Cấu tạo, quy trình lắp đặt thiết bị miệng giếng 20”x 13.3/8” x 9.5/8” x 4.1/2” _Plv 5000 PSI của vecto

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐỖ VĂN HUY LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ K_51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “ CẤU TẠO, QUY TRÌNH LẮP ĐẶT THIẾT BỊ MIỆNG GIẾNG 20”x 13.3/8” x 9.5/8” x 4.1/2” _Plv 5000 PSI CỦA VECTO. CHUYÊN ĐỀ: KIỂM TOÁN SƠ BỘ THIÊT BỊ MIỆNG GIẾNG CHO GIẾNG N-18P TẠI GIÀN WHP-N1 MỎ RẠNG ĐÔNG” GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN THS. LÊ ĐỨC VINH HÀ NỘI: 5-2011 Lời Mở Đầu Dầu khí là một ngành công nghiệp lớn trên thế giới. Nghành công nghiệp dầu khí nước ta tuy thời gian phát triển chưa dài xong đã đạt được những thành tựu đáng kể, đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân và được xác định là một ngành công nghiệp mũi nhọn đưa đất nước tiến lên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Sự hiện diện ngày càng nhiều các công ty dầu khí như: PVN; Vietsovpetro; BHP; Schlumberger ; Bakerhughes ; MJC ; JVPC ; CưuLong JOC . . . và hang loạt khám phá mới nhất về dầu khí đã khẳng định tiềm năng dầu khí nước ta. Trước thực tế này, một nhiệm vụ quan trọng đặt ra là phải có hệ thống thiết bị phù hợp, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Hiện nay, các thiết bị máy móc phục vụ cho công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí rất đa dạng và phong phú. Việc tiếp cận những máy mới, tìm hiểu về nguyên lý hoạt động, một số hư hỏng thường gặp và các biện pháp nâng cao tuổi thọ của nó là rất cần thiết, vì từ đây ta có thể nắm bắt được ưu nhược điểm, cách vận hành và sử dụng chúng nhằm mang lại năng suất làm việc cao nhất. Hiện nay ở Việt Nam nói chung và Mỏ Rạng Đông nói riêng đang và sẽ sử dụng nhiều loại thiết bị miệng giếng, mỗi loại có những ưu điểm và nhược điểm riêng của nó. Do đó chúng ta phải nhìn nhận vào điều kiện cụ thể và khách quan đó để từng bước dần dần đi tới hoàn thiện, đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi ngày càng cao của công việc tự động hóa, hiện đại hóa của ngành công nghiệp dầu khí còn non trẻ của chúng ta. Trong đó việc lựa chọn, sử dụng thiết bị miệng giếng cho phù hợp cũng là một mắt xích rất quan trọng trong công việc tiến tới hiện đại hóa và công nghiệp hóa. Sinh Viên: Đỗ Văn Huy CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ ĐẦU GIẾNG 1.1. Giới thiệu chung về thiết bị miệng giếng. Người ta gọi đầu giếng là toàn bộ các thiết bị trên mặt kết thúc giếng. Hình dáng chúng có thể khác nhau tùy thuộc vào giai đoạn thi công giếng khoan ( khoan, hoàn thiện giếng khoan hoặc khai thác). Rõ ràng rằng mỗi giai đoạn cần một cấu trúc phù hợp với nó: phần dưới có cấu tạo để treo cột ống chống và dụng cụ phụ trợ, ở trên có các giá treo ống và ngay trên nó là cây thông. Trong khi khoan giếng, thiết bị miệng giếng đóng vai trò là một hệ thống để liên kết các đường ống, để đóng miệng giếng khi xuất hiện dầu, để thay đổi chế độ khai thác. Ở những chế độ khai thác khác nhau người ta dùng thiết bị miệng giếng khác nhau như: các mặt bích, các đầu nối, ống nối, van an toàn, đường tuần hoàn, thiết bị bôi trơn. . . Thiết bị miệng giếng được phân loại: để sử dụng cho khoan và cho việc khai thác. Trong quá trình khoan, thành phần của thiết bị miệng giếng gồm: đầu bao ống chống, van đối áp, manhifon của hệ đối áp, hệ thủy lực, đường tuần hoàn, hê thống các ống nối, mặt bích, van an toàn và các đầu nối. Trong quá trình khai thác, thiết bị miệng giếng bao gồm: thiết bị đầu miệng giếng, thiết bị chống phun, manhifon, thiết bị để thay van dưới áp suất cao, hệ thống làm kín sử dụng khi khảo sát giếng, hệ thống các van, đầu nối, và những chi tiết khác để lắp ráp nối thiết bị đầu miệng giếng. Như vậy phần quan trọng nhất của thiết bị miệng giếng là đầu bao ống chống. Việc chọn loại đầu bao ống chống phụ thuộc vào cấu trúc, số ống chống của giếng. Yêu cầu đối với đầu bao ống chống rất đa dạng: Ngăn cách các không gian giữa các ống chống, bền vững chịu được áp suất khác nhau, độ kín, chiều cao thấp. . . Yêu cầu đối với thiết bị chống phun: độ kín tin cậy của miệng giếng trong khi khoan, đảm bảo khả năng điều khiển, điều chỉnh giếng khi miệng giếng được làm kín, đảm bảo khả năng làm việc khi gặp sự cố lúc khoan thăm dò. . . Cần lưu ý rằng đối với các giếng rất sâu những thiết bị đảm bảo cho điều kiện khai thác khó khăn không chỉ là thiết bị chống phun mà còn là đầu bao ống chống, van an toàn, đối áp, manhifon. Đối với các giếng dầu khí khó làm việc, người ta coi là có các thông số sau: - Áp suất vỉa,(Kg/cm2) 800 – 900 - Năng suất khai thác: - Dầu (tấn/ ngày đêm) 350 - Khí ( triệu m3) 2,5 – 2 - Nhiệt độ miệng, 0C 135 – 150 - Hàm lượng trong sản phẩm (%) - H2S ( hydrosunfua) ~ 6 - CO2 ( cacbon dioxit) ~12 Đối với các giếng khoan ngoài biển, các yêu cầu cần phải cao hơn. Thời hạn làm việc của chúng
10 năm, vì vậy các thành phần và chi tiết của thiết bị miệng giếng cần đảm bảo làm việc tốt. Những điều kiện đó đảm bảo cho việc xây dựng giếng ( khi khoan) và khai thác tốt. 1.2. Phân loại thiết bị miệng giếng. Tùy thuộc vào điều kiện khác nhau thiết bị miệng giếng được phân ra một số loại sau: 1.2.1. Theo áp suất làm việc. - Theo áp suất làm việc người ta chia ra các loại thiết bị miệng giếng sau: Thiết bị miệng giếng có áp suất làm việc: 70 at; 140 at; 210 at; 250 at; 350 at; 700 at và 1000 at với áp suất thử lớn gấp hai lần áp suất làm việc. 1.2.2. Theo số lượng cột ống chống kỹ thuật. Theo số lượng cột ống kỹ thuật người ta chia ra thiết bị miệng giếng có: 1 ; 2; 3. . . cột ống chống kỹ thuật. 1.2.3. Theo hình dạng cây thông. Theo hình dạng cây thông người ta chia thiết bị miệng giếng ra làm hai loại: - Kiểu chạc 3. - Kiểu chạc 4. 1.2.3.1. Thiết bị miệng giếng kiểu chạc 3.
Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát TBMG kiểu chạc 3. 1. Áp kế . 7. Van. 2. Van. 8. Chạc 4. 3. Chạc 3. 9. Mặt bích nối với bộ chạc tư. 4. Ổ côn. 10. Áp kế. 5. Nhánh làm việc xả. 11. Đường dẫn ống khí ép. 6. Nhánh làm việc dự trữ. 12. Đường tuần hoàn ngịch. - Ưu điểm: + Giếng làm việc liên tục ( khi giếng có sự cố ở nhánh làm việc hoặc chạc 3 gặp sự cố ta đóng van (7) bên trên để sửa chữa, thay thế, còn sản phẩm đi theo nhánh làm việc dự phòng ). + Loại này thường sử dụng đối với giếng có sản phẩm chứa cát hoặc tạp chất. - Nhược điểm: + Kích thước cao, cồng kềnh, vừa chiếm không gian, vừa yếu, sàn công tác cao khó vận hành. 1.2.3.2. Thiết bị miệng giếng kiểu chạc 4.
