Tổ hợp bơm ly tâm HΠC 65/35-500 dùng trong vận chuyển dầu khí

Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Nền kinh tế của nước ta trong những năm gần đây có sự phát triển vượt
bậc với tốc độ tăng trưởng kinh tế cao so với thế giới. Đóng góp phần lớn vào
sự phát triển đó là ngành công nghiệp dầu khí mà điển hình là xí nghiệp liên
doanh dầu khí Vietsovpetro, mặc dù là một ngành công nghiệp còn non trẻ
nhưng đã không ngừng học hỏi, tích lũy kinh nghiệm sản xuất, tiến bộ của
khoa học kỹ thuật để trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn, chủ lực của đất
nước như ngày nay.
Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro là đơn vị đi đầu trong công
tác thăm dò, tìm kiếm, khai thác. Hiện nay xí nghiệp có 12 giàn cố định và
một số giàn nhẹ, tất cả đều ở trên biển do đó đòi hỏi phải có hệ thống trang
thiết bị phù hợp, hiện đại. Đồng thời việc nâng cao hiệu quả sử dụng cũng
như tuổi thọ của thiết bị cũng là nhiệm vụ hết sức quan trọng.
Thiết bị dùng trong khai thác dầu khí rất đa dạng trong đó máy bơm ly
tâm là thiết bị cơ bản được dùng rất phổ biến, đặc biệt là máy bơm ly tâm
HΠC 65/35-500. Do đó trong quá trình thực tập, nghiên cứu, đồng thời với sự
đồng ý của bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, Khoa Dầu khí, Trường Đại
học Mỏ - Địa chất, em đã được giao đề tài: “ Tổ hợp bơm ly tâm HΠC 65/35-
500 dùng trong vận chuyển dầu khí” với chuyên đề: “ Tính toán các thông số
cửa vào và cửa ra của bánh công tác ”.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Văn Bản và các thầy trong
bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, cùng với sự cố gắng của bản thân đến
nay em đã hoàn thành xong đồ án này.
Mặc dù, đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thức bản thân
còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự
góp ý của thầy cô và bạn bè
Qua đây, em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy
Trần Văn Bản, các thầy trong bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, công
nhân và cán bộ kỹ sư tại giàn MSP-3 thuộc xí nghiêp liên doanh Vietsovpetro
và bạn bè đã giúp đỡ em nhiệt tình, chu đáo.

Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày…. tháng 06 năm 2009
Sinh viên: Phạm Văn Viên
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
1
Trng i hc M -a cht ỏn tt nghip
CHNG 1
CễNG TC THU GOM, VN CHUYN DU V S DNG CC
LOI BM LY TM TI X NGHIP LIấN DOANH
VIETSOVPETRO
1.1. V trớ a lý, a hỡnh v iu kin t nhiờn ti m Bch H ca xớ
nghip liờn doanh Vietsovpetro
1.1.1. V trớ a lý
Xớ nghip liờn doanh Vietsovpetro thc hin nhim v thm dũ khai thỏc
trờn thm lc a phớa nam Vit Nam, cỏch b bin Vng Tu khong 120km.
M Bch H l mt m khai thỏc chớnh ca Xớ nghip, m Bch H nm lụ
09 trong bn trng Cu Long chiu sõu nc bin khu vc khai thỏc khong
50m, l mt b phn quan trng ca khi nõng trung tõm trong bn trng Cu
Long v kộo di theo phng ụng Bc - Tõy Nam
Ghi chú:
Tp. Hồ Chí Minh
Vũng tàu
Phan thiết
Vải thiều
Cam
Rồng chính
Nam Rồng
Đông Rồng
Tam Đảo

Bà đen
Bạch Hổ
Sói
Đông Nam Rồng
Ba vì
Cá ngừ
Phát hiện dầu thương mại
Phát hiện khí thương mại
Phát hiện dầu cận thương mại
Phát hiện dầu không thương mại
Rạng đông
Phương đông
Amethyst SW
Ruby
Peath
Jade
Sư tử đen
Topaz
Sư tử vàng
Sư tử trắng
Vừng Đông
Dia
m
o
nd
Hỡnh 1.1 : S v trớ m Bch H
1.1.2. a hỡnh
Cu to m Bch H l mt np li cú ba vũm kinh tuyn. Múng Bch
H l i tng cho sn phm chớnh v c phõn ra lm ba khu vc vũm
Bc, vũm Trung v vũm Nam. Ranh gii gia cỏc vũm c chia mt cỏch

quy c, vỡ bn trng phõn chia khụng rừ rng v t góy b che lp. Cu to
Phm Vn Viờn C Khớ Thit B K
49
2
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
mỏ Bạch Hổ ở dạng dài khép kín theo dõi được các mặt phản xạ địa chấn, vỏ
nền hình cấu trúc khép kín không quan sát được. Vì vậy Bạch Hổ đến nay
được coi là dạng cấu trúc vùi lấp.
1.1.3. Điều kiện tự nhiên
Khí hậu khối không khí có chế độ tuần hoàn ổn định. Mùa đông có gió
Đông Nam, mùa hè có gió Tây Nam. Gió Đông Nam kéo dài từ tháng 11 đến
tháng 3 tiếp theo. Gió thổi mạnh thường xuyên, tốc độ gió trong thời kỳ là 6
÷
10 m/s. Gió Tây Nam kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm, gió nhẹ không
liên tục tốc độ gió nhỏ hơn 5 m/s. Trong mùa chuyển tiếp từ tháng 4 đến tháng 5
và tháng 10 gió không ổn định, thay đổi hướng liên tục. Bão là yếu tố tự nhiên
gây nguy hiểm lớn cho đất liền, đặc biêt là các công trình lớn trên biển. Bão
thường xảy ra ở các tháng 7, 8, 9, 10, trong tháng 12 và tháng 1 hầu như không
có bão. Trung bình hàng năm có khoảng 8 cơn bão thổi qua, hướng chuyển động
chính là hướng Tây Bắc, tốc độ di chuyển trung bình là 28 km/giờ cao nhất là 45
km/giờ.
Trong tháng 11, sóng có chiều cao nhỏ hơn 1m là 13,38%, tháng 12 là
0,8%, trong tháng 3 sóng thấp hơn 1 m lên tới 44,83%. Tần số xuất hiện sóng
cao hơn 5 m là 4,08% và chủ yếu xuất hiện ở tháng 11 và tháng 1.
Nhiệt độ bình quân hàng năm là 27
o
C cao nhất là 35,5
o
C và thấp nhất là
21,5

o
C. nhiệt độ trên mực nước biển từ 24,1
o
C đến 30,32
o
C. Nhiệt độ đáy biển
từ 21,7
o
C đến 29
o
C.
Độ ẩm trung bình của không khí hàng năm là 82,5% số ngày mưa tập
trung vào các tháng 5, 7, 8, 9, tháng 1, 2 và 3 thực tế không có mưa. Số ngày
u ám tập trung nhiều nhất trong các tháng 5, 10 và 11. Trong cả năm số ngày
có tầm nhìn không tốt chỉ chiếm 25%, tầm nhìn xa từ 1
÷
3 km, tập trung chủ
yếu vào tháng 3 và tháng 7.
1.2. Tình hình khai thác, thu gom và vận chuyển dầu tại mỏ Bạch Hổ của
xí nghiêp liên doanh Vietsovpetro
Mỏ Bạch Hổ được phát hiện dầu khí đầu tiên vào tháng 3 năm 1975 bởi
giếng khoan Bạch Hổ 1 (BH – 1) bằng tàu khoan Glomar 2.
Ngày 26/6/1986, Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đã khai thác tấn dầu
đầu tiên từ mỏ và từ 6/9/1988 khai thác thêm tầng dầu trong móng granit nứt
nẻ ở các độ sâu khác nhau. Đây là mỏ dầu lớn nhất Việt Nam hiện nay,
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
3
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
bao gồm nhiều thân dầu: Miocene dưới, Oligocene và đá móng nứt nẻ trước

