nghiên cứu bộ lọc khí và các phương pháp tách dầu bôi trơn ra khỏi khí nén, phục vụ cho các thiết bị tự động hóa trên giàn

Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Lời mở đầu
Ngày nay, việc ứng dụng tự động hoá vào trong công nghiệp dầu khí,
một ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nớc đã mang lại nhiều lợi ích cho
nền kinh tế quốc dân. Tuy vậy, công việc này cũng không dễ dàng, mặc dù
chúng ta đã nhập nhiều thiết bị hiện đại từ nớc ngoài. Do đó việc tìm hiểu về
cấu tạo - nguyên lý làm việc - vận hành - bảo dỡng và sửa chữa các thiết bị
này phải thực sự thành thạo, nắm vững nguyên lý hoạt động của chúng cho
phù hợp với các yêu cầu về năng lợng của từng giàn, từng thiết bị tự động háo
trên giàn đó, nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ của các thiêt bị đó.
Trong điều kiện giàn khai thác, để đảm bảo tốt các công việc khai thác,
cũng nh kiểm tra chặt chẽ các công việc này, thì việc sử dụng hệ thống đo l-
ờng tự động là rất hữu hiệu. Cũng nh trong môi trờng dễ cháy, nổ nh ở giàn
khoan thì việc sử dụng khí nén làm nguồn năng lợng cung cấp cho các thiết bị
tự động hoá nh các van cầu, van Min, van an toàn, các thiết bị đo, là có
nhiều u điểm nhất. Vì vậy, khí nén đợc chọn là nguồn năng lợng cung cấp cho
hệ thống đo lờng 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 có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết bị này nhng thông dụng
nhất vẫn là trạm máy nén khí GA - 75 vì nó có những u điểm vợt trội so với
các loại máy khác là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy đợc 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 lu lợng của máy rất ổn định, đảm bảo độ khô sạch của
khí nén cũng nh đảm bảo đợc nhiệt độ, độ nhớt động học của khí nén và tự
động điều chỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng đã đặt trớc, đảm bảo tính tiết
kiệm năng lợng.
Chính những đặc điểm này, cùng với việc tìm hiểu về loại thiết bị này
trong quá trình thực tập ở xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro. Với sự giúp đỡ,
hớng dẫn tận tình của thầy Th.S Nguyễn Văn Giáp cùng các thầy trong bộ
môn Thiết Bị Dầu Khí, em đã thực hiện đề tài: Nghiên cứu bộ lọc khí và

các phơng pháp tách dầu bôi trơn ra khỏi khí nén, phục vụ cho các thiết bị
tự động hóa trên giàn.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
1
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1
TổNG QUAN Về VIệc
Sử DụNG MáY NéN KHí ở VIETSOVPETRO

1.1. Tình hình sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetro
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với năng lợng
điện, vai trò năng lợng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng. Tất cả các
cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng hàng ngày
của cuộc sống cũng không thể thiếu đợc nguồn năng lợng khí nén. Việc sử
dụng năng lợng khí nén ở những dụng cụ nhỏ, những truyền động với vận tốc
lớn, sử dụng năng lợng bằng khí nén ở những thiết bị nh búa hơi, dụng cụ đập,
tán đinh, và nhiều nhất là dụng cụ đồ gá kẹp chặt trong các máy
Đối với ngành công nghiệp dầu khí, vai trò của năng lợng khí nén càng
trở nên đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan khai thác dầu khí
trên biển. Sở dỉ nh vậy là do quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ dầu
khi đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn các nguy cơ cháy nổ, phun tràocó thể
gây chết ngời, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí là những thảm họa môi
trờng nghiêm trọng cho cả một khu vực lớn.Với những đặc tính u việt của
năng lợng khí nén, nh:
- An toàn với môi trờng độc hại, môi trờng nguy hiểm khí, dễ cháy
nổ
- Dễ cung cấp, dễ sử dụng
- Phạm vi ứng dụng rộng rãi.
Bởi vậy, chúng là nguồn năng lợng không thể thiếu trên các công trình

dầu khí trên biển. Năng lợng khí nén đợc 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
lờng.
Tại các giàn cố định trên biển của Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro,
để cung cấp năng lợng khí nén sử dụng cho các thiết bị và hệ thống phục vụ
cho công nghiệp khoan-khai thác dầu khí, ngời ta thiết kế và lắp đặt nhiều
trạm máy nén khí phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trên giàn.
1.1.1. Định nghĩa
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
2
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Máy nén là loại máy dùng để nén không khí hay gas đến áp suất tơng
đối không thấp hơn 0,5MPa, nếu máy tạo ra nguồn khí nhỏ hơn 0,2 MPa thì đ-
ợc gọi là quạt gió.
1.1.2. ứng dụng của máy nén khí trong ngành dầu khí
- Khai thác dầu bằng phơng pháp Gaslift
- Gọi dòng cho giếng
- Cung cấp nguồn khí nén có áp suất cho các thiết bị khoan
- Dùng để vận chuyển xi măng
- Cung cấp nguồn khí nuôi cho các thiết bị đo và tự động điều chỉnh
- Cung cấp cho các hệ thống điều khiển các thiết bị van .
- Cung cấp cho các hệ thống khởi động khí nén
- Là chất trung gian truyền nhiệt giữa các máy sấy, thiết bị lạnh .
1.1.3. Phân loại máy nén khí
- Theo kết cấu:
+ Máy nén thể tích: Bao gồm máy nén piston, máy nén trục vít, và
máy cánh quạt;
+ Máy nén tuốc bin cánh quạt (máy nén động lực): Máy nén ly tâm,
máy nén hớng trục.

