Thanh khoan lõi dây cáp PHD-IUW có thành biến đổi, phần mở rộng bên trong

PHD-IUW là một loại cần khoan lõi dây cáp có thành đặc biệt, được gia cố bằng kỹ thuật làm dày đầu trong (internal upset) dành riêng cho các lỗ khoan siêu sâu, hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn khoan quốc tế DCDMA. Phôi ống cơ sở có kích thước Φ114,3 × 5 mm và được sản xuất bằng công nghệ rèn làm dày đầu trong tích hợp độc quyền. Phần làm dày đầu có đường kính trong 101 mm và đường kính ngoài 115 mm. Phôi được chế tạo từ thép hợp kim cường độ cao ZT950 chuyên dùng cho khoan sâu, kết hợp xử lý nhiệt phức hợp: làm dày đầu nóng tại hai đầu cần khoan kèm tôi và ram từng vùng bằng dòng tần số trung bình trên các đoạn dài ở cả hai đầu. Độ sâu khoan an toàn tối đa khuyến nghị đạt 2.850 m. Sản phẩm thích hợp cho thăm dò tài nguyên khoáng sản siêu sâu, khảo sát giếng địa nhiệt sâu, khoan lấy mẫu khoa học địa chất sâu và thi công các lỗ khoan siêu sâu trong các dự án kỹ thuật địa chất công trình quy mô lớn.

So với các thanh lõi PHD (PQ) tiêu chuẩn có thành ống đồng đều thông thường, sản phẩm này áp dụng thiết kế cấu trúc đầu nối mở rộng bên trong với độ dày thành ống thay đổi, giúp tăng đáng kể diện tích mặt cắt chịu tải của các mối nối. Sản phẩm mang lại những nâng cấp toàn diện trên năm khía cạnh then chốt: độ tinh khiết của ống, khả năng chịu xoắn và kéo của mối nối, khả năng chống mỏi dưới tải trọng luân phiên, khả năng chống mài mòn và ăn mòn của ren, cũng như thiết kế ống nhẹ với đường dẫn lưu chất bên trong lớn. Với sự cân bằng giữa độ bền cấu trúc cực cao và độ dẻo dai xuất sắc của ống, sản phẩm phù hợp cho các lỗ khoan thẳng siêu sâu và các lỗ khoan nghiêng có góc nghiêng cao từ 2.500 m đến 2.850 m, cũng như các tầng đá cứng đặc, các vùng cấu trúc nứt gãy và các tầng nước ngầm phức tạp có độ khoáng hóa cao. Sản phẩm hiệu quả ngăn ngừa các sự cố thường xuyên xảy ra trong điều kiện làm việc với cột khoan siêu dài, bao gồm rách mối nối, sập và trượt răng ren, cong vênh và biến dạng ống, cũng như gãy mỏi tại các vùng chuyển tiếp xử lý nhiệt. Sản phẩm tương thích hoàn toàn với tất cả các phụ kiện lõi dây cáp tiêu chuẩn PHD (PQ), bao gồm cụm ống lõi trong, đầu chụp (overshot), mũi khoan kim cương và vỏ khoan mở rộng. Các thanh lõi PHD (PQ) mới và hiện hữu cùng tiêu chuẩn có thể được sử dụng kết hợp linh hoạt tại hiện trường.

1. Gia cường tổ hợp thông qua phần đầu nối bên trong thành dày biến thiên và tôi – ram theo vùng, thích ứng với điều kiện dây khoan siêu dài 2.850 m

Do bị giới hạn bởi cấu trúc thành tường đồng đều, các thanh lõi PHD (PQ) tiêu chuẩn thông thường thường có độ sâu khoan tối đa dưới 2.400 m. PHD-IUW được trang bị các mối nối biến đổi thành tường nội bộ tùy chỉnh kèm xử lý nhiệt tôi và ram hai đầu trên đoạn kéo dài, nhờ đó mở rộng đáng kể tiết diện chịu tải của các mối nối. Sản phẩm này ổn định chịu trọng lượng bản thân của dây khoan siêu dài 2.850 m và tải xoay mô-men xoắn cao từ các tầng địa chất sâu, cải thiện đáng kể khả năng chống mỏi và chống va đập tổng thể của các mối nối và ren, đồng thời giảm mạnh các sự cố thi công như gãy thanh khoan ở độ sâu lớn, rách mối nối và tuột ren.

