Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215 trong khoan dầu khí

Ngày nay, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành công nghiệp mũi nhọn trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

MỤC LỤC

1.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH KHOAN 2

1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan 5

1.1.2 Sàng rung 5

1.1.3 Máy lọc cát ( hyđroxycl ) 6

1.1.4 Máng lắng 7

1.1.5 Máy tách khí 7

1.1.6 Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan 8

1.1.7 Những yêu cầu công nghệ của máy bơm dung dịch khoan 10

1.2 MỘT SỐ LOẠI MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN THƯỜNG DÙNG Ở VIETSOVPETRO 10

1.3 NHỮNG KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC, NHỮNG TỒN TẠI CẦN TẬP TRUNG NGHIÊN CỨU 12

2.1 CẤU TẠO MÁY BƠM W- 2215 13

2.1.1 Phần cơ khí 13

2.1.2 Phần thủy lực 15

2.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 31

3.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH 33

3.1.1 Chạy thử bơm 33

3.1.2 Lưu ý khi vận hành 34

3.1.3 Các biểu hiện thường gặp khi vận hành máy bơm Nguyên nhân và biện pháp khắc phục 35

3.1.4 An toàn khi vận hành máy bơm 39

3.2 QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG 40

3.2.1 Vấn đề bôi trơn 41

3.2.2 Vấn đề bảo dưỡng máy bơm 41

4.1 MỘT SỐ DẠNG MÒN HỎNG CỦA CUM XILANH- PITTONG 50

4.1.2 Cơ sở lý thuyết của sự mòn hỏng 51

4.1.3 Các dạng mòn hỏng của cụm xilanh- pittong 58

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN 3

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN 4

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 2

TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở VIETSOVPETRO 2

CHƯƠNG 2 13

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 13

CHƯƠNG 3 33

QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY BƠM W-2215 33

CHƯƠNG 4 50

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN BƠM VÀ NGHIÊN CỨU SỰ MÒN HỎNG CỦA CỤM XILANH-PITTÔNG 50

1

4.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ CỦA CỤM

XILANH-PITTONG 68

4.2.1 Biện pháp thiết kế 69

4.2.2 Biện pháp công nghệ 69

4.2.3 Biện pháp sử dụng 71

4.3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHỤC HỒI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CỤM XILANH- PITTONG 72

4.3.1 Xác định hiện tượng, tình trạng, mức độ hư hỏng của chi tiết 72

4.3.2 Lựa chọn phương pháp phục hồi 73

4.3.4 Các biện pháp sửa chữa 74

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG 1 Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của hệ thống tuần hoàn 2 2 Hình 1.2 Sàng rung 5 3 Hình 1.3 Máy lọc cát 6 4 Hình 1.4 Máy tách khí 7 SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 KẾT LUẬN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 2

2

5 Hình 1.5 Thùng trộn dung dịch khoan 8

6 Hình 1.6 Phễu trộn dung dịch khoan 9

7 Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo phần cơ khí của máy bơm 14

9 Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh- pittong 17

22 Hình 4.1 Sơ đồ biểu diễn sự mòn do mài 52

23 Hình 4.2 Sơ đồ biểu diễn sự mòn do chèn ép hạt mài 53

25 Hình 4.4 Sự mòn vòn cao su của pittong 61

26 Hình 4.5 Ảnh hưởng của thành phần lực N đến độ mòn

27 Hình 4.6 Đường đặc tính xâm thực của máy bơm 66

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

1 1.1 Thông số chính máy bơm loại 10- 11

2 3.1 Những hỏng hóc trogn quá trình sử dụng

3 3.2 Quy trình bảo dưỡng các bộ phận 42- 49

4 4.1 Các chi tiết trong sơ đồ biểu diễn sự mòn do

8 4.5 Thông số dung dịch dung cho giếng khoan 76- 77

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K514

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành công nghiệpmũi nhọn trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Tập ĐoànDầu Khí Việt Nam ngày càng phát triển không chỉ trong nước mà còn vươn

xa tới thị trường quốc tế trong công tác thăm dò – khai thác dầu khí

Trong công tác khoan giếng, quá trình vận chuyển mùn khoan lên bềmặt là một quá trình kỹ thuật cơ bản khi khoan Trong khoan dầu khí, ta sửdụng máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan xuống giếng, đưa mùn khoanlên mặt đất và thực hiện các chức năng khác Đây là tổ hợp không thể thiếutrong mỗi tổ hợp thiết bị khoan

Nhận thấy tầm quan trọng của máy bơm dung dịch khoan trong côngtác khoan các giếng khoan dầu khí Sau một thời gian thực tập tại các xínghiệp của các Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Vietsopetro, tôi đã lựa chọn

đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215 trong khoan dầu khí” Chuyên đề: “Tính toán lựa chọn bơm và nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh – pittông”.

