiÓn

TÝn hiÖu®iÒu khiÓn

Hình 2.10 Mô hình hệ thống điều khiển Bẩy đèn báo sáng trên bàn điều khiển cho ta biết các điều kiện sau:

Hệ thống van cầu đã đóng; Phanh động cơ đang đóng (ở vị trí “ON”); Áp suất dầu bôi trơn bị giảm; Sự lưu thông không khí bị gián đoạn; Động cơ bị quá nhiệt; Lỗi dẫn động; Chế độ tự động.

Bàn điều khiển cũng có hệ thống còi báo để cảnh báo các điều kiện cho người vận hành biết, còi báo này có thể được tắt đi.



4321

MAX0

IBOPBRAKEPIPEHANDLER

SPINAUTO ON

IBOP CLOSED

OPEN CLOSEIBOP

OFF ON

BRAKE

BRAKE ON

TILTDRILL

LINK TILT OFF

TORQUE WRENCH PUSH&HOLD

LINK TILT FLOATRIGHTLEFT

ROTATE

DRILL MOTOR OVERTEMP

AUTO POSITION

HYDRAULIC POWERALARM SILENCEBLOWER LOSS

TORQUEDRILL

OILPRESS LOSS

MAKE-UP CURRENT LIMIT

DRIVEFAULT REVERSE FORWARD

0MAX

MAX0

DRILL TORQUE

THROTTLE

RPMTORQUER

ARG

R

R

R

R

EMERGENCY STOP

1314151617181920212223

12111098765

Hình 2.11 Bàn điều khiển của TDS-8SA

2.2.2.8. Hệ thống ôm, kẹp cần khoan PH-100

Hệ thống ôm, kẹp cần khoan (Hình 2.12) có hai chức năng chính đó là kéo cần dựng và cung cấp mômen xoắn lên đến 100000 (ft.lb) để tháo, vặn cần khoan tại chiều cao bất kỳ của tháp khoan. Hệ thống này bao gồm các bộ phận chính như sau:

Cơ cấu giá đỡ liên kết quay; Cụm bản lề nghiêng; Cơ cấu tạo mômen xoắn; Elevator và quang treo elevator; Cụm van cầu (IBOP).



Cài hình vẽ A3 (Hình 2.12)

a. Cơ cấu giá đỡ liên kết quay



Hình 2.13 Cấu tạo giá đỡ liên kết quay

1-Thân giá đỡ 6-Đai ốc 2-Vấu lắp bản lề nghiêng 7-Bulông 3-Vòng hãm 8-Ống bao trục dẫn 4-Vòng găng piston 9-Vấu móc quang treo elevator 5-Bánh răng điều chỉnh 10-Vấu lắp xilanh điều chỉnh bản lề nghiêng



Giá đỡ liên kết quay có cấu tạo là một khối rỗng, hai mặt bên có các vấu để móc quang treo elevator, mặt trước có vấu để lắp bản lề nghiêng. Mặt trong của giá đỡ liên kết quay có dạng hình trụ, cho phép trục dẫn quay tự do trong giá đỡ. Bên trong của giá đỡ có một xilanh thủy lực để giữ giá đỡ luôn nâng lên so với đầu nối trong quá trình khoan và hạ giá đỡ xuống đầu nối trong quá trình nâng thả cột cần khoan. Ngoài ra còn có các đường ống thủy lực được tuần hoàn liên tục trong quá trình khoan. Bánh răng điều chỉnh được bắt bulông vào mặt trên của giá đỡ, bánh răng được dẫn động thông qua một động cơ thủy lực trên cụm ghim chốt, trong quá trình khoan ghim chốt giữ cho đầu quay đứng yên, khi cần nâng thả cần dựng, ghim chốt được tháo ra để giá đỡ có thể quay tự do 360. Giá đỡ là một bộ phận chịu tải trong quá trình nâng thả cột cần khoan. b. Cụm bản lề nghiêng

Hình 2.14 Cụm bản lề nghiêng



Cụm bản lề nghiêng bao gồm một bản lề nghiêng được gắn trên thân của

giá đỡ liên kết quay, hai xilanh thủy lực, dây cáp điều khiển và cặp thanh truyền, vòng kẹp. Bản lề nghiêng có thể xoay tự do trong một khoảng nhất định nhờ vào chốt xoay, xilanh thủy lực được điều khiển từ bàn điều khiển thông qua một van điện từ, van điện từ này điều chỉnh lượng chất lỏng nạp vào xilanh. Bản lề nghiêng được nối với quang treo elevator qua cặp thanh truyền và vòng kẹp. Dây cáp điều khiển dùng để điều chỉnh khoảng cách giữa elevator và sàn dựng cần khoan trong quá trình tiếp cần giúp thợ khoan trên cao thực hiện thao tác dễ dàng hơn. c. Cơ cấu tạo mômen xoắn Cơ cấu gồm ống thủy lực và bàn kẹp. Bên trong ống thủy lực là hệ thống các ống dẫn, xilanh nâng và cáp nâng, dây cáp nâng nối đầu piston của xilanh nâng với bàn kẹp và được vắt qua một con lăn ở trên đỉnh ống thủy lực. Nhờ hệ thống cáp này mà bàn kẹp có thể chuyển động lên xuống ở trên ống thủy lực (khi tháo lắp IBOP). Bàn kẹp (Hình 2.15) có phần thân được tách làm hai nửa và được nối với nhau bằng hai chốt bản lề, mặt trên là bạc ổn định còn ở mặt dưới là vành dẫn hướng. Các chi tiết này cũng được chế tạo làm hai nửa và được bắt bulông vào thân bàn kẹp. Bên trong bàn kẹp gồm có hai má kìm và một xilanh khí nén để sinh lực kẹp, cụm chi tiết này dùng để kẹp chặt cột cần khoan trong quá trình lắp cột cần khoan vào van tiết kiệm dung dịch. Các chi tiết má kìm, bạc ổn định và vành dẫn hướng có thể thay đổi được tùy thuộc vào kích cỡ của cần khoan sử dụng. d. Elevator và quang treo elevator Elevator là bộ phận trực tiếp ôm, kẹp cần, được sử dụng trong quá trình tháo, lắp cần khoan. Elevator được móc vào giá đỡ liên kết quay thông qua quang treo elevator. Quang treo được điều khiển thông qua cụm bản lề nghiêng. Khả năng linh động của elevator là rất cao, elevator có thể được đẩy ra trước, sau lỗ khoan hoặc đẩy tới lỗ chuột. Trong quá trình khoan, quang treo elevator được đẩy ra phía sau và được giữ cố định ở vị trí nghiêng khoảng 20 30 để tránh giếng khoan. Elevator được điều khiển từ bàn điều khiển thông qua việc điều chỉnh cụm bản lề nghiêng.



Hình 2.15 Cấu tạo bàn kẹp

1-Vòng đệm xilanh 8-Chốt bản lề 17,23-Đai ốc 2-Đầu xilanh 9-Thanh chặn 18-Lò xo 3,4-Vòng găng piston 10,11-Đệm làm kín 19-Vành dẫn hướng 5-Piston 12,21-Cặp má kìm 20-Thân bàn kẹp 6,14-Bạc ổn định 15-Thân lắp bạc ổn định 24-Má kẹp 7,13,22-Bulông 16-Vòng đệm



e. Cụm van cầu (IBOP)

Hình 2.16 Cấu tạo cụm van cầu

Cụm van cầu là một đoạn van đối áp được đặt giữa đầu quay di động và cột cần khoan, nó có tác dụng chống phun bên trong cột cần khoan. Cụm van cầu gồm có van cầu trên, van cầu dưới và đầu nối bảo vệ, các chi tiết này được nối với nhau bằng ren. Ngoài ra còn có cụm 3 vành kẹp được lắp giữa trục dẫn và van cầu trên, van cầu trên và van cầu dưới, van cầu dưới và đầu nối bảo vệ. Các vành kẹp này nhằm ngăn sự tự tháo ren giữa các chi tiết trên trong quá trình tháo lắp cần khoan. Mỗi vành kẹp có cấu tạo gồm một ống lồng phía trong có dạng côn đôi và hai vòng đệm bên ngoài. Sự vặn xiết các bulông giữa hai vòng đệm làm cho hai vòng đệm cùng nhau ép chặt ống lồng, tạo ra lực kẹp. Đối với các vành kẹp này, nếu được lắp đặt đúng theo tiêu chuẩn có thể chịu đựng được mômen xoắn đến 76000 (ft.lb). Sự đóng, mở của van cầu trên được điều khiển từ bàn điều khiển, còn đối với van cầu dưới được thực hiện bằng tay.



*. Van cầu trên Van cầu trên được gắn trực tiếp vào đầu dưới của trục dẫn với một đầu nối ren thuận đường kính 5

87 (in) theo tiêu chuẩn của API (viện dầu mỏ Mỹ). Bên trong có một bi cầu với đường kính lỗ là 3 (in). Hai cơ cấu dẫn động khí nén dùng để điều chỉnh van đóng hay mở. Trục của cơ cấu dẫn động có chỗ để cho cờ lê vào đóng hoặc mở bằng tay khi cần thiết. Trên thân van có lắp một ống bao, trên hai mặt bên của ống bao được gắn hai khuỷu dẫn động dùng để đóng mở van cầu trên thông qua tay đòn điều khiển.

