Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan 12–P–160 National Oil Well

Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
LI M U
Trong quỏ trỡnh xõy dng ging khoan trờn cỏc cụng trỡnh bin ca Xớ
Nghip Liờn Doanh Vietsovpetro, cú rt nhiu trang thit b c a vo
s dng phc v cho cỏc cụng on cụng ngh khỏc nhau. Mỏy bm khoan
l mt trong nhng trang thit b quan trng ú. Chỳng c dựng bm
dung dch khoan xung ging khoan thụng qua ct cn khoan, lm mỏt
choũng. Ngoi ra, cũn dựng bm dung dch khoan xung ỏy ging khoan
lm quay tuabin v choũng khoan ng thi to ỏp sut a mựn khoan lờn
trờn b mt v gia c thnh ging khoan. Khụng nhng th, ngy nay, khi cỏc
ging khoan ó hon thnh v i vo khai thỏc n nh, thỡ mỏy bm khoan
cũn c dựng bm ộp cht lng vo va duy trỡ ỏp sut va, tng tui
th khai thỏc cho vựng m. V nhng cụng vic nh vy cng v sau cng
tng lờn, chim phn ln khong thi gian lm vic ca mỏy bm khoan cỏc
gin khoan-khai thỏc du khớ trờn bin. Chớnh vỡ vy, cỏc mỏy bm khoan ó
tn ti v s cũn c duy trỡ lõu di, nh mt nhu cu thit yu trờn cỏc cụng
trỡnh bin cú hot ng khoan v khai thỏc du khớ.
Vi mc ớch m bo an ton s dng cho ngi v thit b, ng thi
nõng cao kh nng lm vic ca ton h thng mỏy bm. Qua quỏ trỡnh hc
tp trờn gh nh trng v thi gian thc tp ti Xớ Nghip Liờn Doanh
Vietsovpetro, c bit l s giỳp v hng dn nhit tỡnh ca thy giỏo Lờ
c Vinh, em ó chn ti tt nghip:
Nghiờn cu cu to, nguyờn lý lm vic, quy trỡnh bo dng mỏy
bm khoan 12P160 National Oil Well
Chuyờn : Tớnh toỏn, la chn bỡnh iu ho cho mỏy bm khoan 12
P160 National Oil Well.
Em xin chõn thnh cm n s hng dn, ch bo tn tỡnh ca thy giỏo
Lờ c Vinh, cỏc thy cụ giỏo trong b mụn Mỏy-Thit b Du khớ v Cụng
trỡnh ó giỳp em hon thnh ỏn ny.
ti ca em gm 5 chng sau õy:
Chng 1: Khỏi quỏt v t hp thit b khoan du khớ.

Chng 2: c im chung ca mỏy bm khoan.
Chng 3: Cỏc thụng s v cu to ca mỏy bm khoan 12P160
National Oil Well.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
1
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Chng 4: Quy trỡnh vn hnh, bo dng, thỏo lp mỏy bm 12P
160 National Oil Well
Chng 5: Tớnh toỏn, la chn bỡnh iu ho cho mỏy bm 12P160
National Oil Well
Do kh nng cũn hn ch nờn vic thc hin ti khụng th trỏnh khi
nhng thiu sút. Vỡ vy, em rt mong nhn c s úng gúp ý kin ca cỏc
thy cụ v cỏc bn.
Em xin chõn thnh cm n!
H ni, thỏng 6 nm 2010
Sinh viờn

inh Vn Phỳc
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
2
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Chương I:
KHÁI QUÁT VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG TỔ HỢP
KHOAN DẦU KHÍ
Tổ hợp thiết bị dầu khoan dầu khí bao gồm tất cả các thiết bị được
dùng để thực hiện quy trình công nghệ khoan giếng khoan dầu khí. Nó bao
gồm các thiết bị:
- Thiết bị phục vụ cho công tác nâng thả: Tời khoan, bộ hãm tời, hệ
ròng rọc, tháp.
- Thiết bị để quay bộ dụng cụ khoan: bàn rô to, top driver, động cơ

đáy.
- Thiết bị, dụng cụ làm sạch đáy giếng: máy bơm, bình điều hòa, hệ
thống ống dẫn, hệ thống làm sạch giếng khoan.
- Thiết bị dưới đáy: choòng khoan, cần khoan, cần nặng, đầu nối,…
- Thiết bị phụ trợ: máy nén khí, hệ thống cung cấp khí nén, máy bơm
phụ, máy cẩu để vận chuyển,…
- Thiết bị làm kín miệng giếng: hệ thống đối áp, mặt bích.
- Thiết bị dùng cho cơ cấu truyền động: hộp giảm tốc, các loại ly hợp,
bánh đai, xích,…
Dựa vào khả năng thực hiện các chức năng công nghệ của từng cụm
máy trong quá trình thi công, xây dựng giếng khoan ta tiến hành thiết kế sơ đồ
bố trí tổ hợp thiết bị khoan hợp lý. Từ sơ đồ này ta có thể chọn phương pháp
xây lắp, tháo dỡ, vận chuyển và thành lập sơ đồ truyền động của tổ hợp thiết
bị một cách hiệu quả nhất.
Dưới đây là một số thiết bị khoan phổ biến
1.1 – Tháp khoan
Tháp khoan là một bộ phận của tổ hợp thiết bị khoan, nó có các chức
năng:
- Nâng thả bộ dụng cụ khoan, ống chống và các thiết bị khác;
- Treo một phần trọng lượng cột cần khi khoan giảm tải;
- Dùng để dựng cột cần dựng;
- Bảo vệ con người và thiết bị.
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
3
b)
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Chiu cao ca thỏp ph thuc vo chiu sõu ca ging khoan (chiu di
cn dng).
Tựy theo kt cu ca thỏp m ta phõn thỏp ra lm ba loi chớnh: thỏp
ch A, thỏp 3 chõn, thỏp 4 chõn.