Hình 1.2: Sơ đồ tổng quát TBMG kiểu chạc 4. 1. Áp kế. 6. Đường tuần hoàn nghịch. 2. Van. 7. Đường dẫn khí ép. 3. Ổ côn. 8. Mặt bích. 4. Nhánh làm việc chính. 9. Đường dập giếng. 5.Van an toàn trung tâm. - Ưu điểm: + Đỡ cồng kềnh hơn kiểu chạc 3. + Sàn thao tác thấp dễ vận hành. + Kết cấu vững chắc, độ chịu mài mòn cao. - Nhược điểm: + Không có nhánh làm việc dự phòng nên khi có sự cố, hư hỏng ở nhánh làm việc chính và chạc 4 phải ngừng làm việc để sửa chữa và thay thế. Hoặc chỉ sử dụng loại này cho giếng có sản phẩm ít cát. . . Nếu có hiện tượng nút cát, có thể khắc phục bằng cách thay đổi chế độ khai thác, từ chế độ vành khuyên sang chế độ trung tâm và ngược lại. Khi đã phá xong nút cát t alai chuyển sang chế độ vành khuyên. 1.3. Ý nghĩa của việc đi sâu nghiên cứu về thiết bị miệng giếng. Qua việc đi sâu nghiên cứu và tìm hiểu, giúp ta biết được các chế độ làm việc, cách lắp đặt và sử dụng về thiết bị miệng giếng. Hiểu được cách sử dụng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van an toàn thủy lực, van chặn và van tiết lưu. Từ đó rút ra được những kinh nghiệm để sửa chữa những hỏng hóc về van nói riêng, về thiết bị miệng giếng nói chung. Ví dụ như khi van chặn không vặn được vô lăng, van thủy lực tự nhiên đóng giếng khi giếng đang hoạt động bình thường v.v… Ta cũng học được công tác bảo dưỡng thiết bị miệng giếng, nó tuy đơn giản nhưng cũng rât quan trọng, nó làm tăng tuổi thọ thiết bị, điều này dẫn đến thiết bị miệng giếng ít bị hư hỏng nặng. Không để giếng phải ngưng hoạt động trong thời gian lâu, ảnh hưởng đến năng xuất khai thác. Không những thế ta còn biết được các dạng thiết bị miệng giếng và công nghệ chế tạo tiên tiến về nó trên thế giới như Nhật, Mỹ, Ý, Nga, MeHico. . .Từ đó có thể lựa chọn ra loại thiết bị miệng giếng phù hợp với điều kiện địa chất mở dầu Việt Nam. Cũng như tìm ra loại thiết bị miệng giếng có ưu điểm nhất và kinh tế nhất để nhằm nâng cao năng suất một cách hiệu quả nhất. Ví dụ: Về công nghệ chế tạo thiết bị miệng giếng loại IKS của Nhật: ở các van an toàn thủy lực và van chặn có thêm lớp phủ phốt phát, sử lý dự phòng chống rỉ ( do khí H2S xâm nhập) và xử lý làm cứng băng Nitơ, còn các vật liệu chế tạo như đầu bao ống chống, đầu treo ống chống vv. . . được làm băng thép đặc biệt chịu được áp suất, nhiệt độ, va đập và mài mòn cao. Qua việc nghiên cứu về thiết bị miệng giếng ta cũng không thể xem nhẹ tính an toàn trong khi làm việc của thiết bị miệng giếng, bởi vì một khi giếng xảy ra sự cố thì không nhưng thiệt hại nặng về kinh tế, con người mà hủy hoại môi trường một cách trầm trọng. Do vậy khi nghiên cứu về thiết bị miệng giếng ta phải lựa chọn loại thiết bị có hệ thống an toàn tốt. CHƯƠNG 2 NHIỆM VỤ - CHỨC NĂNG – CẤU TẠO CỦA THIẾT BỊ MIỆNG GIẾNG VÀ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA NÓ Trong công nghệ khai thác dầu khí ở nước ta nói chung và ở mỏ Rạng Đông nói riêng đã và đang sử dụng các phương pháp khai thác chính sau đây: Khai thác tự phun. Khai thác cơ học ( gaslift, bơm ép vỉa, bơm ly tâm điện chìm). Dù khai thác bằng phương pháp nào thì cũng cần phải lắp đặt thiết bị miệng giếng cho các giếng khoan khai thác, vì thiết bị miệng giếng có vai trò rất quan trọng: Đảm bảo an toàn trong quá trình xây dựng giếng khoan. Đảm bảo an toàn khi đưa giếng vào khai thác tự phun. Đảm bảo an toàn khi đưa giếng vào khai thác sau quá trình tự phun. 2.1. Nhiệm vụ và chức năng của thiết bị miệng giếng. - Treo và giữ ống nâng trên miệng giếng hướng dòng sản phẩm lên mặt đất và tới hệ thống thu gom. - Tạo đối áp trên miệng giếng để sử dụng năng lượng vỉa tốt nhất. - Cho phép đo áp suất trong khoảng không gian vành xuyến giữa các ống chống đồng thời đo áp suất tại các nhánh xả để nén khí trong lúc khơi thông giếng . - Cho phép điều chỉnh lưu lượng của giếng một cách thuận lợi và dễ dàng bằng cách thay đổi đường kính côn phun. - Đảm bảo an toàn khi giếng có sự cố có khả năng đóng giếng với áp suất cao. - Cho phép thực hiện các thao tác kỹ thuật như: + Thả thiết bị nghiên cứu qua thiết bị miệng giếng. + Thả thiết bị lòng giếng qua thiết bị miệng giếng. + Cho phép bơm rửa giếng khoan, bơm hóa phẩm, xử lý vùng cận đáy giếng, gọi dòng sản phẩm phục vụ cho việc mở vỉa sản phẩm ( tuần hoàn nghịch), dập giếng. + Cho phép bơm ép vỉa và thực hiện công tác khai thác thứ cấp. 2.2. Cấu tạo của thiết bị miệng giếng. Cấu tạo thiết bị miệng giếng gồm 3 phần: Cây thông khai thác. Bộ treo cần ống khai thác (HKT). Tổ hợp đầu ống chống. *) Phần 1: Cây thông khai thác. - Cây thông khai thác là phần trên cùng của thiết bị miệng giếng được nối trên đầu ống treo. Phần này gồm hai nhánh: một nhánh làm việc, một nhánh dự phòng. - Cây thông khai thác có nhiêm vụ: + Kiểm tra áp suất giếng và tạo đối áp điều chỉnh lưu lượng, hướng dòng sản phẩm vào đường ống dẫn tới hệ thống thu gom xử lý. + Đóng kín miệng giếng khi cần sử lý. + Cho phép thực hiện một số thao tác kỹ thuật như: Thả thiết bị nghiên cứu, khảo sát giếng. Bơm hóa phẩm. Bơm tuần hoàn, bơm rửa giếng, dập giếng. + Trên cây thông có lắp các bộ phận sau: Đồng hồ chỉ áp suất trong cần HKT. Van chặn trên nhánh làm việc. Van an toàn thủy lực. Van tiết lưu. *) Phần 2: Bộ đầu treo cần HKT ( ống khai thác). - Bộ đầu treo cần HKT nằm ngay bên dưới cây thông và được nối với đường ống dập giếng và đường tuần hoàn nghịch. + Đường dập giếng được nối với máy bơm có công suất lớn. + Đường tuần hoàn cho phép xả áp suất ngoài cần hoặc bơm rửa tuần hoàn giếng khi cần thiết. - Bộ đầu treo cần HKT bao gồm: + Đầu treo cần HKT. + Đầu bao cần HKT. + Các van cửa, van cho áp kế và áp kế. - Bộ đầu treo cần HKT có nhiệm vụ: + Treo và giữ cần HKT. + Bịt kín khoảng không vành xuyến giữa các cần HKT và ống chống khai thác. + Thông qua các đồng hồ cà van để kiểm tra áp suất ngoài cần HKT khi thực hiện các giải pháp công nghệ kỹ thuật. *) Phần 3. Tổ hợp đầu ống chống. - Tổ hợp đầu ống chống là bộ phận dưới cùng của thiết bị miệng giếng. Nó được lắp ngay trên đầu các cột ống chống của giếng. - Tổ hợp đầu ống chống bao gồm: + Các đầu treo ống chống. + Các đầu bao ống chống. + Gioăng và vành làm kín. + Van cửa, van cho áp kế và áp kế. - Đầu bao ống chống chỉ có một dạng chúng được phân loại theo các kích thước và mặt bích nối. - Tổ hợp đầu ống chống có nhiệm vụ sau: + Liên kết các cột ống chống. + Bịt kín khoảng không vành xuyến giữa hai cột ống chống liên tiếp. + Đo áp suất trong khoảng không gian vành xuyến giữa hai cột ống chống. * Sơ Đồ Thiết Bị Miệng Giếng:
Hình 2.1: Các phần của cụm đầu giếng.