Hình 2.17 Cấu tạo van cầu trên

*. Van cầu dưới (Hình 2.18) Van cầu dưới được đặt ở giữa đầu nối bảo vệ và van cầu trên. Kích cỡ của van cầu dưới được chọn theo kích cỡ của đầu nối và kích cỡ van cầu trên. Trên thân van có cửa để đặt cờ lê đóng mở van bằng tay. *. Đầu nối bảo vệ



Là một đầu nối chuyển tiếp giữa van cầu dưới và cột cần khoan nhằm bảo vệ van cầu dưới, đầu nối này có thể được thay thế dễ dàng. Đây là một bộ phận chịu tải thường xuyên do đó cần được kiểm tra đều đặn.

Hình 2.18 Cấu tạo van cầu dưới 2.2.2.9. Hệ thống dây điện và ống dẫn phụ trợ Hệ thống dây điện bao gồm cáp điện và cáp điều khiền dùng để dẫn điện cho động cơ, hệ thống cảm biến và van điện từ (solenoid). Các dây cáp điện được xoắn lại với nhau và được đặt trong ống bảo vệ. Hệ thống ống dẫn phụ trợ bao gồm 3 đường ống dẫn 3

4 (in) dùng để dẫn

chất lỏng, trong đó có một đường dự trữ và một đường ống 12 (in) dùng để

dẫn khí. Các đường dẫn này dẫn chất lỏng, khí tới các hệ thống điều khiển bằng khí nén, hoặc làm mát động cơ…



CHƯƠNG 3 CÔNG TÁC VẬN HÀNH, CÁC DẠNG HỎNG HÓC, NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VÀ CÔNG TÁC KIỂM TRA BẢO DƯỠNG

3.1. Công tác vận hành 3.1.1 Khoan thuận Trình tự tiến hành khi khoan thuận (tiếp cần dựng): Đặt chấu chèn để giữ cột cần khoan và cho dừng tuần hoàn dung dịch; Tháo mối nối giữa cột cần khoan và đầu nối bảo vệ (trên cụm van cầu), sử dụng bàn kẹp và động cơ khoan ở chế độ đảo chiều (từ bàn điều khiển); Kéo ròng rọc lên và kẹp elevator vào đầu cần dựng nhờ thợ khoan ở trên cao; Nhấc cần dựng lên, nối vào đầu nối bảo vệ và cột cần khoan; Nhấc bỏ chấu chèn, tuần hoàn dung dịch và tiếp tục quá trình khoan.

Hình 3.1 trình tự khoan thuận



1- Ngắt kết nối với cột cần khoan 2- Dùng link tilt để đưa cần đơn về vị trí đầu quay 3- Nối cần đơn với đầu nối bảo vệ 4- Kết nối cần đơn với cột cần khoan 5- Tuần hoàn dung dịch khoan và tiến hành khoan tiếp

3.1.2 Doa ngược Vừa khoan vừa kéo cột cần khoan đi lên đến khi đầu trên của đoạn cần thứ tư lên mặt quá mặt sàn khoan thì dừng lại; Dừng tuần hoàn đồng thời đặt chấu chèn vào giữ cột cần khoan; Tháo mối nối giữa cần dựng với cột cần khoan và đầu nối bảo vệ; Nhấc cần dựng lên và đặt trở lại giá dựng cần; Hạ ròng rọc xuống, nối cột cần khoan vào đầu nối bảo vệ; Nhấc chấu chèn, cho tuần hoàn dung dịch và tiếp tục quá trình doa ngược.

Hình 3.2 trình tự doa ngược



1-dừng khoan, dừng tuần hoàn và ngắt kết nối 2-dùng link tilt đưa cần dựng vào vị trí kết nối 3-kết nối cần dựng với cột cần khoan 4-kết nối cần dựng với đầu quay 5-tuần hoàn dung dịch và tiến hành doa

3.2. Các dạng hỏng hóc, nguyên nhân và biện pháp khắc phục 3.2.1. Phanh động cơ Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Phanh không giữ

Không đủ không khí nạp

Kiểm tra áp suất của không khí nạp, với yêu cầu tối thiểu là 90 psi

Van solenoid không đóng -Kiểm tra dòng điện -Kiểm tra bơm dầu trên trạm cấp khí -Kiểm tra sự hoạt động của van solenoid -Kiểm tra và thay thế nếu cần thiết

Phanh không nhả

Van solenoid bị kẹt

-Bôi trơn, sửa chữa bằng các công cụ chuyên dụng hoặc thay thế van -Kiểm tra bơm dầu tại buồng cấp khí

Van xả nhanh không vận hành đúng quy trình

Lau chùi hoặc thay thế nếu cần thiết

3.2.2. Động cơ quạt gió Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Hệ thống cơ gây ồn Cánh quạt bị giơ

Xiết lại cánh quạt vào moayơ



Bạc lót ổ trục bị mòn Sửa chữa và thay thế nếu cần thiết

Quạt chạy không liên tục

Dây dẫn điện không tốt, hoặc bị chập

Xác định vị trí, sửa chữa và thay thế nếu cần thiết

Bộ khởi động bị hỏng Kiểm tra bụi bẩn bám ở cuộn dây khởi động. Làm sạch cuộn dây, nếu không được thì có thể thay thế

Động cơ bị quá nhiệt (nút báo quá nhiệt trên bàn điều khiển sáng trong khi quạt chạy)

Quạt gió quay không đúng chiều quay

Kiểm tra chiều quay của quạt gió

Dây dẫn bị đứt Thay thế bằng dây dự trữ

3.2.3. Hệ thống cân bằng Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Hệ thống cân bằng không đảm bảo áp suất cần thiết

Van kim chưa đóng

Điều chỉnh áp suất, kiểm tra van kim

Thân xilanh bị rò Thay thế xilanh Ống nối, ống mềm bị rò rỉ

Khắc phục hoặc thay thế tùy theo tình trạng ống

Van điều áp bị bẩn hoặc hỏng

Làm sạch, sửa chữa, thay thế nếu cần

Van chặn bị kẹt, bẩn Làm sạch hoặc thay thế Van cân bằng bị hạ thấp Đưa van về đúng vị trí

Cán piston không thể di chuyển

Áp suất khí nạp vào xilanh quá cao

Điều chỉnh lại áp suất cho phù hợp

3.2.4. Xilanh ổn định hướng đầu quay Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục



Xilanh không giữ áp suất ổn định

Van kim để mở

Đóng van và kiểm tra lại áp suất

Gioăng làm kín cán xilanh bị rò

Thay thế gioăng làm kín

Hệ thống ống nối, ống mềm dẫn khí bị rò

Làm kín ống hoặc thay thế nếu cần thiết

Van điều áp bị bám bẩn Làm sạch van, nếu không đảm bảo có thể thay thế

Đầu nối bảo vệ bị lệch trục so với cột cần khoan

Áp suất trong xilanh quá cao hoặc quá thấp

Điều chỉnh lượng khí nén đưa vào cho phù hợp

Lắp ráp cán xilanh quá dài hoặc quá ngắn

Hiệu chỉnh lại độ dài cho phù hợp

Hệ thống ray dẫn hướng lắp không cân so với tâm giếng

Kiểm tra xem bàn xoay trên sàn khoan đã ở đúng vị trí chưa, sau đó điều chỉnh ray dẫn hướng theo bàn xoay

3.2.5. Hệ thống xe lăn dẫn hướng Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Xe lăn dẫn hướng di chuyển quá nhanh hoặc quá chậm

Van điều chỉnh dòng chảy trên xe lăn chưa được lắp đặt một cách chính xác

Điều chỉnh lại van cho đến khi xe lăn di chuyển đạt tốc độ cần thiết

Con lăn không quay

Vòng bi không được bôi trơn Bơm mỡ vòng bi con lăn

Con lăn phát ra âm thanh lớn khi lăn

Con lăn bị mòn Kiểm tra thay thế con lăn bị mòn

3.2.6. Hộp tốc độ



Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Dầu bị rò ở phía đáy hộp tốc độ

Đệm làm kín bị khô quá hoặc bị hở

Bôi trơn đệm làm kín hoặc thay thế nếu cần

Dầu bị rò từ lỗ thông hơi trên vỏ bọc trục dẫn

Mức dầu quá cao Điều chỉnh lại mức dầu -Sử dụng không đúng loại dầu bôi trơn -Dầu bị sủi bọt

Thay thế dầu

Nhiệt độ dầu bôi trơn quá cao

Mức dầu quá cao hoặc quá thấp

Điều chỉnh mức dầu theo mắt thăm dầu

Sử dụng không đúng loại dầu bôi trơn

Kiểm tra lại loại dầu sử dụng xem đã phù hợp chưa (dựa vào bảng hướng dẫn sử dụng dầu bôi trơn). Nếu chưa đúng thì thay thế loại dầu khác

