Nghiên cứu thiết kế chế thử súng, dây nổ và đạn bắn vỉa phục vụ khai thác dầu khí

Trung tâm Khoa học kỹ thuật công nghệ quân sự Viện thuốc phóng thuốc nổ -------------------------------- đề tài cấp nhà n−ớc mã số: đtđl – 2004/08 báo cáo TổNG KếT đề tài Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế thử súng, dây nổ và đạn bắn vỉa phục vụ khai thác dầu khí Chủ nhiệm đề tài Đại tá-PGS-TS Nguyễn Công Hoè 6755 12/3/2007 Hà nội - 2006 1 đề tài cấp nhà n−ớc m∙ số: đtđl – 2004/08 báo cáo khoa học đề tài Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế thử súng, dây nổ và đạn bắn vỉa phục vụ khai thác dầu khí. Cấp quản lý đề tài: Nhà n−ớc. Mã số: ĐTĐL – 2004/08 Ngày đăng ký: 10/9/2003. Cơ quan chủ quản: Bộ Quốc phòng. Cơ quan chủ trì: Viện Thuốc phóng Thuốc nổ/Trung tâm KHKT&CNQS. Chủ nhiệm đề tài: Đại tá-PGS_TS Nguyễn Công Hoè-Viện TPTN. Những ng−ời thực hiện và phối hợp chính: -Th−ợng tá-Kỹ s−:Lê Văn Tân – Viện Thuốc phóng Thuốc nổ. -Đại tá-Tiến sỹ:Phạm Văn C−ơng - Viện Thuốc phóng Thuốc nổ. -Đại tá-Tiến sỹ:Nguyễn Nh− Ch−ơng - Viện Thuốc phóng Thuốc nổ. -Trung tá-Kỹ s−:Nguyễn Quang Huy - Viện Thuốc phóng Thuốc nổ -Đại tá-Tiến sỹ:Đỗ Xuân Tung - Viện Thuốc phóng Thuốc nổ. -Kỹ s− Lê Việt Dũng – Tr−ờng Đại học Bách khoa Hà Nội. -Kỹ s− Trần Cao Thắng – Nhà máy Z121/Tổng cục CNQP. Kinh phí đ−ợc cấp: 2.000 triệu đồng. Thời gian thực hiện: Từ tháng 01/2004 đến tháng 12/2005. Ngày tháng năm 200 Ngày tháng năm 200 Cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài Ngày tháng năm 200 Cơ quan chủ quản 2 Mục lục Trang Đặt vấn đề 6 Ch−ơng I – Tổng quan 7 1.1 – Bắn nổ trong giếng khoan dầu khí 7 1.1.1 - Khái niệm và các ph−ơng pháp bắn nổ trong giếng khoan dầu khí 7 1.1.2 - Cấu tạo và các đặc điểm đối với các thiết bị bắn nổ mìn 11 1.1.2.1- Súng 12 1.1.2.2- Đạn bắn vỉa 15 1.1.2.3- Dây nổ 20 1.1.2.4- Kíp nổ 21 1.2- Khảo sát các yếu tố ảnh h−ởng đến chiều dài dòng xuyên 23 1.2.1- Quá trình hình thành dòng xuyên 23 1.2.2- Tác dụng của dòng xuyên vào vật cản 26 1.2.3- Các yếu tố ảnh h−ởng đến độ xuyên sâu của đạn lõm 31 1.3- Khảo sát cơ sở công nghệ chế tạo phễu từ bột kim loại 34 1.3.1- Cơ sở lý thuyết luyện kim bột 34 1.3.1.1- Tính chất của hạt bột kim loại và ph−ơng pháp đánh giá các tính chất cơ bản của hạt bột kim loại. 35 1.3.1.2- Tính chất của bột kim loại riêng lẻ. 35 1.3.1.3- ép nguội tạo hình chi tiết từ kim loại bột. 37 a- Mối quan hệ giữa lực ép và mật độ của vật ép. 37 3 b- Giãn nở thể tích của mẫu t−ơi sau khi ép. 38 1.3.2- ảnh h−ởng của nhiệt độ và thời gian thiêu kết. 39 1.4- Cơ sở lý thuyết các yếu tố ảnh h−ởng đến các tính năng cơ, lý, hoá, nhạy nổ và khả năng gia công nép ép của thuốc nổ. 40 1.4.1- Độ nhạy nổ và giảm nhạy nổ của thuốc nổ. 40 1.4.2- Cơ sơ lý thuyết của mối quan hệ giữa độ xuyên, tỷ trọng, thành phần. 43 Ch−ơng