Giáo trình mô đun hệ thống kiểm soát giếng khoan 1 - Trường Cao đẳng Dầu khí (2020)

Giáo trình hệ thống kiểm soát giếng khoan cung cấp kiến thức chuyên sâu cho sinh viên ngành khoan khai thác dầu khí trình độ cao đẳng.

• Tác giả: Ks. Phạm Thế Anh
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Khoan Khai Thác Dầu Khí
• Đề tài: Hệ Thống Kiểm Soát Giếng Khoan 1
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa-Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• 1. BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Tầm quan trọng của việc kiếm soát giếng khoan
• 2. BÀI 2: NGUYÊN NHÂN GÂY RA HIỆN TƯỢNG PHUN TRÀO VÀ DẤU HIỆU NHẬN BIẾT
• 2.1. Dị thường áp suất
• 2.2. Áp suất thủy tĩnh (Hydrostatic pressure)
• 2.3. Áp suất vỡ vỉa
• 2.4. Dị thường áp suất (Subnormal pressure)
• 2.5. Áp suất tuần hoàn (Circulating dynamic pressure)
• 2.6. Nguyên nhân gây ra hiện tượng phun trào (Kick)
• 2.7. Dấu hiệu nhận biết
• 3. BÀI 3: DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ KIỂM SOÁT GIẾNG
• 3.1. Dụng cụ và thiết bị lòng giếng
• 3.2. Van cần chủ lực
• 3.3. Van chống phun trong cần khoan (Inside BOP)
• 3.4. Dụng cụ và thiết bị bề mặt
• 3.5. Các loại đối áp chính hiện nay
• 3.6. Hệ thống điều khiển cụm đối áp
• 3.7. Dụng cụ và thiết bị phụ trợ
• 3.8. Đặc điểm kỹ thuật
• 3.9. Phương pháp biểu thị loại choke và kill manifold
• 3.10. Ví dụ về loại choke và kill manifold
• 3.11. Đặc điểm cấu tạo
• 3.12. Hướng dẫn vận hành
• 4. BÀI 4: THIẾT LẬP HỆ THỐNG KIỂM SOÁT GIẾNG KHOAN TRÊN MÔ HÌNH KHOAN ĐỘNG
• 4.1. Nguyên nhân về dụng cụ và thiết bị, dấu hiệu nhận biết và cách khắc phục
• 4.2. Sự cố về bơm
• 4.3. Sự cố về hệ thống đường ống và van
• 4.4. Nguyên nhân về công nghệ, dấu hiệu nhận biết và cách khắc phục
• 4.5. Các sự cố khác và cách khắc phục
• 4.6. XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRONG KHI KHOAN TRÊN MÔ HÌNH
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Giáo Trình Hệ Thống Kiểm Soát Giếng Khoan Dầu Khí

Giáo trình "Hệ thống kiểm soát giếng khoan" là tài liệu quan trọng trong chương trình đào tạo nghề khoan khai thác dầu khí. Tài liệu này cung cấp kiến thức nền tảng về các hệ thống thiết bị cần thiết cho việc kiểm soát giếng khoan, giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình khoan. Hệ thống kiểm soát giếng khoan không chỉ giúp ngăn chặn các sự cố như phun trào mà còn bảo vệ môi trường và con người.

1.1. Tầm quan trọng của hệ thống kiểm soát giếng khoan

Hệ thống kiểm soát giếng khoan đóng vai trò cốt lõi trong ngành công nghiệp dầu khí. Nó giúp duy trì áp suất ổn định trong giếng, ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng không mong muốn, từ đó bảo vệ an toàn cho giàn khoan và nhân viên làm việc.

1.2. Cấu trúc và nội dung của giáo trình

Giáo trình được chia thành nhiều bài học, mỗi bài tập trung vào một khía cạnh cụ thể của hệ thống kiểm soát giếng khoan. Nội dung bao gồm lý thuyết, quy trình vận hành và bảo trì thiết bị, giúp người học nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết.

