Đọc truyện chuong 4 chong ong va tram xi mang - chuong 4 chong ong va tram xi mang

♥ AzTruyen.Top - Trang đọc truyện hoàn toàn miễn phí!

chuong 4 chong ong va tram xi mang

Trước Sau

Màu nền

Font chữ

Font size

Chiều cao dòng

Chương IV

Chống ống và trám xi măng

Khi khoan các giếng khoan dầu khí cần thiết phải tiến hành công tác chống ống và trám xi măng. Với mục đích:

- Giữ cho thành lỗ khoan không bị sập lở.

- Cách ly giữa các vỉa dầu và khí với nhau cũng như cách ly các tầng chứa nước v.v...

Điều đó đảm bảo cho dầu khí chảy từ vỉa vào giếng nâng lên miệng không bị hao hụt. Người ta cách ly các vỉa bằng một loại ống đặc biệt gọi là ống chống (là loại ống thép có chất lượng cao). Nếu chỉ sử dụng ống chống thì chưa cách ly được vỉa nên người ta phải lấp đầy khoảng không gian ngoài ống chống bằng dung dịch xi măng nhờ có những thiết bị bơm trám đặc biệt. Quá trình đó được gọi là quá trình bơm trám xi măng giếng khoan.

4.1. Chống ống giếng khoan.

Chống ống là công tác gia cố giếng khoan bằng cách đưa vào giếng những cột ống chống được tạo thành bằng những ống kim loại nối với nhau bằng ren hoặc hàn.

ở mỗi giếng khoan có thể chống từ 1 đến 2 cột ống, cũng có thể phải chống nhiều hơn, đến 4 hoặc 5 cột ống, tuỳ thuộc vào mục đích, chiều sâu và điều kiện địa tầng của mỗi giếng.

4.1.1 Cấu trúc giếng khoan

Giếng khoan dầu khí được coi như một công trình xây dựng cơ bản, thi công theo một đề án được duyệt. Yếu tố xuất phát cơ bản để lập thiết kế kỹ thuật là chọn lựa và xây dựng cấu trúc của giếng khoan.

Cấu trúc giếng khoan được tạo thành bởi một số cột ống chống có đường kính và chiều dài khác nhau thả lồng vào nhau trong lỗ khoan, kết hợp với những cỡ choòng khoan tương ứng dùng để khoan.

Vậy cấu trúc của giếng khoan bao gồm:

- Cấu trúc của các cột ống chống (số lượng loại, chiều sâu thả, đường kính)

- Choòng khoan sử dụng (loại choòng, đường kính)

- Khoảng trám xi măng (chiều cao trám kể từ đế ống chống HC

4.1.1.1. Sơ đồ chống ống tổng quát.

Trong quá trình khoan hiện đại, chống ống mang một đặc tính không liên tục. Khi khoan đến hết chiều sâu nào đó phải ngừng khoan, tiến hành thả ống chống và trám xi măng. Sau đó tiếp tục khoan với choòng có đường kính bé hơn đường kính trong của ống chống thả trước đó và quá trình lại được lặp lại.

Sơ đồ chống ống một lỗ khoan bao gồm:

1. ống định hướng:

Có tác dụng định hướng ban đầu cho lỗ khoan, ngăn cản sự sập lở của đất đá và sự ô nhiễm của dung dịch khoan đối với tầng nước trên mặt. Tạo kênh dẫn cho dung dịch chảy vào máng. Bảo vệ không cho dung dịch xới sập nền khoan và móng thiết bị. Đường kính thông thường từ 500 600 mm, nhô cao hơn mặt đất khoảng 1,52m. Phương pháp thi công: Được đưa vào giếng khoan qua một cái hố hình chữ nhật sau đó đổ bê tông khoảng không ngoài ống và thành hố đã đào. Được thực hiện đối với những ống có chiều sâu nhỏ (46m). Đối với những ống có chiều sâu thả lớn hơn đến 30m thì có thể dùng búa máy để đóng hoặc có thể khoan rồi thả xuống. Chiều sâu phụ thuộc vào chiều dày tầng phủ. Nếu khoan ngoài biển thì ống bảo vệ cũng chính là ống chống đầu tiên đóng vai trò là ống chống cách nước.

2. ống dẫn hướng.

Có tác dụng ngăn cho thành lỗ khoan ở phần trên không bị sập lở, bảo vệ các tầng nước trên mặt khỏi bị ô nhiễm bởi dung dịch khoan. Đóng vai trò 1 trụ rỗng trên đó có lắp các thiết bị miệng giếng như: Đầu ống chống, thiết bị chống phun, treo toàn bộ các cốt ống chống tiếp theo và một phần thiết bị khai thác.

Cột ống dẫn hướng chịu toàn bộ trong lượng nén của các cột ống chống tiếp theo do vậy nó phải được trám xi măng toàn bộ chiều dài và phần nhô lên mặt phải đủ bền.

Đây là cột ống đầu tiên nhất thiết phải có. Chiều sâu thả thông thường từ 70400m. Cũng có thể tới 8001000m tuỳ theo điều kiện địa chất và chiều sâu giếng khoan.

3. Cột ống khai thác:

Cột ống khai thác là cột ống chống cuối cùng được thả xuống lỗ khoan. Cột ống chống này tạo thành kênh dẫn để lấy dầu và khí lên và để bảo vệ các thiết bị khai thác như bơm sâu, ống ép khí... Ngoài ra ống chống này còn cho phép kiểm tra áp suất, thực hiện công tác tăng cường dòng sản phẩm như nổ thuỷ lực, xử lý vỉa bằng axit, bơm ép vỉa... Chỉ không được thả khi biết chắc là giếng không có sản phẩm.

4. Cột ống chống trung gian:

Cột ống chống này còn được gọi là ống chống kỹ thuật và được thả do yêu cầu của điều kiện địa chất. Công tác khoan không thể tếp tục tiến hành nếu không có nó.

Cột ống chống này được thả xuống để đóng các tầng nham thạch có thể gây ra những khó khăn phức tạp trong quá trình khoan (Sập lở thành, bó hẹp thành lỗ khoan, mất dung dịch ...) và cho phép khoan đến tầng sản phẩm thiết kế. Do đó cột ống chống này có thể không cần hoặc cần với số lượng 1 - 2 ống cũng có khi nhiều hơn.

5. ống chống lửng (ngầm).

Đặc điểm cột ống chống lửng có độ dài tương đối ngắn, chúng được thả với chiều dài từ đáy lỗ khoan cho đến độ cao từ 50100m ở bên trong cột ống chống trước đó. Chúng đảm nhiệm chức năng của cột ống chống trung gian hoặc ống chống khai thác. Cột ống chống lửng được đưa vào giếng khoan nhờ cột cần khoan và được treo vào cột ống chống trước đó nhờ một đầu nối đặc biệt hay dựa vào nó tuỳ theo chiều dài của cột ống chống lửng. Trong trường hợp cột ống chống lửng đảm nhiệm chức năng của cột ống chống khai thác, cột ống này cũng có thể được khoan lỗ từ trên mặt đất rồi mới thả xuống. Trong trường hợp cột ống chống phía trên đó không chịu được áp suất bên trong thì cột ống chống lửng sau khi trám xi măng được kéo dài lên trên mặt đất.

Ưu điểm của cột ống chống lửng là tiết kiệm được ống, công tác thả ống nhanh hơn (Do chiều dài ngắn hơn)

Nếu giếng khoan: ngoài ống định hướng và dẫn hướng chỉ còn lại ống chống khai thác thì gọi là giếng khoan có cấu trúc 1 cột ống. Nếu thêm cột ống trung gian thì gọi là cấu trúc 2 cột ống. Nếu nhiều ống trung gian thì gọi là cấu trúc nhiều cột ống.

Cấu trúc một cột ống có lợi cả về kinh tế và kỹ thuật. Tuy nhiên cấu trúc của giếng lại phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau: Mục đích yêu cầu của giếng khoan, chiều sâu, đường kính ống khai thác, địa chất v.v...

4.1.1.2. Các yếu tố xác định cấu trúc giếng khoan

Các yếu tố xác định cấu trúc giếng khoan gồm có: địa chất, kỹ thuật, công nghệ và kinh tế.

1. Yếu tố địa chất

Tài liệu chính phải dựa vào đó để chọn cấu trúc giếng khoan là mặt cắt địa chất, cột địa tầng dự kiến và các đặc điểm khoan trong vùng đó. Ngoài ra cần phải biết vị trí các tầng nham thạch sẽ khoan qua, áp suất và các chất lưu chứa trong đó, những tầng có thể gây khó khăn phức tạp trong thi công. Điều kiện địa chất được xem là yếu tố cơ bản nhất để xác định cấu trúc các cột ống chống (số lượng cột ống chống, chiều sâu thả, chiều cao trám xi măng ...). Cột ống chống có nhiệm vụ đóng các tầng nham thạch có thể gây ra những khó khăn phức tạp trong quá tình khoan.

Trước khi quyết định thả một cột ống chống cần phải phân tích tất cả các khả năng kỹ thuật, qui trình công nghệ, nhất là biện pháp xử lý bằng dung dịch khoan để thực hiện khoan không có cột ống đó. Nếu không giải quyết được mới thả ống chống.

Bên cạnh việc phân tích tính chất cơ lý, độ ổn định của đất đá thành lỗ khoan người ta còn phải quan tâm tới áp lực của vỉa (PV) và áp suất rạn nứt vỉa (Pn) để chọn dung dịch khoan phù hợp không gây ra hiện tượng sập lở thành, gây phun hoặc mất nước rửa. Có nghĩa là đảm bảo bất đẳng thức sau:

PV  Pth

Suy ra: d = 10PvH (2)

Trong đó: H - Chiều sâu giếng ;

d Trọng lượng riêng dung dịch

PV ,Pth , Pn - áp suất vỉa, áp suất thuỷ tinh, áp suất gây nứt rạn vỉa.

Khi chọn cấu trúc chúng ta cũng phải dựa vào biểu đồ V, d và n

Từ biểu thức trên ta có thể lựa chọn: V  d

Xây dựng biểu đồ V, d , và n theo chiều sâu lỗ khoan (hình vẽ 2)

Đường (a) biểu thị : V ; Đường (b) biểu thị : n ;

Đường (c) biểu thị : d

= Quan hệ giữa cấu trúc và áp suất vỉa, áp suất nứt vỉa =

Như vậy 1 chỉ khoan đến chiều sâu 2000m phải dừng để chống cột ống trung gian, trám xi măng rồi khoan tiếp từ 2000m đến 4000m với dung dịch có 2

2. Yếu tố kỹ thuật

Yếu tố này đề cập tới khả năng cung cấp vật liệu ống chống, các thiết bị bề mặt đảm bảo cho quá trình thả ống và trám xi măng.

3. Yếu tố công nghệ

Yếu tố này đảm bảo cho việc thi công trong thời gian ngắn nhất có thể.

4. Yếu tố kinh tế.

Xuất phát từ mục đích của giếng khoan được đặt ra, vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cho phép, giếng khoan càng đơn giản về mặt cấu trúc càng có lợi về mặt kinh tế. Thông thường giá thành của ống chống chiếm tỷ lệ 1520% giá thành công trình, cá biệt có trường hợp lên tới 4050%. Như vậy đường kính của ống chống, số lượng của các cột ống không những ảnh hưởng đến giá thành mà còn kéo theo một loạt sự phụ thuộc khác nữa như: thời gian thi công, giá thành của choòng, dung dịch, xi măng trám v.v... tăng lên. Tuy nhiên ngược lại các giếng khoan thăm dò được tiến hành trên các vùng chưa được nghiên cứu kỹ thì vấn đề quan trọng nhất là cấu trúc phải bảo đảm thực hiện thành công giếng khoan đó. Vì thế nói chung phải chấp nhận một cấu trúc rộng. Tức là cấu trúc mà cho phép chúng ta thêm vào một cột ống chống trong trường hợp cần thiết vẫn không thay đổi đường kính cột ống chống khai thác.

4.1.2. Tính toán cấu trúc giếng khoan.

4.1.2.1 Tính đường kính các cột ống và đường kính choòng khoan

Sau khi đã chọn được cấu trúc giếng khoan một cách hợp lý chúng ta tiến tới tính toán cụ thể cấu trúc của giếng.

Nguyên tắc tính toán cấu trúc của giếng là bắt đầu từ đường kính của ống chống khai thác cho đến cột ống chống trên cùng theo thứ tự từ dưới lến. Cấu trúc được tính toán sao cho đảm bảo quá trình khoan cũng như thả ống chống được thông suốt đến chiều sâu dự kiến.

+ Việc chọn đường kính của ống chống khai thác phải căn cứ vào:

• Thiết bị khai thác ( hoàn thiện giếng) nào sẽ được sử dụng?