II- Ph−ơng pháp nghiên cứu. 46 2.1- Ph−ơng pháp nghiên cứu đạn bắn vỉa. 46 2.2- Ph−ơng pháp nghiên cứu hình dạng, kích th−ớc, kết cấu, thành phần hoá học của các chi tiết của đạn bắn vỉa, súng và dây nổ và các ph−ơng pháp đánh giá sản phẩm. 46 2.3- Ph−ơng pháp đánh giá khả năng xuyên của đạn bắn vỉa trên bia thép 47 2.4- Ph−ơng pháp đánh giá khả năng xuyên của đạn bắn vỉa trên bia bê tông. 48 2.5- Thiết bị, dụng cụ, hoá chất sử dụng trong nghiên cứu chế thử. 49 Ch−ơng III- Kết quả nghiên cứu và biện luận. 51 3.1- Nghiên cứu thiết kế chế tạo đạn bắn vỉa 3.3/8” và 5”. 51 3.1.1- Nghiên cứu về vật liệu nhồi. 51 3.1.1.1- Lựa chọn thuốc nổ đơn chất. 51 3.1.1.2- Lựa chọn chất phụ gia. 55 a- Phụ gia chống tĩnh điện. 57 b- Phụ gia giảm nhạy và tăng khả năng chịu nén ép. 58 3.1.1.3-ảnh h−ởng của hàm l−ợng phụ gia. 58 3.1.1.4- Nghiên cứu ảnh h−ởng của một số yếu tố công nghệ lên tỷ trọng và các thông số kỹ thuật của đạn bắn vỉa. 62 a- Nghiên cứu ảnh h−ởng của cỡ hạt thuốc nổ HMX đến mật độ rắc của thuốc nổ. 62 4 b- Nghiên cứu ảnh h−ởng của áp suất ép lên tỷ trọng. 64 c- Nghiên cứu ảnh h−ởng của thời gian l−u áp. 64 d- Nghiên cứu công nghệ đ−a phụ gia grafit vào thuốc nổ HMX. 65 e- Nghiên cứu đ−a phụ gia silicon và chất đóng rắn vào thuốc nổ HMX 66 f- Nghiên cứu công nghệ tạo hạt thuốc nổ HMX. 67 3.1.1.5- Tiến trình công nghệ chế tạo thuốc nổ cho đạn bắn vỉa. 69 3.1.2- Nghiên cứu thiết kế chế tạo vỏ đạn. 70 3.1.3- Nghiên cứu thiết kế chế tạo phễu kim loại cho đạn bắn vỉa. 73 3.1.3.1- Lựa chọn thành phần bột kim loại chế tạo phễu. 75 3.1.3.2- Nghiên cứu công nghệ chế tạo phễu hỗn hợp bột kim loại. 76 a- Nghiên cứu chế tạo bột kim loại. 78 b- Trộn bột kim loại. 80 c- ép nguội tạo hình phễu từ bột kim loại. 81 d- Công đoạn thiêu kết phễu cho đạn bắn vỉa. 84 3.1.3.3- Kết quả đánh giá tổng hợp chất l−ợng phễu hỗn hợp bột kim loại đến độ xuyên của đạn bắn vỉa. 85 3.1.4- Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ nhồi nạp thuốc nổ cho đạn bắn vỉa. 88 a- Nghiên cứu chế tạo khuôn ép thuốc nổ. 88 b- Nghiên cứu chế tạo bộ dụng cụ tháo đạn. 88 c- Nghiên cứu công nghệ ép dán phễu đồng cho đạn bắn vỉa. 89 3.1.5- Lựa chọn qui trình công nghệ chế tạo đạn bắn vỉa. 89 3.1.6- Kết quả thử nghiệm bắn tổng hợp đạn bắn vỉa tại phòng thí nghiệm của Viện Thuốc phóng Thuốc nổ và tại các giàn khoan khai thác dầu khí của 93 5 Vietsovpetro Kết luận cho đạn bắn vỉa 99 3.2 Nghiên cứu, thiết kế, chế thử súng bắn vỉa 3.3/8” và 5” 100 3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật của súng bắn vỉa 100 3.2.2 Lựa chọn về vật liệu chế tạo súng bắn vỉa 102 3.2.3 Giải bài toán xác định khả năng chịu áp lực của súng bắn vỉa 108 3.2.3.1 Giải bài toán thiết kế súng bắn vỉa 3.3/8” 3m và 6m 109 3.2.3.2 Giải bài toán thiết kế súng bắn vỉa 4.1/2” 3m và 6m 112 3.2.4 Chọn