II. Các vấn đề và thách thức trong kiểm soát giếng khoan

Trong quá trình khoan, có nhiều vấn đề và thách thức có thể xảy ra, ảnh hưởng đến hiệu quả và an toàn của hệ thống kiểm soát giếng khoan. Những vấn đề này bao gồm áp suất không ổn định, sự cố thiết bị và thiếu hụt kỹ năng của nhân viên. Việc nhận diện và xử lý kịp thời các vấn đề này là rất quan trọng.

2.1. Nguyên nhân gây ra sự cố trong quá trình khoan

Sự cố trong quá trình khoan có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm áp suất thủy tĩnh không đủ, thiết bị hư hỏng hoặc thiếu kinh nghiệm của nhân viên. Việc phân tích nguyên nhân giúp đưa ra giải pháp hiệu quả.

2.2. Dấu hiệu nhận biết sự cố phun trào

Các dấu hiệu nhận biết sự cố phun trào bao gồm sự thay đổi đột ngột về áp suất, âm thanh lạ từ thiết bị và sự xuất hiện của chất lỏng trên bề mặt. Nhận diện sớm các dấu hiệu này giúp giảm thiểu rủi ro.

III. Phương pháp kiểm soát giếng khoan hiệu quả

Để đảm bảo an toàn trong quá trình khoan, việc áp dụng các phương pháp kiểm soát giếng khoan hiệu quả là rất cần thiết. Các phương pháp này bao gồm kiểm soát sơ cấp, thứ cấp và tam cấp, mỗi phương pháp có những ưu điểm và ứng dụng riêng.

3.1. Kiểm soát sơ cấp và vai trò của nó

Kiểm soát sơ cấp là phương pháp duy trì áp suất thủy tĩnh trong giếng cao hơn áp suất thành hệ. Điều này giúp ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng không mong muốn và bảo vệ an toàn cho giếng khoan.

3.2. Kiểm soát thứ cấp và các biện pháp ứng phó

Kiểm soát thứ cấp được áp dụng khi áp suất thủy tĩnh thấp hơn áp suất thành hệ. Các biện pháp như đóng giếng hoặc cho phép chất lỏng xâm nhập đi lên bề mặt sẽ được thực hiện để khôi phục cân bằng.

3.3. Kiểm soát tam cấp trong tình huống khẩn cấp

Kiểm soát tam cấp được sử dụng trong trường hợp không thể kiểm soát giếng bằng các phương pháp trước đó. Các biện pháp như khoan giếng giải vây hoặc bơm dung dịch nặng sẽ được thực hiện để dập giếng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống kiểm soát giếng khoan

Hệ thống kiểm soát giếng khoan không chỉ là lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn quan trọng trong ngành công nghiệp dầu khí. Việc áp dụng các kiến thức từ giáo trình vào thực tế giúp nâng cao hiệu quả công việc và đảm bảo an toàn cho nhân viên.

4.1. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng

Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng hệ thống kiểm soát giếng khoan hiệu quả giúp giảm thiểu sự cố và tăng cường an toàn trong quá trình khoan. Các công ty dầu khí đã ghi nhận sự cải thiện rõ rệt trong hiệu suất làm việc.

4.2. Đào tạo và phát triển kỹ năng cho nhân viên

Đào tạo nhân viên về hệ thống kiểm soát giếng khoan là rất quan trọng. Các khóa học và chứng chỉ quốc tế giúp nâng cao kỹ năng và kiến thức cho nhân viên, từ đó đảm bảo an toàn trong quá trình khoan.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống kiểm soát giếng khoan

Hệ thống kiểm soát giếng khoan là một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp dầu khí. Tương lai của hệ thống này sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của công nghệ và quy trình đào tạo nhân viên. Việc cải tiến và cập nhật công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong quá trình khoan.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong kiểm soát giếng khoan

Công nghệ mới như tự động hóa và trí tuệ nhân tạo đang được áp dụng trong kiểm soát giếng khoan. Những công nghệ này giúp nâng cao độ chính xác và giảm thiểu rủi ro trong quá trình khoan.