2. Ống nhẹ 114,3×5 mm với đường dẫn dòng chảy bên trong lớn nhằm nâng cao hiệu suất khoan

Thiết kế thành mỏng tối ưu với độ dày thành ống chính là 5 mm giúp giảm đáng kể trọng lượng chết của toàn bộ cột khoan và làm giảm lực cản khi nâng hạ trong các chuyến đi lên/xuống tại các giếng sâu 2.850 m. Ống có đường kính trong lớn đạt 104,3 mm, cho phép lưu lượng tuần hoàn dung dịch rửa đủ lớn, loại bỏ nhanh hơn vụn khoan ở đáy lỗ khoan sâu, làm mát liên tục mũi khoan kim cương và nâng cao hiệu suất khoan lõi liên tục tổng hợp trong các lỗ khoan siêu sâu.

3. Việc tạo gờ bên trong tích hợp loại bỏ nguy cơ nứt do ứng suất phát sinh từ sự thay đổi đột ngột về độ dày thành ống

Được sản xuất bằng phương pháp rèn nóng khuôn kín tích hợp kết hợp với tạo hình đầu dập nội tại, quy trình này đồng thời tạo ra các mối nối dày và rộng hơn với đường kính trong 101 mm và đường kính ngoài 115 mm, làm giảm tập trung ứng suất do sự chênh lệch độ dày thành giữa thân ống và các mối nối của các thanh lõi thông thường. Cấu trúc vi tổ chức kim loại đồng đều ở các lớp chuyển tiếp sau xử lý nhiệt cho phép chịu được lâu dài các tải trọng ép cao áp, rung xoay tần số cao và va đập từ đá cứng trong các giếng khoan sâu, giải quyết vấn đề nan giải ngành công nghiệp về gãy mỏi tại các đoạn chuyển tiếp của dây khoan siêu dài.

4. Ren tiêu chuẩn PHD (PQ) phổ dụng – Không cần thay thế các dụng cụ khoan hiện có, giúp tiết kiệm chi phí dự án

Các ren ống côn được gia công chính xác theo tiêu chuẩn quốc tế DCDMA PHD (PQ), với các thông số độ côn, bước ren và hình dạng răng hoàn toàn phù hợp với các phụ kiện lõi dây cáp PHD (PQ) phổ biến trên thị trường. Các cụm ống lót trong, đầu chụp (overshots), vỏ khoan mở rộng (reaming shells) và mũi khoan kim cương đang sử dụng có thể lắp ghép trực tiếp. Việc kết hợp đồng thời các thanh khoan lõi mới và cũ giúp loại bỏ nhu cầu thay thế toàn bộ vật tư khoan, từ đó cắt giảm chi phí mua sắm thiết bị cũng như chi phí vận hành và bảo trì.

5. Xử lý tôi luyện và bảo vệ composite cho ren nhằm đảm bảo khả năng chống ăn mòn dưới lòng đất lâu dài và khả năng chống dính (anti-galling)

Sau khi gia công tinh, ren được xử lý cứng chống gỉ kép bằng phương pháp nitrit hóa kết hợp phốt phát hóa. Chúng chống ăn mòn và dính kẹt ngay cả sau khi ngâm trong thời gian dài vào nước ngầm giàu khoáng chất và bùn khoan có tính axit. Việc tháo rời ren vẫn diễn ra trơn tru ngay cả sau thời gian ngừng hoạt động dài và để tĩnh tại, giúp giảm thiểu tổn thất thời gian chết do ren bị khóa và ống bị kẹt trong các lỗ khoan siêu sâu.