ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP“QUY TRÌNH VẬN HÀNH SỬA CHỮA BẢO DƯỠNGTRẠM MÁY NÉN KHÍ GA-75FF , KIỂM TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU CỦA TRẠM MÁY NÉN KHÍ VÀ GIẢI PHÁP TÁCH DẦU BÔI TRƠN RA KHỎI KHÍ NÉN” pdf

Trường Đại Học Mỏ -Địa

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
“QUY TRÌNH VẬN HÀNH SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG
TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA-75FF , KIỂM TOÁN CÁC THÔNG SỐ
KỸ THUẬT YÊU CẦU CỦA TRẠM MÁY NÉN KHÍ VÀ GIẢI
PHÁP TÁCH DẦU BÔI TRƠN RA KHỎI KHÍ NÉN”





SV: Đoàn Văn Hiền
Lớp : CKTB K49




Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
2


LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, việc ứng dụng tự động hoá vào trong công nghiệp dầu khí ,một
nghành công nghiệp mũi nhọn của đất nước đã mang lại nhiều lợi ích cho nền khinh

tế quốc dân.Tuy vậy công việc này cũng không dễ dàng,mặc dù chúng ta đã nhập
nhiều thiết bị hiện đại từ nước ngoài.Do đó việc lựa chọn -vận hành -bảo dưỡng-sửa
chữa các thiết bị này phải thực sự thành thạo,nắm vững nguyên lý hoạt động của
chúng để từ đó sử dụng chúng sao cho phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của từng giàn
và nâng cao năng suất và tuổi thọ của thiết bị đó.
Trong điều kiện giàn khai thác ,để đảm bảo tốt công việc khai thác ,cũng như
kiểm tra chặt chẽ các công việc này ,thì việc sử dụng hệ thống đo lường là rất hiệu
quả .Cũng như trong môi trường dễ cháy nổ như ở giàn khoan thì việc sử dụng khí
nén là nguồn cung cấp cho các thiết bị tự động hoá như các van an toàn ,các thiết bị
đo ,……là có nhiều ưu điểm nhất.Vì vậy khí nén được chọn là nguồn năng lượng
cung cấp cho hệ thống đo lường tự động và cung cấp cho các thiết bị điều khiển trên
các giàn công nghệ và giàn bơm ép .
Hiện nay ,trên các giàn khoan ,khai thác của mỏ Bạch Hổ có rất nhiều trạm
máy nén khí có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết bị này nhưng thông dụng nhất
vẫn là trạm máy nén khí GA-75ff vì nó có những ưu điểm vượt trội so với các máy
khác là:nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu ,trạm máy được bố trí gọn hoạt động hoàn
toàn tự động ,có hệ thống an toàn tốt để bảo vệ khi máy có sự cố và đặc biệt là lưu
lượng của máy rất ổn định ,tự động điều chỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng đã đặt
trước ,đảm bảo tính tiết kiệm năng lượng.
Chính những đặc điểm này,cùng với sự tìm hiểu về máy nén khí GA-75ff
trong quá trình thực tập ở xĩ nghiệp Vietsovpetro.Với sự giúp đỡ ,hướng dẫn tận
tình của thầy Trần Văn Bản cùng các thầy trong bộ môn Thiết Bị dầu Khí và Công
Trình em đã thực hiện đề tài :QUY TRÌNH VẬN HÀNH SỬA CHỮA BẢO
DƯỠNG TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA-75FF , KIỂM TOÁN CÁC THÔNG SỐ
KỸ THUẬT YÊU CẦU CỦA TRẠM MÁY NÉN KHÍ VÀ GIẢI PHÁP TÁCH
DẦU BÔI TRƠN RA KHỎI KHÍ NÉN

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền

3

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU VAI TRÒ CỦA VIỆC CUNG CẤP KHÍ NÉN
CHO GIÀN KHAI THÁC ,CÁC LOẠI MÁY NÉN KHÍ
ĐƯỢC DÙNG TRONG KHAI THÁC DẦU KHÍ

