Cấu tạo, quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa bơm ly tâm vận chuyển dầu NPS 65/35-500 tại mỏ Bạch Hổ”

Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
Lời nói đầu
Kính thưa các thày giáo, cô giáo cùng toàn thể các bạn!
Hiện nay với việc gia nhập WTO, nền kinh tế Việt Nam đã hòa nhập
với nền kinh tế toàn cầu. Điều đó đã mở ra cho nền kinh tế của chúng ta
những cơ hội và thách thức hết sức to lớn. Nhưng việc gia nhập WTO đã
chứng tỏ rằng nền kinh tế của chúng ta đã phát triển lên một tầm cao mới, một
sự phát triển sâu sắc được thế giới công nhận.
Thực tế là trong những năm gần đây, với những chính sách đổi mới hợp
lý của Đảng và nhà nước, nền kinh tế của ta đã có những bước phát triển vượt
bậc. Và đất nước ta đang tiến từng bước vững chắc tới công nghiệp hóa và
hiện đại hóa. Trong sự thành công chung của nền kinh tế có sự đóng góp hết
sức to lớn của ngành công nghiệp Dầu khí, ngành công nghiệp mũi nhọn và
được đầu tư có trọng điểm của nhà nước.
Với sự đóng góp GDP hàng năm rất lớn cho đất nước, ngành công
nghiệp Dầu khí đã chiếm một vị trí cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân. Từ tấn dầu thô đầu tiên được khai thác lên (ngày 26/06/1986) cho tới
nay, sản lượng khai thác ngày càng tăng vọt. Năm 1992 đạt 10 triệu tấn, 1993
đạt 20 triệu tấn, 50 triệu tấn năm 1997, 100 triệu tấn năm 2001 và đến 4 tháng
12 năm 2005 đạt tổng sản lượng khai thác 150 triệu tấn dầu thô. Để có được
thành công đó thì việc phân phối, vận chuyển kịp thời lượng dầu khai thác lên
về các điểm tiếp nhận phải luôn được đảm bảo. Do có những ưu điểm vượt
trội nên tại mỏ Bạch Hổ của Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, công tác vận
chuyển này chủ yếu là do tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500 đảm nhiệm.
Để nghiên cứu tìm hiểu về tổ hợp bơm ly tâm này em đã quyết định
chọn đề tài: “Cấu tạo, quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa bơm ly tâm
vận chuyển dầu NPS 65/35-500 tại mỏ Bạch Hổ” với chuyên đề “Một số hư
hỏng và biện pháp hạn chế”. Trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt của nước ta
và với điều kiện sản xuất rất hạn chế trên các giàn thì đây là một đề tài có ý
nghĩa rất thực tiễn đối với công tác vận chuyển dầu khí.
Mặc dù bản thân em đã rất lỗ lực, cố gắng trong quá trình hoàn thiện đồ

án nhưng với một đề tài có ý nghĩa thực tiễn quan trọng như vậy đồ án của em
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 1 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
còn rất nhiều thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo tận tình của các
thày, cô giáo và tất cả các bạn.
Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Nguyễn Văn
Giáp, cảm ơn thày đã giao đề tài và tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt
quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn các thày, cô giáo trong bộ môn Máy và thiết
bị dầu khí cùng toàn thể các thày cô giáo trong trường Đại học Mỏ Địa chất
đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho chúng em những kiến thức bổ ích trong suốt
năm năm học để chúng em có ngày hôm nay.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ
em trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 08 tháng 06 năm 2010
Sinh viên
Phạm Hồng Khanh
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 2 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Hệ thống vận chuyển dầu khí trên mỏ bạch hổ
Hiện nay ở mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng dầu khai thác lên được vận
chuyển dưới hai dạng: sử dụng năng lượng vỉa và hệ thống bơm ly tâm nhưng
trong đó chủ yếu là sử dụng bơm ly tâm.
Với vị trí nằm cách nhau 30km, hiện tại ở mỏ Bạch Hổ có 11 giàn cố
định và 7 giàn nhẹ, còn tại mỏ Rồng có 1 giàn cố định và một giàn nhẹ. Trên
các giàn, dầu khai thác lên từ các giếng được đưa về giàn cố định bằng năng
lượng vỉa theo hệ thống đường ống ngầm dưới đáy biển. Trên giàn cố định

