Mười công cụ hoàn thiện giếng hàng đầu

Các loại dụng cụ khoan giếng thường được sử dụng trong chuỗi hoàn thiện và sản xuất dầu khí ngoài khơi bao gồm: Packer, SSSV, Sliding Sleev (Nipple), Side Pocket Mandrel, Seating Nipple, Flow Coupling, Blast joint, Test Valve, Drain Valve, Mandrel, Plug, v.v.

1. Packers

Bộ phận bịt kín (packer) là một trong những dụng cụ quan trọng nhất trong hệ thống giếng khoan, và các chức năng chính của nó như sau:

Phân tách các lớp sản xuất để ngăn ngừa sự va chạm và nhiễu loạn chất lỏng và áp suất giữa các lớp;

Tách dung dịch diệt khuẩn và dung dịch sản xuất;

Đáp ứng các yêu cầu khác nhau của hoạt động sản xuất và sửa chữa giếng dầu (khí);

Giữ lại chất lỏng bịt kín trong khoảng không giữa ống chống và thành ống để bảo vệ ống chống và đảm bảo sản xuất an toàn.

Các thiết bị bịt kín giếng (khí) ngoài khơi được sử dụng trong quá trình hoàn thiện giếng có thể được chia thành hai loại: loại có thể thu hồi và loại cố định, và theo phương pháp lắp đặt, chúng có thể được chia thành lắp đặt thủy lực, lắp đặt cơ khí và lắp đặt bằng cáp. Thiết bị bịt kín có thể được chia thành nhiều loại, và cần lựa chọn hợp lý theo nhu cầu sản xuất thực tế. Các bộ phận quan trọng nhất của thiết bị bịt kín là các khớp nối và cao su, và một số thiết bị bịt kín không có khớp nối (thiết bị bịt kín cho giếng hở). Có nhiều loại thiết bị bịt kín, chức năng chính của chúng là hỗ trợ giữa các khớp nối và ống casing và làm kín giữa các khớp nối và ống casing để bịt kín một vị trí nhất định.

2. Van an toàn dưới giếng

Van an toàn dưới giếng là thiết bị điều khiển dòng chảy bất thường của chất lỏng trong giếng, chẳng hạn như hỏa hoạn trên giàn khoan dầu ngoài khơi, vỡ đường ống, sự cố phun trào, mất kiểm soát giếng dầu do động đất, v.v., nhờ đó van an toàn dưới giếng có thể tự động đóng lại để kiểm soát dòng chảy của chất lỏng trong giếng.

1) Phân loại van an toàn:

• Van an toàn có thể thu hồi bằng dây thép
• Van an toàn di động cho đường ống dẫn dầu
• Van an toàn vòng ngoài ống bao. Loại van an toàn được sử dụng phổ biến nhất là van an toàn di động cho ống dẫn.

2) Nguyên tắc hành động

Dầu thủy lực được bơm dưới áp suất từ ​​lòng đất, truyền đến lỗ truyền áp suất tới piston thông qua đường ống điều khiển áp suất thủy lực, đẩy piston xuống và nén lò xo, làm van cánh mở ra. Nếu áp suất điều khiển thủy lực được duy trì, van an toàn ở trạng thái mở; khi nhả áp suất, lực căng của lò xo đẩy piston lên trên, làm van đóng lại.

3. Ống trượt

1) Ống trượt có thể đóng hoặc kết nối giữa chuỗi sản xuất và không gian hình vòng thông qua sự phối hợp giữa ống trong và ống ngoài. Các chức năng chính của nó như sau:

• Gây ra sự phun trào sau khi giếng khoan hoàn thành;
• Tiêu diệt vi khuẩn trong hệ tuần hoàn;
• Nâng bằng khí
• Máy bơm phản lực đặt
• Giếng đa tầng có thể được sử dụng cho sản xuất riêng biệt, thử nghiệm theo lớp, bơm theo lớp, v.v.;
• Khai thác hỗn hợp nhiều lớp;
• Đóng nút chặn vào giếng để ngừng hoạt động giếng hoặc để kiểm tra áp suất của đường ống;
• Sử dụng chất chống ăn mòn tuần hoàn, v.v.