1.1.Vai trò của việc cấp khí nén cho giàn khai thác
Khí nén đã có nhiều ứng dụng từ rất xa xưa, ngay từ trước Công Nguyên.
Tuy nhiên , do sự phát triển của khoa học kỹ thuật trước đây không đồng bộ, nhất là
sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu không có hoặc còn thiếu, cho
nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với
năng lượng điện, vai trò năng lượng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng. Tất
cả những cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộc
sống hàng ngày cũng không thể thiếu được nguồn năng lượng khí nén. Việc sử
dụng năng lượng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử
dụng năng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những
dụng cụ nhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn ; sử dụng năng lượng bằng khí nén
ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, và nhiều nhất là dụng cụ, đồ gá
kẹp chặt trong các máy…
Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén càng
trở nên đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên
biển. Sở dĩ như vậy là do các quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ trong
công nghiệp Dầu khí đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ,
phun trào… có thể gây ra tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí
là những thảm họa môi trường nghiêm trọng cho cả một khu vực rộng lớn. Với
những đặc tính ưu việt của năng lượng khí nén, như :
1. An toàn với môi trường độc hại, môi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ.
2. Dễ cung cấp, dễ sử dụng.

3. Phạm vi ứng dụng rộng rãi.
Bởi vậy, chúng là nguồn năng lượng không thể thiếu trên các công trình
Dầu khí. Năng lượng khí nén được sử dụng cho các thiết bị công cụ, thiết bị động
lực,… và đặc biệt là trong các hệ thống tự động điều khiển và đo lường.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
4

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
5

1.3 Các trạm máy nén khí cung cấp khí nén cho giàn
Tại các giàn cố định trên biển của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, để
cung cấp năng lượng khí nén sử dụng cho các thiết bị và hệ thống phục vụ cho công
nghệ khoan-khai thác Dầu khí, người ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụ
cho những mục đích cụ thể khác nhau, như :
1.3.1. Trạm máy nén khí 4BУ 1-5/9 ở BM-15
Gồm 2 máy : 1- Được dẫn động bằng động cơ Diezel ; 1- Được dẫn động
bằng động cơ điện ; nhằm cung cấp khí nén áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm
2
) cho các
thiết bị tự động hóa & đo lường , và các thiết bị phục vụ cho công tác khoan, như
khóa hơi của Roto tháo lắp cần khoan, phanh tời khoan, đóng/ngắt các ly hợp khí
nén của các bơm dung dịch УM-8.
1.3.2. Trạm máy nén khí ВП2-9/10 ở BM-7B:
Gồm 4 máy (được dẫn động bằng động cơ điện) và một hệ thống sấy và làm
khô khí (khá phức tạp), cung cấp khí nén khô, sạch, áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm

2
) cho
hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho trám giếng nghệ khoan.
1.3.3. Trạm máy nén khí ЭКП-70/25 ở BM-7A:
Gồm 2 máy (được dẫn động bằng động cơ điện) cung cấp khí nén áp suất
cao (30 ÷ 50 kg/cm
2
) cho hệ thống khởi động động cơ Diezel 8ЧН 25/34-3 của trạm
phát điện chính (BM-7A) của giàn.
1.3.4. Trạm máy nén khí ở BM-6, gồm :
1.3.4.1. Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm
2
)loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-
0,6/13), gồm 3 máy.
Sau khi chúng được thay thế bằng trạm nén khí kiểu “Ingersoll-Rand T
30/7100 ”, cũng có 3 máy . Các trạm này có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 0,6 m
3
/phút - loại
BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); hoặc Q = 1,42 m
3
/phút - loại “Ingersoll-Rand T
30/7100 ” ), làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị
đo lường, hệ thống điều khiển tự động các van “MIM”, các trạm điều khiển (ACS,
TOE ) đóng/mở các van dập giếng, dẫn động cho các bơm hóa phẩm,v.v… của hệ
thống công nghệ khai thác Dầu khí.
1.3.4.2. Cụm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm
2
) loại 4BУ1-5/9, gồm 1 ÷ 2
máy.
Đây là loại máy nén khí có lưu lượng trung bình (Q ≈ 5 m

3
/phút), làm việc
theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị, dụng cụ dẫn động
bằng khí nén (máy mài, máy khoan, máy bắn rỉ, các máy bơm thủy lực cao áp…) và
chủ yếu là làm nhiệm vụ ép nước kỹ thuật phục vụ sinh hoạt trên giàn.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
6

