Đồ Án quy trình vận hành, bảo dưỡng máy bơm W2215

Trong công tác khoan giếng, quá trình vận chuyển mùn khoan lên bề mặt là một quá trình kỹ thuật cơ bản khi khoan còn trong khoan dầu khí, ta sử dụng máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan

Mục Lục

Lời Nói Đầu……….1

1.1 Sơ đồ hệ thống tuần hoàn dung dịch khoan 2

1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan 4

1.1.2 Sàng rung 4

1.1.3 Máy lọc cát (Hydroxycl) 5

1.1.4 Máng lắng 6

1.1.5 Máy tách khí 6

1.1.6 Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan 7

1.1.7 Những yêu cầu công nghệ của máy bơm dung dịch khoan 9

1.2 Một số loại máy bơm dung dịch khoan thường dùng ở Vietsopetro 9

1.3 Những kết quả đạt được , những tồn tại cần tập trung nghiên cứu 10

2.1 Cấu tạo máy bơm W-2215 12

2.1.1 Phần cơ khí 12

2.1.2 Phần thủy lực 14

2.2 Nguyên lý làm việc của máy bơm W-2215 29

3.1 Quy trình vận hành 31

3.1.1 Chạy thử bơm 31

3.1.2 Lưu ý khi vận hành 32

3.1.3 Các biểu hiện thường gặp khi vận hành máy bơm Nguyên nhân và biện pháp khắc phục 33

3.1.4 An toàn khi vận hành máy bơm 35

3.2 quy trình bảo dưỡng 36

3.2.1 Vấn đề bôi trơn 36

3.2.2 Vấn đề bảo dưỡng máy bơm 37

4.1 Một số dạng mòn hỏng của cụm xilanh-piston 44

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN VIETSOPETRO 1

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 12

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY BƠM W-2215 31

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU SỰ MÒN HỎNG CỦA CỤM XILANH-PISTON 44

4.1.2 Cơ sở lý thuyết của sự mòn hỏng 45

4.1.3 Các dạng mòn hỏng của cụm xilanh- piston 50

4.2 Một số biện pháp nâng cao tuổi thọ của cụm xilanh-piston 58

4.2.1 Biện pháp thiết kế 58

4.2.2 Biện pháp công nghệ 59

4.2.3 Biện pháp sử dụng 60

4.3 Một số biện pháp phục hồi khả năng làm việc của cụm xilanh-piston 61

4.3.1 Xác định hiện tượng, tình trạng, mức độ hư hỏng của chi tiết 61

4.3.2 Lựa chọn phương pháp phục hồi 62

4.3.3 Các biện pháp sửa chữa 62

KẾT LUẬN 66

23 Hình 4.2 Sơ đồ biểu diễn sự mòn do chèn ép hạt mài 47

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN

1 Bảng 1.1 Thông số chính máy bơm loại YHБ-600 9

2 Bảng 3.1 Những hỏng hóc trong quá trình sử dụng

3 Bảng 3.2 Quy trình bảo dưỡng các bộ phận 37-44

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

1

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội phát triển nhu cầu về năng lượng luôn là một trong những vấn đề ưu tiên hàng đầu của mỗi quốc gia, do đó ngành công nghiệp dầu khí hiển nhiên là một trong số những ngành công nghiệp mũi nhọn trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện

đại hóa đất nước Tập Đoàn Dầu 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 bề mặt là một quá trình kỹ thuật cơ bản khi khoan còn trong khoan dầu khí, ta sử dụng máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan xuống giếng, đưa mùn khoan lên mặt đất

và thực hiện các chức năng khác Đây là tổ hợp không thể thiếu trong mỗi tổ hợp thiết bị khoan

Sau một thời gian thực tập tại các Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Vietsopetro tại TP Vũng Tàu và một số cơ sở, xí nghiệp khác , nhận thấy tầm quan trọng của máy bơm dung dịch khoan trong công tác khoan các giếng dầu khí em 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: “Nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh – pitton” 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: Nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh – piston

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Vì vậy, em rất mong 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 Và

Công Trình cùng toàn thể các Thầy , Cô giáo trong trường “ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ” đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này , em xin cảm ơn rất nhiều

và em xin chúc các Thầy , Cô sức khỏe tốt luôn gặp nhiều niềm vui và may mắn trong cuộc sống, gặt hái nhiều thành công trong sự nghiệp trồng người!