5.2. Tầm quan trọng của việc cập nhật kiến thức

Việc cập nhật kiến thức và kỹ năng cho nhân viên là rất cần thiết. Các khóa đào tạo thường xuyên giúp nhân viên nắm bắt được các công nghệ mới và phương pháp kiểm soát giếng khoan hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun “Hệ thống kiểm soát giếng khoan 1” (Mã mô đun: KKT19MĐ44) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Khoan khai thác dầu khí ở trình độ Cao đẳng, được ban hành theo Quyết định số 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Bà Rịa - Vũng Tàu). Tài liệu do Ks. Phạm Thế Anh làm chủ biên cùng tác giả Bùi Đức Sơn biên soạn.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo chuyên ngành gồm 87 tín chỉ (2040 giờ), mô đun này giữ vị trí cầu nối chuyên môn trọng yếu, được bố trí giảng dạy sau các mô đun kỹ thuật cơ sở và chuyên ngành như “Hệ thống chống ống và trám xi măng” (KKT19MĐ43), “Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá” (KKT19MĐ42), đồng thời là điều kiện tiên quyết trước khi học viên tiếp cận mô đun “Hệ thống kiểm soát giếng khoan 2” (KKT19MĐ45).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng đến ba nhóm chuẩn đầu ra cụ thể:

• Kiến thức (A1): Giải thích bản chất thủy lực giếng khoan, nguyên lý kiểm soát áp suất và liệt kê đầy đủ hệ thống thiết bị kiểm soát bề mặt, lòng giếng.
• Kỹ năng (B1): Thiết lập hệ thống kiểm soát giếng khoan, tính toán các thông số công nghệ, nhận diện dấu hiệu xâm nhập chất lưu (kick) và vận hành quy trình ứng phó sự cố.
• Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C3): Tuân thủ quy định an toàn lao động, phòng cháy chữa cháy và quy trình vận hành thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa trong công nghiệp khoan.

Giáo trình có tổng thời lượng 135 giờ (5 tín chỉ), trong đó phân bổ 14 giờ lý thuyết, 116 giờ thực hành/thảo luận và 5 giờ kiểm tra. Điểm đặc trưng trong cấu trúc giáo trình là tích hợp giữa lý thuyết cơ sở thủy lực với quy trình thực hành chuyên sâu trên thiết bị mô phỏng khoan động (Drilling Simulator).

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình được cấu trúc thành 4 bài học chính với tiến trình phát triển từ nguyên lý nhiệt động - thủy lực đến cấu tạo thiết bị và thực hành vận hành:

• Bài 1: Giới thiệu chung (2 giờ): Cung cấp khung lý thuyết về ba cấp độ kiểm soát giếng:
  1. Kiểm soát sơ cấp (Primary Well Control): Duy trì áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch ($H_{\text{mud}}$) lớn hơn áp suất vỉa ($P_f$) kết hợp khoảng an toàn (Trip margin / Overbalance).
  2. Kiểm soát thứ cấp (Secondary Well Control): Đóng giếng bằng cụm ngăn chặn phun trào (BOP) và dẫn lưu chất lưu qua đường choke khi $H_{\text{mud}} < P_f$.
  3. Kiểm soát tam cấp (Tertiary Well Control): Biện pháp xử lý khẩn cấp khi mất kiểm soát sơ cấp và thứ cấp (khoan giếng giải vây - relief well, bơm dung dịch tỷ trọng cao, bơm Barite hoặc bơm xi măng bít giếng).
• Bài 2: Nguyên nhân gây ra hiện tượng phun trào và dấu hiệu nhận biết (20 giờ): Trình bày các thông số áp suất thủy tĩnh, áp suất vỉa (Pore pressure), áp suất vỡ vỉa (Formation breakdown pressure - $P_{FB}$, gradient $G_{FB}$), áp suất tuần hoàn tương đương (Equivalent Circulation Density - ECD). Phân tích 8 cơ chế gây dị thường áp suất thành hệ (nén trầm tích sét, tầng muối áp suất ~1 psi/ft, đứt gãy, kiến tạo, chênh lệch áp suất chất lưu do mũ khí) và 8 nguyên nhân phát sinh kick. Đồng thời, mô tả chi tiết phương pháp thử nghiệm rò rỉ áp suất (Leak-Off Test - LOT), thử độ bền vỉa (Formation Integrity Test - FIT), ứng dụng phương pháp Daines để dự đoán gradient vỡ vỉa và nhận diện 8 dấu hiệu cảnh báo kick sớm.
• Bài 3: Dụng cụ và thiết bị kiểm soát giếng (25 giờ): Phân tích đặc tính kỹ thuật, cấu tạo và quy trình vận hành của thiết bị lòng giếng (van cần chủ lực, van Inside BOP), thiết bị bề mặt (cụm đối áp BOP, đối áp ôm cần Pipe Rams, hệ thống điều khiển cụm đối áp Koomey) và hệ thống van phân phối (Choke Manifold, Kill Manifold, Trip Tank, bộ đếm hành trình bơm Stroke Counter, thiết bị tách khí De-gasser).
• Bài 4: Thiết lập hệ thống kiểm soát giếng khoan trên mô hình khoan động (88 giờ): Tập trung huấn luyện thực hành thao tác thiết lập hệ thống khi kéo thả chuỗi cần, chuẩn bị trước khi mở lỗ khoan và quy trình đóng giếng, dập giếng khi phát hiện kick trên thiết bị mô phỏng; chẩn đoán và khắc phục các sự cố phần cứng (bơm, rò rỉ đường ống, áp suất van điều áp quá cao, mất tín hiệu bảng điều khiển Driller's panel).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị hệ thống lý thuyết thủy lực giếng khoan thông qua các công thức tính toán kỹ thuật:

$$\text{Hydrostatic Pressure (psi)} = \text{Depth (ft)} \times \text{Mud Weight (ppg)} \times 0.052$$

$$\text{ECD (ppg)} = \text{Static Mud Weight (ppg)} + \frac{\text{Annular Pressure Loss (psi)}}{\text{True Vertical Depth (ft)} \times 0.052}$$

$$\text{Formation Breakdown Gradient } (G_{FB}) = \frac{P_{FB}}{\text{Shoe Depth, True Vertical (ft)}}$$

Bên cạnh đó, giáo trình xác lập cơ sở đánh giá ứng suất nứt vỡ đất đá theo phương pháp Daines dựa trên mối quan hệ giữa ứng suất phủ (Overburden pressure), ứng suất kiến tạo và hệ số Poisson để xác định dung sai kick (Kick tolerance).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật: Đọc bản vẽ công nghệ hệ thống kiểm soát giếng; lắp đặt và thử áp suất cụm thiết bị BOP, Choke/Kill Manifold; vận hành hệ thống bình tích năng khí nén - thủy lực Koomey; theo dõi thể tích hoàn trả qua Trip Tank khi kéo cần khô (Tripping dry) và kéo cần ướt (Tripping wet).
• Kỹ năng phân tích: Xử lý số liệu kiểm tra vỡ vỉa (LOT/FIT) để vẽ đồ thị áp suất - thể tích bơm; phân tích xu hướng biến thiên của các loại khí trong dung dịch (Background gas, Connection gas, Trip gas), sự sụt giảm hệ số $d\text{-exponent}$, sự gia tăng nhiệt độ flowline và hiện tượng kết bông (flocculation) của dung dịch khoan.
• Kỹ năng thực hành quy trình: Thực hiện chuẩn xác các thao tác đóng giếng khẩn cấp và quy trình dập giếng trên mô hình mô phỏng khoan động theo tiêu chuẩn quốc tế.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Mô đun áp dụng phương pháp dạy học tích cực, chuyển trọng tâm từ truyền thụ lý thuyết sang rèn luyện kỹ năng thực hành giải quyết tình huống kỹ thuật:

• Tiếp cận sư phạm: Giảng viên sử dụng phương pháp nêu vấn đề thông qua các kịch bản sự cố thực tế tại giàn khoan (mất dung dịch, gặp túi khí nông, hiện tượng piston khi kéo cần). Sinh viên được chia thành các nhóm nhỏ (2–3 người) để chuẩn bị chuyên đề, thảo luận và viết báo cáo kỹ thuật.
• Thực hành trên mô hình mô phỏng: Thực hành chiếm 85,9% tổng thời lượng mô đun (116/135 giờ). Toàn bộ nội dung Bài 4 được triển khai trong phòng mô hình khoan động (Drilling Simulator), giúp người học trực tiếp điều khiển sàn khoan, thao tác trên bảng điều khiển kíp trưởng và xử lý các sự cố áp suất thời gian thực.
• Phương pháp đánh giá: Áp dụng quy chế đào tạo ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH:
  • Đánh giá thường xuyên (Trọng số 40% - kết hợp kiểm tra định kỳ): Thực hiện quan sát thao tác, chấm bảng kiểm kỹ năng và hỏi đáp chuyên môn sau mỗi 15 giờ học.
  • Đánh giá định kỳ: Kiểm tra viết tự luận, trắc nghiệm và đánh giá sản phẩm thực hành sau 30 giờ.
  • Đánh giá kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Bài thi tích hợp lý thuyết tổng hợp và thực hành xử lý sự cố giếng trên mô hình khoan động sau 135 giờ đào tạo.
• Quy định chuyên cần và tự học: Người học bắt buộc tham gia tối thiểu 70% số tiết lý thuyết và 100% số tiết thực hành. Trường hợp vắng quá 30% lý thuyết hoặc bất kỳ buổi thực hành nào (>0%) đều phải học lại mô đun. Sinh viên cần chủ động tra cứu tài liệu chuyên ngành trước giờ lên lớp và thực hiện đầy đủ bài tập nhóm.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Chuẩn hóa theo khung đào tạo quốc tế IWCF: Nội dung kiểm soát giếng sơ cấp, thứ cấp, tam cấp và các quy trình xử lý kick trong giáo trình được xây dựng tương thích với các tiêu chuẩn huấn luyện của Hiệp hội Kiểm soát Giếng Quốc tế (International Well Control Forum - IWCF).
• Tập trung thời lượng cho công nghệ mô phỏng: Giáo trình dành 88 giờ cho Bài 4 để huấn luyện trên mô hình khoan động, giúp người học chuyển hóa kiến thức lý thuyết thủy lực thành phản xạ vận hành bảng điều khiển thực tế.
• Hệ thống hóa nguyên nhân và dấu hiệu kick hiện trường: Phân tích chi tiết các tình huống thực tế như hiện tượng piston kéo hút (swabbing), cơ chế nén vỉa sét (sediment compression), đứt gãy địa chất dẫn khí tầng nông (surcharging of shallow formations), kèm theo công thức tính toán cụ thể cho cả hai trạng thái kéo cần khô (tripping dry) và kéo cần ướt (tripping wet).
• Kế thừa nguồn học liệu kỹ thuật: Giáo trình tích hợp các kiến thức chuyên ngành từ các tài liệu kinh điển trong nước và quốc tế, bao gồm:
  1. Cơ sở khoan và khai thác dầu khí – PGS. TS. Lê Phước Hảo (NXB Đại học Quốc gia TP.HCM).
  2. Kỹ thuật khoan dầu khí – TS. Nguyễn (NXB Giáo dục, 1995).
  3. Well Control Manual – Tài liệu chuẩn của IWCF.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Nhóm đối tượng	Mục đích và phạm vi sử dụng	Yêu cầu kiến thức tiên quyết
Sinh viên Cao đẳng nghề Khoan khai thác dầu khí	Tài liệu học tập chính khóa cho mô đun KKT19MĐ44 (năm thứ 2 hoặc thứ 3 theo tiến độ chương trình).	Đã hoàn thành các học phần: An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Địa chất cơ sở (KKT19MH31), Cơ sở khoan (KKT19MH33), Thí nghiệm dung dịch khoan (KKT19MĐ37), Hệ thống nâng hạ (KKT19MĐ40), Hệ thống tuần hoàn (KKT19MĐ41), Chuỗi cần khoan (KKT19MĐ42), Chống ống và trám xi măng (KKT19MĐ43).
Giảng viên chuyên ngành Khoan - Khai thác	Tài liệu chuẩn biên soạn giáo án lý thuyết, thiết kế bài tập tình huống và xây dựng kịch bản thực hành trên thiết bị mô phỏng khoan động.	Nắm vững công nghệ thiết bị giàn khoan, phương pháp sư phạm tích cực và quy trình vận hành thiết bị mô phỏng.
Kỹ thuật viên, công nhân vận hành giàn khoan	Tài liệu tham khảo tự học, ôn tập quy trình công nghệ và chuẩn bị cho các kỳ thi sát hạch chứng chỉ kiểm soát giếng quốc tế IWCF cấp độ cơ bản.	Kiến thức thực tế về vận hành giàn khoan và an toàn mỏ dầu khí.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được thiết kế chuyên biệt cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Khoan khai thác dầu khí, đồng thời đóng vai trò tài liệu kỹ thuật tham khảo cho kỹ thuật viên sàn khoan, thợ khoan chuẩn bị thi chứng chỉ kiểm soát giếng khoan IWCF.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần tích lũy khối lượng kiến thức tiên quyết về Địa chất dầu khí, Cơ sở khoan, Thủy lực dung dịch khoan, Vận hành hệ thống tuần hoàn, Chuỗi cần khoan và Kỹ thuật chống ống - trám xi măng.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình có tỷ trọng thực hành áp đảo (116/135 giờ, tương đương 85,9%), tích hợp trực tiếp quy trình vận hành xử lý sự cố trên thiết bị mô phỏng khoan động (Drilling Simulator) và bám sát cấu trúc phân cấp kiểm soát giếng của IWCF.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Học viên cần nắm chắc công thức tính toán áp suất thủy tĩnh, áp suất vỡ vỉa (LOT) và cơ chế chênh lệch áp suất; ghi nhớ 8 dấu hiệu nhận biết kick sớm và phân tích đồ thị áp suất trước khi thực hiện thao tác trên phòng máy mô phỏng.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Các tài liệu tham khảo đồng hành gồm có: Cơ sở khoan và khai thác dầu khí (Lê Phước Hảo), Kỹ thuật khoan dầu khí (Nguyen) và bộ tài liệu hướng dẫn kiểm soát giếng Well Control của tổ chức IWCF.