Đệ tam.
Nhịp độ khai thác dầu ở mỏ Bạch Hổ ngày càng tăng, năm đầu tiên
(1986) khai thác 40.000 tấn. Đến ngày 16/9/1998, xí nghiệp liên doanh
Vietsovpetro đã khai thác được 60 triệu tấn dầu thô và khai thác tấn dầu thứ
75 triệu vào ngày 20/12/1999. Đến ngày 22/2/2001 khai thác tấn dầu thứ 90
triệu và ngày 4/12/2005 khai thác tấn dầu thứ 150 triệu.
Hiện nay xí nghiệp đã tạo dựng được một hệ thống cơ sở vật chất kỹ
thuật vững chắc trên bờ và dưới biển với 12 giàn khoan cố định, 2 giàn công
nghệ trung tâm, 9 giàn nhẹ, 3 giàn bơm ép nước, 4 trạm rót dầu không bến, 2
giàn nén khí, 2 giàn tự nâng, với 330 km đường ống dưới biển, 17 tàu dịch vụ
các loại trên biển và một căn cứ dịch vụ trên bờ với 10 cầu cảng dài tổng cộng
1.300 m, trong đó có cầu cảng trọng tải 10.000 tấn, có hệ thống kho có khả
năng chứa 38.000 tấn/năm, 60.000 m
2
bãi cảng, năng lực hàng hoá thông qua
12.000 tấn/năm. Và tất cả các công đoạn công nghệ khoan, khai thác, vận
chuyển và tồn trữ dầu khí đều diễn ra trên biển, trên các giàn cố định, giàn
nhẹ và tàu chứa dầu. Tất cả các đường ống chính, chủ yếu dùng trong công
tác vận chuyển dầu khí đều nằm chìm dưới biển. Điều đó đòi hỏi công tác vận
chuyển dầu khí của chúng ta phải đạt được sự an toàn và độ tin cậy cao hơn
nhiều lần so với ở đất liền.
Tại các giàn khoan khai thác cố định trên biển, dầu được khai thác lên từ
các giếng qua hệ thống đường ống công nghệ, vào bình tách khí áp suất cao,
khoảng 3÷25 KG/cm
2
, sau đó chuyển đến bình tách áp suất thấp vào khoảng
0,5÷8 KG/cm
2
. Sau khi qua bình tách áp suất cao và áp suất thấp thì một
phần lớn lượng khí đồng hành đã được tách ra, dầu đã được xử lý với hàm

lượng khí hòa tan và ở trạng thái tự do thấp. Rồi từ bình tách áp suất thấp dầu
được các tổ hợp bơm ly tâm đặt trên giàn bơm vận chuyển đến các tàu chứa
(trạm chứa dầu không bến) thông qua hệ thống đường ống ngầm dưới biển.
Trong khu vực mỏ Bạch Hổ, dầu khai thác trên các giàn được vận chuyển đến
2 trạm tiếp nhận (tàu chứa dầu –FSO-1và FSO-2).
1.2.1. Trạm tiếp nhận phía Nam FSO-1
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
4
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Ở đây, tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2 điểm là MSP-1 và giàn công
nghệ trung tâm số 2 (CPP-2), cùng với các giàn nhẹ chuyển đến. Đây là 2
điểm vận chuyển dầu quan trọng nhất, có khối lượng vận chuyển lớn nhất. Từ
CPP -2 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP -1 và khu vực mỏ Rồng.
Từ MSP -1 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP -3, MSP -4 và MSP -8
và thông qua các điểm trung chuyển tại MSP -6 và MSP -8 nối với trạm tiếp
nhận phía Bắc FSO - 2.
1.2.2. Trạm tiếp nhận phía Bắc FSO -2
Tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2 điểm trung chuyển là MSP -6 và
MSP -8. Từ MSP -6 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP -4 và thông
qua đó nối với MSP -3, MSP -5, MSP -7, MSP -8, MSP -10 .... Từ MSP -8 có
đường ống vận chuyển dầu nối với MSP -4, MSP -1, MSP -9, MSP -11. Trạm
tiếp nhận FSO -2 chủ yếu tiếp nhận dầu từ các giàn MSP -4, MSP -5, MSP -3,
MSP -6, MSP -7, MSP -8, MSP -9, MSP -10, MSP -11.
Trong khu vực mỏ Rồng có trạm tiếp nhận dầu FSO- 3. Giữa các trạm
tiếp nhận dầu FSO- 1, FSO- 2, FSO- 3 có mối liên hệ với nhau thông qua
nhiều điểm trung chuyển, được trình bày trên sơ đồ tuyến đường ống vận
chuyển dầu trên biển của xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49

5
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Căn cứ theo sơ đồ đường ống vận chuyển dầu ngầm dưới biển tại 2 khu
vực mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng, ta nhận thấy rằng: Chỉ trừ MSP-1, MSP -2,
MSP -6, MSP -8, trong những điều kiện bình thường, không có sự cố hỏng
hóc tàu chứa dầu hoặc tắc nghẽn đường ống vận chuyển là có thể bơm thẳng
dầu đến tàu chứa. Còn lại, tất cả các giàn như MSP -3, MSP -4, MSP -5,
MSP-7, MSP -9, MSP -10, MSP -11..... phải bơm dầu qua những đoạn đường
rất xa, qua nhiều điểm nút trung gian .
Ví du: Từ MSP -5, muốn vận chuyển dầu đến trạm tiếp nhận FSO -2 chúng ta
phải bơm dầu qua những quãng đường như sau: MSP-5 → MSP-3 (đường
ống ∅325x16, L=1005m, V=68m
3
) → MSP-4 (∅ 219x13, L=877m,
V=26,5m
3
) → MSP-6 (∅ 325x16, L= 1284,5m, V= 87m
3
) → FSO -2
(∅ 325x16, L=1915m, V=129m
3
). Tổng cộng chiều dài toàn bộ tuyến là
5081,5m, V=310,5m
3
, áp suất làm việc tính theo xác suất thống kê trung bình
là từ 20÷25Kg/cm
2
.
Tuy nhiên, có rất nhiều giàn cùng tham việc vận chuyển dầu do đó cần
phải có thời gian bố trí sao cho hợp lý. Bên cạnh đó việc vận chuyển dầu còn

