Cấu tạo, nguyên lý hoạt động,quy trình bảo dưỡng và sửa chữa tổ hợp máy bơm trám xi măng UNB1R-400(XA400)

Ngành Dầu khí Việt Nam đã và đang là ngành kinh tế mũi nhọn ở nước ta, cùng với sự đầu tư mạnh mẽ về trang thiết bị, kỹ thuật trong những năm gần đây, Dầu khí Việt Nam đã có những bước phát triển rất lớn.

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành Dầu khí Việt Nam đã và đang là ngành kinh tế mũi nhọn ở nước

ta, cùng với sự đầu tư mạnh mẽ về trang thiết bị, kỹ thuật trong những nămgần đây, Dầu khí Việt Nam đã có những bước phát triển rất lớn Việc đầu tư,đổi mới và cải tiến trang thiết bị chính là một trong những lý do quyết địnhđến thành công của Dầu khí Việt Nam Trên các giàn khoan-khai thác ngoàibiển, các tổ hợp máy bơm trám xi măng là một trong những thiết bị quantrọng, chúng được sử dụng để thực hiện rất nhiều công đoạn khác nhau nhưbơm trám xi măng gia cố thành ống chống của giếng khoan, bơm rửa, bơm

ép, bơm dung dịch v.v

Cùng với sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Trần Văn Bản, em đã quyết

định làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý hoạt động,quy trình bảo dưỡng và sửa chữa tổ hợp máy bơm trám xi măng UNB1R- 400(XA400), và chuyên đề: “tính toán lựa chọn cơ cấu dẫn động cho máy bơm 11Γ”

Đồ án tốt nghiệp là công trình nghiên cứu khoa học được xây dựng dựatrên quá trình học tập, nghiên cứu tại trường kết hợp với thực tế sản xuấtnhằm giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức đã học Với mức độ tài liệu vàthời gian nghiên cứu hoàn thành đồ án cũng như kiến thức và kinh nghiệmcòn hạn chế, nên sẽ không tránh khỏi có những thiếu sót Em rất mong nhậnđược sự góp ý, bổ sung của các thầy cô, các nhà chuyên môn và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Thiết bị dầu khí vàcông trình, các bạn cùng lớp và đặc biệt là thầy Trần Văn Bản đã tận tình giúp

đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành bản đồ án này Nhân đây

em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các cán bộ, công nhân viên trong xínghiệp liên doanh “Vietsovpetro” đã giúp đỡ thu thập tài liệu để em hoànthành cuốn đồ án này

Hà Nội, ngày 2 tháng 6 năm 2010

Sinh viên

Nguyễn Xuân Huy

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG MÁY BƠM TRÁM XI MĂNG

Trong quá trình xây dựng và sửa chữa giếng khoan, ngoài nhiệm vụchính là bơm trám xi măng gia cố thành ống chống, đổ cầu xi măng, các tổhợp MBTXM cố định ở trên giàn còn tiến hành các công việc khác như bơm

ép, bơm rửa, bơm dung dịch, bơm dập giếng vv Trong quá trình khai thác,các tổ hợp MBTXM được sử dụng để bơm gọi dòng sản phẩm, bơm rửa giếngkhai thác, bơm ép thử rò cho các thiết bị công nghệ, bơm hóa phẩm để xử lývỉa, bơm vận chuyển dầu hoặc có thể sử dụng khi mở vỉa bằng phương phápthủy lực…

1.1.2 Bố trí chung của một tổ hợp MBTXM

1.1.2.1 Đối với tổ hợp MBTXM loại di động

Thông thường các tổ hợp BTXM loại này (VD: loại XA-320, 630x700A) được lắp ráp trên khung dầm của ô tô ( loại KRAZ-257 hoặcKPAZ-250) và được bố trí như hình 1.1:

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí của tổ hợp MBTXM loại di động

1- Động cơ ô tô (chính) 8- Thiết bị cứu hỏa

2- Hộp trích công suất (hộp phân phối) 9,15- Đèn pha chiếu sáng

3- Động cơ của bơm ly tâm (phụ) 10- Bơm ly tâm

4- Trục cac-đăng dẫn động bơm piston 11- Bơm piston

5- Đường ống phụ 12- Sa lăng

6- Đường ép của bơm piston 13- Đường xả vào bể đo

7- Bể đo 14- Đường hút của bơm pistonNgoài ra tùy theo từng yêu cầu nhiệm vụ cụ thể hoặc do kích cỡ, một sốtổ hợp MBTXM di động có thể có những cách bố trí khác

1.1.2.2 Đối với loại tổ hợp MBTXM cố định

Người ta lắp trang bị cho các giàn khoan- khai thác những tổ hợpMBTXM cố định để thực hiện các nhiệm vụ công nghệ trong các giai đoạnxây dựng giếng khoan, sửa chữa giếng khoan và khai thác dầu khí Trên cácgiàn khoan- khai thác này, những tổ hợp MBTXM được bố trí cố định trongnhững khu vực riêng (thường là ở block-modun công nghệsố 8) Trong khuvực lắp đặt các tổ hợp MBTXM (gọi là block BTXM), người ta có thể bố trílắp đặt 2 hoặc 3 tổ hợp MBTXM Các tổ hợp MBTXM thường được đặt cốđịnh trên những bề mặt sàn vượt, giữa chúng có sự liên kết với nhau theo kiểumắc song song của mạch thủy lực và liên kết với các block công nghệ khác ởtrên giàn

Mỗi tổ hợp MBTXM bao gồm: Thiết bị động lực (động cơ diezen) đượcnối với hộp số thông qua ly hợp và khớp nối răng để dẫn động cho bơm pistonthông qua hộp số và một hộp giảm tốc (HGT) thường được gắn liền như mộtkết cấu của bơm Bơm piston thường là loại bơm có 2 hoặc 3 piston tác dụngđơn hoặc kép có đường hút chia làm nhiều nhánh để có thể hút chất lỏng côngtác từ 2 ngăn riêng biệt của bể đo có V = 6 m3 và từ bể khuấy trộn dung dịchcó dung tích V = 12 m3 Ngoài ra đường hút của bơm piston còn được nối vớibể đo của các tổ hợp MBTXM khác để có thể hút dung dịch, chất lỏng côngtác đã được xử lý và chuẩn bị sẵn để bơm đi theo những quy trình công nghệkhác nhau Đường ép của các MBTXM được nối với một cụm phân dòngchung, trên đó có các van ngược và van chặn cao áp Từ cụm phân dòng này,có thể nối với các hệ thống công nghệ trên toàn giàn bằng các đường ống nốinhanh cao áp.Sơ đồ bố trí của một tổ hợp MBTXM được thể hiện như trênhình 1.2:

Hình 1.2 Sơ đồ bố trí chung của một tổ hợp MBTXM loại cố định

1.2 Các loại bơm đã được sử dụng, ưu nhược điểm và đặc tính kỹ thuật 1.2.1 Thực trạng sử dụng MBTXM tại Xí nghiệp liên doanh

“Vietsovpetro”

Ngay từ khi tiến hành xây dựng các giếng khoan thăm dò trên vùng biểnthềm lục địa phía Nam (Vũng Tàu), các tổ hợp máy BTXM di động đã đượcsử dụng rộng rãi để thực hiện việc bơm trám xi măng gia cố thành ống chốngcủa giếng khoan và thực hiện một số công việc khác như bơm rửa, bơm ép,bơm dung dịch v.v Từ năm 1983, cùng với việc bắt đầu xây dựng các giànkhoan-khai thác (MSP-1, tháng 3-1983) cố định ở trên biển, người ta đã tiếnhành lắp đặt các tổ hợp MBTXM cố định trong một khu vực riêng gọi làblock BTXM (BM-8) ở trên giàn để phục vụ cho các quy trình công nghệkhác nhau trong cả quá trình khoan, sửa chữa giếng và khai thác Bố trí chungcủa các tổ hợp MBTXM trên các giàn cố định (MSP) tương đối đồng nhất(như đã nêu ở hình 1.2) nhưng các kiểu loại MBTXM có thể khác nhau

Việc lắp đặt các tổ hợp MBTXM cố định trên các giàn khoan-khai thác ởXNLD “Vietsovpetro” đã đạt được hiệu quả sử dụng tương đối lớn và thuậntiện rất nhiều khi tiến hành các công đoạn công nghệ khác nhau