dầu khai thác lên từ các giếng được xử lí qua các hệ thống công nghệ cao, bao
gồm máy tách khí áp suất cao (khoảng 6 ÷ 22 bar) sau đó được chuyển về
bình tách áp suất thấp (khoảng 0,5 ÷ 8 bar) tại đây dầu được xử lí với hàm
lượng khí hòa tan và ở trạng thái tự do thấp. Sau khi ra khỏi bình tách áp suất
thấp, dầu được hệ thống bơm vận chuyển qua hệ thống đường ống ngầm đến
các tàu chứa (trạm chứa dầu không bến).
Mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng được bố trí theo hai cụm phía Nam và phía Bắc:
• Cụm phía Nam:
Gồm các giàn cố định là MSP-1, giàn công nghệ trung tâm CPP-2 và
giàn nhẹ là BK-1,2,3,4,5,6,7,8 cùng với mỏ Rồng gần đó. Tại đây dầu được
vận chuyển về tàu chứa Ba Vì.
• Cụm phía Bắc:
Gồm các giàn MSP-3, MSP-4, MSP-5, MSP-6, MSP-7, MSP-8,
MSP-9, MSP-10, MSP-11. Dầu từ các giàn này khai thác được chuyển về tàu
chứa Chí Linh.
Dầu sau khi được đưa về các tàu chứa sẽ được xử lý tiếp đến dầu
thương phẩm và xuất khẩu cho các tàu chứa ở các nơi khác. Sự bố trí các máy
bơm ly tâm trong hệ thống vận chuyển phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Điều kiện địa lí: khoảng cách giữa các giàn so với giàn trung tâm.
- Lượng dầu khai thác từng giàn để bố trí các bơm trong công tác vận
chuyển sao cho phù hợp với yêu cầu và lợi ích kinh tế.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 3 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
- Đối với các giàn ở xa trạm chứa dầu cần bố trí các máy bơm có áp suất
cao.
- Đối với các giàn ở gần trạm chứa dầu cần bố trí bơm có lưu lượng lớn.
Do sản lượng khai thác ngày càng tăng nên đối với thiết bị vận chuyển
dầu cần có những biện pháp khắc phục để đảm bảo lưu lượng dầu vận chuyển
là lớn nhất
Với thực trạng bố trí các giàn theo cụm Bắc - Nam dầu được vận

chuyển về hai trạm rót dầu do đó sự bố trí hợp lý các trạm bơm là điều kiện
để đảm bảo vận chuyển dầu là lớn nhất.
Ví dụ: trong trường hợp một tổ bơm vận chuyển nào đó có lưu lượng
dầu khai thác quá nhiều mà trạm rót dầu gần đó không thể tiếp nhận được
nữa,vì vậy cần vận chuyển sang hướng khác mà vẫn đảm bảo được thông số
kỹ thuật như: lưu lượng, áp suất, nhiệt độ… Với hiện trạng đó, để đảm bảo
các yêu cầu kỹ thuật và lưu lượng lớn nhất cần có các biện pháp như:
- Bố trí hợp lý các trạm trung chuyển từ cụm này sang các trạm trung
chuyển có sự phối hợp đồng bộ liên tục và sẵn sàng trong khả năng có thể tiếp
nhận dầu từ các trạm khác chuyển đến.
- Lượng dầu trong hệ thống phải liên tục, tránh tình trạng tắc nghẽn và
đông đặc do Parafil (một đặc trưng của dầu mỏ Việt Nam là bị đông đặc ở
nhiệt độ cao).
- Lượng dầu khai thác lên phải được vận chuyển hết, không được ứ
đọng trong các bình tách.
- Báo cáo kịp thời và xử lý tình huống nhanh, có sự phối hợp đồng bộ
giữa các bộ phận và đảm bảo máy móc thiết bị luôn trong tư thế làm việc tốt
nhất.
- Lượng dầu khai thác lên từ các mỏ với lưu lượng khác nhau nên nhiệt
độ và áp suất cũng thay đổi theo do đó áp lực bơm từ mỏ chuyển về các trạm
trung chuyển cũng khác nhau.
- Các thiết bị tiếp nhận vận chuyển từ các mỏ phải được bố trí theo
từng trạm trung chuyển để từ đây xử lý kịp thời các vấn đề phát sinh, tránh
gây tổn thất cho bơm và các thiết bị vận chuyển trong quá trình vận hành.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 4 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
- Có biện pháp hiệu chỉnh và xử lý kịp thời các đường ống trung
chuyển nào đó có lưu lượng lớn và áp suất cao hơn so với yêu cầu cho phép
của đường ống.
Sự bố trí của các điểm tiếp nhận:

+ Cụm tiếp nhận phía Nam: Gồm có 2 điểm tiếp nhận và bơm dầu
chính:
- Điểm tiếp nhận từ MSP-1, điểm này tiếp nhận lượng dầu khai thác lên
từ chính nó và một phần dầu từ các giàn nhẹ BK hoặc giàn công nghệ trung
tâm CPP-2. Dầu được tách lọc ra khỏi hỗn hợp dầu-khí từ đây và được bơm
chuyển về trạm chứa dầu không bến. Nếu hệ thống đường ống gặp sự cố hoặc
lượng dầu khai thác lên quá nhiều thì hệ thống bơm trung chuyển dầu lên phía
Bắc. Đây cũng là điểm tiếp nhận lượng dầu trung chuyển từ giàn công nghệ
trung tâm số 2 để tạo thêm áp lực vận chuyển lượng dầu đó lên phía Bắc, nó
cũng là cửa ngõ cho việc trung chuyển dầu từ phía Nam qua phía Bắc và
ngược lại; để đảm bảo điều phối lượng dầu từ các trạm trung tâm chuyển về
sao cho hiệu quả thu gom sản phẩm trong công tác vận chuyển dầu của mỏ
Bạch Hổ là lớn nhất.
- Điểm tiếp nhận và bơm dầu từ giàn công nghệ trung tâm CPP-2, đây
là điểm tiếp nhận quan trọng nhất. Tại đây tiếp nhận và đồng thời xử lý một
lượng hỗn hợp, khí lớn từ các giàn nhẹ chuyển vào. Trong một số trường hợp
đặc biệt lượng dầu trung chuyển từ mỏ Rồng đến giàn này tiếp nhận và bơm
chuyển đều với một khối lượng lớn nên công tác vận hành bơm yêu cầu phải
có độ chính xác cao. Tại đây thực hiện tách lọc lượng hỗn hợp dầu khí từ các
giàn nhẹ chuyển về. Lượng dầu trung chuyển ở đây khá lớn, tại đây đượcbố
trí 3 trạm bơm khác nhau nhằm đảm bảo vận chuyển 2/3 sản lượng dầu của
mỏ Bạch Hổ theo 3 tuyến đường ống ngầm đến 3 tàu chứa dầu. Hai trạm bơm
áp suất cao, mỗi trạm gồm 4 bơm Sulzer đảm bảo việc vận chuyển dầu đến
tàu chứa Chí Linh phía Bắc và tàu Chi Lăng ở mỏ Rồng. Trạm bơm áp suất
thấp bao gồm 5 máy bơm lưu lượng lớn đảm bảo nhiệm vụ bơm dầu đến tàu
chứa Ba Vì bố trí gần đó.
+ Cụm tiếp nhận phía Bắc: Có thể chia làm 4 diểm nhận và bơm trung
chuyển dầu về trạm chứa dầu không bến ở phía bắc.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 5 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010

- Điểm trung chuyển MSP-6: đây là điểm nút mà dầu từ các giàn
MSP-3, MSP-4, MSP-5, MSP-7 và trong một số trường hợp dầu từ các giàn
MSP-10, MSP-11 trung chuyển về. Đặc điểm của tuyến vận chuyển này là
dầu thô từ giàn khai thác được hệ thống bơm bố trí trên từng giàn bơm vào
đường ống dẫn dầu chung đến tàu chứa Chí Linh.
- Điểm tiếp nhận và trung chuyển MSP-8: đây là điểm tiếp nhận lượng
dầu trung chuyển lớn từ các điểm trung chuyển phía Nam. Điểm tiếp nhận
này tiếp nhận và trung chuyển từ các điểm trung chuyển khác tới làm cân
bằng áp suất trong hệ thống đường ống vận chuyển dầu. Tại đây hỗn hợp dầu
khí nhân từ giàn nhẹ BK-3 thông qua MSP-9 cùng dầu khai thác tại chỗ được
bơm với lưu lượng lớn về tàu chứa Chí Linh.
- Điểm tiếp nhận và trung chuyển MSP-9: dầu khai thác tại chỗ với
lượng dầu tiếp nhận từ giàn nhẹ BK-3 được hệ thống bơm của giàn bơm đến
tàu chứa Chí Linh thông qua MSP-8 với lưu lượng Q= 3.300 tấn/ngày đêm.
- Điểm tiếp nhận và trung chuyển MSP-10: dầu khai thác được tại chỗ
cùng với lượng dầu từ giàn nhẹ BK-3 được hệ thống bơm của giàn bơm sang
tàu chứa Chí Linh với lưu lượng Q= 3000 tấn/ngày đêm. Vì dầu bơm đến tàu
Chí Linh qua đường ống chung mà cụm bơm trên MSP-8 và MSP-9 bơm vào
lên áp suất ở giàn 10 là rất lớn, có lúc đạt 32÷34 kg/cm
2
.
1.2. Các loại bơm dùng trong vận chuyển dầu khí
1.2.1. Chọn lựa bơm vận chuyển dầu trên các đường ống
Theo nguyên tắc làm việc, bơm được chia làm 2 loại: bơm thể tích và
bơm động lực học.
Trong bơm động lực học, phần lớn là bơm cánh dẫn, đặc biệt trong đó
là bơm ly tâm. Trong bơm ly tâm, các cánh dẫn và bánh công tác thường
xuyên tác động lên dòng chảy chất lỏng. Tuy nhiên áp lực mà cánh dẫn tạo
lên tương đối thấp so với bơm thể tích do đó bơm ly tâm thường được chế tạo
nhiều cấp. Nhược điểm của bơm ly tâm là khi chất lỏng có độ nhớt tăng thì