Kết cấu đồ án gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về máy bơm dung dịch khoan ở Vietsopetro.Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc máy bơm W-2215

Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng máy bơmW-2215

Chương 4: Tính toán lựa chọn bơm và nghiên cứu sự mòn hỏng cụmxilanh – pittong

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức và kinh nghiệm cònhạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Vì vậy, em rấtmong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn

Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của

thầy giáo TS Nguyễn Văn Giáp, các thầy cô trong bộ môn Thiết bị Dầu khí

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở

VIETSOVPETRO 1.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH KHOAN

Nguyên lý làm việc: Từ chuyển động quay của động cơ qua hệ thốngbánh đai truyền qua bộ phận cơ khí ở đây từ chuyển động quay của trục đếnchuyển động tịnh tiến của pittông Trong quá trình pittông chuyển động sẽlàm đóng, mở van hút xả đưa dung dịch đi

Dung dịch khoan được tuần hoàn theo sơ đồ dưới:

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của hệ thống tuần hoàn.

1 Máy bơm dung dịch 9 Khoảng không vành xuyến

2 Ống đứng 10 Đầu xa nhích

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K512

3 Cần vuông 11 Ống cong

4 BOP 12 Đầu ống hút của bơm

5 Cần khoan 13 Đường xả quá tải

Từ bể chứa (15) dung dịch sẽ đi qua ống hút bơm (12) khi đó dung dịch

đi vào bơm (1),từ bơm dung dịch được bơm qua ống đứng(2)sau đó đi quaống cong (11) tiếp tục qua cần vuông (3) rồi xuống chòong khoan (8) Dungdịch hòa trộn với đất đá thành bùn và được đưa lên mặt đất qua khoảng khôngvành xuyến (9) lên sàng rung (17) Phần lẫn khí trong dung dịch sẽ được táchkhí ra từ máy tách khí, dung dịch đi vào bể chứa (15) và tiếp tục vòng tuầnhoàn

Trong công tác khoan Dầu khí thì dung dịch đóng vai trò quan trọng.Bởi vì dung dịch khoan có chức năng sau:

Chức năng nâng mùn khoan: Trong quá trình tuần hoàn dung dịchkhoan có nhiệm vụ nâng mùn khoan lên miệng giếng Việc nâng mùn khoanlên phụ thuộc vào vận tốc, trọng lượng riêng và độ nhớt của dung dịch khoan.Các tính chất này phụ thuộc tính chất đất đá tạo mùn ở mỗi tầng địa chất

Chức năng giữ mùn khoan ở trạng thái lơ lửng sau khi ngưng tuầnhoàn dung dịch mùn sẽ được giữ lại trong khoảng không vành xuyến Chínhtính lưu biến của dung dịch đã giữ mùn khoan ở trạng thái này nhờ sự genhóa khi ngưng tuần hoàn Thực tế là các dung dịch nhớt đều có tính lưu biến

Chức năng làm mát dụng cụ khoan, giảm ma sát cho bộ khoan dụng cụ:Dụng cụ khoan bị nóng lên bởi ma sát cơ học, chuyển thành nhiệt và nóng lênbởi nhiệt độ ở đáy giếng (địa nhiệt) Việc dung dịch khoan có khả năng làmgiảm ma sát giữa bộ khoan cụ và thành giếng Do đó để cải thiện chức năng

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K513

này người ta cho thêm vào dung dịch các chất chống ma sát như dầu và cácphụ gia khác.

Chức năng gia cố thành giếng khoan: dung dịch khoan sẽ thẩm thấuvào thành để lại một lớp màng các hạt keo Lớp màng này được gọi là vỏsét Lớp vỏ sét này bám chắc được lá nhờ các sản phẩm đặc biệt gọi là chấtkhử lọc

Chức năng khống chế sự xâm nhập các chất lỏng từ vỉa: dung dịchkhoan tác động một áp suất tĩnh lên thành giếng có giá trị bằng

H: Chiều cao của cột dung dịch ( m )

ρ: Khối lượng riêng của dung dich khoan ( kg/m3)

Nếu áp suất thủy tĩnh Ph lớn hơn áp suất chất lỏng trong thành thì chấtlỏng này không thể chảy vào trong giếng được Do đó có thể coi dung dịchkhoan như một đối áp đầu tiên khống chế áp suất ở đáy giếng

Chức năng truyền dẫn công suất cho động cơ đáy: Đối với một số ứngdụng cho khoan định hướng, khoan bằng choòng kim cương người ta lắp vào

bộ khoan một động cơ đáy (tuabin hoặc động cơ thể tích) Động cơ này làmviệc nhờ dung dịch khoan cụ làm quay dụng cụ phá đá Khi vận hành động

cơ này sẽ gây sụt áp lớn và tổn thất áp suất trong hệ thống đẩy của bơm

Chức năng truyền thông tin (dữ liệu) địa chất: Nhờ tuần hoàn mà dungdịch khoan cho nhà địa chất và thợ khoan khi khoan biết được địa tầng củamỗi vùng khoan qua

Chính nhờ các chức năng của dung dịch khoan giúp cho quá trình khoanđược thuận lợi Sau khi đưa mùn khoan lên dung dịch khoan đã bị bẩn Đểtiếp tục tái sử dụng dung dịch cần phải làm sạch dung dịch trước khi bơm trởlại Các thiết bị bơm và làm sạch dung dịch gồm có:

- Máy bơm dung dịch và hệ thống vòi cao áp

- Sàng rung

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K514

- Máng lắng

- Máy lọc cát

- Máy tách khí

- Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan

1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan

Hiện nay máy bơm khoan được sử dụng trên giàn khoan là loại máybơm pittông: Máy bơm hai xi lanh tác dụng kép hoặc máy bơm pittông 3 xilanh tác dụng đơn dung dịch rửa giếng khoan

Máy bơm khoan được dùng nhiều là loại bơm pittông bởi vì nó có một số ưuđiểm sau:

- Bơm được nhiều loại chất lỏng có tỷ trọng khác nhau

- Tạo được áp suất lớn

- Lưu lượng bơm và áp suất bơm độc lập với nhau

- Cấu tạo đơn giản dễ dàng thay thế, lắp ráp và bảo dưỡng

- Độ bền cao phù hợp với công tác khoan trên biển

Do bơm pittông có thể tạo ra áp lực cao nên chúng được dùng để đưadung dịch khoan xuống giếng khoan Chất lỏng dung dịch mà bơm có thể đưađược xuống là nước, sét, dung dịch nhũ tương

1.1.2 Sàng rung

Hình 1.2 Sàng rung

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K515

1 sàng rung 3 đường ống nối các bể dung dịch

Sàng rung là một bộ máy lọc nước đầu tiên sau khi dung dịch từ giếngkhoan ra Sàng rung được cấu tạo từ các tấm lưới kim loại đặt nghiêng 13-15

độ Dung dịch chảy vào là nhờ sự rung động nhịp nhàng của đối trọng, và lò

xo giảm đối mà những phần tử nhỏ, nhẹ chảy xuống máng vào bể chứa dungdịch còn các phân tử nặng lớn rơi ra ngoài

1.1.3 Máy lọc cát ( hyđroxycl )

Hình 1.3 Máy lọc cát

Là loại máy lọc cát trong dung dịch sau khi đã chảy qua sàng rung vàmáng lắng Dung dịch được các bơm ly tâm xả vào các côn theo phươngtiếp tuyến

Những phân tử nặng rơi xuống dưới chảy ra ngoài Còn các phân tửnhẹ trào lên trên chảy vào máng dung dịch (n các loại này có kích thước nhỏhơn 74 μm ) m )

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K516

Máy lọc cát sẽ tách các loại hạt có kích thước lớn hơn 74 μm ) m.

1.1.5 Máy tách khí

Hình 1.4 Máy tách khí

Là loại máy dùng để xử lý dung dịch khoan khi bị lẫn khí, tránh nguy

cơ phun trào, tránh nguy cơ gây hỏa hoạn đồng thời đảm bảo hiệu suất chocác loại máy bơm

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K517

Máy tách khí có nhiều loại được sử dụng, nhưng đều có nguyên lý làmviệc giống nhau Nguyên lý cơ bản là sử dụng chênh lệch áp suất trong bìnhchân không của buồng máy với áp suất của các bọt khí lẫn trong dung dịch.Điều quan trọng nhất của máy tách khí là máy hút chân không để hút hếtkhông khí trong bình tạo ra một áp suất nhỏ hơn áp suất bên ngoài.

1.1.6 Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan

Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch bao gồm: Bể chứa, thùng trộn,phễu trộn, máy quấy và súng phun

1.1.6.1 Bể chứa dung dịch khoan

Bể chứa dung dịch khoan có dạng hình hộp chữ nhật với các kích thướctiêu chuẩn sau:

1.6.1.2 Thùng trộn dung dịch khoan

Hình 1.5 Thùng trộn dung dịch khoan

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K518

Thùng trộn dung dịch khoan được cấu tạo đơn giản, thường để trộn sétkhô, hóa phẩm và nước lã để tạo thành dung dịch khoan.

Thùng trộn có thể tích 4000 ÷ 10000 (mm3) Bên trong có cánh đượclắp trên trục làm nhiệm vụ xáo trộn đều đất sét hóa phẩm và nước lã Thùngtrộn có một máy khuấy bằng động cơ điện Nước được bơm vào thùng quaống dẫn lắp ở phái trên còn hóa chất và lắp được đưa vào thùng từ nắp Vớiloại thùng trộn dạng này có thể tạo dung dịch khoan từ sét cục

1.6.1.3 Phễu trộn

Hình 1.6 Phễu trộn dung dịch khoan

Phễu trộn dùng để gia công dung dịch khoan từ sét bột, dưới sự tácđộng của dòng xoáy lực, xoáy cuộn để trộn đều sét, hóa phẩm và nước

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K519

1.1.6.4 Máy quấy và súng phun

Là thiết bị dùng để quấy dung dịch trong bể Việc khuấy động lần nàylàm cho chất rắn trong bể không thể lắng đọng xuống đáy bể Đặc biệt là dungdịch nặng có bột đá ba-rít

Nhờ vào máy quấy và súng phun làm cho các hạt rắn phân bố đều trongdung dịch Cả hai loại này thường được lắp ở bể chứa

1.1.7 Những yêu cầu công nghệ của máy bơm dung dịch khoan

Đối với bơm dung dịch khoan cần được đáp ứng những yêu cầu sau:

- Do độ sâu của khoan là rất lớn vì vậy bơm cần có áp suất lớn cũngnhư đạt được độ ổn định trong quá trình truyền dung dịch

- Bơm được nhiều loại chất lỏng có tỷ trọng khác nhau

- Có khả năng bơm dung dịch một cách ổn định

- Đáp ứng được những yêu cầu của công tác khoan

- Có mối liên kết lắp đặt hợp lý với các thiết bị trên giàn

1.2 MỘT SỐ LOẠI MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN THƯỜNG DÙNG Ở VIETSOVPETRO

Hiện nay tại xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro có 2 loại giànchính sử dụng để khoan đó là giàn cố định và giàn tự nâng Trên giàn cố định

có tháp khoan hiện nay sử dụng chủ yếu là các bơm khoan của Liên Xô tiêubiểu như loại YHБ-600 và 9 MPT-73 Loại YHБ-600 có các thông số chínhnhư sau:

Bảng 1.1 Thông số chính máy bơm loại YHБ-600

Đường kính trục trung gian 120 mm

Đường của bánh đai và trọng lượng máy bơm tương ứng

Ф1400mm 22250kgФ1700mm 25750kgФ1800mm 26050kgHiện nay, Vietsovpetro còn có 3 giàn khoan tự nâng sử dụng các loạimáy bơm khoan được sản xuất ở các nước tư bản Giàn khoan Cửu Longdùng hai máy bơm NOV 12-P-160 triplex có bình điều hòa Hydril K-205000psi Bơm được dẫn động bởi 2 động cơ điện EMD D79DM motor, 1600

HP Giàn Tam Đảo 01 dùng 3 bơm NOV 1600HP Giàn Tam Đảo 02 hiện naydùng 2 bơm khoan là W2215-193 và W2215-195, Máy bơm W2215 có cácthông số như sau:

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K5111

1.3 NHỮNG KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC, NHỮNG TỒN TẠI CẦN TẬP TRUNG NGHIÊN CỨU

Từ khi hình thành ngành Dầu khí tới nay các loại máy bơm đã được sửdụng trên giàn khoan khai thác Dầu khí của Xí nghiệp Liên DoanhVietsovpetro một cách hợp lý và hiệu quả Đã góp phần to lớn trong côngcuộc xây dựng nền công nghiệp của đất nước từng bước phát triển hơn Việc

sử dụng máy bơm trong công tác khai thác Dầu khí đã được sử dụng một cáchhợp lý giúp cho quá trình khai thác, tìm kiếm thăm dò đạt hiệu quả cao

Tuy nhiên bên cạnh đó vẫn còn có nhưng tồn tại hạn chế về mặt đápứng các yêu cầu công nghệ hiện đại đang được sử dụng trên giàn khai thácDầu khí hiện nay Do thời gian làm việc không đảm bảo được những yêu cầucần thiết Vì vậy chúng ta cần phải có những biện pháp nhằm nâng cao tuổithọ cũng như khả năng làm việc của máy bơm để có thể đáp ứng được nhữngyêu cầu công việc

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K5112

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 2.1 CẤU TẠO MÁY BƠM W- 2215

Bơm W-2215 có 2 phần chính là phần cơ khí và phần thủy lực

Phần cơ khí có nhiệm vụ nhận mômen truyền động từ hệ thống dẫnđộng và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượtcũng như trục trung gian truyền đến phần thủy lực để máy hút và đẩy chấtlỏng vào giếng khoan

Phần thủy lực của máy bơm là nơi lắp ráp các cụm chi tiết như: xylanh,pittông, van hút, van nén, van an toàn và bình điều hoà Phần thủy lực củamáy bơm là nơi tiếp nhận năng lượng từ phần cơ của máy bơm để truyềnnăng lượng đó tới chất lỏng và di chuyển chất lỏng đó từ bể chứa qua đườngống xả vào giếng khoan

Ngoài ra, nó còn gồm một số bộ phận khác như: thiết bị làm kín, hệthống bôi trơn và làm mát

2.1.1 Phần cơ khí

Bộ phận cơ khí là một trong hai bộ phận chính của máy bơm Nó có tácdụng chuyển từ công suất của động cơ điện qua các bộ phận của bộ phận cơkhí truyền chuyển động cho pittông chuyển động tịnh tiến để thực hiện cácquá trình hút và đẩy

2.1.1.1 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cụm cơ khí

Đây là phần dẫn động của bơm, tức nó có nhiệm vụ dẫn động và truyềncông suất cho phần thủy lực làm việc

Phần cơ khí có cấu tạo như hình 2.1 gồm: bánh đà, trục chủ động, bộtruyền động bánh răng, hệ thống tay quay- thanh truyền và kết cấu con trượt

SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K5113

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo phần cơ khí của máy bơm

13 Thân trên máy bơm

14 Que thăm dầu

Khi trục (27) nhận được chuyển động từ bộ truyền đai và quay theochiều mũi tên làm bánh răng bị động (11) quay theo Bánh răng (11) được liênkết chặt với trục (9) nên trục (9) quay theo và biến chuyển động quay thànhchuyển động tịnh tiến trên con trượt cũng như ty trung gian (1) để thực hiệnquá trình hút và nén chất lỏng về đường cao áp