a)

Hỡnh 1.1: Thỏp khoan
a. Thỏp 4 chõn; b. Thỏp ch A
1.2 Ti khoan
Ti khoan l mt b phn trong c cu nõng th ca t hp thit b
khoan, nú cú cỏc chc nng:
- Nõng th b dng c khoan v ng chng;
- iu chnh ti trng ỏy trong khi khoan;
- S dng vi mt s mc ớch k thut khỏc.
Tựy theo sc nõng, cụng sut trờn trc ti, dng ng c dn ng,
nguyờn lý cu to,.. m ti c chia lm nhiu loi khỏc nhau. Tuy nhiờn,
vi bt k loi ti no, trong quỏ trỡnh tớnh toỏn v chn ti, ta cng phi chỳ
ý cỏc thụng s c bn nh: s tc , sc nõng ca ti, cng sut dn dng ti
v kớch thc ca tang ti. t ú chn c loi ti hp lý nhm mng li
nng sut lm vic cng nh hiu qu kinh t l cao nht.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
4
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
1.2.1. - Cu to v nguyờn lý lm vic ca ti khoan (hỡnh 1.2)
Ti khoan gm 1 khung bng kim loi trờn ú cú lp cỏc bi cỏc
trc ca ti. Mt ti khoan c cu to bi nhiu trc (3 n 4 trc) v trờn
ú cú lp cỏc thnh phn khỏc nhau nh cỏc bỏnh rng xớch, phanh hóm c
khớ, phanh thu lc, ti ph, cỏc khp ni. vv. ...
Trong quỏ trỡnh lm vic, vỡ ti trng múc nõng thay i theo thi
gian vi mt giỏ tr rt ln, cũn ng c ca thit b chy vi cụng sut nh
mc vi s vũng quay gn nh khụng i. Vỡ vy s dng ng c mt
cỏch hp lý ti khoan phi c ch to cú nhiu tc khỏc nhau, khi ti
trng múc nõng nh thỡ vn tc múc nõng ln v ngc li, tc l thay i
tc cun cỏp tang ti.

Hỡnh 1.2: S dn ng ti
1.2.2 - H thng phanh ca ti.
a) Phanh c khớ.
- Cụng dng: Dựng dng hon ton khi kộo th b dng c khoan
hay ng chng, treo dng c v th tin t t trong khi khoan.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
5
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc.

Hình 1.3: Cấu tạo phanh cơ khí
1: Đai hãm má phanh 6: Trục khuỷu
2:Tang tời 7: Thanh đòn bẩy
3: Tay phanh tời 8: Lò xo
4: Van phân phối 9:Xi lanh khí động
5: ống dẫn khí
Khi tay phanh (3) quay theo chiều kim đồng hồ làm cho trục khuỷu (6)
chuyển động quay xuống làm cho má phanh (1) ép chặt vào Puly của tang tời
khiến tang tời đứng yên. Để hỗ trợ cho lực phanh, người ta liên kết tay phanh
(3) với thanh giằng làm nhiệm vụ mở van tiết lưu (4) để cho khí nén đi vào
đường ống (5) tác dụng lên phía trên của xilanh khí động (9) Pistong di
chuyển xuống phía dưới làm tăng thêm lực quay của trục khuỷu (6) và má
phanh càng ép chặt vào Puly của tời. Khi cần giảm lực phanh ta chỉ việc để
tay gạt (3) quay ngược chiều kim đồng hồ, dưới tác dụng đẩy của lò xo (8)
băng phanh sẽ tách khỏi Puly của tời cũng như khí nén ở phía trên xilanh (9)
sẽ bị đẩy ngược trở lại qua van tiết lưu (4).
b) Phanh thuỷ động (Phanh phụ)
- Công dụng
Bộ hãm thuỷ động lắp trên trục nâng để điều chỉnh tốc độ thả dụng cụ

và hỗ trợ cho phanh chính (phanh cơ khí)
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
4
1
2
9
7
6
8
5
3
6
1
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Do kh nng phanh ca h thng bng (ai hóm) v ng lc hc l
khụng khi phi h vo ging khoan mt ti trng rt ln vỡ th trong mi
thit khoan cn phi lp thờm thit b phanh ph. Ngoi phanh thu lc cũn cú
th lp phanh in t. c im ca phanh thu lc l hot ng rt hiu qu,
tin cy cao, ớt phi bo dng nhng cú nhc im c bn l hóm c ớt
tc thp v rt khú hiu chnh. Chớnh vỡ vy nú ch c lp trong cỏc
thit b khoan cú ti trng lm vic trờn 50 tn.
- Cu to v nguyờn lý lm vic