• Lưu lượng khai thác có thể đạt bao nhiêu? (tuỳ theo lưu lượng mà thay đổi đường kính ống chống khai thác).

• Có tính tới khả năng khoan sâu thêm không?

• Mức độ tin cậy của việc đánh giá mỏ.

+ Chọn đường kính choòng khoan phải chủ yếu dựa vào các yếu tố sau:

• Khe hở giữa múp ta ống với thành lỗ khoan, khe hở giữa thân ống với thành lỗ khoan.

• Khoảng hở giữa múp ta, thân ống với thành lỗ khoan để trám xi măng đảm bảo chất lượng cách lý vỉa. Sự cân nhắc lựa chọn khe hở này rất quan trọng vì chúng ảnh hưởng đến mức độ thuận lợi khi thả ống, chiều dày tối thiểu của vành đá xi măng đảm bảo độ kín và độ bền cơ học đủ lớn ngoài không gian vành xuyên giữa lỗ khoan và thành ống chống (xem hình 3)

Đường kính choòng được tính theo công thức sau: (3)

DC= Dm + 2 (3)

Trong đó:

DC Đường kính choòng

Dm Đường kính múp ta ống chống

 Khe hở giữa múp ta và thành lỗ khoan

Trên cơ sở tổng kết thực tế các giếng khoan ở Nga, người ta đã chọn được khe hở ( = 2) giữa múp ta với thành lỗ khoan ở bảng dưới đây: (theo GOCT) (bảng 1)

Khe hở giữa múp ta ống và thành lỗ khoan (GOCT)

Bảng 1

Đường kính ngoài của ống chống,mm Khoảng hở giữa múp và thành lỗ khoan (không lớn hơn), mm

114;127

140;146

168;178;194

219;245

273;299

324;340;351

377;407;426 1015

1520

2025

2530

3035

3545

4550

Theo APi thì khe hở ( = 2) thường được chọn theo bảng dưới đây (bảng 2). Khe hở giữa múp ta ống và thành lỗ khoan (API)

Bảng 2

Đường kính ngoài ống chống (in) Khe hở với thành lỗ khoan (in) (không lớn hơn)

412

512

9 58

1034

1134

1338

1858

0,634

0,700

1332

1,134

1,650

112

214

+ Khe hở giữa choòng khoan và đường kính trong của cột ống chống: Đó là hiệu giưã đường kính trong bé nhất của cột ống chống và đường kính choòng khoan được sử dụng trong đó (kéo thả qua). Đường kính trong bé nhất chính là ống có thành dày lớn nhất .

Theo GOCT khe hở này được lấy từ 68 mm

Theo API khe hở này được lấy >332 (2,38mm).

Do có dung sai trong quá trình chế tạo nên trong thực tế đường kính trong của ống có kích thước hơi bé hơn kích thước được nêu ra trong qui phạm GOCT hoặc API. Vì vậy trước khí sử dụng phải kiểm tra bằng calíp thử.

Vậy là đường kính trong của ống chống trước đó được tính theo công thức sau (4) và (5)

Dt = DC + (68) mm (4) theo GOCT

Hay Dt = DC + 2,38 mm (tính đều ở các phía) (5) theo API

Dựa vào các số liệu đã tính toán để chọn đường kính

Choòng và đường kính ống chống theo kích thước gần nhất (được sản xuất theo qui chuẩn quốc tế)

4.1.2.2. Chọn đường kính của cột cần khoan và động cơ đáy

1. Cần năng:

Việc chọn đường kính cần năng phải làm thế nào giảm bớt được độ cong của giếng khoan. Muốn vậy phải chọn khe hở giữa thành giếng khoan và phía ngoài cần năng nhỏ nhất cho phép. Đối với DC 295,3mm thì nên chọn DCn = 0,75 DC ( bình thường) : DCn = 0,65 DC(phức tạp).

2. Cần khoan :

Chọn đường kính cần khoan theo hai tiêu chuẩn chủ yếu sau đây:

- Tổn hao áp suất tuần hoàn nhỏ nhất

- Giá thành hạ.

Trong thực tế người ta chọn đường kính cần khoan và đường kính choòng theo một tỷ lệ nhất định

DDC = 0,55 0,6 (Theo GOCT).

Trong đó D, DC - Là đường kính cần khoan và đường kính choòng

Xem bảng dưới đây : (bảng 3) và (bảng 4)

Mối liên hệ giữa C, t bim, en và CK (Theo GOCT)

Bảng 3

N0 DC(mm) tua bin mm C nặng mm Ckhoan mm

1 118;135 100(4") 95 60,73

2 135161 127(5") 108 89,102

3 190214 170(6 ")

146159 114127

4 214243 190(7 ")

159178 127146

215(8")

5 243 235(9") 197203 140168

Quan hệ giưã C và Cn theo API

Bảng 4

N1 choong(mm) Cn (mm) Ghi chú

1 139,7;145 120,6;140,8

2 151 127,0;120,6;104,8

3 165,1 127;120,6

4 190,5 158,8;152,4

5 215,9 177,8;171,5;158,8;165,1

6 244,5 196,8;203,2l;184,2;186,2

7 269,9 228,6;209,6;203,2

8 295,3;302 228,6;203,2;165,1

9 349,2 247,6;254,0;228,6;241,3

10 393,7 279,4;254,0

4.1.2.3. Xác định chiều cao trám xi măng (HC)

1. Đối tượng các giếng khai thác khí:

Công tác trám xi măng được thực hiện trên toàn bộ chiều dài đối với tất cả các cột ống chống được thả với mục đính đảm bảo an toàn cho quá trình khai thác.

2. Đối với các giếng khai thác dầu:

- Cột ống dẫn hướng bắt buộc phải trám xi măng toàn bộ chiều dài cột ống.

- Các cột ống còn lại, chiều cao trám xi măng tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất và kỹ thuật.

a/ Xét theo điều kiện địa chất:

- Cột ống trung gian được trám từ đáy cho đến hết chiều cao của vùng có thể gây ra những phức tạp trong khi thi công khoan.

- Cột ống khai thác sẽ được trám từ dưới tới trên đáy của cột ống chống trung gian trước đó một khoảng ít nhất 5060m.

b/ Xét theo điều kiện kỹ thuật.

Nếu chúng ta xem cột ống chống có chiều dài là H và chiều cao trám xi măng là HC (từ đáy lên) thì chiều dài của đoạn ống chống không được trám là H - HC. Ta coi đoạn (H - HC). Không được trám xi măng là một thanh dầm chịu lực có ngàm ở hai đầu. Đầu trên được cố định bởi đầu ống chống, đầu dưới cố định vào vành đá xi măng. Nó sẽ bị các lực sau đây tác dụng ( Hình vẽ 4)

- Trọng lượng chính bản thân chúng

- Lực do thay đổi áp suất bên trong Fat

- Lực do thay đổi nhiệt độ bên trong ống Fn

Vậy chiều cao trám xi măng được xác định với điều kiện cột ống chống được giữ ở trạng thái kéo ở vùng không trám xi măng và phải luôn luôn ở dưới tải trọng cho phép ở mối nối ren.

FCf  (H - HC) qtb + Fat + Fn

HC  H.qtb + Fat + Fn - Fcf qtb

Trong đó:

qtb - Trọng lượng trung bình của 1 m ống chống

Fn = 32,1 .qtb .t (KG)

t = 25 300C (Công thức thực nghiệm)

Fat = 0,191 Pt . qtb Dtb (KG)

Pt = 150200 KG/cm2(thay đổi áp suất trong ống)

tb - Bề dày trung bình của cột ống (tb =li.qi L )

D - Đường kính ống chống

FCf - ứng lực cho phép làm tuột hoặc đứt mối nối

của đoạn ống thứ hai từ trên xuống.

Qtb - Trọng lượng trung bình 1m ống

4.1.2.4. Xác định tải trọng treo cột ống chống ở dầu ống chống (Đầu bít)

Đối với cột ống chống chỉ trám xi măng ở một đoạn còn phần không trám xi măng phải được giữa ở trạng thái treo (kéo căng). Bởi vì nếu cột ống được giữa ở trạng thái nén sẽ gây ra 2 tác hại sau đây:

- Giảm độ kín ở mối nối ren

- Cột ống sẽ bị uốn và sẽ bị cà mòn do quá trình kéo thả lặp đi lặp lại của cột cần và ống ép khi bên trong nó.

Do vậy trước khi treo cột ống chống vào đầu bít ta phải kéo căng cột ống chống với tải trọng kéo =T. Lực kéo được tính như sau (xem hình vẽ 5)

T = (H - HC) . qtb + Fn

Trong đó: Fn - Tải trọng phụ xuất hiện do sự thay đổi nhiệt độ ở bên trong ống chống.

4.1.3. Các bộ phận của cột ống chống.

Cột ống chống được tạo nên bởi các đoạn ống chống và các phụ tùng của nó. Chúng ta có thể phân biệt thành 3 nhóm chính.

+ ống chống: Được chế tạo bằng các ống thép chuyên dùng cho công tác gia cố thành giếng khoan.

+ Các phụ tùng của cột ống chống:

- Để ống chống

- Van ngược

- Vòng dừng

- Vòng định tâm

- Chổi quét màng vỏ sét.

Trong trường hợp trám phân tầng người ta phải lắp thêm múp ta chuyên dụng trám phân tầng. Trong trường hợp trám cột ống chống lửng lắp thêm đầu nối chuyển tiếp đặc biệt để trám và treo chúng vào cột ống trước đó.

+ Đầu ống chống: Lắp trên cùng, để treo và làm kín khoảng không vành xuyến giữa chúng

4.1.3.1 ống trống

ống chống được phân biệt giữa chúng qua đường kính định mức, bề dày thành ống, kiểu đầu nối và mác thép.

1. Kích thước:

Đường kính định mức ống chống chính là đường kính ngoài. Kích thước được chế tạo theo qui chuẩn quốc tế (tính bằng mm hoặc in). Chúng có các đường kính sau: (mm).

114; 127; 140; 146; 154; 168; 178; 194; 219; 245; 273; 299; 324; 340; 351; 377; 407; 426; 508.

Với một đường kính định mức thường có từ 28 bề dày thành ống. Với mỗi bề dày thành ống tương ứng với một đường kính trong của ống.

2. Chất lượng của vật liệu chế tạo ống:

Thông thường ống chống được chế tạo bằng các loại thép cácbon và thép hợp kim đặc biệt.

Đặc tính cơ lý của thép ống theo GOCT và API cho trong các bảng sau: (bảng 5 và 6).

Chất lượng thép ống theo GOCT 632-64 Bảng 5

Loại thép C D K E L M P

C KG/mm2 32 38 50 55 65 75 95

BKG/mm2 55 65 70 75 80 90 110

Chất lượng thép ống theo APi Bảng 6

Loại thép H-40 J-55 K-55 C-75 L-80 N-80 C-95 P-105 P-110 S-125 S- 150

CKG/mm2 35 46 46 52 63 76 84 88 98 105

BKG/mm2 42 52 67 67 70 99 77 84 88 112

3. Các phương pháp nối ống:

Các ống được nối với nhau bằng: Ren hoặc hàn. Mỗi loại lại được thực hiện theo nhiều phương án riêng. Chất lượng của mối nối được thể hiện qua:

- Hiệu quả mối nối (tỷ số độ bền kéo ở mối nối so với thân ống)

- Độ kín của mối nối.

- Không làm tăng giảm đường kính trong và ngoài ống chống.

- Giá thành không quá tăng.

Trong hai phương pháp trên thì phương pháp nối bằng ren được sử dụng rộng rãi hơn cả.

a. Nối ống bằng mối hàn:

Trong phương pháp nối này thì khi ống được thả vào lỗ khoan được hàn ống với ống theo kiểu đối tiếp. Nó có ưu và nhược điểm riêng của nó.

* Ưu điểm:

- Hiệu quả của mối nối gần bằng 1:

- Đường kính trong và ngoài mối nối gần bằng thân ống.

- Đảm bảo độ kín tuyệt đối

- Giá thành chế tạo ống chống rẻ (vì không phải cắt ren)

* Nhược điểm:

- Thi công hàn tại khoan trường khó khăn, mất nhiều thời gian

- Nếu chống không tới đáy phải kéo lên thì rất phức tạp (phải cắt thành từng đoạn, không dùng tiếp được nếu không gia công lại 2 đầu).

- Công tác hàn đối với ống có chất lượng cao rất khó khăn.

Vì thế phạm vi sử dụng ống chống hàn hạn chế, chỉ áp dụng với những cột ống có đường kính lớn, không có khả năng phải kéo lên như: ống định hướng, ống dẫn hướng.

b. Nối ống bằng mối nối ren.