hiệu suất của bơm giảm mạnh. Khi độ nhớt lớn hơn (1,5÷2).10
-4
m
2
/s thì việc
sử dụng bơm ly tâm có lưu lượng lớn sẽ không kinh tế.
Trong bơm thể tích, chia ra 2 nhóm chính: bơm piston và bơm rôto.
Máy bơm thể tích làm việc theo nguyên tắc đẩy chất lỏng ra khỏi buồng kín.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 6 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
Các bơm này có thể tạo ra được áp suất cao nhưng lưu lượng thấp. Do đó khi
sử dụng chúng ta phải lắp song song mới đạt được lưu lượng cần thiết. Khi độ
nhớt tăng, hiệu suất của bơm giảm chậm mà vẫn đạt được giá trị cao khi độ
nhớt chất lỏng lớn hơn 2.10
-4
m
2
/s. Máy bơm thể tích dạng Rôto trục vít vẫn
giữ được các ưu điểm của máy bơm thể tích như bơm được các chất lỏng có
độ nhớt cao mà không giảm hiệu suất, có cấu tạo gọn nhẹ. Để bơm dầu có độ
nhớt cao khi mà sử dụng bơm ly tâm không kinh tế thì nên thay thế bằng máy
bơm trục vít.
1.2.2. Máy bơm Piston
Đối với máy bơm piston luôn xảy ra quá trình dao động lưu lượng.
Mức độ dao động lưu lượng và áp lực của bơm phụ thuộc vào kết cấu của
bơm, số xilanh tác dụng đơn hay tác dụng kép.
Nhược điểm của bơm piston là kết cấu cồng kềnh, chiếm nhiều diện
tích lắp đặt, tuổi thọ thấp. Loại này chỉ có thể làm việc với số hành trình kép
thấp, nhỏ hơn 450 lần/phút. Do vậy trong bơm thường phải lắp thêm hộp
giảm tốc nên kết cấu phức tạp, làm tăng chi phí chế tạo, lắp đặt, bảo dưỡng và

sửa chữa. Khi dầu có nước đi qua van nạp và van xả sẽ xảy ra quá trình tạo
nhũ tương, làm tăng chi phí cho việc tách nước sau đó.
Các động cơ điện sử dụng trong bơm Piston làm việc ở chế độ khắc
nghiệt do sự thay đổi có chu kì. Để giảm thiểu sự thay đổi dòng điện trong
quá trình làm việc người ta sử dụng động cơ điện loại đặc biệt. Tương tự bơm
trục vít, khi khởi động bơm piston cần có hệ thống xả tải van nạp để tránh áp
suất dư có trong máy bơm.
Bảng thể hiện số hành trình kép của bơm piston phụ thuộc vào độ nhớt
của chất lỏng:
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 7 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
Bảng 1.1 Sự phụ thuộc của số hành trình kép của bơm piston vào độ nhớt
Độ nhớt động lực học
(m
2
/s)
Độ giảm số hành trình kép so với định
mức (%)
216 90
432 80
862 70
1295 62
1726 55
2160 50
1.2.3. Máy bơm trục vít
Máy bơm trục vít được sử dụng để bơm dầu nặng, thường là dầu có tỉ
trọng từ 930kg/m
3
trở lên, độ nhớt động học ở nhiệt độ bơm dầu lớn hơn
200m