Ổ bi của trục chủ động (27) và trục (9) được lắp giữa hai thân trên (13)

và thân dưới (16) và được kẹp bởi bulông số (4) Nắp kiểm tra (2) dùng đểkiểm tra sự bôi trơn cho cụm con trượt (23) cũng như máng trượt (21) Nắp số(7) dùng để kiểm tra các chi tiết bên trong của máy bơm cũng như là nơi để

bổ xung dầu bôi trơn cho máy Việc kiểm tra truyền động bánh răng và dầubôi trơn được thực hiện thông qua một lỗ đặc biệt được mở nhờ nắp thăm dò(6) Lỗ này xả hơi ra ngoài khi bơm làm việc và đổ dầu vào bể khi dầu trong

bể cạn hoặc thay dầu mới Que thăm dầu (14) dùng để kiểm tra mực nhớttrong máy bơm, yêu cầu mực nhớt phải nằm trong khoảng min và max đãđược đánh dấu trên que thăm Máy bơm được bôi trơn bằng dầu bơi trơnAGMA No7 EP hoặc /ISO-VG Grade 460 khi điều kiện làm việc trongkhoảng 55÷1550F

Sự bôi trơn cặp bánh răng ăn khớp bằng cách ngâm dầu tức là dầu được

đổ ít nhất ngập chân răng bánh răng lớn Còn vòng bi tay biên và con trượtmáng trượt bằng phương pháp vung té Cặp bánh răng sẽ quay như hình vẽ,dầu sẽ văng lên ngăn buồng dưới nắp (2) và chảy qua lỗ dẫn vào con trượt đểbôi trơn cho con trượt ở mặt đầu của máng trượt dưới (18) người ta lắp tấmchắn dầu (26) nhờ vậy mà trong lòng máng trượt luôn luôn có một lượng dầubôi trơn cho cụm con trượt Các vòng bi còn lại được bôi trơn định kỳ bằng

mỡ bôi trơn

2.1.2 Phần thủy lực

Là phần quan trọng của bơm, nó có nhiệm vụ thay đổi năng lượng cơthành công thuỷ lực tiêu hao trong quá trình hút và đẩy của xylanh- pittông.Phần thủy lực cấu tạo gồm các bộ phận chính như: vỏ hộp thuỷ lực, cụmxylanh-pittông, van, ống hút, ống đẩy, bình điều hòa

Bộ phận thủy lực gồm có 2 phần chính: Modul hút và Modul xả Bộ phậnmodul hút phần 2 của 2 phần module thủy lực có thể tháo rời mà không làmxáo trộn tới modul xả Modul xả của 2 phần bộ phận thủy lực có thể tháo rời

mà không làm xáo trộn tới modul gần kề

Trong các bộ phận của bộ phận thủy lực quan trọng nhất vẫn là xi lanh,pittông và cặp van hút, đẩy Việc điều chình lưu lượng và áp suất của bơmdựa vào việc điều chỉnh kích thước của xi lanh-pittông

Các bộ phận của modul thủy lực

Hình 2.2 Module thủy lực

2.1.2.1 Cụm xylanh pittông

6 7 8

Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh-pittông

Chính vì tính chất quan trọng của cụm này, trong quá trình lựa chọnmáy bơm ta phải xác định được đường kính của xylanh và pittông hợp lý đểtạo ra được lưu lượng yêu cầu.

Xylanh

Xylanh của bơm là loại chi tiết có thể thay thế được, có dạng hình trụvới đường kính ngoài là 230mm, đường kính trong từ 130÷200mm, được chếtạo từ thép thấm cácbon Bề mặt trong sau khi nhiệt luyện sẽ được tráng mộtlớp thép Crôm dày từ 0,5÷0,7mm để chống rỉ và mài mòn do dung dịch vàpittông gây ra

Xylanh được bắt chặt vào hộp thủy lực bằng bulông và đai ốc Muốnthay đổi lưu lượng và áp suất ta thay đổi đường kính trong của xylanh

Pittông

Hình 2.4 Cấu tạo pittông

1 Cao su 2 ThépCấu tạo của pittông là khối hình trụ bằng kim loại, trên bề mặt ngoài cóphủ lớp kim loại cứng (thường mạ đồng) chịu ma sát, chống mài mòn cao,trong có lỗ để nối với cần pittông Mặt ngoài của pittông có rãnh để lắpgioăng cao su tổng hợp Khi bơm làm việc, các gioăng này tỳ sát vào thànhxylanh nhằm giữ kín không cho dung dịch lọt qua giữa thành xylanh vàpittông để bơm làm việc ổn định Nhờ vậy, trong xylanh sẽ tạo thành nhữngvùng giảm áp và tăng áp để hút và đẩy dung dịch ra ngoài với áp suất lớn.Đường kính ngoài của pittông bằng đường kính trong của xylanh, tức là từ130÷200mm

Cần pittông là thanh được làm bằng kim loại cứng trên bề mặt của nócũng được phủ lớp kim loại chịu ma sát, chống mài mòn Đầu dưới của cầnpittông tiện ren để nối vào thanh nối của máng trượt, đầu trên cũng tiện ren đểgiữ pittông Cần pittông có tác dụng truyền chuyển động cho pittông chạytrong xylanh