Hiện nay, XNLD“Vietsovpetro” đang tiến hành khoan và khai thác chủyếu ở trên 2 vùng mỏ Bạch Hổ và Rồng Trừ các giàn nhẹ (BK), giàn ép vỉa,giàn nén khí đồng hành, còn trên tất cả các giàn cố định khác: MSP-1, CTP-2 MSP-11, R-1 vv đều có thiết kế, lắp đặt các tổ hợp MBTXM cố định tạiblock BTXM với các kiểu loại và số lượng được thống kê trong bảng 1.1 dướiđây:

Bảng 1.1 Các loại tổ hợp MBTXM sử dụng trên các giàn khoan

Giàn No Tên tổ hợp

MBTXM

Kiểubơm

Động cơdiezen

Kiểu hộp sốtruyền độngNo-1

160x40(XA-320)

238-1700010UNB1R-

MSP1 No-2

160x40(XA-320)

238-1700010No-3

630x700(4AN-700)

UN1-R-700

C3

B2-800TK-0001000

UNB1R-14Г

C4

B2-500TK-4KPM.00.000-002

MSP-3

No-1

160x40(XA-320)

238-1700010No-1

160x40(XA-320)

238-1700010No-1

160x40(XA-320)

UNB1R-9Г IAM3-238

1700010

UN1-4R-700

C3

B2-800TK-0001000

3KPM-No-3

630x700(4AN-700)

UN1-4R-700

C3

B2-800TK-0001000

3KPM-MSP-5

No-1

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

B2-500TK-C4T2

4KPM.00.000-002

400x40(XA- 14Г

UNB1R-B2-500TK 4KPM.00.00

No-2 400) -C4U2 0-002No-3 UNB1R-400

UN1-4R-700

B2-800TK-C3

0001000

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

B2-500TK-C4

4KPM.00.000-002

No-3

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

C4

B2-500TK-4KPM.00.000-002

MSP-8

No-1

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

B2-500TK-C4

4KPM.00.000-002

No-2

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

B2-500TK-C4

4KPM.00.000-002

No-3

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

B2-500TK-C4

4KPM.00.000-002

400x40(XA- 14Г

UNB1R-B2-500TK-C4

4KPM.00.000-002

MSP-9 400)

No-3

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

B2-500TK-C4

4KPM.00.000-002

MSP-10

No-1

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

500ABT-C3

B2-4KPM.00.000-002

No-2

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

500ABT-C3

B2-4KPM.00.000-002

No-3

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

500ABT -C3

B2-4KPM.00.000-002

MSP-11

No-1

400x40(XA-400)

B2-500TKC

4KPM.00.000-002

No-2

400x40(XA-400)

B2-500TKC

4KPM.00.000-002

No-3

400x40(XA-400)

B2-500TKC

4KPM.00.000-002

R-1

No-1

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

500TKC4T

B2-4KPM.00.000-002

No-2

400x40(XA-400)

UNB1R-14Г

500TKC4T

B2-KPM.00.000-002

1.2.2 Đặc tính kỹ thuật cơ bản của một số loại tổ hợp MBTXM 1.2.2.1 UNB1R-160x40 (XA-320) - Liên Xô

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của thiết bị động lực

- Động cơ diezen: IAM3-238

- Công suất: Nđ/c = 177 kW

- Số vòng quay lớn nhất: nđ/c = 2100 v/ph

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần truyền động

- Ly hợp: Kiểu ma sát khô,điều khiển bằng kết cấu cơ khí

- Hộp số: Loại 238-1700010 với 5 cấp tỷ số truyền Tuy nhiên khi làmviệc (bơm ép) người ta không sử dụng tỷ số truyền I, mà chỉ sử dụng tỷ sốtruyền II, III, IV và V

- Khớp nối trục: để truyền chuyển động từ động cơ đến hộp số và đếnbơm

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần bơm piston

- Loại máy bơm 9Г:

+ 2 piston, kiểu nằm ngang, tác dụng kép Piston và xy lanh có thể thayđổi với các đường kính  90 mm, 100 mm, 115 mm, 127 mm Hành trìnhpiston là 250 mm Phần dẫn động bơm là bộ truyền trục vít bánh vít có tỷ sốtruyền là 20,5

+ Áp suất làm việc lớn nhất: Pmax = 320 kG/cm2 (áp lực giới hạn của chốtvan an toàn )

+ Áp lực giới hạn khi Qmax : Pmin = 43,8 kG/cm2

+ Lưu lượng lớn nhất: Qmax = 26,16 l/s (ở chế độ tạm thời với  piston =

127 mm, tỷ số truyền V)

+ Lưu lượng nhỏ nhất: Qmin = 3,2 l/s (khi Pmax)

1.2.2.2 UNB1R-400 (XA-400) - Liên Xô

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của thiết bị động lực

- Động cơ diezen: B2-500A-C3

- 4 kỳ, 12 xy lanh, cao tốc, phun nhiên liệu trực tiếp

- Công suất: Nđ/c = 368 kW khi n = 1800 v/ph

- Momen xoắn cực đại trên trục động cơ: 2490 N.m.

- Hệ thống làm mát: Bằng chất lỏng (nước) theo chế độ tuần hoàn, cưỡngbức

- Hệ thống bôi trơn: Dầu bôi trơn được lưu thông tuần hoàn, cưỡng bứcdưới áp lực

- Hệ thống khởi động: Bằng động cơ điện loại CT-723 hoặc khí nén

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần truyền động

+ Ly hợp: Kiểu ma sát khô, dạng đĩa, đóng mở bằng kết cấu cơ khí.+ Hộp số: loại 4KPm-500, 2 hành trình , 3 trục, 4 tốc độ với các tỷ sốtruyền I = 4,66; II = 3,26; III = 2,20; IV = 1,59, sử dụng các cặp bánh răngtrụ nghiêng; các ổ đỡ trục là các vòng bi đũa côn; điều khiển hộp số bằng cơcấu dẫn động cơ khí

+ Hộp giảm tốc: sử dụng các cặp bánh răng trụ nghiêng, có tỷ số truyền:1,807; bánh răng bị động được lắp trên cùng trục dẫn động bơm; thành vỏ hộpgiảm tốc được lắp chặt vào thân vỏ bơm

+ Các khớp nối trục: giữa ly hợp và hộp số, giữa hộp số và hộp giảm tốccó lắp các khớp nối răng dạng kín để truyền chuyển động

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần bơm piston

- Loại máy bơm 11Г:

+ 3 piston, kiểu nằm ngang, tác dụng kép

+ Hành trình piston: 200 mm

+ Số hành trình (kép) lớn nhất: 127 lần/ph, khi nđ/c = 1600 v/ph

+ Đường kính thay đổi của piston và ống lót xy lanh: 110 mm, 125mm,140mm

+ Tỷ số truyền của bộ phận dẫn động: 4,38

+ Áp suất làm việc lớn nhất; Pmax = 400 kG/cm2 (áp lực giới hạn của chốtvan an toàn)

+ Lưu lượng lớn nhất: Qmax = 36,5 l/s (khi  piston = 140 mm; Plv ≤ 80kG/cm2)

+ Lưu lượng nhỏ nhất: Qmax = 7,4 l/s (khi n = 1600 v/ph,  piston = 110mm; Plv = 400 kG/cm2)

1.2.2.3 UN1-630x700A (4AN-700) - Liên Xô

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của thiết bị động lực

+ Động cơ diezen: B2-800TK-C3, 4 kỳ, cao tốc, có tuốc bin tăng áp.+ Công suất toàn phần: Nđ/c = 588 kW khi nđ/c = 2000 v/ph

+ Công suất vận hành: Nđ/c = 544 kW khi nđ/c = 1800 v/ph

+ Mômen xoắn cực đại trên trục động cơ: 2940 N.m

+ Số vòng quay cực đại của trục khuỷu: 2300 v/ph

+ Số vòng quay nhỏ nhất của trục khuỷu: 600 v/ph

+ Hệ thống làm mát: Bằng chất lỏng (nước) theo chế độ tuần hoàn,cưỡng bức

+ Hệ thống bôi trơn: Dầu bôi trơn được lưu thông tuần hoàn, cưỡng bứcdưới áp lực, với cacte dạng khô

