nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành và sửa chữa bơm nps 6535-500. tính toán chon bơm nps 6535-500 cho giàn msp3

Như vậy, rõ ràng là độ nhớt của chất lỏng công tác ảnh hưởng rất lớn đếndòng chuyển động của nó, mặc dù trong các công thức tính toán cơ bản củacác máy bơm dùng để vận chuyển chất lỏng d

LỜI NÓI ĐẦU

Nền kinh tế của đất nước ta trong những năm gần đây đã có nhữngbước tiến vượt bậc với sự tăng trưởng luôn được duy trì ổn định ở mứctương đối cao

Đóng góp một phần không nhỏ vào các thành tựu phát triển đó, ngànhcông nghiệp dầu khí Việt Nam và điển hình là xí nghiệp LDDK

“Vietsovpetro” là một trong những ngành mũi nhọn của cả nước

Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro là một đơn vị đứng đầutrong công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí hiện nay Vùng hoạtđộng chủ yếu là thềm lục địa phía Nam Việt Nam và hiện nay mở rộng hợptác sang các địa bàn như Liên Bang Nga, Mianmar, Tunizia Từ khi Xí nghiệpliên doanh dầu khí Vietsovpetro đưa mỏ Bạch Hổ và Mỏ Rồng vào khai thác,tính đến 25 tháng 9 năm 2008 đạt sản lượng dầu thô tấn thứ 175 triệu

Hiện nay liên doanh dầu khí “ Vietsovpetro” đang khai thác dầu trên 3

mỏ chính là Bạch Hổ, Rồng và Đại Hùng Ở mỏ Bạch Hổ có 11 giàn cố định

và một số giàn nhẹ và là mỏ chiếm phần lớn sản lượng sản phẩm khai tháctrong liên doanh Để phục vụ cho công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầukhí, đặt ra nhiệm vụ quan trọng là phải có một hệ thống trang thiết bị phùhợp với điều kiện của khu mỏ, để đem lại hiệu quả kinh tế cao Các thiết bịmáy móc phục vụ cho ngành dầu khí rất đa dạng, trong đó máy bơm ly tâmđược sử dụng rộng rãi rong

Xí nghiệp đặc biệt là trong lĩnh vực khai thác và vận chuyển dầu donhững tính năng ưu việt của nó: Kết cấu đơn giản, an toàn khi sử dụng, giảiđiều chỉnh lớn

Là một sinh viên khoa thiết bị dầu khí và công trình - Trường Đại học

Mỏ - Địa chất, em rất tâm huyết với thiết bị vận chuyển dầu, cụ thể là máybơm vận chuyển dầu NPS 65/35-500 đang được sử dụng rất rộng rãi trongcông tác vận chuyển dầu trên công trình biển tại XNLD “Vietsovpetro”

Với mong muốn được góp một phần nhỏ vào sự phát triển của ngành

tài liệu và được sự đồng ý của bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, KhoaDầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, em được giao đồ án với đề tài:

“Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành và sửa chữa bơm NPS 65/35-500 Tính toán chon bơm NPS 65/35-500 cho giàn MSP3”

Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn: Nguyễn Thị Hải Yến bộmôn Thiết bị dầu khí và Công trình cùng các thầy cô trong bộ môn Thiết bịdầu khí và Công trình, các bạn đồng nghiệp đã giúp em hoàn thành bản đồ ántốt nghiệp này Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thứcbản thân, thời gian thực tập và nguồn tài liệu còn hạn chế nên đồ án không thểtránh khỏi những thiếu sót Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô

và các bạn bè để xây dựng bản đồ án hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 5 năm 2011

SINH VIÊN NGUYỄN TRỌNG HUY

CHƯƠNG 1 CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU VÀ VIỆC SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY BƠM LY TÂM TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ

“VIETSOVPETRO”

1.1 Công tác vận chuyển dầu

Hiện tại cũng như từ hơn thập niên trước đây, xí nghiệp liên doanh

"VIETSOVPETRO" đã và đang tiến hành khoan và khai thác dầu khí chủ yếu

ở trên hai vùng mỏ Bạch Hổ và Mỏ Rồng nằm ở vùng biển thềm lục địa phíaNam -Việt Nam Do vị trí địa lý của các vùng mỏ nằm cách xa đất liền hơn100km, nên tất cả các công đoạn công nghệ khoan, khai thác, vận chuyển vàtồn trữ dầu khí đều diễn ra trên biển, trên các giàn cố định, giàn nhẹ và tàuchứa dầu Tất cả các đường ống chính, chủ yếu dùng trong công tác vậnchuyển dầu khí đều nằm chìm dưới biển Điều đó đòi hỏi công tác vận chuyểndầu khí của chúng ta phải đạt được sự an toàn và độ tin cậy cao hơn nhiều lần

so với ở đất liền

Trong khu vực mỏ Bạch Hổ, dầu khai thác trên các giàn được vậnchuyển đến 2 trạm tiếp nhận (tàu chứa dầu - FSO-1 và FSO-2) :