chịu ảnh hưởng rất lớn từ các tính chất hóa, lý sau.
1. Khối lượng riêng
ρ
Hiện nay, dầu thô của chúng ta khai thác được chủ yếu tập trung ở các
tầng sản phẩm Mioxen hạ, Oligen hạ và tầng móng kết tinh. Chúng thuộc loại
dầu nhẹ vừa phải, khối lượng riêng nằm trong khoảng giới hạn
(0,83÷0,85).10
3
kg/m
3
. Dầu thô ở khu vực mỏ Bạch Hổ có khối lượng riêng
khoảng 0,8319.10
3
kg/m
3
(38
o
6API), đó là một thuận lợi đối với công tác vận
chuyển dầu, bởi vì mặc dù theo công thức tính lưu lượng của bơm Q= C
m
D
b
và cột áp H =
g
cu
u22
, ta không thấy có sự ảnh hưởng nào của khối lượng riêng
chất lỏng công tác, nhưng nó lại ảnh hưởng đáng kể đến công suất thủy lực
(N
TL

) của các máy bơm : N
TL
= G.H = (
ρ
.g.Q).H. Điều đó có nghĩa là nếu
ρ
nhỏ, việc cung cấp năng lượng (điện năng) cho các trạm bơm vận chuyển dầu
giảm đáng kể.
2. Độ nhớt
µ
Là khả năng của chất lỏng có thể chống lại được lực trượt (lực cắt), nó
được biểu hiện dưới dạng lực ma sát trong (nội ma sát) khi có sự chuyển dịch
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
6
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
tương đối của các lớp chất lỏng kề nhau. Bởi vậy, độ nhớt là tính chất đặc
trưng cho mức độ di động của chất lỏng. Độ nhớt của chất lỏng thay đổi trong
một phạm vi rộng theo nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì µ giảm và ngược lại.
Ngoài ra, khi áp suất tăng thì độ nhớt của chất lỏng cũng tăng, trừ một vài
chất lỏng đặc biệt như nước. Khi vận chuyển dầu, chúng ta phải đưa chúng
vào trạng thái chuyển động, muốn vậy phải đặt vào chúng một lực nhất định
bằng sự tác dụng của các cánh bơm. Chuyển động của chất lỏng chỉ xuất hiện
khi ứng suất ma sát vượt quá một giới hạn nào đó, gọi là ứng suất trượt ban
đầu. Như vậy, rõ ràng độ nhớt của chất lỏng công tác ảnh hưởng rất lớn đến
dòng chuyển động của nó, mặc dù trong các công thức tính toán cơ bản của
các máy bơm dùng để vận chuyển chất lỏng (dầu thô) này không có mặt trực
tiếp của đại lượng µ, nhưng chính nó là yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất
gây nên tổn thất của dòng chảy, µ càng lớn thì tổn thất thủy lực của dòng chảy
càng lớn, làm tăng tổn thất công suất và giảm lưu lượng của các máy bơm.

Dầu thô của chúng ta, theo các kết quả nghiên cứu phân tích của Công ty
DMC (Việt Nam ) và Viện hóa dầu COPAH ( Tomsk – CHLB Nga ), có độ
nhớt khá lớn. Độ nhớt động ν (trong đó ν
ρ
µ
=
) của dầu tầng Mioxen ở 50
0
C
thay đổi trong một khoảng rộng từ 8,185 ÷16,75 Cst. Độ nhớt động ν của dầu
ở tầng Oligoxen vào khoảng 6,614 Cst, của tầng móng vào khoảng 6,686 Cst
ở 50
0
C . Điều đó gây khó khăn rất lớn cho công tác vận chuyển dầu của chúng
ta .
3. Ảnh hưởng của các tính chất lý, hóa khác
Dầu thô của chúng ta là loại sạch, chứa rất ít các độc tố, các kim loại
nặng như chì, Vanadium, Magiê, Lưu huỳnh. Đây là một điều tốt cho hệ
thống vận chuyển dầu cũng như hệ thống công nghệ của chúng ta. Tuy nhiên,
từ kết quả phân tích phần cặn (chiếm một tỷ lệ khá cao, đến 21,5% trọng
lượng đối với dầu thô Bạch Hổ) có nhiệt độ sôi trên 500
0
C trong quá trình
chưng cất chân không, ta thấy dầu thô của chúng ta chứa hàm lượng Parafin
rắn khá cao, đến 44,12% trọng lượng (phần cặn), điều đó làm giảm tính linh
động của chúng ở nhiệt độ thấp và ngay cả ở nhiệt độ bình thường. Chính sự
có mặt của Parafin với hàm lượng lớn làm cho nhiệt độ đông đặc của dầu thô
tăng lên. Đối với dầu thô khu vực mỏ Bạch Hổ, nhiệt độ đông đặc ở mức khá
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49

7
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
cao, đến 33
0
C. Đây thực sự là một trở ngại lớn cho hệ thống vận chuyển dầu
của chúng ta bởi chúng rất dễ làm tắc nghẽn các tuyến đường ống, nhất là ở
tại các điểm nút hoặc tại các tuyến ống ở xa trạm tiếp nhận và có lưu lượng
thông qua thấp, hoặc không liên tục mà bị gián đoạn trong một thời gian lâu.
Đấy chính là nhược điểm căn bản trong tính chất lý, hoá của dầu thô Việt
Nam, và việc xử lý, khắc phục chúng đòi hỏi cả một quá trình công nghệ phức
tạp và tốn kém.
Để cải thiện các tính chất lý hóa của dầu, phục vụ cho công tác vận
chuyển, tồn trữ chúng, người ta sử dụng nhiều biện pháp nhằm làm giảm độ
nhớt hoặc gia nhiệt cho chúng để chống sự đông đặc làm tắc nghẽn đường
ống của dầu. Ví dụ, bằng phương pháp cấy vi sinh vào môi trường nước ép
vỉa, người ta đã làm tăng tối đa các quá trình phản ứng men ôxy hóa
hydrocacbon của dầu có độ nhớt cao, điều đó làm tăng khả năng thu hồi dầu ở
các tầng sản phẩm và làm tăng được tính lưu biến của chúng.
Ngoài các ảnh hưởng trên, thì với yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn phức
tạp như đã nêu (trong mục 1.1.3) cũng có sự tác động không nhỏ đối với công
tác vận chuyển và các quá trình công nghệ khai thác dầu. Vùng biển thềm lục
địa phía Nam này chịu ảnh hưởng gió mùa nhiệt đới, hình thành 2 mùa rõ rệt :
- Mùa mưa có gió Tây- Nam, được đặc trưng bởi lượng mưa lớn và nhiều
sương mù kéo dài từ khoảng tháng 4 đến tháng 10. Vào mùa này khí hậu
thường nóng, do vậy dầu thô khai thác được khi qua các công đoạn xử lý công
nghệ trên giàn ít bị mất nhiệt, hạn chế được khả năng đông đặc của chúng.
- Vào mùa khô thường từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, có gió Đông-
Bắc với cường độ lớn, gọi là mùa gió chướng. Trong khoảng thời gian này,
hay xuất hiện những cơn bão hay áp thấp nhiệt đới với sức gió đến 25÷30m/s,
nhiệt độ không khí giảm xuống rõ rệt. Vì vậy, ở các giàn khai thác có các