Hình 2.2: Hình ảnh bên ngoài của cụm đầu giếng. CẤU TẠO THIẾT BỊ ĐẦU GIẾNG CỦA VECTO: 2.2.1. Cấu tạo đầu bao ống chống 20” Plv 2000PSI.
Hình2.3: Cấu tạo đầu bao ống chống 20”. 1- Thân đầu bao ống chống 20”. 2- Van. 3- Đầu nối. 4- Đầu bịt. 5- Đầu nối. 6- Gioăng làm kín. 7- Vòng khóa. 8- Thanh trêm. 9- Bulong siết. 10- Đĩa chặn. 11- Lỗ kiểm tra. 12- Áp kế. - Đầu bao ống chống 20” kiểu CWCT, với bát đỡ đầu treo có đường kính 20” , miệng loe 20-3/4”, đầu nối dạng kẹp NT-2, và hai đâu ra 2” áp suất thấp 3000 psi. - Van cửa model VG-200 của Vecto. Áp suất làm việc lên tối đa là 5000 psi. - Đầu nối (3), nối giữa van và đầu bao có đường kính 2”, chiều dài 6”. - Một đầu bịt (4) có đường kính 2” chiều dài 4”. Dùng để bịt một cửa ra của đầu bao, dự phòng khi có kế hoạch sử dụng. - Đầu nối (5), nối giữa van và áp kế có đường kính lỗ một đầu là 2”, đầu kia là 1/2" và chiều dài 4”. - Hai gioăng làm kín (6) có kích thước 0,75” x 21,5” x 20”. - Vòng khóa (7), khóa gioăng làm kín, có đường kính trong 20-3/4”. - Các thanh trêm (8) tạo đường kính trong 20” và có chiều cao 3-1/4”, và có các răng nhám ép vào bề mặt ống chống. - 8 bulong siết (9) để thay đổi đường kính của các thanh trêm, và tạo ra lực ép của các thanh trêm lên ống chống. - Đĩa chặn (10) có đường kính trong 20”, có tác dụng chặn không cho bộ thanh trêm tụt ra ngoài. - Lỗ kiểm tra áp suất làm việc của các gioăng làm kín. - Áp kế. *) Đầu treo ống chống kiểu “WE” cỡ 20” x 13-3/8”.
Hình 2.4: Đầu treo ống chống kiểu “WE” cỡ 20” x 13-3/8”. 1- Quai treo nâng hạ. 2- Đệm kim loại 3- Đệm ép làm kín. 4- Trốt. 5- Thanh trêm. 6- Vòng nối các thanh trêm. 7- Bulong giữ thanh trêm. 8- Bulong siết đệm kim loại. 2.2.2. Bộ đầu bao ống chống 13-3/8", Plv 3000PSI.
Hình 2.5: Cấu tạo đầu bao ống chống 13-3/8”. Đầu bao ống chống 13-3/8”. 2- Mặt bích. 3- Van. 4- Gioăng làm kín. 5- Đầu nối. 6- Đầu bơm mỡ và kiểm tra. 7- Bulong siết. 8- Gioăng làm kín. 9- Ecu mặt bích. 10- Bulong mặt bích. 11- Trốt bịt. 12- Nút bịt. 13- Đĩa khóa. 14- Gioăng làm kín. 15- Răng kẹp. - Đầu bao ống chống kiểu “CWCT-BT2”, Plv3000PSI, có đầu nối dạng NT-2 với đường kính ngoài đầu dưới là 33-9/16” và đường kính ngoài đầu trên là 20-3/4”. Có hai đầu ra với đường kính 2-1/16”. Đường kính trong cho phép chòng có đường kính nhỏ hơn12-1/4” đi qua. - Van (3) theo tiêu chuẩn API của Vecto, model VG-200 cỡ 2-1/16” kiểu nối bằng mặt bích áp suât làm việc Plv 5000PSI. Điều khiển bằng tay DD-1 trim. - Hai gioăng làm kín (4) dạng “BT” có đường kính trong 13-3/8”. - Đệm làm kín mặt bích (8) làm bằng kim loại không gỉ theo tiêu chuẩn API với bán kính R = 2,4”. - Có 8 bulông (10) nối các mặt bích với chiều dài là 6,25”, đường kính cơ bản ren là 7/8”, bước ren 1/8”. - Có 16 êcu (9) siết mặt bích có đường kính ren cơ cơ bản là 7/8”, bước ren là 1/8”. - Đầu nối (5) kiểu NT-2 nối đầu bao ống chống 20” và đầu bao 13-3/8” có đường ren 27-1/4”. - Nút bịt (12) có đầu ren 2”, lỗ ren 1/2" nối với ty bịt. - Đệm làm kín (14) có đường kính trong 26,380” áp suất làm việc 3000PSi. - Đĩa khóa (13) có độ dầy 3/8” đường kính trong 25” đường kính ngoài 31”. - Có 22 răng kẹp (15) để ăn khớp nối giữ đầu bao ống chống 20” và đầu bao 13-3/8”. - Có 22 bulong siết (7) có đường kính ren cơ bản 1,5” và bước ren là 1/7”. *) Đầu treo ống chống kiểu “WE” cỡ 13-3/8” x 9-5/8”.
Hình 2.6: Cấu tạo đầu treo ống chống kiểu “WE” cỡ 13-3/8” x 9-5/8”. 1- Quai treo nâng hạ. 2- Đệm kim loại 3- Đệm ép làm kín. 4- Trốt. 5- Thanh trêm. 6- Vòng nối các thanh trêm. 7- Bulong giữ thanh trêm. 8- Bulong siết đệm kim loại. 2.2.3. Bộ đầu bao ống khai thác Plv 5000PSI.