2
/s. Loại bơm này tạo ra sự ổn định về lưu lượng và áp lực. Nó có thể là
loại 2 trục vít hoặc 3 trục vít, loại 3 trục vít được sử dụng rộng rãi hơn. Máy
bơm trục vít thường có giá thành thấp hơn và dễ dàng sửa chữa hơn trong
điều kiện sản xuất so với hai loại bơm piston và bơm ly tâm. Các rôto của
bơm trục vít có khả năng chống mòn cao.
Máy bơm 3 trục vít sử dụng để bơm dầu tách khí có chứa nước và
không tạo ra nhũ tương. Các bơm loại này thường dùng để bơm hắc ín. Chúng
có kết cấu đơn giản, chỉ gồm 1 ổ bi, 1 đệm làm kín nên gọn nhẹ hơn các loại
bơm khác.
Máy bơm 2 trục vít có thể bơm chất lỏng với hàm lượng khí lớn, không
có van hút và van đẩy, không xảy ra quá trình tạo nhũ tương. Loại này có 4
đệm làm kín.
1.2.4. Máy bơm ly tâm
Máy bơm ly tâm được thử trên nước nên đường đặc tính làm việc thực
tế của bơm có thay đổi đáng kể khi bơm dầu. Khi bơm dầu, công suất tiêu thụ
tăng, cột áp và lưu lượng giảm. Đặc biệt khi độ nhớt động học lớn hơn
100mm
2
/s thì sẽ sụt giảm đường đặc tính rất lớn. Khi trong chất lỏng bơm có
chứa khí tự do thì lưu lượng và cột áp của bơm giảm, thậm chí không thể bơm
được. Nếu trong dầu có lẫn nước thì sẽ xảy ra hiện tượng tạo nhũ tương do
tốc độ quay của cánh bơm ly tâm rất lớn.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 8 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
1.3. Các loại bơm ly tâm vận chuyển dầu khí trên mỏ Bạch Hổ và
mỏ Rồng
Tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng sử dụng hệ thống bơm ly tâm gồm 7 loại,
tổng cộng 58 chiếc chưa kể các bơm dự phòng là 20%.
Các loại bơm đó là:

Bảng 1.2 Các loại bơm ly tâm trên mỏ Bạch Hổ
STT Chủng loại bơm
Số lượng
(chiếc)
1 NPS 65/35-500 35
2 NPS 40/400 4
3 NK-200/210 2
4 NK-200/120 2
5 SULZER 8
6 R 360/150 CM-3 5
7 R 250/80 CM-1 2
Khi vận chuyển dầu đi xa cho các giàn ở xa trạm rót dầu thường yêu
cầu cột áp lớn và lưu lượng vừa phải, do đó thường dùng loại bơm NPS
65/35-500, NPS 40/400 và SULZER. Các bơm này làm việc tốt và có nhiều
ưu điểm phù hợp.
Khi vận chuyển một lượng dầu lớn tại các diểm tiếp nhận và trạm rót
dầu ở gần thường sử dụng các loại bơm NK 200/210, NK 200/120, R 360/150
CM-3, R 250/80 CM-1. Khi đó ta không cần có cột áp lớn mà chỉ cần lưu
lượng lớn.
Từ nhu cầu thực tế trên từng giàn và từ nhu cầu vận chuyển lượng dầu
khai thác mà chủng loại và số lượng bơm được phân bố như sau:
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 9 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
Bảng 1.3 Sự phân bố bơm trên giàn khoan
STT Giàn khoan Chủng loại bơm Số lượng
(chiếc)
1 MSP-1 NPS 65/35-500
NK 200/120
03
02

2 CPP-2 SULZER
R 360/150 CM-3
R 250/80 CM-1
08
05
02
3 MSP-3 NPS 40/400
NPS 65/35-500
01
02
4 MSP-4 NPS 65/35-500 04
5 MSP-5 NPS 65/35-500 03
6 MSP-6 NPS 40/400
NPS 65/35-500
02
02
7 MSP-7 NPS 40/400
NPS 65/35-500
01
02
8 MSP-8 NPS 65/35-500
NK 200/210
03
02
9 MSP-9 NPS 65/35-500 04
10 MSP-10 NPS 65/35-500 04
11 MSP-11 NPS 65/35-500 04
12 Mỏ Rồng RP-1 NPS 65/35-500 04
Trong thực tế làm việc các bơm thường dùng để vận chuyển dầu là hai
loại bơm NPS 65/35-500 và bơm SULZER bởi chúng đáp ứng được yêu cầu

sản xuất của mỏ.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 10 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
CHƯƠNG 2
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY BƠM
LY TÂM NPS 65/35-500
2.1. Công dụng và đặc tính
2.1.1. Công dụng
Tổ hợp bơm kí hiệu NPS 65/35-500 là kiểu bơm ly tâm nằm ngang,
nhiều cấp, các phân đoạn và các chi tiết dẫn dòng đều được chế tạo từ thép
Cacbon. Trục bơm được làm kín bởi bộ phận làm kín kiểu mặt đầu hoặc dây
salnhic.
Bơm được dùng để bơm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu, khí hóa lỏng
từ nhiệt độ -30
0
đến 200
0
C, chất lỏng được bơm không được chứa các hạt
cứng vượt quá 0,2% theo khối lượng và kích thước nhỏ hơn 0,2mm.
2.1.2. Các đặc tính kỹ thuật
Các đặc tính kỹ thuật của tổ hợp bơm NPS 65/35-500 được thể hiện ở
bảng sau:
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 11 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của bơm NPS 65/35-500
STT Các thông số kỹ thuật Trị số Sai số
(%)
1 Lưu lượng :
- Định mức tăng (m
3