+ Hệ thống khởi động: Bằng động cơ điện hoặc khí nén

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần truyền động

+ Ly hợp: Ma sát khô, điều khiển đóng mở bằng kết cấu cơ khí

+ Hộp số: loại 3KPm-0001000, 3 trục, 4 tốc độ với các tỷ số truyền I =4,67; II = 3,43; III = 2,43; IV = 1,94, sử dụng các cặp bánh răng trụ nghiêng;các ổ đỡ trục là các vòng bi đũa côn; điều khiển hộp số bằng cơ cấu dẫn động

cơ khí

+ Hộp giảm tốc: Không có

+ Các khớp nối trục: giữa ly hợp và hộp số, giữa hộp số và phần dẫnđộng bơm có lắp các khớp nối răng dạng kín để truyền chuyển động

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần bơm piston

- Loại máy bơm 4R-700:

+ 3 piston, kiểu nằm ngang, tác dụng đơn

+ Hành trình piston: 200 mm

+ Đường kính có thể thay đổi của xy lanh và piston:  100 mm, 120 mm.+ Số hành trình lớn nhất: 192 lần/ph (khi nđ/c = 1800 v/ph)

+ Áp suất làm việc lớn nhất; Pmax = 700 kG/cm2

+ Lưu lượng lớn nhất (lý thuyết): Qmax = 22 l/s

+ Tỷ số truyền của các cặp bánh răng nghiêng truyền động từ trục dẫnđộng đến trục chính là: 4,86

+ Bôi trơn bộ phận dẫn động bơm bằng cách vung tóe dầu bôi trơn

1.2.2.4 SSP-500 - Mỹ

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của thiết bị động lực

+ Động cơ diezen Caterfiller 3406

+ Công suất hữu ích: N = 500 kW

+ Số vòng quay ở chế độ vận hành: n = 2100 v/ph

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần truyền động

+ Ly hợp: kiểu đĩa, ma sát ướt

+ Hộp số: loại ALISSON 596, 3 trục, 5 tốc độ

● Đặc tính kỹ thuật cơ bản của phần bơm piston

+ Loại bơm: TWS-600

+ Đường kính piston: 4"1/2

+ Áp lực làm việc lớn nhất: 6290 Psi

1.2.3 Nhận xét chung về đặc tính kỹ thuật và việc sử dụng các tổ hợp MBTXM trong XNLD “Vietsovpetro”

- Qua sự thống kê về việc bố trí , lắp đặt và sử dụng các tổ hợp MBTXMtrên các giàn khoan-khai thác dầu khí của XNLD “Vietsovpetro” ta thấy tỷ lệtrang bị và sử dụng các loại tổ hợp MBTXM như sau:

+ Tổ hợp MBTXM UNB1R-160x40 (XA-320)là : 5/35 (14,3 %).+ Tổ hợp MBTXM UNB1R-400 (XA-400) là : 4/35 (11,4%)

+ Tổ hợp MBTXM UNB1R-400x40(XA-400) là :20/35 (57,2%).+ Tổ hợp MBTXM UN1-630x700 (4AN-700) là : 3/35 (8,6%)

+ Tổ hợp MBTXM SSP-500 (TWS-600) là : 2/35 (5,7%)

- Các tổ hợp MBTXM loại UNB1R-160x40 (XA-320) với bơm kiểu 9Г,có 2 piston tác dụng kép là những tổ hợp MBTXM cũ, được lắp đặt từ nhữngngày đầu xây dựng các công trình biển của XNLD “Vietsovpetro” Loại bơmnày có áp suất làm việc thấp (Pmax = 320 kG/cm2) và lưu lượng nhỏ (Qmax =26,6 l/s), rất khó đáp ứng được những đòi hỏi của các quy trình công nghệphức tạp trong xây dựng và sửa chữa giếng khoan cũng như trong công nghệkhai thác Mặt khác, vì bơm chỉ có 2 piston tác dụng kép, mặc dù đã được bốtrí lệch nhau 1 góc 90o nhưng các loại bơm này vẫn cho lưu lượng hoàn toànkhông ổn định Lưu lượng dao động trong một khoảng rộng tạo nên những vađập thủy lực, ảnh hưởng rất xấu đến các kết cấu chịu lực của bơm

- Các tổ hợp MBTXM loại UN1R-400 (XA-400) với kiểu bơm piston11Г có 3 piston, tác dụng kép có lưu lượng ổn định hơn so với kiểu bơm 9Г.

Do sự tác dụng kép của piston trong mỗi vòng quay của trục chính và hànhtrình S của piston lớn hơn so với loại bơm 14Г (bơm 11Г có S = 200 mm, củabơm 14Г có S = 160 mm) nên mặc dù với cùng đường kính piston là  140

mm và số vòng quay của trục chính không lớn (127 v/ph so với 280 v/ph củabơm 14Г) nhưng lưu lượng của bơm 11Г lớn hơn hẳn Tuy nhiên, do là bơmtác động kép nên việc làm kín giữa piston và xy lanh của bơm 11Γ gặp nhiềukhó khăn, trong khi đó vấn đề làm kín giữa piston và xy lanh của bơm 14Гđơn giản hơn nhiều Để đảm bảo sự làm kín, thông thường các piston củabơm 11Г được làm bằng cao su có cốt thép, nhưng do phải ma sát với thành

xy lanh khi làm việc với áp lực cao nên piston rất nhanh chóng bị mài mòn và

hư hỏng Các ống lót xy lanh của bơm 9Г và 11Г nói chung thường nhanhhỏng hơn bơm 14Г (của tổ hợp BTXM UNB1R-400x40) và bơm 4R-700 (củatổ hợp MBTXM AN-700) Về mặt kết cấu, các loại bơm 9Г và 11Г phức tạphơn hẳn so với kiểu loại bơm 14Г và 4R-700 do phải bố trí nhiều buồng vanđể đảm bảo sự tác dụng kép của chúng Riêng loại bơm 11Г kết cấu trụcchính còn bị tách làm 2 nửa, do đó việc lắp đặt, căn chỉnh cũng khó khăn hơn

so với những loại khác

- Các loại bơm 14Г (của tổ hợp MBTXM UNB1R-400x40) và 4R-700(của tổ hợp MBTXM 4AN-700) có kết cấu phần bơm tương đối đơn giản, dễsửa chữa và bảo dưỡng Các loại bơm này có lưu lượng ổn định nhất nếu căn

cứ vào các đồ thị lưu lượng của chúng Kết cấu đơn giản của phần thủy lựccũng như của phần dẫn động cho phép tăng tốc độ vòng quay của trục chínhvà tăng tốc độ hành trình của piston (đối với bơm 14Г, số hành trình củapiston có thể đạt đến 280 lần/phút; của bơn 4R-700 có thể đạt 192 lần/phút)điều đó cũng góp phần làm cho lưu lượng của bơm tăng lên và ổn định hơn sovới loại bơm 11Г và 9Г Mặt khác, do tốc độ vòng quay của trục chính củabơm khá lớn nên khả năng vung tóe dầu bôi trơn để đảm bảo sự bôi trơn chocác vòng bi và cơ cấu con trượt cũng tốt hơn các loại bơm khác Vấn đề làmkín bộ phận thủy lực của bơm 14Г và 4R-700 cũng đơn giản hơn nhiều Ngoài

ra, các tổ hợp MBTXM loại UNB1R-400x40 và loại 4AN-700 thường được

trang bị động cơ diezen có bộ phận tuốc-bin tăng áp nên công suất động cơlớn, tạo khả năng làm việc với những áp lực rất lớn cho các loại bơm 14Г và4R-700 mà kích thước của các tổ hợp bơm chỉ tăng không đáng kể.