Hỡnh 1.4: B hóm thy ng
1: Thnh b hóm 6: Cỏnh Roto
2: Cỏnh stato 7,8: ng thoỏt nc
3: Roto 9: ng cp nc
4: Trc ti 10: Khoỏ nc
5: Khp ni 11: Bỡnh cht lng
Khi th ct cn hay ng chng. Do ti trng ct cn v ng ln nờn vn

tc th cng ln vỡ th phanh thu ng s h tr cho phanh chớnh. Cỏc cỏnh
cong Roto (6) hng v phớa ngc vi cỏnh cong Stato(2) v phi b trớ sao
cho khi kộo lờn cỏc cỏnh Roto khụng chu lc cn ca cht lng m cỏnh
Stato hng vo. Ngc li khi th xung thỡ cỏnh Roto s phi chu mt
mụmen phn do cht lng to nờn. Tu theo vn tc th (trng lng cn ng)
ngi ta thay i mc cht lng trong bỡnh (11) bng cỏc khoỏ nc (10).
Trong khi phanh lm vic, chuyn ng ca Roto quay s bin thnh nhit v
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
7
4
5
3
1
2
6
8
9
11
10
7
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
nc trong b hóm s nhanh chúng b hõm núng lờn. Nc s c lm ngui
trong bỡnh lm mỏt cú tun hon kớn gia b hóm v bỡnh.
c) Phanh in t (phanh ph)
khc phc nhng hn ch ca phanh thu ng thỡ thit b khoan
nng ngi ta s dng phanh in t. Cu to ca phanh in t gm cú 1
Roto v mt b phn c nh cung cp t trng cú th iu chnh bng c
cu iu khin. Rụto (Gn vo trc nõng) ct cỏc ng sc ca t trng.
Lc in t cm ng trong Roto s chng li chuyn ng quay. Dũng xoỏy
(Dũng phu cụ) sinh ra trong Roto lm to nhit do hiu ng phun v nhit

lng ny c tn ra nh h thng nc tun hon lm mỏt. Giỏ tr ca
mụmen phanh cú quan h vi cng ca t trng c to ra trong cỏc
cun dõy. Vỡ th loi phanh ny c s dng rt linh hot.
1.3. H thng palng
1.3.1.Chc nng ca h thng palng v cỏc c im ca chỳng.
H thng palng bin chuyn ng quay ca tang ti thnh chuyn
ng tnh tin lờn xung ca múc nõng v lm gim ti cho dõy cỏp.
Tu theo ti trng nõng th v s nhỏnh dõy cỏp, h thng palng c
phõn ra lm nhiu c.
Vi ti trng 50 ữ 75 tn s dng v 2 x 3 hoc 3 x 4
Vi ti trng 100 ữ 130 tn s dng c 4 x 5 hay 5 x 6 hoc 6 x 7 .
Trong ký hiu trờn: ch s u ch s con ln trờn b rũng rc ng,
ch s th hai sau du (x) ch s con ln trờn b rũng rc c nh.
Dõy cỏp c mc vo cỏc con ln ca h thng Rũng rc tnh v ng
theo mt trỡnh t nht nh. Mt u cỏp c gi c nh (thng 1 chõn
ca thỏp sao cho kớp trng d quan sỏt khi lm vic) gi l u cỏp cht cũn
mt u mc vo ti khoan gi l cỏp ti hay l u cỏp cun.
1.3.2.Cỏc b phn chớnh ca h thng palng
1.3.2.1 B rũng rc tnh
Gm mt khung kim loi trờn ú cú lp mt trc, trờn trc c gn
cỏc puly lun cỏp ti i qua. Ton b b rũng rc tnh c lp lờn sn trờn
cao ca thỏp khoan. Ti trng t lờn h rũng rc c nh cng nh lờn thỏp
khoan ln hn ti trng múc nõng.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
8
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 1.5: Nguyờn tc cu to b rũng rc tnh
1. Khung ; 2. Trc; 3. b ; 4. Puli
1.3.2.2 Rũng rc ng v múc nõng
Rũng rc ng thng ch to lin khi vi múc nõng. Múc nõng dựng