Phin lọc dầu bị tắc

Tháo phin lọc để kiểm tra dòng chảy, áp suất tại cửa ra của bơm dầu, kiểm tra sự lưu thông của dầu

Bộ phận trao đổi nhiệt bị tắc, nhiễm bẩn

Kiểm dòng chảy của chất khí hoặc lỏng để đảm bảo sự trao đổi và hấp thụ nhiệt

3.2.7. Bộ kẹp cần 3.2.7.1. Giá đỡ liên kết quay Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Giá đỡ không quay

Van điều khiển hoặc van an toàn bị kẹt dính

Kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế. Quan sát sự thay đổi áp suất khi van solenoid được kích hoạt. Nếu không có sự thay đổi thì thử khắc phục bằng tay trên van

Van solenoid không được cấp điện

Kiểm tra đường dẫn điện và tính năng của van



Động cơ thủy lực bị hỏng hoặc răng bánh răng bị gãy

Thay thế động cơ, kiểm tra bánh răng

Ghim chốt ăn khớp Điều chỉnh van giảm áp Bộ phận cơ bị kẹt Kiểm tra và sửa chữa Van chủ đạo không dịch chuyển

Kiểm tra áp suất 2 bên van. Thay thế van

Cửa van ổn định bít kín

Làm sạch cửa van, thay thế van

Đường ống thủy lực bị hỏng

Thay thế đường ống thủy lực

3.2.7.2 Xilanh điều chỉnh IBOP Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Van an toàn bị rò

Thân van phía trong bị mòn

Kiểm tra khe hở thân van phía trong và sửa chữa hoặc thay thế nếu cần

Bộ khởi động vận hành không đúng quy trình

Kiểm tra sự vận hành của phần cơ khí trên bộ khởi động. Kiểm tra van điều áp

Rung động hoặc đảo trong khi quay

Các bạc lót trên tay đòn điều khiển hoặc bộ phận khởi động bị mòn hỏng

Thay thế bạc lót

Trục cam bị mòn Kiểm tra mòn và thay thế nếu mòn quá mức độ cho phép

Xilanh không khởi động

Van điều áp bị kẹt Ắcqui không được cấp đủ khí

Kiểm tra áp suất, hiệu chỉnh hoặc thay thế van điều áp Kiểm tra áp suất trên bình và nạp vào theo yêu cầu



3.2.7.3 Cụm ghim chốt Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Ghim chốt không ăn khớp

Van solenoid không hoạt động hoặc van giảm áp chưa được cài đặt

-Kiểm tra lại đường điện và áp suất khí nạp, hiệu chỉnh lại theo yêu cầu -Thay thế van điều chỉnh hướng -Sửa chữa lại hệ thống ống dẫn khí hoặc xilanh khí nén

Ghim chốt tạo lực quá lớn lên bánh răng điều chỉnh

Van giảm áp không hoạt động hoặc hiệu chỉnh chưa đúng

Kiểm tra lại áp suất và hiệu chỉnh lại theo yêu cầu

3.2.8. Cụm bản lề nghiêng Triệu chứng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Elevator không đặt được cần dựng đúng vị trí của thợ khoan hoặc vị trí của lỗ chuột

Vòng kẹp điều chỉnh chưa đúng

Kiểm tra và điều chỉnh lại vị trí của vòng kẹp

Elevator không trả lại đúng vị trí cân bằng

Nếu bản lề vẫn nghiêng bình thường thì nguyên nhân là tại hệ thống điện

Kiểm tra van solenoid và các đầu nối

Nếu bản lề không nghiêng thì nguyên nhân là tại đường thủy lực

Kiểm tra các đường thủy lực

Bản lề nghiêng không di chuyển

Van solenoid không dịch chuyển

Kiểm tra sự liên tục của dòng điện



Quang treo elevator không di chuyển cùng nhau

Van giữ tải chưa được hiệu chỉnh hoặc hiệu chỉnh sai

Hiệu chỉnh áp suất cho 4 van ở mức 1500 psi

3.2.9. Cụm ống rửa Nếu cụm ống rửa bị rò rỉ trong quá trình làm việc ở điều kiện áp suất của dung dịch thấp (nhỏ hơn 1700 psi) thì tiến hành các bước khắc phục như sau: Tháo rời cụm ống rửa và kiểm tra sự chính xác của các mối ráp; Kiểm tra hư hỏng của các đệm làm kín và chất lượng gia công tinh của ống; Ngâm các vòng đệm làm kín trong dầu; Lắp lại cụm ống rửa (kiểm tra độ kín khít, độ chặt tại các mặt nối) sau đó lắp lại vào đầu quay; Bôi trơn cho cụm ống rửa tại chỗ;

Quay trục dẫn ở tốc độ 25 50 (v/p) trong vòng 5 phút (không tuần hoàn dung dịch) để điều chỉnh đệm làm kín; Cho bơm hoạt động và kiểm tra sự rò rỉ. Nếu vẫn còn hiện tượng rò rỉ có thể là do đệm làm kín hoặc ống lót đã bị hỏng và cần được thay thế. 3.3. Công tác kiểm tra, bảo dưỡng 3.3.1. Công tác kiểm tra 3.3.1.1. Kế hoạch kiểm tra

Bảng 3.1 Kế hoạch kiểm tra TDS-8SA Nội dung kiểm tra Chu kỳ

kiểm tra Mức dầu hộp số Hàng ngày Kiểm tra độ giơ cho toàn bộ các ống nối và các thiết bị phụ trợ đi kèm

Hàng ngày

Kiểm tra sự rò rỉ của ống rửa Hàng ngày Kiểm tra vị trí và độ chặt của vòng kẹp trên cụm bản lề Hàng ngày



nghiêng Kiểm tra sự rò rỉ và mòn của ống thủy lực và các chốt trên cơ cấu bản lề nghiêng

Hàng ngày

Kiểm tra sự rò rỉ trên xilanh điều chỉnh IBOP Hàng ngày Kiểm tra độ xiết chặt của các bulông trên vành kẹp chống tháo ren

Hàng ngày

Kiểm tra độ căng, độ kín khít của các ống mềm Hàng ngày Kiểm tra mức độ bọt của dòng dầu bôi trơn Hàng tuần Kiểm tra các cửa thông khí của động cơ Hàng tuần Kiểm tra các thành phần của xe lăn dẫn hướng Hàng tuần Kiểm tra độ mòn của má kẹp trên bàn kẹp Hàng tuần Kiểm tra sự ăn mòn ống lót (trong cụm ống rửa) Hàng tháng Kiểm tra đường kính của mắt quang treo elevator Hàng tháng Kiểm tra sự mòn của má phanh, rò rỉ khí trên phanh động cơ Hàng tháng Kiểm tra độ mòn của ghim chốt Hàng tháng Kiểm tra độ hở giữa bạc và chốt trên đòn kích thích IBOP Hàng tháng Kiểm tra mòn và sự chuyển động của con lăn dẫn động IBOP Hàng tháng Kiểm tra mòn cho chốt bản lề Hàng tháng Kiểm tra độ mòn của bạc lót ổn định trên bàn kẹp Hàng tháng Kiểm tra khả năng nạp của các bình chứa, ắcqui 3 tháng Kiểm tra độ lỏng ổ trục cho hộp tốc độ 6 tháng Kiểm tra sự mòn hỏng trên ống nối 6 tháng Kiểm tra sự ăn mòn phía trong ống chữ S 6 tháng Kiểm tra đường kính trong của elevator 6 tháng Kiểm tra độ mòn của bánh công tác của bơm (bơm dầu) 12 tháng Kiểm tra độ mòn của trục dẫn 12 tháng Kiểm tra sự mòn hỏng của cụm IBOP 6 tháng Kiểm tra các vết nứt của các chi tiết chịu tải 3 tháng cho

các mặt hở và 5 năm cho toàn bộ chi tiết



3.3.1.2. Kiểm tra chi tiết a. Kiểm tra phanh động cơ Tháo nắp phanh và kiểm tra độ mòn của má phanh, thay thế nếu mòn quá giá trị cho phép (cung cấp bởi nhà sản xuất). b. Kiểm tra đường dẫn dung dịch (Hình 3.1) Công tác kiểm tra bao gồm các công việc sau: Kiểm tra bằng mắt thường đối với cụm ống rửa; Kiểm tra ống chữ S; Kiểm tra ống lót; Kiểm tra khe hở chiều trục của trục dẫn (không bắt buộc). * Kiểm tra cụm ống rửa Kiểm tra sự rò rỉ của cụm ống rửa hằng ngày bằng mắt thường. kiểm tra bạc lót giữa vỏ bọc ống rửa và phần đế của cổ ngỗng 6 tháng 1 lần theo các bước sau: Đặt đế của máy đo lên trên phần đế của cổ ngỗng và đặt máy đo lên phía trên của bạc lót; Nâng và hạ bạc lót đồng thời ghi lại toàn bộ giá trị đọc được trên máy; Đặt đế của máy đo từ tính hoặc giá đỡ tùy biến lên bạc lót hoặc hộp làm kín; Quay bạc lót 360 và ghi lại toàn bộ giá trị đọc trên máy. Dung sai cho phép của ống rửa: Tiến hành nêm vào đáy của cổ ngỗng để đạt được khe hở ổ trục trong khoảng 0,0010,003 (in). Kiểm tra khe hở bằng cách nâng, hạ bạc lót. Độ lệch tối đa của bộ phận định tâm cổ ngỗng là 0,01 (in). * Kiểm tra ống chữ S: Để kiểm tra ống chữ S trước tiên phải tháo 2 đai ốc hãm ở 2 đầu ống, sau đó tiến hành kiểm tra độ mòn của ống bằng sóng siêu âm. * Kiểm tra ống lót: Trước tiên tháo rời cụm ống rửa sau đó kiểm tra sự ăn mòn của ống lót, nếu vượt quá mức độ cho phép thì phải tiến hành thay thế ống lót. Chú ý là khi thay ống lót thì đệm làm kín cũng phải được thay thế cùng.