giếng với sản lượng thấp thường hay xảy ra hiện thượng dầu bị đông đặc,
hoặc chí ít thì tính linh động của dầu cũng giảm xuống rõ rệt, gây khó khăn
cho việc vận chuyển dầu. Đó là chưa kể đến những sự cố bất thường xảy đến
cho tuyến vận chuyển dầu (tắc nghẽn, gẫy vỡ đường ống) và các trạm tiếp
nhận cũng thường hay xảy ra trong mùa thời tiết không mấy thuận lợi này.
Ngoài ra, điều kiện khí hậu nhiệt đới, độ ẩm không khí lớn, và môi
trường biển này hoàn toàn có hại đến tuổi thọ, độ bền của máy móc, thiết bị
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
8
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
công nghệ cũng như các tuyến đường ống vận chuyển dầu. Các cấu trúc, kết
cấu kim loại của máy móc thiết bị công nghệ ngoài việc chịu tải trọng lớn khi
làm việc, còn chịu tác động ăn mòn với cường độ lớn do môi trường biển gây
ra. Trong thực tế, có trên 50% các trường hợp sự cố đối với các đường ống
ngầm vận chuyển dầu là do tác động của ăn mòn kim loại. Vì vậy khi tính
toán thiết kế, lắp đặt các hệ thống thiết bị công nghệ trên các công trình biển,
phải nên đặt điều kiện làm việc này (môi trường biển, độ ẩm lớn, khí hậu
nhiệt đới ...) lên mối ưu tiên hàng đầu
1.3 . Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí
1.3.1. Mục đích và nhiệm vụ
- Dầu thô khai thác là hỗn hợp của nhiều chất: dầu, khí, nước, Parafin và
tạp chất.
- Để lấy dầu thương phẩm và vận chuyển được ta phải xây dựng hệ
thống thiết bị để thu gom xử lý.
- Nhiệm vụ của hệ thống thu gom và xử lý là:
+ Tách dầu ra khỏi khí và nước;
+ Dùng hoá phẩm để gia nhiệt hoặc hạ nhiệt độ đông đặc của dầu;
+ Phân phối dòng sản phẩm nhờ cụm Manhephon đến các thiết bị đo,
kiểm tra, xử lý theo sơ đồ công nghệ.

1.3.2. Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí
Hệ thống thu gom vận chuyển trên giàn cố định, cơ bản được lắp trên 6
Blốc khai thác sau đây:
1.3.2.1. Blốc Modun N
o
/1 và N
o
/2
Đây là hai Blốc quan trọng nhất, được lắp đặt thiết bị miệng giếng và
các hệ thống đường ống thu gom sau.
- 5 đường ống công nghệ chính:
+ Đường gọi dòng: dẫn về bình gọi dòng;
+ Đường làm việc chính: đưa về bình tác H
Γ
C;
+ Đường làm việc phụ;
+ Đường ống xả: để xả áp suất trong trường hợp cần thiết. Nếu giếng có
áp suất thấp nó dẫn về bình 100 m
3
để tách;
+ Đường dẫn về bình đo.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
9
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
- Các đường phụ trợ:
+ Đường dập giếng;
+ Đường tuần hoàn thuận;
+ Đường tuần hoàn nghịch.
Ngoài ra trên Blốc này còn được lắp đặt:

- Bình tách 16 m
3
;
- Bình Gaslift;
- Hệ thống đường vận chuyển: dầu thô, nước ép vỉa giữa các giàn và
chuyển dầu ra tàu chứa.
1.3.2.2. Blốc Modun N
o
/3
Được lắp đặt hệ thống sau.
- Bình H
Γ
C (còn gọi là bình tách áp suất cao; bình 25 m
3
):
+ Thể tích 25 m
3
;
+ Áp suất giới hạn 22 KG/cm
2
;
+ Áp suất làm việc 7
÷
12 KG/cm
2
.
- Bình Bufe (còn gọi là bình tách áp suất thấp; bình 100 m
3
; bình E
1

):
+ Thể tích 100 m
3
;
+ Áp suất giới hạn 6 KG/cm
2
;
+ Áp suất làm việc 2,5
÷
3 KG/cm
2
.
- Hệ thống máy bơm để bơm dầu từ bình 100 m
3
ra tàu chứa.
- Hệ thống đường ống nối từ các bình tách đến các Blốc Modun N
o
/1,
N
o
/2 và Blốc Modun N
o
/4, N
o
/5.
1.3.2.3. Blốc Modun N
o
/4
Được lắp đặt các hệ thống sau:
- Hệ thống hoá phẩm cho gaslift;

- Trạm phân phối khí cho các giếng gaslift;
- Hệ thống đo bao gồm:
+ Bình đo:
1. Áp suất làm việc: 57,2 KG/cm
2
;
2. Áp suất thử: 72 KG/cm
2
;
3. Áp suất van an toàn: 63 KG/cm
2
.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
10
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
+ Hệ thống tuốcbin đo dầu và khí.
- Hệ thống bình gọi dòng.
- Bình sấy áp suất cao và sấy khí áp suất thấp.
1.3.2.4. Blốc Modun N
o
/5
Được lắp đặt các hệ thống sau:
- Các hệ thống bơm ép và các thiết bị pha hoá phẩm cho công nghệ
bơm ép nước và xử lý vùng cận đáy giếng;
- Hệ thống tủ điều khiển tự động bằng thuỷ lực;
- Xưởng cơ khí.
1.3.2.5. Blốc Modun N
o
/6

Lắp đặt các hệ thống sau:
- Các thiết bị phụ trợ;
- Các máy bơm phục vụ cho công nghệ bơm ép nước;
- Hệ thống máy nén khí để duy trì áp suất cho các hệ thống tự động trên
giàn.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
11
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
12
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
1.3.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống thu gom vận chuyển dầu
Sau khi dòng sản phẩm ra khỏi miệng giếng, nó đi qua hệ thống phân
dòng (cụm Manhephon) để phân phối dòng theo các đường ống phù hợp với
từng mục đích công nghệ sau
1.3.3.1. Đối với giếng gọi dòng
Sản phẩm dầu khí sau khi ra khỏi miệng giếng được phân phối về đường
gọi dòng để đưa vào bình gọi dòng. Tại đây:
- Dầu được tách ra và được đưa về bình 100 m
3
để tách lần 2;
- Khí đưa ra phaken đốt;
- Nước, dung dịch khoan, dung dịch gọi dòng xả xuống biển.
Khi thấy dầu phun lên thì người ta không đưa sản phẩm vào bình gọi
dòng mà chuyển sang bình tách (H
Γ
C hoặc bình 100 m
3