treo ct cn khoan, múc vo ờlờvat khi kộo th dng c. Ngoi múc nõng
ra cũn cú quang treo, quang treo cú 2 loi: loi n v loi kộp. Quang treo l
khõu ni gia múc nõng v ờlờvat.
Ngoi ra cng cú th ch to b rũng rc ng tỏch ri vi múc nõng
(Riờng bit).
1.3.2.3 Cỏp ti
Cỏp khoan thng c ch to theo cỏc kớch thc quy chun: 25 mm,
28 mm, 32 mm, 35 mm
1.4. H thng quay
1.4.1. Bn quay Roto
1.4.1.1. Chc nng v cỏc c im ca bn quay Roto
Bn Roto c dựng quay ct cn khoan, lm b tỡ gi ct cn,
ng chng khi kộo th v lm rt nhiu cỏc cụng tỏc ph khỏc. Do vy, cu
to ca bn Roto phi phự hp va quay c ct cn vi cỏc tc nht
nh v bn chc cú th gi c ct cn khoan nng nht. ng kớnh l
Roto phi ln ỳt lt ct ng ng kớnh ln nht thng dựng. Thõn
ca Roto tip nhn ton b ti trng v truyn cho nn múng. Trong thõn
Roto cú cha du bụi trn. u trc Roto cú th lp then vi a xớch, hoc
vi khp trc cỏc ng. Roto quay trờn cỏc bi, cú th hóm cht roto bng
then hoc bng c cu hóm
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
9
4
3
2
1
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Khi truyền chuyển động quay cho Roto qua tời, tốc độ của Roto được
thay đổi bằng hộp số tời hoặc bằng cách thay đổi đĩa xích. Để Roto làm việc
độc lập với tời và để điều khiển tốc độ trong một giới hạn rộng, người ta cho

Roto nhận truyền động riêng biệt.
Kích thước danh nghĩa được đặc trưng bằng đường kính lỗ bàn Roto
trong đó đặt ống lỗ vuông để treo bộ khoan cụ nhờ các chấu chèn và làm quay
đầu vuông dẫn khi khoan. Kích thước lỗ này có thể là: 17
“
, 20
“
, 27
“
, 37
“
,
49
“
,
1.4.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc (hình 1.6)
Truyền động từ tời khoan hoặc từ động cơ qua hộp giảm tốc đến trục
dẫn (1). Thông qua cặp bánh răng nón (3) đã truyền chuyển động quay cho
bàn Roto(7). Như vậy là đã biến chuyển động quay nằm ngang của trục dẫn
(1) thành chuyển động quay theo chiều thẳng đứng của Roto (7). Cần chủ đạo
có tiết diện vuông phù hợp với lỗ của bàn Roto (7) cũng chuyển động quay
theo và thông qua cột cần khoan quay choòng trên đáy lỗ khoan.
Hình 1.6: Cấu tạo bàn roto
1. Trục chủ động 6. Ống lót hình nón
2. Gioăng làm kín 7. Đầu vuông dẫn động
3. Bánh răng nón 8. Miếng chèn chính
4. Ổ lăn chính 9. Gioăng làm kín dung dịch khoan
5. Ổ lăn bánh răng nón 10. Ổ lăn tự lựa
11. Cácte
1.4.2. Đầu quay di động (Top Driver) (hình 1.7)

SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
10
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
Đầu quay di động có nhiệm vụ truyền động lên trục quay. Động cơ có
thể là động cơ điện 1 chiều hoặc động cơ thuỷ lực. Loại động cơ thuỷ lực ít
dùng vì cần phải lắp thêm một thiết bị có công suất thuỷ lực đặc biệt nên rất
phức tạp.
Ưu nhược điểm của đầu quay di động
+ Ưu điểm:
- Không phải dùng cần chủ đạo;
- Lắp với bộ khoan cụ ở mọi độ cao ;
- Có thể tiếp cần dựng;
- Có thể khoan doa ngược;
- Lấy mẫu lõi dài
+ Nhược điểm
- Phải lắp hệ thống dẫn hướng trong tháp để khử mômen cản
- Phải gia cố kết cấu do phát sinh lực xoắn phụ
- Phải tăng chiều cao của tháp vì đầu quay dài hơn đầu xoay thuỷ lực
thông thờng.
- Cần có ống mềm và cáp tải điện phụ trong tháp khoan
- Tăng giá thành thiết bị và tốn công chăm sóc bão dưỡng so với bàn
Roto và đầu quay thuỷ lực.
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
11
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp




Hình 1.7: Cấu tạo đầu quay di động

SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
12
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
1.5. H thng tun hon v thit b lm sch dung dch
Hỡnh1.8 S nguyờn lý ca h thng tun hon dung dch
1,2. Mỏy bm dung dch
3,4. B cha dung dch
sch
5. ng cao ỏp
6. Van mt chiu
7. Tuy ụ cao ỏp
8. Mỏng x
9. Sng rung
10. B cha cht thi
11.B cha dung dch
12. Mỏng lc bựn
13. Mỏng tỏch khớ
14. Manifold hỳt
15. u xanhớch
16. Cn ch ng
17. Cn khoan
18. Cn nng
19. Thnh ging
20. Chũong khoan
21. Khong khụng vnh xuyn gia ng chng v ct cn khoan
Trong cụng tỏc khoan du khớ thỡ dung dch úng vai trũ quan trng, nú
cỏc cỏc chc nng nh: Nõng mựn khoan; Gi mựn khoan trng thỏi l lng
sau khi ngng tun hon dung dch; Lm mỏt dng c khoan, gim ma sỏt cho
b khoan c. S lm vic ca h thng tun hon dung dch c th
hin trờn hỡnh 1.2.

SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
13
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
1.5.1 - Mỏy bm
Mỏy bm khoan dựng bm nc ra, tun hon dung dch trong quỏ
trỡnh khoan. Trong khoan du khớ ngi ta thng s dng bm piston nm
ngang, tỏc dng kộp, hai xylanh hoc bm tỏc dng n ba xylanh.
1.5.2 - Thit b ng ng cao ỏp
Nc b ộp t bm khoan chy qua ng ng cao ỏp, qua tuy ụ cao ỏp
vo u xa nhớc. ng ng cao ỏp gm:, tuy ụ cao ỏp, ng thng ng.
1.5.2.1 Bỡnh iu hũa

2
3
4
1
Hỡnh 1.9: Nhuyờn lý cu to bỡnh iu hũa hỡnh cu
1. Thõn; 2. Bung khớ nộn; 3. Van; 4. Mng
Bỡnh iu hũa cú tỏc dng lm gim dao ng ỏp sut nc vo v iu
hũa lu lng bm do bm lm vic khụng u.
V cu to bỡnh iu hũa l mt bỡnh cha khớ cú tỏc dng nh lũ xo
gim bt va p thy lc v c t ngay trờn mỏy bm. Bỡnh iu hũa cú
hai loi, dng hỡnh cu v dng hỡnh tr. Nhỡn chung c hai dng bỡnh ny u
cú cu to v nguyờn lý lm vic nh nhau.
1.5.2.2 - ng cao ỏp
dn nc ra t bỡnh iu hũa n thỏp khoan. ng cao ỏp lm
bng cn khoan, hai u cú mt bớch bt vo bỡnh iu hũa v ng ng.
1.5.2.3 - ng thng ng
t trong thỏp khoan dn nc ra t ng cao ỏp n vũi ca tuy ụ
cao ỏp.

1.5.2.4 Khúa nc
ựng bo m ch khụng ti khi khi ng bm v tng dn
ỏp sut lờn. Khi bm mi khi ng ngi ta úng khúa nc li bm lm
vic vi ch khụng ti, sau ú m dn khúa nc ỏp sut trong bm
tng lờn t t. ng kớch l khúa phi bng ng kớnh ng cao ỏp.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
14
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
1.5.2.5 – Tuy ô cao áp
Dùng để nối giữa đầu thủy lực và ống thẳng đứng. Tuy ô cao áp phải
đủ bền và chịu được áp suất cao
1.5.3 – Các thiết bị điều chế và làm sạch dung dịch
1.5.3.1 – Thiết bị điều chế dung dịch khoan
Thùng trộn
Thùng trộn thường có thể tích 4.000÷10.000 lit. Bên trong có một đến
hai trục, trên các trục đó có lắp các cánh và được quay bằng động cơ điện.
Nước được đưa vào thùng qua ống dẫn lắp ở phía trên còn sét được đưa vào
thùng qua nắp ở phía trên.
Phễu trộn

3
2
1
5
4
Hình 1.10 : Phễu trộn
1.Phễu; 2.Ống dẫn nước; 3.Vòi phun;
4.Buồng trộn; 5.Ống dẫn dung dịch ra
Phễu trộn chủ yếu dùng cho sét bột.
Để điều chế dung dịch sét, người ta đổ sét bột liên tục vào phễu (1).

Cũng qua ống dẫn và vòi phun (3) người ta bơm nước với vận tốc lớn vào
buồng trộn (4). Dung dịch được điều chế theo đường ống (5) chảy vào bể
chứa. Để đạt được các thông số dung dịch mong muốn, người ta cũng cho vào
dung dịch hoặc chất phụ gia. Nếu chất phụ gia dạng bột thì hòa tan và pha chế
trong hai bể nước.
1.5.3.2 – Thiết bị làm sạch dung dịch
Sàng rung (hình 1.4)
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
15
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 1.11- S cu to sng rung
1. Khung 2. Lũ xo 3. B phn rung
Sng rung l thit b tỏch mựn khoan chớnh, nú tỏch mựn theo phng
phỏp c hc vi nguyờn tc lm vic l dung dch chy qua li kim loi cú
kớch thc cho trc, nhng ht ln hn mt sng s b gi li trờn sng rung
v theo chiu nghiờng ca sng thi ra ngoi, cũn dung dch lt qua li kim
loi thỡ s dng tip.
Sng rung c lp trc tip u mỏng dn dung dch t ging khoan
tr v. Sng rung bao gm mt li thộp khụng g lp trong mt khung,
khung ny lp trờn cỏc lũ xo v khung rung ng nh mt trc lch tõm, trc
ny chuyn ng nh ng c in. Khung li t nghiờng mt gúc t 12 -
18
o
v phớa mỏng cha mựn.
Do li thộp rung ng nờn dung dch chy qua s b phỏ v cu trỳc,
dung dch lt qua mt li xung mỏng dn, mựn khoan cú kớch thc ln s
nm li trờn sng rung v theo chiu di ca li thộp ra ngoi.
Li sng rung cú nhiu loi khỏc nhau, thng c xỏc nh bng s
mt li trờn mt n v chiu di. Mt li cng dy thỡ vic lc mựn khoan
cng tt, tuy nhiờn, li khụng m bo c lu lng. m bo hai iu