1.3.4.3. Trạm máy nén khí áp suất cao (100 ÷ 150 kg/cm
2
) loại Kp-2T (hoặc BT
1,5-0,3/150), gồm 2 máy
Đây là loại máy nén khí cao áp, có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 1,5 ÷ 1,8 lit/phút),
làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển
đóng/mở các van cầu ở các blok công nghệ (BM-1;2) và hệ thống khởi động cho
các động cơ Diezel của các máy bơm dung dịch và máy bơm trám ximăng, nén khí
cho các bình điều hòa lưu lượng của các máy bơm piston. Nguồn khí nén cao áp
này còn được sử dụng trong công tác kiểm tra, kiểm định các van an toàn, vận hành
các bộ đồ gá chuyên dụng.v.v…
Trong thời gian gần đây, trên các giàn cố định của Xí nghiệp Liên doanh
“Vietsovpetro”, người ta đã đưa vào lắp đặt và sử dụng các trạm nén khí hiện đại,
như GA-75 (của hãng Atlas-Copco), hoặc SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand).
Các trạm này có thể cung cấp khí nén trong dải áp suất làm việc từ 6 ÷ 13 kg/cm
2

và lưu lượng tương đối lớn (Q ≈ 11,61 ÷ 13,59 m
3
/phút, đối với trạm SSR MH-75;

Q ≈ 11,8 m
3
/phút, đối với trạm GA-75). Chúng được trang bị thêm hệ thống xử lý
làm sạch và sấy khô khí khá hoàn hảo nên chất lượng khí nén rất tốt, đảm bảo đủ
lưu lượng và chất lượng để có thể sử dụng cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục
vụ cho quá trình thi công khoan; ép nước kỹ thuật cung cấp cho sinh hoạt và các hệ
thống làm mát; cũng như cho các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động ,
các thiết bị được dẫn động bằng khí nén khác… Vì vậy, với một trạm nén khí có 2
máy loại này ( GA-75 của hãng Atlas-Copco, hoặc SSR MH-75 của hãng Ingersoll-
Rand ) được lắp đặt ở BM-7B, có thể thay thế cho toàn bộ các cụm, trạm máy nén
khí áp suất thấp khác (như ВП2-9/10; BУ-0,6/8; BУ-0,6/13; 4BУ1-5/9; Ingersoll-
Rand T 30/7100… ) trước đó, ở trên giàn.
Ngoài ra, trên một số giàn ( như CTP-2; CTP-3…) còn được lắp đặt, vận
hành một số trạm nén khí chuyên dụng để sản xuất, cung cấp khí trơ ( N
2
) phục vụ
cho các công đoạn công nghệ xử lý Dầu khí.
1.4 Các loại máy nén khí được sử dụng với mục đích khác
1.4.1 Máy nén khí cao áp KP – 2T (AK 150)
Được sử dụng để tạo nguồn khí có áp suất cao (150 kg/cm
2
): dung để điều khiển
hệ thống van cầu, ép vỉa, duy trì hoạt động của các bình ổn áp,máy bơm pittông. Nạp
khí cho các bình khí của động cơ diezen và các bình khí của xuồng cứu sinh.
Máy nén khí KP – 2T là máy nén khí pittông thẳng đứng, 3 cấp. Áp suất
cửa vào là áp suất khí quyển, áp suất cửa ra lớn nhất cho phép là 150 kg/ cm
2
với
lưu lượng 1,8m
3

/phút.

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
7

1.4.2 Máy nén khí 2BM4-9/101 (của trạm máy nén khí CD9-101)
Được sử dụng trong quá trình gọi dòng các giếng khai thác là phương pháp
làm giảm cột áp thủy tĩnh của khối chất lỏng trong lòng giếng. Đây là loại máy nén
pittông nằm ngang dùng để nén áp suất khí quyển đến áp suất 100kg/cm
2
với lưu
lượng 9m
3
/phút.
1.4.3 Máy nén khí 4BY5/9
Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp khí (côn hơi) cho
tời khoan và cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động trên giàn.
Đây là loại máy nén khí piston chữ V, 2 cấp nén tác dụng đơn 4 dãy, 4
xilanh. Áp suất cửa vào là áp suất khí quyển, áp suất cửa ra là 8kg/cm
2
với lưu
lượng là 5m
3
/phút.
1.4.4 Máy nén khí trục vít GA75,GA22,GA30,SSP,MH75…
Loại máy nén này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệ
thống bơm tram ximăng và các nhu cầu khác…
1.4.5 Máy nén INGERSOLLRAND T30 x 400

Loại máy này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hoá.




Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
8

CHƯƠNG 2
LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ MÁY NÉN KHÍ DẠNG TRỤC VÍT

Khí nén được tạo ra từ các máy nén khí mà ở đó năng lượng cơ học của các
động cơ (điện hoặc diezel…) được chuyển hóa thành áp năng (hoặc động năng) và
nhiệt năng. Các máy nén khí này hoạt động dựa trên hai nguyên lý cơ bản:
- Nguyên lý thể tích : không khí ở môi trường được hút vào khoang nén và ở
đó, thể tích của khoang này thay đổi (giảm xuống). Như vậy, theo định luật Boyle-
Mariotte, áp suất trong khoang nén tăng lên. Các máy nén khí hoạt động dựa trên
nguyên lý này bao gồm các MNK kiểu piston, kiểu bánh răng, kiểu cánh gạt, kiểu
trục vít…
- Nguyên lý động năng : không khí ở môi trường được hút vào khoang nén,
và ở đó, áp suất khí nén được tạo ra do động năng của các cánh dẫn. Nguyên tắc
hoạt động theo kiểu này có khả năng tạo ra những máy nén khí có lưu lượng và
công suất lớn. Các máy nén khí hoạt động dựa trên nguyên lý này là các máy nén
khí kiểu tuabin, bao gồm máy nén khí ly tâm, máy nén khí chiều trục
Sau đây, để phục vụ cho đề tài, chúng ta chỉ đi vào nghiên cứu lý thuyết cơ
bản về các máy nén khí dạng trục vít.

Hình 2.1. Cấu tạo máy nén trục vít
2.1.Nguyên lý hoạt động.
Máy nén khí kiểu trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích.
Cấu tạo của máy nén trục vít gồm hai (hoặc có thể nhiều hon) trục vít với
nhiều mối răng ăn khớp và quay ngược chiều nhau. Một trục dẫn, nhận truyền động
từ động cơ và truyền cho trục bị dẫn qua các cặp bánh răng nghiêng. Không khí
được hút từ đầu này được nén và đẩy sang đầu kia của cặp trục. Khe hở giữa hai
trục vít (phần ăn khớp) và giữa đỉnh răng với xilanh vào khoảng từ 0,1 – 0,4 mm. Vì
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
9

vậy khi làm việc không có ma sát, tuổi thọ cao, êm. Các trục vít có độ chính xác
cao, khó chế tạo và sửa chữa. Trong máy nén trục vít không có van hút và van đẩy
như ở máy nén pittông.Số vòng quay của trục vít từ 3000 vg / ph trở lên, thậm chí
đến 15000 vg / ph.
Khi các trục vít quay được một vòng ,thể tích khoảng trống giữa các răng sẽ
thay đổi. Như vậy sẽ tạo ra quá trình hút (thể tích khoảng trống tăng lên), quá trình
nén (khoảng trống nhỏ lại) và cuối cùng là quá trình đẩy (hình 2.1). Với các loại
máy nén khí có vận tốc quay của các trục vít lớn hàng ngàn vòng phút, các quá trình
hút/nén có thể được coi là liên tục. Vì vậy, máy nén khí kiểu trục vít thường có kết

cấu nhỏ, gọn nhưng lưu lượng và công suất khá lớn.

Hình 2.2. Nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu trục vít.

Phần chính của máy nén khí kiểu trục vít gồm 2 trục : trục dẫn và trục bị dẫn
(hình 2.2). Số răng (số đầu mối) của trục xác định thể tích làm việc (hút, nén), khi
trục quay 1 vòng. Số răng càng lớn, thể tích hút, nén của 1 vòng quay sẽ nhỏ. số
răng (số đầu mối của trục dẫn và trục bị dẫn không bằng nhau sẽ cho hiệu suất tốt
hơn.Trong hình 2.2 trục dẫn (2) có 4 đầu mối (4 răng), trục bị dẫn (1) có 5 đầu mối
(5 răng).

Hình 2.3. Quá trinh ăn khớp.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
10
2.2. Các thông số cơ bản của máy nén trục vít.
2.2.1.Lưu lượng của máy nén khí trục vít :
Đối với máy nén trục vít, lưu lượng Q
v
của chúng được tính như sau:
Q
v =
q
0
.  .
1
60
n
[ m

3
/ s ]

Trong đó:
q
0
[m
3
/vòng] Lưu lượng/ vòng
 [-] Hiệu suất
n
1
[vòng/phút] Số vòng quay trục chính