2) Nguyên lý hoạt động

Ống trượt đóng hoặc kết nối đường dẫn giữa ống dẫn dầu và không gian hình vành khuyên bằng cách di chuyển ống trượt bên trong. Khi rãnh của ống trượt bên trong đối diện với đường dẫn của thân ống trượt, đường trượt ở trạng thái mở. Khi hai phần lệch nhau, ống trượt được đóng lại. Có một xi lanh làm việc ở phần trên của ống trượt, được sử dụng để cố định thiết bị điều khiển dòng chảy dưới giếng liên quan đến ống trượt. Có một bề mặt đầu bịt kín ở phía trên và phía dưới của ống trượt bên trong, có thể phối hợp với vòng đệm bịt ​​kín của thiết bị dưới giếng để làm kín. Kết nối dụng cụ chuyển mạch ống trượt dưới chuỗi dụng cụ cơ bản và thực hiện thao tác dây thép. Ống trượt có thể được bật và tắt. Một số trường hợp cần tác động xuống dưới để di chuyển ống trượt xuống để mở ống trượt, trong khi những trường hợp khác cần tác động lên trên để làm cho ống trượt bên trong di chuyển lên để mở ống trượt.

4.Núm vú

1) Phân loại và sử dụng núm vú làm việc

Phân loại núm vú:

(1) Theo phương pháp định vị: có ba loại: tính chọn lọc, Top NO-GO và Bottom NO-GO, như thể hiện trong Hình a, b và c.

Một số trục gá có thể có cả loại tùy chọn và loại có chốt chặn trên (như hình b). Loại tùy chọn có nghĩa là đường kính trong của trục gá không có phần giảm đường kính, và dụng cụ đặt có cùng kích thước có thể đi qua, do đó nhiều trục gá có cùng kích thước có thể được hạ xuống cùng một chuỗi ống; còn chốt chặn trên có nghĩa là đường kính trong của trục gá được bịt kín. Phần chốt chặn trên cùng có một bậc di chuyển ở phần giảm đường kính tác động lên phía trên, trong khi phần giảm đường kính của chốt chặn dưới nằm ở phía dưới, phần bịt kín của nút chặn không thể đi qua, và chốt chặn dưới thường được lắp đặt ở đáy của cùng một chuỗi ống. Nó được dùng làm giá treo dụng cụ và để ngăn các chuỗi dụng cụ dây rơi xuống đáy giếng.

(2) Theo áp suất làm việc: có áp suất bình thường và áp suất cao, áp suất bình thường được sử dụng cho các giếng thông thường, còn áp suất cao được sử dụng cho các giếng dầu khí áp suất cao.

Ứng dụng của núm vú:

• Ngồi vào máy rung.
• Ngồi trong hầm để tự động điều khiển van an toàn.
• Ngồi vào van một chiều.

Sử dụng dụng cụ giảm áp (vòi phun điều tiết) để giảm áp suất tại đầu giếng.

• Phối hợp với đầu nối được đánh bóng, lắp đặt ống tách hoặc khớp nối ngắn, sửa chữa đường ống dẫn dầu bị hư hỏng hoặc đường ống bị dày lên gần lớp dầu.
• Ngồi và treo các dụng cụ đo xuống giếng.
• Nó có thể ngăn chuỗi dụng cụ rơi xuống đáy giếng trong quá trình vận hành cáp ngầm.

5. Trục gá có túi bên

1) Cấu trúc chức năng

Ống gá có rãnh bên (Side Pocket Mandrel) là một trong những dụng cụ quan trọng trong công tác hoàn thiện giếng khoan. Nó được kết hợp với nhiều loại van nâng khí khác nhau để thực hiện các phương pháp nâng khí khác nhau, vận hành các vòi phun nước có kích thước khác nhau và thực hiện phun phân lớp. Cấu trúc của nó được thể hiện trong hình vẽ, bao gồm hai phần, ống đế và xi lanh lệch tâm. Kích thước của ống đế giống với kích thước của ống dẫn dầu, phần trên có một ống định vị, và xi lanh lệch tâm có đầu nhận dạng dụng cụ, rãnh khóa, xi lanh làm kín và một lỗ thông liên lạc bên ngoài.

2) Đặc điểm của trục gá có túi bên:

Định vị: Làm cho tất cả các loại dụng cụ khoan giếng lệch tâm và định hướng chính xác vào thùng lệch tâm.

Khả năng nhận biết: Các dụng cụ khoan giếng có kích thước phù hợp được đưa vào ống lệch tâm, trong khi các dụng cụ khác có kích thước lớn hơn sẽ đi qua ống đáy.