Nối bằng ren cũng có rất nhiều phương pháp. Với mục đích đạt được độ kín và hiệu quả mối nối cao, giá thành hạ. Hiện tại người ta sử dụng ống có đầu nối mupfta riêng và loại ren tròn. Đối với giếng khoan có chiều sâu lớn yêu cầu mối nối phải có độ bền và độ kín cao người ta sử dụng các ống có mối nối ren đặc biệt như các loại: "Extremline", "Buttress", hay "Hydril"...

* ống có đầu nối mupfta riêng biệt và ren tròn:

Hai đầu ống được cắt ren côn ở phía ngoài, đầu nối riêng rẽ (mupfta) cắt ren, phía trong và được vặn chặt một đầu vào ống (ở nhà máy) để tạo thành phần nối cho ống chống sau đó.

Loại ống chống này là loại thông dụng nhất đã được qui chuẩn hoá quốc tế (GOCT và APi). Đối với cỡ giếng sâu 25003000m và áp suất tương ứng thì loại ống này phù hợp về giá thành và khả năng sử chữa. (xem hình vẽ 6).

1- ống chống ; 2- mupfta; 3- ren

Đặc điểm ren: Là loại ren tròn, trắc diện hình tam giác, góc đỉnh bằng 60o và đường phân giác chia đôi góc đỉnh và vuông góc với trục ống. Bước ren P =3,175 mm (8vòng ren/in); độ côn 116 .

+ Ưu điểm: Dễ cắt ren, giá thành hạ, sửa chữa lại ren dễ dàng.

+ Nhược điểm: Hiệu quả mối nối thấp, không đảm bảo mối nối kín tuyệt đối nhất là với giếng khí.

Để tăng hiệu quả mối nối người ta tăng chiều dài mối nối khoảng từ 2040% thì độ bền mối nối tăng được từ 1020% nhất là với những ống chống có đường kính từ 412 in đến 958 in. Qua đó độ kín của mối nối cũng được tăng lên. Để tăng thêm độ kín của mối nối người ta còn có thể bôi mỡ đặc biệt vào ren của mối nối trước khi vặn.

* ống "Extreme line": (xem hình vẽ 7)

Đặc điểm:

Hai đầu ống được chồn dày cả 2 phía trong và ngoài (ngoài dày hơn), một đầu đực và một đầu cái nối trực tiếp.

Ren: có tiết diện hình thang, 2 mặt ren nghiêng 1 góc 60, bước ren lớn: 6 vòng ren/in, độ côn 18 ;

Đối với ống cỡ từ 412 '' đến 758 " bước ren 5 vòng ren/in, độ côn 196 . Đối với ống cỡ 1034 ở mối nối có 2 mặt tiếp xúc căng A và B đảm bảo mối nối có độ kín tuyệt đối.

Ưu điểm của kiểu ống "Extremline": Kín tuyệt đối, hiệu quả mối nối rất cao (92100%). Thi công rễ dàng vì đường kính mối nối ít thay đổi so với thân ống.

4.1.3.2. Cấu trúc phần dưới của cột ống chống :

Để chống ống dễ dàng và trám xi măng đạt chất lượng cao thì phần dưới cột ống chống phải được cấu tạo đặc biệt. Chúng gồm có các bộ phận: Để ống chống, van ngược, vòng dừng, định tâm, chổi quét màng voẻ sét.

1. Đế ống chống :

Đế ống chống được tạo thành bởi 3 chi tiết lắp nối vào nhau, đó là:

a/ Đầu định hướng(1)

Làm nhiệm vụ dẫn hướng cho cột ống chống đi xuống, không cho ống cắt đất đá trên thành lỗ khoan. Đầu định hướng được chế tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau (gang đúc, xi măng đúc, gỗ) (xem hình vẽ 8)

a) b) c)

Hiện nay đầu định hướng bằng gang đúc được sử dụng nhiều nhất.

b/ Chân đế: (2)

Là ống thép dày: 1519mm, dài 300600mm. Đầu dưới tiện ren để vặn vào đầu định hướng bằng gang hay bê tông đúc: hoặc để trơn khi dùng đầu định hướng bằng gỗ. Đầu trên có ren trong để nối với phần dưới của ống chân đế. Chân đế chịu toàn bộ tải trọng tác động lên phần dưới của ống chống. Là khâu nối giưã đầu định hướng và ống chân đế.

c/ ống chân đế:(3)

Là đoạn ống thép thành dày dài: 1,52m, tiện ren 2 đầu. Đầu dưới nối với chân đế, đầu trên nối với ống chống. Sau khi lắp phải hàn lại để tránh tự tháo. Trên ống chân đé có khoan các lỗ thoát để lưu thông dung dịch và dung dịch xi măng trám đề phòng đầu định hướng bị tắc khi đáy giếng khoan nhiều mùn. Kích thước tiết diện ngang của các lỗ thoát bằng diện tích tiết diện của các ống dẫn dung dịch xi măng đến đầu bơm trám.

2. Van ngược:

Dùng để giảm bớt trọng lượng trên móc nâng khi thả ống, đẩy dung dịch bẩn bên ngoài ống chống lên trên mặt, không cho dung dịch xi măng chảy ngược vào bên trong ống chống. Van ngược được lắp ở phía trên đế ống chống. Có nhiều loại van ngược; dạng đĩa, dạng bi. Hiện nay dạng van đĩa được sử dụng nhiều nhất (xem hình vẽ 9)

1 - đế van

2 - đĩa van

3 - thanh đẩy

4 - lò xo

5 - êcu hãm

Các lỗ khoan xuất hiện khí thì dù thả ống chống đến độ sâu nào cũng nhất thiết phải lắp van ngược để tránh hiện tượng phun trong quá trình chống ống cũng như trám xi măng.

Vì lắp van ngược nên bên trong không có nước rửa. Bởi vậy cứ thả khoảng 100200m thì nên đổ nước rửa vào bên trong ống chống nhằm tránh áp lực bên ngoài có để đạt tới giá trị làm bóp méo ống hoặc hỏng van ngược.

3. Vòng dừng:

Là một vòng bằng ngang, dày 1520mm, được lắp trong mupfta của ống chống cách đáy một khoảng h = 2030m. Công dụng của vòng dừng là giữ lại các mút trám xi măng phục vụ cho công tác bơm trám.

Vòng dừng được lắp đặt ở độ cao như vậy là để ngăn lại lượng dung dịch xi măng cuối cùng (có lẫn bùn sét) không bị ép ra ngoài ống chống.

4. Vòng định tâm ống chống:

Công dụng là để định tâm cột ống chống không cho cột ống tựa vào thành lỗ khoan, tạo cho vành đá xi măng trám đồng đều xung quanh cột ống chống, nhằm nâng cao chất lượng trám xi măng. Có nhiều loại định tâm khác nhau (xem hình vẽ 10)

Loại có bản thép thẳng đứng (a), loại có bản thép uốn khúc b, loại có bản thép uốn cong(c).

5. Chổi quét màng vỏ sét

Công dụng: Cao sạch lớp vỏ sét bám trên thành lỗ khoan khi thả ống chống nhằm tạo rự dính kết tốt giữa xi măng trám với đất đá thành lỗ khoan.

Cấu tạo của chổi quét màng vỏ sét gồm 2 dạng chính, loại thẳng đứng (a), loại nằm ngang (b), xem hình 11.

Loại thẳng đứng làm việc bằng cách quay cột ống chống khi thả.

Loại nằm ngang làm việc bằng cách dạo lên dạo xuống cột ống chống. Ngoài ra còn lại chổi quét kết hợp với vòng định tâm mang lại hiệu quả cao nhất hiện nay.

Hình : Chổi quét màng sét

a. Loại thẳng đứng b. Loại nằm ngang

4.1.3.3. Đầu ống chống

a/ Công dụng:

Là thiết bị bề mặt được lắp ở phần trên cùng của cột ống chống nhằm treo các cột ống và làm kín các khoảng không vành xuyến giữa chúng và kiểm tra áp suất tại các khoảng vành xuyến tương ứng.

b/ Cấu tạo và lắp ráp:

Hình 5.6 Đầu ống chống

1. Mặt bích đơn 2. ống dẫn hướng 3. Mặt bích kép 4. Chấu chèn 5. Đệm cao su 6. ống dẫn

Việc lắp ráp đầu ống chống được tiến hành theo từng bước. Sau khi khoan và chống, trám xi măng xong ống dẫn hướng (2), chúng được treo trên mặt bích đơn (1) bằng ren hoặc bằng hàn.

Trên mặt bích đơn (1) sẽ làm bệ để lắp đối áp để khoan tiếp khoảng sau đó. Sau khi đã khoan xong cột ống trung gian tiến hành theo thiết bị đối áp.

Tiến hành chống ống và trám xi măng cột ống trung gian (6). Sau khi trám xi măng cột ống (6) thì trên mặt bích đơn (1) ta lắp mặt bích kép (3) để treo cột ống trung gian (6). Bên trong của mặt bích kép có dạng êm để lắp chấu chèn (4) xiết chặt và giữ ống trung gian và bịt kín nhờ vòng đệm cao su (5). Lỗ thoát (7) thông ra áp kế cho phép kiểm tra áp suất giữa 2 cột ống (2) và (6). Cứ như vậy cho đến cột ống chống củaối cùng.(xem hình vẽ 12).

Người ta đã chế tạo ra những đầu ống chống chịu được những áp suất tương ứng.

4.1.4. Tính toán ứng lực tới hạn của ống chống

4.1.4.1. Tính toán độ bền kéo của ống chống

Nói chung đối với ống chống thì độ bền kéo ở mối nối bao giờ cũng thấp hơn ở thân ống, đặc biệt ở đầu nối ren. Do vậy trên thực tế người ta chỉ tính ứng lực kéo tới hạn làm đứt hoặc làm tuột mối nối ren.

Các ống theo quy chuẩn của Nga (GOCT) thì ứng lực làm đứt hoặc tuột mối nối ren được tính theo công thức sau:

Pđ =  . Dtb . b . C 1 + Dtb2l cotg  +  (Iarkovlev)

Trong đó:

Dtb - Đường kính trung bình của ống đo ở vòng ren thứ 5

b- Bề dày của ống đo ở chân của vòng ren đầu tiên nằm trong đoạn ăn khớp (b =  - h - 0,05cm).

 - bề dày của thành ống chỗ không tiện ren

h - Chiều cao của ren.

l - Chiều dài làm việc của ren.

 - Góc tạo thành giữa cạnh của ren và trục của ống  = 62,50

 - Góc ma sát giữa kim loại và kim loại ,  = 180

C - Giới hạn chảy của thép làm ống.

+ Hệ số an toàn khi kéo (n1) là tỷ số giữa ứng lực làm đứt mối nối và trọng lượng toàn bộ cột ống chống.

n1 = Pđ Q (trong đó Pđ tra bảng)

- Các ống chống theo qui chuẩn API có n1 = 1,75

- Các ống chống theo qui chuẩn của Nga GOCT như sau:

n1 = 1,30 cho tới độ sâu L >3500m

D  219mm n1 = 1,25 cho tới độ sâu L 2000m

n1 = 1,41,5 cho tới độ sâu L >2000m

4.1.4.2 Tính toán ứng lực tới hạn bóp méo ống chống.

Đối với các loại ống được chế tạo theo GOCT ứng lực bên ngoài tới hạn bóp méo ống chống được tính theo công thức sau đây: (Pbm)

Pbm = 1,1kminC + Ek02 (1 +3e 4f3kmin )- [C +Ek02 1 + 3e43kmin]2 - 4Ek02. C (Sarkisov)

Trong đó : C - Giới hạn chảy của thép ống, KG/cm2

 - Bề dày của thành ống chống, cm

D - đường kính định mức của ống chống, cm

K0= 0D ; kmin = min D ;  = 0 min ; min = 0,875

0 = 0,0903

E - modul đàn hồi của thép = 2,06 . 106 KG/cm2

e - Độ ôvan của ống; Với ống 114 146 mm lấy e = 0,025

với ống lớn hơn lấy e = 0,02.

+ Hệ số an toàn đối với áp suất bên ngoài làm bóp méo ống chống được ký hiệu là n2 và xác định bằng công thức sau:

n2= Pbm Pdn  1,3 1,5

Trong đó: Pbm - áp suất tới hạn bóp méo ống.(tra bảng)

Pdn - áp suất dư bên ngoài ống.

4.1.4.3. Tính toán ứng lực tới hạn bên trong làm nổ ống.

áp suất tới hạn bên trong làm nổ ống được xác định bằng công thức của Barlov sau đây: (PT)

PT = 2e . min D , KG/cm2 (Barlov)

ống sản xuất theo qui chuẩn GOCT

+ Hệ số an toàn đối với áp suất bên trong làm nổ ống được gọi là n3 và được tính như sau:

n3 = PT Pđt  1,3 1,5 trong đó Pt (tra bảng)

Pdt - áp suất dư trong

Đương nhiên điều kiện làm việc phức tạp thì lấy hệ số dự trữ bền cao hơn ở điều kiện ít phức tạp.