Em Xin Chân Thành Cảm Ơn!

Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2017

Sinh Viên

Trần Đức Luận

2

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 thống bánh đai truyền qua bộ phận cơ khí biến chuyển động quay của trục thành chuyển động tịnh tiến của pitton Trong quá trình piston chuyển động sẽ làm 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

3 Cần vuông 11 Ống cong

4 BOP(Blow Out Preventer) 12 Đầu ống hút của bơm

5 Cần khoan 13 Đường xả quá tải

6 Thành giếng 14 Phễu

7 Cần nặng 15 Thùng chứa dung dịch

8 Choòng khoan 16 Xyclon lọc

17 Sàng rung

3

Giải thích sơ đồ 1.1

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 qua ống cong (11) tiếp tục qua cần vuông (3) rồi xuống chòong khoan (8) Dung dịch hòa trộn với đất đá thành bùn và được đưa lên mặt đất qua khoảng không vành xuyến (9) lên sàng rung (17) Phần lẫn khí trong dung dịch sẽ được tách khí ra từ máy tách khí, dung dịch đi vào bể chứa (15) và tiếp tục vòng tuần hoàn.Trong công tác khoan Dầu khí dung dịch đóng vai trò hết sức quan trọng Bởi vì nó có các chức năng sau:

- Chức năng nâng mùn khoan: Trong quá trình tuần hoàn dung dịch khoan

có nhiệm vụ nâng mùn khoan lên miệng giếng Việc nâng mùn khoan lên 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 tuần hoàn

dung dịch mùn sẽ được giữ lại trong khoảng không vành xuyến Chính tính lưu biến của dung dịch đã giữ mùn khoan ở trạng thái này nhờ sự gen hóa 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 cụ: Dụng

cụ khoan bị nóng lên bởi ma sát cơ học, chuyển thành nhiệt và nóng lên bởi nhiệt độ ở đáy giếng (địa nhiệt) Việc dung dịch khoan có khả năng làm giảm

ma sát giữa bộ khoan cụ và thành giếng Do đó để cải thiện chức năng này người ta cho thêm vào dung dịch các chất làm giảm ma sát như dầu và các phụ gia khác

- Chức năng gia cố thành giếng khoan: dung dịch khoan sẽ thẩm thấu vào

thành để lại một lớp màng các hạt keo Lớp màng này được gọi là vỏ sét Lớp vỏ sét này bám chắc được là nhờ các sản phẩm đặc biệt gọi là chất khử lọc

- Chức năng khống chế sự xâm nhập các chất lỏng từ vỉa: dung dịch khoan

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 chất lỏng này không thể chảy vào trong giếng được Do đó có thể coi dung dịch khoan như một đối áp đầu tiên khống chế áp suất ở đáy giếng

4

- Chức năng truyền dẫn công suất cho động cơ đáy: Đối với một số ứng

dụng 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 làm việc nhờ áp lực của dòng dung dịch khoan cụ làm quay dụng cụ phá

đá ( Tuy nhiên 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 sự tuần hoàn mà dung

dịch khoan mang thông tin lên mặt đất cho các nhà địa chất và thợ khoan khi khoan biết được địa tầng của mỗi vùng khoan qua

Chính nhờ các chức năng của dung dịch khoan giúp cho quá trình khoan được thuận lợi Sau khi đưa mùn khoan lên dung dịch khoan đã bị bẩn Để tiếp tục tái sử dụng dung dịch cần phải làm sạch dung dịch trước khi bơm trở lại Các thiết

