PVD Training
Floorman Training Cousre - 1 -

AN INTRODUCTION TO RIG TYPE AND BASIC DRILL STRING
COMPONENTS
OUTLINE PRESENTATION
RIG TYPES
KELLY & TOP DRIVES
DRILL STRING COMPONENTS
DRILL BITS
SPECIAL DRILL STRING TOOLS
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 2 -
I. RIG TYPE
Gồm 2 loại chính:
• Giàn khoan trong đất liền và (Onshore)
• Giàn khoan ngoài biển (Offshore)
Phân theo mực nước: 6 loại chính
• Land Drilling Rigs - Giàn khoan đất liền
• Jack up Rigs - Giàn Khoan tự nâng
• Platform Rigs - Giàn khoan cố định

− Với mỗi loại giàn khoan khác nhau có cách
vận chuyển khác nhau. Trong đó cách vận
chuyển giàn khoan Skid Mounted là phức
tạp nhất do phải tháo dời các thiết bị giàn
khoan để di chuyển. 2. JACKUP RIGS
− Giàn khoan tự nâng là loại giàn khoan có 03 chân được cắm trực tiếp xuống dưới đáy biển
tạo thành một giàn cố định trên biển. Khi di chuyển 3 chân giàn được rút lên và di chuyển
đến vị trí mới qua hệ thống nâng hạ bằng cơ khí với các bánh răng truyền động.
Truck Mounted
Rig in motion
Skid Mounted Rig
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 4 -
− 3 chân được đặt trên đáy biển.
− Có thể khoan ở nơi có chiều sâu mực nước từ 20 m tới 150 mét

Di chuyển:
− Giảm tải bằng cách bơm nước ra khỏi các ngăn chứa và hạ thân giàn xuống bằng cách rút 3
chân lên qua hệ thống bánh răng truyền động.
− Dùng tàu kéo (Tug Boat) để kéo giàn đến vị trí mới.
− Đến vị trí mới 03 chân của giàn sẽ hạ xuống và cắm xuống đáy biển bằng chính trọng lượng
của giàn khoan và lượng nước được rót vào trong các ngăn chứa.
− Cân bằng giàn qua các hệ thống tank cho giàn ổn định và tiến hành khoan

− Bơm nước ra khỏi pontong để giàn nổi lên, dùng tàu kéo đi
5. SEMI SUBMERSIBLE RIGS
− Là giàn khoan nửa nổi nửa chìm. Khi khoan nước được bơm vào các tank để làm chìm một
phần của giàn khoan, thường là 25 ft so với bề mặt biển để đảm bảo sự ổn định cho giàn
khoan.
− Cấu tạo: Bao gồm các pontong (pontoons) và các cột trụ rỗng (Colums) tạo thành cái phao
lớn nổi trên mặt nước.
− Để cố định giàn, người ta phải thả các neo giữ (Anchors)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 7 -
− Với những thế hệ giàn Semi Sub hiện đại ngày nay, ngoài việc dùng hệ thống neo để cố định
giàn khoan người ta dùng hệ thống định vị động (Dynamic Positioning System) với các chân
vịt có công suất lớn (Thruster).
− Người ta chia các thế hệ giàn khoan ra thành các loại giàn từ thế hệ đầu tiên gọi là thế hệ
thứ nhất và hiện nay đã có loại Semi Sub thế hệ thứ VI. Thế hệ thứ VI có thể khoan ở độ sâu
nước biển tới 12000 ft. − Điều khác biệt của giàn khoan nổi là hệ thống BOP (Blowout Preventors) được lắp đặt dưới
đáy biển (Subsea BOP). Vì vậy hoạt động của giàn khoan nổi rất phức tạp.
− Di chuyển: Tuỳ thuộc vào thiết kế của giàn mà giàn khoan có thể di chuyển tự hành (Propell)
hoặc phải dùng tầu kéo hoặc dùng tàu chuyên dụng để chở gọi là Dry Tow.

6. DRILL SHIP
− Là giàn khoan được lắp đặt ngay trên con tàu rất lớn.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 8 -
− Ưu điểm: rất thuận lợi khi di chuyển, khoan ở chiều sâu mức nước không hạn chế.

