Quy trình khoan định hướng ngang

Các công cụ và kỹ thuật được sử dụng trong quy trình khoan định hướng ngang (HDD) là một bước phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp khoan giếng dầu. Các thành phần của một giàn khoan ngang được sử dụng để xây dựng đường ống tương tự như của một giàn khoan giếng dầu, ngoại trừ chính là một giàn khoan ngang được trang bị một đường dốc nghiêng ngược với cột thẳng đứng. Hoạt động của lỗ thí điểm HDD không giống như những hoạt động liên quan đến việc khoan giếng dầu định hướng. Ống khoan và dụng cụ lỗ thông thường có thể thay thế cho nhau và dung dịch khoan được sử dụng trong suốt quá trình vận hành để vận chuyển vật khoan thủng, giảm ma sát, ổn định lỗ, v.v. Vì những điểm tương đồng này, quá trình này thường được gọi là khoan thay vì doa.

Việc lắp đặt một đường ống dẫn bằng HDD thường được thực hiện trong ba giai đoạn như được minh họa như hình vẽ. Giai đoạn đầu tiên bao gồm việc khoan định hướng một lỗ thí điểm có đường kính nhỏ dọc theo một đường dẫn hướng được thiết kế. Giai đoạn thứ hai liên quan đến việc mở rộng lỗ thí điểm này đến đường kính phù hợp để lắp đặt đường ống. Giai đoạn thứ ba bao gồm việc kéo đường ống trở lại lỗ mở rộng.

Khoan định hướng lỗ thí điểm: Kiểm soát hướng lỗ hoa tiêu được thực hiện bằng cách sử dụng một dây khoan không quay với một cạnh dẫn không đối xứng. Sự không đối xứng của cạnh đầu tạo ra sai lệch lái trong khi khía cạnh không quay của dây khoan cho phép thiên hướng được giữ ở một vị trí cụ thể trong khi khoan. Nếu cần thay đổi hướng, thì dây khoan được cuộn sao cho hướng thiên lệch giống với hướng thay đổi mong muốn. Hướng của sai lệch được gọi là mặt dao. Tiến độ thẳng có thể đạt được bằng cách khoan với một loạt các vị trí mặt dao bù. Chuỗi khoan cũng có thể được xoay liên tục khi không cần điều khiển hướng. Sự bất đối xứng cạnh hàng đầu có thể được thực hiện bằng một số phương pháp. Thông thường, cạnh hàng đầu sẽ có một góc lệch được tạo ra bởi vỏ động cơ phụ bị uốn cong hoặc uốn cong.

Thông thường ở đất mềm để đạt được tiến độ khoan bằng cách cắt thủy lực với vòi phun tia. Trong trường hợp này, hướng dòng chảy từ vòi phun có thể lệch khỏi trục trung tâm của dây khoan, do đó tạo ra sai lệch lái. Điều này có thể được thực hiện bằng cách chặn các vòi phun đã chọn trên một bit hình nón con lăn tiêu chuẩn hoặc bằng cách chế tạo tùy chỉnh một bit làm lệch tia. Nếu gặp các điểm cứng, dây khoan có thể được xoay để khoan mà không cần điều khiển hướng cho đến khi vết cứng bị xuyên thủng.

Động cơ máy khoan ngang HDD: Hành động cắt cơ học cần thiết cho các loại đất cứng hơn được cung cấp bởi động cơ thủy lực hố ga. Động cơ thủy lực giếng khoan, thường được gọi là động cơ bùn, chuyển đổi năng lượng thủy lực từ bùn khoan được bơm từ bề mặt thành năng lượng cơ học tại bit. Điều này cho phép xoay bit mà không cần xoay chuỗi khoan. Có hai loại động cơ bùn cơ bản; dịch chuyển dương và tuabin. Động cơ dịch chuyển tích cực thường được sử dụng trong các ứng dụng HDD. Về cơ bản, động cơ bùn chuyển vị tích cực bao gồm một stato hình xoắn ốc chứa rôto hình sin. Dòng bùn qua stato truyền chuyển động quay tới rôto, đến lượt nó được kết nối thông qua liên kết. Trong một số trường hợp, ống rửa có đường kính lớn hơn có thể được xoay đồng tâm trên dây khoan có thể quay không quay. Điều này giúp ngăn chặn sự dính của chuỗi có thể bảo quản và cho phép mặt công cụ của nó được định hướng tự do. Nó cũng duy trì lỗ thí điểm nếu nó trở nên cần thiết để rút dây có thể bảo quản.

Khảo sát hố đáy: Đường đi thực tế của lỗ thí điểm được theo dõi trong quá trình khoan bằng cách lấy các số đọc định kỳ về độ nghiêng và góc phương vị của cạnh đầu. Các kết quả đọc được thực hiện bằng một dụng cụ, thường được gọi là đầu dò, được lắp vào cổ máy khoan càng gần mũi khoan càng tốt. Việc truyền các kết quả khảo sát thăm dò lỗ xuống bề mặt thường được thực hiện thông qua một dây chạy bên trong dây khoan. Các số đọc này, kết hợp với các phép đo khoảng cách đã khoan kể từ lần khảo sát cuối cùng, được sử dụng để tính toán tọa độ ngang và dọc dọc theo lỗ thí điểm so với điểm vào ban đầu trên bề mặt. Các chỉ số phương vị được lấy từ từ trường của trái đất và chịu sự can thiệp từ các công cụ giếng khoan, ống khoan và từ trường được tạo ra bởi các cấu trúc lân cận. Do đó, đầu dò phải được lắp trong một vòng đệm không từ tính và được định vị trong dây sao cho nó được cách ly thích hợp với các dụng cụ và đường ống khoan từ lỗ xuống. Sự kết hợp của bit, mô tơ bùn (nếu được sử dụng), phụ, đầu dò khảo sát và vòng cổ không từ tính được gọi là Bottom Hole.

Giám sát bề mặt: Đường dẫn lỗ thí điểm cũng có thể được theo dõi bằng hệ thống giám sát bề mặt. Hệ thống giám sát bề mặt xác định vị trí của lỗ khoan thăm dò bằng cách lấy các phép đo từ lưới hoặc điểm trên bề mặt. Hệ thống này sử dụng một cuộn dây bề mặt có vị trí đã biết để tạo ra từ trường. Đầu dò cảm nhận vị trí của nó so với
từ trường cảm ứng này và truyền thông tin này đến bề mặt.