4.1.5. Tính toán bền cột ống chống.

Tính bền cột ống chống có nghĩa là tính chiều dài từng đoạn ống, bề dày thành ống, mác thép, đảm bảo độ bền của ống chống trong suốt qua trình làm việc của giếng khoan. Đồng thời đảm bảo giá thành hạ nhất với sự tiêu hao vật liệu thép ống tối thiểu.

4.1.5.1 Phương pháp tính toán bền cột ống chống trung gian

Phương pháp tính toán cột ống trung gian phụ thuộc vào: mục đích, điều kiện và chiều sâu thả ống.

Thông thường cột ống trung gian được tính toán dựa vào tải trọng kéo cho phép. Tính áp suất bên ngoài gây bóp méo ống trung gian chỉ được áp dụng trong trường hợp giếng khoan gặp những vùng mất nước. Hay sau khi chống ống tiếp tục khoan bằng dung dịch có tỷ trọng nhỏ hơn dung dịch khoan trước đó (ngoài ống chống ).

Trong tính toán ta xem rằng lực kéo căng đạt giá trị cực đại trong quá trình trám xi măng cột ống chống. Lực kéo căng sinh ra do trọng lượng bản thân của cột ống ở trạng thái treo và lực phụ sinh ra trong thời điểm kết thúc bơm trám (nút xi măng trên tỳ lên nút dưới tại vòng dừng).

Tại một điểm nào đó ở chiều sâu Z của ống, lực kéo căng có giá trị QZ:

QZ = Q + Qph

Trong đó: Q - Lực kéo căng do trọng lượng bản thân cột ống.

Qph- Tải trọng phụ sinh ra trong giai đoạn cuối của quá

trình bơm trám.

Qph = (Pth + Pd) . d2tv 4

Trong đó: Pth - Tổn thất áp suất do tuần hoàn dung dịch

Pd - áp suất dư sinh ra khi nút trám trên tỳ lên nút trám dưới tại vòng dừng.

dtV - Đường kính trong của ống chống tại chỗ đặt vòng dừng

Pth = 0,02H + 16, at; H - chiều sâu của ống chống,m

Pd = 1520, at

Để cho cột ống chống đảm bảo bền thì QZ  Qcf = Pđ n1

Qcf - Là tải trọng kéo cho phép của ống chống

Pđ - Tải trọng tới hạn làm đứt ống chống

ứng suất kéo có giá trị nhỏ nhất ở phần dưới cùng của cột ống và tăng dần theo chiều dài và đạt tới giá trị cực đại ở phần trên cùng. Do vậy nếu như cột ống chống được tạo thành bằng một loại mác thép thì độ dày của thành ống chống bao giờ cũng phải tăng dần từ dưới lên trên. Nếu như mác thép khác nhau thì chất lượng thép phải tăng dần từ dưới lên trên.

Sơ đồ phân bố ứng suất kéo của cột ống được minh hoạ bằng hình vẽ dưới (hình 13)

Do vậy việc tính toán cột ống chống được bắt đầu từ dưới lên trên. Đối với cột ống này (trung gian) sau khi chống xong vẫn tiếp tục công tác khoan tiếp theo cho nên cột cần khoan sẽ quay trong cột ống này. Để tránh hiện tượng tháo ren và mài mòn, ta lắp ở phần dưới cùng của cột ống một đoạn khoảng 50100m có bề dày thành ống lớn nhất (la). Trọng lượng đoạn ống có chiều dài la sẽ là Qa :

Qa = la . qa

qa- Là trọng lượng 1 mét của đoạn ống.

Đoạn ống chống được lắp tiếp theo (l1) sẽ có bề dày thành nhỏ nhất. Chiều dài l1 sẽ giới hạn bởi độ bền của nó. Ta có thể viết

l1 .q1+ la .qa + Qph  Qicf = Pđ n1 ,

Suy ra : l1= QIcf - Qa - Qph q1 ,m

Trong đó: q1 - Là trọng lượng 1 mét của đoạn ống l1 .

Cứ như vậy ta tính được chiều dài đoạn ống tiếp theo ở phía trên là l2như sau:

l2= QIIcf - Qph + QI + Qa q2 ,m

ln = Qncf - Qcfn-1qn ,m

Khi nào tính được tổng chiều dài các đoạn ống từ la + l1 + l2 +... bằng chiều dài của cột ống chống theo thiết kế thì kết thúc tại đó ta cũng có thể biểu diễn trắc diện mặt cắt của cột ống chống bằng hình vẽ sau (hình 14)

Hình . Trắc diện cột ống

theo tải trọng kéo

Sau khi tính và chọn được ống chống theo tải trọng kéo cho phép chúng ta tiến hành kiểm tra độ bền của ống đối với áp suất dư ngoài và dư trong.

- Nếu sau khi thả ống trung gian, tiếp tục khoan với dung dịch nặng hơn dung dịch đã khoan thì áp suất bên trong thực tế sẽ tính như sau:

Pdt = na - nh10 Hx, KG/cm2

na, nh - dung dịch nặng (bên trong), dung dịch nhẹ (bên ngoài).

Hx - Khoảng cách từ miệng ống đến đoạn kiểm tra (tức là đoạn có bề dày thành bé nhất)

- Kiểm tra hệ số dữ liệu bền với áp suất dư trong: n3= PTPdt

PT - áp suất tới hạn bên trong của ống (tra bảng)

Pdt - áp suất dư trong.

- Chúng ta cũng cần phải tính áp suất cực đại xuất hiện tại thời điểm cuối của quá trình bơm trám.

Px = 0,1 (Hx - h)( dx - d) + (0,02H + 16)

Trong đó : Hx,h - Chiều cao trám và chiều cao cộc xi măng

dx,d- trọng lượng riêng dung dịch xi măng trám và dung dịch khoan lúc này hệ số dự trữ bền n3 = PTPx

- Chiều cao cho phép hạ mực chất lỏng ở bên trong ống được xác định (H0)

H0= 10Pbmd.n2

- Nếu trong thời gian mở vỉa chúng ta khoan với dung dịch có trọng lượng riêng nhỏ hơn dung dịch ngoài ống chống thì phải kiểm tra độ bền vơi áp suất bên ngoài ở đoạn ống có bề dày thành bé nhất.

áp suất bên ngoài Pn được tính như sau:

Pn = Hx(na-nh)10

Hệ số dự trữ bền bóp méo ống n2= PbmPn

4.1.5.2. Phương pháp tính toán cột ống chống khai thác

Trong thời gian thả ống cũng như trong suốt quá trình làm việc, ống chống khai thác chịu những ứng lực chủ yếu sau đây:

- Lực kéo do trọng lượng bản thân cột ống và tải trọng phụ

- áp lực ngoài ống do cột thuỷ tĩnh ngoài cột ống.

- áp lực bên trong

áp lực bên ngoài đạt cực đại trong trường hợp bên trong ống chống hoàn toàn không có dung dịch.

Có nhiều phương pháp tính toán cột ống chống khai thác, sau đây chúng ta đề cập tới một vài phương pháp.

1. Tính toán cột ống chống khai thác theo ứng suất bóp méo và kiểm tra theo ứng lực kéo tới hạn của ống:

Chúng ta tính toán cột ống chống khai thác dựa theo áp lực bên ngoài bóp méo ống chống, lực kéo căng và áp suất bên trong.

Để tính toán chúng ta cần biết: Đường kính ống: D; chiều dài : l trọng lượng riêng dung dịch: d; trọng lượng riêng của dầu mỏ: dm; Chiều cao hạ thấp của mực chất lỏng bên trong ống: H0; Chúng ta lưu ý rằng, trong khi tính toán thì xem như chiều cao của cột dung dịch bên ngoài ống chống luôn luôn đầy, còn bên trong ống chỉ có từng phần hoặc hoàn toàn không có. Chiều cao H0 do phía địa chất xác định. Chúng ta cũng có thể lấy Ho = 2/3. H nhưng không nhỏ hơn 2000m. Đối với những giếng khai thác khí hay giếng dầu có áp suất của vỉa thấp, chúng ta lấy Ho= H.

- Để tính toán theo phương pháp này chúng ta tiến hành tính từ trên xuống dưới. Ban đầu tính theo áp suất bóp méo sau đó tiến hành kiểm tra lại theo lực kéo căng tới hạn. Chúng ta biết rằng áp suất ngoài có giá trị lớn nhât ở phần dưới cùng và giảm dần tới miệng. Do vậy phần trên ta tính với đoạn ống có bề dày thành nhỏ nhất và tăng dần cho tới đáy. Chúng ta ký hiệu : i,ii, iii... n là các đoạn ống có bề dày tăng dần từ trên bề mặt xuống đáy giếng khoan rồi xác định ứng lực tới hạn bóp méo ống theo công thức của Sarkisov. Giả sử các ứng lực đó ký hiệu là : PIbm, PIIbm,PIIIbm...Pnbm tương ứng với bề bày thành ống là :i, ii, iii... n . Thì trong bất kỳ trường hợp nào ống chống cũng phải thoả mạn điều kiện : Hth(z)H cf(z); Hth(z) ,Hcf(z) : Chiều sầu thực tế và chiều sâu cho phép thả cột ống khai thác. Chiều sâu cho phép thả cột ống được tính bằng công thức tổng quát sau:

+ Khi bên trong ống chống không có chất lỏng

Hncf= 10Pnbm n2.d -(1)

+ Trương hợp chất lỏng trong ống chỉ hạ xuống một phần : Ho z  L

Xuất phát từ công thức:

Pnx = 110 H0n + (H- Ho - H(x)( n- t)

Pnx = 110  Hot + (H - H(x)) (n-t)

áp suất bên ngoài tại đáy ống chống:

H(x)=0

PnL= 110 H0t+ (H- H(x))(n -t)

= 110  H0t + H (n- t)

Hình. Hạ thấp mực chất

lỏng trong giếng

Trong đó: n, t- trọng lượng riêng của chất lỏng bên ngoài và bên trong ống chống.

Như vậy: áp suất bên ngoài cho phép tác dụng lên cột ống được tính bằng phương trình sau:

P(n)ncf= P(n)bmn2 = 110  H0t + H(n)cf (n - t)

Từ đây chúng ta rút ra:

Hncf = 10.Pnbm - Ho.t.n2 n2(n - t) - (2)

Cả hai trường hợp (1)và (2) trên chiều dài mỗi đoạn đều được tính:

l1 = H1cf

l2= H2cf - H1cf

................

ln = Hncf- Hn-1cf

Sau khi tính cột ống theo áp suất bóp méo bên ngoài ống, chúng ta tiến hành kiểm tra độ bền kéo ở mối nối ren phía trên và phía dưới của mỗi đoạn. Nếu đoạn nào hệ số dự trữ bền với tải trọng kéo n1quá thấp dưới giới hạn cho phép thì chúng ta chuyển sang tính toán cột ống từ đó lên theo tải trọng kéo cho phép ở mối nối.

Phương pháp kiểm tra như sau:

- Đối với đoạn ống l1 t a kiểm tra độ bền ở đầu nối phía trên và phía dưới:

Phía trên:

P1đQth  n1

Trong đó: P1đ- Lực kéo căng tới hạn của mối nối ren (hàn) của đoạn ống sô1 theo công thức Iakovlev.

Qth- trọng lượng thực tế của ống chống đã được tính (chọn) theo áp suất bóp méo, Qth =Q+ Qph

Q - trọng lượng bản thân cột ống đã được tính ở trên Q = li.qi

Qph = ( Pth+ Pd) d2tv 4 Tải trọng phụ đã nói ở trên.

Nếu hệ số dự trữ bền phần trên không thoả mản, chúng ta tiếp tục kiểm tra phần nối dưới của đoạn ốngl1 như sau:

P1đQth- Q1  n1( Q1là trọng lượng đoạn l1)

Nếu n1không thoả mản thì kiểm tra đoạn ống thứ hai tiếp theo l2

Phía trên: P2đ Qth- Q1  n1

Phía dưới: P2đQth- Q1- Q2  n1

Nếu không thoả mản hệ số bền n1 thì tiếp tục kiểm tra đến đoạn ống thứ I:

Phía trên PIđQth- Qi  n1

Phía dưới : Piđ Qth - Qi  n1

Khi đoạn ống thứ I thoả mãn điều kiện của n1 thì từ đây trở lên chúng ta tiếp tục kiểm tra ống theo tải trọng kéo cho phép giống như tính toán cột ống chống trung gian.