- 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 máy bơm pitton: Máy bơm hai xilanh tác dụng kép hoặc máy bơm piton ba xilanh tác dụng đơn dung dịch rửa giếng khoan

Máy bơm khoan được dùng nhiều là loại bơm pitton bởi vì nó có một số ưu điểm 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 piston có thể tạo ra áp lực cao nên chúng được dùng để đưa dung dịch khoan xuống giếng khoan Chất lỏng dung dịch mà bơm có thể đưa được xuống là:nước, sét, dung dịch nhũ tương

1.1.2 Sàng rung

5

Hình 1.2 Sàng rung

Sàng rung là một bộ phận lọc nước đầu tiên sau khi dung dịch từ giếng khoan 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 dung dịch còn các phân

μm )

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 cho các loại máy bơm

Máy tách khí có nhiều loại được sử dụng nhưng đều có nguyên lý làm việc giống nhau Nguyên lý cơ bản là sử dụng chênh lệch áp suất trong bình chân 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 hết không khí trong bình tạo ra một áp suất nhỏ hơn áp suất bên ngoài

7

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 thước tiêu chuẩn sau:

Hình 1.6 Phễu trộn dung dịch khoan

2 Khóa phễu trộn 4 Đường ra của dung dịch Phễu trộn dùng để gia công dung dịch khoan từ sét bột, dưới sự tác động của dòng xoáy lực, xoáy cuộn để trộn đều sét, hóa phẩm và nước

1.1.6.4 Máy quấy và súng phun

Là thiết bị dùng để quấy dung dịch trong bể Việc khuấy động lần này làm cho chất rắn trong bể không thể lắng đọng xuống đáy bể Đặc biệt là dung dịch nặng

9

có bột đá ba-rít Nhờ vào máy quấy và súng phun làm cho các hạt rắn phân bố đều trong dung 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:

- Bơm cần có áp suất lớn cũng như đạt được độ ổn định trong quá trình truyền dung dịch do độ sâu của khoan rất lớn

- 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 Vietsopetro

Hiện nay tại xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro có 2 loại giàn chính

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 tiêu biểu như loại YHБ-600 và 9 MPT-73 Loại YHБ-600 có các thông số chính như sau:

Bảng 1.1 Thông số chính máy bơm loại YHБ-600

Chiều dài hành trình Piston 400 mm

Đường kính trục trung gian 120 mm

Kích thước bơm:dài x rộng x cao 510x3020x330 mm

Nhiệt độ chất lỏng trong bơm < 80 0 C

Đường của bánh đai Ф1400 ; Ф1700 ; Ф1800 mm

10

Đường của bánh đai và trọng lượng máy bơm tương ứng:

Ф1400mm 22250kg

Ф1700mm 25750kg Ф1800mm 26050kg

Hiện nay, Vietsovpetro còn có 3 giàn khoan tự nâng sử dụng các loại máy bơm khoan được sản xuất ở các nước tư bản Giàn khoan Cửu Long dùng hai máy bơm NOV 12-P-160 triplex có bình điều hòa Hydril K-20 5000psi 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 nay dùng 2 bơm khoan là W2215-193

và W2215-195 Máy bơm W2215 có các thông số như sau:

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 sử dụng trên giàn khoan khai thác Dầu khí của Xí nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro một cách hợp lý và hiệu quả Đã góp phần to lớn trong công cuộc 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 cách hợp lý giúp cho quá trình khai thác, tìm kiếm thăm dò đạt hiệu quả cao

11

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

12

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 dẫn động và

biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượt cũng như trục trung gian truyền đến phần thủy lực để máy hút và đẩy chất lỏng vào giếng khoan

- Phần thủy lực là nơi lắp ráp các cụm chi tiết như: xilanh, piston, van hút,

van nén, van an toàn và bình điều hoà Phần thủy lực của máy bơm là nơi tiếp nhận năng lượng từ phần cơ của máy bơm để truyền năng lượng đó tới chất lỏng và di chuyển chất lỏng đó từ bể chứa qua đường ống xả vào giếng khoan