- Khi so sánh đánh giá về các chỉ tiêu kinh tế giữa các loại bơm đangđược sử dụng như đã nêu trên, các loại bơm do Liên-xô sản xuất nhưUNB1R-400x40 và AN-700 có các đặc tính kỹ thuật và phạm vi sử dụng gầntương đương với loại bơm SSP-500 của Mỹ nhưng giá thành của chúng chỉbằng 2/3 Với điều kiện vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng của chúng ta, các loạitổ hợp MBTXM của Liên Xô cũng tỏ ra phù hợp hơn hẳn

Như vậy, qua thực tế sử dụng các loại tổ hợp MBTXM trên các công trìnhbiển của XNLD “Vietsovpetro”, các loại tổ hợp MBTXM của Liên Xô sảnxuất như UNB1R-400, UNB1R-400x40, UN1-630x700 (tức 4AN-700) chiếmmột vị trí đặc biệt quan trọng Ba loại bơm nói trên chiếm đến 77,2% số lượngcác tổ hợp máy BTXM trang bị trên các giàn khoan-khai thác dầu khí củaXNLD “Vietsovpetro” Mặt khác, chúng đảm bảo được hầu hết các yêu cầuđặt ra trong quy trình công nghệ khoan, sửa chữa giếng khoan và khai thácnhư: bơm trám xi măng thành ống chống, bơm đổ cầu xi măng, bơm ép thử ròthiết bị, bơm dung dịch, bơm sửa giếng, bơm gọi dòng sản phẩm, bơm hóaphẩm xử lý giếng Riêng đối với tổ hợp MBTXM loại UNB1R-400(XA400),lưu lượng Qmax = 36,5 l/s khá lớn (khoảng 131,4 m3/h - theo tính toán lýthuyết) khi sử dụng loại piston  = 140 mm, ngay cả khi sử dụng loại pistonnhỏ nhất  = 110 mm (để có thể thích hợp cả với công việc bơm ép với áp lựccao khi thử rò thiết bị) với áp lực khoảng 135 kG/cm2, thì lưu lượng cũng cóthể đạt 21,5 l/s (khoảng 77,4 m3/h - theo tính toán lý thuyết, ở tốc độ vòngquay của động cơ n = 1600 v/ph) Điều đó cho thấy khả năng thích ứng tốtcủa chúng với các quy trình công nghệ khai thác như bơm rửa, bơm gọi dòng,bơm ép trong quá trình xử lý giếng bằng hóa phẩm hoặc có thể sử dụng chúngvận chuyển dầu trong trường hợp sự cố hoặc xử lý việc thông rửa các tuyếnđường ống trong trường hợp bị tắc nghẽn Trong quá trình sửa chữa giếngkhoan, với yêu cầu lượng dung dịch tuần hoàn không lớn thì loại bơm 11Гcủa tổ hợp UBN1R-400 cũng tỏ ra thích hợp và việc sử dụng chúng cũng đạtđược hiệu quả kinh tế lớn hơn Vì vậy việc nghiên cứu tìm hiểu các đặc điểm

kết cấu, tính năng kỹ thuật của chúng nhằm nâng cao hiệu quả trong cả quátrình vận hành cũng như bảo dưỡng và sửa chữa chúng đã và đang được đặt rathường xuyên như một vấn đề tất yếu, để có thể tận dụng tối đa những ưuđiểm, hạn chế những khuyết điểm của loại bơm này.

1.3 Sơ đồ bố trí các tổ hợp MBTXM trên giàn MSP-5.

Hiện nay, tại block công nghệ MBTXM - BM8, ở trên MSP-5, được trangbị 1 máy BTXM loại 14Г và 2 máy BTXM loại 11Г với các đặc tính kỹ thuật

cơ bản của chúng đã được nêu ở bảng 1.1 Chỉ có một lưu ý rằng: tất cả cácmáy bơm 14Г và 11Г ở trên MSP-5 đều được lắp đặt piston-xylanh  110 mmvới các cụm van ngược phù hợp với chúng Ngoài ra, tại BM-8 cũng lắp đặt 2bơm ly tâm XNS-105/294 và các máy khuấy trên bể trộn V = 14 m3 để phụcvụ cho công tác bơm trám xi măng

Do các tổ hợp MBTXM ở MSP-5 không chỉ phục vụ riêng cho công việcBTXM, mà chúng còn phục vụ rất nhiều công việc khác nhau trong quy trìnhcông nghệ khai thác, bởi vậy ngoài các đường cung cấp chất lỏng công tác sẵncó, chúng còn được bố trí thêm đường cấp dầu thô, nối từ block công nghệ số

3 và đường cấp dầu diezel nối từ bể chứa nhiên liệu (ngoài đường cấp nhiênliệu cho các động cơ diezel) từ block 8a sang Bố trí chung thực tế của blockmáy bơm trám xi măng (BM-8) tại MSP-5 được thể hiện trên hình 1.3 sauđây

O 2 1.7

x

3.2

Hình 1.3 Bố trí thực tế của MBTXM tại BM-8 giàn MSP-5

1.4 Các chế độ vận hành và yêu cầu đối với các tổ hợp MBTXM trên MSP-5:

Các tổ hợp MBTXM ở trên giàn đã phải thực hiện nhiều chế độ vận hànhkhác nhau để phục vụ cho các công đoạn công nghệ khác nhau trong quá trìnhkhoan, sửa giếng hoặc khai thác Có thể nêu ra những chế độ vận hành chínhđã được áp dụng trong quá trình làm việc tại MSP-5 như sau:

1.4.1 Bơm trám xi măng thành ống chống

Trong quá trình xây dựng giếng khoan, BTXM nhằm mục đích gia cốnâng cao chất lượng thành ống chống của giếng khoan, đồng thời cách ly cácvỉa để phục vụ cho công tác khai thác về sau Đây là một công đoạn khó khăn,phức tạp đòi hỏi sự chính xác và liên tục không được phép gián đoạn trong tấtcả các khâu, nhất là đối với các MBTXM và người vận hành nó, ngay từ khiquá trình bơm trám xi măng bắt đầu tiến hành

Tùy theo kết cấu của từng giếng khoan mà có những chế độ BTXM cụthể Tuy nhiên thông thường, các chế độ bơm trám xi măng thành ống chốngkhông đòi hỏi áp suất lưu lượng bơm quá cao và thời gian bơm quá lâu Mặcdù vậy, công nghệ BTXM thành ống chống giếng khoan có những yêu cầukhắt khe, chính xác về thời gian và sự ổn định về lưu lượng cũng như tính liêntục không bị ngắt quãng vì sự cố để đảm bảo chất lượng Điều đó đòi hỏi sựhoàn hảo đến mức độ cao về tình trạng kỹ thuật của các tổ hợp MBTXM vàsự đồng bộ của các trang thiết bị phụ trợ khác

Trước khi tiến hành các công việc BTXM thành ống chống giếng khoan,công việc chuẩn bị đòi hỏi phải được thực hiện một cách nghiêm túc để saocho toàn bộ hệ thống phục vụ cho công tác BTXM: từ các bunker (kho chứa)

xi măng đến block vận chuyển bằng khí nén cùng với trạm máy nén khí tạiBM-7B (phục vụ cho việc thổi xi măng), từ các máy bơm ly tâm, máy khuấytrộn đến các tổ hợp MBTXM, đều phải ở mức độ tốt nhất có thể được Lượngnước ngọt ở các bể chứa, lượng xi măng ở trong các bunker v.v… cũng phảiđược tính toán với một hệ số dự trữ từ 1,5÷2 lần số lượng có thể sử dụngtrong quá trình bơm trám Công việc của người thợ máy lúc này là phải đảmbảo tình trạng kỹ thuật thật tốt cho toàn bộ 3 tổ hợp MBTXM, các đường ống

dẫn, cụm phân dòng (trạm van ngược BM-700), các khuỷu nối ống, khớp nốiống, các cần ống nối nhanh v.v… Công việc chuẩn bị này có khi phải tiếnhành hàng tháng trời, và chỉ đến khi có thể tin tưởng chắc chắn rằng toàn bộhệ thống đã hoàn chỉnh và có thể vận hành thuận lợi, không thể xảy ra nhữngsự cố làm gián đoạn quá trình BTXM, lúc đó công việc chuẩn bị mới được coilà hoàn tất.