Trạm tiếp nhận phía Nam FSO-1: Ở đây tiếp nhận dầu vận chuyển đến

từ 2 điểm là MSP-1và giàn công nghệ trung tâm số 2 (CPP-2) cùng với cácgiàn nhẹ (БК 1,2,3,4,5,6,7) chuyển đến Đây là 2 điểm vận chuyển dầu quantrọng nhất, có khối lượng vận chuyển lớn nhất Từ CPP-2 có đường ống vậnchuyển dầu nối với MSP-1 và khu vực mỏ Rồng Từ MSP-1 có đường ốngvận chuyển dầu nối với MSP-3, MSP-4 và MSP-8 và thông qua các điểmtrung chuyển tại MSP-6 và MSP-8 nối với trạm tiếp nhận phía Bắc FSO - 2

Trạm tiếp nhận phía Bắc FSO-2 : Tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2điểm trung chuyển là MSP-6 và MSP-8 Từ MSP-6 có đường ống vận chuyểndầu nối với MSP-4, và thông qua đó nối với MSP-3, MSP-5, MSP-7, MSP-8,MSP-10 Từ MSP-8 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, MSP-1,MSP-9, MSP-11 Trạm tiếp nhận FSO -2 chủ yếu tiếp nhận dầu từ các giànMSP-4, MSP-5, MSP-3, MSP-6, MSP-7, MSP-8, MSP-9, MSP-10, MSP-11

Trong khu vực mỏ Rồng có trạm tiếp nhận dầu FSO-3 Giữa các trạmtiếp nhận dầu FSO -1, FSO -2, FSO -3 có mối liên hệ với nhau thông quanhiều điểm trung chuyển.

1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác vận chuyển dầu

Một đặc điểm nữa có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn đến công tác vậnchuyển dầu trong khu vực mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng là các tính chất lý, hóađặc trưng của nó Tuy nhiên ở đây chỉ xem xét đến một số tính chất cơ bản, cóảnh hưởng quan trọng trực tiếp đến công tác vận chuyển, tồn trữ chứ khôngthể đi sâu vào các tính chất công nghệ hóa dầu cùng tính thương phẩm củachúng Đối với công tác vận chuyển, tồn trữ dầu thì những tính chất lý, hóasau đây là đặc biệt quan trọng :

1.2.1.Khối lượng riêng

Hiện nay dầu thô của chúng ta khai thác được chủ yếu tập trung ở cáctầng sản phẩm Mioxen hạ, Oligen hạ và tầng móng kết tinh Chúng thuộc loạidầu nhẹ vừa phải, khối lượng riêng nằm trong khoảng giới hạn (0,83 ÷0,85).103kg/m3 Dầu thô ở khu vực mỏ Bạch Hổ có khối lượng riêng khoảng0,8319.103kg/m3 (38o6API), đó là một thuận lợi đối với công tác vận chuyểndầu, bởi vì mặc dù theo công thức tính lưu lượng của bơm Q= CmПDb = (Dn)  D (K1.D) = K.D3n vào cột áp H= ta không thấy có sựảnh hưởng nào của khối lượng riêng chất lỏng công tác, nhưng nó lại ảnhhưởng đáng kể đến công suất thủy lực (NTL) của các máy bơm: NTL = G.H

= (.g.Q).H Điều đó có nghĩa là nếu nhỏ, việc cung cấp năng lượng (điệnnăng) cho các trạm bơm vận chuyển dầu giảm đáng kể

1.2.2.Độ nhớt 

Độ nhớt là khả năng của chất lỏng có thể chống lại được lực trượt (lựccắt), nó được biểu hiện dưới dạng lực ma sát trong (nội ma sát) khi có sựchuyển dịch tương đối của các lớp chất lỏng kề nhau Bởi vậy độ nhớt là tínhchất đặc trưng cho mức độ di động của chất lỏng Độ nhớt của chất lỏng thayđổi trong một phạm vi rộng theo nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì giảm và ngược

chất lỏng đặc biệt như nước Khi vận chuyển dầu, chúng ta phải đưa chúngvào trạng thái chuyển động, muốn vậy phải đặt vào chúng một lực nhất địnhbằng sự tác dụng của các cánh bơm Chuyển động của chất lỏng chỉ xuất hiệnkhi ứng suất ma sát vượt quá một giới hạn nào đó, gọi là ứng suất trượt banđầu Như vậy, rõ ràng là độ nhớt của chất lỏng công tác ảnh hưởng rất lớn đếndòng chuyển động của nó, mặc dù trong các công thức tính toán cơ bản củacác máy bơm dùng để vận chuyển chất lỏng (dầu thô) này không có mặt trựctiếp của đại lượng, nhưng chính nó là yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất gâynên tổn thất của dòng chảy Càng lớn thì tổn thất thủy lực của dòng chảy cànglớn, làm tăng tổn thất công suất và giảm lưu lượng của các máy bơm