Ngoài ra, nó còn gồm một số bộ phận khác như: thiết bị làm kín, hệ thống 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 tác dụng chuyển từ công suất của động cơ điện qua các bộ phận của bộ phận cơ khí truyền chuyển động cho piston chuyển động tịnh tiến để thực hiện các quá trình hút

và đẩy

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

13 Thân trên máy bơm

14 Que thăm dầu

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

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

Khi trục (27) nhận được chuyển động từ bộ truyền đai và quay theo chiều mũi tên làm bánh răng bị động (11) quay theo Bánh răng (11) được liên kết chặt với trục (9) nên trục (9) quay theo và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượt cũng như ty trung gian (1) để thực hiện quá 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 để kiểm 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 dầu bôi 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 nhớt trong máy bơm, yêu cầu mực nhớt phải nằm trong khoảng min và max đã được đánh dấu trên que thăm Máy bơm được bôi trơn bằng dầu bơi trơn AGMA No7 EP hoặc /ISO-VG Grade 460 khi điều kiện làm việc trong khoảng 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 trượt máng 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 để bôi trơn cho con trượt

ở mặt đầu của máng trượt dưới (18) người ta lắp tấm chắn dầu (26) nhờ vậy mà trong lòng máng trượt luôn luôn có một lượng dầu bôi 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 cơ thành

công thuỷ lực tiêu hao trong quá trình hút và đẩy của xilanh- pitton

Phần thủy lực cấu tạo gồm các bộ phận chính như: vỏ hộp thuỷ lực, cụm xilanh-pitton, van, ống hút, ống đẩy, bình điều hòa

Bộ phận thủy lực gồm có 2 phần chính: Modul hút và Modul xả Bộ phận modul hút phần 2 của 2 phần module thủy lực có thể tháo rời mà không làm xáo 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 xilanh, pitton và cặp van hút, đẩy Việc điều chình lưu lượng và áp suất của bơm dựa vào việc điều chỉnh kích thước của xi lanh-piston

Các bộ phận của modul thủy lực

Hình 2.2 Module thủy lực

2 Bình điều hòa đẩy 7 Manhephon hút

Cụm xilanh- piston là bộ phận quan trọng nhất của phần thuỷ lực Trong quá trình làm việc, chúng tiếp xúc trực tiếp với dung dịch khoan để tạo ra áp suất và lưu lượng yêu cầu, truyền chất lỏng xuống giếng khoan thông qua bộ khoan cụ để làm mát choòng, tạo dòng chảy và áp suất đưa mùn khoan lên trên mặt đất, nhằm làm sạch giếng khoan, tránh sập lở thành giếng và tránh được hiện tượng phun trào dầu khí trong quá trình khoan Chính vì tính chất quan trọng của cụm này, trong quá trình lựa chọn máy bơm ta phải xác định được đường kính của xilanh và piston hợp

lý để tạo ra được lưu lượng yêu cầu:

- Xilanh:

Xilanh của bơm là loại chi tiết có thể thay thế được, có dạng hình trụ với đường kính ngoài là 230mm, đường kính trong từ 130÷200mm, được chế tạo từ thép thấm cácbon Bề mặt trong sau khi nhiệt luyện sẽ được tráng một lớp thép Crôm dày từ 0,5÷0,7mm để chống rỉ và mài mòn do dung dịch và piston gây ra

Xilanh được bắt chặt vào hộp thủy lực bằng bulông và đai ốc Muốn thay đổi lưu lượng và áp suất ta thay đổi đường kính trong của xilanh