+ Sau khi kiểm tra xong theo áp suất bên ngoài và tải trọng kéo chúng ta tiến hành kiểm tra phần trên của cột ống với áp suất nổ ống ở bên trong theo hệ số n3

n3 = PT Pv- Ht10

Pv- áp suất vỉa

PT - áp suất trong tới hạn gây nổ ống

t - trọng lượng riêng của chất lỏng trong ống ( lấy bằng trọng lưọng riêng của dầu mỏ: (t= dm)

2. Phương pháp tính toán cột ống chống khai thác theo biểu đồ áp suất.

Các bước tính toán như sau:

+ Tính áp suất dư (trong, ngoài)

+ Vẽ biểu đồ áp suất dư (có kể đến hệ số bề dự trữ)

+ Chọn ống dựa vào biểu đồ áp suất dư

Việc xác định áp suất dư trong và dư ngoài tại các điểm

Z = 0; Z = H0; Z=h và Z = L

Trường hợp h > H0 Trường hợp h

áp suất dư ngoài trong trường hợp chung nhất được xác định bằng hiệu giữa áp suất ngoài và áp suất trong cùng một thời điểm. áp suất dư ngoài có giá trị lớn nhất trong thời gian cuối của quá trình khai thác khi áp suất bên trong đạt giá trị bé nhất.

+ Kiểm toán lại theo hệ số bền kéo.

4.1.6. Công tác thả ống chống:

Sự thành công của quá trình thả ống chống phụ thuộc vào công tác chuẩn bị ống, tháp, thiết bị, đồng hồ trọng lượng và sự chuẩn bị lỗ khoan.

4.1.6.1. Chuẩn bị ống chống.

ống được chuẩn bị và đưa đến khoan trường trước lúc thả từ 2 đến 4 ngày. Việc bốc dỡ ống chống khi vận chuyển từ kho vật tư đến lỗ khoan phải được thực hiện bằng các máy lăn chuyên dụng hoặc các xe cần cẩu. Nghiên cấm việc dỡ ống bằng cách ném xuống các ống chống được chở đến khoan trường cần phải qua kiểm tra để loại bỏ các ống hỏng. Khi kiểm tra ống chống cần phải chú ý tới huooiskVk, khuyết tật, sự biến dạng của múp ta và các đầu nen.

Sau khi kiểm tra độ ô van và kiểm tra bằng dưỡng người ta xếp ống theo thứ tự sẽ thả xuống lỗ khoan. Các ống được đánh số thức tự và đo chiều dài từng ống bằng thước thép cuộn. Kết quả đo được ghi vào sổ theo dõi đồng thời ghi bằng phấn lên ống. Ren của ống và múp ta được đánh sạch bằng chổi cứng, rửa bằng dầu hoả và kiểm tra bằng Calip. Sau khi chuẩn bị ren xong cần được lắp các đầu bảo vệ để tránh biến dạng.

Trong một số trường hợp, đối với các lỗ khoan sâu các ống chống, cần phải được thử rò (ép thử) với áp suất bên trong tương ứng với yêu cầu kỹ thuật. Cùng với các ống chống người ta vận chuyển đến khoan trường các bộ phận: Chân đế, ống chân đế, đầu định hướng van ngược, vòng từng, vòng định tâm v.v... Chân đế và ống chân đế được vặn và hàn vào đoạn ống đầu tiên. Đầu định hướng được vặn và hàn vào chân đế để tránh tự tháo; Van ngược được thử rò với áp suất theo yêu cầu thiết kế trước khi lắp.

4.1.6.2. Chuẩn bị tháp và thiết bị khoan.

Trước khi thả ống phải kiểm tra cẩn thận tình trạng của tháp và thiết bị khoan. Các thiếu sót hư hỏng phải được khắc phục kịp thời. Kiểm tra độ thẳng đứng của tháp khoan. Độ căng của các dây chằng. Chú ý đến các xà nằm dưới bàn roto. nếu phát hiện thấy bị uốn cong cần phải lót thêm các xà gồ để đỡ. Khi kiểm tra tời khoan và thiết bị dẫn động cần chú ý tới độ vững chắc của các mối liên kết giữa chúng và nền móng. Chú ý tới sự ăn khớp của các then và phanh tời, đĩa xích v.v... Để ngăn ngừa các hiện tượng phức tạp đối với hệ thống palăng cần kiểm tra đường kính dây cáp tời đang sử dụng và khả năng chống ống bằng cáp đó. Kiểm tra cẩn thận hệ thống ròng rọc động, tĩnh, tình trạng móc nâng và đồng hồ đo trọng lượng.

Khi kiểm tra động cơ, cần xác định tình trạng và khả năng làm việc của chúng trong điều kiện làm việc nặng nề của công tác thả ống chống và bơm ép xi măng với áp suất cao.

4.1.6.3. Chuẩn bị lỗ khoan trước và trong khi chống ống

Cần tiến hành doa rộng các đoạn lỗ khoan bị bó hẹp, cho thêm dầu mỏ hoặc các chất bôi trơn khác, vào dung dịch nhằm làm giảm độ dính của vỏ sét. Trong thời gian rửa lỗ khoan trước khi thả ống cần phải kiểm tra cẩn thận các thông số của dung dịch và điều chỉnh cho đến mức đạt yêu cầu. Tốc độ đi lên của dung dịch phải đạt đến 1m/s đối với các loại choòng N0 8"  12" và ít nhất cũng phải 0,6 m/s đối với các loại choòng lớn hơn.

Trong thời gian chuẩn bị lỗ khoan đồng thời phải kiểm tra, chuẩn bị các dụng cụ cần thiết: 3 êlêvatơ còn tốt, 3 khoá bản lề có kích thước phù hợp, các chấu chèn dự trữ, các bộ quang treo, khoá tròn vạn năng, cáp kéo v.v... Mọi công tác chuẩn bị cho thả ống đều được tiến hành trong thời gian doa rộng và bơm rửa lỗ khoan.

4.1.6.4. Thả ống chống xuống lỗ khoan

Công tác thả ống cần được tổ chức chu đáo sao cho mỗi thành viên thực hiện đúng nhiệm vụ của mình. Để tránh xảy ra các trường hợp rủi ro cần thu xếp gọn gàng nơi làm việc. Mọi công việc thả ống chống đều được tiến hành dưới sự chỉ đạo của người tổ trưởng. Tổ trưởng chịu trách nhiệm điều hành công việc thả ống theo đề án kỹ thuật vạch ra.

Khi tổ chức làm việc, mỗi kíp tách ra một người chịu trách nhiệm kiểm tra lại ống chống bằng dưỡng và theo dõi thả ống theo đúng thứ tự đã định. Cần xiết chặt thêm các múp ta do nhà máy đã vặn. Để đảm bảo độ kín của các mối nối ren, người ta sử dụng các hỗn hợp đặc biệt bôi vào các đầu ren. Riêng các lỗ khoan khí không được bôi grafit, hồng đơn và các chất trắng (kẽm oxit)

Để tránh sự nới ren mupta của các ống định hướng và trung gan, người ta phải xiết chặt ren của 5  10 ống đầu tiên bằng khoá máy rối hàn đính lại. Để tránh sự bóp méo khi thả ống có lắp van ngược, cứ thả xuống 100  200m người ta lại đổ thêm dung dịch vào bên trong ống.

Trong quá trình thả ống, cần thường xuyên kiểm tra chất lượng dung dịch bị đẩy lên đặc biệt là thống số tỷ trọng và độ nhớt. Trong trường hợp thấy xuất hiện khí ở dung dịch thì phải lắp đầu bơm trám lên mupta trên cùng của ống chống và bơm ép dung dịch mới xuống để thay thế dung dịch đã nhiễm khí. Trong thời gian thả ống cũng đồng thời tiến hành rửa lỗ khoan ở những đoạn mà đề án đã vạch ra. Thời gian bơm rửa không quá một chu kỳ tuần hoàn, thêm vào đó, điều kiện chính để ngừng bơm rửa là chất lượng dung dịch phải đạt yêu cầu: Độ nhớt và tỷ trọng không đổi, áp suất bơm rửa giảm xuống bằng sức kháng thuỷ lực khi tuần hoàn.

4.2. Trám xi măng giếng khoan

Trám xi măng giếng khoan cụ thể là công tác bơm ép dung dịch xi măng vào khoảng trống giữa thành giếng khoan và cột ống chống. Sau khi bơm xong, dung dịch xi măng bắt đầu cứng lại và tạo ra vànhđá xi măng bao quanh cột ống chống. Vành đá xi măng này có tác dụng ngăn vách các vỉa chứa các chất lưu khác nhau, cách ly vỉa sản phẩm với các tầng nham thạch. Đồng thời vành đá xi măng phải tạo được mối liên kết vững chắc giữa cột ống chống và thành lỗ khoan, bảo vệ cột ống chống khỏi bị ăn mòn của dung dịch chứa trong các vỉa và dung dịch khoan xâm nhập nào trong các vỉa này.

4.2.1. Các thiết bị dùng để trám xi măng:

Các thiết bị chính dùng cho trám xi măng bao gồm: Xe trám, xe trộn, đầu trám, nút tram và các thiết bị phụ trợ nhỏ khác.

4.2.1.1. Xe trám xi măng:

Xe trám xi măng dùng để bơm dung dịch xi măng vào lỗ khoan, bơm dung dịch ép để ép dung dịch xi măng ra ngoài cột ống chống. Ngoài ra xem trám còn dùng để làm các công việc khác như đặt cầu xi măng, ngậm dầu cứu kẹt, thử độ kín ống chống... Trong trường hợp không có xe trộn di kèm, trên xe trám còn lắp đặt hệ thống trộn dung dịch xi măng.

Sơ đồ xem trám xi măng có thiết bị trộn dung dịch xi măng

1 - Máy bơm Piston 4 - Thiết bị trộn dung dịch xi măng

2 - Máy bơm lytâm 5 - Bể chứa dung dịch xi măng

3 - Bể chứa nước hoặc dung dịch ép 6 - Đường ống cao áp vào giếng.

Để phù hợp với tính chất công tác, các thiết bị bơm trám được đặt trên xe vận tải. Trên thùng xe để trần người ta lắp đặt bơm Piston (1). Động cơ chạy bơm được truyền tới bơm qua hộp tốc độ để đảm bảo cho máy bơm làm việc với nhiều tốc độ tương ứng với lưu lượng và áp suất khác nhau.

Máy bơm piston (1) hút dung dịch xi măng từ bể (5) hay dung dịch ép từ bể đo (3) trong giai đoạn cuối vào lỗ khoan theo đường ống (6). Trên đường ống (6) còn có các ống xả bớt và van an toàn. Bơm ly tâm (2) hút nước từ bể đo (3) cung cấp cho thiết bị trộn (4) và dung dịch xi măng được đưa về bể chứa (5). Bể đo (3) để chứa nước trộn dung dịch xi măng trong giai đoạn đầu và chứa dung dịch ép trong giai đoạn bơm ép. Nước và dung dịch ép được cung cấp vào bể (3) bằng bơm khoan hay một xe trám phụ. Sau đây là đặc tính kỹ thuật của một vài loại thiết bị bơm trám.