/h)
- Định mức giảm (m
3
/h)
65
35
2 Cột áp (m) 500 -3 ÷ +5
3 Hiệu suất (%) 59
4 Công suất thủy lực (kW) 132 +5
5 Tốc độ quay (vòng/ph) 2950
6 Lượng dự trữ xâm thực (m) 4,2 +5
7 Số bánh công tác 8
8 Kích thước: dài x rộng x cao (mm): 1970 x 600 x 585
9 Trọng lượng (kg) 1260
10 Áp suất đầu vào (kg/cm
2
) không
lớn hơn, với:
- Kiểu làm kín mặt dầu
- Kiểu làm kín bằng salnhic
25
5
11 Sự rò rỉ qua bộ phận làm kín trục
không lớn hơn (cm
3
/h), với:
- Kiểu làm kín bằng salnhic
- Kiểu mặt dầu
180
40÷50

12 Khối lượng riêng chất lỏng công
tác (kg/m
3
)
1000
13 Độ nhớt chất lỏng công tác (cm
2
/s) 0,01
14 Động cơ điện:
- Điện áp (V)
- Công suất (kW)
- Tần số dòng điện (Hz)
380
160
50
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 12 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
2.2.1. Cấu tạo
Tổ hợp bao gồm bơm và động cơ điện được lắp ráp trên một bộ khung
dầm chung. Động cơ và các trục của bơm được liên kết nhờ khớp nối răng và
một trục trung gian. Chiều quay của roto là chiều quay trái (ngược chiều kim
đồng hồ) nếu nhìn từ phía động cơ.

Hình 2.1 Cấu tạo của tổ hợp bơm ly tâm NPS 65/35-500
1. Động cơ điện
2. Khớp nối
3. Máy bơm
4. Đế bơm
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 13 Lớp: Thiết bị Dầu khí K 50

1
2
3
4
Các bộ phận chính của bơm được thể hiện trên sơ đồ mặt cắt (hình 2.2).
Hình 2.2 Sơ đồ mặt cắt dọc của bơm ly tâm NPS 65/35-500
1. Thân ổ bi phía trước
2. Trục bơm
3. Bộ phận làm kín
4. Khoang làm kín
5. Bạc lót
6. Khoang đầu vào cấp 1
7. Vòng làm kín
8. Ngăn bên trái bơm
9. Vòng làm kín
10. Vòng làm kín
11. Khoang đầu ra cấp 4
12. Bạc làm kín
13. Khoang đầu ra cấp 8
14. Ngăn bên phải bơm
15. Vòng làm kín
16. Thân trên
17. Bạc làm kín
18. Khoang đầu vào cấp 5
19. Bạc lót
20. Khoang làm kín
21. Thân ổ bi phía sau
22. Bạc giảm tải
23. Bánh công tác
24. Nửa thân dưới

25. Vách ngăn giữa
26. Vách ngăn giữa hai cấp
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
2.2.1.1 Cấu tạo của thân bơm
Bơm được cấu tạo nhiều tầng với thân vỏ có thể tháo được theo mặt
phẳng ngang. Vỏ bơm bao gồm 2 nửa tách rời được theo mặt phẳng nằm
ngang. Bề mặt phân cách của 2 nửa này được mài rà cẩn thận và được ghép
chặt với nhau nhờ các gujong và các đai ốc mũ. Nửa dưới là kết cấu hàn, bao
gồm phần vỏ bằng thép đúc được hàn nối với phần nửa hình ống tạo thành
đường dẫn cấp IV (11) vào cấp V (18) và các đầu ống cong lắp ống giảm tải
(22) để làm cân bằng áp suất ở khoang trước, bộ phận làm kín trục ở phía áp
suất cao với áp lực ở đầu vào của bơm.
1625
φ

2
2
0
φ

3
2
0
Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo thân trên bơm
248
AB0,03
0,03 AB
2
,
5