- Theo áp suất tạo ra:
+ Bơm chân không áp suất: Làm việc khi áp suất ra bằng áp suất
khí trời;
+ Máy nén chân không: Làm việc khi áp suất ra cao hơn áp suất khí
trời;
+ Quạt gió: Làm việc với mức độ nén bé hơn 1,15;
+ Thiết bị thổi gas: Làm việc với mức độ nén bé hơn 1,15 nhng
không làm mát nhân tạo;
+ Máy nén: Làm việc với mức độ nén lớn hơn 1,15 nhng có làm mát
nhân tạo.
- Theo kiểu dẫn động máy nén: Máy nén chạy bằng động cơ gas trong đó
máy nén đợc chế tạo cùng với động cơ có gas và các loại dẫn động khác.
Các thiết bị dẫn động phụ thuộc vào sổ vòng quay yêu cầu của trục,
công suất và giải điều chỉnh các thông số, có thể là động cơ điện, tuốc bin
gas, hay động cơ đốt trong.
- Theo đặc tính môi chất có thể chia ra
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
3
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
+ Máy nén không khí
+ Máy nén gas.
- Theo các bố trí đờng tâm xylanh có thể chia ra
+ Máy nén ngang
+ Máy nén thẳng đứng
+ Máy nén dạng góc (chữ L; V; W).
- Theo kiểu kết cấu của máy nén pittông đợc phân ra
+ Theo cấp số nén: Một cấp, hai cấp, ba cấp
+ Theo số dãy trong đó bố trí các xylanh: Một, hai, hoặc nhiều
dãy

+ Theo kết cấu cơ cấu chuyển động: Có con trợt và không có con
trợt
+ Theo sự bố trí xylanh: Dạng ngang, đứng, góc
+ Theo nguyên lý tác dụng với xylanh: Tác dụng đơn, tác dụng
kép
+ Phụ thuộc vào kiểu làm mát.
Làm mát nớc hay bằng không khí
Máy nén với môi chất công tác là chất làm lạnh: Máy nén
lạnh
Theo khả năng lắp đặt: Máy nén cố định, di động.
Hiện nay trong ngành dầu khí chủ yếu sử dụng các loại máy nén khí sau:
Máy KP-2T (AK-150); máy nén khí 2BM4-9/101; máy nén khí 4BY 5/9; máy
nén khí trục vít GA75, SSP, MH75, GA22, GA30 ; máy nén khí
INTERSOLLRAND T30 x 400.
1.1.4. Các loại máy nén khí dùng trong công nghiệp dầu khí
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
4
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Máy nén khí cao áp KP-2T (AK 150)
Đợc sử dụng để tạo nguồn khí có áp suất cao (150KG/cm
2
): dùng để
điều khiển hệ thông van cầu, ép vỉa, duy trì hoạt động của các bình ổn áp,
máy bơm pittông. Nạp khí cho các bình khí co động cơ diezen và các bình khí
có xuồng cứu sinh.
Máy nén khí KP-2T là máy nén khí pittông thẳng đứng, 3 cấp, áp suất
cửu vào là áp suất khí quyển, áp suất cửu ra lơn nhất cho phép là: 150 KG/cm
2
với lu lợng 1,8 m

3
/phút.
Máy nén khí 2BM4-9/101 (của trạm máy nén khí CD9-101)
Đợc sử dụng trong quá trình gọi dòng các giếng khai thác là phơng pháp
làm giảm cột áp thủy tĩnh của khối lợng chất lỏng trong lòng giếng. Đây là
loại máy nén pisttông nằm ngang dùng để nén áp suất khí quyển đến áp suất
100KG/cm
2
với lu lợng 9m
3
/phút.
Máy nén khí 4BY5/9
Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp ( côn hơi ) cho
tời khoan và cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động trên giàn.
Loại máy này là loại máy nén khí piston chữ V, 2 cấp nén tác dụng đơn 4
dãy, 4 xylanh, áp suất cửu vào là áp suất khí quyển, áp suất cửu ra la 8KG/cm
2
với lu lợng là 5m
3
/phút.
Máy nén khí trục vít GA-75, GA-22, GA-30, SSP, MH75
Loại máy nén này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệ
thống bơm trám xi măng và các nhu cầu khác.
Máy nén INGERSOLLRAND T30 x 400
Loại máy này dùng cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hóa.
1.2. Sơ đồ công nghệ của trạm nén khí
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
5
Trêng §¹i Häc Má §¹i ChÊt §å ¸n tèt nghiƯp