Trước khi tiến hành công việc BTXM người ta còn tiến hành bơm ép thửđộ kín cho toàn bộ hệ thống một lần nữa bằng nước, với áp suất thử vàokhoảng 250 kG/cm2 trong thời gian 5 phút

Khi tiến hành công việc BTXM, người ta thường chia thành nhiều nhómlàm việc đồng thời với những chức năng khác nhau: Nhóm chịu trách nhiệmvận chuyển xi măng bằng khí nén, nhóm trộn dung dịch xi măng, nhóm kiểmtra theo dõi các thông số làm việc của hệ thống, nhóm thợ máy chịu tráchnhiệm chính bơm dung dịch xi măng vào giếng với lưu lượng ổn định đã đượctính toán trước và phải đảm bảo để áp suất trên hệ thống không tăng quá cao,có thể làm biến dạng hoặc phá vỡ ống chống Thông thường, áp suất khiBTXM thành ống chống không vượt quá 150 kG/cm2, thời gian bơm khoảng

từ 3÷5 giờ (tùy thuộc vào chiều dài của ống chống) lưu lượng bơm vàokhoảng 20÷30 m3/h, vì vậy người thợ máy cần phải nắm vững các đặc tính kỹthuật của tổ hợp MBTXM để có thể chọn lựa được một chế độ vận hành hợplý nhằm đạt được hiệu quả cao, đồng thời tránh được sự quá tải cho động cơkhi gặp những biến động trong sự tiếp nhận của giếng

Khi tiến hành công việc BTXM, nhóm thợ máy phải có khoảng 2-3 người,trong đó: 1 người chịu trách nhiệm vận hành tổ hợp BTXM chính, 1 ngườichịu trách nhiệm vận hành tổ hợp BTXM khác dùng để bơm ép tiếp ngay saukhi đã bơm đủ lượng dung dịch xi măng cần thiết (bằng nước hoặc dung dịchkhoan), một người chuẩn bị vận hành tổ hợp MBTXM dự phòng ngay khi tổhợp BTXM chính gặp sự cố

Sau khi kết thúc công việc BTXM cho giếng khoan, người thợ máy cầnphải tiến hành bơm rửa ngay toàn bộ hệ thống đường ống để tránh sự lắngđọng xi măng trong đường ống, nhất là ở các buồng van ngược của máy bơm.Sau đó, cần phải tháo các buồng van của máy bơm và kiểm tra xem xi măng

còn tồn đọng không, nếu có cần phải tẩy rửa hoặc đục bỏ hết chúng đi mộtcách nhanh chóng Nếu tồn đọng lâu trong các buồng van, xi măng sẽ bị biếncứng, rất khó xử lý loại bỏ chúng.

1.4.2 Bơm đổ cầu xi măng

Được thực hiện trong quá trình hủy bỏ những giếng không còn khai thác nữa hoặc để ngăn cách giữa các tầng sản phẩm, các vỉa với nhau

Quá trình bơm đổ cầu xi măng thường đựơc thực hiện bởi các đội sửachữa giếng khi tiến hành sửa chữa lớn các giếng khai thác

Quy trình bơm trám đổ cầu xi măng được tiến hành tương tự như bơmtrám xi măng thành ống chống Tuy nhiên các chế độ bơm đổ cầu thường nhẹnhàng hơn và thời gian ngắn hơn

1.4.3 Bơm ép thử thiết bị

Đây là chế độ bơm được sử dụng nhiều nhất ở trên các giàn khoan-khaithác Tất cả các thiết bị áp lực ở trên giàn, trước khi được đưa vào sử dụng,vận hành đều phải được ép thử độ bền độ kín với các chế độ ép khác nhau,phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của chúng

Chế độ bơm ép thử thiết bị yêu cầu độ chính xác cao của áp lực trênđường ép để tránh gây hư hỏng, biến dạng cho các thiết bị được ép thử Điềuđó đòi hỏi công tác chuẩn bị, kiểm tra trang thiết bị phải hết sức chu đáo, cẩnthận và người thợ máy phải có nhiều kinh nghiệm, thuần thục, chính xác trongcác thao tác vận hành tổ hợp MBTXM

Công việc chuẩn bị cho chế độ bơm ép thử thiết bị bao gồm: kiểm tra tìnhtrạng kỹ thuật của tổ hợp MBTXM, phải đặc biệt chú ý đến tình trạng của cácđồng hồ đo, (nhất là đồng hồ đo áp lực trên đường ép của bơm) và hệ thốngtruyền động (ly hợp, hộp số), hệ thống điều khiển (tay ga của động cơdiezen) Đồng hồ đo áp lực trên đường ép của bơm cần phải được thay đổi khicần thiết sao cho áp lực ép thử thiết bị nằm trong khoảng 2/3 phạm vi áp lựclàm việc của đồng hồ

Ly hợp, hộp số của tổ hợp phải đảm bảo đóng, ngắt sự truyền động từđộng cơ đến bơm một cách dứt khoát, không bị dính hoặc trượt Cơ cấu đònbẩy, thanh kéo của tay ga điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơphải đảm bảo dễ dàng, chính xác, không bị kẹt Kiểm tra độ kín của hệ thống

đường ống và các thiết bị chặn cần phải đảm bảo không có sự rò rỉ chất lỏngcông tác trên toàn bộ hệ thống trong suốt thời gian kiểm tra thiết bị (khoảng5÷30 phút, tùy theo yêu cầu đặt ra) Chuẩn bị đầy đủ chất lỏng công tác(thường là nước) vào bể đo.

Khi tiến hành bơm ép thử, cần phải lựa chọn chế độ vận hành hợp lý chotổ hợp để đảm bảo cho động cơ không bị quá tải, các chế độ bôi trơn chođộng cơ, hộp số cũng như bơm piston được thỏa mãn nhưng không làm choáp lực bơm trên đường ép tăng quá nhanh dễ dẫn đến tình trạng áp lực ép tăngvọt quá mức yêu cầu mà không xử lý kịp Vì vậy khi bơm ép thử thiết bị,người thợ máy phải tập trung tinh thần cao độ cho các thao tác trong vậnhành, đóng ngắt ly hợp phải kịp thời, chính xác

Do chế độ bơm ép thiết bị không đòi hỏi phải bơm một khối lượng lớnnên chế độ bơm thông thường như sau: Bơm piston dùng để ép thử thiết bị làbơm 14Г của tổ hợp BTXM UNB1R-400x40, vì chúng có lưu lượng tươngđối ổn định và nhỏ (khoảng 4,7 lít/s ở số truyền I của hộp số và n đ/c = 1200v/ph), dễ điều chỉnh (ở số truyền I của hộp số; số vòng quay của động cơ cóthể dao động từ 1000÷1800 v/ph, vẫn đảm bảo tốt chế độ bôi trơn cho động

cơ hộp số, hộp giảm tốc và bộ phận truyền động của bơm) Không nên vìmuốn giảm lưu lượng của bơm mà giảm số vòng quay của động cơ, vì điều đóảnh hưởng xấu đến chế độ bôi trơn ở các bộ phận truyền động nói trên, mặtkhác nó còn làm cho động cơ dễ bị “chết” (ngừng) đột ngột

Khi kết thúc công việc bơm ép, cũng cần phải xả sạch các chất lỏng côngtác trong bể đo, đường ống, máy bơm… để tránh sự ăn mòn thiết bị do nướcbiển (thường được sử dụng để bơm ép)

1.4.4 Chế độ bơm rửa cho các giếng khai thác dầu khí:

Đối các giếng khai thác có lưu lượng và nhiệt độ của dầu thấp, bên tronglòng ống khai thác (OKT) thường bị paraphin và các sản phẩm có nhiệt độđông đặc thấp đóng bám dần vào thành ống, làm giảm tiết diện hoặc có khigây tắc nghẽn ống khai thác Để thông rửa, làm sạch lòng ống khai thác người

ta thường sử dụng máy BTXM bơm dầu thô nóng theo đường từ ngoài cầnOKT vào trong cần, xả qua đường công tác về bình trong thời gian khoảng3÷4 giờ Đây là chế độ mà các tổ hợp MBTXM trên MSP-5 thường hay làm

việc và có số lượng thời gian chiếm từ 60÷70 % tổng số thời gian làm việchàng năm.

Khi tiến hành chế độ bơm rửa các giếng khai thác dầu khí, vì chất lỏngcông tác thường sử dụng là dầu thô, lấy từ bình V = 100m3 (block 3) sang,qua đường rót đổ vào bể đo, nên công tác chuẩn bị ngoài những việc như cácchế độ bơm khác, công việc phòng chống cháy nổ phải được đặc biệt coitrọng Lúc này, tất cả các phương tiện cứu hỏa ban đầu và hệ thống nước cứuhoả, bọt cứu hỏa phải được chuẩn bị ở tình trạng sẵn sàng cao nhất Trongsuốt quá trình bơm rửa, ngoài thợ máy vận hành, còn phải có thợ khai tháctrực cứu hỏa và làm nhiệm vụ đóng, mở van cung cấp dầu thô cho bể đo.Chế độ bơm rửa được tiến hành như sau:

-Ban đầu máy bơm piston làm việc ở chế độ lưu lượng nhỏ nhất, để tránhtăng áp suất đột ngột quá lớn, có thể gây hư hỏng ống OKT và các thiết bịlòng giếng khác Lúc này thường sử dụng số truyền I hoặc II của hộp số và đểtốc độ động cơ ở vào khoảng 1000÷1200 v/ph để đảm bảo chế độ bôi trơn Ápsuất làm việc trên đường ép của bơm ở giai đoạn đầu này có thể tăng đến100÷150 kG/cm2 do lòng ống khai thác chưa được thông sạch Sau khoảngthời gian 2 giờ, lượng dầu bơm vào đã chiếm toàn bộ thể tích giếng (cả trongvà ngoài cần OKT) và bắt đầu thoát ra đường nhánh công tác Lúc này tiếtdiện lòng ống khai thác bắt đầu mở rộng dần ra, áp lực bơm bắt đầu giảmxuống nhanh Khi đó ta có thể thay đổi chế độ, tăng lưu lượng bơm bằng cáchchuyển số truyền của hộp số lên III hoặc IV tùy theo mức áp suất trên đường

ép của bơm, sao cho áp suất không vượt quá 150 kG/m2 Thông thường, saukhoảng 3 giờ làm việc liên tục ở số truyền IV của hộp số, với bơm piston 11Г,áp lực trên đường ép ở vào khoảng 50÷100 kG/cm2 khi tốc độ vòng quay củađộng cơ nđ/c = 1200÷1400 v/ph

Ở cùng một chế độ bơm nhất định, giả sử ở số truyền IV của hộp số, nđ/c =

1200 v/ph, mức độ giảm áp lực trên đường ép của bơm báo hiệu cho ta thấymức độ thông sạch của lòng ống OKT Tùy theo yêu cầu của bộ phận khaithác mà thời gian bơm có thể kéo dài đến 4-6 giờ làm việc liên tục

Trong cụm 3 tổ hợp MBTXM gồm 1 tổ hộp UNB1R-400x40 (bơm 14Г)và 2 tổ hợp UNB1R-400 (bơm 11Г) thì tổ hợp bơm UNB1R-400 với bơm

piston 11Г tỏ ra khá thích hợp với chế độ bơm rửa giếng này do lưu lượng củachúng thay đổi được trong một khoảng lớn và lưu lượng Qmax của chúng cóthể đạt tới 21,5 l/s (tương đương 77,4 m3/h) với đường kính piston là  110

mm Chính vì vậy, nó thường được sử dụng để thực hiện chế độ bơm này.Khi kết thúc công việc bơm rửa, cần phải thu dọn sạch sẽ chất lỏng côngtác (dầu thô) còn tồn đọng ở trong bể đo và các đường ống bằng cách bơmthêm một lượng nước vừa đủ để dồn gom hết chúng về bình chứa ở block số3

1.4.5 Bơm ép phục vụ công tác xử lý vỉa bằng axít cho các giếng khai thác dầu khí hoặc ép vỉa

Đây là một trong những chế độ bơm nặng nề và phức tạp nhất đối với tổhợp MBTXM và người thợ máy Sau khi một lượng axít nhất định (theo kếhoạch) đã được bộ phận xử lý axít bơm vào giếng bằng máy bơm chuyêndụng theo đường ống trong cần OKT, người thợ máy sẽ dùng MBTXM bơmnhồi tiếp một lượng chất lỏng đệm (thường là dầu diezel, dầu thô và sau cùnglà nước) để ép hết dung dịch axít đi sâu vào vỉa để tạo ra những phản ứng hoáhọc nhất định theo những mục đích định trước

Công tác chuẩn bị cho việc bơm ép phục vụ xử lý axít vỉa tương tự nhưcông tác chuẩn bị bơm trám xi măng thành ống chống và bơm rửa giếng Nhưvậy, đòi hỏi về tình trạng kỹ thuật của toàn bộ hệ thống được đặt ra rất cao đểkhông làm gián đoạn quá trình bơm vì các sự cố và yêu cầu về công tác antoàn phòng chống cháy nổ cũng được đặc biệt coi trọng do chất lỏng công táclà dầu diezel, dầu thô và axít

Khi tiến hành bơm ép, chất lỏng công tác được thay đổi nhiều lần và áplực bơm được khống chế trong giới hạn nhất định (thường không vượt quá

150 kG/cm2) Sau khi bơm đủ lượng axít vào giếng, dầu diezel được sử dụngđể MBTXM bơm ép đẩy tiếp lượng axít này vào vỉa Tùy theo mức độ tiếpnhận của vỉa mà áp suất đường ép có thể tăng nhanh hoặc chậm, nhưng đếnkhi đạt đến khoảng 150 kG/cm2 thì người thợ máy phải ngắt bơm bằng cáchchuyển tốc độ của hộp số về “O” Sau khi áp suất đường ép hạ xuống khoảng

50 kG/cm2 lại tiếp tục bơm Cứ như vậy cho đến hết lượng dầu diezel đã dự

tính, sau đó chuyển qua bơm ép với chất lỏng công tác là dầu thô và cuốicùng là nước.

Do mức độ tiếp nhận của vỉa ở hầu hết các giếng trên MSP-5 là khá thấpnên lưu lượng bơm không được cao quá dẫn đến tình trạng tăng áp trên đường

ép quá nhanh nên các máy bơm 14Г và 11Г thường sử dụng chế độ bơm là:

Số truyền hộp số I hoặc II, tốc độ động cơ - nđ/c = 1000÷1200 v/ph Và cũng

do độ tiếp nhận của vỉa kém nên thời gian bơm thường kéo dài đến 8÷12 giờliên tục

Kết thúc quá trình bơm ép phục vụ xử lý vỉa bằng axít cũng có những yêucầu đòi hỏi tương tự như sau khi kết thúc quá trình bơm rửa hoặc bơm trám ximăng thành ống chống, tức là sau khi đã bơm rửa sạch toàn bộ hệ thống, cầnphải tháo toàn bộ các cụm van ngược của máy bơm và trạm phân dòng BM-

700 để kiểm tra tình trạng của các gioăng phớt cao su làm kín Do trong quátrình bơm này, chất lỏng công tác là dầu diezel và dầu thô được ép vào giếngvới áp suất cao trong suốt một thời gian dài, nên các gioăng phớt cao su làmkín bị ảnh hưởng rất xấu, bởi vậy việc kiểm tra lại toàn bộ chúng là rất cầnthiết

Trên đây là các chế độ vận hành thực tế cơ bản nhất mà các tổ hợpMBTXM thường tiến hành Ngoài ra, cũng còn một số chế độ bơm khác, nhưbơm tuần hoàn dung dịch khoan khi tiến hành sửa chữa giếng, bơm thôngđường ống vận chuyển dầu hoặc các đường ống công nghệ khác bị tắc nghẽnv.v…

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MBTXM UNB1R-400

(XA-400)

2.1 Đặc tính kỹ thuật của MBTXM UNB1R-400 (XA-400)

- Công suất hữu ích : 257 kW

- Áp lực bơm lớn nhất : 40MPa

- Lưu lượng lý thuyết khi áp lực lớn nhất : 7,4 l/s

- Áp lực khi lưu lượng tính toán lớn nhất : 8 MPa

- Lưu lượng tính toán (lý thuyết) lớn nhất : 36,5 l/s

- Cơ sở lắp ráp : khung dầm

- Dẫn động bơm: Từ thiết bị động lực được lắp ráp trên cùng khung dầm

+ Suất tiêu hao nhiên liệu ở chế độ vận hành: 170 (g/HP.h)

+ Hệ thống làm mát: chất lỏng (nước) được làm mát theo chế độ tuầnhoàn cưỡng bức

+ Hệ thống bôi trơn : được lưu thông tuần hoàn bằngáp lực

+ Hệ thống khởi động : bằng điện hoặc khí nén

+ Dung tích thùng dầu bôi trơn : 110 lít

+ Loại ắc-quy dùng cho hệ thống khởi động: 6TCT-132 EMC

- Bơm áp lực cao 11Г, 3 piston tác dụng kép, dẫn động kiểu nằm ngang

+ Hộp giảm tốc 1 cấp với cặp bánh răng trụ nghiêng có tỷ số truyền là:1,81

- Hộp số loại 4 KPm-500, hai hành trình, 3 trục, 4 tốc độ

+ Tỷ số truyền : I = 4,66; II = 3,26; III = 2,20; IV = 1,59

+ Các bánh răng trụ nghiêng với góc nghiêng của răng là: 8o8634, môđun tiêu chuẩn mn = 8 mm

+ Các ổ đỡ trục : vòng bi đũa côn

+ Cơ cấu điều khiển hộp số : dẫn động cơ khí

- Đường kính thông qua quy ước của các đường ống dẫn cụm phân dòng: + Đường cấp vào bơm : 100 mm

+ Đường nhánh : 100 mm

- Đường ống phụ cao áp (cần ống nối nhanh)

+ Đường kính thông qua quy ước : 50 mm

+ Chiều dài tổng cộng toàn bộ : 22 m

+ Số lượng khuỷu ống nối nhanh : 6 cái

- Thể tích bể đo : 6 m3

- Các kích thước biên dạng của tổ hợp:

+ Dài : 7340 mm

+ Rộng : 2900 mm

+ Cao : 2800 mm

- Khối lượng toàn bộ: 13320 kg

- Các thông số cơ bản của thiết bị khi vận hành ở chế độ động cơ: nđ/c =

Áp lực (tính toán) lớn nhất

91,8 III 18,5 14,0 11,0 15,7 20,6 26,5

Ghi chú: Các giá trị đánh dấu(*) là áp lực giới hạn của van an toàn

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của MBTXM 400)

400(XA-2.2.1 Thành phần, trang thiết bị đi kèm của tổ hợp MBTXM 400(XA-400)

UNB1R-Các thành phần của tổ hợp bơm:

- Các dụng cụ đo – kiểm tra : 1 bộ

- Giá lắp ráp thiết bị điện : 1 cụm

- Nắp vỏ bảo vệ bộ phận thủy lực của bơm : 1 bộ

- Giá lắp ráp thiết bị tiêu âm và dập tia lửa ống xả : 1 bộ

- Hộp giảm tốc cùng với khớp nối trục : 1 bộ

- Dầm lắp ráp tổ hợp bơm : 1 bộ

- Bộ ắc quy điện khởi động : 1 bộ

Các trang thiết bị đi kèm tổ hợp bơm:

- Các trang thiết bị dạng lắp ráp hoặc thành bộ bao gồm:

chiếc

+ Ống tháo nhanh (bao gồm 1 bộ 6 ống và 6 khuỷu quay nối ống) : 1 bộ

+ Ống mềm 100 mm đường hút, dạng lắp ráp : 1chiếc

+ Ống xả áp suất vào bể đo : 1 chiếc

+ Ống xả áp suất từ van an toàn vào bể đo dạng lắp ráp : 1chiếc

+ Đồng hồ đo áp lực 600 kG/cm2 : 1 chiếc

- Các chi tiết dự phòng dùng để thay thế cho bơm 11Г : 1 bộ

- Các vòng gioăng đệm cao su và phớt làm kín : 1 bộ

- Phớt làm kín van an tòan : 3 cái

- Chốt an toàn ở các mức áp lực: + 230 kG/cm2 : 10 cái

+ 320 kG/cm2 : 5 cái+ 400 kG/cm2 : 5 cái

- Các dụng cụ để bảo dưỡng, sửa chữa tổ hợp bơm : 1 bộ

- Đồ gá tháo lắp và trang bị bảo hộ :

+ Vam tháo ống lót xy lanh :1 chiếc + Vam thủy lực dùng để tháo đế supap (van ngược) :1 chiếc

- Các chi tiết dự phòng phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà máy chế

- Các tài liệu theo tiêu chuẩn GOST 2.601-68 bao gồm:

+ Tài liệu (chứng chỉ) của các nhà máy tham gia chế tạo : 1 bộ

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tổ hợp MBTXM UNB1R-400 (XA-400)

Tổ hợp bơm bao gồm thiết bị động lực, hộp số, bơm, cụm phân dòng, hộpgiảm tốc, trục trung gian, bể đo, bàn điều khiển và một số trang thiết bị khácđược lắp ráp trên dầm phụ

2.2.2.1 Thiết bị động lực

Bao gồm ly kợp kiểu ma sát, hệ thống bôi trơn, làm mát, máy đề cùngvới cụm rơle khởi động và các thiết bị khởi động khác.

- Động cơ là loại diezen B2-500A-C3: có cấu tạo, nguyên lý làm việc,vận hành được nêu trong tài liệu hướng dẫn vận hành động cơ diezen B2

Tang chủ động 1 được lắp trên ngõng then hoa của đuôi trục động cơ vàđược định tâm bởi 2 vòng côn bằng đồng 9 (trước) và 15 (sau) Chúng được

ép chặt bởi nút chặn 10 Để phòng ngừa nút chặn 10 tự lỏng ra, bên trong nóđược lắp thêm một côn chặn 11

Vành răng 3 được lắp chặt lên phần mặt bích của tang chủ động, dùng đểkhởi động động cơ bằng máy đề điện

+ Phần bị động: bao gồm tang bị động 8 cùng với các đĩa bị động 7 lắptrên bề mặt rãnh then hoa của nó

+ Cơ cấu đóng ngắt ly hợp: bao gồm đĩa cố định 18, cơ cấu tách ly hợp(đĩa động) 19, hộp truyền động 13, cần quay 12

Đĩa cố định 18 được lắp chặt vào mặt mút các-te động cơ bằng các bulông

14 và trên bề mặt của nó có 3 rãnh lõm hình nhỏ giọt Trên bề mặt đĩa độngcủa hộp truyền động 13 cũng có 3 rãnh lõm tương tự Các rãnh lõm của 2 chitiết này được bố trí đối diện nhau từng cặp và chiều thắt của chúng ngượcnhau Trong các cặp rãnh lõm này có các viên bi thép 16

● Nguyên lý làm việc của ly hợp : Khi đóng ly hợp, các lò xo 2 tỳ vàotang chủ động 1 đẩy đĩa 20 về phía động cơ Thông qua các thanh kéo 5, đĩanày kéo đĩa ép 6 vào truyền lực (mô-men xoắn) từ các đĩa ma sát chủ độngđến các đĩa ma sát bị động Khi đó, khe hở được tạo thành giữa các viên bithép 16 và bề mặt rãnh của hộp truyền động (đĩa động) và đĩa cố định ở vàokhoảng 0,9÷1,1 mm Ly hợp được mở bằng cách quay cần quay 12, đồng thời

làm quay hộp truyền động 13 Khi đó các rãnh lõm trên hộp truyền động dịchchuyển tương đối so với các rãnh lõm trên đĩa cố định làm triệt tiêu khe hởgiữa chúng và các viên bi, và do sự trượt bởi các bề mặt nghiêng của rãnh lõmtheo các viên bi mà hộp truyền động tách khỏi đĩa cố định Thông qua đĩa 20(đĩa mở) và thanh kéo 5, đĩa ép 6 tách ra theo chiều ngược với phía động cơ.Lúc đó các đĩa ma sát chủ động và bị động lần lượt tách rời nhau làm cho lyhợp được mở ra.