− Giảm thiểu sự dính kẹt cần trong giếng
khoan
− Có thể khoan doa bất kỳ vị trí nào.
− Có thể khoan bằng đoạn cần dựng (3 cần
đơn). Giảm thời gian tháo lắp cần khi
khoan
• Nhược điểm: Tuy nhiên nó rất đắt tiền,
cồng kềnh và tốn thời gian cũng như tiền bảo dưỡng.
• Hệ thống Top Drive quay được do sự truyền động của 01 động cơ hoặc 02 động cơ điện.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 9 -
• Bộ cần khoan ( Drill String) được nối với hệ thống Top Drive bằng 1 đầu nối (Drive Shaft)
và được xiết chặt bằng khóa của hệ thống
3. KELLY SYSTEMS
• Có 2 dạng kelly:
− Loại tiết diện vuông
− Loại tiết diện lục giác • Hệ thống bao gồm:
− Kelly
− Drive Bushing
− Master Bushing


• Đường kính trong (ID) thay đổi theo trọng lượng danh nghĩa trên mỗi foot chiều dài của
cần.
• Cần khoan theo tiêu chuẩn API được làm chồn dày (làm cho phần tiếp giáp đầu nối dày
hơn thân cần) tại phần cuối ống để tăng thêm độ cứng vững.
• Cần khoan theo tiêu chuẩn API có nhiều kích cỡ khác nhau cho cùng một độ dài tiêu
chuẩn:
− Nhóm 1: có chiều dài từ 18 – 22 ft (ít sử dụng)
− Nhóm 2: có chiều dài từ 27 – 30 ft (loại thông dụng)
− Nhóm 3: có chiều dài từ 38 – 45 ft
Các số đo trên không bao gồm các đầu nối.
• Cần khoan có 4 thông số chính:
− Đường kính
− Loại thép hoặc ứng lực kéo
− Trọng lượng
− Chiều dài
• Theo tiêu chuẩn API có 4 loại mác thép cho cần khoan:
− Grade E75
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 11 -
− Grade X95
− Grade G105
− Grade S135
Hiện nay người ta dùng chủ yếu hai loại cần : G105 và S 135
• Cần khoan có 1 đầu đực (Pin) và 1 đầu cái (Box) được tiện ren. Các đọan ren trên đầu
đực và đầu cái được gọi là đầu nối (Tool joint). Ren cần khoan thường là loại IF theo tiêu
chuẩn API.
• CÁC LOẠI REN ĐẦU NỐI
− IF: Internal Flush

− Giảm mômen xoắn và mômen kéo trên chuỗi cần khoan.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 12 -
− Giảm nguy cơ kẹt cần do chênh áp (Different Sticking Pressure)
− Tăng khả năng chỉnh xiên.
− Giảm nguy cơ hỏng các đầu nối khi khoan qua các đoạn giếng bị gập

Sự khác nhau giữa cần khoan nặng và cần khoan:
− Cần khoan nặng có thành dày hơn
− Và có đầu nối dài hơn cần khoan
Chú ý: Sử dụng loại mỡ Jet Lube 21 cho cần khoan, Jet Lube Kopr-Kote cho cần khoan
thành dày và cần nặng và các thành phần của cần nặng. Không được phép sử dụng các hợp
chất có nguồn gốc kẽm hay chì hoặc các hợp chất thay thế khác.
• Có 2 loại chính:
− Loại rãnh xoắn
− Loại thường (nhẵn)
• Ưu điểm của cần khoan nặng có rãnh xoắn:
− Giảm bề mặt tiếp xúc với thành giếng khoan
− Chống được sợ dính cần trong giếng khoan
− Tăng khả năng tuần hoàn và nâng mùn khoan lên trên bề mặt
3. Drill Collars
• Cần nặng là loại cần đặc biệt được lắp ngay cạnh choòng khoan để cung cấp tải trọng trực
tiếp cho choòng khoan phá huỷ đất đá ở đáy giếng khoan và giữ cho bộ khoan cụ luôn ổn
định, chống lại ứng suất mỏi.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 13 -
• Căn cứ vào tải trọng lên choòng và đường kính cần nặng, người ta sẽ tính được chiều dài
cột cần nặng.