Hình 3.3 Kiểm tra đường dẫn dung dịch * Kiểm tra khe hở chiều trục của trục dẫn Các bước tiến hành: Tháo rời cụm ống rửa; Gá đặt đồng hồ so như hình vẽ; Kiểm tra khe hở chiều trục bằng cách đặt một lực cưỡng bức lên trục theo hướng từ dưới lên, sau đó ghi lại giá trị đọc được trên đồng hồ so, đó chính là giá trị cần kiểm tra; Nếu giá trị đọc được lớn hơn 0,003 (in) thì ta tháo bệ đỡ ra và điều chỉnh lại số nêm ở bên dưới bệ đỡ cho đến khi đạt được khe hở trong khoảng 0,0010,003 (in), với mômen vặn các đai ốc trên bệ đỡ từ 250270 (ft.lb).



Hình 3.4 Kiểm tra khe hở chiều trục của trục dẫn c. Kiểm tra sự ăn khớp của bánh răng hộp tốc độ (Hình 3.3) Chú ý là công việc kiểm tra này chỉ cần thiết khi phải lắp đặt lại đầu quay, còn trong những công tác bảo dưỡng thông thường thì không cần. Các bước tiến hành như sau: Xả hết dầu trong hộp tốc độ; Tháo vỏ dưới của hộp tốc độ để kiểm tra sự ăn khớp; Cho một dây hợp kim mềm vào giữa khoảng ăn khớp của 2 răng sau đó ghi lại bề dày của tại 2 điểm trên dây hợp kim được tạo ra do sự ăn khớp của 2 răng bằng trắc vi kế. Nếu khe hở lớn hơn 0,05 (in) thì bánh răng đã mòn quá giá trị cho phép và cần được thay thế. d. Kiểm tra van giảm thanh Van giảm thanh được lắp trên cửa hệ thống xả của buồng góp trên van solenoid để chống ồn. Van giảm thanh ngoài chức năng làm giảm tiếng ồn còn thu giữ lại các tạp chất có thể gây tắc khí trong kênh dẫn khí. Sự co hẹp của kênh dẫn khí làm thay đổi áp suất khí nén dẫn đến sự hoạt động không ổn định của các van solenoid. Theo định kỳ tháo, làm sạch hoặc thay thế van giảm thanh. Nếu không cần chống ồn thì có thể thay thế van giảm thanh bằng một khuỷu nối đơn thông thường.



BA

B

A

2

1

R¨ng ¨n khíp 2-D©y hîp kim mÒm dA+dB=Khe hë c¹nh r¨ng

Hình 3.5 Kiểm tra sự ăn khớp của bánh răng hộp tốc độ e. Kiểm tra bộ ôm kẹp cần khoan Kiểm tra độ giơ của toàn bộ các bulông, đầu nối hàng ngày. Nếu có bất kỳ đoạn ống, chốt hãm an toàn phải tháo ra để sửa chữa cần thay thế bằng các thiết bị dự trữ ngay. Kiểm tra chốt bản lề để đảm bảo nó không bị giơ quá so với lỗ trên thân bàn kẹp. * Kiểm tra ghim chốt: Kiểm tra độ mòn của ghim chốt hàng tháng, nếu mòn quá 0,06 (in) trên toàn bộ đường kính thì phải thay thế. * Kiểm tra bản cụm bản lề nghiêng: Kiểm tra đường thủy lực và các đầu nối xem có rò rỉ hay mòn không, thay thế nếu cần thiết. Kiểm tra vị trí và độ chặt của vòng kẹp hàng ngày. Độ mòn cho phép: Đầu nối: Cần thay thế đầu nối ngay nếu mòn quá 0,06 (in) trên toàn bộ đường kính;



Bạc lót: Thay thế bạc lót khi lớp áo bọc bị mòn hết hoặc mòn quá 0,04 (in) ở biên. * Kiểm tra ống nối: Kiểm tra toàn bộ các bộ phận của ống nối 6 tháng một lần cho các hiện tượng nứt, mòn hoặc ăn mòn. Chi tiết kiểm tra như sau: Kiểm tra bán kính kênh thoát nằm trên mặt trong của vòng hãm; Kiểm tra mòn, ăn mòn trên gờ chia nửa ống nối; Kiểm tra mòn, ăn mòn hoặc nứt do mỏi trên đường kính trong và ngoài của ống nối. * Kiểm tra xilanh điều khiển IBOP: Kiểm tra rò rỉ cho xilanh hằng ngày. Làm kín hoặc thay thế các đường ống mềm bị rò, hỏng. Nếu phát hiện rò trên xilanh, tháo xilanh và thay thế các đệm làm kín. Hàng tháng kiểm tra cơ cấu dẫn động và kiểm tra mòn cho các bạc lót, chốt hãm trên tay đòn dẫn động. Độ mòn cho phép: Chốt hãm: Thay thế chốt hãm nếu mòn quá 0,03 (in) trên đường kính của chốt; Bạc lót: Thay thế bạc lót khi lớp áo bọc bị mòn hết hoặc mòn quá 0,04 (in) ở biên. * Kiểm tra vành kẹp chống tháo ren: 3 vành kẹp này được kiểm tra hàng ngày cho độ giơ của các bulông để sửa hoặc thay thế nếu cần thiết. Chú ý là mômen vặn các đai ốc hãm trong khoảng 362 5 (ft.lb). * Kiểm tra bàn kẹp: Kiểm tra các chi tiết như: chốt bản lề; các ốc hãm; xilanh và cặp má kẹp. Kiểm tra mòn cho chốt bản lề hàng tháng và thay thế nếu cần thiết. Kiểm tra hàng ngày độ giơ của các ốc hãm, rò rỉ của các ống mềm và của xilanh và thay thế đệm làm kín cho xilanh nếu phát hiện rò rỉ. Kiểm tra hàng tuần độ mòn của cặp má kẹp và thay thế nếu vượt quá giá trị cho phép. * Kiểm tra elevator và quang treo elevator: Kiểm tra elevator theo chu kỳ 6 tháng, kiểm tra sự mòn hỏng của mặt trong elevator. Độ mòn cho phép của vai

elevator phía trong không được vượt quá 1

8 (in). Chi tiết về kiểm tra quang treo elevator được trình bày trong phần 6 f. Kiểm tra hệ thống điện Chu kỳ kiểm tra tùy thuộc vào bộ phận phụ trách về điện. Kiểm tra toàn bộ các dây dẫn, các bộ nối và các cụm thiết bị liên quan, kiểm tra sự mất tín



hiệu hoặc các hư hại khác để kịp thời sửa chữa, thay thế. Ngoài ra cũng phải kiểm tra các hư hỏng bề ngoài của các cảm biến và thay thế nếu cần thiết. g. Kiểm tra các mắt của quang treo elevator

Hình 3.6 Kiểm tra quang treo elevator Theo chu kỳ 1 năm (hoặc khoảng 3000 giờ làm việc). Sử dụng calíp để đo kích thước của các mắt quang treo elevator, so sánh giá trị với Bảng 3.2 để xác định được công suất nâng cho phép của quang treo elevator. h. Kiểm tra các vết nứt cho các chi tiết chịu tải Các chi tiết chịu tải ở đây bao gồm: quang treo; trục dẫn; giá đỡ liên kết quay; ống nối; elevator và quang treo elevator; cụm van cầu (van cầu trên, van cầu dưới và đầu nối bảo vệ). Chu kỳ kiểm tra là 3 tháng hoặc 1500 h làm việc đối với các bề mặt hở và 5 năm đối với toàn bộ chi tiết. Sử dụng phương pháp kiểm tra bằng từ tính. Bảng 3.2 Công suất nâng cho phép của quang treo elevator Kích thước mắt trên (in) (C)

Kích thước mắt dưới (in) (A)

Công suất nâng cho phép (tấn)

782B (in)

5 142 250

784 1

82 210 5

84 1162 188

384 3

41 137



1

23B (in) 5 3

42 350 13

164 9162 300

584 3

82 225 7

164 3162 175

124B (in)