ph−ơng án bịt kín súng 114 3.2.5 Kết quả chế tạo và thử nghiệm súng bắn vỉa 115 Kết luận cho súng bắn vỉa 117 3.3 Nghiên cứu, thiết kế, chế thử dây nổ chịu nhiệt 118 3.3.1 Khảo sát kết cấu và một số thông số dây nổ của một số hãng n−ớc ngoài 118 3.3.2 Lựa chọn thuốc nổ, công nghệ tạo hạt và chọn cỡ hạt để phối trộn 121 3.3.3 Nghiên cứu chọn sợi và tết sợi lõi 126 3.3.4 Nghiên cứu lựa chọn và xây dựng quy trình công nghệ bọc nhựa 128 3.3.5 Tiến hành chế thử 132 Kết luận cho dây nổ chịu nhiệt 142 Kết luận chung của đề tài và kiến nghị 143 Tài liệu tham khảo 144 6 Đặt vấn đề Lời mở đầu: Công nghiệp Dầu khí là một ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong quá trình Công nghiệp hoá và Hiện đại hoá đất n−ớc. Nâng cao sản l−ợng dầu khí là một trong những mục tiêu hàng đầu của ngành Dầu khí. Trong công nghệ thăm dò khai thác dầu khí, đạn bắn vỉa và các phụ kiện của nó: súng, dây nổ chịu nhiệt độ và áp suât cao là những vật liệu và trang thiết bị vô cùng quan trọng, nó thực hiện đồng bộ việc đ−a đạn bắn vỉa, phụ kiện nổ đến vị trí cần gây nổ một cách chính xác, thực hiện việc xuyên phá vỉa, tạo ra các kênh dẫn dầu khí vào giếng khoan. Đây là một công đoạn không thể thiếu đ−ợc trong quá trình thăm dò, tìm kiếm và khai thác dầu khí. Nó không chỉ là công việc của giếng khoan mới mà còn là công việc th−ờng xuyên của tất cả các giếng khoan đang khai thác nhằm mục đích đảm bảo cho dòng dầu khí luôn chảy đều đặn, ổn định trong suốt quá trình khai thác. Hiện nay, các loại đạn bắn vỉa, dây nổ, súng phục vụ khai thác dầu khí đều phải nhập của n−ớc ngoài nên rất bị động về kế hoạch vì đây là loại vật liệu và phụ kiện nổ nên thủ tục nhập khẩu rất phức tạp. Hàng năm, số l−ợng súng, dây nổ và đạn bắn vỉa sử dụng cho khai thác dầu khí là t−ơng đối lớn, trong t−ơng lai nhu cầu này ngày càng nhiều. Chính vì vậy, việc chế tạo thành công các sản phẩm này trong n−ớc là một đóng góp có ý nghĩa lớn về khoa học và thực tiễn. Văn phòng Chính phủ, Bộ Công nghiệp đã có các văn bản đề nghị Bộ Quốc phòng phối hợp với Bộ Khoa học – Công nghệ nghiên cứu vấn đề này. Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế thử súng, dây nổ và đạn bắn vỉa nhằm thay thế nhập ngoại và nâng cao hiệu quả khai thác dầu khí. Nội dung nghiên cứu chủ yếu của đề tài: 1- Khảo sát, lấy mẫu phân tích xác định các tính năng, các thông số của sản phẩm. 2- Xây dựng bài toán thiết kế nguyên lý đạn bắn vỉa. 3- Nghiên cứu ảnh h−ởng của các yếu tố vật liệu và yếu tố công nghệ lên chất l−ợng sản phẩm. 4- Nghiên cứu thiết kế, xây dựng quy trình công nghệ chế thử sản phẩm và bổ sung các quy trình thử nghiệm. 