§ Nhiệm vụ chính của định tâm:
− Để làm giảm độ mòn của cần nặng người ta lắp các
định tâm trên cột cần nặng.
− Để dẫn hướng cho choòng khoan (tạo góc nghiêng của
giếng khoan)
− Tạo sự ổn định cho bộ khoan cụ và đảm bảo cho giếng
khoan không đi lệnh theo hướng thiết kế.
§ Tùy thuộc vào cấu trúc vỉa, phương pháp khoan
người ta có thể lắp 1 hay nhiều định tâm trên cột cần
nặng. Thông thường hay dùng 1 định tâm lắp ngay
phía trên choòng khoan làm nhiệm vụ dẫn hướng.
§ Phân biệt định tâm cần nặng với con lăn cắt
− Trên bề mặt định tâm có phủ 1 lớp dày hợp kim chịu
mài mòn rất cao. (Tungsten Carbide)
− Reamer.
+ Nó gồm nhiều con lăn có rãnh khía có phủ hợp kim
cứng, được gắn vào các rãnh của ống thép hình trụ
+ Công dụng : Ổn định thành giếng khoan, dùng phổ
biến cho tầng đất đá dễ trương nở (Sét).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 15 -
5. Bottom Hole Assembly
• Bộ dụng cụ đáy giếng bao gồm:
− Cột cần khoan thành dày
− Cột Cần nặng
− Các định tâm, hoặc reamer
− Choòng khoan
• Để nối cột cần khoan nặng với cần nặng ta phải
dùng đầu nối chuyển tiếp (XO).

− Cho đất đá có độ cứng trung bình
(Medium);
− Cho đất đá cứng (Hard)
• Ngoài độ cứng của các răng thép
được sử dụng cho các độ cứng
cấp đất đá khác nhau, mà bề mặt
các răng cũng khác nhau:
− Đối với đất đá mềm: Răng to, dài,
đầu răng sắc nhọn
− Đối với đất đá trung bình: Răng ngắn
hơn, đầu răng hơn tù.
− Đối với đất đá rắn: Răng ngắn, tròn,
ngòai phủ lớp hợp kim cứng.
• Choòng chóp xoay gắn hợp kim có
2 loại:
− Cho đất đá mềm: Tải trọng lên
choòng thấp và tốc độ quay lớn.
− Cho đất đá cứng: Tải trọng lên
choòng cao, tốc độ quay nhỏ.
+ Hạt hợp kim có độ cứng rất cao.
+ Chống mài mòn
BẢNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA CHOÒNG KHOAN
ROCK BIT SIZE TOOL JOINT SIZE

TYPE Made up Torque
(FT/BBL)
Made up Torque (M
kg)
4 ½” 2 3/8” REG 3000 - 3500 410 - 490
4 ¾” 2 7/8” REG 6000 - 7000 690 - 970
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 18 -
§ Diamond Bits
− Choòng kim cương: là choòng không
chóp xoay có gắn các hạt kim cương tự
nhiên vào các khuôn rãnh của choòng.
− Nguyên lý phá hủy là mài cắt.
− Ưu điểm: Thời gian làm việc cao.
− Nhược điểm: Rất đắt, chịu nhiệt và va
đập kém § Core Bit & Barrel
Choòng lấy mẫu và ống lấy mẫu
− Thường được làm từ các hạt kim cương
tự nhiên hoặc nhân tạo gắn vào các khe
rãnh trên đầu và xung quanh choòng
được đúc sẵn bằng thép.
− Có lỗ ở giữa để lấy mẫu.
− Được gắn nối với ống lấy mẫu