6 123 500

345 1

43 420 1

25 33 325 1

45 342 250

146B (in)

127 1

24 750 1

47 144 650

7 4 600 3

46 343 550

3.3.2. Công tác bôi trơn 3.3.2.1. Lựa chọn dầu bôi trơn hộp tốc độ TDS-8SA có thể hoạt động trên một khoảng thay đổi rộng của nhiệt độ và các điều kiện môi trường. Độ nhớt của dầu bôi trơn thay đổi từ khá đậm đặc tại thời điểm bắt đầu mở máy cho đến rất loãng trong điều kiện động cơ chạy liên tục. Lựa chọn dầu bôi trơn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường. Nếu chọn dầu bôi trơn có độ nhớt lớn hơn yêu cầu có thể làm hỏng hộp tốc độ hoặc làm hỏng bơm dầu do quá tải. Để lựa chọn dầu bôi trơn ta căn cứ vào bảng sau: Bảng 3.3 Lựa chọn dầu bôi trơn cho hộp tốc độ Nhiệt độ môi trường

6 16 C 7 30 C 21 C

Hãng sản xuất Tên dầu lựa chọn Castrol Alpha LS-68 Alpha LS-150 Alpha LS-320 Chevron NL Gear 68 NL Gear 150 NL Gear 320 Exxon Spartan EP68 Spartan Ep150 Spartan EP320



Gulf EP Lube HD68 EP Lube HD150 EP Lube HD320 Mobil MobilGear 626 MobilGear 629 MobilGear 632 Shell Omala 68 Omala 150 Omala 320 Statoil Loadway 68 Loadway 150 Loadway 320 Texaco Meropa 68 Meropa 150 Meropa 320 Total Carter EP 68 Carter EP 150 Carter EP 320 Union Extra Duty

NL2EP Extra Duty NL4EP

Extra Duty NL4EP

3.3.2.2. Kế hoạch bôi trơn Bảng 3.4 Kế hoạch bôi trơn cho TDS-8SA Công việc bôi trơn Chu kỳ (loại dầu sử dụng) Bôi trơn bánh răng của giá đỡ liên kết quay

Hàng ngày (dầu bọc nhẹ)

Bôi trơn bánh răng của cụm ghim chốt

Hàng ngày (dầu bôi trơn thông thường)

Bôi trơn bàn kẹp Hàng ngày (dầu bôi trơn thông thường)

Bôi trơn cụm ống rửa Hàng ngày (dầu bôi trơn thông thường)

Tra dầu cho các ổ bi trên tay đòn điều khiển IBOP

Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)

Bôi trơn cho cụm van cầu Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)

Bôi trơn elevator Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)

Bôi trơn xe lăn dẫn hướng Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)

Tra dầu vào chốt xoay trên quang treo

Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)

Tra dầu cho cụm bản lề nghiêng Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)



Tra dầu cho các mắt của quang treo elevator

Hàng tuần (dầu bọc ống)

Tra dầu vào đế elevator Hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường)

Tra dầu vào các bạc lót ổ trục trên động cơ

3 tháng (dầu bôi trơn động cơ GE-D6A2C10)

Bôi trơn cho quạt gió 3 tháng (dầu bôi trơn động cơ) Thay dầu trong hộp tốc độ 3 tháng (dầu bôi trơn bánh răng) Thay phin lọc dầu trên hộp tốc độ 3 tháng 3.3.2.3. Bôi trơn chi tiết a. Bôi trơn động cơ khoan (Hình 3.7) Theo chu kỳ 3 tháng tiến hành tra dầu cho động cơ, trình tự tiến hành như sau: Xác định lối vào của vú mỡ ở mặt trên của động cơ; Lau sạch khu vực xung quanh và tháo nắp đậy đồng thời tháo nút xả cặn ở phía đối diện của cửa vào; Làm tương tự như trên với mặt dưới của động cơ; Tra dầu vào cho các bạc lót bằng cách sử dụng súng bơm dầu Làm sạch dầu thừa ở cửa vào và nút xả cặn đồng thời thay thế các nắp đậy. b. Thay thế dầu của hộp tốc độ Thay thế dầu lần đầu cho hộp tốc độ sau 4 tuần hoặc 500 giờ làm việc đồng thời thay thế phin lọc dầu (đối với các lần tiếp theo thay thế với chu kỳ 3 tháng một lần). Sau khi thay thế dầu kiểm tra cho chính xác lưu lượng dầu. Luôn luôn kiểm tra mức dầu sau khi động cơ đã chạy và hộp tốc độ đã ấm lên. Chú ý kiểm tra mức dầu không kể bọt dầu. Hộp tốc độ có thể chứa khoảng từ 10 20 (gal) dầu, luôn luôn điền dầu đến mức giữa của mắt thăm dầu. Đối với đầu quay mới, tiến hành các bước như sau để điền dầu vào hộp số: Dùng bơm dầu để bơm dầu bôi trơn đến mức trên của mắt thăm dầu; Cho động cơ chạy trong khoảng 1015 phút và kiểm tra mức dầu qua mắt thăm dầu;



Nếu mức dầu ở dưới điểm giữa của mắt thăm dầu thì điền thêm dầu vào cho đến điểm giữa mắt thăm dầu. Khi xả dầu từ cửa xả nằm dưới đáy hộp tốc độ chỉ có khoảng 56 (gal) dầu được xả ra. Lượng dầu còn lại nằm trong bồn trũng của đầu quay (12 gal), trong bơm dầu, hệ thống làm lạnh (12 gal) và bề mặt tẩm ướt phía trong của vỏ động cơ (khoảng 23 gal). Tháo ống hút trên nắp đậy phía dưới của trục bánh răng để xả nốt lượng dầu còn thừa và xả các cặn bẩn.

Hình 3.7 Bôi trơn động cơ khoan



c. Bôi trơn xe lăn dẫn hướng Bôi trơn cho con lăn tại vú mỡ nằm trên con lăn. Kiểm tra sự rạn nứt và khe hở hướng tâm hàng tuần và thay thế nếu cần thiết. Nếu xảy ra hiện tượng rò rỉ dầu bôi trơn trên các con lăn thì tiến hành khắc phục như sau: Tháo rời các con lăn; Làm sạch và kiểm tra sự rạn nứt của tất cả các con lăn; Đối với các con lăn vẫn còn có thể sử dụng được, tiện một lỗ ren ở đầu trục lăn

với kích thước 1

8 (in). Vặn ren và lắp đặt đầu bôi trơn thích hợp sau khi đã

làm sạch các mảnh vụn sắt ở cửa bơm dầu trên trục lăn; Bôi trơn cho các bạc lót con lăn trước khi ráp và lắp đặt các con lăn và trục lăn; Bôi trơn lại bạc lót con lăn qua lỗ bôi trơn để đảm bảo rằng dầu bôi trơn được bơm qua bạc lót, có thể để dầu bôi trơn tràn ra giữa con lăn và trục lăn; Thay thế các con lăn không thể sử dụng được nữa. Tại mỗi góc đáy của bệ động cơ là điểm bôi trơn cho các ngõng trục, các điểm này được bôi trơn hàng tuần. Hàng ngày bằng năng lượng của dòng thủy lực kiểm tra lớp vải lọc trên bộ lọc có áp để xác định hiện trạng của các khâu lọc. Thay thế các khâu lọc khi chế độ đường tắt được chỉ báo. d. Bôi trơn bộ kẹp cần PH-100 * Bôi trơn giá đỡ liên kết quay: Sử dụng dầu bọc nhẹ cho bánh răng liên kết quay hàng ngày. Hàng tuần, sử dụng dầu bôi trơn thông thường tra vào các chốt trên bản lề nghiêng và các vú mỡ trên thân giá đỡ; Sử dụng dầu bọc ống bôi trơn cho các mắt của quang treo elevator hàng tuần, đồng thời sử dụng dầu bôi trơn thông thường để bôi trơn cho các vú mỡ trên elevator.



1-Bôi trơn hàng ngày (dầu bọc nhẹ) 2,3,4-Bôi trơn hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường) 5-Bôi trơn hàng tuần (dầu bọc ống)

Hình 3.8 Bôi trơn giá đỡ liên kết quay * Bôi trơn cụm ghim chốt: Sử dụng dầu bọc nhẹ bôi trơn cho các bánh răng trên cụm ghim chốt hàng ngày; Hàng tuần bôi trơn cho các bạc lót bằng dầu bôi trơn thông thường.