Bảng 2.1: Hiệu suất  phụ thuộc vào số vòng quay n

n


4500 0,8
5000 0,82
6000 0,86


Hình 2.4. Tính lưu lượng q
o
Lưu lượng q
0
xác định như sau (hình 2.3)
q

0
= ( A
1
+ A
2
) . L . Z
1
.
lo
lo
th
V
V

Trong đó:
L [m] Chiều dài trục vít
A
1
[m
2
] Diện tích trục chính, xem hình 2.2
A
2
[m
2
] Diện tích trục phụ, xem hình 2.2
Z [ - ] Số đầu mối (số răng) trục chính

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
11

lo
lo
th
V
V
Là tỉ số của thể tích khe hở thực tế và thể tích khe hở theo lý thuyết
(hình 2.3).
Sự phụ thuộc giữa tỉ số và góc xoắn  của trục vít, được biểu diễn ở hình 2.4


Hình 2.5. Quá trình hút, nén và đẩy của máy nén kiểu trục vít.

Hình 2.6. Sự phụ thuộc góc xoắn

và tỷ số thể tích khe hở thực tế và khe hở
theo lý thuyết.
Muốn thay đổi lưu lượng của máy nén trục vít người ta thường dùng biện
pháp đóng bớt (hoặc đóng hẳn) cửa hút hoặc xả vòng hơi nén từ phía đẩy về phía
hút. Cách thứ nhất kinh tế hơn, nên hầu hết các máy nén khí trục vít đều ứng dụng.


Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
12
2.2.2. Công suất của máy nén trục vít
Công suất của các máy nén khí trục vít được tính tương tự như máy nén

rôto cánh trượt, theo công thức sau:

N
 
1/
2
1 1
1
( ) 1
1
k k
Pk
PQ
k P

 
 
 

 
(W)
Trong đó :
- k : là chỉ số đoạn nhiệt
- P
1
; P
2
: là áp suất đầu hút và đầu nén ( N/m
2
)

- Q
1
: là năng suất hút của máy ( m
3
/s )

2.3 . Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít.
Máy nén khí trục vít phục vụ cho công nghệ thực phẩm, ví dụ công nghiệp
chế biến thực phẩm, công nghiệp hóa chất, người ta thường dùng loại máy nén khí
không có dầu bôi trơn, hoặc dùng các loại dầu bôi trơn có gốc từ thực vật. Đối với
công nghiệp nặng, nhất là trong lĩnh vực điều khiển thì người ta thường dùng máy
nén khí có dầu bôi trơn để chống sự ăn mòn hệ thống ống dẫn và phần tử điều khiển
Hình 2.6 là sơ đồ hệ thống máy nén kiểu trục vít có hệ thống dầu bôi trơn.
Đặc điểm của loại máy này là tổn thất cơ học lớn hơn so với loại máy nén không
bôi trơn vì có sự tiếp xúc của trục vít chính và trục vít phụ.
Tuy nhiên, so với máy nén khí không có dầu bôi trơn, máy nén khí có hệ
thống dầu bôi trơn có những ưu điểm sau:
Khả năng làm kín tốt hơn, do đó giảm được tổn thất công suất, lưu lượng.
- Nhiệt sinh ra trong quá trình nén sẽ được dầu bôi trơn hấp thụ. Điều đó cho
phép tăng tỷ số nén trong một cấp mà không làm tăng quá nhiều nhiệt độ của khí nén .
- Khoảng cách trục ngắn, vì chỉ cần truyền động cho trục chính, trong khi đó
loại máy nén khí không có dầu bôi trơn thì trục chính và trục phụ tách rời nhau, cho
nên cần phải truyền động cho cả 2 trục.

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
13

Hình 2.7. Sơ đồ hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có hệ thống dầu bôi trơn.

Theo sơ đồ chung của hệ thống máy nén khí kiểu trục vít có dầu bôi trơn
được thể hiện ở trên hình 2.6, nguyên lý làm việc của chúng như sau :
Không khí được hút vào máy nén khí. Sau khi nén, khí nén cùng dầu bôi trơn tạo
thành 1 hỗn hợp vào bình lọc. Trong bình lọc, khí nén thoát ra theo đường ống dẫn
phía trên và dầu bôi trơn mang nhiệt (được tạo ra trong quá trình nén) sẽ theo đường
ống phía dưới bình lọc. Khí nén sẽ được chuyển đến hệ thống điều khiển sau khi đi
qua bộ phận làm mát bằng quạt gió. Dầu bôi trơn mang nhiệt sẽ được làm nguội
bằng ống dẫn qua quạt gió hoặc đã đạt được nhiệt độ làm mát theo yêu cầu qua rơle
nhiệt quay trở về bình chứa dầu bôi trơn.
Các trạm máy nén khí trục vít kiểu MH-75 (Hãng Ingersoll-Rand), Ga-22, GA-30,
GA-75 ( Hãng Atlas Copco) hiện đang sử dụng trên các giàn khoan-khai thác Dầu
khí của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro” đều là dạng máy nén khí kiểu trục vít
có hệ thống dầu bôi trơn, hoạt động theo nguyên lý như đã nêu trên.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
14
CHƯƠNG 3
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC,LẮP ĐẶT,VẬN HÀNH,
BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA TRẠM MÁY NÉN GA-75FF