H×nh 1.1. S¬ ®å hƯ thèng khÝ nu«i trªn giµn msp-3
1- Van mét chiỊu.
Mục đích của nguồn khí này là sử dụng vào hệ thống điều khiển,
kiểm soát công nghệ khai thác dầu khí. Sử dụng đường ống dẫn có đường
kính φ60 được lắp đặt trực tiếp vào nguồn chính của trạm nén. Từ block 7B
đưa sang block 6. Được lắp đặt chạy dọc theo mép phải của block 6, 4, 2
đồng thời tại block 4 có nhánh rẽ để đưa nguồn khí đến sử dụng vào mục
đích gaslift tại block này. Tại đầu block 2, đường khí này được chia làm 2:
Ngun Ngäc Hµ ThiÕt BÞ DÇu KhÝ
k49
6
Trêng §¹i Häc Má §¹i ChÊt §å ¸n tèt nghiƯp
- Một nhánh đi vào block 1 điều khiển các trạng thái van cầu và van
Mim của ΗΓC 1, 2, 100 m
3
theo yêu cầu công nghệ.
- Nhánh còn lại đi vào block 2 cũng nhằm mục đích phục vụ cho hệ
thống gaslift, cụ thể là đóng hay mở van cầu trong hệ thống này.
Việc bố trí đường ống dẫn như trên là hoàn toàn hợp lý nó đã rút ngắn
được tối đa độ dài của những đường ống lắp đặt đồng thời nó nằm ở vò trí
mà được bảo vệ tốt nên ít bò sự cố rò gỉ khí ra ngoài do va trạm với đường
ống, nó cũng góp phần bảo đảm an toàn của hệ thống.
Vì mục đích sử dụng nhất thiết áp suất không thay đổi do vậy trên hệ
thống này cần thiết phải lắp hệ thống ổn áp, áp suất khí trong hệ thống
này thay đổi sau bình chứa của trạm nén khí. Như vậy áp suất bình chứa
thay đổi từ 6,5 – 8,5 at từ máy nén đến bình chứa. Tuy nhiên, với nguồn
khí này vẫn bảo đảm đi qua hệ thống sấy và hệ thống phin lọc.
Sử dụng đường ống có đường kính φ60 được thiết kế lắp đặt trực tiếp
từ máy nén qua cụm phin tách thô, tinh sau đó về bình chứa không qua van

điều tiết do đó áp suất của nguồn khí có thể thay đổi trong khoảng 6,5 –
8,5 at cũng giống như sự thay đổi áp suất trong bình chứa.
- Tuy áp suất có thay đổi nhưng những thông số về nhiệt độ, độ ẩm
vẫn đảm bảo tốt. Nguồn khí này cũng được đi qua hệ thống sấy và
phin lọc.
- Nguồn khí sử dụng cho hệ thống đo lường.
- Nguồn khí này được nối với đường ra sau bình chứa của trạm nén và
nguồn khí này được đi qua bộ van điều tiết để giảm, ổn đònh áp suất
ở mức 5 at.
- Nguồn khí sau khi qua van tiết lưu này sẽ được đưa ra các blốc 1, 2,
3, 4, 8 để nhằm mục đích cung cấp nguồn cho những thiết bò đo cụ
thể. Việc bố chí các đường ống như sau:
- Sau khi nguồn khí qua van điều tiết, sẽ được chia làm 2 nhánh
chính, một nhánh được đưa lên blốc 8 để làm nguồn nuôi những
Ngun Ngäc Hµ ThiÕt BÞ DÇu KhÝ
k49
7
Trêng §¹i Häc Má §¹i ChÊt §å ¸n tèt nghiƯp
thiết bò đo như đầu đồng hồ ghi đồ thò và những thiết bò điều khiển
tự động khác.
- Nhánh còn lại sẽ được đưa đến blốc 1, 3, 4. Đường ống được lắp đặt
ở bên phải của blốc 2, 4 được phân ra blốc 1, 2, 4 ở phía trước để
đưa nguồn khí này vào nhu cầu sử dụng.
- Nguồn khí này sẽ được đưa vào các thiết bò đo nhưng phải vào các
bộ van điều tiết cho các thiết bò, van điều tiết này sẽ cho ra áp suất
khí là 1,6 kg/cm
2
đồng thời cũng sử dụng nguồn khí này để đưa vào
những thiết bò đo, vẽ đồ thò hoạt động của một số phần trong công
nghệ khai thác của giàn.