1-Bôi trơn hàng tuần (dầu bôi trơn thông thường) 2-Hàng ngày (dầu bọc nhẹ)

Hình 3.9 Bôi trơn cụm ghim chốt * Bôi trơn cụm van cầu: Bôi trơn cụm van cầu hàng tuần tại vú mỡ (phía dưới khuỷu dẫn động). Có 3 lý do để bôi trơn IBOP đó là: Bảo vệ vòng chắn dầu; Bôi trơn cho ổ tựa; Làm sạch mùn và cặn bẩn bám trong rãnh chứa lò xo lượn sóng. Để bôi trơn cho IBOP tiến hành các bước như sau: Tháo rời chốt làm kín trên ổ tựa phía trên; Lắp đặt đầu bôi trơn thích hợp và mở van; Bôi trơn van với khoảng 10 hành trình đầy đủ của súng bôi trơn cầm tay hoặc một lượng tương đương từ máy phun dầu sử dụng khí nén. Áp suất của dầu bôi trơn không được vượt quá 300 (psi), nếu áp suất dầu bôi trơn lớn hơn 300 (psi) có thể làm vòng chắn dầu bị đẩy vào khe hở giữa ổ tựa dưới và thân van; Tháo đầu bôi trơn, lắp chốt làm kín, xiết lại cho chắc chắn.



* Bôi trơn cho cụm thiết bị tạo mômen xoắn: Sử dụng dầu bôi trơn thông thường để bôi trơn cho các vú mỡ trên bàn kẹp (trên thân bàn kẹp, bạc ổn định, vành dẫn hướng và trên xi lanh) và bôi trơn cho chốt bản lề hàng ngày; Hàng tuần sử dụng chổi quét dầu lên ống thủy lực tại những bề mặt không sơn, tra dầu cho ổ bi trên tay đòn và trên cán piston điều khiển IBOP hàng tuần.

1,2,3-Bôi trơn hàng ngày (dầu bôi trơn thông thường) 4-Dùng chổi quét dầu lên những bề mặt không sơn(hàng tuần)

Hình 3.10 Bôi trơn cụm thiết bị tạo mômen xoắn



g. Bôi trơn cụm ống rửa

Hình 3.11 vú mỡ

Bôi trơn cụm ống rửa hàng ngày tại vú mỡ trên thân ống rửa. Trước khi bôi trơn phải tắt bơm, cho dừng tuần hoàn dung dịch.



CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU QUAY DI ĐỘNG

4.1. Tính toán công suất khoan 4.1.1. Thông số giếng N070 và thông số chế độ khoan 4.1.1.1. Profin giếng và cấu trúc giếng khoan N070 Profin giếng:

Hình 4.1 Profile giếng khoan N070

Dễ dàng tính toán góc nghiêng của giếng 1 = 2 = cos = 0,83 suy ra: = 33,9o



4.1.1.2. Thông số chế độ khoan Bảng 4.1 Bảng thông số chế độ khoan

Khoảng chiều sâu (m)

Tải trọng đáy G (KN)

Lưu lượng bơm Q (l/s)

Tốc độ quay n (v/p)

85 120 20 40 5060 50 60

120 250 20 60 5052 50 60 250 1381 40 140 50-52

1381 2081 60 120 42-46 2081 2949 40 80 40-44 2949 3949 40 80 44-39

3949 4729 140 160 32-26 70100 4729 4884 150 160 28-26 70 85 4884 5227 120 130 14-18 60 70

4.1.2. Cấu trúc bộ dụng cụ và thông số dung dịch khoan sử dụng 4.1.2.1. Cấu trúc bộ dụng cụ Loại cần khoan sử dụng ở đây là cần 127 với các thông số sau:

Bảng 4.2 Thông số cần khoan sử dụng Đường kính ngoài nD

(mm) Đường kính trong tD

(mm) Trọng lượng 1 mét

cần (kG) 127 108,62 32,6

Bộ cần nặng và choòng sử dụng tương ứng với từng khoảng khoan như sau: * Khoảng khoan từ 120 250 (m)



Bảng 4.3 Thông số các thiết bị dùng trên từng khoảng khoan

Cáu trúc

Khoảng cách từ đáy

tới thiết bị Đường kính

Chiều dài từng

chi tiết Trọng lượng

Tổng chiều

dài

Tổng khối

lượng

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 Khoảng 85-120(m) Nhiêt độ bằng nhiệt độ đáy

1 2 3 4 5 6 7 8

chòng 660.4 cần nặng-228.6

РАСШ 830 Cần nặng-228.6 Cần nặng 660.4 Cần nặng-228.6 Cần nặng-203.2

Cần khoan thành dày-127

0.00 0.80

10.20 10.85 20.25 22.66 32.06 60.26

660.4 228.6 830.0 228.6 660.4 228.6 203.2 127.0

0.80 9.40 0.65 9.40 2.41 9.40 28.20 28.05

617 2728 600

2728 1062 2728 6210 2059

0.80 10.20 10.85 20.25 22.66 32.06 60.26 88.31

0.617 3.345 3.945 6.673 7.735 10.463 16.672 18.732

2 Khoảng 120-250(m)

1 2 3 4 5 6

chòng 660.4 cần nặng-228.6 định tâm 660.4 cần nặng-228.6 cần nặng-203.2

cần khoan thành dày-127

0.00 0.80

19.60 22.01 31.41 59.61

660.4 228.6 660.4 228.6 203.2 127.0

0.80 18.80 2.41 9.40 28.20 84.15

617 5456 1062 2728 6210 6178

0.80 19.60 22.01 31.41 59.61

143.76

0.617 6.073 7.135 9.863 16.072 22.251



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

3 Khoảng 250-1381(m) Hệ số tăng nhiệt độ i=0,60o/10m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

chòng 444.5 tuabin 962

định tâm -393.7 đầu nối

c.nặng không nhiễm từ-241.3 c.nặng không nhiễm từ-228.6

cần nặng-203.2 búa 8"

cần nặng-203.2 cần khoan thành dày -127

0.00 0.52 9.05

10.15 10.80 20.20 29.60 67.20 72.70 82.10

444.5 244.5 393.7 203.0 241.3 228.6 203.2 203.2 203.2 127.0

0.52 8.53 1.10 0.65 9.40 9.40 37.60 5.50 9.40

140.25

225 2450 374 150 3021 2733 8280 1205 2070

10297

0.52 9.05 10.15 10.80 20.20 29.60 67.20 72.70 82.10

222.35

0.225 2.675 3.049 3.199 6.220 8.953

17.232 18.437 20.507 30.804

4 Khoảng 1381-2081(m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


định tâm -295.3 ОБР.КЛ-203.2

C. nặng không nhiễm từ-203.2 C.nặng không nhiễm từ-203.2

Cần nặng-203.2 Cần nặng-165.1

Búa 158.8 Cần nặng-165.1

Cần khoan thành dày-127

0.00 0.35 8.88

10.55 11.35 20.75 30.15 58.35 86.55 96.49 115.29

311.1 244.5 295.3 203.2 203.2 203.2 203.2 165.1 158.8 165.1 127.0

0.35 8.53 1.67 0.80 9.40 9.40 28.20 28.20 9.94 18.80

112.20

100 2450 353 180 2070 2070 6210 3846 1050 2564 8238

0.35 8.88 10.55 11.35 20.75 30.15 58.35 86.55 96.49

115.29 227.49

0.100 2.550 2.903 3.082 5.152 7.222

13.432 17.278 18.328 20.893 29.130



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

5 Khoảng 2081-2949(m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10


định tâm-295.3 ОБР.КЛ-203.2

c.nặng không nhiễm từ-203.2 c.nặng không nhiễm từ-203.2

Cần nặng-165.1 búa 158.8

cần nặng-165.1 cần khoan thành dày-127

0.00 0.35 8.88

10.55 11.35 20.75 30.15 58.35 68.29 87.09

311.1 244.5 295.3 203.2 203.2 203.2 165.1 158.8 165.1 127.0

0.35 8.53 1.67 0.80 9.40 9.40 28.20 9.94 18.80 84.15

100 2450 353 180

2070 2070 3846 1050 2564 6178

0.35 8.88 10.55 11.35 20.75 30.15 58.35 68.29 87.09

171.24

0.100 2.550 2.903 3.082 5.152 7.222

11.069 12.119 14.683 20.861

6 Khoảng 2949-3949(m) Hệ số tăng nhiệt độ i=2,40o/100m

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10


định tâm-308 ОБР.КЛ-203.2

c.nặng không nhiễm từ-203.2 c. nặng không nhiễm từ-203.2

cần nặng-165.1 búa 158.8

cần nặng-165.1 cần khoan thành dày-127

0.00 0.35 8.88

10.64 11.44 20.84 30.24 58.44 68.38 87.18

311.1 244.5 308.0 203.2 203.2 203.2 165.1 158.8 165.1 127.0

0.35 8.53 1.75 0.80 9.40 9.40 28.20 9.94 18.80 84.15

100 2450 531 180

2070 2070 3846 1050 2564 6178

0.35 8.88 10.64 11.44 20.84 30.24 58.44 68.38 87.18

171.33

0.100 2.550 3.081 3.260 5.330 7.400

11.247 12.297 14.861 21.039



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

7 Khoảng 3949-4729 (m) Hệ số tăng nhiệt độ i=2,40o/100m

1 2 3 4 5 6 7

chòng 215.9 cần nặng-165.1 định tâm 214.3 cần nặng-165.1

búa 158.8 cần nặng-165.1

cần khoan thành dày-127

0.00 0.35 9.75

11.43 143.03 152.97 171.77

215.9 165.1 214.3 165.1 158.8 165.1 127.0

0.31 9.40 1.68

131.60 9.94 18.80

112.20

40 1282 259

17950 1050 2564 8238

0.35 9.75 11.43

143.03 152.97 171.77 283.97

0.040 1.322 1.581

19.531 20.581 23.145 31.383

8 Các thông số giống như bảng No7 9 Khoảng 4884-5227(m)

1 2 3 4 5 6

chòng 165.1 cần nặng-120.65

định tâm-163 cần nặng-120.65

búa 4 3/4" cần nặng-120.65

0.00 0.31 9.71

11.41 237.01 246.01

165.1 120.7 163.0 120.7 120.7 120.7

0.31 9.40 1.70

225.60 9.00 37.60

21 629 105

15093 500

2515

0.31 9.71 11.41

237.01 246.01 283.61

0.021 0.649 0.754

15.847 16.347 18.862



4.1.2.2. Thông số dung dịch khoan

Bảng 4.4 Thông số dung dịch khoan cho các khoảng khoag Khoảng theo thân giếng (m) (G/cm 3) trung

bình(G/cm3)