Cho phép áp suất thử nghiệm cao hơn.

2) Chức năng của trục gá có túi bên: nâng khí, bơm hóa chất, bơm nước, diệt khuẩn tuần hoàn, v.v.

6. Cắm điện

Khi không có van an toàn dưới giếng hoặc van an toàn bị hỏng, dây thép sẽ hoạt động và một nút bịt có kích thước tương ứng được hạ xuống xi lanh làm việc để đóng giếng. Việc kiểm tra áp suất ống dẫn và lắp đặt bộ bịt kín thủy lực trong quá trình hoàn thiện hoặc sửa chữa giếng.

7. Van nâng khí

Van nâng khí được hạ xuống xi lanh làm việc lệch tâm, cho phép thực hiện các phương pháp sản xuất nâng khí khác nhau, chẳng hạn như nâng khí liên tục hoặc nâng khí gián đoạn.

8. Ghép dòng chảy

Khớp nối dòng chảy thực chất là một ống dày hơn, có đường kính trong bằng với đường kính ống dẫn dầu, nhưng đường kính ngoài lớn hơn một chút, và thường được sử dụng cho hai đầu trên và dưới của van an toàn. Đối với các giếng dầu khí có sản lượng cao, các giếng dầu khí có sản lượng thông thường có thể lựa chọn sử dụng hoặc không. Khi dầu khí có sản lượng cao chảy qua van an toàn, nó sẽ gây ra hiện tượng tiết lưu do giảm đường kính, dẫn đến ăn mòn do dòng xoáy và mài mòn ở hai đầu trên và dưới của van.

9. Van xả dầu

Van xả dầu thường được lắp đặt ở vị trí cách van một chiều 1-2 ống dẫn dầu. Nó là cửa xả chất lỏng trong ống dẫn dầu khi thao tác kiểm tra bơm được nâng lên, nhằm giảm tải trọng cho giàn khoan và ngăn chất lỏng giếng dầu làm ô nhiễm sàn giàn và môi trường. Hiện nay có hai loại van xả dầu: van xả kiểu ném cần và van xả thủy lực kiểu ném bi. Loại thứ nhất phù hợp hơn với các giếng dầu loãng và dầu nặng có hàm lượng nước cao; loại thứ hai được sử dụng cho các giếng dầu nặng có hàm lượng nước thấp và có tỷ lệ thành công cao.

10.Dụng cụ cạo ống

1) Mục đích: Dụng cụ này được sử dụng để loại bỏ các khối xi măng, lớp xi măng bám, sáp cứng, các tinh thể muối hoặc cặn lắng khác nhau, gờ lỗ khoan và oxit sắt cùng các chất bẩn khác còn sót lại trên thành trong của ống casing, và để đảm bảo việc tiếp cận không bị cản trở đối với các dụng cụ khoan dưới giếng. Đặc biệt khi khoảng không giữa dụng cụ khoan dưới giếng và đường kính trong của ống casing nhỏ, bước thi công tiếp theo cần được thực hiện sau khi đã cạo sạch đủ.

2) Cấu trúc: Máy gồm thân máy, tấm dao, khối cố định, khối ép và các bộ phận khác.

3) Nguyên lý hoạt động: Trước khi vào giếng, kích thước lắp đặt tối đa của phần lưỡi cào lớn phải lớn hơn đường kính trong của ống casing. Sau khi vào giếng, lưỡi cào bị ép xuống để đẩy lò xo, và lò xo tạo ra lực đẩy hướng tâm. Khi cào các vật liệu cứng, cần phải cào nhiều lần để đạt đến đường kính trong của ống casing. Lưỡi cào được nối với đầu dưới của chuỗi ống khoan, và chuyển động lên xuống của chuỗi ống là lực đẩy hướng trục trong quá trình treo xuống.

Có thể thấy từ cấu trúc của lưỡi dao rằng mỗi lưỡi xoắn ốc đều có hai cạnh cắt hình cung ở bên trong và bên ngoài. Hiệu quả mài mòn. Các lưỡi dao hình dải được phân bố đều trên bề mặt của máy cào theo đường xoắn ốc bên trái, điều này có lợi cho việc bùn phía trên hồi về để cuốn trôi các mảnh vụn đã được cào.