- Tuy nhiên trong hệ thống đo lường tự động hoá còn rất nhiều phần
phức tạp khác nhưng ở đây tôi chỉ trình bày về việc cung cấp nguồn
khí làm nguồn năng lượng để phục vụ cho các thiết bò đo lường tự
động hoá, sơ đồ bố trí đưa được nguồn khí từ trạm nén đến những vò
trí cần thiết như đã nêu ở trên cho hệ thống đo lường tự động hoá ở
MCΠ-1.
1.3. Nh÷ng yªu cÇu c«ng nghƯ cđa hƯ thèng tù ®éng hãa
HiƯn nay trªn c¸c c«ng tr×nh biĨn cđa XÝ NghiƯp Liªn Doanh
Vietsovpetro ®ang tån t¹i hai hƯ thèng khÝ nÐn cao ¸p vµ thÊp ¸p, nh»m mơc
®Ých cung cÊp ngn n¨ng lỵng khÝ nÐn cho c¸c thiÕt bÞ vµ hƯ thèng chÝnh sau:
- C¸c thiÕt bÞ ®o lêng, nh: c¸c cét mùc chÊt láng cho c¸c b×nh, bĨ c«ng
nghƯ…
- C¸c hƯ thèng ®iỊu khiĨn, tù ®éng hãa, nh: c¸c tr¹m ®iỊu khiĨn van dËp
giÕng (ACS, TOE…); hƯ thèng ®iỊu lu lỵng (c¸c van mim); c¸c r¬le trong hƯ
thèng b¶o vƯ; ®iỊu khiĨn ®ãng më c¸c van cÇu, c¸c thiÕt bÞ chỈn kh¸c
- C¸c thiÕt bÞ dÉn ®éng b»ng khÝ nÐn, nh: hƯ thèng khëi ®éng cho c¸c
®éng c¬ diezen c«ng st lín; c¸c ®éng c¬ kiĨu r«to; cac m¸y b¬m, m¸y mµi,
m¸y khoan, thiÕt bÞ th¸o l¾p bul«ng, thiÕt bÞ phun s¬n…
- HƯ thèng v©n chun xim¨ng, phơc vơ cho qu¸ tr×nh khoan.
Ngun Ngäc Hµ ThiÕt BÞ DÇu KhÝ
k49
8
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
- Các mục đích khác, nh: làm sạch các bề mặt gia công, sửa chửa, làm vệ
sinh công nghiệp nào đó, gọi dòng trong khai thác, khuấy trộn dung dịch xi
măng trong quá trình khoan
Khí nén đợc tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều tạp chất bụi
bẩn, độ ẩm có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm: bụi, độ ẩm
không khí đợc hút vào, những phần tử nhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và
truyền động cơ khí. Hơn nữa, trong quá trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên

có thể gây ra quá trình oxy hóa một số phần tử kể trên. Nh vậy khí nén bao
gồm chất bẩn đó đợc tải đi trong những đờng ống dẫn khí sẽ gây nên sự ăn
mòn, gỉ trong ống và trong các hệ thống điều khiển. Cho nên khí nén đợc sử
dụng trong kỹ thuật phải đợc sử lý. Mức độ sử lý khí nén tùy thuộc vào phơng
pháp sử lý, từ đó xác định đợc chất lợng của khí nén tơng ứng cho từng trờng
hợp cụ thể.
Nh vậy tùy theo mục đích sử dụng, các yêu cầu công nghệ của hệ thống
tự động hóa gồm các vấn đề cơ bản sau:
Đảm bảo độ sạch: Điều này đảm bảo không bị kẹt hoặc bị tắc nghẽn
các phím lọc, các ricler hoặc các chi tiết, phần tử có độ chính xác cao của
thiết bị, nhất là ở các thiết bị kiểm tra, đo lờng và ở các hệ thống điều khiển,
tự động hóa. Để đánh giá độ sạch, ngời ta đa ra các tiêu chuẩn về các độ lớn
của các tạp chất. Theo các tiêu chuẩn của các hội đồng các xí nghiệp châu âu
PNEURP (European Committee of Mannufacturers of Compressors,
Vacuumpumps and Pneumatic tools ) đề ra, độ lớn của các tạp chất trong khí
nén không đợc vợt quá 70àm.
Đảm bảo độ khô: Yêu cầu này rất quan trọng, nhất là khi khí nén đợc
sử dụng trong vận chuyển các vật liệu rời, nh hệ thống vận chuyển xi măng.
Trong các hệ thống này, 99,9% lợng hơi ẩm (gồm hơi nớc và dầu bôi trơn.
gọi chung là condensate) phải đợc loại bỏ. Mặt khác, đảm bảo độ khô của khí
nén làm hạn chế sự sự tạo thành các phase lỏng, là tác nhân tạo nên ăn mòn
điện hóa trong dòng lu thông của khí nén.
Đảm bảo khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp: Thông thờng, khoảng
nhiệt độ làm việc thích hợp nhất của khí nén không đợc chênh lệch quá 3ữ5
0
C
so với nhiệt độ môi trờng làm việc của hệ thống và thiết bị. Sự chênh lệch quá
lớn sẽ gây nên sự giãn nở nhiệt khác nhau trong các hệ thống, thiết bị, các
cụm chi tiết, tạo ra sự nứt vỡ, biến dạng, h hỏng
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí

k49
9
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Đảm bảo khoảng áp suất làm việc thích hợp: Mỗi hệ thống hoặc thiết
bị đều có những yêu cầu về khoảng áp suất khí nén làm việc khác nhau. Để
giải quyết đợc vấn đề này, ngời ta thờng sử dụng các bộ van giảm áp hoặc
tăng áp phù hợp.
Đảm bảo độ nhớt thích hợp: Đối với từng hệ thống, nhất là với hệ
thống điều khiển tự động hoặc truyền động khí nén, và thiết bị, sẽ có những
yêu cầu cụ thể về độ nhớt động học cần thiết của khí nén, để giảm ma sát, sự
ăn mòn và rỉ sét của chúng. Để giải quyết đợc vấn đề này, ngời ta thờng sử
dụng dầu bôi trơn, bổ xung vào dòng khí nén thông qua các van tra dầu, hoạt
động theo nguyên lý Venturi.
Trong những yêu cầu công nghệ của hệ thống tự động hóa, thì quan trọng
nhất là việc đảm bảo độ sạch và độ khô của khí nén.
1.4. Những kết quả đạt đợc, những tồn tại cần tập trung nghiên cứu giải
quyết
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con ngời ngày càng đợc nâng
cao, việc ứng dụng tự động hoá vào trong công nghiệp dầu khí hiện nay là
ngành công nghiệp mũi nhọn và mang nhiều lợi ích kinh tế cho nền kinh tế
quốc dân.
Tuy vậy, nó cũng không dễ dàng để tiến hành khai thác, dù đã nhập các
thiết bị từ nớc ngoài về mà nó còn đòi hỏi một khối lợng công việc đa dạng và
phức tạp. Vì vậy, việc lựa chọn - vận hành - bảo dỡng - sửa chữa máy móc
thiết bị và đặc biệt là phải nắm vững nguyên lý hoạt động của chúng cho phù
hợp với các yêu cầu về năng lợng của giàn, nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ
của thiết bị.
Trong điều kiện giàn khai thác, để đảm bảo tốt các công việc khai thác
cũng nh kiểm tra chặt chẽ các công việc này, thì hệ thống đo lờng tự động hoá
là một hệ thống rất hữu hiệu. Trong môi trờng dễ xảy ra cháy nổ nh ở giàn

khoan thì việc sử dụng khí nén làm nguồn năng lợng và cung cấp cho các thiết
bị tự động hoá có nhiều u điểm nhất. Do vậy, khí nén đã đợc chọn là nguồn
năng lợng cho hệ thống đo lờng tự động và cung cấp cho các thiết bị điều
khiển nén trên giàn công nghệ và giàn bơm ép vỉa.
Hiện nay trên các giàn khoan, khai thác của Xí Nghiệp Liên Doanh
Vietsovpetro có rất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các
thiết bị tự động hoá nhng thông dụng nhất vẫn là trạm máy nén khí trục vít
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
10
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
GA-75 (của hãng Atlat- Copco) hoặc SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand).
Các trạm này có thể cung cấp khí nén trong giải áp suất làm việc từ 6ữ13
kg/cm
2
và lu lợng tơng đối (Q 13,59ữ 11,61 m
3
/phút, đối với trạm SSR MH-
75 ; Q 11,5 m
3
/phút, đối với trạm GA-75). Chúng đợc trang bị thêm hệ thống
làm sạch và khô khí khá hoàn hảo nên chất lợng khí rất tốt, vì vậy có những u
điểm vợt trội là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy đợc bố trí gọn,
hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ thống an toàn, bảo vệ cao khi máy có sự
cố và đặc biệt là lu lợng khí cung cấp của máy rất ổn định, tự động điều chỉnh
phù hợp theo nhu cầu sử dụng đã đặt trớc. Đảm bảo tính tiết kiệm năng lợng
cao.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
11

Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2
CấU TạO Và NGUYÊN Lý
LàM VIệC CủA MáY NéN TRụC VíT GA-75
2.1. Sơ đồ cấu tạo của máy nén trục vít GA-75
2.1.1. Giới thiệu chung về hình dạng may nén trục vít GA-75
Máy nén khí GA-75 là máy nén trục vít có dầu bôi trơn, một cấp và đợc
dẫn động bằng động cơ điện, GA-55, GA-75, GA-90C là đợc làm mát bằng
không khí.
Loại máy nén khí GA-FF (Full-feature).
Là loại máy nén khí GA với đầy đủ các đặc tính kỹ thuật GA-75 (Full-
feature). Chúng đợc 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 sơng để hơi ẩm (dầu và nớc) ngng tụ rồi xả thông
qua cơ cấu xả condensate tự động.
Bố trí chung:
Trạm máy nén khí GA đợc lắp đặt trong khoang thân vỏ cách nhiệt chắc
chắn. Máy nén khí đợc điều khiển kiểu Elektronikonđ của hãng Atlats Copco.
Bộ điều khiển Elektronikonđ giúp làm giảm tiêu hao năng lợng điện, nó cho
phép ngời điều khiển dễ dàng lập trình và theo dõi, kiểm soát và vận hành của
máy nén khí. Trên mặt bộ điều khiển, có: nút khởi động, và nút dừng khẩn
cấp khoang điện chứa bộ khởi động cho môtơ đợc lắp đặt phía sau bộ điều
khiển này.
Trạm máy nén khí còn đợc trang bị thêm hệ thống condensate (chất lỏng
ngng tụ trong quá trình làm mát khí nén) tự động.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
12
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.1. Hình dạng chung của máy nén trục vít GA-75
E1- Mô đun điêu khiển
1- Van đầu ra của khí nén
2- Đầu vào của cáp điện
3- Đơng xả condesate tự động của thiết bị tách dầu bôi trơn
4- Van xả nớc bằng tay.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
13
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.2. Mặt trớc của máy nén trục vít GA-75
E1- Mô đun điều khiển 6- Phím lọc khí
S3- 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)
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
14
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.3 Mặt sau của máy nén trục vít GA-75
1- Van đầu ra của khí nén 9- Máy nén khí
2- Phin lọc khiểu DD và PD 10- Van ngợc
3- Thiết bị làm khô khí (GA-FF) 11- Van ngắt đờng dầu bôi trơn
4- Động cơ quạt 12- Mũi tên chỉ chiều quay của đông cơ
5- Quạt làm mát 13- Động cơ điện dẫn động
6- Bộ phận làm mát dầu bôi trơn 14- Đờng xả condesate tự động
7- Các phin lọc dầu bôi trơn 15- Đờng xả condesate bằng tay

8- Van nạp tải / van ngắt tải 16- Bẫy tách condenssate.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
15
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Hình 2.4. Bẳng điều khiển của máy nén trục vít GA-75
1- Nút tắt 8- Đèn LED báo chế độ vận hành tự động
2- Nút khởi động 9- Các phím chức năng (F1, F2, F3 )
3- Màn hình 10- Dấu hiệu cảnh báo
4- Phím chuyển lên xuống 11- Dấu hiệu vận hành
5- Phím tạo bảng 12- Dấu hiệu điện áp nguồn
6- Đèn LED báo nguồn S3- Nút dừng khẩn cấp
7- Đèn LED cảnh báo chung
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
16
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Bảng 2.1. Tên và chức năng của nút bấm:
Vtrí Tên gọi Chức năng
1 Nút tắt
n nút này để ngừng MNK, lúc này đèn LED sẽ
tắt. MNK sẽ dừng sau 30s
2 Nút khởi động
n nút này để chạy MNK, lúc này đèn LED sẽ
sáng, báo hiệu bộ điều khiển đang vào chế độ
làm việc tự động. Đèn LED sẽ tắt sau khi ngắt tải
MNK bằng tay.
3 Màn hình Để hiển thị các thông số báo về trạng thái vận
hành của máy nén khí, nhắc nhở các dịch vụ bảo
dỡng hoặc các lỗi (nếu có) của hệ thống.

4 Phím chuyển lên
xuống
Dùng để dịch chuyển theo chiều dọc trên màn
hìn, để hiển thị các thông số trạng thái làm việc
của hệ thống.
5 Phím tạo bảng Dùng để hiển thị các thông số kỹ thuật theo
chiều mũi tên nằm ngang. Chỉ những thông số có
chiều mũi tên hớng về bên phải mới có thể truy
cập để thay đổi.
6 Đèn LED báo
nguồn
Báo hiệu nguồn điện ở hệ thống. Đèn sáng là hệ
thống đang đợc cấp điện.
7 Đèn LED cảnh
báo chung
Khi đèn sáng là có sự cảnh báo Vũ công tác bảo
dỡng kỹ thuật, hoặc một bộ phận cảm biến nào
đó trục trặc hoặc tình trạng Shut dow cần đợc
giải trừ. Đèn LED này sẽ sáng nhấp nháy nếu bộ
cảm biến có choc năng Shut dow bị trục trặc
hoặc sau khi ấn nút dừng khẩn cấp S3.
8 Đèn LED báo chế
độ vân hành tự
động
Đèn này sáng báo hiệu bộ điều khiển đang tự
động khởi động của MNK, MNK đang chạy có
tải, không tải, dừng hoặc khởi động lại căn cứ
trên mức tiêu thụ khí nén và giới hạn đã đợc xác
lập trong chơng trình điều khiển.
9 Các phím chức

năng (F1, F2, F3)
Các phím này để điều khiển và lập chơng trình
hoạt động cho hệ thống MN.
10 Dấu hiệu cảnh báo
Ký hiệu:
11 Dấu hiệu vận hành
tự động
Ký hiệu:
12 Dấu hiệu điện áp
nguồn
Ký hiệu:
S3 Nút dừng khẩn
cấp
Dùng để dừng MNK ngay lập tức trong trờng
hợp có sự có. Sau khi đã khắc phục h hỏng, mở
nút này băng cách kéo nó ra.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
17
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
2.1.2. Thân máy nén
Hình 2.5. Hình dạng thân máy nén trục vít GA-75
1- Thân máy nén
2- Trục phụ
3- Trục chính.
Thân máy nén là giá đỡ các bộ phận khác của máy nén và cũng là nơi
xảy ra quá trình nén khí. Thân máy nén có độ ổn định lớn, nặng, bền và chịu
áp suất cao. Trong thân máy nén là khoảng không gian chuyển động quay
tròn của rôto và chứa dầu bôi trơn. ở hai đầu thân máy nén có ổ đỡ các rôto, ở
phía hút và đẩy lắp các ổ đỡ chặn.