3.1. Giới thiệu chung
GA là trạm máy nén khí dạng trục vít, một cấp , tác dụng đơn, có dầu bôi trơn và
được dẫn động bằng động cơ điện. GA-55, GA-75 và GA-90C là dạng được làm mát
bằng không khí. GA-55W, GA-75W và GA-90CW được làm mát bằng nước.
Loại trạm máy nén khí GA-FF (Full-feature):
Là trạm máy nén khí GA với đầy đủ các tính năng kỹ thuật-GA-FF (Full-
feature). Chúng được trang bị thiết bị làm khô khí , cùng lắp đặt chung trong
khoang thân vỏ. Thiết bị làm khô khí này tách ẩm từ khí nén bằng cách làm lạnh

chúng đến gần điểm sương để hơi ẩm (dầu, nước…) ngưng tụ rồi xả thông qua cơ
cấu xả condensate tự động.
Bố trí chung:
Trạm máy nén khí GA được lắp đặt trong khoang thân vỏ cách âm và cách
nhiệt chắc chắn. Máy nén khí được điều khiển bởi bộ điều khiển kiểu Elektronikon
® của hãng Atlas Copco. Bộ điều khiển điện tử này được lắp vào cánh cửa mặt
trước. Bộ điều khiển Elektronikon ® giúp làm giảm sự tiêu hao năng lượng điện, nó
cho phép người điều khiển dễ dàng lập trình và theo dõi, kiểm soát sự vận hành của
máy nén khí. Trên bảng điều khiển, ở mặt trước, có: nút khởi động; nút tắt, và nút
dừng khẩn cấp. Khoang điện có chứa bộ khởi động motor được đặt phía sau bảng
điều khiển này.
Trạm máy nén khí còn được trang bị thêm một hệ thống xả condensate (chất
lỏng ngưng tụ trong quá trình làm mát khí nén) tự động.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
15

Hình 3.1. Hình dạng chung của trạm GA-75 FF.

E 1 - Module điều khiển
1 - Van đầu ra của khí nén.
2 - Đầu vào cáp điện
3 - Đường xả condensate tự động của thiết bị tách dầu bôi trơn.
4 - Van xả nước bằng tay.

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
16



Hình 3.2. Mặt trước của máy GA -75 FF.
E 1 - Module điều khiển ; 6 - Phin lọc khí
S 3 - Nút dừng khẩn cấp ; 7 - Nút bịt lỗ rót dầu bôi trơn.
1 - Quạt làm mát ; 8 - Bình gom khí nén.
2 - Động cơ quạt ; 9 - Cơ cấu hiển thị mức dầu bôi trơn.
3 - Buồng điện ; 10 - Các phin lọc dầu bôi trơn.
4 - Động cơ điện dẫn động ; 11 - Bộ phận làm lạnh khí nén.
5 - Bộ phận tách dầu (OSD)

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
17


Hình 3.3. Mặt sau của máy GA -75 FF
1 - Van đầu ra của khí nén.; 9 - Máy nén khí
2 - Phin lọc kiểu DD hoặc PD ; 10 - Van ngược.
3 - Thiết bị làm khô khí (GA-FF) ; 11 - Van ngắt đường dầu bôi trơn.
4 - Động cơ quạt ; 12 - Mũi tên chỉ chiều quay động cơ.
5 - Quạt làm mát ; 13 - Động cơ điện dẫn động.