).
1.3.3.2. Đối với giếng cần đo
Khi tiến hành khảo sát giếng, kiểm tra định kỳ hoặc đột xuất, để xác lập
các thông tin của vỉa giếng, nhằm xây dựng chế độ khai thác hợp lý, người ta
tiến hành công tác đo.
Quy trình công nghệ như sau: dầu- khí sau khi ra khỏi miệng giếng được
đưa về đường đo dẫn vào bình đo. Bình đo có tác dụng tách dầu riêng, khí
riêng:
- Dầu sau khi qua hệ thống tuốcbin đo được đưa về bình 100 m
3
để tách
tiếp.
- Khí sau khi qua thiết bị đo nếu:
+ Áp suất cao, nó đưa về bình H
Γ
C để xử lý;
+ Áp suất thấp, nó đưa ra phaken đốt.
1.3.3.3. Đối với giếng khai thác bình thường
Sản phẩm đi ra khỏi miệng giếng qua đường làm việc chính vào bình
tách H
Γ
C (25 m
3
).
- Dầu tách được sẽ chuyển sang bình 100 m
3
tách tiếp, sau đó dầu được
bơm ra tàu chứa, còn khí đưa lên bình sấy áp suất thấp.
- Khí tách được sẽ chuyển sang bình tách tia (bình condensate):
+ Dầu thu được đưa về bình tách H

Γ
C hoặc bình 100 m
3
;
+ Khí đưa ra phaken đốt.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
13
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Trường hợp giếng có áp suất thấp, sản phẩm theo đường xả trực tiếp dẫn
về bình 100 m
3
để tách.
1.3.3.4. Những đặc điểm chung
Tất cả các bình trong hệ thống đều làm việc trong khoảng áp suất và
mức dầu quy định. Nó được bảo vệ bằng hệ thống tự động và bằng van an
toàn đặt trên nóc bình.
- Nếu áp suất trong bình vượt quá giới hạn thì van an toàn nổ và xả áp
suất theo đường dẫn tới phaken đốt. Khi áp suất giảm tới giới hạn làm việc
của bình thì van tự động đóng lại.
- Trên đầu ra của dầu và khí từ các bình đều lắp hệ thống van “mim” để
tự động điều chỉnh mức dầu khí và áp suất trung bình.
Để cấp khí có áp suất cao cho phương pháp khai thác gaslift người ta
lắp đặt bình gaslift ở blốc N
o
/1 và N
o
/2. Sản phẩm của giếng có áp suất cao đi
theo đường làm việc phụ đến bình gaslift.
- Khí có áp suất cao được đưa vào trạm phối khí để dẫn đến giếng khai

thác bằng phương pháp gaslift.
- Dầu được dẫn vào bình H
Γ
C để tách tiếp.
Hai máy bơm HΠC 65/35 - 500 được lắp song song trong đó một máy
bơm luôn ở trạng thái làm việc và một máy bơm dự phòng. Việc lắp đặt này
nhằm mục đích:
- Do yêu cầu công nghệ khai thác dầu khí, để đảm bảo quá trình khai
thác dầu được liên tục. Nếu máy bơm đang làm việc bị hư hỏng không làm
việc được thì ta có thể vận hành máy dự phòng thay thế;
- Khi lưu lượng khai thác tăng thì ta cho hai máy bơm cùng làm việc để
giảm nhanh lượng dầu trong bình chứa.
1.4. Sử dụng bơm ly tâm trong công tác vận chuyển dầu trên hệ thống
thu gom vận chuyển
Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, trong đó việc trao đổi năng
lượng giữa máy với chất lỏng (gọi là chất lỏng công tác) được thực hiện bằng
năng lượng thủy động của dòng chảy qua máy. Bộ phận làm việc chính của
bơm ly tâm là các bánh công tác trên đó có nhiều cánh dẫn để dẫn dòng chảy.
Biên dạng và góc độ bố trí của các cánh dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến các
thành phần vận tốc của dòng chảy nên có ý nghĩa rất quan trọng trong việc
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
14
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
trao đổi năng lượng của máy với dòng chảy. Khi bánh công tác của bơm ly
tâm quay (thường là với số vòng quay lớn đến hàng ngàn vòng trong 1 phút)
các cánh dẫn của nó truyền cơ năng nhận được từ động cơ (thường là động cơ
điện) cho dòng chất lỏng đi qua nó tạo thành năng lượng thủy động cho dòng
chảy. Nói chung năng lượng thủy động của dòng chảy bao gồm 2 thành phần
chính: động năng (V

2
/2g) và áp năng (P/
γ
), và chúng có mối liên quan mật
thiết với nhau. Trong quá trình làm việc của máy, sự biến đổi động năng bao
giờ cũng kéo theo sự biến đổi của áp năng. Tuy nhiên đối với máy thủy lực
cánh dẫn như bơm ly tâm, đối với mỗi loại kết cấu máy cụ thể, sự biến đổi áp
năng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định. Nó khác với máy thủy lực thể tích. Ở
máy thủy lực thể tích, năng lượng trao đổi của máy với chất lỏng có thành
phần chủ yếu là áp năng, còn thành phần động năng không đáng kể. Còn ở
máy thủy lực cánh dẫn như bơm ly tâm, năng lượng cột áp chỉ tăng đến mức
cần thiết, còn lại toàn bộ năng lượng thủy động của dòng chảy nhận được từ
máy biến thành động năng. Chính vì vậy, việc dùng các máy bơm ly tâm để
vận chuyển chất lỏng từ một điểm này đến một điểm khác chiếm một ưu thế
hơn hẳn các loại máy thủy lực khác.
Với tính năng kỹ thuật cao, chỉ tiêu kinh tế tốt, phạm vi sử dụng rộng rãi
nên các bơm ly tâm được dùng chủ yếu trong công tác vận chuyển dầu của
XNLD Vietsovpetro. Tùy theo sản lượng khai thác và nhu cầu thực tế trên
mỗi giàn cố định mà người ta sử dụng chủng loại và số lượng bơm ly tâm
khác nhau. Hiện nay, tại các trạm bơm vận chuyển dầu trên các công trình
biển của XNLD Vietsovpetro, chúng ta đang sử dụng các chủng loại bơm dầu
ly tâm như sau.
1. Máy bơm HΠC 65/35 –500
Là tổ hợp bơm dầu ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng (cấp), trục bơm
được làm kín bằng các dây san nhic mềm hoặc bộ phận làm kín kiểu mặt đầu .
Bơm HΠC 65/35 –500 được sử dụng để bơm dầu thô, các loại khí
hydrocacbon hóa lỏng, các sản phẩm dầu khí ở nhiệt độ từ -30
0
C đến 200
0

C
và các loại chất lỏng khác có tính chất lý hóa tương tự. Các chất lỏng công tác
này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2mm và
hàm lượng không vượt quá 0,2% khối lượng. Tổ hợp bơm được trang bị động
cơ điện loại BAO 22 - 280M - 2T2,5 với công suất N= 160KW, U=380V,
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
15
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
50Hz và các thiết bị bảo vệ, làm mát, làm kín khác theo đúng yêu cầu, quy
phạm láp đặt vận hành chúng . Một số các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản
của tổ hợp bơm HΠC 65/35 –500 như sau :
- Lưu lượng định mức tối ưu (m
3
/h ) : 65(35)
- Cột áp (m) : 500
- Tần số quay (s
-1
, V/ph) : 2950
- Độ xâm thực cho phép (m) : 4,2
- Áp suất đầu vào không lớn hơn
1. Với đệm làm kín mặt đầu : 25 at
2. Làm kín bằng salnhic (co) : 5at
- Công suất thủy lực yêu cầu của bơm (KW) : 160
- Trọng lượng của bơm (KG) : 1220
- Công suất của động cơ điện (KW) : 160
- Điện áp (V) : 380
- Tần số dòng điện (Hz) : 50
- Hiệu suất làm việc hữu ích : 59%
2. Bơm ly tâm HΠC– 40/400