2
,
5
1625
248
φ

2
9
0
φ

2
2
0
φ

3
2
0

φ

2
9
0
φ

2
2

0
Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo thân dưới bơm
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 15 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
2.2.1.2. Khoang hướng dòng
Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo khoang hướng dòng
Bộ phận hướng dòng của bơm bao gồm các ngăn phải (14) và ngăn trái
(8), khoang cửa vào cấp I (6) và cấp V (18), khoang cửa ra cấp IV (11) và
cấp VIII (13). Tất cả các ngăn và khoang này đều được định tâm theo bề mặt
tiện trong của vỏ và được hãm chống xoay bởi các chốt. Việc lắp đúng các
khoang tương ứng với các lỗ thoát ở vỏ được đảm bảo bởi các cữ hãm cắm
vào. Việc làm kín các khe hở giữa các chi tiết của bộ phận hướng dòng và
thân vỏ máy bơm (nhằm loại trừ việc rò rỉ chất lỏng giữa các cấp) được thực
hiện bởi các gioăng cao su chịu nhiệt có tiết diện tròn.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 16 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
φ 120
φ 320
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
215
210
130
320
310
220
Hình 2.6 Sơ đồ cấu tạo buồng vào cấp 5
2.2.1.3. Bánh công tác
Các bánh công tác được lắp trên trục bơm thành hai nhóm, mỗi nhóm 4
bánh công tác. Các cửa vào của các bánh công tác của hai nhóm được bố trí
ngược chiều nhau, nhằm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên roto.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 17 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50

Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
φ
φ
φ
φ
φ
φ
φ
φ
19,4
-
+0,3
13,5
8,7
o
25
R10
2 50'
o
o
5
2 50'
o
1
0
5
R117,7
R125,5
R120,5
R

1
0
2
,
5
φ
1
0
3
R112,9
R1,25
+0,2
88,3
A - A
M 1: 1
- 0,018
+ 0,018
10
0,050
A
M2:1
I
4
φ
103,5
A
0,050
0,025
0,025
0,025

- 0,045
- 0,022
φ
235
A
0,050
215
104,5
95
91
1x45
o
+0,037
- 0,053
- 0,025
139,5
126
95
85
4
4
-0,39
-0,1
75
R21
I
o
30
0,025
0,025

0,040
A
A
A
A
0,050
2,5
2,5
49,75
45
o
A
A
0,025
0,030
A
A
0,025
0,030
5
38
0,025
83
Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo bánh công tác
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 18 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
90
82
4
o

1x45
φ
6,7
2,5
0,02
A
φ
130
0,6x45
o
03 lç
φ 12
φ
105
φ 160
φ 142
o
2x45
2,5
A
0,025
Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo bạc giữa
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 19 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
2.2.1.4. Trục bơm
A
B B B
B B B B B
372
B B B B B B B B

A
φ
57
M60x2
φ
65
φ
65
φ
70
φ
80
φ
75
φ
80
φ
80
φ
85
φ
90
φ
80
φ
85
φ
80
φ
80

φ
75
φ
80
φ
70
φ
65
M
φ
68x2
M68x2
+0,023
+0,003
−0,019
−0,3
−0,019
−0,3
−0,022
−0,022
−0,022
−0,3
−0,019
−0,3
−0,019
+0,023
+0,003
+0,0095
−0,0095
R1

R1
2x45
o
ο
0,6x45
0,6x45
ο
+0,5
+0,25
+0,25
+0,2
-0,054
+0,5
+1,0
+0,25
+0,25
+0,5
+0,2
+0,2
0,63
0,63
0,63
0,63
0,63
0,63
0,63
Rz40
Rz40
1,25
Rz20

Rz20
R
z
2
0
Rz40
Rz40
Rz40
Rz40
R
z
4
0
R
z
2
0
2
mép vát
D
E
F G
0,025
EH
EH
0,025
+0,5
0,025
EH
0,025 EH

EH
0,025
EH
0,025
EH
0,025
0,025
FG
0,025 EH
H
EH
0,025
EH
0,025
EH
0,025
EH
0,025
5
+0,03
5
+0,03
5
+0,03
5
+0,03
5
+0,03
5
+0,03

5
+0,03
5
+0,03
5
+0,03
8
+0,036
+0,2
C
C
C
422
320
240
160
80
82
320
240
160
80
95
35
75
155
235
310
35
3535

35 35 35
155
235
310
35
75
R5
R9
85
5823
20
288
665
1475
1940
23
177
5
8
32
5
o
15
+0,036
15
o
_
_
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 20 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010