Đặc tính kỹ thuật của thiết bị trám xi măng UA - 300

Tốc độ d = 100mm d = 115mm d = 127 mm

Q, l/s P, KG/cm2 Q, l/s P, KG/cm2 Q, l/s P, kG/cm2

i 1,30 - 1,72 - 2,10 -

ii 2,36 308,0 3,12 230,0 3,80 191,0

iii 4,50 161,5 5,95 122,0 7,25 100,0

iV 8,05 91,5 10,62 68,2 12,96 56,0

V 10,35 70,0 18,65 53,2 16,60 43,5

Đặc tính kỹ thuật của thiết bị trám xi măng UA - 320M

Chế độ làm việc Tốc độ Số hành trình của piston trong 1 phút d = 90mm d = 100 mm

Lưu lượng bơm áp suất kG/cm2 Lưu lượng bơm áp suất kG/cm2

m3/ph l/s m3/ph l/s

Lưu lượng cực đại ii 28 0,143 2,4 390 0,182 3,0 305

iii 54 0,274 4,5 202 0,350 5,8 159

iV 97 0,495 8,3 113 0,627 10,4 88

V 125 0,640 10,6 87 0,811 13,5 69

áp suất cực đại ii 27 0,138 2,3 400* 0,175 2,9 320

iii 41 0,210 3,5 231 0,266 4,4 182

iV 73 0,372 6,2 130 0,472 7,8 103

V 94 0,480 8,0 102 0,610 10,1 80

Lưu lượng cực đại ii 28 0,247 4,1 225 0,306 5,1 182

iii 54 0,475 7,9 117 0,590 9,9 95

iV 97 0,855 14,2 65 1,060 17,6 52

V 125 1,100 18,3 50 1,370 22,8 40

áp suất cực đại ii 27 0,238 3,9 230* 0,296 4,9 185*

iii 41 0,362 6,0 134 0,447 7,5 109

iV 73 0,644 10,7 75 0,800 13,3 61

V 94 0,830 13,8 59 1,030 17,1 47

* Chỉ làm việc trong thời gian ngắn cho phép

Đặc tính kỹ thuật của thiết bị trám xi măng ÖA - 400

Tốc độ Số hành trình của piston trong 1 phút d = 100mm d = 115 mm d = 127mm

Lưu lượng bơm áp suất kG/cm2 Lưu lượng bơm áp suất kG/cm2 Lưu lượng áp suất kG/cm2

m3/ph l/s m3/ph l/s m3/

phút l/s

i 53,4 0,390 6,5 400 0,516 8,6 305 0,775 11,25 232

ii 76,2 0,576 9,6 270 0,762 12,7 205 0,966 16,10 163

iii 112,5 0,852 14,2 182 1,122 18,7 138 1,428 23,80 110

iV 156 1,182 19,7 131 1,560 26,0 100 1,980 33,00 79

4.2.1.2 Xe trộn xi măng:

Hiện nay trong công nghiệp dầu khí người ta thường dùng các loại xe trộn xi măng riêng rẽ. Xe trộn 2 CMH - 20 của Nga chế tạo có dung tích 20m3. Cấu tạo xe trộn gồm có một bunke (thùng kín), phía trên có cửa để đổ xi măng bột vào nhờ băng tải. Hai guồng xoắn vận chuyển đặt dưới đáy thùng và một bộ phận khuấy trộn bằng thuỷ lực được lắp ở phía sau. Hai guồng xoắn được truyền chuyển động quay từ động cơ ôtô qua hộp chuyển xích và trục các đăng. Việc quấy trộn xi măng được cơ khí hoá toàn bộ. Năng suất chế tạo dung dịch xi măng trám thường đạt từ 15  20 m3/h

4.2.1.3. Đầu trám xi măng:

+ Công dụng: Được lắp vào miệt ống chống để bơm rửa trong quá trình thả ống, bơm rửa trước khi trám, bơm dung dịch xi măng, bơm dung dịch ép trong quá trình trám. Có nhiều kiểu đầu trám xi măng. Có nhiều kiểu đầu trám xi măng được chế tạo phù hợp với các loại ống chống và điều kiện chịu áp suất khác nhau.

+ Sơ đồ cấu tạo của một kiểu đầu trám được thể hiện trong hình vẽ dưới đây.

1 - Thân đầu trám

2 - Mupta nối với ống chống

3 - Nắp đậy

4 - Nhánh ống phía dưới

5 - Nhánh ống phía trên

6 - Nút trám trên.

7 - Chốt dạng bulông

9 - áp kế

Sơ đồ đầu trám xi măng

+ Nguyên lý làm việc của đầu trám:

Sau khi bơm rửa lỗ khoan, người ta lắp nút trám dưới và vặn đầu trám vào đầu ống chống. Nhánh đường ống dưới mở ra và nhánh đường ống phía trên được đóng lại. Dùng mày bơm trám bơm dung dịch xi măng theo đường ống dưới. Sau khi bơm hết dung dịch xi măng thì đóng đường ống phía dưới lại, giải phóng nút trám trên bởi chốt giữ 7 đồng thời mở nhánh đường ống trên và bơm dung dịch ép theo đường ống trên và bơm dung dịch ép theo đường ống trên để ép dung dịch xi măng đến chiều cao cần trám. Sau khi kết thúc bơm ép phải khoá tất cả các đường ống lại chờ cho dung dịch xi măng đông cứng.

4.2.1.4. Nút trám xi măng.

Để tránh cho dung dịch xi măng khỏi bị trộn lẫn với dung dịch khoan và dung dịch ép do sự tiếp xúc giữa chúng, bên trong ống chống người ta sử dụng các nút trám để cách ly. Trong quá trình trám xi măng thông thường người ta sử dụng 2 nút. Nút trám dưới dùng để quét sạch dung dịch khoan ra khỏi bề mặt trong của ống chống. Nút trên để ngăn cách giữa dung dịch xi măng và dung dịch ép khi bơm ép.

Người ta đã chế tạo ra nhiều loại nút trám khác nhau từ các loại vật liệu như bằng gỗ, chất dẻo, cao su. v.v... Thế nhưng loại được dùng rộng rãi nhất lại loại nút trám cao su có lõi nhôm. Nút dưới cho phép tự chọc thủng dưới áp suất dư khi nó đã được giữ lại ở vòng dừng (xem hình vẽ dưới đây).

1 3 1

2 2

a. b.

Hình . Các nút trám xi măng

a. Nút dưới: 1. Màng ngăn; 2. Thân cao su;

3. Khung nhôm.

b. Nút trên: 1. Thân cao su ; 2. Lõi nhôm

4.2.2. Các phương pháp trám xi măng

Trong công tác trám xi măng người ta có thể phân ra ba loại trám sau đây:

1 - Trám ban đầu:

Được tiến hành ngay sau khi chống ống. Dung dịch xi măng được bơm ép ra ngoài sau ống chống.

2 - Trám bổ xung:

Còn được gọi là trám sửa chữa được tiến hành trong trường hợp trám ban đầu không thành công.

3 - Trám đặc biệt:

Được tiến hành trong những trường hợp đặc biệt như đổ cầu xi măng, trám những vùng mất nước v.v...

4.2.2.1. Phương pháp trám 1 tầng:

Đây là phương pháp trám xi măng phổ biến nhất. Quá trình trám được tiến hành như sau:

Sau khi rửa sạch lỗ khoan thì tiến hành kiểm tra tất cả mọi thiết bị đường ống từ xe trám, tới đầu bơm trám, cần được thử rò với áp suất lớn hơn áp suất bơm trám 1,5 lần trong vòng 3 phút. Trước khi bơm dung dịch xi măng thả nút trám dưới (hình vẽ a). Sau đó bơm dung dịch xi măng xuống lỗ khoan theo các nhánh đường ống phía dưới. Sau khi bơm hết dung dịch xi măng tiến hành giải phóng nút trên ở đầu bơm trám và bơm dung dịch ép vào giếng khoan qua các nhánh đường ống phía trên. Nút trám trên được ép ra khỏi đầu bơm trám (hình b) và dung dịch xi măng được di chuyển xuống phía dưới giữa 2 nút trám. Trong thời điểm nút trám dưới tỳ lên vòng dàng, dưới tác dụng của áp suất dư, nút này tự chọc thủng, dung dịch xi măng đi qua nó, qua van ngược xuống đề và dâng lên ở khoảng không vành xuyến (hình c). Tiếp tục bơm dung dịch ép cho đến khi nút trên tiến đến nằm trên nút dưới (hình d).

Dung dịch xi măng

Dung dịch khoan, dung dịch ép.

a. Bơm dung dịch xi măng ; b. Bắt đầu bơm dung dịch ép ;

c. Bơm ép dung dịch xi măng ra ngoài ống ; d. Kết thúc bơm trám.

Sơ đồ trám xi măng một tầng 2 nút

Và đây cũng là thời điểm kết thúc quá trình trám. ở thời điểm này áp suất ở đầu bơm trám tăng lên đột ngột. Trị số tăng áp suất phụ thuộc vào người phụ trách công tác bơm trám. Thông thường không lớn hơn 510 at so với áp suất cực đại trước khi 2 nút xi măng chập vào nhau. Sau khi quá trình trrám xi măng kết thúc lỗ khoan được giữ yên tĩnh, các van ở đầu trám được khoá chặt trong thời gian cần thiết cho dung dịch xi măng đông cứng. Tốc độ dung dịch xi măng đi lên ở khoảng không vành xuyến không nhỏ hơn 1,5 m/s đối với ống định hướng, dẫn hướng và trung gian, không nhỏ hơn 1,8m/s đối với cột ống chống khai thác.

4.2.2.2. Trám xi măng phần tầng.

Trám xi măng phần tầng được áp dụng trong các điều kiện sau đây:

a. ở những giếng khoan có độ sâu lớn và phải trám một khối lượng dung dịch xi măng lớn. Việc dùng phương pháp trám phân tầng đã cho phép giảm được áp suất cực đại ở giai đoạn cuối của quá trình bơm trám đồng thời cũng giảm được thời gian cho phép bơm trám.

b. ở những giếng khoan có nhiệt độ đáy cao, thời gian ngưng kết của dung dịch xi măng thường bị giảm đi rất nhiều. Dùng phương pháp trám phân tầng đã giảm được thời gian cho phép bơm trám.

Để thực hiện được công nghệ trám xi măng phân tầng cần phải sử dụng một "mupta chuyên dụng" được lắp ở một vị trí nhất định (theo tính toán) trên cột ống. Chiều cao lắp mupta trám phân tầng (2 tầng) kể từ đáy lên là: hm được tính như sau

hm = Hc (dx - d) 2 (dx - d + 01) , m

Trong đó:

Hc - Chiều cao trám xi măng cột ống

d, dx - Trọng lượng riêng của dung dịch và dung dịch xi măng

Nếu phân ra làm 3 tầng thì vị trí đặt các múpta chuyên dụng được tính là:

h1 h2 = h2 h3 = 01 (dx - d) 002 + 01 (dx - d)

Trong đó: h1, h2, h3 là chiều cao từng đoạn kể từ đáy ống chống;

h1 + h2 + h3 = Hc

Cấu tạo của mupta trám phân tầng được thể hiện qua hình vẽ dưới đây:

1. ống chống 6

2. Đầu nối 4

3. Lỗ thoát bên cạnh

4. ỗng lót trên 3

5. ống lót dưới

6. Chốt tự cắt 5

Mupta trám phân tầng

Gồm ống nối (2) có cửa sổ trám (3). Bên trong ống nối có lắp hai ống lót tren (4) và ống lót dưới (5). Cả 2 ống lót đều có đế để giữ các nút trám xi măng. Các ống lót được cố định với ống nối nhờ các chốt định vị (6). ống lót dưới đóng các cửa sổ (3) khi trám xi măng tầng dưới và được mở ra khi bắt đầu trám xi măng tầng trên do sự dịch chuyển xuống phía dưới của ống lót dưới.

Quy trình kỹ thuật trám xi măng hai tầng được tiến hành như sau:

Thả cột ống chống có lắp đầu định hướng, chân đế, ống chân đế, van ngược và mupta chuyên dụng và tiến hành bơm rửa lỗ khoan để chuẩn bị trám. Trước khi thả xuống lỗ khoan múpta chuyên dụng phải được thử trên mặt đất. Chuẩn bị lỗ khoan xong người ta bơm phần dung dịch xi măng trám tầng dưới sau đó bơm luôn phần dung dịch ép tầng dưới đã tính toán và thả luôn nút trám dưới rồi bơm dung dịch xi măng trám tầng trên, thả nút trám trên, tiếp đó là bơm dung dịch ép tầng trên theo tính toán. Nút này được ép xuống phía dưới nhờ lượng dung dịch ép thứ hai. Nút dưới đẩy chất lỏng đi xuống và đến một thời điểm nhất định thì nó sẽ tăng lên đế của ống lót dưới. Do tác dụng của cột chất lỏng và áp lực bơm, ống lót dưới cắt đứt các chất định vị (6) dịch chuyển xuống phía dưới, được giữ lại ở vòng (7) các cửa sổ (3) được mở ra. Giai đoạn trám thứ nhất được kết thúc và bắt đầu trám ở giai đoạn hai. Phần dung dịch xi măng trám phần trên chui ra ngoài qua cửa sổ trám (3) và được ép lên trên phía ngoài qua cửa sổ trám (3). Nút trám trên bị ép dần xuống và tỳ lên ống lót trên. Do tác dụng của áp lực dư ống lót (4) cắt các chốt định vị (6) và dịch chuyển xuống phía dưới đóng kín các cửa sổ trám. ở thời điểm đó áp suất trên đầu bơm trám tăng lên đột ngột và việc trám xi măng đã kết thúc.

Sau khi xi măng đã đông rắn, tháo đầu trám ra, thả cần khoan và choòng để khoan phá các nút trám và cốc xi măng trong chân đế, kiểm tra độ cao nâng lên của phần dung dịch xi măng tầng thứ nhất và thứ hai cũng như chất lượng của chúng.

Xem sơ đồ trám phân tầng ở hình vẽ dưới đây

Sơ đồ các giai đoạn trong trám phân tầng

4.2.2.3. Trám xi măng ống chống phân dưới có lắp ống cọc

Khi khoan vào các vỉa dầu khí có lưu lượng nhỏ hoặc đã khai thác nhiều, áp suất vỉa giảm xuống thấp. Nếu sử dụng các phương pháp trám xi măng thông thường sẽ có nguy cơ làm "xi măng hoá" các vỉa và vì thế làm giảm rất nhiều năng suất của giếng khoan. Trong trường hợp đó người ta lắp phần dưới của cột ống chống khai thác trong khu vực vỉa dầu khí bằng ống đục lỗ (ống lọc) từ trên mặt đất và tiến hành trám xi măng có măng zét.