---

Kết luận

Giáo trình mô đun “Hệ thống kiểm soát giếng khoan 1” (KKT19MĐ44) cung cấp hệ thống kiến thức khoa học và hoàn chỉnh về kỹ thuật kiểm soát áp suất, phân loại thiết bị ngăn chặn phun trào và quy trình vận hành an toàn trong công nghệ khoan dầu khí. Với thời lượng thực hành chuyên sâu trên thiết bị mô phỏng khoan động, tài liệu là nền tảng bắt buộc để người học tiến tới mô đun “Hệ thống kiểm soát giếng khoan 2” (KKT19MĐ45), phục vụ trực tiếp cho các kỳ thực tập sản xuất và đáp ứng chuẩn năng lực làm việc tại các công trình giàn khoan dầu khí.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN : HỆ THỐNG KIỂM SOÁT GIẾNG KHOAN 1 NGHỀ : KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ : CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Hệ thống kiểm soát giếng khoan 1” được biên soạn theo chương trình đào tạo nghề “Khoan khai thác dầu khí” của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ lôgic chặt chẽ.

Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn. Hệ thống kiểm soát giếng khoan là một trong những hệ thống thiết bị, thiết bị không thể thiếu trong Khoan dầu khí, là thiết bị cần thiết phục vụ cho việc tạo ra những giếng khoan để có thể thăm dò và để có thể khai thác được nguồn tài nguyên quý giá này. Việc vận hành hệ thống đòi hỏi phải có đội ngũ công nhân, kỹ sư vận hành lành nghề, có nhiều kinh nghiệm để có thể luôn nắm vững quy trình vận hành và xử lý được các sự cố trong quá trình vận hành. Khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên quan đến mô đun “Hệ thống thống kiểm soát giếng khoan 1” phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao.

Nội dung của giáo trình gồm 4 bài. Qua nội dung các bài học giúp cho học sinh hiểu được sơ đồ tổng hợp hệ thống quay cần, cấu tạo và nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành và bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống quay cần. Giáo trình sẽ phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy và học tập của giáo viên và sinh viên trong Trường. Với lòng mong muốn giáo trình này có thể góp phần nâng cao chất lượng học tập, chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp nhận những ý kiến đóng góp của các em sinh viên và đồng nghiệp về những thiếu sót không thể tránh khỏi trong nội dung và hình thức để giáo trình hoàn thiện hơn.