6 - Bộ phận làm mát dầu bôi trơn; 14 - Đường xả condensate tự động.
7 - Các phin lọc dầu bôi trơn; 15 - Đường xả condensate bằng tay.
8 – Van nạp/ngắt tải ; 16 - Bẫy tách condensate.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
18
3.2. Cấu tạo-các bộ phận cơ bản của trạm máy nén khí GA-75FF
3.2.1. Khung, sàn lắp ráp và vỏ bảo vệ cách âm, cách nhiệt

Hình 3.4. Khung sàn trạm GA-75.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
19

Hình 3.5. Kích thước khung vỏ bảo vệ trạm GA-75.
- Sàn cơ sở : để lắp đặt 2 tổ hợp trạm máy nén khí GA-75 FF. Sàn cơ sở
được chế tạo bằng phương pháp hàn, với các dầm chịu lực chính là thép U - № 20,
mặt sàn là thép tấm, dày 8mm . Sàn cơ sở có kích thước : Rộng x Dài x Cao = 2600
x 4300 x 210.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
20
- Khung lắp ráp: được chế tạo bằng phương pháp hàn, từ các thanh thép hình.
Kích thước của chúng được thể hiện bởi các hình vẽ trên hình 3.5. Tổng các kích
thước khung bao: Rộng x Dài x Cao = 1027,5 x 2055 x 1948,5.
- Vỏ bảo vệ cách âm, cách nhiệt: bao gồm các tấm panel cách nhiệt riêng lẻ,
được lắp bao ngoài và liên kết với khung lắp ráp bằng các khớp ngàm, có thể tháo

lắp dễ dàng để phục vụ cho công tác BDSC.

3.2.2. Động cơ điện dẫn động.


Hình3.6. Động cơ điện.

6020 - Hộp truyền
4045 - Khớp nối kiểu vành răng

4040 - Khớp nối mềm

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
21
Máy nén khí được dẫn động bằng động cơ điện xoay chiều 3 pha điện áp
380÷400 V, công suất 75kw. Động cơ được bắt chặt với khung sàn nhờ bu lông
thông qua đệm cao su chống rung và các vành đệm chống tự tháo. Trên trục động
cơ và hộp truyền động №6020 máy nén khí có lắp mặt bích khớp nối kiểu vành
răng №4045 & №3025 và được cố định bởi then và vít. Chúng liên kết, truyền động
với nhau thông qua bộ khớp nối mềm (Flex.coupling) №4040. Mặt bích nắp đầu
động cơ điện có 8 lỗ để lắp bulông liên kết với phần mặt bích nắp đầu thân vỏ hộp
truyền động №6020 của máy nén khí.
3.2.3. Máy nén khí –Air compressor element.

Hình 3.7. Máy nén khí trục vít.

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
22
3020: Thân máy 6020: Hộp truyền động
4020: Bánh răng 5065: Vòng bi
5110: Vòng bi 5120: Phớt làm kín
5070: Mặt chặn 5115: Mặt chặn
5075: Bulong 5140: Bulong
4025: Bánh răng bị động 5045: Then
5050: Đệm 5055: Bulong
5025: gioăng tròn 5020 và 5040: Ống lót
5030: Mặt chặn 5035: Bulong
5105: Bulong 5095: Chốt định vị
5100: Gioăng làm kín

Máy nén khí №3020-Service stage gồm có 2 trục vít được lắp trong thân
máy, trục chủ động nhận truyền động từ động cơ điện qua bộ khớp nối mềm thông
qua trục chủ động có bánh răng №4020-Gear wheel của hộp truyền động №6020-
Gear casing. Bánh răng chủ động №4020-Gear wheel được chế tạo liền trục lắp
trong hộp truyền động №6020-Gear casing nhờ 2 vòng bi đỡ №5065-Roller bearing
& №5110- Bearing và các joăng phớt làm kín №5120-Lipseal kit được ép bởi các
mặt chặn №5070-Cover & №5115-Retainer nhờ bu lông ốc vít №5075-Hexagon
bolt & №5140-Cap screw . Bánh răng bị động №4025- Gear wheel lắp trên trục vít
của máy nén khí được giữ bởi then №5045-Key , đệm №5050-Spacer và bu lông
№5055-Hexagon bolt , trục được làm kín bằng joăng tròn №5025-O ring và có các
ống lót №5020 & №5040-Bushing được ép bởi mặt chặn №5030-Cover nhờ 3 bu
lông №5035-Hexagon bolt .
Thân máy nén khí №3020-Service stage lắp với hộp truyền động №6020-
Gear casing nhờ 16 bu lông №5105-Hexagon bolt và 2 chốt định vị №5095-
Parallel pin , giữa chúng có joăng làm kín №5100-Gasket . Trên thân máy phía trên
có cửa không khí vào được khoan 4 lỗ để lắp cụm cơ cấu van nạp, ngắt tải. Phía

dưới có hộp van ngược lắp trên đường khí ra.
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
23
3.2.4. Phin lọc khí đầu vào và van nạp-ngắt tải.