Là tổ hợp bơm cùng chủng loại kết cấu như HΠC 65/35 –500, chỉ khác
đường kính ngoài của các bánh công tác của nó nhỏ hơn .
3. Máy bơm Sulzer – Ký hiệu MSD-D Model 4 x8 x10,5
Là loại bơm ly tâm có 5 cấp, nằm ngang, trong đó bánh công tác thứ
nhất là loại hai cửa hút ngược chiều nhau, 4 bánh công tác còn lại là loại 1
cửa hút được chia làm 2 nhóm đối xứng, có cửa hút ngược chiều nhau. Thân
máy có cấu tạo gồm 2 nửa tháo được theo bề mặt phẳng ngang và được định
vị với nhau bởi các chốt côn. Thân máy có nhiều khoang chứa các bánh công
tác và giữ luôn vai trò của các bánh hướng dòng. Phía dưới có ống giảm tải
nối từ khoang chứa đệm làm kín phía áp suất cao đến khoang cửa vào cấp I
của bơm. Trục bơm được làm kín bằng đệm làm kín chì dạng kép, có nhiệt độ
làm việc dưới 160
0
C. Đệm làm kín này được làm mát bằng dầu Tellus 46,
đồng thời dầu làm mát này có tác dụng như nêm thủy lực làm kín bổ sung cho
đệm. Dầu làm mát đệm làm kín trao đổi nhiệt với bên ngoài thông qua các lá
đồng tản nhiệt dọc theo đường ống .
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
16
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm như sau :
- Lưu lượng bơm (m
3
/h) : 130
- Cột áp định mức (m) : 400
- Hiệu suất hữu ích (%) : 74
- Công suất thủy lực của bơm (KW) : 147
- Lượng dự trữ xâm thực cho phép (m) : 2,1
- Công suất động cơ điện (KW) : 185

- Số vòng quay (V/ph) : 2969
- Điện áp (V) : 380 – Tần số dòng điện : 50Hz
- Chiều dài khớp nối trục (mm) : 180
- Khối lượng của tổ hợp : 3940Kg
4. Máy bơm NK-200/120
Là loại bơm ly tâm dùng để bơm dầu, khí hóa lỏng, dung dịch hữu cơ
và các chất lỏng khác có tỷ trọng không quá 1050Kg/m
3
, độ nhớt động đến
6.10
-4
m
2
/s. Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học
có kích thước lớn hơn 0,2mm và hàm lượng vượt quá 0,2% và nhiệt độ trong
khoảng –80
o
C ÷ 400
o
C. Tổ hợp bơm gồm động cơ điện và bơm được lắp ráp
trên cùng một khung dầm và được liên kết với nhau bằng khớp nối răng. Đây
là loại bơm ly tâm 1 tầng, có thân bơm, vấu tựa, ống hút và ống nối có áp (cửa
ra) được đặt trên cùng một giá đỡ. Việc làm kín trục ở phía đi ra của nó từ nắp
vở bơm bằng lót ma sát mặt đầu hoặc là đệm san nhíc mềm kiểu dây quấn
Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của bơm như sau :
- Lưu lượng bơm (m
3
/h) : 200
- Cột áp định mức (m) : 120
- Hiệu suất hữu ích (%) : 67

- Lượng dự trữ xâm thực cho phép : 4,8 (m)
- Công suất động cơ điện (KW) : 100
- Số vòng quay (V/ph) : 2950
- Điện áp (V), tần số dòng điện (Hz) : 380-50
5. Máy bơm NK-200/70
Là loại bơm ly tâm có cùng kiểu dạng, kết cấu như NK-200/120.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
17
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
6. Máy bơm ЦHC- 105/294
Là tổ hợp bơm ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng, phân đoạn. Nó
thường được dùng để vận chuyển dầu bão hòa khí, dầu thương phẩm lẫn nước
có nhiệt độ từ 274
o
K ÷ 318
o
K (1
o
C ÷ 45
o
C) hoặc dùng để bơm nước trong các
hệ thống công nghệ. Các chất lỏng công tác dùng cho bơm ЦHC -105/294 cần
phải đảm bảo các yêu cầu: Tỷ trọng không lớn quá 1060 Kg/m
3
(từ 700 ÷
1060Kg/m
3
), độ nhớt động không lớn quá 2,5.10
-4

m
2
/s, tạp chất cơ học có
kích thước không lớn quá 0,2mm và hàm lượng không quá 0,2% trọng lượng.
Tổ hợp bơm ЦHC -105/294 bao gồm động cơ điện và bơm được liên kết với
nhau thông qua 2 mặt bích có phần may-ơ gắn then ở 2 đầu trục. Hai mặt bích
này được siết chặt với nhau bởi các bulông có lót ống đệm cao su giảm chấn.
Đây là loại bơm ly tâm có từ 2 ÷ 10 cấp bánh công tác có cửa vào cùng chiều,
do đó để cân bằng lực dọc trục tác dụng lên rôto người ta phải bố trí ổ đỡ thủy
lực ở một đầu trục phía cao áp với đường kính phù hợp với số cấp bánh công
tác của bơm .
Các thông số đặc đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm ЦHC -105/294
như sau
- Lưu lượng bơm (m
3
/h) : 105
- Cột áp định mức (m) : 294
- Hiệu suất hữu ích (%) : 68
- Công suất động cơ điện (KW) : 160
- Số vòng quay (V/ph) : 2950
- Điện áp (V)- tần số dòng điện (Hz) : 380-50
Tuy nhiên, tại các giàn cố định loại, bơm này (ЦHC - 105/294) thường
chỉ được sử dụng để bơm nước.
Ngoài các loại bơm ly tâm thông dụng đã nêu trên, người ta còn lắp đặt,
trang bị thêm một số chủng loại bơm khác như: R360/150GM-3,
R250/38GM-1 hoặc đôi khi, trong những trường hợp cần thiết các loại bơm
thể tích như 9MP, ЦA-320, ЦA-400, YБН-700… Cũng có thể tham gia vào
công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển.
Việc bố trí, lắp đặt các trạm bơm trên các giàn cố định hoặc giàn nhẹ
được thiết kế, tính toán phù hợp với sản lượng khai thác dầu và vai trò công

nghệ của giàn trong hệ thống công nghệ chung của toàn khu mỏ Bạch Hổ và
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
18
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
mỏ Rồng. Với sơ đồ vận chuyển dầu và các đặc điểm trong công tác này như
đã nêu (ở mục 3- chương 1), người ta bố trí kiểu loại và số lượng máy bơm ly
tâm trên các giàn như sau:
1. MSP-1 (Giàn 1)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 2
 Máy bơm NK-200/120 - số lượng : 2
 Máy bơm SULZER - số lượng : 2
2 .CPP-2 (Giàn công nghệ trung tâm số 2)
 Máy bơm SULZER - số lượng : 8
 Máy bơm R360/150 CM-3 - số lượng : 5
 Máy bơm R360/150 CM-1 - số lượng : 2
3 .MSP-3 (Giàn 3)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 1
 Máy bơm HΠC 40/400 - số lượng : 2
4. MSP-4 (Giàn 4)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 4
5. MSP-5 (Giàn 5)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 3
6. MSP-6 (Giàn 6)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 2
 Máy bơm HΠC 40/400 - số lượng : 2
7. MSP-7 (Giàn 7)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 3
8. MSP-8 (Giàn 8)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 2

 Máy bơm NK-200/210 - số lượng : 2
 Máy bơm SULZER - số lượng : 2
9. MSP-9 (Giàn 9)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 4
10. MSP-10 (Giàn 10)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 3
 Máy bơm HΠC 40/400 - số lượng : 1

Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
19
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
11. MSP-11 (Giàn 11)
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 4
12 RP-1 (Giàn 1 Mỏ Rồng )
 Máy bơm HΠC 65/35-500 - số lượng : 3
 Máy bơm HΠC 40/400 - số lượng : 1
Theo thống kê trên, số lượng máy bơm HΠC 65/35-500 và
HΠC 40/400 là 37/60 chiếm một tỷ lệ lớn, và trong thực tế người ta vẫn
thường dùng các loại bơm HΠC và SULZER để vận chuyển dầu. Đây là 2
loại bơm ly tâm có nhiều ưu điểm: kết cấu bền vững, độ tin cậy, độ an toàn
cao, lưu lượng bơm, cột áp và hiệu suất hữu ích lớn, dễ vận hành, bảo quản,
sửa chữa. Ở hai loại bơm này, do cách bố trí các bánh công tác thành hai
nhóm có cửa vào của mỗi nhóm ngược chiều nhau. Do đó làm giảm đáng kể
lực dọc trục tác dụng lên Roto, tải trọng của các ổ đỡ trục giảm, do đó tuổi thọ
của chúng tăng lên rất nhiều. Tuy nhiên, do các bơm ly tâm đều làm việc ở
chế độ vận tốc góc lớn (khoảng 3000v/ph) nên việc lắp đặt, điều chỉnh chúng
đòi hỏi độ chính xác cao. Ngoài ra, do lưu lượng của chúng khá lớn nên việc
đưa chúng vào chế độ làm việc đòi hỏi phải nắm vững và tuân thủ đúng yêu
cầu của kỹ thuật vận hành để tránh hiện tượng quá tải cho động cơ điện.

Công việc vận chuyển dầu đòi hỏi phải đưa một lượng lớn sản phẩm
khai thác dầu khí từ các giàn cố định và giàn nhẹ đến các điểm tiếp nhận là
các tàu chứa trong thời gian nhanh nhất, đồng thời phải đảm bảo sự an toàn
cho các tuyến đường ống vận chuyển. Ngoài ra, chỉ tiêu kinh tế trong việc sử
dụng năng lượng điện cho các trạm bơm cũng được đặt ra. Do đó việc bố trí,
phối hợp các chủng loại bơm trên cùng một trạm, hoặc việc phối hợp giữa các
trạm bơm với nhau sao cho có thể giảm được tải trọng trên các tuyến ống vận
chuyển dầu và tăng được lưu lượng thông qua của chúng.
Trong việc bố trí, phối hợp giữa các bơm ly tâm trên cùng một trạm
bơm ta có thể lắp đặt chúng theo nhiều cách. Theo cách đặt các bơm theo
kiểu mắc song song với mục đích làm tăng lưu lượng vận chuyển của trạm.
Theo cách này, mặc dù đường ra của mỗi bơm ly tâm đều có van một chiều
nhưng vẫn phải đòi hỏi các bơm trong hệ thống phải có các thông số đặc tính
kỹ thuật không khác xa nhau nhiều lắm, để khi cùng đồng thời vận hành
chúng không triệt tiêu lẫn nhau. Theo cách đặt bơm mắc nối tiếp với mục đích
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
20
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
làm tăng áp suất trên đường vận chuyển để có thể đưa chất lỏng đến được
những điểm tiếp nhận rất xa. Tuy nhiên, cách này đòi hỏi các tổ hợp bơm
được mắc nối tiếp phải có lưu lượng như nhau và việc làm kín trục cho các
máy bơm ở phần cuối của hệ thống rất phức tạp do áp suất đầu vào của chúng
tăng lên đáng kể. Ngoài ra, cũng có thể phối hợp cả 2 kiểu bố trí song song và
nối tiếp trên cùng một trạm. Nhưng trong thực tế, trên các giàn cố định, các
trạm bơm dầu được xây dựng theo kiểu mắc song song do các kiểu bơm ly
tâm đã được chọn lựa đảm bảo đủ cột áp để có thể vận chuyển được dầu thô
đến vị trí tiếp nhận. Tùy theo sản lượng khai thác hoặc vị trí công nghệ của
mỗi giàn mà người ta sử dụng số lượng bơm ly tâm trên trạm là 2, 3 hoặc
hàng chục như ở CPP-2 (15 bơm)

Trên mỗi trạm bơm, thông thường người ta dự tính từ 1/3 đến
21
số
lượng bơm ở vị trí dự phòng để khi hư hỏng, sự cố các máy bơm đang ở chế
độ làm việc, ta có thể sử dụng chúng thay thế ngay không ảnh hưởng đến sản
lượng khai thác dầu. Các máy bơm dự phòng này không nên để chúng ở trạng
thái không làm việc trong thời gian quá lâu vì dễ gây ra hiện tượng bó kẹt roto
do dầu bị đông đặc hoặc thành phần parafin trong dầu và các tạp chất gây kết
tủa khác đóng cặn lại giữa các khe hở trong bơm. Tùy theo mùa và thời tiết để
có thể định ra một thời gian biểu vận hành các bơm dự phòng. Việc này có thể
tiến hành theo kinh nghiệm riêng, tùy theo đặc điểm công nghệ mỗi giàn.
Nhưng, tốt nhất vẫn là thực hiện chế độ luân phiên làm việc cho các máy bơm
trong trạm. Điều đó giúp cho kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa được dễ dàng và
chủ động hơn.
Như vậy:
Từ việc xem xét những đặc điểm trong công tác vận chuyển dầu của xí
nghệp liên doanh Vietsovpetro ta có thể đề ra những yêu cầu cơ bản cho việc
xây dựng những trạm bơm dầu trên các giàn cố định để thông qua đó có thể
chọn lựa các chủng loại bơm ly tâm phù hợp với yêu cầu công nghệ của mỗi
giàn. Theo em, các máy bơm ly tâm dùng trong công tác vận chuyển dầu
trong môi trường biển trên các giàn phải có độ tin cậy cao, độ bền cơ học lớn,
có khả năng chống lại tác động ăn mòn hóa học trong điều kiện khí hậu nhiệt
đới, ẩm, hơi nước có độ mặn cao, và nhất là có các đường đặc tính làm việc
phù hợp với chế độ công nghệ của chúng ta.
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
21
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÁY BƠM LY TÂM