Hình 2.7: Cấu tạo đầu bao ống khai thác. Đầu bao ống ống khai thác. 2- Bulong. 3- Êcu mặt bích. 4- Bulong mặt bích. 5- Đầu nối với áp kế. 6- Mặt bích. 7- Van. 8- Đầu bơm mỡ và kiểm tra. 9- Bulong siết. 10- Đầu nối NT-2. 11- Răng kẹp. 12- Gioăng làm kín. 13- Đĩa khóa. 14- Nút bịt. 15- Trốt bịt. 16- Gioăng mặt bích. 17- Gioăng làm kín. - Đầu bao ống chống dạng “CWCT-BT2” áp suất làm việc Plv 5000PSI có chiều cao 35-1/18”, đường kính đáy 28-3/12” và đầu trên có đường kính trong 10-13/16” ; có hai cửa ra 2-1/16”. - Van cửa model “VG-200” của Vecto, cỡ 2-1/16” nối bằng mặt bích có áp suất làm viêc tối đa Plv 5000PSI, điều khiển bằng tay DD-1 trim. - Các gioăng làm kín mặt bích (16) có bán kính R = 24” theo tiểu chuẩn API. - Bulong mặt bích (4) có đường kính cơ bản ren 0,875”, bước ren 1/8”, chiều dài 6,25”. - Êcu mặt bích (3) có đường kính ren cơ bản 0,875”, bước ren 1/8”. - Gioăng làm kín (17) kiểu “BT” đường kính trong 9-5/8”. - Có 18 răng kẹp (11) dạng NT-2 để ăn khớp giữa đầu bao ống chống 13-3/8” và đầu bao ống khai thác. - Có 18 bulong siết (9) với đường kính ren cơ bản 1,5” bước ren 1/7” để siết cắc răng ăn khớp chặt với đầu bao ống chống 13-3/8”. - Đĩa khóa (13) để khóa chặt đầu nối, với đường kính ngoài 26”, đường kính trong 19”, bề dày 0,5”. - Có 12 bulong siết (2) đường kính 1,5”, chiều dài 8,5”. - Đầu nối (5) nối van với áp kế, một đầu có đường kính ren 2” NPT, một đầu có lỗ ren đường kính 0,5” LP, và chiều dài 4”. - Đầu bơm mỡ và kiểm tra (8) có đường kính 1/2". *) Đầu treo ống khai thác.
Hình 2.8: Cấu tạo đầu treo ống khai thác. 1- Gioăng làm kín. 2- Thân đầu treo. 3- Ren lắp van ngược. 4- Đầu nối cable phía trên. 5- Gioăng làm kín. 6- Đầu nối cabel phía dưới. 7- Đầu ren nối ống khai thác. 2.2.4. Bộ cây thông khai thác Plv 5000PSI. Bộ cây thông khai thác được lắp đặt trên cùng của bộ đầu giếng. Cây thông có một vị trí quan trọng, ngoài việc làm kín miệng giếng, cho phép đo áp suất miệng giếng. Nó còn có vai trò điều tiết quá trình khai thác dầu khí nhờ vào côn tiết lưu được nắp ở nhánh xả của cây thông.
Hình 2.9: Cấu tạo cây thông. 1. Áp kế . 9. Van cửa. 2. Van kim. 10. Đầu cáp điện. 3. Bộ mũ cây thông. 11. Bộ mũ ống khai thác. 4. Van cửa. 12. Đĩa khóa. 5. Van an toàn thủy lực. 13. Bộ đầu nối. 6. Van tiết lưu. 14. Khối nút giao. 7. Van kim. 15. Đầu cáp điều khiển. 8. Van an toàn thủy lực. 16. Gioăng làm kín. Thành phần bao gồm: - Đầu nối (13) dạng NT-2 Plv 5000PSI nối giữa cây thông và đầu bao ống khai thác, Với đường kính ngoài 27-1/4”, đẩu trên có ren nối với thiết bị đầu ống khai thác. - Bộ mũ ống khai thác (11), phần dưới có ren ngoài nối với đầu nối và một đầu nối dùng nối với đầu treo ống khai thác. Phần trên có mặt bích 12,25” nối với cây thông khai thác. - Gioăng làm kín (16) làm kín giữa đầu nối và mũ ống khai thác có đường kín trong là 17,62” và đường kính chiều dày là 0,555”. - Đĩa khóa (12) có đường kính trong là 17”, đường kính ngoài là 23” và chiều dày 0,5”. Bộ đĩa khóa và gioăng làm kín có thể chịu được áp suất 5000PSI. - Trên bộ mũ ống khai thác ngoài mặt bích nối với cây thông còn cho 2 đường đi qua là đường cáp điều khiển và cáp điện. - Cây thông và bộ mũ ống khai thác được nối với nhau bằng mặt bích đường kính 12,25” chiều dày 2,5”. Các bulong, êcu nối có đường kính ren cơ bản 1,25” bước ren 0,363” và các bulong có chiều dài 5,5”. - 2 van cửa cỡ 4-1/8”, áp suất làm việc Plv 5000PSI model VG-200 của Vecto. Van nối kiểu mặt bích với đường kính mặt bích 12”, điều khiển bằng tay EE-1 trim. - 2 van cửa an toàn thủy lực cỡ 4-1/8”, áp suất làm việc Plv 5000PSI. Van nối kiểu mặt bích với đường kính mặt bích 12”. - Van tiết lưu có khả năng điều khiển được, kiểu C-H2 của Vecto, áp suất làm viêc Plv 5000PSI. Đường kính đầu vào của van 4-1/16”, đầu ra tối đa là 2” và được điều khiển bằng tay EE-1 trim. - Khối nút giao nhau với 3 mặt bích đường kính ngoài 13”, đường kính trong (đường kính lỗ) 4-1/16” và chịu áp suất làm việc Plv 5000PSI. - Các bulong mặt bích trên khối nút giao nhau có đường kính ren cơ bản 1,25” bước ren 0,363” và chiều dài bulong là 8,25”. - Mũ của cây thông (3) có mặt bích nối đường kính 12,25”, đường kính lỗ 4-1/16” áp suất làm việc Plv 5000PSI. Nút vặn dạng cánh bên ngoài với đường kính ren cơ bản 6-1/2” – 4 TPI ACME. Đường kính trong gioăng làm kín 4-3/8” độ dày 3/16”. - 2 van kim nối với áp kế là dạng góc nhọn với ren nối 1/2" NPT áp suất làm việc Plv 10000PSI. - 2 áp kế nối với 2 van kim có giới hạn đo 0 – 5000 PSI.
Hình 2.10: Đầu nối cây thông khai thác. 1. Bulong mặt bích. 6. Đầu cáp điều khiển. 2. Đầu cáp điện. 7. Gioăng làm kín. 3. Đĩa khóa. 8. Đầu bơm mỡ và kiểm tra. 4. Bulong siết. 9. Răng ăn khớp. 5. Êku mặt bích. 2.2.5. Van cửa mode VG-200 của Vecto đầu nối kiểu ren. (hình vẽ kẹp ngoài) *) Cấu tạo của van: (1): Thân van. (16): Trốt truyền lực tay quay. (2): Nắp van. (17): Trốt trục ren. (3): Tấm cửa van. (18): Trốt cỗ định tay quay. (4): Vành tiếp xúc cửa van. (19): Tay quay. (5): Trục ren. (20): Vật liệu làm kín. (6): Đệm làm kín lắp van. (21): Vú bơm chất làm kín. (7): Vòng làm kín. (22): Gioăng ngăn bụi. (8): Lỗ ren của tấm cửa van. (23): Đệm chắn ngoài. (9): Nắp đệm. (24): Vành lượn sóng. (10): Gờ định hướng. (25): Đệm làm kín tròn. (11): Đệm lót. (26): Đệm làm kín vuông. (12): Vành chia vạch. (27): Bảng tên máy. (13): Nắp trên. (28): Bộ gioăng làm kín. (14): Êku nắp van. (29): Đệm chèn kín. (15): Vú bơm dầu bôi trơn. (30): Vòng khóa của trốt. 2.2.6. Van cửa model VG-200 của Vecto đầu nối kiểu mặt bích. (hình vẽ kẹp ngoài) *) Cấu tạo của van: (1): Thân van. (16): Trốt truyền lực tay quay. (2): Nắp van. (17): Trốt trục ren. (3): Tấm cửa van. (18): Trốt cỗ định tay quay. (4): Vành tiếp xúc cửa van. (19): Tay quay. (5): Trục ren. (20): Vật liệu làm kín. (6): Đệm làm kín lắp van. (21): Vú bơm chất làm kín. (7): Vòng làm kín. (22): Gioăng ngăn bụi. (8): Lỗ ren của tấm cửa van. (23): Đệm chắn ngoài. (9): Nắp đệm. (24): Vành lượn sóng. (10): Gờ định hướng. (25): Đệm làm kín tròn. (11): Đệm lót. (26): Đệm làm kín vuông. (12): Vành chia vạch. (27): Bảng tên máy. (13): Nắp trên. (28): Bộ gioăng làm kín. (14): Êku nắp van. (29): Đệm chèn kín. (15): Vú bơm dầu bôi trơn. (30): Vòng khóa của trốt. 2.2.7. Van tiết lưu của cây thông khai thác.
Hình 2.13: Cấu tạo van tiết lưu của cây thông khai thác (1): Thân van. (5): Nút bịt lỗ kiểm tra. (2): Đế của van tiết lưu. (6): Bulong nối. (3): Tay quay. (7): Eku. (4): Bộ nắp trên của van. (8): Bảng tên. CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT CỤM THIẾT BỊ MIỆNG GIẾNG Chất lượng của thiết bị miệng giếng Vecto được đảm bảo với sự kiểm tra kỹ lưỡng của nhà sản suất, với quy trình bão dưỡng đơn giản và tối thiểu. Ngoài ra việc lắp đặt cũng đơn giản mà vẫn đảm bảo được an toàn, phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt Nam. Tất cả các thiết bị miệng giếng, nói riệng và thiết bị miệng giếng nói chung là những thiết bị có kích thước và khối lượng lớn. Cụm thiết bị miệng giếng mua về ở dạng từng khối chưa lắp ráp, nghĩa là thiết bị được phân ra các bộ phận: Đầu bao ống chống, đầu treo ống chống, cây thông, các loại van . . . Vì vậy tất cả các cụm thiết bị trước khi đem ra lắp ráp sử dụng cần phải kiểm tra, thử áp suất làm việc. Đây là khâu rất quan trọng, sự lắp ráp có ảnh hưởng rất lớn đến tính an toàn, hiệu quả làm việc và chế độ bảo quản. Sau đâu là quy trình lắp đặt thiết bị miệng giếng Vecto với Plv 5000 PSI với sơ đồ chống ống: 20” x 13-3/8” x 9-5/8” x 4-1/2” 3.1. Lắp đặt bộ đầu bao ống chống 20”.
Hình 3.1: Lắp đặt đầu bao ống chống 20” 1- Đầu bao ống chống 20”. 2- Van. 3- Áp kế. 4- Gioăng làm kín miệng ống. 5- Ốc siết thanh trêm. 6- Đế sàn. 7- Ống chống 20”. 8- Nút bịt. 9- Đầu bơm kiểm tra áp suất. 10- Thanh trêm. *) Quy trình lắp đặt: 1) Chuẩn bị, kiểm tra, và bảo dưỡng thiết bị trước khi lắp ráp. 2) Bôi các ren bằng mỡ bôi trơn theo tiêu chuẩn API hoặc các loại mỡ với tiêu chuẩn tương ứng. 3) Cắt ống chống 20” sao cho chiều cao của ống tính từ miệng ống chống định hướng là 24-3/16”. 4) Vát xiên thành miệng ống chống 20” một góc 30o. 5) Hạ từ từ đầu bao ống chống 20” lên miệng ống chống 20”, tránh làm hư hai gioăng làm kín miệng ống chống 20” nằm ở trong đầu bao ống chống. 6) Vặn 8 ốc siết xung quanh đầu bao ống chống để siết các thanh chêm ôm chặt lấy ống chống. 7) Kiểm tra khả năng làm việc của 2 gioăng làm kín miệng ống chống 20” thông qua lỗ bơm áp suất trên thành đầu bao vào khoảng không giữa 2 đệm với áp suất 2000 PSI. 8) Quá trình kiểm tra thành công là kết thúc lắp đặt đầu bao ống chống 20”. 3.2. Lắp đặt và thử ống dựng và đầu nối 20-3/4”.
Hình 3.2: Lắp đặt ống dựng và đầu nối 20-3/4”. 1- Cần khoan. 2- Ống dựng. 3- Vòng siết. 4- Lỗ thử. 5- Đầu nối 20-3/4” 6- Gioăng làm kín. 7- Nút. 8- Ốc siết. 9- Đầu bao ống chống. 10- Đế trên sàn. 11- Ống chống 20”. 12- Van. 13- Áp kế. *) Quy trình lắp đặt: 1) Kiểm tra, bảo dưỡng ống dựng, đối áp, đầu nối 20-3/4”.Lắp đầu nối với ống dựng bằng vòng siết. Và chắc chắn rằng các ốc siết trên đầu nối đã được lới ra hết mức. 2) Đặt gioăng làm kín lên miệng đầu bao ống chống 20” và hạ từ từ đầu nối và ống dựng lên trên đầu bao ống chống 20”. 3) Vặn chặt các ốc siết xung quanh đầu nối để cố định đầu nối với đầu bao ống chống 20”. 4) Đưa nút 20” qua đối áp, ống dựng và đặt lên trên bát đỡ của đầu bao ống chống 20” như hình vẽ. 5) Kiểm tra áp suất làm việc của đầu nối, ống dựng và đối áp bên phía bên trên nút với áp suất 3000 Psi thông qua lỗ thử ở trên nút. 6) Thử thành công thì kéo nút lên. 3.3. Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống chống 20”.
Hình 3.3: Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao 20”. 1- Cần khoan. 2- Nút. 3- Ống dựng 20-3/4”. 4- Vành siết. 5- Ố siết ống lót. 6- Đầu nối 20-3/4”. 7- Ống lót. 8- Đầu bao ống chống. 9- Đế trên sàn. 10- Van. 11- Áp kế. *) Quá trình lắp đặt: 1) Chuẩn bị và kiểm tra ống lót. Lắp ráp ống lót với bộ dụng cụ thả. 2) Hạ bộ dụng cụ thả vào bát đỡ của đầu bao ống chống 20”. 3) Vặn các ốc siết (5) ở hình trên, cố định ống lót bảo vệ. Chú ý không làm oằn, móp ống lót. 4) Kéo nút nối (2) lên và tiến hành khoan để chống ống 13-3/8”. 5) Tiếp tục thả bộ dụng cụ thả xuống ráp với ống lót. Vặn lỏng các ôc siết ống lót và kéo ống lót lên. 6) Chống ống 13-3/8” và trám xi măng khoảng không vàn xuyến 20” x 13-3/8”. 7) Tháo đầu nối 20-3/4”, và ống dựng. 3.4. Lắp ráp đầu treo ống chống 13-3/8” kiểu “WE”.
Hình 3.4: Lắp đặt đầu treo ống chống 13-3/8”. 1- Đệm làm kín. 2- Van. 3- Áp kế 4- Đầu bao ống chống. 5- Đế trên sàn. 6- Ống chống 20”. 7- Ống chống 13-3/8”. 8- Ốc siết. 9- Ốc giữ thanh trêm. 10- Đầu treo ống chống. *) Các bước lắp đặt: 1) Đặt 2 nửa của đầu treo lên trên 2 tấm đỡ được đặt trên miệng đầu bao ống chống 20”. 2) Cố định 2 nửa đầu treo với nhau bằng các ốc siết (8) trên mặt đầu treo. 3) Cố định xong, tháo ốc giữ các thanh trêm (9) để các thanh trêm ôm lấy ống chống 13-3/8”. 4) Tháo các tấm đỡ trên miệng đầu bao ống chống. Hạ từ từ đầu treo vào bát đỡ của đầu bao ống chống 20”. 5) Vặn chặt các ốc siết (8) bên trên tấm kim loại (11) để tăng sức ép của đệm làm kín lên bề mặt ống chống. 6) Cắt và vát thành miệng ống chống một góc 300 và cao 7-1/4” tính từ miệng đầu bao ống chống 20”. 3.5. Lắp đặt đầu bao ống chống 13-3/8”.
Hình 3.5: Lắp đặt đầu bao ống chống 13-3/8”. 1- Đầu bao ống chống 13-3/8” 2- Thiết bị nâng. 3- Van. 4- Áp kế. 5- Gioăng làm kín. 6- Đầu treo ống 13-3/8”. 7- Đầu bao ống chống 20”. 8- Đế trên sàn. 9- Ống chống 20”. 10- Ống chống 13-3/8”. 11- Nút bịt. 12- Gioăng làm kín. 13- Ốc siết. *) Quy trình lắp đặt: 1) Kiểm tra và bảo dưỡng thiết bị trước khi lắp ráp. 2) Đặt gioăng làm kín (5) lên miệng đầu bao ống chống 20”. 3) Hạ từ từ đầu bao ống chống 13-3/8” qua ống chống 13-3/8”. và đặt nó lên trên đầu bao ống chống 20”. 4) Vặn các ốc siết (13) xung quanh đầu nối để cố định đầu 2 đầu bao ống chống 20” x 13-3/8”. 5) Tăng khả năng làm kín của gioăng làm kín (12), người ta tiến hành bơm nhựa làm kín xung quanh gioăng qua 2 lỗ ở thân đầu bao. 6) Thử độ làm kín và khả năng làm việc của gioăng (12). 7) Thử độ làm kín của gioăng làm kín (5). 8) Tiếp đến lắp đầu nối 13-5/8”, ống đứng và đối áp ( Hình 3.6) 9) Lắp nút thử 13-3/8”. 10) Thử áp của đầu nối, ống đứng, đối áp và vòng kẹp với áp suất 5000PSI.
Hình 3.6: Lắp đặt ống dựng và nút thử. 3.6. Lắp ống lót bảo vệ đầu bao ống chống 13-3/8”, và chống ống 9-5/8”.
Hình 3.7: Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống chống 13-3/8” 1- Cần khoan. 2- Ống đứng. 3- Thiết bị thả. 4- Vành siết. 5- Đầu nối. 6- Ốc siết. 7- Ống lót bảo vệ. 8- Đầu bao ống chống 13-3/8”. 9-Đầu bao ống chống 20”. 10- Đế trên sàn. 11-Ống chống 20”. 12- Ống chống 13-3/8”. *) Quy trình lắp đặt: 1) Kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị trước khi lắp ráp. 2) Lắp ống lót bảo vệ vào thiết bị thả. 3) Đưa ống lót thông qua cột ống đứng và đặt vào bát đỡ của đầu bao ống chống 13-3/8” ( hình 3.7) 4) Vặn các ốc siết (6) để cố định ống lót bảo vệ. Chú ý không được làm oằn, móp ống lót. 5) Tiến hành khoan để chống ống 9-5/8” 6) Tiếp tục thả dụng cụ khoan xuống ráp với ống lót bảo vệ. 7) Vặn lỏng các ốc siết (6) và kéo ống lót lên. 8) Tiến hành thả ống chống 9-5/8” và trám xi măng khoảng không vành xuyến 13-3/8” x 9-5/8”. 3.7. Lắp đặt đầu treo ống chống 9-5/8” kiểu “WE”. (hình 3.8)
Hình 3.8: Lắp đặt đầu treo ống chống 9-5/8” kiểu “WE”. 1- Gioăng làm kín. 2- Đầu treo ống chống 9-5/8”. 3- Đầu bao ống chống 13-3/8. 4- Đầu treo ống chống 13-3/8”. 5- Đầu bao ống chống 20”. 6- Đế trên sàn. 7- Ống chống 20”. 8- Ống chống 13-3/8”. 9- Ống chống 9-5/8”. 10- Bulông siết. 11- Đệm kim loại. 12- Gioăng làm kín. *) Quy trình lắp đặt: 1) Kiểm tra và bảo dưỡng thiết bị trước khi lắp ráp. 2) Tháo và kéo ống đầu nối và ống dựng lên. 3) Đặt hai nửa của đầu treo ống chống lên tấm đỡ ở trên miệng đầu bao ống chống 13-3/8”. 4) Cố định hai nửa với nhau bởi các ốc siết (10) và tấm kim loại đệm (11) trên mặt đầu treo ống chống. 5) Tháo các ốc giữ thanh trêm để nó ôm lấy ống chống 9-5/8”. 6) Tháo các tấm đỡ và hạ từ từ đầu treo ống chống vào bát đỡ của đầu bao ống chống 13-3/8”. 7) Vặn chặt các bulông siết (10) để tămg sức ép của gioăng làm kín (12) lên ống chống. 8) Cắt và vát thành ống chống 9-5/8” một góc 300 và cao 6-3/4” tính từ miệng đầu bao ống chống 13-3/8”. (hình 3.8) 3.8. Lắp đặt đầu bao ống khai thác.(hình 3.9)
Hình 3.9: Lắp đặt đầu bao ống khai thác. 1- Thiết bị nâng. 2- Đầu bao ống khai thác. 3- Đầu treo ống chống 9-5/8”. 4- Đầu bao ống chống 13-3/8”. 5- Đầu treo ống chống 13-3/8”. 6- Đầu bao ống chống 20”. 7- Đế trên sàn 8- Ống chống 20”. 9- Ống chống 13-3/8”. 10- Ống chống 9-5/8”. 11- Nút. 12- Gioăng làm kín. 13- Đệm làm kín 137 Grayloc. 14- Bulông siết. *) Quy trình lắp đặt: 1) Chẩn bị thiết bị, kiểm tra bảo dưỡng trước khi lắp đặt. 2) Đặt đệm làm kín 137 Grayloc (13) lên trên đầu bao ống chống 13-3/8”. 3) Hạ từ từ đầu bao ống khai thác qua miệng ống chống 9-5/8” và đặt trên đầu bao ống chống 13-3/8”. 4) Siết 18 bulông (14) xung quanh đầu bao ống khai thác để cố định với đầu bao ống chống 13-3/8”. 5) Tăng khả năng làm kín của hai gioăng (12) người ta tiến hành bơm nhựa qua lỗ ở thân đầu bao ống khai thác. Và nhựa được bơm đầy xung quanh gioăng (12). 6) Thử áp suất cho gioăng (12) 7) Thử độ kín, và áp suất cho đệm làm kín 137 Grayloc (13). 3.9. Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống khai thác. *) Lắp đặt ống dựng, đầu nối và đối áp.
Hình 3.10: Lắp đặt ống dựng 13-5/8”. 1- Cần khoan. 2- Ống đứng 13-5/8”. 3- Vành siết. 4- Đầu nối 11”. 5- Đệm làm kín 112 Grayloc. 6- Đầu bao ống khai thác. 7- Bulông. 8- Nút thử 10-3/4”. +) Đặt đệm làm kín 112 Grayloc (5) lên trên đầu bao ống khai thác, tiếp tục hạ đầu nối, ống dựng lên trên miệng đầu bao ống khai thác. +) Siết 8 bulông (7) xung quanh đầu nối để cố định ống đứng và đầu bao ống khai thách. +) Lắp nút thử 10-3/4” (hình 3.10) +) Thử áp suất làm việc của đầu nối, ống đứng, vành siết với áp suất 5000 Psi. +) Sau khi thử thành công, kéo nút thử lên và lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống khai thác.( hình 3.11) +) Tiến hành khoan lỗ cho ống khai thác 4-1/2”.
Hình 3.11: Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống khai thác. 1- Cần khoan. 2- Ống đứng 13-5/8”. 3- Vành siết. 4- Đầu nối 11”. 5- Đầu bao ống khai thác. 6- Thiết bị thả ống lót. 7- Ống lót. 3.10. Lắp đặt đầu treo ống khai thác và cây thông. +) Kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị trước khi nắp đặt. +) Tháo lỏng các ốc siết ống lót bảo vệ đầu bao ống khai thác và kéo ống lót lên. +) Tiến hành thả ống khai thác 4-1/2”. Đầu trên cùng của ống khai thác gắn với đầu treo ống khai thách. (hình 3.12)
Hình 3.12: Lắp đặt đầu treo ống khai thác 1- Thân đầu treo. 2- Rãnh định hướng. 3- Ống khai thác. 4- Gioăng làm kín. 5- Lỗ luồn dây cáp. 6- Ren trong. 7- Gioăng làm kín.
Hình 3.13: Lắp ráp thiết bị đầu ống khai thác. 1- Van chính của cây thông. 2- Đường cáp điện. 3- Đầu treo ống khai thác. 4- Thiết bị đầu ống khai thác. 5- Cáp điểu khiển. 6- Đệm là kín. 7- Đầu bao ống khai thác. 8- Bulong. 9- Bulong siết. 10- Buong siết. +) Vặn chặt đầu trên của đầu treo ống khai thác (3) với thiết bị đầu ống khai thác (4). Cẩn thận để gioăng ở đầu treo ống khai thác không bị hư. +) Luồn các cáp qua lỗ cáp trên đầu treo ống khai thác. Cuộn 3-4 vòng cáp điện và cáp điều khiển quanh đầu treo ống khai thác ( hình 3.13). Nối các cáp này vào thiết bị đầu ống khai thác. +) Hạ từ từ đầu treo ống khai thác, thiết bị đầu ống khai thác lên trên miệng đầu bao ống khai thác. +) Vặn các ốc siết (10) để cố định đầu treo ống khai thác. +) Vặn chặt các ốc siết (9) để cố định thiết bị đầu ống khai thác với đầu bao ống khai thác. +) Tiếp tục đưa cây thông lên theo phương thẳng đứng, đặt nó lên thiết bị đầu ống khai thác. +) Vặn chặt các bulong (8) để nối cây thông vào cụm thiết bị đầu giếng.
Hình 3.14: Lắp đặt cây thông khai thông khai thác. CHƯƠNG 4 KIỂM TOÁN MỘT SỐ BỘ PHẬN CỦA THIẾT BỊ ĐẦU GIẾNG CHO GIẾNG KHAI THÁC N-18P CỦA MỎ RẠNG ĐÔNG. Các thông số và cấu trúc cột ống của giếng khai thác N-18P. Áp suất đáy giếng: Pv = 1492 psi = 104,33 at Áp suất miệng giếng: Pwh = 425 psi = 29,72 at Q = 2500 thùng/ ngày đêm = 4,6 l/s = 4600 cm3/s Tỷ trọng dầu:
= 0,8269 Khối lượng riêng của dầu
= 0,8265 g/ml = 826,5 kg/m3 Độ nhớt động học của dầu( ở 70 oC)
= 3,263 cSt = 3,263 mm2/s Độ nhám bề mặt ống e = 0,1mm. Cấu trúc giếng : 508mm
340mm
245mm
114mm; chiều dày tương ứng của mỗi loại ống là : 20mm; 18mm; 16mm; 10,2mm. Cấu trúc cột ống được thả ở độ sâu lần lượt là: 20”
450 m; 13-3/8”
1300m ; 9-5/8”
3200 m; 4-1/2
3500m. 4.1. Kiểm toán thiết bị đầu ống. - Đầu treo ống chống. - Đầu bao ống chống.
Hình 4.1: Các lực tác dụng vào ống chống. *) Các lực tác dụng vào ống chống chia làm hai thành phần: - Tải trọng tác dụng theo hướng tâm ( gây bóp méo ống) chia làm hai thành phần: P1 : Áp lực trong ống. P2 : Áp lực ngoài ống. và q : Lực ép phân bố đều giữa đầu treo ống và cột ống. - Tải trọng tác dụng theo hướng trục đo trọng lượng bản thân cột ống Q có xu hướng làm cột ống bị đứt tại vị trí có trấu kẹp. *) Điều kiện kiểm toán đầu treo theo tiêu chuẩn GOST:
Đối với các loại ống chống có K = 0,05 – 0,15 thì kiểm toán.
(4.1) Trong đó: Qtt : Trọng lượng tính toán. Q : Trọng lượng cột ống. σc : Giới hạn chảy của vật liệu chế tạo đầu treo ( KG/cm2). R : Bán kính trung bình của ống (cm). δ : Chiều dày thành ống (cm). α : Góc nghiêng (α = 250). φ : Góc ma sát giữa chấu kẹp và ống, phụ thuộc vào hệ số ma sát giữa bề mặt tiếp xúc của đầu treo và thân ống. φ = 100 - 120 a1; a2; a3 : Hệ số phụ thuộc chiều dài thân đầu treo.


Hệ số kể đến sự phân bố giữa đầu treo và ống chống:
(4.2) µ = 0,3 : Hệ số Poatxông. Với:
;
;
Nếu hệ số bền
thì đầu treo bền. *) Kiểm toán đầu bao. Áp suất tới hạn của đầu bao:
(4.3) Hệ số bền :
σc : Giới hạn chảy của vật liệu chế tạo đầu bao( KG/cm2). Dt; Dn : Đường kính trong và ngoài đầu bao (mm). P0 : áp suất thử (at). 4.2. Kiểm toán bộ đầu ống có áp suất làm việc Plv 2000PSI (140at). 4.2.1. Đầu treo ống chống 13-3/8” (340mm ). - Các thông số của ống chống
340 mm:
mm;
mm
mm ;
cm ;
với
theo tiêu chuẩn GOST ta phải kiểm toán.
Chọn
;
;
;
.


Đầu treo làm bằng thép có độ bền chảy: σc = 551 Mpa = 5619 KG/cm2
=>
(Kg)
(tấn). Với chiều sâu thả cột ống 13-3/8” là
và khối lượng trêm 1m ống là
kg/m. =>
tấn Hệ số bền:
Vậy đầu treo đủ bền. 4.2.2. Đầu bao ống chống. - Từ cấu tạo ta có các thống số sau:
mm ;
mm ; áp suất thử
at ; vật liệu chế tạo đầu bao có độ bền chảy
(kg/cm2). -Áp suất tới hạn:
(at) - Hệ số bền:
Vậy đầu bao đủ bền. 4.3. Kiểm toán bộ đầu ống có áp suất làm việc Plv 3000PSI (210at). 4.3.1. Đầu treo ống chống 9-5/8” ( 245mm). - Các thông số của ống chống
245 mm:
mm;
mm
mm ;
cm ;
với
theo tiêu chuẩn GOST ta phải kiểm toán.
Chọn
;
;
;
.


Vật liệu thép chế tạo đầu treo có độ bền chảy: σc = 5619 KG/cm2
=>
(Kg)
(tấn). Với chiều sâu thả cột ống là
và khối lượng trêm 1m ống là
kg/m. =>
tấn Hệ số bền:
Vậy đầu treo đủ bền. 4.3.2. Đầu bao ống chống. - Từ cấu tạo ta có các thống số sau:
mm ;
mm ; áp suất thử
at ; vật liệu chế tạo đầu bao có
( (kg/cm2). -Áp suất tới hạn:
(at) - Hệ số bền:
Vậy đầu bao đủ bền. 4.4. Kiểm toán đầu bao và đầu treo ống khai thác. 4.4.1. Đầu treo ống khai thác. - Các thông số của ống chống
245 mm:
mm;
mm
mm ;
cm ;
với
theo tiêu chuẩn GOST ta phải kiểm toán.
Chọn
;
;
;
.


Với vật liệu thép chế tạo đầu treo có độ bền chảy: σc = 930MPa = 9483,21 kg/cm2
=>
(Kg)
(tấn). Với chiều sâu thả cột ống là
và khối lượng trêm 1m ống là
kg/m. =>
tấn Hệ số bền:
Vậy đầu treo đủ bền. 4.4.2. Đầu bao ống chống. - Từ cấu tạo ta có các thống số sau:
mm ;
mm ; áp suất thử
at ; vật liệu chế tạo đầu bao có độ bền chảy:
( (KG/cm2). -Áp suất tới hạn:
(at) - Hệ số bền:
Vậy đầu bao đủ bền. 4.5. Tính tổn thất thủy lực. Tính tổn thất thủy lực của chất lưu qua thiết bị miệng giếng tính từ đầu ống khai thác đi lên tại chỗ mặt bích nối với cây thông khai thác. Áp suất còn lại trước mặt cắt 1-1( sau khi tổn hao áp suất từ đáy giếng đến mặt cắt 1-1) là 425 PSI ( 30,3 at).