- Piston

Hình 2.4 Cấu tạo piston

1 Cao su 2 Thép

Cấu tạo của piston là khối hình trụ bằng kim loại, trên bề mặt ngoài có phủ lớp kim loại cứng (thường mạ đồng) chịu ma sát, chống mài mòn cao, trong có lỗ để nối với cần piston Mặt ngoài của piston có rãnh để lắp gioăng cao su tổng hợp Khi bơm làm việc, các gioăng này tỳ sát vào thành xilanh nhằm giữ kín không cho dung dịch lọt qua giữa thành xilanh và piston để bơm làm việc ổn định Nhờ vậy, trong xilanh sẽ tạo thành những vùng giảm áp và tăng áp để hút và đẩy dung dịch ra ngoài với áp suất lớn Đường kính ngoài của piston bằng đường kính trong của xilanh, tức

là từ 130÷200mm

Cần piston là thanh được làm bằng kim loại cứng trên bề mặt của nó cũng được phủ lớp kim loại chịu ma sát, chống mài mòn Đầu dưới của cần piston tiện ren để nối vào thanh nối của máng trượt, đầu trên cũng tiện ren để giữ piston Cần piston có tác dụng truyền chuyển động cho piston chạy trong xilan

• Xác định đường kính của xilanh-piston:

Trong quá trình làm việc, piston luôn chuyển động tịnh tiến qua lại trong xilanh mà vẫn phải đảm bảo giữ kín không cho dung dịch lọt qua giữa thành xilanh

và piston do vậy đường kính trong của xilanh phải bằng đường kính của piston Điều này có nghĩa là, việc đi xác định đường kính của xilanh và piston chính là tính toán đường kính trong và ngoài của xilanh

Đường kính trong của xilanh (D)

Công thức tính lưu lượng của bơm tác dụng kép:

Q =

60

.F S n a i

Trong đó:

i- số xilanh;

S- khoảng chạy của piston;

n- tốc độ quay của tay quay;

a- hệ số tiết diện, bơm đơn a=1;

f- tiết diện của cần piston;

F- tiết diện của piston, F =

4.D2



60

S n a i

D =6,2.3

. n a i

Q



Đường kính ngoài của xilanh (Dn)

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

Dn = D  

  P

P

3 , 1

4 , 0

Van thủy lực có nhiệm vụ để ngăn cách khoảng không giữa buồng làm việc

và các đường ống hút, ống đẩy Van thủy lực là loại van ngược chỉ cho phép dung dịch đi theo một chiều nhất định, nó có cấu tạo đơn giản với kết cấu như sau: Khi van làm việc thì nắp van (1) sẽ được đóng mở qua sự dịch chuyển của nắp van nhờ

bộ phận dẫn 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 đường ống Trên êcu (7) có lắp lò xo để đóng van khi áp suất trong buồng làm việc thay đổi

Van thủy lực của bơm piston thường là loại van ngược, có nghĩa là khi áp suất trong buồng làm việc thay đổi tăng hoặc giảm so với áp suất đường ống hút hoặc ống xả do sự dịch chuyển qua lại của piston trong xilanh, thì nắp 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 khoang làm việc (nếu thực hiện quá trình hút) hoặc đi ra ngoài qua đường xả (nếu thực hiện quá trình đẩy) Một quá trình mới lại được tiếp tục

Van an toàn được dùng để đảm bảo cho hệ thống được an toàn khi quá tải

Nó được đặt trên đường ống chính có áp suất cao.Van an toàn được nối vào ống xả của buồng thủy lực, nó có tác dụng ngăn ngừa, bảo vệ màng cao su của bình điều hòa, cũng như bảo vệ hệ thống đường ống và các thiết bị khác khi áp suất của bơm quá lớn hoặc xảy ra sự cố

7

Van an toàn là van thường đóng, vì một lý do nào đó, áp suất làm việc của bơm tăng lên một cách đột ngột lớn hơn áp suất giới hạn cho phép của van an toàn,

nó sẽ làm rách màng đàn hồi và một phần của dung dịch khoan sẽ được đưa trở lại cửa hút ban đầu, nhằm giảm áp suất làm việc, tránh gây hư hỏng cho các thiết bị khác

• Van xả nhanh

Van xả nhanh được nối trạc 3, một đầu được nối vào ống cao áp, một đầu nối vào đường hồi về bể chứa Trong thời gian bơm làm việc, khi cần xả áp suất trong bơm nhanh hay cần xả khí trong buồng làm việc của bơm thì ta dùng van xả nhanh