• Ống lấy mẫu (Barrel):
− Ống đựng mẫu và giữ mẫu trong khi khoan
mẫu, nối với choòng lấy mẫu.
− Có chiều dài từ 9 đến 27 m tùy yêu cầu lấy mẫu
đặt ngay phía trên 1 định
tâm và choòng khoan.
− Dòng chảy dung dịch đi
qua môtơ làm môtơ quay,
truyền lực quay cho
choòng khoan.
− Dùng Mud Motor để khoan định hướng, khoan vào các vỉa chứa dầu hoặc khí.
− Trong khi khoan bằng Mud Motor thì toàn bộ cần khoan phía trên Mud Motor không quay, vì
vậy rất đễ bị kẹt cần. Để khắc phục, phải thường xuyên kéo dạo hoặc xoay bộ cần bằng bàn
rôtơ hoặc Top drive.
5. Directional Wells
− Ngày nay, khoan định hướng (khoan xiên) là phương pháp khoan phổ biến nhất để thăm dò
dầu khí và đặc biệt sử dụng trong giai đoạn phát triển mỏ.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 20 -
− Nhờ ưu điểm vượt trội của phương pháp khoan định hướng mà hơn 90% số giếng khoan
trong ngành dầu khí thuộc loại giếng định hướng
Ứng dụng của khoan định hướng:
− Khoan cho vùng có vị trí khó tiếng cận
− Khoan phát triển mỏ
− Khoan cắt xiên (Side Track)
− Và các ứng dụng khác (khoan giải vây, Khoan địa nhiệt …)
6. Horizontal Well

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training

Ròng rọc động được nâng lên hoặc
hạ xuống trên tháp khoan bằng các
dây cáp khoan cuốn vào tang tời
chính.
• Đặc tính kỹ thuật:
− Bộ ròng rọc tĩnh có thể chịu được
tải từ 380 – 1300 tấn.
− Đường kính các puly tương ứng từ
107 – 180 cm.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 22 -
− Để chuyển hướng dây cáp mắc vào
tời thông thường dùng thêm một puly
lắp rời (Fast sheave)
3. BỘ RÒNG RỌC ĐỘNG & MÓC
NÂNG (Traveling Block & Hook )
− Bộ ròng rọc động là một khối gắn kết
nhiều puly.
− Dây cáp được luồn qua các puly của
ròng rọc tĩnh qua các puly của ròng
rọc động.
• Cơ cấu bù chuyển động (Motion
Compensator)
− Cơ cấu bù chuyển động được gắn
chắc chắn vào khung của bộ ròng rọc
động.
− Có tác dụng khử dao động của sóng
tác động vào giàn, ổn định khoảng

dùng để giữ chặt cần khoan, ống
chống khi kéo thả cần ống.
− Elevator được gắn với ròng rọc
động bằng hai thanh quang treo
(Links).
− Có rất nhiều kiểu Elevator, mỗi loại
cần khoan có đầu nối hình dạng
khác nhau nên phải chọn kiểu
Elevator phù hợp.
− Nếu chọn Elevator không đúng sẽ
làm hỏng Elevator và làm rơi cần
khoan xuống giếng khoan. • Casing Elevator: dùng để kéo thả
ống chống
− Đối với cột ống chống có đường kính
lớn và nặng, sử dụng Casing Elevator
– spider.
− Sức chịu tải 500 tấn
− Single – joint, casing pick-up type
elevator: sử dùng khi kéo ống chống
đơn từ sàn trung tâm lên trên sàn
khoan • HOOKS
− Dùng để treo Swivel (Đầu
trâu) và 2 quang treo
Elevator (Links)

− Nhánh cáp chạy qua các puly của ròng rọc
động và ròng rọc tĩnh được gọi là Reeving
Drilling Line

− Fast Sheave: Là Puly độc lập có sợi cáp chạy
qua và quấn vào tang tời, để dẫn hướng cáp
− Nhánh cáp chạy qua puly này và được quấn
vào tời khoan gọc là nhánh Fast Line
• Supply (storage) Reel
− Cuộn cáp dự trữ, dùng để thay cáp
mới khi cần (Slips & cutting Drilling
Line)
• Wear Points on Line
− Các điểm cáp bị mòn: tại điểm cáp tì
lên puly của ròng rọc động và tĩnh
khi ròng rọc động kéo lên vị trí cao
nhất và thả xuống vị trí thấp nhất.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
PVD Training
Floorman Training Cousre - 25 -
− Và tại vành gờ khi cáp tiếp xúc với hai cạnh của tang trống tời khoan (khi cáp chuyển số
vòng cuốn) • Slipping and Cutting Drilling Line
− Là sự dịch chuyển dây cáp mới thay thế
những nơi cáp bị mòn.
− Phần cáp cũ trong tang tời được tháo bỏ
và cắt đi, phần thêm mới được kéo từ
cuộn cáp dự trữ