kin ny, ngi ta thng a vo s dng sng rung kộp ngha l t hai li
thộp song song, mt li trờn tha hn v li di dy hn. Trng hp
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
16
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
lu lng ln (Q > 35l/s) ngi ta cú th s dng 2 sng rung lp song song
vi nhau.
B lc cỏt, mựn
Tt c cỏc loi mựn khoan qua li sng rung cú kớch thc ln hn
74àm, c gi l mựn.
Nu cỏt v mựn ln vo dung dch thỡ s lm gim tớnh cht ca
dung dch v tin khoan, ng thi gõy mi mũn v lm gim tui th ca
cm thy lc cng nh ca mỏy bm. Vỡ vy, yờu cu t ra l phi cú thit b
tỏch cỏt v mựn ra nhm hn ch ti a tỏc hi ca chỳng.

Hỡnh 1.12 - S cu to mỏy xoỏy lc thy lc
1. ng vo ca dung dch bn
2. Thnh mỏy xoỏy thu lc
3.ng ra ca cn
4.ng ra ca dung dch sch
5.L lm hp
Thit b dựng lm sch dung dch cú hiu qu v ph bin nht hin
nay l mỏy xoỏy lc thu lc (hỡnh 1.5).
õy l thit b lm sch dung dch cú hiu qu v c dựng ph bin
nht hin nay. Nguyờn lý hot ng nh sau:
Dung dch t l khoan c bm vo ng 1 tip tuyn vi thnh mỏy
xoỏy lc thu lc 2 vi vn tc (3 ữ 9)m/s. phn cui ca ng, ngi ta lp
thờm tm kim loi 5 lm tit din ng kim loi 1 hp li v tc chy tng
lờn, dn n dung dch khi i vo thnh mỏy xoỏy lc thu lc s chuyn
ng xoỏy c. Di tỏc dng ca lc ly tõm xoỏy, mựn khoan nng hn s b

vng ra p vo thnh nún ca mỏy, chuyn dch xung di v chy ra ngoi
qua l thoỏt 3. Dung dch sch xoỏy ngc lờn theo ng dn 4 v n b cha.
Mỏy xoỏy lc thu lc lm vic bỡnh thng cú ỏp sut (1,5 ữ 3)at, cú
th lc c nhng ht mựn cú kớch thc nh hn 0,1mm.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
17
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Tựy theo iu kin c th m mỏy xoỏy lc thy lc c lp t (3 ữ
12)mỏy.
Mỏng lng (hỡnh 1.13)
õy l thit b dựng tỏch bt phn cht rn trong dung dch ó lt
qua sng rung. Dung dch chy qua mỏng lng vi tc chm to iu kin
cho mựn khoan d lng ng xung ỏy mỏng.
tỏch mựn khoan ra khi dung dch, ngi ta s dng phng phỏp
thu lc, lm vic da trờn nguyờn tc trng lc: Bt k vt th no cú trng
lng riờng ln hn trng lng riờng ca dung dch u b lng xung.
Ngi ta thy rng: Tc dũng chy ln lm cho ht mựn khú lng,
dung dch cú cu trỳc bn vng thỡ ht mựn cng khú lng. Vỡ th, tỏch
mựn khoan khi dung dch bng phng phỏp thu lc, ngi ta ó s dng
mỏng lng ca Linhepsky, m bo c tc dũng chy nh v phỏ v
c cu trỳc ca nú.
H thng mỏng lng cú th lm bng cỏc vt liu khỏc nhau nh kim
loi, bờ tụng, g, o nn khoan Chiu di mỏng lng ph thuc vo
chiu sõu l khoan, thng t (15 ữ 30)m, tit din hỡnh ch nht hoc hỡnh
thang, rng (0,25 ữ 0,3)m, cao (0,2 ữ 0,25)m; c cỏch (2 ữ 2,5)m t mt tm
chn; dc ca mỏng (1,5 ữ 2)cm/1m chiu di. Trờn ng mỏng, ti cỏc v
trớ gp khỳc ca dũng chy cú t xen k cỏc h lng sõu. H lng cú kớch
thc thụng thng (1,5 x 1,5 x 1,2)m, b cha cú kớch thc (3 x 2 x 2)m
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
18

Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp

dung dÞch
bÈn
Hình 1.13 - Sơ đồ hệ thống máng lắng Linhepsky
1. Máy bơm
2. Máng lắng
3. Hố lắng
4. Bể chứa
Dung dịch bẩn đi vào qua hệ thống máng lắng, theo các đường gấp
khúc làm tốc độ chảy bị chậm lại, các hạt mùn có trọng lượng lớn bị lắng
xuống. Khi tới tấm chắn, do tiết diện của máng bị hẹp lại, tốc độ chảy của
dung dịch tăng lên, đập mạnh vào tấm chắn làm cho cấu trúc của dung dịch bị
yếu đi, mùn khoan tách ra và sẽ lắng xuống đáy máng. (Sự phá huỷ cấu trúc
do các tấm chắn đặt trong máng cũng như các hố lắng sẽ làm cho mùn khoan
lắng đọng tốt hơn).
Hệ thống tách khí (hình 1.14)
Đây là phương pháp cơ học dùng để xử lý dung dịch khi bị lẫn khí,
tránh nguy cơ phun trào, hoả hoạn, đồng thời giảm lượng khí có lẫn trong
dung dịch đi vào máy bơm gây nên hiện tượng xâm thực làm hỏng hóc các bộ
phận của bơm, đặc biệt là hệ thống thuỷ lực, làm giảm hiệu suất làm việc của
bơm.
Hệ thống tách khí có nhiều loại khác nhau nhưng đều làm việc theo
nguyên lý: phá vỡ cấu trúc dung dịch bằng cách trải mỏng dung dịch lên các
tấm ngăn trong thùng kín, phía trên tạo chân không để cho khí tách ra khỏi
dung dịch.
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
19
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp

Hình 1.14 - Sơ đồ tách khí bằng phương pháp cơ học
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
20
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Chng II:.
C IM CHUNG CA MY BM KHOAN
2.1. Nhim v
Mỏy bm dung dch khoan l thit b khụng th thiu c trong mi t
hp thit b khoan. Nhim v ca nú l hỳt cht lng b cha v bm vo
trong cn khoan xung ỏy ging, lm mỏt mi khoan v a mựn khoan lờn
mt t. Ngoi ra, mỏy bm khoan cũn to nng lng cht lng lm quay
tuabin khoan trong quỏ trỡnh khoan bng tuabin. Trong mt s trng hp,
mỏy bm khoan cũn c dựng ộp cht lng vo va duy trỡ ỏp sut va,
tng tui th khai thỏc cho vựng m.
thc hin c cỏc nhim v ny thỡ mỏy bm khoan thng c
s dng l mỏy bm piston, vỡ mỏy bm loi ny cú cỏc u im:
- Cú th bm c cỏc dung dch cú trng lng riờng khỏc nhau;
- Cú th to ra ỏp sut ln;
- p sut v lu lng khụng ph thuc vo nhau. õy l yu t quan
trng ỏp ng yờu cu v cụng ngh khoan;
- Cu to n gin, d thay th, bo dng;
- bn cao v d vn chuyn.
Ngoi ra, mỏy bm piston s dng trong cụng nghip du khớ cũn cú
nhim v:
- Bm trỏm xi mng;
- Bm ộp nc hoc bm nt va thy lc;
- Bm vn chuyn sn phm khai thỏc.
2.2. Phõn loi mỏy bm piston
- Phõn loi theo cỏch b trớ xi lanh:
+ Bm thng ng;

+ Bm nm ngang.
- Phõn loi theo cu to ca piston:
+ Bm piston a;
+ Bm piston tr.
- Phõn loi theo lu lng:
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
21
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
+ Bơm lưu lượng nhỏ: Q < 15 m
3
/h;
+ Bơm lưu lượng trung bình: Q = 15 ÷ 60 m
3
/h;
+ Bơm lưu lượng lớn: Q> 60 m
3
/h.
- Phân loại theo số xi lanh:
+ Bơm 1 xi lanh;
+ Bơm 2 xi lanh;
+ Bơm 3 xi lanh;
+ Bơm 4 xi lanh.
- Phân loại theo áp suất:
+ Bơm có áp suất thấp: P < 10at;
+ Bơm có áp suất trung bình: P = 10 ÷ 20 at;
+ Bơm có áp suất cao: P > 20 at.
- Phân loại theo cách tác dụng:
+ Bơm tác dụng đơn;
+ Bơm tác dụng kép:
~ Bơm 1 xi lanh tác dụng kép;

~ Bơm 2 xi lanh tác dụng đơn.
+ Bơm tác dụng 3: ghép 3 xi lanh tác dụng đơn;
+ Bơm tác dụng 4:
~ 2 xi lanh tác dụng kép;
~ 4 xi lanh tác dụng đơn.
- Phân loại theo loại dẫn động: dẫn động bằng tay, dẫn động bằng điện,
dẫn động bằng khí nén…
2.3. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy bơm piston
Bơm piston là một máy thủy lực, trong đó năng lượng cơ học của động
cơ truyền cho chất lỏng nhờ một quả nén (gọi là piston) chuyển động tịnh tiến
qua lại trong xi lanh. Ta xét cấu tạo và nguyên lý làm việc của bơm piston tác
dụng đơn và bơm piston tác dụng kép.
2.3.1. Bơm piston tác dụng đơn
a) Cấu tạo:
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
22
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Hỡnh 2.1- S cu to ca mỏy bm piston tỏc dng n
1. Xi lanh
2. Cn piston
3. Piston
4. Hp van
5. ng y
6. Van y
7. Van hỳt
8. ng hỳt
9. B hỳt
10. Con trt
11. Thanh truyn
12. Tay quay