6

6 4

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 piston tạo sự đóng

mở van Cấu tạo van gồm 1 xilanh piston, hai đầu mặt bích của van có hai đường khí vào để đóng, mở Có gioăng làm kín ở phần giữa ty và mặt bích Ở đầu piston

có ren để nắp đầu nút bịt Khi van ở vị trí đóng thì 2 nút bịt sát khít vào nhau không cho dung dịch đi qua thân van, khi van ở vị trí mở thì hai phần tách nhau cho dung dịch đi qua

2.1.2.3 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 Thông thường bình điều hoà được lắp ở cửa ra của máy bơm vì đối với máy bơm piston, 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

4 Vòng đệm chữ O của van xả 11 Đầu đinh ốc đáy bích

để tạo ra được áp suất và lưu lượng yêu cầu thì ta phải tính toán và chọn được các ống dẫn có đường kính hợp lý

2.1.2.5 Thiết bị làm kín

6 5 4

3 2 1

7 8 9 10 12

Thiết bị làm kín của phần thủy lực máy bơm W-2215 là một trong những bộ phận rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như hiệu quả của toàn bộ hệ thống Thiết bị làm kín bao gồm bộ làm kín ty piston và bộ làm kín ty trung gian

Bộ làm kín ty piston có nhiệm vụ cách ly khoang làm việc của phần thủy lực với hệ thống dẫn động của bơm, để tránh không cho dung dịch tràn và gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống Đồng thời cũng để tạo áp suất nén trong buồng làm việc của bơm, tạo điều kiện cho bơm thực hiện quá trình hút và đẩy một cách dễ dàng

Bộ làm kín ty piston gồm vỏ bọc (13) và một hệ thống các vòng và gioăng 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 thống dẫn động và khoang làm việc Mặt ngoài vỏ bọc này cũng này cũng có vòng đệm (1), gioăng (2)

và ổ vòng đệm (3) để cách ly dung dịch qua bộ làm kín nắp trên xilanh ra ngoài Vỏ bọc (13) được cố định chặt trên xilanh tại vị trí di chuyển của ty piston nhờ đai ốc (4), ống lót (5) và êcu (6)

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

2.1.2.7 Bộ làm kín ty trung gian

Bộ làm kín này có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn thanh nối con trượt chảy ra ngoài Ngoài ra, nó còn có tác dụng ngăn không cho dung dịch rửa của ty piston bám trên ty chảy vào khoang chứa dầu của cụm truyền động, làm thay đổi tính chất của dầu bôi trơn Trên thân (2) của bộ làm kín này có lắp gioăng làm kín (1) để làm kín trục trung gian, ngăn không cho dầu chảy 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 tấm cách (13) đặt trên mặt bích (14), tấm cách này được gắn chặt nhờ bulông (11)

2.1.2.8 Hệ thống bôi trơn, làm mát

Trong quá trình bơm làm việc thì lực ma sát sinh ra do chuyển động tương đối của bộ làm kín ty piston và ty piston là rất lớn, thậm chí lực này còn lớn hơn cả lực ma sát sinh ra do chuyển động của con trượt lên máng trượt và piston trong xilanh Nhưng con trượt thì luôn có dầu trong khoang chứa dầu của phần truyền động bôi trơn làm mát, còn cặp ma sát xilanh- piston 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, đồng thời làm giảm lực ma sát giữa các ty bơm với các gioăng cao su làm kín và làm tản nhiệt ở khu vực tập trung nhiều ma sát

Việc bôi trơn và làm mát các ty này được thực hiện bằng hệ thống bơm điện ly tâm nằm ngang có ký hiệu KM 50/32– 125 Hệ thống bơm điện ly tâm này được đặt trên giá 1 và các tấm hàn 14, ống nạp 4 được lắp vào hệ thống bơm