Trang bị phần dưới của cột ống chống khai thác có măng zét được thể hiện bằng hình vẽ dưới:

Hình. Măng rét

1.Lỗ thoát; 2. Van thuận Trong quá trình trám dung dịch xi măng chảy từ trong ống ra ngoài theo cửa sổ trám (1), các cửa sổ này nằm phía trên ống lọc. Phía dưới cửa sổ có lắp một van thuận (3) trong ống. Van thuận chỉ cho phép chất lỏng từ phía dưới chảy lên, còn phía bên ngoài thì lắp mang zét hình phễu.

Công dụng của măng zét là ngăn không cho dung dịch xi măng chảy xuống phía dưới. Măng zét là một cái phễu làm bằng vật liệu đàn hồi (vải sơn hoặc da, cao su) cao chừng 60  70cm. Đường kính của măng zét khi làm việc lớn hơn đường kính lỗ khoan từ 20% trở lên. Măng zét làm việc (được mở ra) dưới tác dụng của áp suất của dòng chất lỏng được bơm vào trong ống.

4.2.2.4 trám xi măng cột ống chống lửng (cột ống chống ngầm)

Để treo cột ống chống lửng cũng như để trám cột ống chống này người ta sử dụng đầu nối chuyên dụng đặc biệt đẻ nối ống với cần khoan phương pháp trám xi măng có sử dụng đầu nối chuyển tiếp này nhằm ép dung dịch xi măng lên tất cả chiều cao của cột ống chống lửng, giữ cho cột ống chống ở trạng thái treo. Rửa sạch phần dung dịch xi măng dâng lên phía trên cột ống chống lửng. Cần khoan chỉ tháo ra khỏi ống chống khi nào dung dịch xi măng đã đông cứng và cột ống chống lửng được giữ lại ở vành đá xi măng trong trạng thái treo.

Cấu tạo của kiểu đầu nối trám cột ống lửng như hình vẽ sau

Quy trình công nghệ trám được tiến hành như sau: Bơm dung dịch xi măng đã tính toán vào trong cần khoan, sau đó bơm tiếp dung dịch ép để ép dung dịch xi măng qua van ngược và đế ống chống để dâng lên bên ngoài ống chống. Thả bi cầu (2), thời gian thả viên bi phải tính toán sao cho khi dung dịch xi măng dâng lên ở chiều cao cần thiết thì viên bi sẽ tỳ lên ống lót (3), dưới tác dụng của áp suất dư khi bơm ép chốt (5) bị đứt, ống lót dịch chuyển xuống dưới và được giữ lại ở đế (7) và cửa sổ được mở ra

1. Đầu nối với cần khoan 3

2. Bi 4

3. ống lót

4. Lỗ thoát xung quanh 6

5. Chốt định vị

6. Mufta ren trái. 7

7. Đế

8. ống chống

Hình . Đầu nối trám ống chống lửng

Dung dịch ép sẽ đi qua cửa sổ (4) và quét sạch phần dung dịch xi măng dâng lên phía trên của đầu nối. Để viên bi làm việc đúng thời điểm người ta phải tính thời gian chuyển động của viên bi trong dung dịch ép và khoảng thời gian này người ta bơm lượng dung dịch ép cuối cùng với vận tốc lớn nhất của thiết bị bơm trám. Sau khi dung dịch xi măng đông cứng người ta quay phải cột cần khoan, đầu nối ren trái (6) sẽ được tháo ra để lại cột ống chống lửng được treo vào vành đá xi măng bên trong của cột ống chống trước đó.

4.2.2.5. Trám xi măng đặc biệt.

Trám xi măng đặc biệt được áp dụng trong một tình huống như trám để bịt kín các tầng mất nước hay đổ cầu xi măng để sửa chữa lỗ khoan.

1. Trám xi măng dưới áp suất.

Phương pháp trám này là dùng áp suất để đẩy dung dịch xi măng vào trong một vỉa mà cần ngăn cách với một vỉa bên cạnh. Trong các vỉa cần trám là các vỉa chứa nước chứa khí hoặc chứa dầu. Đồng thời cũng được dùng để bịt các tầng mất nước.

Trám xi mằng dưới áp suất được tiến hành trong cần khoan. Phần trên giữa cần khoan và ống chống cần có bộ phận bịt kín. Để tiến hành trám cần khoan phải được đưa vào giếng khoan tại vùng cần trám. Sau khi thiét lập tuần hoàn để rửa rồitiến hành bơm dung dịch xi măng, tiếp theo là dung dịch đẩy (dụng dịch ép). Khi dung dịch xi măng tiến tới phần dưới cùng của cần khoan và mực dụng dịch xi măng trong và ngoài cân bằng nhau, cột cần khoan sẽ được kéo lên khỏi vùng có dung dịch xi măng. Bộ phận bịt kín ở bề mặt được đóng lại và bơm tiếp dung dịch ép đẩy dung dịch xi măng vào vỉa. Công tác trám sẽ dừng lại sau khi đóng thiết bị bịt kín bề mặt và đã bơm được một lượng dung dịch ép đúng bằng lượng dung dịch xi măng.

2. Đổ cầu xi măng.

Trong các trường hợp thử vỉa ở các tầng phía trên hay lỗ khoan bị sự cố như rơi các dụng cụ và giếng mà không tài nào cứu được. Người ta phải khoan xiên để tránh các dụng cụ bị rơi. Để khoan xiên được phải tiến hành đổ cầu xi măng nhằm lấp phần đáy lỗ khoan cũ. Đỗ cầu xi măng có thể tiến hành bằng nhiều phương pháp. Phương pháp được sử dụng nhiều nhất là phương pháp cân bằng. Phương pháp này sử dụng cột cần khoan hay ống ép khí được đưa vào phía dưới vùng cần đổ cầu. Bơm vào bên trong lượng dung dịch xi măng theo tính toán và sau đó là dung dịch ép. Khi dung dịch xi măng có mức cân bằng giữa trong và ngoài cần thì kéo lên phía trên vùng có dung dịch xi măng và tiến hành bơm rửa và kéo lên.

4.2.3 Tính toán trám xi măng:

Tính toán cho công tác trám xi măng một cột ống chống bao gồm các bước sau:

- Xác định chiều cao trám HC

- Xác định thể tích dung dịch xi măng, lượng nước và lượng xi măng khô dùng để pha chế.

- Xác định lượng dung dịch ép.

- Xác định áp suất cực đại khi bơm trám

- Xác định lượng dung dịch xi măng và dung dịch ép được bơm ở các tốc độ khác nhau

- Xác định thời gian cần cho bơm trám

- Xác định số xe trám , xe trộn

1, Xác định chiều cao bơm trám HC ( đã được đề cập tới ở phần xây dựng cấu trúc giếng khoan)

2, Xác định thể tích dung dịch xi măng, lượng nước và xi măng khô cần thiết:

Thể tích dung dịch xi măng để trám được tính theo công thức sau đây,(Vdx) ( hình vẽ dưới)

Vdx = 4 ( DLK2 - Dn2 ). H1+ (Dtt2 - Dn2) . H2+ Dt2 . h. m3

Trong đó: DLK- Đường kính lỗ khoan

DLK= k.Dc

k - hệ số mở rộng thành,Dc Đường kính choòng

Dn,Dt- Đường kính ngoài và trong của ống

Dtt- Đường kính trong của ống trước đó

HC- Chiều cao trám xi măng.

h - Chiều cao cốc xi măng

Trong quá trình bơm trám khi nút xi măng trên chuyển động bên trong cột ống nó sẽ cạo màng sét bên trong cột ống. Do vậy phần dung dịch xi măng bơm sau cùng sẽ bị trộn lẫn với dung dịch sét này. Để đảm bảo chất lượng vành đá xi măng ngoài ống chống, phần dung dịch xi măng bẩn này được giữ lại ở bên trong ống với chiều cao là h; h = 20 30m

Để tính lượng xi măng khô và lượng nước cần thiết cho chế tạo dung dịch xi măng người ta tính thể tích nước và lượng xi măng khô để chế tạ 1m3 dung dịch xi măng theo tỷ lệ N/x cho trước rồi sau đó tính được khối lượng toàn bộ.

Chúng ta lấy thể tích dung dịch xi măng là 1 đơn vị, ta có thể viết:

1 = v x+ vn

Sau khi thay vx = qxx ; vn= qnn và tỷ lệ nước xi măng m = qnqx , qn= m .qx

Trong đó qx,qn là lượng xi măng và nước để điều ché 1m3dung dịch xi măng.

Thay vào công thức trên ta có:1 = qxx +mqxn = qx (1x +mn ) = qx (n+ mx x.n )

Từ đây ta rút ra :

qx = x.nn +mx  qx = x1+ mx , T/m3 thay (n= 1)

Trọng lượng riêng của dung dịch xi măng (dx): xuất phát từ công thức qdx = Vdx.dx = qx+ qn = qx(1+m) = (1+m).x1+mx ; qx= dx1+m

Lượng xi măng khô cần thiết: (Gx)

Gx= k2 .qx.Vdx= k2.dx1+m . Vdx(tấn).

k2- Hệ số hao hụt của xi măng bột(k2= 1,03  1,06)

Thể tích nước cần thiết là :Vn.

Vn= m. Gx m3

Vì ta biết: Gn = mGx.

Vn = n.Gn= m.Gx (n = 1)

3, Thể tích của dung dịch ép (Vdep):

Thể tích của dung dịch ép được tính tương ứng với thể tích bên trong cột ống chống kể từ vòng dừng đến miệng. Được tính bằng công thức sau:

Vdc=  .4 D2ttb (H -h), m3

Trong đó :  - hệ số nén của dung dịch ép (= 1,03  1,05)

Dttb - Đường kính trong trung bình của cột ống chống.

H- chiều dài cột ống.

h- chiều cao vòng dừng

4, Xác định áp suất cực đại ở đầu bơm trám trong thời gian cuối của quá trình bơm trám : (Pmax)

Pmax= Pth+ Pcl

Pth= 0,01H + 8at (Đối với 12 thiết bị bơm)

Pth = 0,02H + 16at (Sử dụng 3 thiết bị bơm)

Pcl = (Hc-h)(dx-dc)10 + (H- Hx) (d-dc)10

Thiết bị bơm trám được lựa chọn dựa vào Pmax tính toán.

Trong đó: Pcl- áp suất sinh ra do sự chênh lệch tỷ trọng của dung dịch xi măng và dung dịch ép cũng như sự chênh lệch tỷ trọng giữa dung dịch khoan và dung dịch ép

Pth Tổn hao áp suất để thắng sức cản thủy lực trong tuần hoàn

H - chiều dài cột ống

Hc- chiều cao trám xi măng

Hx- chiều cao cột dung dịch sau ống chống

5, Xác định lượng dung dịch xi măng và dung dịch ép được bơm ở các tốc độ khác nhau của thiết bị bơm trám:

Người ta có thể tính theo hai phương pháp:

a, Phương pháp đồ thị:

Để tính được người ta cần thiết xây dựng đồ thị biểu diễn được mối quan hệ giữa áp suất ở đầu bơm trám và thể tích của dung dịch xi măng và dung dịch ép được bơm vào giếng trong các thời điểm khác nhau.

Trong thời gian bơm dung dịch xi măng vào giếng khoan, do dx>ddo đó dung dịch xi măng sẽ góp phần ép dung dịch khoan đi xuống. áp suất chênh lệch trong khi bơm dung dịch xi măng sẽ giảm dần (biểu thị ở đồng hồ áp suất ở đầu trám). Lượng dung dịch xi măng càng tăng thì áp suất ở đầu trám càng giảm. Trên đồ thị ta vẽ được đường AB. Trong quá trình bơm dung dịch ép, dung dịch xi măng bị ép ra ngoài ống chống và dâng lên ở ngoài vành xuyến thì áp suất chênh lệch cũng tăng lên. áp suất chênh lệch tăng lên được thể hiện bằng đường CD.

Như vậy để xây dựng được đồ thị quan hệ P - V ta phải xác định được 4 điểm A, B, C, D ở 4 thời điểm khác nhau

* Toạ độ điểmA:

= Đồ thị quan hệ giữa P và V khi bơm trám xi măng =

Thời điểm bắt đầu bơm trám xi măng có tọa độ điểm A là

A( PA= Pth, VA= 0 )

* Toạ độ điểm B:

Trong thời điểm này áp suất ở đầu bơm trám bằng không, nghĩa làPB = 0

PB = Pth - Pcl = 0  P th = Pcl. Do chênh lệch áp lực mà dung dịch đi xuống dưới ống chống để tạo sự cân bằng tại điểmC.