Trân trọng cảm ơn. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ks. Phạm Thế Anh 2.

Bùi Đức Sơn Trang 2 MỤC LỤC BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG. Giới thiệu chung. Tầm quan trọng của việc kiếm soát giếng khoan .13 BÀI 2: NGUYÊN NHÂN GÂY RA HIỆN TƯỢNG PHUN TRÀO VÀ DẤU HIỆU NHẬN BIẾT. Dị thường áp suất.

Áp suất thủy tĩnh (Hydrostatic pressure):. Áp suất vỡ vỉa:. Dị thường áp suất (Subnormal pressure):. Áp suất tuần hoàn (Circulating dynamic pressure):.

Nguyên nhân gây ra hiện tượng phun trào (Kick). Dấu hiệu nhận biết .44 BÀI 3: DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ KIỂM SOÁT GIẾNG. Dụng cụ và thiết bị lòng giếng. Van cần chủ lực.

Van chống phun trong cần khoan (Inside BOP). Dụng cụ và thiết bị bề mặt. Các loại đối áp chính hiện nay:. Hệ thống điều khiển cụm đối áp.

Dụng cụ và thiết bị phụ trợ. Đặc điểm kỹ thuật. Phương pháp biểu thị loại choke và kill manifold. Ví dụ về loại choke và kill manifold.

Đặc điểm cấu tạo. Hướng dẫn vận hành .88 Trang 3 BÀI 4: THIẾT LẬP HỆ THỐNG KIỂM SOÁT GIẾNG KHOAN TRÊN MÔ HÌNH KHOAN ĐỘNG. Nguyên nhân về dụng cụ và thiết bị, dấu hiệu nhận biết và cách khắc phục. Sự cố về bơm.

Sự cố về hệ thống đường ống và van. Nguyên nhân về công nghệ, dấu hiệu nhận biết và cách khắc phục. Các sự cố khác và cách khắc phục. Có tiếng ồn của hệ thông điều khiển khi chạy.

Mô tơ điện không thể khởi động. Áp suất lên chậm hoặc ngừng lên sau khi bơm điện khởi động và âm thanh phát ra không bình thường khi bơm chạy. Bơm điện không thể tự động dừng. Áp suất đầu ra của van điều chỉnh quá cao.

Vận hành khởi động đóng mở đối áp từ bảng điều khiển kíp trưởng không thể thực hiện được. XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRONG KHI KHOAN TRÊN MÔ HÌNH .98 TÀI LIỆU THAM KHẢO.100 Trang 4 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: HỆ THỐNG KIỂM SOÁT GIẾNG KHOAN 1 2. Mã mô đun: KKT19MĐ44 3.

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3. Vị trí: Là mô đun thuộc chuyên môn của chương trình đào tạo. Mô đun này được dạy trước mô đun hệ thống kiểm soát giếng khoan 2 và sau các môn học, mô đun như: Hệ thống chống ống và trám xi măng, vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đát đá và dạy sau các mô đun, môn học cơ sở. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng kiểm soát giếng trong khi khoan.

Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Giáo trình này trình bày một cách có hệ thống các kiến thức về hệ thống kiểm soát giếng khoan trong công nghiệp dầu khí. Mục tiêu của mô đun: Hệ thống kiểm soát giếng khoan là một hệ thống vô cùng quan trọng trong khoan dầu khí. Chính vì vậy đòi hỏi người thợ phải nắm được cấu tạo, vận hành thành thạo. Về kiến thức: A1.

Giải thích được ý nghĩa của việc kiểm soát giếng khoan. Liệt kê được các thiết bị kiểm soát giếng khoan; 4. Về kỹ năng: B1. Thiết lập được hệ thống kiểm soát giếng khoan.

Phát hiện được dấu hiệu giếng bị xâm nhập (kick). Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/ phòng mô hình và quy chế của nhà trường; C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan; C3.

Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị; 5. Nội dung của mô đun: 5. Chương trình khung Thời gian đào tạo (giờ) Trong đó Số Thi/ Mã Tên môn học, Thực tín Tổng Kiểm MH/MĐ/HP mô đun hành/ chỉ Lý tra số thí nghiệm/ thuyết bài tập/ LT TH thảo luận Các môn học chung/ I 21 435 157 255 15 8 đại cương MHCB19MH02 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 0 Trang 5 MHCB19MH03 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 0 4 Giáo dục quốc phòng và MHCB19MH08 4 75 36 35 2 2 An ninh MHCB19MH09 Tin học 3 75 15 58 0 2 TA19MH02 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 0 Các môn học, mô đun II. chuyên môn ngành, 66 1605 466 1057 33 49 nghề Môn học, mô đun kỹ II.

15 285 143 127 11 4 thuật cơ sở ATMT19MH An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 01 CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 14 29 1 1 KTĐ19MĐ06 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 Cơ sở điều khiển quá TĐH19MĐ12 2 45 14 29 1 1 trình CNH19MH09 Hóa Đại cương 3 45 42 0 3 0 KKT19MH31 Địa chất cơ sở 3 75 14 58 1 2 Môn học, mô đun II. chuyên môn ngành, 51 1320 323 930 22 45 nghề KKT19MH32 Địa chất dầu khí 2 30 28 0 2 0 KKT19MH33 Cơ sở khoan 3 45 42 0 3 0 KKT19MH34 Cơ sở khai thác 3 45 42 0 3 0 KKT19MH35 Địa chất môi trường 2 30 28 0 2 0 KKT19MH36 Nguyên lý phá hủy đất đá 2 30 28 0 2 0 Thí nghiệm dung dịch KKT19MĐ37 3 75 14 58 1 2 khoan KKT19MĐ38 Hệ thống phát lực 2 45 14 29 1 1 KKT19MĐ39 Hệ thống khí nén 2 45 14 29 1 1 KKT19MĐ40 Hệ thống nâng hạ 4 105 14 87 1 3 Hệ thống tuần hoàn dung KKT19MĐ41 4 105 14 87 1 3 dịch Vận hành hệ thống chuỗi KKT19MĐ42 cần khoan và dụng cụ 5 135 14 116 1 4 phá hủy đất đá Hệ thống chống ống và KKT19MĐ43 4 105 14 87 1 3 trám xi măng Hệ thống kiểm soát giếng KKT19MĐ44 5 135 14 116 1 4 khoan 1 Trang 6 Hệ thống kiểm soát giếng KKT19MĐ45 3 75 14 58 1 2 khoan 2 KKT19MĐ46 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 KKT19MĐ47 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 14 108 1 12 Tổng cộng 87 2040 623 1312 48 57 5. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Thực Số TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý hành, thí Kiểm tra nghiệm, số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 1 Bài 1: Giới thiệu chung 2 2 1.Giới thiệu chung 1 1 2.Tầm quan trọng của việc 1 1 kiểm soát giếng khoan Bài 2: Nguyên nhân gây ra 2 hiện tượng phun trào và dấu 20 9 11 hiệu nhận biết 1.Dị thường áp suất 12 1 11 2.Nguyên nhân gây ra hiện 3 3 tượng phun trào 3.Dấu hiệu nhận biết 5 5 Bài 3: Dụng cụ và thiết bị 3 25 3 20 1 1 kiểm soát giếng khoan 1.Dụng cụ và thiết bị lòng 1 1 giếng 2. Dụng cụ và thiết bị bề mặt 22 1 20 1 3.

Dụng cụ và thiết bị phụ trợ 2 1 1 Bài 4: Thiết lập hệ thống 4 kiểm soát giếng khoan trên 88 85 3 mô hình khoan động 1.Thiết lập hệ thống kiểm soát giếng để kéo và thả chuỗi cần 21 20 1 khoan trong giếng 2.Thiết lập hệ thống kiểm soát 21 20 1 giếng trước khi khoan dầu khí 3.Khoan và kiểm soát giếng 46 45 1 khi phát hiện sự cố kick xảy ra Trang 7 Cộng 135 14 116 1 4 6. Điều kiện thực hiện mô đun: 6. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, mô hình mô phỏng.

Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, giáo án, qui trình vận hành. Các điều kiện khác: 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.