7 ch−ơng I Tổng quan 1.1 Bắn nổ trong giếng khoan dầu khí 1.1.1 Khái niệm và các ph−ơng pháp bắn nổ trong giếng khoan dầu khí Theo sách chuyên khảo giếng khoan dầu khí có cấu tạo nhiều lớp [4]: -Phía trong gồm các ống thép đặc biệt có chiều dày thành ống khoảng 10mm đ−ợc nối với nhau bằng các khớp nối đ−ợc gọi là ống chống (Hình 1.01). -Thông th−ờng ở đáy giếng khoan có một lớp ống chống. Càng lên cao thì số lớp ống chống càng tăng lên. ở lớp trên cùng có thể sử dụng đến 3 lớp ống chống. Đ−ờng kính của ống chống trong cùng khoảng 112 mm. Bên ngoài các lớp ống chống là lớp xi măng và sau đó là vỉa đất đá (Hình 1.01). Hầu hết các giếng khoan nằm theo ph−ơng thẳng đứng, tuỳ tr−ờng hợp đặc biệt có thể khoan nghiêng và cũng có đoạn khoan nằm ngang. Chiều sâu của giếng khoan có thể đến hàng nghìn mét. Thông th−ờng ở các giàn giếng khoan ở ngoài khơi n−ớc ta là 4000-5000 m 1 - Thiết bị bắn 2 – ống chống 3 – Lớp xi măng 4 - Đất đá Hình 1.01: Sơ đồ mặt cắt giếng khoan Bắn nổ trong giếng khoan dầu khí nhằm mục đích: - Đục lỗ trên thành giếng để mở vỉa khai thác dầu khí. - Cứu các sự cố nh− kẹt cần khoan, cần khai thác, ống chống - Bắn lấy mẫu. 8 Việc bắn nổ đ−ợc áp dụng vào tất cả các khâu của quá trình khai thác dầu khí: khi bắt đầu, trong quá trình khai thác và cả khi kết thúc và lấp giếng khoan. - Khi bắt đầu và trong quá trình khoan: Khi bắt đầu cũng nh− trong quá trình khoan ng−ời ta bắn, nổ với các mục đích: đẩy nhanh tiến độ, v−ợt qua các tầng khó khoan, lấy mẫu kiểm tra, phòng ngừa và loại trừ các sự cố trong quá trình khoan giếng. Trong tr−ờng hợp lấy mẫu chỉ thực hiện một số l−ợng nhỏ phát bắn, nổ. Hiệu quả công việc lấy mẫu có ý nghĩa quan trọng quyết định đến việc đánh giá trữ l−ợng của dầu khí, năng suất khai thác hiện tại và tổng sản l−ợng có thể khai thác đ−ợc từ vỉa. - Khi đã khoan đến vỉa dầu khí: Khi đã khoan đến vỉa dầu khí lúc này kết thúc công đoạn khoan và bắt đầu công đoạn xây dựng giếng và mở vỉa: - Xây giếng là khoan vào vỉa sản phẩm, kiến tạo thành giếng, gia cố ống chống, xi măng hoá đ−ờng ống và không gian quanh ống chống. - Mở vỉa là tạo lỗ trên thành ống giếng bằng thép và xuyên phá lớp xi măng cùng đất đá có chứa dầu bên ngoài (vỉa dầu khí) thành các đ−ờng kênh dẫn dầu, khí vào giếng khoan. Trên thực tế 95% tr−ờng hợp mở vỉa đ−ợc thực hiện bằng ph−ơng pháp bắn nổ. Còn lại 5% tr−ờng hợp đ−ợc xử lý bằng dòng chất lỏng. Công đoạn này rất quan trọng quyết định đến hiệu quả khai thác dầu của giếng trong thời gian tiếp theo. - Trong quá trình khai thác: Trong quá trình khai thác dầu khí do nhiều nguyên nhân hiệu suất dòng dầu chảy từ vỉa vào giếng th−ờng xuyên giảm dần nên ng−ời ta phải tiến hành mở vỉa lại bằng cách bắn, nổ. - Khi kết thúc khai thác một giếng khoan: Khi giếng khoan không còn ý nghĩa trong khai thác (vỉa đã hết dầu khí) ng−ời ta huỷ giếng bằng ph−ơng pháp nổ cắt phần ống giếng không xi măng hoá để lấy lên và tái sử dụng lại. Tóm lại: Bắn nổ trong khai thác dầu khí đ−ợc ứng dụng khá