2.1. Cấu tạo ,nguyên lý làm việc, phân loại
Máy bơm ly tâm là loại máy thuỷ lực cánh dẫn biến đổi cơ năng của
động cơ dẫn động thành năng lượng để vận chuyển chất lỏng theo hệ thống
ống dẫn hoặc tạo ra áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thuỷ lực.
2.1.1. Sơ đồ cấu tạo máy bơm
4
6
5
3
2
1
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo máy bơm ly tâm
1. Bánh công tác
2. Trục bơm
3. Bộ phận dẫn hướng vào
4. Bộ phận dẫn hướng ra (còn gọi là buồng xoắn ốc)
5. Ống hút
6. Ống đẩy
2.1.2. Nguyên lý làm việc của máy bơm
- Trước khi bơm làm việc cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh
công tác) và ống hút được điền đầy chất lỏng thường gọi là mồi bơm.
- Khi máy bơm ly tâm làm việc, nhờ phần khớp nối giữa động cơ dẫn
động và bơm làm bánh công tác quay. Các phần tử chất lỏng trong bánh công
tác dưới ảnh hưởng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài chuyển động theo
các máng dẫn và đi vào ống đẩy với áp suất cao hơn, đó là quá trình đẩy của
bơm. Đồng thời, ở lối vào của bánh công tác tạo nên một vùng có chân không
và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của bơm,
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
22

Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
chất lỏng ở bể hút liên tục bị đẩy vào bơm theo ống hút. Đó là quá trình hút
của bơm. Quá trình hút và quá trình đẩy là hai quá trình liên tục, tạo lên dòng
chảy liên tục qua bơm.
- Bộ phận dẫn hướng ra (thường có dạng xoắn ốc nên còn gọi là buồng
xoắn ốc) để dẫn chất lỏng từ bánh công tác ra ống đẩy được điều hòa, ổn định
và còn có tác dụng biến một phần động năng của dòng chảy thành áp năng
cần thiết.
2.1.3. Phân loại bơm ly tâm
Vì bơm ly tâm được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực khác nhau nên nó
có rất nhiều loại với nhiều hình dạng và kết cấu khác nhau. Bơm ly tâm
thường được phân loại theo các cách sau đây
- Phân loại theo cột áp của bơm:
+ Bơm cột áp thấp: H < 20 m cột nước;
+ Bơm cột áp trung bình: H = (20
÷
60 ) m cột nước;
+ Bơm cột áp cao: H > 60 m cột nước.
- Phân loại theo số bánh công tác lắp nối tiếp trong bơm:
+ Bơm một cấp;
+ Bơm nhiều cấp.
- Phân loại bơm theo cách dẫn chất lỏng vào bánh công tác:
+ Bơm một miệng hút;
+ Bơm hai miệng hút.
- Phân loại theo sự bố trí của trục bơm:
+ Bơm trục ngang;
+ Bơm trục đứng.
- Phân loại theo hệ số tỷ tốc:
+ Bơm tỷ tốc thấp;
+ Bơm tỷ tốc trung bình;

+ Bơm tỷ tốc cao;
+ Bơm chéo.
- Phân loại theo mục đích sử dụng:
+ Bơm nước sạch;
+ Bơm nước bẩn;
+ Bơm nước nóng;
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
23
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
+ Bơm hoá chất;
+ Bơm bùn đất.
Ngoài ra, có thể phân loại theo cách dẫn nước ra khỏi máy bơm, theo
phương pháp dẫn động cơ với máy bơm...
2.2. Chuyển động của chất lỏng trong bơm ly tâm. Phương trình cơ bản
của bơm ly tâm
2.2.1. Chuyển động của chất lỏng trong bơm ly tâm
Qũy đạo chuyển động của các phần tử chất lỏng qua bánh công tác rất
phức tạp, để đơn giản trong tính toán ta giả thiết:
- Dòng chảy qua bánh công tác bao gồm các dòng nguyên tố như nhau;
- Qũy đạo chuyển động tương đối của các phần tử chất lỏng trong bánh
công tác theo biên dạng cánh dẫn.
Các điều kiện để có dòng chảy như giả thiết trên là:
+ Bánh công tác có số cánh dẫn nhiều vô cùng và mỗi cánh dẫn mỏng
vô cùng (không có chiều dày);
+ Chất lỏng làm việc là chất lỏng lý tưởng (không có độ nhớt).
Với các giả thiết trên, chuyển động tuyệt đối của mỗi phần tử chất lỏng
qua bánh công tác có thể phân tích thành hai chuyển động đồng thời: chuyển
động theo (quay tròn cùng bánh công tác) và chuyển động tương đối (theo
biên dạng cánh dẫn)

Chuyển động của các phần tử chất lỏng qua bánh công tác được đặc
trưng bằng các vận tốc:

c
: Vận tốc tuyệt đối;

u
: Vận tốc vòng (của chuyển động theo), có phương thẳng góc với
hướng kính;

w
: Vận tốc tương đối, có phương tiếp tuyến với biên dạng cánh dẫn.
Ta có:
c
=
u
+
w
2.2.2 Phương trình cơ bản của bơm ly tâm
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
24
Trường Đại học Mỏ -Địa chất Đồ án tốt nghiệp
2.2.2.1 Phương trình cột áp lý thuyết
Ứng dụng định lý cơ học về biến thiên mômen động lượng đối với dòng
chất lỏng chuyển động qua bánh công tác, nhà bác học Ơle đã thành lập ra
phương trình cột áp lý thuyết của bơm ly tâm là :
H
l
∞

=
g
cucu
uu 1122
−
(2.1)
Trong đó:
H
l
∞
- Cột áp lý thuyết của bơm có số cánh dẫn vô hạn.
u
1,
u
2
- Vận tốc vòng của bánh công tác ứng với bán kính vào và ra, có
phương thẳng góc với phương hướng kính.
c
1u
, c
2u
- Thành phần vận tốc tuyệt đối của các phần tử chất lỏng ở lối vào
và ra bánh công tác chiếu lên phương của vận tốc vòng (u).

W
2
1
2
W
1

1
U
C
1
α
1
1
D
β
2
D
2
U
2
C
α
2
β
Hình 2.2. Các thành phần vận tốc của tam giác vận tốc
Trong các bơm ly tâm hiện đại, đa số các bánh công tác có kết cấu cửa
vào hoặc bộ phận dẫn hướng vào sao cho dòng chất lỏng ở cửa vào của máng
dẫn chuyển động theo hướng kính, nghĩa là
c
vuông góc với
u
,
1
α
= 90
o

, để
cột áp của bơm có lợi nhất (c
1u
= 0).
Tam giác vận tốc ở cửa vào là tam giác vuông:
Phạm Văn Viên Cơ Khí Thiết Bị K
49
25