Bộ định tâm cứng là gì?

Bộ định tâm cứng là một thiết bị được sử dụng trong các hoạt động khoan hoặc khai thác dầu, chủ yếu để đảm bảo ống vách hoặc cần bơm được định vị ở vị trí trung tâm trong giếng khoan, ngăn ngừa mài mòn lệch tâm và cải thiện chất lượng xi măng. Nó khác với bộ định tâm đàn hồi (như loại lò xo cung), có cấu trúc cố định, không có khả năng biến dạng đàn hồi và phù hợp với các điều kiện giếng cụ thể.

Đặc điểm của bộ định tâm cứng

1. Cấu trúc:
   • Được làm từ vật liệu chắc chắn, chẳng hạn như gang, nhôm đúc, thép hoặc vật liệu composite có độ bền cao.
   • Thường có thiết kế nguyên khối hoặc tách rời, bề mặt có thể có các gân thẳng, gân xoắn ốc hoặc cấu trúc con lăn.
   • Không có lực phục hồi đàn hồi, dựa vào hình dạng cố định và hỗ trợ cứng để giữ cho ống vách ở vị trí trung tâm.
2. Chức năng:
   • Định tâm ống vách: Đảm bảo ống vách ở vị trí trung tâm trong giếng khoan, tạo thành một vòng xi măng đồng đều, cải thiện chất lượng xi măng.
   • Giảm ma sát: Một số bộ định tâm cứng (như loại con lăn) giảm ma sát khi hạ ống vách thông qua thiết kế con lăn, phù hợp với giếng nghiêng hoặc giếng ngang.
   • Chống mài mòn lệch tâm: Trong các điều kiện giếng phức tạp, ngăn ống vách hoặc cần bơm tiếp xúc trực tiếp với thành giếng, giảm mài mòn.
3. Trường hợp áp dụng:
   • Giếng nghiêng và giếng ngang: Bộ định tâm cứng phù hợp với quỹ đạo giếng phức tạp do độ bền và độ ổn định cao của chúng.
   • Đường kính giếng không đều: Bộ định tâm cứng xoắn ốc có thể cải thiện hiệu quả thay thế vữa xi măng thông qua dòng xoáy.
   • Giếng nhiệt độ và áp suất cao: Vật liệu chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn làm cho chúng phù hợp với môi trường khắc nghiệt.

Các loại phổ biến

• Bộ định tâm cứng gân thẳng: Cấu trúc đơn giản, phù hợp với giếng thẳng hoặc điều kiện giếng phức tạp vừa phải.
• Bộ định tâm cứng xoắn ốc: Với cánh xoắn ốc, cải thiện dòng chảy của vữa xi măng trong quá trình xi măng, phù hợp với giếng khoan không đều.
• Bộ định tâm cứng kiểu con lăn: Bề mặt có con lăn, giảm ma sát, thường thấy trong việc hạ ống vách dài (như bộ định tâm lăn của Panjin Kaisheng Petroleum Machinery).

Sự khác biệt với bộ định tâm đàn hồi

• Bộ định tâm cứng: Hình dạng cố định, không có biến dạng đàn hồi, phù hợp với điều kiện giếng có nhu cầu độ bền cao, hệ số ma sát có thể cao hơn.
• Bộ định tâm đàn hồi: Như loại lò xo cung, có lực phục hồi đàn hồi, phù hợp với giếng thẳng hoặc điều kiện giếng phức tạp vừa phải, lắp đặt linh hoạt nhưng độ bền thấp hơn.

Lưu ý khi lựa chọn

• Phù hợp với điều kiện giếng: Chọn kiểu máy theo quỹ đạo giếng khoan, kích thước ống vách và yêu cầu ma sát (chẳng hạn như ống vách 5-1/2" hoặc 7").
• Độ bền vật liệu: Đảm bảo vật liệu chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, tránh gãy (như vấn đề gãy bộ định tâm được đề cập trong dự án Graff).
• Khoảng cách lắp đặt: Thiết kế khoảng cách hợp lý theo tiêu chuẩn API hoặc kinh nghiệm mỏ dầu (thường là một cái mỗi 10-15 mét).