CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN

3.1.Khái niệm về quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan Quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan bao gồm các thao tác được lặp lại theo một chu trình. Thời gian để thực hiện quá trình nâng thả chia làm hai loại: - Thời gian máy. - Thời gian tay - máy (tháo, vặn cần dựng, dựng cần vào giá đỡ cần…). Thời gian chi phí cho nâng và thả một đoạn cột cần có chiều dài 1 cần dựng có thể xác định bằng các thành phần:...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN3.1. Khái niệm về quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan Quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan bao gồm các thao tác được lặplại theo một chu trình. Thời gian để thực hiện quá trình nâng thả chia làmhai loại: - Thời gian máy. - Thời gian tay - máy (tháo, vặn cần dựng, dựng cần vào giá đỡcần…). Thời gian chi phí cho nâng và thả một đoạn cột cần có chiều dài 1cần dựng có thể xác định bằng các thành phần: T1  tnm  te  ttm  tme  tt  t tm tnm là thời gian nâng bằng máy; t e là thời gian thả elevator không tải; t tm là thời gian nâng cần dựng kết hợp tay-máy; tme là thời gian nâng elevator bằng máy; tt là thời gian thả đoạn cần dài bằng 1 cần dựng; t tm là thời gian thả 1 cần dựng kết hợp tay máy. Thời gian nâng cột cần lên 1 quãng dài = chiều dài cần dựng bằngmáy:  .lc  tnm vtb   1, 02  1, 05 là hệ số kể đến chiều cao nâng dự trữ; l là chiều dài cần dựng; c vtb là tốc độ trung bình của elevator khi nâng cần dựng3.2. Tháp khoan Tháp khoan là kết cấu kim loại bằng thép được đặt trên giàn khoanvới mục đích sau: - Để treo bộ ròng rọc động, tĩnh và móc tải. - Để tựa bộ cần khoan khi kéo lên. - Để treo các loại khoá vặn cần, ống chống. - Tạo khoảng trống thẳng đứng cần thiết để nâng hạ cột cần khoan,ống chống. - Lắp sàn làm việc cho thợ ở trên cao,… Tháp khoan có một số loại: tháp 4 chân, tháp 3 chân, tháp chữA…Nhưng hiện nay trong khoan dầu khí thường sử dụng tháp 4 chân vì nócó những ưu điểm sau: - Có độ ổn định cao trong quá trình làm việc. - Dễ chế tạo và lắp ráp. - Có độ ổn định cao, ngay cả trong việc dịch chuyểnTháp khoan trên Jack up3.2.1. Cấu tạo tháp Trong quá trình làm việc các phần tử của tháp chịu tác động của cáctải trọng động, chúng khác nhau cả về phương, chiều, độ lớn và đặc tính tácdụng. Để hệ số an toàn các phần tử của tháp bằng nhau thì kích thước củachúng phải khác nhau. Để đơn giản trong chế tạo, xây lắp thì tháp phaỉ thoảmãn các điều kiện sau : + 4 chân cột của tháp phải cùng tiết diện. + Các thanh ngang cùng 1 tiết diện. + Các thanh giằng cùng tiết diện. + Chiều cao của các tầng phải bằng nhau.3.2.2. Các thông số kỹ thuật của tháp.1. Chiều cao của tháp ( H ). Là khoảng cách từ ròng rọc tĩnh tới điểm tựa của chân tháp theochiều thẳng đứng. H được xác định theo: H = K1 ( L1 + Lcd ) K1: Hệ số dự trữ nâng ( K1 = 1,2 – 1,3 ). L1 : Chiều dài cơ cấu nâng ( chiều cao từ chân tháp tới mặtbàn rôto ). Lcd : Chiều dài cần dựng. Để đơn giản hơn dùng công thức, theo: H = K2 . Lcd K2 : Là hệ số phụ thuộc vào chiều dài cơ cấu nâng và chiềucao dự trữ khi nâng ( K2 = 1,3 – 1,5 ).2. Sức nâng của tháp ( Q).  Q dm   .q . L .(1  d ) + Sức nâng định mức của tháp theo: t Trong đó : Qđm : Sức nâng định mức α Là hệ số đầu nối (α = 1,05 – 1,1 ). q : Trọng lượng 1m cần khoan ( kg/ m) . L: Chiều dài bộ dụng cụ khoan ( m) . γd,γt Trọng lượng riêng của dung dịch khoan và vật liệu chếtạo cần khoan ( G/ cm3 ) . + Sức nâng tính toán : Sức nâng tính toán được tính bằng tải trọng tác dụng lên móc nângtrong quá trình kéo, theo: Qtt = Kc . Qđm Kc : Hệ số kể đến lực cản khi nâng ( lực ma sát, lực quán tính ) Trong khoan thăm dò : Kc = 1,5 – 2 Trong khoan sâu : Kc = 1,25 – 1,5 + Sức nâng cực đại : Sức nâng cực đại là tải trọng lớn nhất tác dụng lên thápkhoan. Nếu bỏ qua góc lệch giữa các nhánh cáp với phương thẳng đứng,theo: Qo = Qtt + Pt + Pc Trong đó : Pt : Sức căng của nhánh cáp đi vào tời Pc : Sức căng của nhánh cáp chết Nếu coi sức căng của các nhánh cáp bằng nhau thì: P1 = P2 = P3 = … = Pt = P c = P1,P2,P3,… : Sức căng của nhánh cáp đi vào tời m : Số nhánh cáp động Thay vào, ta có : Qo = Qtt ( 1 +γd/γt ) i : Hệ số phụ thuộc vào cách mắc Có đầu cáp chết : i=2 Không có đầu cáp chết : i = 1 Kích thước khung nền và khung đỉnh phụ thuộc vào các yếu tố sau : + Việc bố trí thiết bị khoan + Việc bố trí hệ ròng rọc tĩnh + Sự an toàn trong quá trình làm việc + Phụ thuộc vào hình dáng tối ưu để đảm bảo độ bền và độổn định của tháp khoan. Khi thiết kế tháp khoan, phải làm sao cho Qtt đạt giá trị min. - Khả năng chứa cần dựng của tháp ( S ): ( m2 ) S = K .n . f Trong đó : S : Khả năng chứa cần dựng của tháp ( m2 ) K : Hệ số phụ thuộc vào khoảng hở giữa các cần dựng n : Số cần dựng f : Diện tích chiếm chỗ của một cần dựng ( m2 ) * Các tải trọng tác dụng lên tháp Trong quá trình làm việc, các thành phần tải trọng tác dụng lên tháprất đa dạng gây nên sự mất ổn định chung của tháp. Các thành phần tảitrọng tác dụng theo nhiều phương khác nhau, tuy nhiên có thể quy về hainhóm chính đó là tải trọng tác dụng theo phương đứng và tải trọng tác dụngtheo phương ng ...