Việc ngắt ly hợp thông qua tác động cơ học, được thực hiện nhờ 1 bànđạp từ bàn điểu khiển

13 12 21

Hình 2.1 Ly hợp ma sát

- Máy đề điện : CT-723 dùng để khởi động động cơ diezen Nguồn điệncung cấp cho nó được lấy từ các ắc-quy loại 6TCT-132 EMC đặt trên sàn.Việc đóng ngắt máy đề được thực hiện nhờ rơle khởi động kiểu RC-400 vànút khởi động lắp trên bảng đồng hồ

Nghiêm cấm việc ấn nút khởi động quá 5÷6 giây, điều đó dẫn đến sự hưhỏng nhanh chóng máy đề và các ắc quy điện Khi động cơ khó khởi động,việc ấn nút khởi động lại chỉ có thể được tiến hành sau 10÷15 giây

- Các đường ống dẫn nhiên liệu : nối bơm nhiên liệu của động cơ vớithùng chứa nhiên liệu

Trước khi khởi động động cơ, cần sử dụng bơm tay RNM-1 để bơm nhiênliệu cho hệ thống Để xả phần nhiên liệu thừa từ bơm nhiên liệu khi động cơlàm việc, có 1 đường ống hồi dự phòng được nối từ bơm với một trong cácthùng chứa nhiên liệu

Lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ được điều chỉnh bằng cách dịchchuyển thanh kéo của bơm nhiên liệu Thanh kéo này được nối với bàn đạp(chân ga) lắp ở bàn điều khiển nhờ một hệ thống các tay đòn và dây kéo

- Hệ thống bôi trơn động cơ (hình2.2) : theo kiểu tuần hoàn dưới áp lực,bao gồm một bơm dầu bôi trơn kết cấu kiểu 2 tầng, phin lọc, các đường ốngdẫn, 2 khoang làm mát trên bộ tản nhiệt, thùng dầu bôi trơn dung tích 110 lítđược bố trí trên sàn công tác, ngoài ra còn có 1 bơm dầu bôi trơn dẫn độngđiện kiểu MZN-2 được điều khiển từ bàn điều khiển và các đồng hồ đo áp lựcdầu

Bơm dầu bôi trơn dẫn động điện dùng để nạp đầy và tạo áp lực dầu bôitrơn cho hệ thống ở thời điểm khởi động, vào khoảng 2,5÷3 kG/cm2 Áp lựccực đại của dầu bôi trơn vào động cơ được hạn chế bởi một van giảm áp

Hình 2.2 Hệ thống bôi trơn động cơ1- Két làm mát dầu bôi trơn 4- Động cơ

2- Bơm dầu bôi trơn 5- Thùng dầu bôi trơn

3- Bơm dầu bôi trơn dẫn động điện

Chú ý: Ở bộ phận tản nhiệt không có van thông, vì vậy khi vận hànhđộng cơ ở điều kiện nhiệt độ thấp (mùa đông), để làm nóng dầu cần phải ngắtđường tuần hoàn dầu vào bộ tản nhiệt bằng cách đóng các van chặn trênđường vào và đường ra của bộ tản nhiệt đồng thời mở van chặn trên đườngthông ra Theo dõi mức độ nóng lên của dầu để có thể kịp thời mở các vanchặn trên đường vào và đường ra của bộ tản nhiệt để làm mát cho nó Đểtránh làm vỡ các đường ống dẫn dầu bôi trơn, việc đóng van chặn trên đườngống thông chỉ được tiến hành sau khi bộ tản nhiệt đã có dầu nóng thông qua

- Hệ thống làm mát của động cơ (hình 2.3): Là hệ thống làm mát bằngnước, bao gồm két tản nhiệt với 5 khoang làm mát nước được bố trí ở phíatrước động cơ, van thoát hơi nước, các đường ống dẫn, bơm ly tâm và cácđồng hồ đo kiểm tra

Nước làm mát (có thêm chất chống đông khi cần thiết) tuần hoàn trong hệthống làm mát của động cơ dưới áp lực được tạo ra bởi bơm ly tâm Bơm nàyhút nước làm mát từ két tản nhiệt và ép vào áo nước bên phải, bên trái của các

xy lanh và thoát ra (đổ vào két tản nhiệt) theo các đường trên nắp máy củađộng cơ

5

Hình 2.3 Hệ thống làm mát động cơ1- Động cơ

2- Bơm ly tâm

3- Két làm mát nước

- Phin lọc khí : Là loại lọc khô kiểu quán tính, dùng để lọc sạch khôngkhí nạp vào xy lanh của động cơ Mỗi động cơ có 2 phin lọc khí được lắp ởđầu vào các ống hút

2.2.2.2 Hộp số 4KPm-500

Dùng để thay đổi tỷ số vòng quay truyền từ động cơ đến bơm Đây là loạihộp số có 2 đường truyền động, 4 tốc độ được lựa chọn theo tỷ lệ của dãy cấp

số nhân nhằm đảm bảo số vòng quay thuận lợi nhất cho bơm piston

Hộp số 4KPm-500 gồm 3 trục : trục sơ cấp (trục thu), trục trung gian, trụcthứ cấp (trục dẫn) và 2 trục nhỏ của cơ cấu gài chuyển số cùng với cần số.Trục sơ cấp và trục thứ cấp được bố trí ở bề mặt tháo được của thân vỏhộp số, còn trục trung gian được bố trí ở bên dưới chúng Mỗi trục được quaytrên 2 vòng bi đũa côn Các vòng bi này được điều chỉnh bằng cách thay đổichiều dày của bộ gioăng lắp giữa nắp chặn vòng bi và thành vỏ hộp số Khehở dọc trục cho phép của các vòng bi lắp trên trục phải nằm trong giới hạn từ0,07÷0,17 mm

Trên trục sơ cấp có 1 bánh răng nghiêng (Z=17, mn=8) được lắp bằngthen Nó luôn ăn khớp và truyền chuyển động quay cho trục trung gian Trục

1 2

3

trung gian có các rãnh then hoa trên suốt chiều dài trục (để lắp các bánh răngnghiêng Z=35; 30; 24; 19; mn=8) Vị trí tương đối của các bánh răng nghiêngtrên trục trung gian được khống chế bởi các ống lót chặn.

Trên trục thứ cấp (trục dẫn) có lắp các bánh răng nghiêng (Z=27; 32; 38;43; mn=8) và các khớp gài số kiểu khớp nối răng (Z=42, mn=4,5) Lỗ lắp trụccủa các bánh răng được ép chặt bởi các ống lót bằng vật liệu lưỡng kim(bimêtal) để chúng có thể quay tự do (quay lồng không) ở trục thứ cấp trên bềmặt các ống lót bằng thép đã được nhiệt luyện và mài rà Tất cả các bánh răngcủa hộp số đều là các bánh răng trụ nghiêng

Việc gài số được thực hiện bởi các khớp nối răng, bằng cách trượt theo bềmặt răng của các moay-ơ kiểu bánh răng (khớp nối kiểu bánh răng 12 cóZ=42, mn=4,5) được lắp cố định ở trục thứ cấp trên 2 chiếc then

Các chạc gài số được lắp trên các trục gài số, có thể dịch chuyển trong các

lỗ khoan ở nửa thân vỏ phía trên của hộp số Các chạc gài được hãm chặtkhông dịch chuyển trên các trục gài số bằng các vít hãm Ở mỗi phần cuối củatrục gài số đều có các rãnh lõm dùng cho cơ cấu khóa liên động và cơ cấuđịnh vị Cơ cấu khóa liên động bao gồm 3 viên bi được đặt ở phương vuônggóc với các trục gài số Khi dịch chuyển một trong các trục gài số, các viên binày bị đẩy ra khỏi các rãnh lõm, trượt trên bề mặt trục của nó, đi vào rãnh lõmcủa trục kia và khóa nó lại ở vị trí trung gian nhằm loại trừ sự đồng thời gài 2

số ở hộp số

Cơ cấu định vị dùng để cố định các khớp nối răng gài số ở các vị trí quyđịnh của nó Cơ cấu này bao gồm các viên bi và lò xo, chúng được bố trí ởcùng một mặt phẳng với cơ cấu khóa liên động Sức căng của các lò xo cơ cấuđịnh vị được điều chỉnh bởi các nút ren

Sự dịch chuyển (chuyển số) của các trục gài số được thực hiện bằng cần

số từ bàn điều khiển của tổ hợp bơm Tất cả 3 vị trí của các khớp nối răng gài

số được đảm bảo bởi sự dịch chuyển của các trục gài số Khi các khớp nốirăng gài số ở vị trí trung gian, khe hở giữa mặt cạnh của chúng với vành rănggài số của các bánh răng phải không nhỏ hơn 4 mm Khi gài số, các khớp nốirăng gài số phải đi qua vành răng gài số của các bánh răng trong giới hạn

khoảng 2÷4 mm Ở mỗi một trong 3 vị trí của khớp nối răng gài số, viên bicủa cơ cấu định vị phải nằm ở trong rãnh tương ứng.

Việc bôi trơn cho bánh răng và các vòng bi của hộp số được thực hiệnbằng cách vung tóe, còn việc bôi trơn cho các ống lót lưỡng kim ở các bánhrăng trên trục thứ cấp (trục dẫn) được thực hiện cưỡng bức Nên nạp dầu bôitrơn cho hộp số bằng loại dầu truyền động chịu áp lực, thông qua phin lọc ở lỗthông hơi của hộp số