đa dạng do đó chủng loại súng và đạn cũng rất đa dạng phù hợp với mục đích ứng dụng của nó. 9 Các ph−ơng pháp bắn nổ trong giếng khoan: * Bắn đục lỗ Bắn đục lỗ là ph−ơng pháp sử dụng các loại thiết bị đạn chuyên dụng bắn đục lỗ các lớp ống chống, lớp xi măng sau ống chống vào vỉa đất đá nhằm mở vỉa dầu khí [3,4,9]. Ph−ơng pháp bắn đục lỗ có thể chia làm 2 dạng: bắn đục lỗ thả bằng cáp và bắn đục lỗ thả bằng cần khai thác. a) Bắn đục lỗ thả bằng cáp [16, 19] Các thiết bị đục lỗ đ−ợc thả xuống giếng khoan bằng cáp địa vật lý, gây nổ bằng xung điện và thả bắn từng súng (hoặc lend) một. Bắn đục lỗ thả bằng cáp có 2 loại chính: loại bắn bằng súng (vật liệu nổ nằm trong ống kín) và loại bằng len (vật liệu nổ lắp trên lend) - Loại bắn bằng súng. Các loại súng đ−ợc chế tạo bằng loại thép chịu đ−ợc áp suất từ 800-1400 atm, có loại súng đ−ợc khoét lỗ sẵn nh− loại PК-85-105, có loại khoét một phần nh− loại Baracuda 33/8’’, 5’’, loại không khoét lỗ nh− PКО-73-89. Các loại súng phải đảm bảo chất l−ợng tốt, không đ−ợc móp méo, han rỉ, hệ thống ren đầu đuôi tốt. Các loại vật liệu nổ (đạn, kíp, dây nổ) th−ờng là loại vật liệu nổ không chịu đ−ợc n−ớc và áp suất nh− các loại đạn PК - PКО Baracuda, các loại dây nổ nh− DST, các loại kíp Baracuda, kíp ТЕD, PВPD. Nhiệt độ chịu tối đa của các loại vật liệu nổ từ 100 – 200oC. Các đuôi của súng phải có gioăng chống n−ớc, chịu nhiệt, đuôi súng phải có lỗ thoát hơi. Các lỗ lắp đạn trên ống lend phải tiện chính xác để khi lắp đạn không bị chặt hoặc lỏng, lend lắp đạn không đ−ợc han rỉ, móp méo. Loại bắn bằng súng mật độ bắn là từ 10ữ20 v/m, riêng loại đạn mật độ cao từ 30 –40 v/m một lần thả bắn không quá 10 m, tốc độ kéo thả nhanh (4000-6000 m/h) - Loại bắn bằng lend 10 Lend lắp đạn có thể làm bằng thép hoặc bằng nhôm. Trên lend có các lỗ lắp đạn, các viên đạn đ−ợc giữ bằng các vấu giữ đạn hoặc bằng các chốt hãm. Loại lend bằng thép sau khi bắn xong lend chỉ biến dạng và đ−ợc kéo lên khỏi giếng khoan, còn loại bằng nhôm khi bắn xong sẽ bị vỡ vụn rơi xuống đáy giếng. Các loại vật liệu nổ lắp trên lend phải chịu đ−ợc n−ớc và áp suất (từ 500- 1400 atm). Vỏ đạn đ−ợc chế tạo bằng thuỷ tinh nh− các loại PКС-80-100-105 hoặc vỏ đạn làm bằng hợp kim nhôm nh− Piranha, Sohgun, Swinjet, PR-54, PL-70 Các loại dây nổ có phủ một lớp nhựa chịu n−ớc nh− Primacocd, DSВ, DSU-33. Các loại kíp đầu có vỏ chịu n−ớc và áp suất nh− kíp Piranha, PGВU-4 , PG-170. Chiều dài tối đa cho một lần thả bắn bằng 2/3 chiều cao của tháp khoan. Mật độ lấp đạn từ 6 đến 15 v/m. b) Bắn đục lỗ thả bằng cần khai thác (TCP) Các thiết bị đ−ợc thả xuống giếng khoan bằng cần khai thác, kíp mìn đ−ợc gây nổ bằng va đập (xà beng) hoặc bằng áp suất, bắn một lần cả một tập hợp vỉa, trong giếng dung dịch đ−ợc thay bằng dầu thô, bắn xong khai thác ngay [15]. Khi bắn