1.2.3.Ảnh hưởng của các tính chất lý, hóa khác

Dầu thô của chúng ta là loại sạch, chứa rất ít các độc tố, các kim loạinặng như chì(1,39ppm), Vanadium(0,46ppm), Magiê(7,270ppm), Lưu huỳnh(0,005% trọng lượng ) Đây là một điều tốt cho hệ thống vận chuyển dầu cũngnhư hệ thống công nghệ của chúng ta Tuy nhiên, từ kết quả phân tích phầncặn( chiếm một tỷ lệ khá cao, đến 21,5% trọng lượng đối với dầu thô BạchHổ) có nhiệt độ sôi trên 500°C trong quá trình chưng cất chân không, ta thấydầu thô của chúng ta chứa hàm lượng Parafin rắn khá cao, đến 44,12%trọnglượng (phần cặn), điều đó làm giảm tính linh động của chúng ở nhiệt độ thấp,

và ngay cả ở nhiệt độ bình thường Chính sự có mặt của Parafin với hàmlượng lớn làm cho nhiệt độ đông đặc của dầu thô tăng lên Đối với dầu thôkhu vực mỏ Bạch Hổ, nhiệt độ đông đặc ở mức khá cao, đến 33°C Đây thực

sự là một trở ngại lớn cho hệ thống vận chuyển dầu của chúng ta bởi chúngrất dễ làm tắc nghẽn các tuyến đường ống, nhất là ở tại các điểm nút hoặc tạicác tuyến ống ở xa trạm tiếp nhận và có lưu lượng thông qua thấp, hoặckhông liên tục mà bị gián đoạn trong một thời gian lâu Đấy chính là nhượcđiểm căn bản trong tính chất lý, hoá của dầu thô Việt Nam, và việc xử lý,khắc phục chúng đòi hỏi cả một quá trình công nghệ phức tạp và tốn kém

Để cải thiện các tính chất lý hóa của dầu, phục vụ cho công tác vậnchuyển, tồn trữ chúng, người ta sử dụng nhiều biện pháp nhằm làm giảm độnhớt hoặc gia nhiệt cho chúng để chống sự đông đặc làm tắc nghẽn đườngống của dầu Ví dụ, bằng phương pháp cấy vi sinh vào môi trường nước ép

vỉa, người ta đã làm tăng tối đa các quá trình phản ứng men ôxy hóahydrocacbon của dầu có độ nhớt cao, điều đó làm tăng khả năng thu hồi dầu ởcác tầng sản phẩm và làm tăng được tính lưu biến của chúng

1.2.4.Ảnh hưởng của yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn

Ảnh hưởng của yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn cũng có sự tác độngkhông nhỏ đối với công tác vận chuyển và các quá trình công nghệ khai thácdầu Vùng biển thềm lục địa phía Nam này chịu ảnh hưởng gió mùa nhiệt đới,hình thành 2 mùa rõ rệt:

- Mùa mưa có gió Tây - Nam, được đặc trưng bởi lượng mưa lớn vànhiều sương mù kéo dài từ khoảng tháng 4 đến tháng 10 Vào mùa này khíhậu thường nóng, do vậy dầu thô khai thác được khi qua các công đoạn xử lýcông nghệ trên giàn ít bị mất nhiệt, hạn chế được khả năng đông đặc củachúng

- Mùa khô thường từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, có gió Đông - Bắcvới cường độ lớn, gọi là mùa gió chướng Trong khoảng thời gian này, hayxuất hiện những cơn bão hay áp thấp nhiệt đới với sức gió đến 25÷30m/s,nhiệt độ không khí giảm xuống rõ rệt Vì vậy ở các giàn khai thác có cácgiếng với sản lượng thấp thường hay xảy ra hiện thượng dầu bị đông đặc,hoặc chí ít thì tính linh động của dầu cũng giảm xuống rõ rệt, gây khó khăncho việc vận chuyển dầu Đó là chưa kể đến những sự cố bất thường xảy đếncho tuyến vận chuyển dầu (tắc nghẽn, gẫy vỡ đường ống) và các trạm tiếpnhận cũng thường hay xảy ra trong mùa thời tiết không mấy thuận lợi này

Ngoài ra, điều kiện khí hậu nhiệt đới, độ ẩm không khí lớn, và môitrường biển này hoàn toàn có hại đến tuổi thọ, độ bền của máy móc, thiết bịcông nghệ cũng như các tuyến đường ống vận chuyển dầu Các cấu trúc, kếtcấu kim loại của máy móc thiết bị công nghệ ngoài việc chịu tải trọng lớn khilàm việc, còn chịu tác động ăn mòn với cường độ lớn do môi trường biển gây

ra Trong thực tế, có trên 50% các trường hợp sự cố đối với cac đường ốngngầm vận chuyển dầu là do tác động của ăn mòn kim loại Vì vậy, khi tínhtoán thiết kế, lắp đặt các hệ thống thiết bị công nghệ trên các công trình biển,phải nên đặt điều kiện làm việc này (môi trường biển, độ ẩm lớn, khí hậu

1.3 Các loại máy bơm ly tâm sử dụng trong công tác vận chuyển dầu trên giàn khai thác

Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, trong đó việc trao đổi nănglượng giữa máy với chất lỏng (gọi là chất lỏng công tác) được thực hiện bằngnăng lượng thủy động của dòng chảy qua máy Bộ phận làm việc chính củabơm ly tâm là các bánh công tác trên đó có nhiều cánh dẫn để dẫn dòng chảy Biên dạng và góc bố trí của các cánh dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến các thànhphần vận tốc của dòng chảy nên có ý nghĩa rất quan trọng trong việc trao đổinăng lượng của máy với dòng chảy Khi bánh công tác của bơm ly tâm quay(thường là với số vòng quay lớn đến hàng ngàn vòng trong 1 phút), các cánhdẫn của nó truyền cơ năng nhận được từ động cơ (thường là động cơ điện)cho dòng chất lỏng đi qua nó tạo thành năng lượng thủy động cho dòng chảy.Nói chung năng lượng thủy động của dòng chảy bao gồm 2 thành phần chính:động năng (V2/2g) và áp năng (P/γ), và chúng có mối liên quan mật thiết vớinhau Trong quá trình làm việc của máy, sự biến đổi động năng bao giờ cũngkéo theo sự biến đổi của áp năng Tuy nhiên đối với máy thủy lực cánh dẫnnhư bơm ly tâm, đối với mỗi loại kết cấu máy cụ thể, sự biến đổi áp năng chỉđạt đến một giới hạn nhất định Nó khác với máy thủy lực thể tích Ở máythủy lực thể tích, năng lượng trao đổi của máy với chất lỏng có thành phầnchủ yếu là áp năng, còn thành phần động năng không đáng kể Còn ở máythủy lực cánh dẫn như bơm ly tâm, năng lượng cột áp chỉ tăng đến mức cầnthiết, còn lại toàn bộ năng lượng thủy động của dòng chảy nhận được từ máybiến thành động năng Chính vì vậy việc dùng các máy bơm ly tâm để vậnchuyển chất lỏng từ một điểm này đến một điểm khác chiếm một ưu thế hơnhẳn các loại máy thủy lực khác

Với tính năng kỹ thuật cao, chỉ tiêu kinh tế tốt, phạm vi sử dụng rộng rãinên các bơm ly tâm được dùng chủ yếu trong công tác vận chuyển dầu củaXNLD "VIETSOVPETRO" Tùy theo sản lượng khai thác và nhu cầu thực tếtrên mỗi giàn cố định mà người ta sử dụng chủng loại và số lượng bơm lytâm khác nhau Hiện nay tại các trạm bơm vận chuyển dầu trên các công trìnhbiển của XNLD "VIETSOVPETRO", chúng ta đang sử dụng các chủng loạibơm dầu ly tâm như sau:

1.3.1 Bơm ly tâm NPS - 40/400

Là tổ hợp bơm cùng chủng loại kết cấu như NPS 65/35 -500, chỉ khácđường kính ngoài của các bánh công tác của nó nhỏ hơn

1.3.2 Máy bơm Sulzer MSD-D Model 4x8x10,5

Là loại bơm ly tâm có 5 cấp, nằm ngang, trong đó bánh công tác thứnhất là loại hai cửa hút ngược chiều nhau, 4 bánh công tác còn lại là loại 1cửa hút được chia làm 2 nhóm đối xứng, có cửa hút ngược chiều nhau Thânmáy có cấu tạo gồm 2 nửa tháo được theo bề mặt phẳng ngang và được định

vị với nhau bởi các chốt côn Thân máy có nhiều khoang chứa các bánh côngtác và giữ luôn vai trò của các bánh hướng dòng Phía dưới có ống giảm tảinối từ khoang chứa đệm làm kín phía áp suất cao đến khoang cửa vào cấp Icủa bơm Trục bơm được làm kín bằng đệm làm kín chì dạng kép, có nhiệt độlàm việc dưới 160°C Đệm làm kín này được làm mát bằng dầu Tellus 46,đồng thời dầu làm mát này có tác dụng như nêm thủy lực làm kín bổ sung chođệm Dầu làm mát đệm làm kín trao đổi nhiệt với bên ngoài thông qua các láđồng tản nhiệt dọc theo đường ống

Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm như sau :

- Công suất thủy lực của bơm (KW) : 147

- Lượng dự trữ xâm thực cho phép (m): 2,1

- Công suất động cơ điện (KW) : 185

- Điện áp (V) : 380 - Tần số dòng điện : 50Hz

- Chiều dài khớp nối trục (mm) : 180

1.3.3 Máy bơm NK - 200/120

Là loại bơm ly tâm dùng để bơm dầu, khí hóa lỏng, dung dịch hữu cơ

và các chất lỏng khác có tỷ trọng không quá 1050Kg/m3, độ nhớt động đến6.10-4m3/s Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học

có kích thước lớn hơn 0,2mm và hàm lượng vượt quá 0,2% và nhiệt độ trongkhoảng -80oC ÷ 400oC Tổ hợp bơm gồm động cơ điện và bơm được lắp ráptrên cùng một khung dầm và được liên kết với nhau bằng khớp nối răng Đây

là loại bơm ly tâm 1 tầng, công -Xon, có thân bơm, vấu tựa, ống hút và ốngnối có áp (cửa ra) được đặt trên cùng một giá đỡ Việc làm kín trục được thựchiện bởi một bộ phận làm kín kiểu СГ - hoặc CO

Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của bơm như sau :

- Lượng dự trữ xâm thực cho phép (m): 4,8 (m)

- Lưu lượng định mức tối ưu (m3/h ) : 65(35)

- Áp suất đầu vào không lớn hơn (KG/cm2)

+ Làm kín bằng salnhic :

Kiểu CΓ : 1,0 (10) Kiểu CO : 0,5 (5)

- Công suất thủy lực yêu cầu của bơm (KW) : 160

- Trọng lượng của bơm (KG) : 1220

- Công suất của động cơ điện (KW) : 160

Theo thống kê, số lượng máy bơm NPS 65/35-500 và (NPS 40/400) là37/60 chiếm một tỷ lệ lớn, và trong thực tế người ta vẫn thường dùng các loạibơm NPS và SULZER để vận chuyển dầu Đây là 2 loại bơm ly tâm có nhiều

ưu điểm: kết cấu bền vững, độ tin cậy, độ an toàn cao, lưu lượng bơm, cột áp

và hiệu suất hữu ích lớn, dễ vận hành, bảo quản, sửa chữa Ở hai loại bơmnày, do cách bố trí các bánh công tác thành hai nhóm có cửa vào của mỗinhóm ngược chiều nhau Do đó làm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lênRoto, tải trọng của các ổ đỡ trục giảm, do đó tuổi thọ của chúng tăng lên rấtnhiều Tuy nhiên do các bơm ly tâm đều làm việc ở chế độ vận tốc góc lớn(khoảng 3000v/ph) nên việc lắp đặt, điều chỉnh chúng đòi hỏi độ chính xáccao Ngoài ra, do lưu lượng của chúng khá lớn nên việc đưa chúng vào chế độlàm việc đòi hỏi phải nắm vững và tuân thủ đúng yêu cầu của kỹ thuật vậnhành để tránh hiện tượng quá tải cho động cơ điện

Công việc vận chuyển dầu đòi hỏi phải đưa một lượng lớn sản phẩm

các tàu chứa trong thời gian nhanh nhất, đồng thời phải đảm bảo sự an toàncho các tuyến đường ống vận chuyển Ngoài ra, chỉ tiêu kinh tế trong việc sửdụng năng lượng điện cho các trạm bơm cũng được đặt ra Do đó việc bố trí,phối hợp các chủng loại bơm trên cùng một trạm, hoặc việc phối hợp giữa cáctrạm bơm với nhau sao cho có thể giảm được tải trọng trên các tuyến ống vậnchuyển dầu và tăng được lưu lượng thông qua của chúng

Trong việc bố trí, phối hợp giữa các bơm ly tâm trên cùng một trạmbơm người ta có thể lắp đặt chúng theo nhiều cách Theo cách đặt các bơmtheo kiểu mắc song song với mục đích làm tăng lưu lượng vận chuyển củatrạm Theo cách này, mặc dù đường ra của mỗi bơm ly tâm đều có van mộtchiều nhưng vẫn phải đòi hỏi các bơm trong hệ thống phải có các thông sốđặc tính kỹ thuật không khác xa nhau nhiều lắm, để khi cùng đồng thời vậnhành chúng không triệt tiêu lẫn nhau Theo cách đặt bơm mắc nối tiếp vớimục đích làm tăng áp suất trên đường vận chuyển để có thể đưa chất lỏng đếnđược những điểm tiếp nhận rất xa Tuy nhiên cách này đòi hỏi các tổ hợp bơmđược mắc nối tiếp phải có lưu lượng như nhau và việc làm kín trục cho cácmáy bơm ở phần cuối của hệ thống rất phức tạp do áp suất đầu vào của chúngtăng lên đáng kể Ngoài ra, cũng có thể phối hợp cả 2 kiểu bố trí song song vànối tiếp trên cùng một trạm Nhưng trong thực tế, trên các giàn cố định, cáctrạm bơm dầu được xây dựng theo kiểu mắc song song do các kiểu bơm lytâm đã được chọn lựa đảm bảo đủ cột áp để có thể vận chuyển được dầu thôđến vị trí tiếp nhận Tùy theo sản lượng khai thác hoặc vị trí công nghệ củamỗi giàn mà người ta sử dụng số lượng bơm ly tâm trên trạm là 2, 3 hoặchàng chục như ở CPP-2 (15 bơm)

Trên mỗi trạm bơm, thông thường người ta dự tính từ đến sốlượng bơm ở vị trí dự phòngđể khi hư hỏng, sự cố các máy bơm đang ở chế

độ làm việc, ta có thể sử dụng chúng thay thế ngay không ảnh hưởng đến sảnlượng khai thác dầu Các máy bơm dự phòng này không nên để chúng ở trạngthái không làm việc trong thời gian quá lâu vì dễ gây ra hiện tượng bó kẹt roto

do dầu bị đông đặc hoặc thành phần parafin trong dầu và các tạp chất gây kếttủa khác đóng cặn lại giữa các khe hở trong bơm Tùy theo mùa và thời tiết để

tiến hành theo kinh nghiệm riêng, tùy theo đặc điểm công nghệ mỗi giàn.Nhưng, tốt nhất vẫn là thực hiện chế độ luân phiên làm việc cho các máy bơmtrong trạm Điều đó giúp cho kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa được dễ dàng vàchủ động hơn.

Tóm lại: Từ việc xem xét những đặc điểm trong công tác vận chuyểndầu của xí nghệp liên doanh "VIETSOVPETRO" chúng ta có thể đề ra nhữngyêu cầu cơ bản cho việc xây dựng những trạm bơm dầu trên các giàn cố định

để thông qua đó có thể chọn lựa các chủng loại bơm ly tâm phù hợp với yêucầu công nghệ của mỗi giàn Theo ý kiến chúng tôi, các máy bơm ly tâm dùngtrong công tác vận chuyển dầu trong môi trường biển trên các giàn phải có độtin cậy cao, độ bền cơ học lớn, có khả năng chống lại tác động ăn mòn hóahọc trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, ẩm, hơi nước có độ mặn cao, và nhất là

có các đường đặc tính làm việc phù hợp với chế độ công nghệ của chúng ta

Bơm ly tâm chiếm một vị trí rất quan trọng trong hệ thống công nghệkhai thác dầu khí của xí nghiệp, bởi vậy nghiên cứu nắm vững lý thuyết cơbản về chúng là nhiệm vụ của những cán bộ, công nhân trực tiếp tham gia vậnhành hoặc bảo dưỡng sửa chữa các thiết bị công nghệ khai thác dầu khí và cảnhững người có liên quan đến hệ thống công nghệ này

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM NPS 35/65 - 500

2.1 Công dụng và đặc tính 2.1.1 Công dụng

Tổ hợp bơm kí hiệu NPS 65/35-500 là kiểu bơm ly tâm nằm ngang, nhiều cấp, các phân đoạn và các chi tiết dẫn dòng đều được chế tạo từ thép Cacbon Trục bơm được làm kín bởi bộ phận làm kín kiểu mặt đầu hoặc dây salnhic

Bơm được dùng để bơm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu, khí hóa lỏng

từ nhiệt độ -300C đến 2000C, chất lỏng được bơm không được chứa các hạt cứng vượt quá 0,2% theo khối lượng và kích thước nhỏ hơn 0,2mm

8 Kích thước: dài x rộng x cao (mm): 1970 x 600 x 585

12 Khối lượng riêng chất lỏng công tác (kg/m3) 1000

2.2 Cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo (hình 2.1)

Tổ hợp bao gồm bơm và động cơ điện được lắp ráp trên một bộ khungdầm chung Việc liên kết các trục của bơm và động cơ được thực hiện nhờkhớp nối răng và một trục trung gian Chiều quay roto của bơm là chiều quaytrái (ngược chiều kim đồng hồ) nếu nhìn từ phía động cơ

1 2 3 4 5

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể bơm NPS 65/35 – 500

3 Khớp nối bánh răng 4 Bơm

5 Giá máy lắp đặt động cơ và bơm

Ngoài ra còn có các bộ phận phụ khác như:

- Hệ thống đường ống cấp thoát nước làm mát ổ bi và thiết bị làm máttrục, hệ thống đường ống này thường được đặt ngầm dưới móng máy, trên hệthống có lắp đồng hồ đo áp suất và các van điều chỉnh

- Hệ thống đường ống hút và đẩy: trên hệ thống này có lắp đồng hồ đo

áp suất và van chặn, trên đường ống đẩy có lắp thêm van một chiều

- Đồng hồ đo nhiệt độ của nhớt trên ổ bi

Bơm NPS 65/35 - 500 là loại bơm ly tâm nhiều tầng với thân vỏ có thểtháo được theo mặt phẳng ngang Vỏ bơm bao gồm 2 nửa tách rời theo mặtphẳng ngang Bề mặt phân cách của cả hai nửa này được mài rà cẩn thận vàđược ghép chặt với nhau nhờ các gujong và các đai ốc mũ Nửa dưới là kếtcấu hàn, bao gồm phần vỏ bằng thép đúc được hàn nối với phần nửa hình ốngtạo thành đường dẫn từ cấp IV (11) vào cấp V (18) và các đầu ống cong lắpống giảm tải (22) để làm cân bằng áp suất ở khoang trước bộ phận làm kíntrục ở phía áp suất cao với áp lực ở đầu vào của bơm Hướng đường tâm củacác phần nửa hình ống nằm trên mặt phẳng ngang, ở bên cạnh và thẳng gócvới trục bơm

Bộ phận hướng dòng (phần chảy) của bơm bao gồm các ngăn phải (14)

và ngăn trái (8) , khoang cửa vào cấp I (6) và cấp V (18), khoang cửa ra cấp

IV (11) và cấp VIII (13) Tất cả các ngăn và khoang này đều được định tâmtheo bề mặt tiện trong của vỏ và được hãm chống xoay bởi các chốt Việc lắpđúng các khoang tương ứng với các lỗ thoát ở vỏ được bảo đảm bởi các cữhãm cắm vào Việc làm kín khe hở giữa các chi tiết của bộ phận hướng dòng

và thân vỏ máy bơm nhằm loại trừ việc rò rỉ chất lỏng giữa các cấp được thựchiện bởi các gioăng cao su chịu nhiệt có tiết diện tròn

Các bánh công tác được lắp trên trục bơm thành hai nhóm, mỗi nhóm 4bánh công tác Các cửa vào của các bánh công tác của 2 nhóm ở phía ngượcnhau, điều đó cho phép giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên roto Việc làmkín trục được thực hiện bởi bộ phận làm kín kiểu mặt đầu hoặc kiểu dâyquấn Ở khoang chứa salnhic và phần vỏ chứa các vòng bi có các lỗ lắp cácđường dẫn và đường thoát của chất lỏng làm kín và chất lỏng làm mát (nước)

Trục (2) của bơm được quay trong gối đỡ vòng bi lắp bên ngoài thân

vỏ Gối đỡ phía khớp nối bao gồm 2 vòng bi kiểu đỡ chặn No_ 66414 LΓOCT 831-75, còn gối đỡ phía bên kia gồm 2 vòng bi đỡ No-414L ΓOCT8338-75 Các ổ bi này được bôi trơn bằng chất lỏng (dầu bôi trơn) Sự tự tuầnhoàn cục bộ của dầu bôi trơn đã được dự tính đến cùng với sự duy trì tự độngmưc của nó

Ở loại salnhic mềm, các vòng dây salnhic được phân bố bởi khoangvòm chứa salnhic và thông qua đó dầu nguội tuần hoàn vừa làm mát, vừa bôitrơn cho trục roto và các vòng salnhic Ngoài ra dầu bôi trơn tuần hoàn còn cótác dụng làm màng ngăn thủy lực không cho các sản phẩm dầu thô nóng từnhiệt độ lớn hơn 80°C lọt ra ngoài Chất lỏng làm kín này (dầu) được đưa vàokhoang vòm chứa các dây salnhic mềm dưới áp suất từ 0,5-1,5 at, lớn hơn ápsuất chất lỏng công tác (dầu thô) ở phía trước bộ phận làm kín Áp suất củachất lỏng làm kín được điều chỉnh bởi bộ phận điều chỉnh vi sai sáp lực đượcnối vào hệ thống đường ống phụ của bộ phận làm kín Các chỉ dẫn về cách sửdụng bộ điều chỉnh vi sai này được trình bày trong bản hướng dẫn đi kèm với

tổ hợp bơm Các sơ đồ nối các đường ống phụ đã dược dự tính sao cho có thểđiều chỉnh bằng tay mức áp lực nhờ các van và đồng hồ chỉ báo đặt trênđường ra Áp lực của chất lỏng làm kín (và làm mát) được đưa vào mặt đầucủa bộ phận làm kín cần phải phù hợp với sự cần thiết đã được chỉ dẫn của cơ

Hình 2.4: Cấu tạo thân bơm dưới

2.2.2 Phần chảy (khoang hướng dòng)

Hình 2.5:Cấu tạo khoang hướng dòng

Bộ phận hướng dòng của bơm bao gồm các ngăn phải (14) và ngăn trái(8), khoang cửa vào cấp I (6) và cấp V (18), khoang cửa ra cấp IV (11) và cấp VIII (13) Tất cả các ngăn và khoang này đều được định tâm theo bề mặt tiện trong của vỏ và được hãm chống xoay bởi các chốt Việc lắp đúng các khoang tương ứng với các lỗ thoát ở vỏ được đảm bảo bởi các cữ hãm cắm vào Việc làm kín các khe hở giữa các chi tiết của bộ phận hướng dòng và thân vỏ máy bơm (nhằm loại trừ việc rò rỉ chất lỏng giữa các cấp) được thực hiện bởi các gioăng cao su chịu nhiệt có tiết diện tròn





-0,115 +0,04

-0,130 -0,095 -0,050

Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo buồng vào cấp 5

Phía đầu khớp nối với động cơ là hai ổ bi đỡ chặn 66414 theo tiêuchuẩn OCT 831 – 75 của (Liên Xô cũ).

Phía đầu đối diện là hai ổ bi đỡ 414 theo tiêu chuẩn OCT 8338 – 75của (Liên Xô cũ).Ở giữa hai vòng bi của mỗi ổ đỡ có lắp các vòng cách (hìnhống) để định vị tương đối giữa hai ổ với nhau Một vòng lắp trên trục để định

vị hai vòng trong và một vòng có đường kính ngoài bằng đường kính trongcủa lỗ lắp ổ bi để định vị vòng ngoài

Trên ống lót định vị vòng trong có lắp treo một vòng quăng dầu lên bôitrơn ổ bi khi bơm làm việc

0,016 A 18

Khớp nối trung gian bôi trơn bằng mỡ.

2.2.8 Ổ đỡ

Dùng ổ bi đỡ chặn để triệt tiêu hết các lực dọc trục còn lại

Ổ đỡ phía động cơ gồm hai ổ bi đỡ chặn 66414

Ổ đỡ phía đuôi trục gồm hai ổ bi đỡ 414

2.2.9 Làm kín bơm

Để làm kín giữa trục bơm và thân bơm ở hai đầu máy bơm, với máybơm NPS 65/35 - 500 người ta hay dùng hai kiểu làm kín: kiểu làm kín mặtđầu và kiểu làm kín dây quấn Công dụng của bộ làm kín là ngăn không chokhông khí lọt vào trong bơm cũng như không cho chất lỏng bơm chảy từtrong ra ngoài Làm mát bộ làm kín bằng nhớt nguội tuần hoàn, nhớt nguộituần hoàn để làm mát trục bơm, ống lót dây quấn và đệm làm kín Ngoài ra nócòn làm màn chắn thuỷ lực ngăn không cho sản phẩm dầu mỏ có nhiệt độ cao80oC chảy ra ngoài Chất lỏng làm mát được đưa tới bộ làm kín với áp lực

được điều chỉnh nhờ các van vi chỉnh áp lực lắp trong hệ thống phụ trợ của bộlàm kín.

Trên đường ống làm mát người ta còn lắp các đồng hồ đo áp lực đểtheo dõi áp lực của hệ thống làm mát đó

a Kiểu làm kín dây quấn

Được sử dụng trong trường hợp có áp lực phía trước bộ làm kín nhỏhơn 10 KG/cm2 Nếu áp lực phía trước nhỏ hơn 5 KG/cm2 người ta dùng bốnvòng làm kín Nếu áp lực phía trước tăng dần lên thì số vòng làm kín cũngtăng dần lên Độ dầy của vòng làm kín lựa chọn phụ thuộc vào đường kínhống lót trục:

S = áp dụng cho d < 100 mm

S = áp dụng cho d > 100 mm

Các vòng làm kín được quấn lệch nhau một góc từ 90 đến 180o, để bảođảm cho vòng làm kín được nếu chặt lên ống lót trục thì phải lắp bích Người

ta chế tạo với góc nghiêng 5 10o so với phương thẳng đứng

Khe hở giữa nắp bích Xanhich và ống lót trục từ 0,7 1 mm Khe hởnày không vượt quá 1,5 mm theo đường kính Nếu nắp bích vào khoang làmkín với dây quấn mới thì chiều dài làm việc của lắp bích được nén vào khoanglàm kín là 1/3 tổng số chiều dài làm việc của nó

Dây quấn thường có tiết diện vuông, vật liệu làm dây quấn thường làvải bông, gai…và được trộn với dầu Grafit

Khả năng làm việc lâu bền của bộ làm kín phụ thuộc vào tình trạng của

bộ làm kín, ống lót trục (độ bóng bề mặt, độ đảo của trục)

4 3

2 1

Hình 2.11: Cấu tạo bộ làm kín dây quấn

+ Sự bôi trơn bề mặt:

Ranh giới lớp màng mỏng chứa đầy những bọt khí và khuyết tật này là

do chất lỏng trong khoang nén cung cấp Đệm làm kín của máy bơm nếu làmviệc mà không bôi trơn thì chỉ sau vài giây có thể làm hỏng đệm Nếu bôi trơnhợp lý thì có thể làm tăng tuổi thọ của đệm kết hợp với bôi trơn ta có thể làmmát đệm bằng các dung dịch làm mát để loại trừ nhiệt làm nóng máy trongquá trình hoạt động

+ Vật liệu chế tạo vòng làm kín mặt đầu có thể bằng đồng, hợp kimGrafit, thép cacbon chất lượng cao tôi cứng đến HRC = 50 (hình 3.11)

Đệm làm kín mặt đầu bao gồm một dòng đệm có khả năng di chuyểntheo hướng trục, theo mức độ mài mòn của các chi tiết bề mặt làm kín và mộtmặt tựa lắp bộ phận giảm chấn, ảnh hưởng đến việc hạn chế sự rò dung dịch ở

bề mặt làm kín trực giao với trục mà trục và đệm cùng xoay Đệm làm kínmặt đầu có nhiều kiểu loại Với máy bơm NPS 65/35 - 500 đang sử dụng ở

Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro hay sử dụng loại đệm BO và BD

do Liên Xô sản xuất