Trong phần dới của thân máy, ở đầu bên kia của cặp trục(rôtơ) là cửa đẩy
đợc lắp van ngợc (CV). Còn ở giữa thân máy đợc nối với van chặn dầu ( V
s
)
và hệ thống cung cấp dầu. Ngoai ra, nó còn đợc nối với một đờng ống dẫn dầu
phụ để cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén khí khi máy chạy ở chế độ không
tải.
Mặt trên của thân đợc thông với khoang hút đợc nối với van hút. Thân
máy đợc đúc bằng gang nên kết cấu bền và chắc chắn ít phải sửa chữa và phù
hợp với thiết bị áp lực. Thân máy đợc gắn trên giá đỡ và dới đế giá đỡ có các
lỗ để bắt bulông nền.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
18
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Giá đỡ, các bulông có đủ độ bền chắc để cho phép máy dịch chuyển bằng
cách dùng các kích vít theo trục và bộ phận nằm ngang của nó.
2.1.3. Rôto
Trục rôto chủ động nhận chuyển động quay tròn từ động cơ điện thông
qua hộp tốc độ và truyền chuyển động cho rôto bị động nhờ sự ăn khớp giữa
chúng. Rôto gồm các phần: thân rôto, trục và phần nối.
Cụm rôto bao gồm tất cả các thiết bị quay lắp đặt trên rôto ngoại trừ
khớp nối.
Thân rôto có dạng rãnh vít và đợc bố trí ở phần giữa của trục (ở giữa hai
đầu ngỗng trục).
Hình 2.6. Hình dạng rôto máy nén
1- Cánh quạt
2- Thân rôto.
Ngoài ra ngỗng trục còn đợc tôi cao tần để đảm bảo độ cứng và khả năng
chịu mài mòn cao.

Các ống lót trục đợc làm bằng vật liệu chống ăn mòn và đợc tôi cứng
thành lớp bảo vệ chống ăn mòn và đợc bịt kín để ngăn sự rò rỉ giữa trục và
ống lót. Các ống lót trục khi thay thế đợc tháo mở mà không dùng đến máy.
Rôto của máy nén đủ độ cứng vững để không xảy ra sự biến dạng trong
quá trình làm việc dẫn tới sự tiếp xúc giữa thân rôto và thân máy.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
19
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
2.1.4. Cấu tạo hộp tốc độ ( tăng tốc )
Hình 2.7. Sơ đồ cấu tạo hộp tốc độ
3050: Hộp bánh răng 5115: Chi tiết hãm
3105: Bộ phận bảo vệ 5120: Vành làm kín
5050: Gioăng 5135: Đệm
5065: ổ bi 5140: Vít mũ
5070: Nắp chụp 5025: Đệm
5075: Bulông (6 cạnh) 5020: Bạc
2025: Bánh răng 5030: Nắp chụp
5090: Chốt núm vú 5040: Bạc
5095: Chốt 5045: Then
5100: Đệm làm kín 2020: Bánh răng
5105: Bulông (6 cạnh) 5050: Đệm cách
5110: ổ bi 5055: Bulông (6 cạnh).
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
20
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Hộp tốc độ có chức năng nhận truyền động từ động cơ điện sang máy
nén.
Bánh răng chủ động (2025) đợc chế tạo liền trục, trục này đợc lắp trên

hai ổ bi (5065) và (5110). Giữa ổ bi và trục đợc cách bằng nắp chụp (5070) và
phần ngoài cùng ổ bi phía gắn với máy nén có gioăng làm kín (5060).
Đầu trục phía lắp với động cơ đợc phay rãnh then và đợc lắp với ổ bi
(5110), vành làm kín (5120), đệm (5135) và ngoài cùng là chi tiết hãm
(5115).
Trục chủ động của rôto đợc lắp với đệm (5025), bạc (5020), nắp chụp
(5030), bạc (5040) và bánh răng (2020) nhờ then (5045) và phần ngoài cùng
có đệm cách (5050) đợc bắt chặt vào trục bánh răng nhờ bulông 6 cạnh
(5055).
Động cơ truyền chuyển động cho trục chủ động của hộp tốc độ khi đó
trục rôto quay nhờ sự ăn khớp giữa bánh răng chủ động (2025) và bánh răng
bị động (2020).
2.1.5. Động cơ dẫn động
Động cơ dẫn động đợc lắp đặt trên bệ đỡ, giữa bệ đỡ và động cơ đợc lắp
các đệm chống rung.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
21
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.8. Sơ đồ lắp đặt động cơ dẫn động trên bệ đỡ
1020: Khung 2010: Mô tơ 3030: Vít
5045: Nửa khớp nối 3040: Trục trung gian 3046: Vít
3025: Đệm cách 3021: Vít 3020: Khớp nối
3035: Chốt trục 1035: Đệm làm kín 1040: Đệm chống rung.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
22
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Trục động cơ đợc nối với bộ truyền trung gian nhờ khớp, khớp nối gồm 3