xong phải cắt bỏ toàn bộ thiết bị xuống đáy giếng, do vậy giếng khoan cần phải khoan thêm một khoảng chiều dài đủ để bộ thiết bị mìn nằm ở đó. Các loại vật liệu nổ đ−ợc lắp vào trong súng. Các súng đ−ợc nối với nhau bằng các đầu nối trung gian có lắp các bộ nối dây nổ. Các loại vật liệu nổ của TCP phải chịu đ−ợc nhiệt độ tối đa của giếng khoan trong thời gian 100 giờ. Bộ thiết bị mìn TCP phía trên cùng th−ờng lắp các bộ phận nh− ống an toàn, đầu lắp kíp, bộ hạn chế, bộ thải mùn, bộ chống xóc, van khai thác và một số thiết bị khác của bộ phận khai thác nh− cần bù nhiệt, packer. Phía d−ới cùng của bộ thiết bị mìn TCP có thể bịt kín hoặc lắp bộ kíp áp suất. Tốc độ thả bộ thiết bị TCP là 1500 m/h. * Nổ mìn trong giếng khoan Là ph−ơng pháp sử dụng một khối chất nổ hoặc các thiết bị mìn chuyên dụng thả xuống giếng khoan nhằm mục đích bắn cứu các sự cố nh− kẹt cần khoan, ống chống (bắn rung, bắn tháo trái, bắn cất cần, bắn phá choòng khoan), bắn packer đổ cầu xi măng, bắn ép hơi gây nứt nẻ sâu, bắn làm sạch vỉa. Các loại thiết bị th−ờng dùng: 11 - Bắn rung hoặc tháo trái: sử dụng các loại dây nổ, kíp nổ chịu n−ớc, chịu áp suất nh− Primacord, DSU-33 - Bắn cất sử dụng các loại mìn phá nh− ТSТ-35-43-56, loại mìn cất định h−ớng ngang nh− TPK-55-68-110-135, loại cất dọc nh− Splipsoht, loại bắn cất cần nâng nh− Drill collar severing tool đ−ờng kính 43 hoặc 51 mm, loại bắn phá choòng khoan nh− TKO, loại bắn packer đổ cầu xi măng ngăn cách nh− VPS, VP-3. Để gây nứt nẻ sâu, làm sạch vỉa, tăng l−u l−ợng khai thác có thể kết hợp bắn mìn đục lỗ với bắn mìn gây áp suất lớn, nhiệt độ cao trong cùng một lần bắn th−ờng dùng tổ hợp MKAB. Nh− vậy, các loại vật liệu nổ dùng trong khai thác dầu khí rất đa dạng, nhiều chủng loại, gồm các nhóm lớn sau: - Các loại súng - Đạn đục lỗ các loại - Dây nổ các loại - Kíp nổ các loại - Đạn cắt kẹt và đạn gây áp suất các loại 1.1.2. Cấu tạo và các đặc điểm của các thiết bị bắn nổ mìn Do các thiết bị bắn nổ mìn trong giếng khoan có các đặc điểm đặc thù là: - Đ−ờng kính giếng nhỏ, độ sâu lớn - Nhiệt độ, áp suất cao - Kiểm tra công đoạn lên xuống của thiết bị để định vị và bắn rất phức tạp. Từ đó các yêu cầu cơ bản của tất cả các thiết bị nổ mìn đều có yêu cầu chung là: - Có khả năng chịu đ−ợc nhiệt độ và áp suất cao - Chịu đ−ợc tác động của môi tr−ờng - Độ tin cậy cao: nổ tốt và đảm bảo chiều sâu xuyên của đạn, khi nổ không phá huỷ thành giếng, giữ nguyên các kết cấu của giếng khoan sau khi nổ - An toàn tuyệt đối trong bảo quản, vận chuyển và sử dụng - Độ chính xác định vị cao với khoảng sâu của giếng - Thao tác thuận lợi: dễ di chuyển trong giếng khoan với khe hở hẹp (khoảng 5 mm) và điều kiện dung dịch nhồi có tỉ trọng cao, nhớt. 12 Đối với từng thiết bị đều có yêu cầu cụ thể. Sau đây, xin nêu kết quả khảo sát cấu tạo và đặc