15 dọc theo biên của bơm nhờ cần ngang gắn vào ống dẫn 11

Ống nạp này bao gồm: Đồng hồ đo áp suất 3 và van 10 để điều chỉnh dòng chất lỏng làm mát ty Thùng 8 được lắp trên giá 1 và được nối với bơm bằng ống hút 13 Ở phía dưới thùng 8 có một khoảng liên kết với ống 5, ống này

có nhiệm vụ dẫn không khí nóng hoặc hơi nước nóng đến thùng để làm nóng dung dịch bôi trơn, làm mát trong điều kiện mùa đông hoặc ở nhiệt độ thấp

1 2

16 17

18

19 20 21

8 9

10 11

Dung dịch bôi trơn làm mát được dẫn đến các ty bơm thông qua cơ cấu ống nối nhờ đầu nối đực (16), ống nối (17), ống cong (18), khớp quay (19), êcu hãm (20) và đệm làm kín (21) Để ngăn dung dịch bôi trơn làm mát phun toé thì trên ống (22) có đặt tấm chắn cao su Mức độ hao hụt của dung dịch bôi trơn làm mát trong thùng (8) được kiểm tra bằng thước thăm dò (7) Phía dưới thùng có nút (6) được dùng để xả dung dịch đã bị bẩn ra ngoài Dung dịch bôi trơn làm mát được thu chuyển theo chu kỳ khép kín Dầu đã bôi trơn lại dịch chuyển qua ống (9) và đổ vào thùng (8) rồi lại tiếp tục quá trình bôi trơn

2.1.2.9 Hộp thuỷ lực (Thân bơm)

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

2.1.2.10 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 có nhiệt 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 nhiệt lượng cho đĩa Khi dòng B có nhiệt độ thấp hơn qua đĩa nó sẽ được đĩa truyền cho nhiệt lượng làm nóng dòng chất lỏng này lên

2.2 Nguyên lý làm việc của máy bơm W-2215

Hình 2.14 Phần cơ khí

hệ thống cần bơm và chạc chữ thập truyền chuyển động quay của trục thành chuyển động tính tiến của piston (3) Quá trình chuyển động tịnh tiến của piston làm cho các van hút (4) và van xả (5) đóng mở đưa dung dịch hút vào xi lanh và đẩy đi

CHƯƠNG 3 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 quan trọng và bắt buộc Qua việc chạy thử này, ta có thể đánh giá một cách chính xác chất lượng công việc sửa chữa và lắp ráp, khẳng định độ tin cậy làm việc của bơm trước khi đưa vào hoạt động

Trong sửa chữa việc chạy thử máy có những đặc điểm riêng, bởi trong máy có nhiều loại chi tiết khác nhau: chi tiết mới, chi tiết được gia công sửa chữa 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 san phẳng những nhấp nhô ban đầu, tăng diện tích tiếp xúc bề mặt, giảm áp lực đơn 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 ghép ren đã xiết

đủ chặt chưa, tra dầu mỡ cho các mối ghép có sự chuyển động tương đối giữa các bề mặt chi tiết bơm (tại những vị trí có lỗ tra dầu hoặc vú mỡ)

- Kiểm tra, dọn dẹp các dụng cụ lắp ráp, các ốc vít, các mảnh vụn sắt thép có xung quanh máy, không để chúng trên thành máy, trên các vị trí 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 đưa vào hệ thống ống dẫn Kiểm tra áp suất và lưu lượng làm việc của bơm Lưu ý, tất cả các chi tiết của hộp thuỷ lực chịu áp suất làm việc 25Mpa ( 250 KG/cm2 ) phải chịu áp suất thử là 37,5 Mpa ( 375 KG/cm2 ) trong thời gian 5 phút

- Đặt tay lên các thân ổ xem có hiện tượng rung, nóng hay không Nếu rung cần vặn chặt các ốc lắp thân ổ với bệ máy Nếu nóng cần xem xét chế 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 thì cần tìm nơi phát ra tiếng ồn và xử lý