Trong thời gian này dung dịch xi măng đã đựơc bơm vào trong ống với chiều dài là lB

Ta có: Pth = 110 (dx- d) . lB

Rút ra lB = 10.Pthdx- d

Vậy VB = lB.At= 10Pthdx- d .At

Trong đó :At là tiết diện ngang bên

trong của ống chống.

Vậy tọa độ điểm B sẽ là

B ( PB = 0 , VB= 10Pth dx- d . At)

* Toạ độ điểm C:

Tưong ứng với thời điểm mực dung dịch xi măngbên trong và bên ngoài ống băng nhau. Tức là:

Pc= PthPcl = 0

Thể tích dung dịch đựơc bơm đến thời điểm này sẽ bằng thể tích của dung dịch xi măng cộng với thể tích của dung dịch ép bên trong ống với chiều dài là l0

l0 = H - ho

h0= VdxAn+ At

Trong đó: h0 - chiều cao của dung dịch

xi măng cân bằng giữa trong

và ngoài ống chống.

An , At - diện tích tiết diện ngang

khoảng không vành xuyến và bên trong ống.

Thể tích của dung dịch ép được bơm vào đến thời điểm này là:

Vdeo = At. l0 = At ( H- VdxAn+At )

Vậy thể tích của cả dung dịch xi măng và dung dịch ép được bơm đến thời điểm này là VC,

Vc= Vdx+ Vdeo = Vdx+A¬t( H¬ - VdxAn+AT )

Toạ độ điểm C sẽ là:

C : [Pc= P th, Vc= Vdx+ At( H- Vdx An+At )]

Toạ độ điểm D chọn theo Pmax và Vdx+ Vdc

Sau khi xây dựng xong đồ thị P - V ta tiến hành chọn thiết bị bơm trám theo Pmax . Gải sử thiết bị trám có 4 tốc độ, có các lưu lượng q1,q2,q3,q4 ứng với các áp suất P1,P2,P3,P4. Như trên ta chọn tốc độ số 3 để bắt đầu công tác bơm vì ta biết P4

Trên đồ thị chúng ta có thể xác định trực tiếp lượng dung dịch xi măng và dung dịch ép được bơm ở các tốc độ khác nhau.

b, Phương pháp tính toán

* Xác định lượng dung dịch xi măng và dung dịch ép được bơm ở các tốc độ khác nhau:

Cũng theo ví dụ trên chúng ta thấy dung dịch xi măng được bắt đầu bơm ở tốc độ số 3 vì P4

Gòi l3 là chiều cao của cột dung dịch xi măng trong ống đượcbơm ở tốc độ số 3. Chiều cao l3 được xác định trên cơ sở cân bằng áp suất khi chuyển từ tốc độ 3 sang tốc độ 4. Trong thời điểm này áp suất ở đầu trám sẽ là P4.

P4= Pth - l3(dx- d)10

l3= 10.(Pth- P4)dx- d

Thể tích của dung dịch xi măng được

bơm ở tốc độ số 3 sẽ là:

V3dx= l3.At= 10(Pth-P4)dx- d .At

Thể tích của dung dịch xi măng còn lại sẽ được bơm hết ở tốc độ số 4.

V4dx= Vdx- V3dx

* Xác định thể tích của dung dịch ép được bơm ở các tốc độ khác nhau:

Chúng ta hãy xét thời điểm khi mà mực dung dịch xi măng ở trong và ngoài ống chống bằng nhau:

h0 = VdxAn+At

Trong đó: At= 4 D2tb

An = 4 (k.D2c- D2n)

Chiều cao của cột dung dịch ép

l0 = H - ho

Trong thời điểm này áp suất

ở đầu bơm trám là P0.

Khi : de= d thì P0 = Pth

khi: dc khác d thì P0 = Pth+ l0(d- dc)10

Tiếp tục bơm dung dịch ép vào giếng khoan, áp suất chênh lệch tăng dẫn đến áp suất đầu bơm trám cũng tăng. áp suất đầu trám tỷ lệ thuận với sự tăng cột dung dịch ép.

Chúng ta có thể tính được ở một thời điểm trung gian nào đó mà chiều cao của cột dung dịch ép là: l ( hình vẽ trên) và áp suất ở đầu trám là P. Khi tăng chiều cao cột dung dịch ép từ lo đến l thì áp suất ở đầu trám cũng tăng từ Po đến P. Do đó ta thiết lập được công thức sau:

l - lo= a1( P - P¬o)

Trong đó a1là hệ số tỷ lệ cho biết sự tăng chiều dài của cột dung dịch ép khi tăng áp suất lên 1 đơn vị ( 1KG/cm2)

Giá trị a1 cũng có thể tính được trong điều kiện tăng l từ l0  lmax

và Po Pmax. Nghĩa là:lmax- l0 = a1(Pmax-Po)

a1 = lmax-loPmax-Po = ho-hPmax- Po

Từ hình vẽ trên ta nhận thấy rằng:

lmax- lo = ho-h

Cho nên a1= ho-hPth+Pcl-Pth = ho-hPcl => a1= ho-hPcl

Từ công thức (*) chúng ta có thể triển khai theo các giá trị áp suất ở các tốc độ khác nhau của thiết bị bơ trám P4, P3, P2,P1.

- Chiều cao của cột dung dịch ép ở các tốc độ khác nhau là :

l4=l0+a1(p4- Po)

l3= l0+a1(P3-Po)

l2= lo+a1(P2-Po)

l1= l0+a1(Pmax- Po)

- Ta cũng có thể xác định chiều cao dung dịch ép bơm riêng ở các tốc độ khác nhau như sau:

h4= l4=l0+a1(P4- Po)

h3= a1(P3- P4)

h2= a1(P2 -P3)

h1= a1(Pmax-P2)

Vậy lượng dung dịch ép được bơm ở các tốc độ khác nhau sẽ được tính là:

v4¬đc = At. h4 = At l0+ a1(P4-Po)

V3dc= At.h3 =At.a1 (P3- P4)

V2de= At.h2= At.a1(P2-P3)

V1de= At.h1= At.a1(Pmax-P2)

6, Tính thời gian bơm trám xi măng với 1 thiết bị bơm trám( TT)

TT = t4+t3 +t2+t1+t

Trong đó : t4,t3,t2,t1 - thời gian bơm ở các tốc độ 4, 3,2,1

t- Thời gian giải phóng nút trám trên đầu trám( t= 15phút)

t4= Vdx4+Vdc4q4. 60 .1000 ( phút)

t3= Vdx3+Vde3q3.60 .1000 (phút)

t2= Vde2q2 .60 .1000 (phút)

t1= V1dcq¬1.60 .1000 (phút)

7, Xác định nhiệt độ đay giếng khoan

Để chọn xi măng trám phù hợp chúng ta cần phải dựa vào nhiệt độ ở đáy lỗ khoan.

Tđáy = To + 0,025H

To - nhiệt độ không khí trên mặt

H- chiều sâu lỗ khoan

8, Chọn số thiết bị bơm trám và số máy trộn dung dịch xi măng

* Chọn số thiết bị bơm trám xi măng có thể dựa theo 1trong 2 phương án sau:

+ Chọn số thiết bị trám căn cứ theo thời gian bơm trám cho phép của dung dịch xi măng

n = TTTcf + 1

ở đây Tcf- thời gian cho phép bơm trám của dung dịch xi măng.

Tcf= 0,75 Tngk;

Tngk- thời gian ngưng kết của dung dịch xi măng

+ Chọn số thiết bị trám căn cứ theo điều kiện bảo đảm vận tốc đi lên của dung dịch xi măng bên ngoài cột ống chống

n = v .An.1000qmax +1

v- vận tốc dâng của dung dịch xi măng ngoài ống chống yêu cầu v  1,5 m/s đối với ống định hướng và trung gian

v 1,8  2 m/s đối với ống khai thác.

qmax- là lưu lượng bơm của thiết bịvới vận tốc lớn nhất .

Theo quan điểm cho rằng v càng lơn sẽ tạo khả năng đẩy hết dung dịch sét lên mặt đất.

Trong hai phép tính trên ta chọn ra số thiết bị trám lớn nhất.

Lúc đó thời gian thực tế cho bơm trám sẽ là Tth

Tth= TT-t n-1 +15

* Chọn số xe trộn dung dịch xi măng:

Dựa vào 2 cách tính như sau:

+ Căn cứ vào dung tích của xe trộn:

ntr= GxVBke ; Gx- Lượng xi măng cần trộn

VBke- dung tích của xe trộn

+ Căn cứ vào năng suất của xe trộn:

ntr= Qmaxqtr

Qmax- lưu lượng của xe trám

qtr - Năng suất của xe trộn.

Trong hai kết qủa tính được ta sẽ chọn kết quả lớn nhất.

4.2.4. Kiểm tra chất lượng trám xi măng

Kết thúc bơm trám, các van trên đầu bơm trám được đóng lại. Giếng khoan được giữ yên tĩnh trong thời gian chờ cho dung dịch xi măng đông rắn. Thời gian đông rắn phụ thuộc vào chất lượng xi măng, nhiệt độ và áp suấ ở đáy lỗ khoan. Trong mọi điều kiện, thời gian đông rắn không quá 24h. Quá trình đông rắn xi măng là quá trình toả nhiệt. Vì vậy thành lỗ khoan, ống chống và dung dịch ở trong và ngoài ống chống đều được sấy nóng lên. Theo các số liệu thực tế do quá trình toả nhiệt này mà áp suất tăng đến một trị số nguy hiểm đối với ống chống đang trám thì phải lập tức giảm áp lực bằng cách mở các van trên đầu trám.

Sau thời gian đông rắn của dung dịch xi măng, người ta thả nhiệt kế xuống lỗ khoan để xác định độ cao dâng lên thực tế của dung dịch xi măng ở ngoài cột ống.

Quá trình đông rắn xi măng là quá trình toả nhiêt, nhiều nhất vào khoảng thời gian 5 10h sau khi quấy trộn. Vì vậy muốn xác định rõ độ cao của dung dịch xi măng cần phải thả nhiệt kế xuống lỗ khoan trong 24h kể từ lúc kết thúc trám. Ranh giới trên của xi măng được xác định bởi sự tăng nhiệt độ một cách đột ngột ( hình vẽ dư

Biểu đồ nhiệt kiểm tra chất lượng trám xi măng Để xác định chiều cao trám xi măng Hc cũng như độ đồng đều của vành đá xi măng , hiện nay người ta sử dụng rộng rải phương pháp phóng xạ. Thực chất của phương pháp này là dùng dung dịch xi măng có pha thêm chất phóng xạ để trám lỗ khoan và sau khi xi măng đã đông rắn ở xung quanh ống chống người ta sẽ ghi lại đường cong biểu thị sự thay đổi cường độ của độ phóng xạ gama theo chiều sâu lỗ khoan.

Phương pháp này thu được kết quả rõ ràng không phụ thuộc vào độ sâu lỗ khoan, lượng dung dịch xi măng trám và thời gian từ lúc bắt đầu trám cho đến lúc bắt đầu đo. ngoài ra phương pháp này còn có khả năng nghiên cứu sự phân bố của dung dịch xi măng bên ngoài ống chống.

Sau khi xác định được độ cao dung dịch xi măng, người ta tiến hành lắp đặt các thiết bị miệng giếng khoan. Lắp thiết bị giếng xong, thả choòng mũi nhọn vào ống chống để xác định vị trí của xi măng trong ống chống, tiến hành khoan phá các nút trám, phần dung dịch xi măng đã đông cứng và các chi tiết ở phần chân của ống chống.

Sau khi đã khoan phá " cốc xi măng" người ta thử độ kín của ống khai thác. Bơm ép là phương pháp thử độ kín chủ yếu. Trong thời gian thử phải duy trì các áp suất như sau:

Đối với cỡ ống từ 114, 127, 140, 146, 159, 168 đến 194 thép D thì áp suất thử 80 100 bar; ống  219 áp suất thử > 100 bar (thép D)

Cột ống chống được xem là kín nếu như áp suất không giảm quá 5 bar sau 30 phút.

Trong tất cả các lỗ khoan thăm dò ngoài phương pháp ép thử độ kín như trên người ta còn dùng thêm phương pháp hạ thấp mực nước: Cột ống chống được coi là kín với điều kiện: Trong vòng 4h mực nước không dâng lên quá 1m trong ống  146 và  168; không qúa 0,5m trong ống 194 và 219; không quá 0,3m trong ốn 245 và 273.

Để thử ống chống bằng cách bơm ép người ta sử dụng các xe trám xi măng- Để thử kín bằng cách hạ thấp mực nước người ta sử dụng ống múc thả xuống lỗ khoan bằng dây cáp.

Bạn đang đọc truyện trên: AzTruyen.Top

Trước Sau

Tags: #anhhung