phần cơ bản sau:
- Phần nửa khớp lắp then trên trục động cơ có dạng mặt ngoài hình trục
bậc. Đờng ngoài của phần trụ nhỏ có then hoa ngoài để lắp vào trục trung gian
có then hoa trong, đờng kính trong của phần trụ lớn cũng có then hoa trong để
lắp với trục trung gian có then hoa ngoài;
- Trục trung gian hình trụ, ở giữa có đờng kính nhỏ hơn hai mặt trụ đầu,
hai mặt trụ đầu có dạng then hoa;
- Phần nửa khớp nối thứ hai lắp trên trục chủ động của hộp giảm tốc
bằng then và nó đợc lắp với trục trung gian bằng then hoa.
2.1.6. Hệ thống dầu
Hệ thống dầu có ảnh hởng rất lớn đến sự hoạt động của máy nén, ngoài
việc cung cấp dầu cho máy nén trong quá trình hoạt động của máy nó còn có
nhiệm vụ bôi trơn, làm mát các chi tiết trong máy nh rôto, ổ trợt,
Dầu sử dụng cho máy nén phải đúng loại, đúng nhiệt độ, áp suất và phải
đủ lu lợng.
Hỗn hợp khí, dầu từ máy nén theo đờng ống tới bình chứa khí và tách
dầu (AR), tại đây phần lớn dầu đợc tách ra khỏi hỗn hợp dầu khí.
Hỗn hợp dầu khí với áp suất lớn đi vào bình theo phơng tiếp tuyến và đập
vào phần tử tách dầu (OS). Lúc này xảy ra quá trình tách dầu và khí, khí ra
khỏi bình tách tới két làm mát, còn phần dầu tập hợp xuống phía dới của bình
tách dầu khí (AR) và phần này giống nh một bể chứa dầu nhỏ.
Hệ thống dầu có một van dự phòng (BV), khi nhiệt độ dầu thấp hơn 40
0
C
thì van (BV) sẽ đóng đờng dầu cấp từ két làm mát (Co) về máy nén (E) và lúc
này áp lực khí nén sẽ đẩy dầu từ bình tách (AR) qua van (BV), qua phin lọc
(OF) rồi theo đờng ống qua van ngắt dầu (Vs) vào máy nén (E) và các điểm
bôi trơn của nó. Két làm mát dầu (Co) lúc này ở vị trí dự phòng.
Khi nhiệt độ dầu trong bình (AR) tăng lên quá 55
0

C thì van (BV) sẽ
đóng, dầu khí từ bình (AR) sẽ qua két làm mát, qua phin lọc, qua van ngắt dầu
vào máy nén (E). Van ngắt dầu (Vs) dùng để ngăn ngừa phần máy nén khỏi bị
ngập dầu khi máy nén dừng, van đợc mở bởi các tác động của áp suất ra khi
máy nén đợc khởi động.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
23
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
2.1.7. Hệ thống làm mát
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống làm mát
1- Đờng khí vào
2- Két kàm mát (Co)
3- Két làm mát dầu (Ca)
4- Đờng dầu vào.
Khi khí bị nén, các phần tử gia tăng sự cọ sát với nhau và làm nhiệt độ
khí tăng lên, sự tăng nhiệt độ này sẽ làm nóng các bộ phận của máy nén. Để
ngăn chặn hiện tợng này thì máy nén sẽ đợc làm mát bằng khí và dầu.
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
24
Trờng Đại Học Mỏ Đại Chất Đồ án tốt nghiệp
Hệ thống làm mát gồm két làm mát khí nén (Ca), két làm mát dầu (Co)
và quạt gió (FN).
2.1.8. Các thiết bị phụ trợ
2.1.8.1. Van an toàn
Trong máy nén khí có lắp van an toàn có tác dụng xả bớt áp suất vợt quá
mức cho phép. Van an toàn đợc lắp trên bình tách, bình chứa khí (AR) và bình
chứa khí nén (V-801) , giái trị đặt của các van an toàn là 12 bar.
Cấu tạo:

Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo van an toàn
1- Đĩa van 5- Trục vít điều chỉnh lò xo
2- Khí nén vào 7- Màng
3- Kim van 8- Lỗ thông
4- Lò xo
Nguyễn Ngọc Hà Thiết Bị Dầu Khí
k49
25