Trục (2) của bơm được quay trong gối đỡ vòng bi lắp bên ngoài thân
vỏ. Gối đỡ phía khớp nối bao gồm 2 vòng bi kiểu đỡ chặn 66414, còn gối đỡ
bên kia gồm 2 vòng bi đỡ 414. Các ổ bi này được bôi trơn bằng nhớt tuốc bin
T22, T30.
Ổ bi và đệm cơ khí được làm mát bằng nước kỹ thuật theo hệ thống
tuần hoàn bằng máy bơm nước đặt tại các blốc.
Các khớp nối được bôi trơn bằng mỡ.
2.2.1.5. Vòng làm kín
Được lắp trên thân bơm để làm kín khe hở với cánh bơm, ngăn không
cho chất lỏng đi từ khu vực đẩy về khu vực hút, hoặc từ cấp sau về cấp trước.
1
2
R
6
φ
1
3
2
0,12
A
0
3

l
ç
φ

6
,
7

R
z
8
0
A
0,01
4,2
2,5
30
o
0,016
A
18
2
,
5
6
φ
120C
φ110
2,5
φ 146
o
0,6x45
φ 105
Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo vòng làm kín
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 21 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
2.2.1.6. Buồng làm kín
φ 115

φ 210
φ 220
Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo buồng Sanhich
Hình 2.10 Sơ đồ bộ làm kín mặt đầu
1. Bạc Grafit quay
2. Bạc lót
3. Bạc Grafit đứng yên
4. Vỏ cụm dứng yên
5. Thân bộ làm kín
6. Lò xo
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 22 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
7. Vòng làm kín
8. Chốt truyền động
9. Bánh răng nghiêng
10. Rãnh vòng
11. Khoang chứa chất
lỏng
12. Lỗ chứa lò xo
13. Rãnh
14. Khe hẹp
15. Rãnh lệch tâm
16. Lỗ thoát
17. Vòng làm kín
2.2.1.7. Hệ thống làm mát
Các hệ thống bảo vệ gồm: hệ thống đo áp suất đường vào - ra, hệ thống
đo áp suất đường làm mát, hệ thống bảo vệ quá tải, hệ thống đo nhiệt độ nhớt
ổ bi.
14
13

12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống làm mát
1. Đường ống cấp nước vào
2. Đường ống thoát nước ra
3. Đường thoát chất lỏng làm kín
4. Đường vào chất lỏng làm kín
5. Đường thoát nước từ buồng Salnhich
6. Đường thoát của nước làm mát bộ làm kín
7. Đường dẫn chất lỏng tới bộ phận chỉnh áp suất
8. Đường thoát nước làm mát bộ làm kín
9. Đường dẫn chất lỏng làm kín vào bạc cách Salnhich
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 23 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
10. Đường dẫn nước vào bạc Salnhich
11. Đường dẫn nước làm mát vào gối đỡ ổ bi
12. Đường dẫn nước áo của buồng Salnhich
13. Đường thoát chất lỏng làm kín từ bạc cách Salnhich
14. Bình tách dùng cho dung dịch hoạt tính cao
Hệ thống làm mát dùng để làm mát các ổ bi và các bộ làm kín cơ khí bằng

nước kỹ thuật theo hệ thống tuần hoàn nhờ các máy bơm đặt ở các blốc.
2.2.2. Nguyên lý hoạt động
Khi động cơ làm việc, truyền chuyển động quay cho trục Roto của bơm
thông qua khớp nối răng. Chất lỏng công tác từ đường cấp đi vào miệng hút
qua khoang cửa vào của bánh công tác cấp 1 (ở nửa bên trái), do tác dụng của
lực ly tâm theo kênh dẫn hướng đến khoang cửa vào của bánh công tác cấp 2
và tiếp tục như vậy vào cấp 3, cấp 4 rồi theo đường dẫn từ khoang cửa ra cấp
4 đến khoang cửa vào cấp 5 ở đầu bên phải của bơm. Ở nửa bên phải của
bơm, chất lỏng công tác đi từ phải sang trái, qua cấp 5, cấp 6, cấp 7 và cấp 8
tương tự như ở nửa bên trái rồi đi qua cửa ra của bơm.
Dòng chất lỏng mỗi khi đi qua một bánh công tác lại nhận thêm cơ
năng do các cánh dẫn truyền cho nên khi được đẩy ra ngoài sẽ có áp suất lớn.
Phần chất lỏng có áp lực lớn ở khoang cửa vào cấp 5 rò rỉ đến phía
trước bộ phận làm kín trục đầu bên phải theo ống giảm tải trở về đầu cửa hút
của bơm.
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 24 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50
Trường: Đại học Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2010
Hình 2.12 Đường đặc tính làm việc của máy bơm NPS 65/35-500
Sinh viên: Phạm Hồng Khanh 25 Lớp: Thiết bị Dầu khí K50