1. Giới thiệu về ống khoan trọng lượng nặng
Ống khoan là bộ phận quan trọng kết nối thiết bị bề mặt với các dụng cụ khoan dưới lòng đất.Ống khoan trọng lượng nặng (HWDP)Là một loại ống khoan chuyên dụng, ống khoan HWDP đóng vai trò là bộ phận chuyển tiếp giữa ống khoan tiêu chuẩn và cổ khoan. Nhờ thiết kế kết cấu tối ưu và vật liệu tiên tiến, HWDP đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải, giảm chấn và ổn định quỹ đạo giếng khoan trong điều kiện khoan phức tạp.
Các tính năng thiết kế chính:
Chuyển đổi cấu trúc: Kết hợp ống khoan "linh hoạt" và vòng khoan "cứng", giảm thiểu sự tập trung ứng suất tại các mối nối.
Độ dày thành được cải thiện: Dày hơn ống khoan tiêu chuẩn từ 2–3 lần trong khi vẫn giữ nguyên đường kính ngoài (ví dụ: φ50 mm, φ89 mm) để đảm bảo khả năng tương thích khi vận hành.
Ứng dụng đa chức năng: Thay thế vòng khoan trong khoan lỗ hẹp, giảm mô-men xoắn và nguy cơ kẹt ống trong giếng định hướng, đồng thời cho phép kiểm soát trọng lượng trên mũi khoan (WOB) chính xác.
2. Thiết kế kết cấu: Đảm bảo kép về độ bền và khả năng chống mài mòn
2.1 Cấu trúc thân ống
Thiết kế đảo ngược: Làm lệch bên trong, bên ngoài hoặc kết hợp ở đầu ống để tăng cường khả năng chịu nén và hiệu suất chịu mỏi.
Sự đảo lộn nội bộ: Duy trì đường kính ngoài cho các giếng khoan hẹp.
Sự đảo lộn bên ngoài: Tăng cường khả năng chịu tải dọc trục cho các giếng thẳng đứng.
Kết hợp đảo ngược: Tối ưu cho môi trường khắc nghiệt như giếng siêu sâu.
Lựa chọn vật liệu: Hợp kim có độ bền cao (ví dụ: 4145H MOD) với giới hạn chảy từ 55.000 đến 110.000 KSI.
2.2 Công nghệ ghép nối dụng cụ
Mối nối dụng cụ mở rộng: Tăng diện tích tiếp xúc để phân bổ lực căng, lực nén và lực xoắn.
Phương pháp kết nối:
Kết nối ren: Ren API hoặc ren hai vai có chất bịt kín để chống rò rỉ.
Kết cấu hàn: Các mối nối rèn tích hợp cho các ứng dụng chịu ứng suất cao.
2.3 Đai cứng chống mài mòn
Vật liệu: Cacbua vonfram (HRC ≥60)
Chức năng:Giảm 50% độ mài mòn thân ống ở các giếng ngang.
Tăng cường ma sát để ổn định dây khoan và kiểm soát quỹ đạo.
3. Chức năng cốt lõi: Từ giảm thiểu ứng suất đến ổn định giếng khoan
3.1 Đệm ứng suất
Hấp thụ rung động: Các phần bị đảo lộn và vật liệu đàn hồi chuyển đổi rung động của cổ khoan thành tiêu tán năng lượng đàn hồi.
Giảm mô-men xoắn: Các mối nối dụng cụ mở rộng phân bổ lại ứng suất xoắn, giảm thiểu hư hỏng do mỏi trong các ống tiêu chuẩn.
3.2 Tối ưu hóa WOB
Lợi thế về trọng lượng: Trọng lượng trung gian (ví dụ: 38 kg/m đối với φ89 mm HWDP) giữa ống khoan và vòng đệm.
Kiểm soát thích ứng: Điều chỉnh WOB cho các lớp đá phiến (ngăn chặn ống bị kẹt) và các lớp đá cứng (tăng cường khả năng thâm nhập).
3.3 Quỹ đạo và tính toàn vẹn của giếng khoan
Độ ổn định hướng: Việc sử dụng đai cứng giúp giảm thiểu độ rung lắc của dây khoan, duy trì đường đi của giếng theo kế hoạch.
Chống sụp đổ: Giảm áp suất cục bộ do uốn cong, trong khi lưu thông bùn đảm bảo lỗ khoan sạch sẽ.
4. Ứng dụng thực tế
4.1 Khoan giếng siêu sâu
Nghiên cứu điển hình: Giếng Tashen-1 (độ sâu 8.408 m, >200°C, áp suất 140 MPa).
Hiệu suất: Hợp kim chịu nhiệt độ cao và thiết kế chống va đập đã khắc phục được các dạng mài mòn và ứng suất tuần hoàn.
4.2 Điều kiện địa chất đầy thách thức
Môi trường khí chua: Giếng Jiaoye-1HF (mỏ khí đá phiến Fuling) sử dụng hợp kim và lớp phủ chống ăn mòn để chống lại H₂S.
Giếng định hướng/ngang: HWDP kiểu xoắn ốc giúp giảm ma sát và cải thiện khả năng kiểm soát hướng.
5. Tiến bộ công nghệ
5.1 Đổi mới sản xuất
Xử lý nhiệt: Làm nguội và ram để cải thiện độ bền va đập.
Đảm bảo chất lượng: Kiểm tra siêu âm 100% (UT) và kiểm tra hạt từ tính (MPI).
5.2 Sản xuất thông minh
Tích hợp MES/ERP: Khả năng truy xuất nguồn gốc toàn bộ quá trình từ khi đặt hàng đến khi giao hàng.
Tùy chọn tùy chỉnh: Kết nối hai vai, đai cứng mở rộng và lớp phủ nhựa bên trong.
6. Quy trình sản xuất
Lựa chọn vật liệu: Thanh thép hợp kim MOD 4145H.
Xử lý ống: Khoan → rèn dập → xử lý nhiệt.
Chế tạo khớp nối dụng cụ: Rèn → cán nguội ren → phốt phát hóa.
Hàn/Lắp ráp: Hàn ma sát hoặc gia công tích hợp.
Kiểm soát chất lượng: Đo độ dày UT, kiểm tra độ cứng, xác nhận áp suất.
Xử lý bề mặt: Ứng dụng đai cứng và lớp phủ chống ăn mòn.
Phần kết luận
Là nền tảng của công nghệ khoan hiện đại, HWDP kết hợp đổi mới kết cấu và khoa học vật liệu để nâng cao độ an toàn và hiệu quả khoan. Từ các giếng siêu sâu đến các thành tạo ăn mòn, vai trò kép của nó - vừa là "chuyển tiếp linh hoạt" vừa là "giá đỡ cứng" - tiếp tục mở rộng ranh giới của hoạt động thăm dò dầu khí.
Hãy chọn Womic Steel Group làm đối tác đáng tin cậy của bạn về ống khoan và hiệu suất giao hàng vượt trội. Chào mừng bạn đến với chúng tôi!
Trang web: www.womicsteel.com
E-mail: sales@womicsteel.com
Điện thoại/WhatsApp/WeChat: Victor: +86-15575100681 hoặc Jack: +86-18390957568
Thời gian đăng: 11-04-2025