13.Trc khuu
b) Nguyờn lý lm vic :
Trong quỏ trỡnh lm vic, trc khuu 13 quay, truyn chuyn ng kh
hi cho piston 3 qua h thng con trt 10, tay quay 12 v thanh truyn 11.
Piston chuyn ng tnh tin qua li trong xi lanh.
Khong khụng gian gia mt u ca piston v cỏc van l khoang lm
vic ca mỏy bm. Th tớch khoang lm vic ny thay i ph thuc vo v trớ
ca piston.
Nhng im tn cựng bờn phi v bờn trỏi ca piston gi l im cht
phi (im A) v im cht trỏi (im B). Khong cỏch t im cht phi n
im cht trỏi gi l hnh trỡnh ca piston, ký hiu l S; S = 2R, R: bỏn kớnh
tay quay ca trc khuu.
Khi piston chuyn ng t A sang B, van hỳt 7 úng li, van y 6 m
ra, cht lng b y ra ngoi.
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
13
10
11
12
S
AB
5
6
7
8
9
2
1
3
4

R
23
1
2
B
B
a
P
11
9
10
6
4
7
2
4
1
6
3
8
R
S=2R
5
Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Ngc li, khi piston chuyn ng t B sang A, ỏp sut trong ng hỳt
gim. Lỳc ny van hỳt 7 m, van y 6 úng, cht lng t b 9 c hỳt y
vo khoang lm vic ca mỏy bm.
Quỏ trỡnh c lp i lp li nh vy. Sau mi vũng quay ca trc khuu,
bm thc hin mt quỏ trỡnh hỳt v mt quỏ trỡnh y.
2.3.2. Bm piston tỏc dng kộp

a) Cu to:
Hỡnh 2.2 - S cu to mỏy bm piston tỏc dng kộp
1. Cn piston 5. Bung lm vic 9. Tay quay
2. Xilanh 6. Van hỳt 10. Trc khuu
3. ng hỳt 7. ng x 11. Con trt
4. Van x 8. B cha
b) Nguyờn lý lm vic:
Nh cú h thng tay quay - thanh truyn, chuyn ng ca ng c s
c bin thnh chuyn ng tnh tin ca piston trong xilanh vi hnh trỡnh
S = 2.R (R- bỏn kớnh tay quay). Hai im B
1
, B
2
ng vi hai v trớ biờn ca tay
quay. Khi piston i t B
1
n B
2
thỡ khoang B
1
thc hin quỏ trỡnh hỳt, khoang
B
2
thc hin quỏ trỡnh y. Khi ú khoang th tớch B
1
tng lờn, ỏp sut gim
dn v nh hn ỏp sut mt thoỏng P
a
, do ú cht lng t b cha qua van hỳt
6 vo bung lm vic B

1
, trong khi ú van 4 úng li. Cũn bờn khoang B
2
thỡ
th tớch bung lm vic gim, ỏp sut tng lờn, van 6 úng li v van 4 m ra,
SV: Đinh Văn Phúc Lớp: TB Dầu khí K50
24
Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt §å ¸n tèt nghiÖp
chất lỏng sẽ được đẩy qua van đẩy 4 vào ống xả 7. Khi piston tới B
2
thì
khoang B
1
kết thúc quá trình hút, khoang B
2
kết thúc quá trình đẩy.
Quá trình ngược lại, khi piston đi từ B
2
đến B
1
thì khoang B
2
thực hiện
quá trình hút, khoang B
1
thực hiện quá trình đẩy. Như vậy, mỗi vòng quay của
trục chính thì bơm thực hiện được hai lần hút và hai lần đẩy (hai chu kỳ hay
còn gọi là tác dụng kép). Nếu tay quay tiếp tục quay thì bơm lặp lại quá trình
hút và đẩy như cũ.
2.4. Các thông số cơ bản của máy bơm piston

Các thông số cơ bản là các thông số biểu thị khả năng làm việc và đặc
tính của bơm, bao gồm: Cột áp (H - m cột nước); Lưu lượng (Q - l/s); Công
suất (N - kW); hiệu suất (η).
2.4.1. Cột áp (H):
Ở đây ta dùng khái niệm “Năng lượng đơn vị”. Năng lượng đơn vị là
năng lượng của một đơn vị trọng lượng chất lỏng.
Cột áp của máy bơm là năng lượng đơn vị của dòng chảy trao đổi được
với bơm, được tính bằng sự chênh lệch năng lượng đơn vị của dòng chảy ở
mặt trước và mặt sau của máy bơm:
H = ∆e
BA
= e
B
- e
A
(2.1)
Ta xét 2 mặt cắt (hình 2.3): mặt trước A-A và mặt sau B-B của bơm:
Ta gọi:
- e
A
và e
B
: Năng lượng đơn vị ở mặt cắt A-A và B-B;
- Z
A
và Z
B
: Độ cao của 2 mặt cắt đến mặt nước;
- P
A

, V
A
và P
B
, P
B
: Áp suất và tốc độ của dòng chảy ở 2 mặt cắt.
SV: §inh V¨n Phóc Líp: TB DÇu khÝ – K50
25