Hình 4.2: Sơ đồ tính tổn thất thủy lực của cây thông Vận tốc dòng chảy qua các tiết diện tính theo cong thức:
Q : lưu lượng (cm3/s) ω : Tiết diện mặt cắt ngang ( cm2)
cm2 Vận tốc dòng chảy qua ống có đường kính 114 mm: =>
cm/s = 0,451 m/s.
cm2 Vận tốc dòng chảy qua ống có đường kính 52mm.
cm/s = 0,5522 m/s -Tổn thất thủy lực do thay đổi đường kính từ 114mm xuống 103mm (tổn thất đột thu)
Với J1-2 : Hệ số tổn thất đột thu

m -Tổn thất dọc đường trên toàn bộ cây thông:
λ : Hệ số sức cản thủy lực phụ thuộc vào hệ số Raynol Re.
+) Xét hệ số Raynol: Độ nhám tuyệt đối của ống
mm
=> Dầu chảy ở vùng chuyển tiếp.
K : Độ nhám tương đương của thành ống.
=>
=>
m - Tổn thất cục bộ qua các mặt bích nối:
n : Số mặt bích nối, n = 5 Jmb = 0,15 : Hệ số kháng cục bộ qua mặt bích.
m - Tổn thất qua van:
z : số van, z = 5 Jv = 0,12 : Hệ số kháng cục bộ qua van.
m - Tổn thất cục bộ qua các khối nút giao nhau.
Với Jnút = 0,51 Hệ số kháng cục bộ qua nút.
m - Tổng tổn thất thủy lực qua thiết bị. Σhms = h1-2 + hđ + hmb + hv + hnút = 0,0002 + 0,01 + 0,012 + 0,009 + 0,008 = 0,0392 m => Tổn thất áp suất: ΔP = Σhms.ρ.g = 0,0392. 826,5 . 9,81 = 318 Pa = 0,0032at Áp suất còn lại trước côn tiết lưu là P1 = 29,72 – 0,0032 = 29,7 at. Vậy áp suất tại cửa ra của cây thông ở van tiết lưu là 29,7 at. KẾT LUẬN Các loại thiết bị miệng giếng sử dụng trong ngành dầu khí là những loại siêu trường siêu trọng (quá khổ quá tải). Vì vậy để giảm bớt thời gian, tăng hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu suất sử dụng . . . thì cần phải lặp ra các quy trình công nghệ từ việc lựa chọn thiết bị đến khi lắp đặt, đưa vào vận hành, sử chữa và bảo dưỡng. Thực tế sử dụng thiết bị miệng giếng cho thấy với điều kiện nhiệt độ, áp suất tại vùng mỏ Rạng Đông thì thiết bị miệng giếng của Vetco có nhiều ưu điểm và hiệu quả làm việc rất tốt. Qua nghiên cứu các tài liệu cùng với điều kiện sản suất thực tế của từng loại thiết bị miệng giếng tác giả đã phần nào nắm bắt được cấu tạo, quy trình lắp đặt và những nguyên nhân hỏng hóc của thiết bị miệng giếng. Xong dẫu sao mức độ giải quyết chỉ xoay quanh khuôn khổ luận văn tốt nghiệp, cùng với khả năng thu nhận kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thâm nhập thực tế còn hạn chế nên mức độ giải quyết vấn đề chưa được triệt để. Trong quá trình làm đồ án tác giả đã làm việc với sự thận trọng cao, nhưng vì còn hạn chế về thời gian, tài liệu thu thập và nhiều thuật ngữ chuyên ngành còn thiếu hoặc chưa thống nhất do đó gây nhiều khó khoăn khi đọc và dịch tài liệu nên không tránh khỏi những sai sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy các cô và các bạn sinh viên. Sau thời gian làm việc khẩn trương tới nay đồ án đã được hoàn thành với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Ths. Lê Đức Vinh cùng các thầy cô trong bộ môn đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2011 SV: Đỗ Văn Huy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Xuân Lân: ‘‘Bài giảng về: Thu gom – Xử lý - Vận chuyển – Cất chứa’’ [2]. GVC. Trần Văn Bản : “Công nghệ xây lắp thiết bị dầu khí.” [3]. ThS. Nguyễn Văn Thịnh : “Công trình đường ống và bể chứa” [4]. TS. Phùng Đình Thực: ‘‘Xử lý và vận chuyển dầu mỏ’’. NXB Đại học Quốc gia TPHCM [5]. GS. Vũ Duy Quang: “Giáo trình kỹ thật thủy khí” [6]. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Ha Nội-2006: “Cẩm nang kỹ sư – công nghệ khoan các giếng sâu” [7]. Vecto: “Operating and service manual for JVPC – Việt Nam” Mục Lục Lời Mở Đầu 1 CHƯƠNG 1. Giới thiệu về thiết bị miệng giếng 2 1.1. Giới thiệu chung về thiết bị miệng giếng. 2 1.2. Phân loại thiết bị miệng giếng. 3 1.2.1. Theo áp suất làm việc. 3 1.2.2. Theo số lượng cột ống chống kỹ thuật. 3 1.2.3. Theo hình dạng cây thông. 4 1.2.3.1. Thiết bị miệng giếng kiểu chạc 3. 4 1.2.3.2. Thiết bị miệng giếng kiểu chạc 4. 5 1.3. Ý nghĩa của việc đi sâu nghiên cứu về thiết bị miệng giếng. 6 CHƯƠNG 2. Nhiệm vụ - Chức năng của thiết bị miệng giếng 8 2.1. Nhiệm vụ và chức năng của thiết bị miệng giếng. 8 2.2. Cấu tạo của thiết bị miệng giếng. 9 2.2.1. Cấu tạo đầu bao ống chống 20” Plv 2000PSI. 13 2.2.2. Bộ đầu bao ống chống 13-3/8", Plv 3000PSI. 15 2.2.3. Bộ đầu bao ống khai thác Plv 5000PSI. 18 2.2.4. Bộ cây thông khai thác Plv 5000PSI. 20 2.2.5. Van cửa mode VG-200 của Vecto đầu nối kiểu ren. 23 2.2.6. Van cửa model VG-200 của Vecto đầu nối kiểu mặt bích. 25 2.2.7. Van tiết lưu của cây thông khai thác. 28 CHƯƠNG 3. Quy trình lắp đặt cụm thiết bị miệng giếng 29 3.1. Lắp đặt bộ đầu bao ống chống 20”. 29 3.2. Lắp đặt và thử ống dựng và đầu nối 20-3/4”. 31 3.3. Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống chống 20”. 32 3.4. Lắp ráp đầu treo ống chống 13-3/8” kiểu “WE”. 34 3.5. Lắp đặt đầu bao ống chống 13-3/8”. 35 3.6. Lắp ống lót bảo vệ đầu bao ống chống 13-3/8”, và chống ống 9-5/8”. 38 3.7. Lắp đặt đầu treo ống chống 9-5/8” kiểu “WE”. (hình 3.8) 40 3.8. Lắp đặt đầu bao ống khai thác.(hình 3.9) 42 3.9. Lắp đặt ống lót bảo vệ đầu bao ống khai thác. 44 3.10. Lắp đặt đầu treo ống khai thác và cây thông. 46 CHƯƠNG 4. Kiểm toán một số bộ phận của thiết bị đầu giếng cho giếng khai thác N-18P của mỏ Rạng Đông 49 4.1. Kiểm toán thiết bị đầu ống. 49 4.2. Kiểm toán bộ đầu ống có áp suất làm việc Plv 2000PSI (140at). 52 4.2.1. Đầu treo ống chống 13-3/8” (340mm ). 52 4.2.2. Đầu bao ống chống. 53 4.3. Kiểm toán bộ đầu ống có áp suất làm việc Plv 3000PSI (210at). 54 4.3.1. Đầu treo ống chống 9-5/8” ( 245mm). 54 4.3.2. Đầu bao ống chống. 55 4.4. Kiểm toán đầu bao và đầu treo ống khai thác. 55 4.4.1. Đầu treo ống khai thác. 55 4.4.2. Đầu bao ống chống. 56 4.5. Tính tổn thất thủy lực. 57 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62