Hình 3.8. Phin lọc khí đầu vào và van nạp-ngắt tải.





Phin lọc khí gồm có lõi lọc bằng giấy №4030- Filter element lắp trong vỏ
nhựa , vỏ nhựa được chia làm hai nửa lắp với nhau bằng móc khóa để dễ dàng tháo
lắp khi thay lõi phin lọc. Phin lọc №4020 – Air filter được nối với cửa vào của van
nạp- ngắt tải №2025-Unloader bằng ống nối cong №3040 - Elbow và được giữ chặt
bằng các kha mút №2060 & №3045- Hose clip. Trên ống nối cong có lắp thiết bị
chỉ báo BDKT №2045-Indicator - №2050-Sintered disk & №2055-Flat gasket. Phin
lọc được giữ cố định bằng đai kẹp №4025-Support.
4030 - Lõi lọc bằng giấy
4020 - Phin lọc
2025 - Van ngắt tải
3040 - Ống nối cong
2060 - Kha mút
2045 - Tb chi báo bdkt
4025 - Đai kẹp
Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền

24
3.2.5. Bộ khớp nối truyền động – Coupling.


Hình 3.9. Bộ khớp nối truyền động.



Các trạm máy nén khí GA-55,75 thường sử dụng 2 kiểu khớp nối truyền
động như 2 nhánh trên hình vẽ 3.9.
Kiểu 1: (Nhánh phải)-Bộ khớp nối, sử dụng bộ khớp nối mềm dạng răng
(khớp nối có răng hình thang). Bộ khớp nối gồm có 3 thành phần cơ bản sau đây:
Phần nửa khớp nối №4045-Coupling half- làm bằng thép lắp trên trục động
cơ điện được giữ chặt bằng then và vít hãm №4046-Screw . Mặt ngoài của khớp có
dạng hình trụ bậc, phần nhỏ có dạng răng ngoài lắp vào đầu trục khớp nối mềm
№4040-Coupling element làm bằng cao su có dạng răng trong.
Phần nửa khớp nối thứ hai №3025-Coupling half- lắp trên trục chủ động của
hộp truyền động №6020-Gear casing- bằng then №3040-Parallel key và được giữ
chặt bằng bu lông №3035-Hexagon bolt , ốc vít №3026-Screw . Mặt ngoài của
khớp có dạng hình trụ bậc, phần nhỏ có răng ngoài lắp vào trục khớp nối mềm có
dạng răng trong.
6020 - Hộp truyền động
3040 - Then
3035 - Bulông
3026 - Ốc vít
4045 - Phần nửa khớp nối
4046 - Vít hãm
4040 - Đầu trục khớp nối mềm

3025 - Phần nửa khớp nối 2

Trường Đại Học Mỏ -Địa Lớp : CKTB K49

Đồ án tốt nghiệp SV: Đoàn Văn Hiền
25
Chi tiết truyền động trung gian №4040-Coupling element- làm bằng cao su,
dạng hình trụ, ở giữa có đường kính nhỏ hơn, ở hai phía đầu đường kính lớn hơn có
dạng răng ngoài. Chi tiết này có 2 vành răng ngoài và phần răng bên trong, ăn khớp với
các nửa khớp nối chủ động №4045-Coupling half- và bị động №3025-Coupling half .
Kiểu 2: (Nhánh trái)- Bộ khớp nối này cũng gồm có 3 thành phần cơ bản
là nửa khớp nối chủ động №4045 -Coupling half và nửa khớp nối bị động №3025 -
Coupling half. Các chi tiết truyền động trung gian gồm 8 chốt cao su chịu lực
№4040-Coupling element. Loại khớp nối dạng này thường được lắp cho trạm máy
nén khí GA-75(W)-7.5.
3.2.6. Bình gom-tách dầu bôi trơn – Air receiver/oil separator.

Hình 3.10. Bình gom tách dầu bôi trơn.
1- Các phin lọc dầu bôi trơn.
2- Phin lọc khí
3- Nút bịt lỗ rót dầu bôi trơn.
4- Bu lông giữ phin lọc khí
5- Bu lông giữ bình gom khí nén
6- Nút xả dầu
7- Cơ cấu hiển thị mức dầu bôi trơn
8- Bình gom tách dầu bôi trơn
9- Van an toàn