Xác định đường kính của xylanh- pittông:

Trong quá trình làm việc, pittông luôn chuyển động tịnh tiến qua lạitrong xylanh mà vẫn phải đảm bảo giữ kín không cho dung dịch lọt qua giữathành xylanh và pittông do vậy đường kính trong của xylanh phải bằng đườngkính của pittông Điều này có nghĩa là, việc đi xác định đường kính củaxylanh và pittông chính là tính toán đường kính trong và ngoài của xylanh.Đường kính trong của xylanh (D)

Công thức tính lưu lượng của bơm tác dụng kép:

Q = i.F60.S.n.a(2.1)

Trong đó:

i- số xylanh;

S- khoảng chạy của pittông;

n- tốc độ quay của tay quay;

a- hệ số tiết diện, bơm đơn a=1;

f- tiết diện của cần pittông;

F- tiết diện của pittông, F =

4

.D2

 ;D- đường kính của pittông (đường kính trong của xylanh)Như vậy:

D =6,2.3

.

Đường kính ngoài của xylanh ta tính theo công thức sau:

P- áp suất thử dò Thông thường P= (1,5÷1,8).Pmax

Với Pmax- áp suất lớn nhất trong xylanh trong quá trình làm việc

thì nắp van (1) sẽ được đóng mở qua sự dịch chuyển của nắp van nhờ bộ phậndẫn hướng (3) Trên bộ phận dẫn hướng (4) có êcu (7) và đệm làm kín (5),đệm này có tác dụng bịt kín khoảng không giữa khoang làm việc và đườngống Trên êcu (7) có lắp lò xo để đóng van khi áp suất trong buồng làm việcthay đổi

Van thủy lực của bơm pittông thường là loại van ngược, có nghĩa là khi

áp suất trong buồng làm việc thay đổi tăng hoặc giảm so với áp suất đườngống hút hoặc ống xả do sự dịch chuyển qua lại của pittông trong xylanh, thìnắp van (1) sẽ đóng hoặc mở để điều chỉnh quá trình bơm Khi nắp van (1)

mở thì bộ phận dẫn hướng (4) sẽ hướng dòng chảy đi qua nó để vào khoanglàm việc (nếu thực hiện quá trình hút) hoặc đi ra ngoài qua đường xả (nếuthực hiện quá trình đẩy) Một quá trình mới lại được tiếp tục

Van an toàn được nối vào ống xả của buồng thủy lực, nó có tác dụngngăn ngừa, bảo vệ màng cao su của bình điều hòa, cũng như bảo vệ hệ thốngđường ống và các thiết bị khác khi áp suất của bơm quá lớn hoặc xảy ra sự cố.Van an toàn là van thường đóng, vì một lý do nào đó, áp suất làm việc củabơm tăng lên một cách đột ngột lớn hơn áp suất giới hạn cho phép của van antoàn, nó sẽ làm rách màng đàn hồi và một phần của dung dịch khoan sẽ đượcđưa trở lại cửa hút ban đầu, nhằm giảm áp suất làm việc, tránh gây hư hỏngcho các thiết bị khác.

1

Hình 2.7 Cấu tạo van xả nhanh.

4 Cối van 5 Đường khí đóng mở van 6 Đường dung dịch

Van làm việc đóng mở bằng khí nén, ta cho khí đẩy vào pittông tạo sựđóng mở van

Cấu tạo van gồm 1 xilanh pittông, hai đầu mặt bích của van có haiđường khí vào để đóng, mở Có gioăng làm kín ở phần giữa ty và mặt bích Ởđầu pittông có ren để nắp đầu nút bịt Khi van ở vị trí đóng thì 2 nút bịt sátkhít vào nhau không cho dung dịch đi qua thân van, khi van ở vị trí mở thì haiphần tách nhau cho dung dịch đi qua.

2.1.2.2 Bình điều hoà

Bình điều hoà hay còn gọi là bình ổn áp có tác dụng để ổn định áp suất

và dao động thuỷ lực của dung dịch trong quá trình bơm là việc Thôngthường bình điều hoà được lắp ở cửa ra của máy bơm vì đối với máy bơmpittông, dao động dòng chất lỏng là khá lớn trước khi đưa vào ống cao áp.Bình điều hoà cũng được lắp trên cửa vào khi chiều cao hút của bơm lớn

Hình 2.8 Bình điều hòa

6 5 4

3 1

7 8 9 10 12

2.1.2.4 Thiết bị làm kín

Thiết bị làm kín của phần thủy lực máy bơm W-2215 là một trongnhững bộ phận rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng nhưhiệu quả của toàn bộ hệ thống Thiết bị làm kín bao gồm bộ làm kín ty pittông