điểm của các thiết bị nổ mìn hiện đang sử dụng tại Việt Nam. 1.1.2.1 Súng Súng là thiết bị đ−a đạn xuống giếng để bắn, do đó khoang chứa đạn phải kín và chịu đ−ợc áp lực. Theo cấu tạo của khoang chứa đạn có thể chia thành hai loại súng: Có thân và không thân. +Loại có thân: Toàn bộ đạn lõm và các ph−ơng tiện kích, mồi nằm trong một khoang là thân kín áp có thể kéo lên khỏi giếng sau phát bắn ( hình 1.02 ). +Loại không có thân: Mỗi viên đạn đ−ợc lắp riêng vào một lớp bọc kín áp và bị phá huỷ sau khi bắn ( Hình 1.02 ). Trong cả hai tr−ờng hợp có thân và không có thân đều phải chịu đ−ợc áp suất, nhiệt độ cao và tác động của dung dịch khoan trong giếng. Trong đó: Loại có thân lại chia thành hai kiểu: - Kiểu dùng nhiều lần không bị phá huỷ sau khi bắn. - Kiểu dùng một lần, thân bị bắn xuyên. Loại không thân cũng gồm hai kiểu: - Kiểu bán huỷ có thể kéo đ−ợc khung cốt lên khỏi giếng. - Kiểu huỷ hoàn toàn sau phát bắn. Đạn có thể đ−ợc lắp vào súng theo nhóm hoặc riêng từng quả. Các bộ phận súng gồm: các chi tiết cơ khí: thân hoặc khung cốt, đầu, đuôi, trọng vật để dẫn h−ớng. Các chi tiết của phát bắn: đạn, dây nổ, kíp nổ, dây dẫn điện, các chi tiết làm kín. Sau đây là bản vẽ mô tả loại súng có thân và súng không có thân: 13 A B C D Hình 1.02 Súng có thân : A, B –Dùng nhiều lần C, D – Dùng một lần 14 Hình 1.03 Súng không có thân 15 1.1.2.2 Đạn bắn vỉa Đạn bắn vỉa (đạn bắn mở vỉa) gồm có 2 dạng chính [9,12,27, 28] a) Loại không có vỏ bọc chống n−ớc và áp suất dùng để bắn trong súng kín th−ờng đ−ợc sử dụng nhiều ở Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro hiện nay . Đây là đối t−ợng nghiên cứu của đề tài. b) Loại có vỏ bọc chống n−ớc và áp suất dùng để bắn ngoài dung dịch. Loại này ít đ−ợc sử dụng trong khai thác dầu khí của Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro nên đề tài không tập trung nghiên cứu loại đạn này. Đề tài đã khảo sát các loại đạn 3.3/8” hiện đ−ợc sử dụng phổ biến tại Vietsovpetro: đạn Baracuda của Owen (Mỹ), đạn của Oil Tech(Mỹ), đạn của Innicor (Canada) và các loại đạn 5” của Owen, Innicor. Về hình dạng, kết cấu chúng cơ bản giống nhau. Tuy nhiên đề tài chọn mẫu thiết kế theo kiểu dámh của hãng Owen ( hình 1.04 ). 16 Đặc điểm cấu tạo của đạn bắn vỉa - Vỏ đạn: Vỏ đạn có chức năng bao chứa mồi nổ và khối thuốc nổ chính, tạo cho chúng một cấu trúc ổn định. Vỏ th−ờng đ−ợc chế tạo từ hợp kim thép chứa ít Cácbon, khi nổ khối thuốc nổ d−ới tác dụng của áp suất cao vỏ bọc sẽ bị phá vụn ra đến kích th−ớc xác định sao cho các mảnh đạn sau khi bắn dễ dàng rơi xuống đáy giếng dầu, không bịt kín lỗ xuyên gây trở ngại cho quá trình tiếp theo. Kết quả khảo sát thành phần đạn Baracuda của Mỹ (ch−ơng 3) - Mồi nổ: Mồi nổ th−ờng chế tạo từ thuốc nổ mạnh có khả năng chịu nhiệt độ cao nh− RDX có điểm nóng chảy 203,5oC, HM