85120 1,03

1,3

120250 1,10 2501381 1,12 13812081 1,16 20812949 1,62 29493949 1,73 39494729 1,06 47294884 1,3 48845227 1,5

4.1.3. Tính toán công suất khoan

k bm kt cN N N N (4.1)

Trong đó: bmN : Công suất tiêu hao trên mặt, vì ta sử dụng đầu quay di động nên

0bmN ;

ktN : Công suất quay cột cần không tải;

cN : Công suất tiêu hao cho choòng phá hủy đất đá.

Ta tính toán công suất khoan ở độ sâu lớn nhất tương ứng khoảng khoan cuối cùng của giếng, do đó các giá trị ,kt cN N sẽ được tính dựa vào các thông số

của bộ dụng cụ, thông số chế độ khoan của phương pháp khoan Rô to

4.1.3.1. Tính toán ktN 2 1,7. . . .ktN C D n L (kW) (4.2)

Với:



C : Hệ số phụ thuộc vào độ cong của giếng (tra bảng); : Trọng lượng riêng của dung dịch khoan ( 3/T m ); D : Đường kính của cột cần khoan (m); n : Tốc độ quay của cột cần khoan (v/p); L : Chiều dài cần khoan (m).

Bảng 4.5 Bảng hệ số C phụ thuộc vào độ cong của giếng khoan Góc nghiêng của giếng ( ) Hệ số C

3 18,8.10 5 35 (22,628,8).10 5 69 (30,834,3).10 5

1016 (35,240,3).10 5 1825 (41,546,6).10 5 2635 (47,552,2).10 5

Tra các bảng ta có:

= 1,3(G/cm3) = 1,3(T/cm3) ; D = 127 (mm) =0,127 (m); n = 70 (v/p); L = 5227( m); C = 47,5.10-5

Thay các giá trị trên vào (4.2) ta có: Nkt = 47,5.10-5 . 1,3 . 0,1272. 701,7. 5227 = 71,31(kw)

4.1.3.2. Tính toán cN

434,2.10 . . . .c cN k G D n (kW) (4.3)

Với: k : Hệ số phụ thuộc vào độ mài mòn của choòng, 1,1 1,5k . Ta chọn k =1,1; G : Tải trọng đáy (kG);



cD : Đường kính của choòng khoan (m);

n : Tốc độ quay của choòng (v/p). Tra bảng ta có: G = 21T = 21.103 kG; Dc = 165,1mm = 0,1651 m;

n =70v/p. Thay vào (4.3) ta có:

Nc = 34,2.10-4. 1,1 . 21.10 3. 0,1651 . 70 = 913,03 (kw) Vậy công suất khoan là:

Nk = Nkt + Nc = 71,3 + 913,03 = 984,33 (kw) = 734 (HP) 4.2. Lựa chọn đầu quay Tính toán công suất khoan ta có thể lựa chọn được một số loại đầu quay có công suất khoan phù hợp ở bảng Ta đi kiểm toán mô men xoắn khi khoan ở độ sâu khoảng khoan 9 Mô men xoắn lớn nhất:

M = N/n Với: N – công suất khi khoan ở khoảng khoan 9, N = 984,33(kw) n – số vòng quay nhỏ nhất khi khoan ở khoảng khoan 9, n = 60 (v/p) ( tra bảng 4.3) Suy ra: M = 16,4 Như vậy cần đầu quay có thể sinh ra công suất và mô men xoắn lớn hơn mô men xoắn lớn nhất khi khoan (trong khoảng khoan 9).



Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật một số đầu quay có công suất phù hợp

Thông số kỹ

thuật

HPS – 750

TDS - 4

TDS-8SA

IDS-350P

PS2 500/500

Động cơ điện

GEB – 20AC

GE 752 DC

GEB-20A1AC

Nam châm vĩnh

cửu

GE 752 DC

Công suất

động cơ (N)

1150 (HP) – 1541

(kw)

1100 HP = 1474

(kw)

1150 HP = 1541

(kw)

900 HP = 1206

(kw)

1100 HP= 1474

(kw)

Chiều cao đầu quay

23,9 (ft) = (7,28

m)

20,8 (ft) = 6,34

(m)

24(ft) = 7,32 (m)

20,8 (ft) = 6,34

(m)

70500 (lb) =

32(tấn)

Trọng lượng

48500 (lb) = 22

(tấn)

32280 (lb) =

14,6(tấn)

38750 (lb) =

17,6(tấn)

29000 (lb) =

13,2 (tấn)

49,2 (ft) = 15

(m)

Hộp số

1 tốc độ

2 tốc độ

1 tốc độ

1 tốc độ

2 tốc độ Tốc độ quay lớn nhất(n)

280 (v/p)

130 (v/p)

353 (v/p)

200 (v/p)

269 (v/p)

Tốc độ quay lớn nhất khi

khoan ở khoảng khoan 9(tra bảng 4.3)

70 (v/p)

70 (v/p)

70 (v/p)

70 (v/p)

70 (v/p)



Tra trong bảng ta thấy chỉ có đầu quay IDS – 350P là có mô men xoắn không đáp ứng được với chế độ khoan

Sức nâng

500 (tấn)

650 (tấn)

750 (tấn)

350(tấn)

500 (tấn)

Kích thước cần khoan sử

dụng

31/2 - 65/8

31/2 - 65/8

31/2 - 65/8

31/2 - 65/8

31/2 - 65/8

Mô men xoắn nhỏ nhất khi khoan (N/n)

22

21,05

22

14,6

21,05



KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc đưa đầu quay di động vào phục vụ cho công tác khoan thăm dò cũng như khoan khai thác dầu khí ở nước ta đã cho thấy những hiệu quả rất khả quan, do đó đầu quay di động ngày càng được sử dụng nhiều hơn, TDS-8SA cũng là một trong những loại đầu quay được ưa chuộng, bằng chứng là cả 3 giàn tự nâng của PVD đều đang sử dụng loại đầu quay này. Đầu quay di động cho phép thực hiện nhiều thao tác công nghệ, cho phép cải thiện quá trình khoan các giếng khoan ngang cũng như khoan nghiêng định hướng. Việc sử dụng đầu quay di động cho thấy những ưu điểm nổi bật như sau: Không phải sử dụng cần chủ đạo do đó thao tác tiếp cần nhanh chóng, dễ dàng và an toàn cho kíp khoan; Cho phép tiếp cần ở mọi độ cao; Có thể khoan với cần dựng; Lấy được mẫu khoan tốt trong khoan thăm dò; Cho phép doa ngược; Khống chế được mômen phản lực đáy. Tuy nhiên bên cạnh đó đầu quay di động cũng có những nhược điểm như: Tăng khối lượng ở trên tháp, do đó tháp khoan phải có kết cấu vững chắc; Tăng giá thành thiết bị, đặc biệt là công tác kiểm tra, bảo dưỡng phức tạp hơn nhiều so với sử dụng bàn rôto; Do cấu tạo phức tạp nên đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức chuyên môn cao. Kiến nghị: Với những ưu điểm của đầu quay di động ta nên đầu tư để đưa vào sử dụng nhiều hơn, vì tiềm năng dầu khí của nước ta là khá cao; Ngoài lĩnh vực dầu khí còn có thể sử dụng cho các lĩnh vực như: khoan thăm dò khoáng sản, tìm kiếm nước ngầm, thăm dò lấy mẫu để nghiên cứu địa chất…; Đầu tư phát triển đội ngũ lao động chất lượng, cho ra nước ngoài học để tiếp thu những công nghệ mới của họ, cũng như cần đầu tư phát triển ngành công



nghiệp sửa chữa cơ khí để chế tạo, sửa chữa, phục hồi các thiết bị phục vụ cho công nghiệp dầu khí.



MỤC LỤC

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHOAN .................... 4 1.1.1.2. Khoan bằng tuabin khoan ................................................................... 5

1.1.1.3. Khoan bằng động cơ trục vít PDM (Positive Displacement mud Motor).......................................................................................................... 9

1.1.2 Phương pháp khoan xoay ......................................................................11 1.1.2.1. Khoan bằng bàn rôto ......................................................................11 1.1.2.2. Khoan bằng đầu quay di động (top drive) .......................................13

CHƯƠNG 2.GIỚI THIỆU VỀ TỔ HỢP ĐẦU QUAY DI ĐỘNG –ĐẦU QUAY DI ĐỘNG VARCO TDS-8SA ................................................................14

2.1. Giới thiệu về tổ hợp đầu quay di động ........................................................14 2.1.1 Đặc điểm chung .....................................................................................14 2.1.2 Phân loại ...............................................................................................15 2.1.3 Ưu, nhược điểm .....................................................................................16

2.1.3.1 Ưu điểm .........................................................................................16 2.1.3.2 Nhược điểm....................................................................................16

2.2 Topdrive TDS-8SA ......................................................................................17 2.2.1. Các thông số kỹ thuật của TDS-8SA ....................................................17 2.2.2 Nguyên lý hoạt động của TDS-8SA.......................................................17

2.2.2.1. Nguyên lý truyền động ...................................................................17 2.2.2.2 Hệ thống truyền động ......................................................................19 2.2.2.3. Hệ thống cân bằng sử dụng khí nén ................................................23 2.2.2.3 Hệ thống dẫn hướng ........................................................................24 2..2.2.5. Hệ thống làm mát ..........................................................................25 2.2.2.6. Hệ thống xilanh ổn định hướng cho đầu quay ................................25 2.2.2.7. Hệ thống điều khiển .......................................................................27 2.2.2.8. Hệ thống ôm, kẹp cần khoan PH-100 .............................................28 2.2.2.9. Hệ thống dây điện và ống dẫn phụ trợ ............................................36

CHƯƠNG 3.CÔNG TÁC VẬN HÀNH, CÁC DẠNG HỎNG HÓC, NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VÀ CÔNG TÁC KIỂM TRA BẢO DƯỠNG ...............................................................................................................37

3.1. Công tác vận hành ......................................................................................37 3.1.1 Khoan thuận ..........................................................................................37 3.1.2 Doa ngược .............................................................................................38

3.2. Các dạng hỏng hóc, nguyên nhân và biện pháp khắc phục ..........................39



3.2.1. Phanh động cơ ......................................................................................39 3.2.2. Động cơ quạt gió ..................................................................................39 3.2.3. Hệ thống cân bằng ................................................................................40 3.2.4. Xilanh ổn định hướng đầu quay ............................................................40 3.2.5. Hệ thống xe lăn dẫn hướng ...................................................................41 3.2.6. Hộp tốc độ ............................................................................................41 3.2.7. Bộ kẹp cần ............................................................................................42

3.2.7.1. Giá đỡ liên kết quay .......................................................................42 3.2.7.2 Xilanh điều chỉnh IBOP ..................................................................43 3.2.7.3 Cụm ghim chốt ................................................................................44

3.2.8. Cụm bản lề nghiêng ..............................................................................44 3.2.9. Cụm ống rửa .........................................................................................45

3.3. Công tác kiểm tra, bảo dưỡng .....................................................................45 3.3.1. Công tác kiểm tra .................................................................................45

3.3.1.1. Kế hoạch kiểm tra ..........................................................................45 3.3.1.2. Kiểm tra chi tiết..............................................................................47

3.3.2. Công tác bôi trơn ..................................................................................53 3.3.2.1. Lựa chọn dầu bôi trơn hộp tốc độ ...................................................53 3.3.2.2. Kế hoạch bôi trơn ...........................................................................54 3.3.2.3. Bôi trơn chi tiết ..............................................................................55

CHƯƠNG 4.TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐẦU QUAY DI ĐỘNG ....................62 4.1. Tính toán công suất khoan ..........................................................................62

4.1.1. Thông số giếng N070 và thông số chế độ khoan ...................................62 4.1.1.1. Profin giếng và cấu trúc giếng khoan N070 ....................................62 4.1.1.2. Thông số chế độ khoan ...................................................................63

4.1.2. Cấu trúc bộ dụng cụ và thông số dung dịch khoan sử dụng...................63 4.1.2.1. Cấu trúc bộ dụng cụ .......................................................................63 4.1.2.2. Thông số dung dịch khoan .............................................................68

4.1.3. Tính toán công suất khoan ....................................................................68 4.1.3.1. Tính toán ktN ..................................................................................68 4.1.3.2. Tính toán cN ..................................................................................69

4.2. Lựa chọn đầu quay......................................................................................70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................73



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT

SỐ HÌNH VẼ

TÊN HÌNH VẼ TRANG

1 Hình 1.1 Cấu tạo một tầng tuabin 5 2 Hình 1.2 Quan hệ giữa các thành phần trong khoan

tuabin 6

3 Hình 1.3 Đường đặc tính làm việc của tuabin 7 4 Hình 1.4 Cấu tạo động cơ trục vít 8 5 Hình 1.5 Cấu tạo bàn rôto 11 6 Hình 2.1 Hình ảnh một tổ hợp đầu quay di động 14 7 Hình 2.2 Tổ hợp đầu quay TDS-8SA 17 8 Hình 2.3 Hệ thống truyền động 18 9 Hình 2.4 Phanh động cơ 20

10 Hình 2.5 Cấu tạo hộp tốc độ 21 11 Hình 2.6 Cụm ống rửa 22 12 Hình 2.7 Hệ thống cân bằng 23 13 Hình 2.8 Hệ thống làm mát 25 14 Hình 2.9 Xilanh ổn định hướng 25 15 Hình 2.10 Mô hình hệ thống điều khiển 26 16 Hình 2.11 Bàn điều khiển của TDS-8SA 27 17 Hình 2.12 Bộ kẹp cần PH-100 28 18 Hình 2.13 Cấu tạo giá đỡ liên kết quay 29 19 Hình 2.14 Cụm bản lề nghiêng 30 20 Hình 2.15 Cấu tạo bàn kẹp 32 21 Hình 2.16 Cấu tạo cụm van cầu 33 22 Hình 2.17 Cấu tạo van cầu trên 34 23 Hình 2.18 Cấu tạo van cầu dưới 35 24 Hình 3.1 Trình tự khoan thuận 36 25 Hình 3.2 Trình tự doa ngược 37 26 Hình 3.3 Kiểm tra đường dẫn dung dịch 47 27 Hình 3.4 Kiểm tra khe hở chiều của trục dẫn 48 28 Hình 3.5 Kiểm tra sự ăn khớp của bánh răng hộp tốc độ 49 29 Hình 3.6 Kiểm tra quang treo elevator 51 30 Hình 3.7 Bôi trơn động cơ khoan 55 31 Hình 3.8 Bôi trơn giá đỡ liên kết quay 57 32 Hình 3.9 Bôi trơn cụm ghim chốt 58 33 Hình 3.10 Bôi trơn cụm thiết bị tạo mô men xoắn 59



34 Hình 3.11 Vú mỡ 60 35 Hình 4.1 Profile giếng khoan N070 61



DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

STT SỐ HIỆU BẢNG

TÊN BẢNG TRANG

1 3.1 Kế hoạch kiểm tra TDS-8SA 44-45 2 3.2 Công suất nâng cho phép của

elevator 51-52

3 3.3 Lựa chọn dầu bôi trơn 52-53 4 3.4 Kế hoạch bôi trơn cho TDS-8SA 53-54 5 4.1 Bảng thông số chế độ khoan 62 6 4.2 Thông số cần khoan sử dụng 62 7 4.3 Thông số bộ cần nặng và choòng

cho các khoảng khoan 63-66

8 4.4 Thông số dung dịch khoan cho các khoảng khoan

67

9 4.5 Bảng hệ số C phụ thuộc vào độ cong của giếng khoan

68

10 4.6 Thông số kỹ thuật một số đầu quay có công suất phù hợp

70



TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Văn Giáp (2002), Bài giảng thiết bị khoan thăm dò, Hà Nội. [2]. Trương Biên, Nguyễn Xuân Thảo, Phạm Thành, Trần Văn Bản (2006), Cẩm nang kỹ sư-Công nghệ khoan các giếng sâu, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [3]. Nguyễn Thế Vinh St -Tài liệu công nghệ khoan [4]. Varco, TDS-8SA Top Drive System Service Manual



HỆ CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ

Độ dài

1 foot (ft) = 0,305 (m)

1 inch (in) = 25,4 (mm)

Thể tích

1 gallon (gal) = 4,55 lít

Khối lượng

1 pound (lb) = 0,45 (kg)

Áp suất

1 psi = 6,89 (kPa) =0,061 (at)

Công suất

1 mã lực (HP) =0,7457 (kW)

Mômen

1 (ft.lb) = 1,356 (N.m)

Documents

Trường Đại học Mỏ Địa chấtdulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/... · Qua ưu, nhược điểm của động cơ điện chìm, thì