Bộ làm kín ty pittông gồm vỏ bọc (13) và một hệ thống các vòng vàgioăng đệm đỡ Mặt trong vỏ bọc này có các đệm cao su (11), ống lót (10) và(7), vòng gioăng (9) và vòng đệm đỡ (8) làm nhiệm vụ cách ly giữa hệ thốngdẫn động và khoang làm việc Mặt ngoài vỏ bọc này cũng này cũng có vòngđệm (1), gioăng (2) và ổ vòng đệm (3) để cách ly dung dịch qua bộ làm kínnắp trên xylanh ra ngoài Vỏ bọc (13) được cố định chặt trên xylanh tại vị trí

di chuyển của ty pittông nhờ đai ốc (4), ống lót (5) và êcu (6)

Khi pittông di chuyển thì bộ làm kín ty này lắp trên thân xylanh sẽ ngănkhông cho dòng dung dịch ra hệ thống dẫn động nhờ một hệ thống các đệmcao su, vòng gioăng và vòng đệm đỡ luôn lấp kín khe hở giữa chúng

2.1.2.6 Bộ làm kín ty trung gian

Bộ làm kín này có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn thanh nối contrượt chảy ra ngoài Ngoài ra, nó còn có tác dụng ngăn không cho dung dịchrửa của ty pittông bám trên ty chảy vào khoang chứa dầu của cụm truyềnđộng, làm thay đổi tính chất của dầu bôi trơn Trên thân (2) của bộ làm kínnày có lắp gioăng làm kín (1) để làm kín trục trung gian, ngăn không cho dầuchảy ra ngoài và dung dịch chảy vào khoang chứa dầu Ống đỡ (6) và lò xo(5) được gắn chặt vào thân (2) bởi việc xiết chặt bulông (4) trên vòng đệm(3), trên ống đỡ (6) có lắp gioăng cao su (7) Ngoài ra, thân (2) còn lắp tấmcách (13) đặt trên mặt bích (14), tấm cách này được gắn chặt nhờ bulông (11)

này còn lớn hơn cả lực ma sát sinh ra do chuyển động của con trượt lênmáng trượt và pittông trong xylanh Nhưng con trượt thì luôn có dầu trongkhoang chứa dầu của phần truyền động bôi trơn làm mát, còn cặp ma sátxylanh- pittông thì cũng luôn được làm mát bằng chính dung dịch khoan,nên hệ thống bôi trơn và làm mát ở đây chính là hệ thống bôi trơn ty bơm.

Hệ thống bôi trơn ty bơm có nhiệm vụ làm mát các ty bơm, đồngthời làm giảm lực ma sát giữa các ty bơm với các gioăng cao su làm kín vàlàm tản nhiệt ở khu vực tập trung nhiều ma sát

Việc bôi trơn và làm mát các ty này được thực hiện bằng hệ thốngbơm điện ly tâm nằm ngang có ký hiệu KM 50/32– 125 Hệ thống bơmđiện ly tâm này được đặt trên giá 1 và các tấm hàn 14, ống nạp 4 được lắpvào hệ thống bơm 15 dọc theo biên của bơm nhờ cần ngang gắn vào ốngdẫn 11

Ống nạp này bao gồm: Đồng hồ đo áp suất 3 và van 10 để điềuchỉnh dòng chất lỏng làm mát ty Thùng 8 được lắp trên giá 1 và được nốivới bơm bằng ống hút 13 Ở phía dưới thùng 8 có một khoảng liên kết vớiống 5, ống này có nhiệm vụ dẫn không khí nóng hoặc hơi nước nóng đếnthùng để làm nóng dung dịch bôi trơn, làm mát trong điều kiện mùa đônghoặc ở nhiệt độ thấp

15 14 13 12 1

2

3 4

16 17 18 20

A - A

7 5 6 8

9

10 11

Hình 2.11 Hệ thống bôi trơn ty bơm

2.1.2.8 Hộp thuỷ lực (Thân bơm)

Hình 2.12 Hộp thuỷ lực

phần có 4 lỗ được đúc sẵn để lắp các van, hai van hút và hai van xả, các vanhút nối với cùng một ống hút nhờ trạc ba nắp phía dưới của bơm, các van xảnối chung đến đường xả nhờ trạc ba nắp phía trên của bơm

Từ trạc ba cao áp một đầu được nối với van an toàn một đầu được nốilên phía trên và được chia làm hai nhánh, một nhánh nối với đường ống cao

áp dẫn dung dịch xuống giếng khoan, một nhánh nối lên trên và đi vào bìnhđiều hoà

2.1.2.9 Bộ phận trao đổi nhiệt

Hình 2.13 Bộ phận trao đổi nhiệt

Đĩa trao đổi nhiệt có các tấm phẳng A và B là các dòng chất lỏng cónhiệt độ khác nhau, A là dòng có nhiệt độ cao và B là dòng co nhiệt độ thấp.Khi dòng A có nhiệt độ cao đi qua đĩa trao đổi nó truyền một phần nhiệtlượng cho đĩa Khi dòng B có nhiệt độ thấp hơn qua đĩa nó sẽ được đĩatruyền cho nhiệt lượng làm nóng dòng chất lỏng này lên

đai (2) truyền qua bộ phận cơ khí Ở đây chuyển động được truyền qua cáccặp bánh răng của hộp số làm thay đổi tốc độ truyền tới trục khuỷu.Từchuyển động của trục khuỷu qua hệ thống cần bơm và chạc chữ thập truyềnchuyển động quay của trục thành chuyển động tính tiến của pittông (3) Quátrình chuyển động tịnh tiến của pittông làm cho các van hút (4) và van xả (5)đóng mở đưa dung dịch hút vào xi lanh và đẩy đi.

QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY BƠM W-2215 3.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH

3.1.1 Chạy thử bơm

Việc chạy thử bơm sau khi sửa chữa, lắp ráp là một việc hết sức quantrọng và bắt buộc Qua việc chạy thử này, ta có thể đánh giá một cách chínhxác chất lượng công việc sửa chữa và lắp ráp, khẳng định độ tin cậy làm việccủa bơm trước khi đưa vào hoạt động

Trong sửa chữa việc chạy thử máy có những đặc điểm riêng, bởi trongmáy có nhiều loại chi tiết khác nhau: chi tiết mới, chi tiết được gia công sửachữa lại, chi tiết đã qua sử dụng vẫn còn dùng được Như vậy có nghĩa là,

có những cơ cấu trong mối ghép máy việc chạy thử là chạy rà, nhằm sanphẳng những nhấp nhô ban đầu, tăng diện tích tiếp xúc bề mặt, giảm áp lựcđơn vị trong mối ghép, đảm bảo độ ổn định làm việc lâu dài của mối ghép,tăng tuổi thọ của bơm Nhưng cũng có những mối ghép việc chạy thử chỉ là

để kiểm tra hiệu chỉnh lại khe hở và các thông số kỹ thuật

Khi tiến hành chạy thử máy bơm ta cần thực hiện những bước sau:

- Kiểm tra các bộ phận của bơm một lần cuối, xem xét các mối ghépren đã xiết đủ chặt chưa, tra dầu mỡ cho các mối ghép có sự chuyểnđộng tương đối giữa các bề mặt chi tiết bơm (tại những vị trí có lỗ tradầu hoặc vú mỡ)

- Kiểm tra, dọn dẹp các dụng cụ lắp ráp, các ốc vít, các mảnh vụn sắtthép có xung quanh máy, không để chúng trên thành máy, trên các vịtrí có thể vướng, rơi vào các bộ phận máy đang chuyển động

- Đóng điện chạy thử và xả trực tiếp chất lỏng ra ngoài, không đưavào hệ thống ống dẫn Kiểm tra áp suất và lưu lượng làm việc củabơm Lưu ý, tất cả các chi tiết của hộp thuỷ lực chịu áp suất làm việc

KG/cm2 ) trong thời gian 5 phút.

- Đặt tay lên các thân ổ xem có hiện tượng rung, nóng không Nếurung cần vặn chặt các ốc lắp thân ổ với bệ máy Nếu nóng cần xem xétchế độ bôi trơn, xem các vị trí tương quan của ổ có bị sai lệch không,nếu sai lệch đường tâm thì cần phải điều chỉnh lại

- Lắng nghe xem bơm chạy có xuất hiện tiếng ồn không, nếu có thìcần tìm nơi phát ra tiếng ồn và xử lý

Riêng đối với cụm xilanh- pittông mới hoặc đã sửa chữa thì khi tiếnhành chạy thử sẽ đạt được hai mục đích :

làm việc để phòng ngừa các chất lắng đọng trên các bề mặt của van antoàn và trên các đường ống hút.

- Kiểm tra thường xuyên các mối ghép có liên kết ren của bulông, đai

ốc Đặc biệt, chú ý đến các mối ghép chịu tải trọng của khối thuỷ lực

vì các mối ghép này dù chỉ hơi yếu cũng dẫn đến sự phá hỏng các liênkết ren, làm mài mòn bề mặt lắp ráp, hư hỏng đệm kín

- Không cho phép bơm làm việc lâu dài ở áp suất vượt quá chỉ sốtrong tính năng kỹ thuật Nghĩa là, cho phép làm việc tăng công suấtnhưng không vượt quá 10% trong thời gian 5 phút

- Hướng quay của trục chủ động phải đúng với hướng quay được chỉ

ra trên khung máy ( theo chiều kim đồng hồ)

- Phải rửa sạch dung dịch ở hộp thuỷ lực khi bơm ngừng hoạt độngtrong thời gian dài, để tránh hiện tượng lắng đọng các hạt sét vàcác hạt mài trong hộp thuỷ lực, nhằm ngăn ngừa quá trình ăn mònkim loại

- Trong khi bơm làm việc, không được tiến hành bất cứ một công việcnào liên quan đến bơm, ngoại trừ các việc xiết chặt các đệm làm kínhoặc các đai ốc, nắp van

- Ngoài ra, trong quá trình máy bơm làm việc thường xảy ra một sốhiện tượng biểu hiện sự hỏng hóc Để đảm bảo quá trình bơm không

bị gián đoạn ta cần tìm hiểu kỹ và xác định rõ nguyên nhân của cáchiện tượng đó để có biện pháp khắc phục kịp thời

3.1.3 Các biểu hiện thường gặp khi vận hành máy bơm Nguyên nhân và biện pháp khắc phục

Trong quá trình vận hành, sử dụng máy bơm hay gặp những hiệntượng sau: