Nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh – piston

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ - Địa Chất
LI NểI U
Ngy nay, ngnh cụng nghip du khớ ang l mt ngnh cụng nghip mi nhn
trong cụng cuc cụng nghip hoỏ, hin ai hoỏ t nc. Tp on Du Khớ Vit
Nam ngy cng phỏt trin khụng ch trong nc m cũn vn xa ti th trng quc
t trong cụng tỏc thm dũ khai thỏc du khớ.
Trong cụng tỏc khoan ging, quỏ trỡnh vn chuyn mựn khoan lờn b mt l mt
quỏ trỡnh k thut c bn khi khoan. Trong khoan du khớ, ta s dng mỏy bm
bm dung dch khoan khoan xung ging, a mựn khoan lờn mt t v thc hin
cỏc chc nng khỏc. õy l t hp khụng th thiu trong mi t hp thit b khoan.
Nhn thy tm quan trng ca mỏy bm dung dch khoan trong cụng tỏc khoan
cỏc ging khoan du khớ. Sau mt thi gian thc tp sn xut v thc tp tt nghip
ti cỏc xớ nghip ca cỏc Xớ Nghip Liờn Doanh Du Khớ Vietsopetro, tụi ó la chn
ti: Cu to, nguyờn lý lm vic, quy trỡnh bo dng mỏy bm khoan
YH 600 trong khoan du khớ. Chuyờn : Nghiờn cu s mũn hng cm
xilanh piston.
ti i sõu tỡm hiu cỏc dng mũn hng ca cm xilanh - piston t ú a ra
bin phỏp nõng cao tui th v khụi phc kh nng lm vic ca cm xilanh piston
trong mỏy bm khoan YH 600.
Kt cu ỏn gm 4 chng:
Chng 1: Tng quan v mỏy bm dung dch khoan Vietsopetro.
Chng 2: Nguyờn lý lm vic v cu to mỏy bm YH 600.
Chng 3: Quy trỡnh vn hnh, bo dng v thỏo, lp mỏy bm YH 600.
Chng 4: Nghiờn cu s mũn hng cm xilanh piston.
ỏn c hon thnh di s hng dn tn tỡnh ca TS: Nguyn Vn Giỏp.
Do kin thc cũn hn ch, thi gian tỡm hiu thc t cha nhiu nờn ti khụng
trỏnh khi nhng thiu sút. Rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp ca cỏc thy
giỏo v cỏc bn ng nghip. Xin chõn thnh cm n.
Sinh Viên: Ngô Quang Dũng 1 Lớp: Thiết Bị Dầu Khí K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở VIETSOPETRO
1.1. Lý thuyết chung về máy bơm dung dịch khoan
Máy bơm dung dịch khoan có nhiệm vụ phân phối dòng chất lỏng xuống giếng
thông qua cột cần khoan để truyền chuyển động quay cho rotor trong khoan tua bin
và làm mát choòng khoan, đồng thời vận chuyển mùn khoan lên bề mặt. Trong một
số trường hợp, máy bơm khoan còn được dùng để ép chất lỏng vào vỉa để duy trì áp
suất vỉa.
Để thực hiện các nhiệm vụ này thì máy bơm khoan thường sử dụng là máy bơm
piston.
Hình 1.1. Đường đặc tính của bơm piston
Đồ thị biễu diễn mối quan hệ H = f(Q) khi tốc độ quay của tay quay là n bằng
hằng số gọi là đường đặc tính của máy bơm piston
Đường (1’) và đường (2’) là đường đặc tính lý thuyết ứng với tốc độ quay là
n
1
=const (Q
1
) và n
2
=const (Q
2
).
Đường (1) và (2) là đường đặc tính thực tế ứng với n
1
và n
2
, n
1
<n
2

.
Qua đồ thị ta thấy:
Về mặt lý thuyết, khi n=const thì việc tăng cột áp H không ảnh hưởng tới lưu
lượng Q (H và Q độc lập với nhau).
Có sự sai khác giữa đường lý thuyết và thực tế là do khi cột áp H tăng sẽ tăng
các hiện tượng rò rỉ. Sự sai khác này càng lớn khi Q càng lớn, vì lúc này không chỉ có
hiện tượng rò rỉ mà các van làm việc cũng không kịp thời, gây tổn thất về lưu lượng.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 2 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Hình 1.2. Đường đặc tính phụ thuộc giữa Q, N và η với H
Từ đồ thị ta thấy:
Khi H tăng thì Q giảm.
Ở đoạn H1, H2, hiệu suất không thay đổi.
Khi cột áp làm việc ở mức rất thấp hoặc rất cao, hiệu suất làm việc giảm. Khi H
thấp, η giảm do công suất có ích trên trục máy bơm nhỏ; khi H cao, η giảm do hiện
tượng rò rỉ.
1.2. Một số loại máy bơm dung dịch khoan sử dụng ở Vietsopetro
Trong xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsopetro hiện tiến hành khoan – khai
thác dầu khí trên 13 giàn cố định, 2 giàn tự nâng là Tam Đảo và Cửu Long.
Tại các giàn tự nâng, loại máy bơm dung dịch khoan được sử dụng là loại máy
bơm piston 3 xilanh tác dụng đơn 12 – P – 160 của hãng National Oilwell. Tại các
giàn cố định, loại máy bơm dung dịch khoan được sử dụng là máy bơm piston 2
xilanh tác dụng kép YHБ – 600 của Nga (được cải tiến từ máy bơm Y8 – 6MA2).
1.2.1. Máy bơm 12 – P – 160
Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của máy bơm 12 – P – 160
Công suất đầu vào khi đạt 120 hành trình/phút 1600 HP
Công suất thuỷ lực khi đạt 120 hành trình/phút 1440 HP
Dung tích chứa dầu của bơm 492 lít
Tốc độ vòng quay trục chính 413 vòng/phút
Chiều dài hành trình piston 12

’’
(304,8 mm)
Số lượng xilanh 3
Số hành trình lớn nhất 120 lần/phút
Đường kính xilanh lớn nhất 7
1
/4’’ (184,2 mm)
Trọng lượng máy bơm (chưa kể hộp xích) 24810 kg
Bảng 1.2. Các thông số kỹ thuật của xylanh máy bơm 12-P-160
Φ xylanh (mm)
Lưu lượng bơm (l/ph) Áp suất xả lớn nhất
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 3 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
(kG/cm
2
)
184,2 2922 225,0
177,8 2724 241,1
171,5 2533 259,4
165,1 2349 279,8
158,8 2172 302,7
152,4 2002 328,3
146,1 1838 351,5
139,7 1682 351,5
1.2.2. Máy bơm YHБ – 600
1.2.2.1. Ưu nhược điểm của máy bơm YHБ – 600
Máy bơm dung dịch khoan có nhiều loại nhưng hiện nay trên giàn khoan cố
định chúng ta thường sử dụng loại máy bơm khoan có ký hiệu YHБ – 600.
Một số ưu điểm của máy bơm YHБ – 600:
Công suất khá lớn đảm bảo đủ công suất, lưu lượng, áp suất cho nhu cầu khoan

trên các vùng biển Việt Nam.
Làm việc ổn định ít xảy ra hỏng hóc lớn, dễ dàng trong việc bảo dưỡng, sửa
chữa khắc phục khi sự cố hỏng hóc máy bơm.
Giá thành thấp, tuổi thọ cao, đảm bảo về yêu cầu kinh tế khi sử dụng loại máy
bơm này.
Một số nhược điểm của máy bơm YHБ – 600:
Thiết bị cồng kềnh, nặng lề vì vậy khó khăn trong việc di chuyển máy bơm về
xưởng sửa chữa khi sảy ra hỏng hóc lớn hoặc phải chuyển máy bơm sang giàn khác
và rất tốn diện tích mặt sàn đặt máy bơm.
Do sử dụng hai động cơ Diezel dẫn động nên máy bơm tạo tiếng ồn rất lớn khi
làm việc ảnh hưởng đến môi trường làm việc, sức khỏe củ người lao động khi tiếp
xúc trực tiếp với máy bơm.
1.2.2.2. Đặc tính kỹ thuật của máy bơm YHБ – 600
Bảng 1.3. Các thông số kỹ thuật của máy bơm YHБ-600
Công suất động cơ 600 KW
Công suất có ích (công suất thuỷ lực) 475 KW
Chiều dài hành trình piston 400 mm
Đường kính cần piston 70 mm
Số hành trình kép lớn nhất của piston 65 lần/phút
Tốc độ vòng quay của trục chủ đông 320 vòng/phút
Tỷ số truyển động 123/25
Dạng van Van đĩa
Đường kính của đầu thủy lực bơm 196,8
0,2
mm
Độ côn lỗ lắp nối van 1 : 6
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 4 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Dạng van an toàn Dạng màng
Loại bình ổn áp ПK-70-250 + màng cao su

Thể tích khí trong bình ổn áp 70 dm
3
Loại dây đai П
Áp suất bơm lớn nhất 250 KG/cm
2
Số lượng xilanh 2
Mô đun bánh răng truyền động M
H
= 14
Góc nghiêng 9
o
45’55”
Tỷ số bộ truyền động bánh răng 4,92
Chiều dày của bánh răng 300 mm
Số dây đai của bộ truyền 16
Chiều dày của bánh đai 815 mm
Đường kính của bánh đai Ф1400, Ф1700, Ф1800
Trọng lượng của máy bơm tương ứng
với các loại puly
Ф1400 22250 kg
Ф1700 25750 kg
Ф1800 26050 kg
Đường kính trục bánh đai Ф175
Nhiệt độ chất lỏng trong bơm < 80
o
C
Lượng cát lẫn trong chất lỏng < 0,5% về thể tích
Đường kính trục trung gian Ф120
Số hiệu vòng bi gối đỡ trục khuỷu 260 x 540 x 110
Số hiệu vòng bi tay biên 10078/710

Kích thước vòng bi tay biên 710 x 950 x 114
Kích thước của máy bơm Rộng 3020 mm
Dài 5100 mm
Cao 3300 mm
Bảng 1.4. Các thông số kỹ thuật xilanh của máy bơm YHБ-600
Đường kính
xilanh (mm)
Lưu lượng bơm không
nhỏ hơn ((m
3
/h (L/s))
Áp suất bơm không nhỏ
hơn
(Mpa ( Kg/cm
2
))
Đường kính
đĩa an toàn
(mm)
200 184 (51,9) 10 (100) 58,9
190 164 (45,7) 11 (110) 48,2
180 151 (42,0) 12,5 (125) 43,0
170 130 (36,0) 14,5 (145) 35,4
160 113 (31,5) 16,5 (165) 30,1
150 99 (27,5) 19,0 (190) 25,3
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 5 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
140 84 (23,3) 22,5 (225) 20,7
130 71 (19,7) 25 (250) 19,3
1.3. Những kết quả đã đạt được và những vấn đề cần giải quyết

Trong công tác khoan thăm dò – khai thác dầu khí, máy bơm dung dịch khoan
là thiết bị không thể thiếu được trong mỗi tổ hợp thiết bị khoan, nó đảm bảo tốt về
yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế cao:
Có thể bơm được các dung dịch có trọng lượng riêng khác nhau.
Có thể đạt được áp suất lớn.
Áp suất và lưu lượng không phụ thuộc vào nhau. Đây là yếu tố quan trọng để
đáp ứng yêu cầu về công nghệ khoan.
Ít hỏng hóc lớn và dễ dàng trong việc thay thế, bảo dưỡng.
Độ bền cao, đảm bảo hiệu quả kinh tế.
Ngoài ra, máy bơm piston sử dụng trong công nghiệp dầu khí có nhiệm vụ:
Bơm trám ximăng.
Bơm ép nước hoặc bơm nứt vỉa thuỷ lực.
Bơm vận chuyển sản phẩm khai thác.
Bên cạnh đó, trải qua thời gian làm việc thì các chi tiết, cụm chi tiết trong máy
bị mòn hỏng dần dần, làm hiệu suất và năng suất của bơm giảm, thậm trí có thể dẫn
tới tình trạng bơm không thể tiếp tục làm việc được nữa, làm gián đoạn quá trình thi
công. Vì vậy, đề tài đi sâu tìm hiểu về phần cấu tạo để từ đó có thể biết được những
nguyên nhân gây mòn hỏng cho máy bơm và đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu
quả giúp tăng tuổi thọ cho may bơm.
CHƯƠNG 2
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CẤU TẠO CỦA MÁY BƠM YHБ – 600
2.1. Nguyên lý làm việc của máy bơm YHБ – 600
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 6 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Hình 2.1. Sơ đồ động học dẫn động máy bơm khoan YHБ-600
Bảng 2.1. Các chi tiết sơ đồ động học dẫn động máy bơm khoan YHБ-600
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 7 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
1
2

4
5
6
3
8
97
10
11
12
14
24
20
21
19
17
22
15
13
23
26
25
18
a
e
f
c
d
g
h
b

16
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
1 Máy Diezel B2-500 15 Con trượt
2 Khớp nối mềm 16 Van hút
3 Hộp giảm tốc 17 Xilanh
4 Côn hơi 500 18 Van xả
5 Puly 19 Đường ống cao áp
6 Đai E 38 x 5600 20 Ty bơm
7 Côn hơi 21 Piston
8 Pulu dẫn động bơm 22 Van an toàn
9 Đai E 38 x 10000 23 ống hút
10 Puly máy bơm 24 Bình ổn áp
11 Bánh răng chủ động 25 Lưới lọc
12 Trục khuỷu 26 Bể dung dịch
13 Bánh răng bị động a, b, c, d Van hút
14 Ty trung gian e, f, g, h Van xả
Nguyên lý hoạt động của hệ thống như sau:
Động cơ Diezel (1) và (2) làm việc với chiều quay cố định, toàn bộ mômen
truyền động sẽ truyền qua hộp giảm tốc, côn hơi và hoà tải vào puly (8). Puly (8)
truyền chuyển động cho puly (10) qua bộ truyền đai (9) làm cho trục quay cùng bánh
răng chủ động (11).
Bánh răng chủ động (11) quay sẽ dẫn động cho bánh răng bị động (13) quay
theo. Bánh răng (13) làm cho trục khuỷu (12) quay và biến chuyển động quay của
trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của piston để thực hiện quá trình nén và hút.
Với cách bố trí như vậy nên hoạt động của máy bơm theo hành trình kép, nghĩa
là cả hai chiều máy đều thực hiện đồng thời cả hai chức năng, nén chất lỏng vào ống
cao áp để vào giếng khoan và hút chất lỏng từ bể vào xilanh để chuẩn bị cho hành
trình nén tiếp theo.
Khi piston chuyển động theo hình mũi tên van (a), (d), (h), (f) đóng lại còn các
van e, g mở ra để cho dung dịch đi vào đường cao áp xuống giếng khoan, đồng thời

các van (c), (b) mở ra để dung dịch từ bể chứa đi vào buồng hút xilanh chuẩn bị cho
hành trình nén tiếp theo.
Khi piston chuyển động theo chiều ngược lại thì các van đóng mở theo quy
trình ngược lại.
Quá trình cứ lặp đi lặp lại như vậy, lượng chất lỏng được đẩy vào giếng khoan
một cách liên tục.
Để đảm bảo áp suất cũng như lưu lượng đầu ra ổn định ở một mức áp suất
tương đồi nào đó người ta lắp trên đầu ra của đường ống cao áp bình ổn áp (24). Bình
ổn áp có tác dụng tích trữ và giải phóng năng lượng để ổn định cho áp suất đầu ra.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 8 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Để đảm bảo an toàn cho máy cũng như các thiết bị khác người ta lắp van an
toàn (22) giữa đường hút máy bơm với đường cao áp, khi áp suất trên đường cao áp
vượt quá giá trị cho phép sẽ làm thủng màng van đưa chất lỏng từ ống cao áp về
đường hút nhờ vậy mà đảm bảo an toàn cho đường ống cũng như máy bơm và các
thiết bị khoan đang sử dụng. Kết cấu của từng bộ phận máy bơm sẽ được trình bày cụ
thể ở những phần sau.
2.2. Cấu tạo máy bơm YHБ – 600
Bảng 2.2. Các chi tiết sơ đồ tổng thể máy bơm YHБ – 600
STT Tên chi tết STT Tên chi tiết
1 Nắp máy 3 Ty bơm
2 Trục chủ động 4 Cửa bơm dầu
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 9 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Hình 2.2. Sơ đồ tổng thể máy bơm YHБ – 600
Bảng 2.3. Các chi tiết sơ đồ tổng thể máy bơm YHБ – 600
STT Tên chi tết STT Tên chi tết
1 Bình điều hòa 4 Đế máy
2 Van an toàn 5 Lỗ tản nhiệt
3 Cối supáp

Máy bơm YHБ-600 cấu tạo gồm hai phần chính là phần cơ khí và phần thủy
lực:
Phần cơ khí có nhiệm vụ nhận mômen truyền động từ hệ thống dẫn động và
biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượt cũng như trục
trung gian truyền đến phần thủy lực để máy hút và đẩy chất lỏng vào giếng khoan.
Phần thủy lực của máy bơm là nơi lắp ráp các cụm chi tiết như: xilanh, piston,
van hút, van nén, van an toàn và bình điều hoà. Phần thủy lực của máy bơm là nơi
tiếp nhận năng lượng từ phần cơ của máy bơm để truyền năng lượng đó tới chất lỏng
và di chuyển chất lỏng đó từ bể chứa qua đường ống xả vào giếng khoan.
Ngoài ra, nó còn gồm một số bộ phận khác như: thiết bị làm kín, hệ thống bôi
trơn và làm mát.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 10 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
2.2.1. phần cơ khí
Đây là phần dẫn động của máy bơm, tức là có nhiệm vụ dẫn động và truyền
công suất cho phần thủy lực làm việc
2.2.1.1. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cụm cơ khí
Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo phần cơ của máy
Bảng 2.4. Các chi tiết sơ đồ cấu tạo phần cơ của máy
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Ty trung gian 15 Đế máy bơm
2 Nắp kiểm tra 16 Lỗ tháo dầu
3 Vít cấy 17 vít máng trượt
4 Ốc gia cố thân trên với thân dưới 18 Tấm chăn
5 Vít nắp đổ dầu 19 Lỗ tháo dầu
6 Lỗ thông hơi 20 Máng trượt trên
7 Nắp kiểm tra 21 Ốc hãm
8 Đệm làm kín 22 Ốc hãm
9 Trục biên 23 Con trượt
10 Tay biên 24 Chốt con trượt

11 Thân biên 25 Ốc vít máng trượt trên
12 Vòng bi tay biên 26 Tấm chắn dầu
13 Thân trên máy bơm 27 Trục chủ động máy bơm
14 Que thăm dầu 28 Ốc hãm ty trung gian
Hoạt động của phần cơ như sau:
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 11 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Khi trục (27) nhận được chuyển động từ bộ truyền đai và theo chiều mũi tên
làm bánh răng bị động (11) quay theo. Bánh răng (11) được liên kết chặt với trục (9)
nên trục (9) quay theo và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của con
trượt cũng như ty trung gian (1) để thực hiện quá trình hút và nén chất lỏng về đường
cao áp. Bánh răng trên trục (27) là bánh răng liền trục với số răng là: Z = 25, răng
nghiêng m
n
= 14; độ nghiêng răng 9
o
14’55″. Bánh răng bị động có số răng là: Z =
123, răng nghiêng m
n
= 14, góc nghiêng 9
o
14’55″. Tỉ số truyền cơ bản là: i = 123/25.
Ổ bi của trục (27) và trục (16) được lắp giữa thân trên (13), thân dưới (16) và
được kẹp chặt bởi bulông (4). Cửa số (2) dùng để kiểm tra sự bôi trơn cho cụm con
trượt (23) cũng như máng trượt (21). Cửa (7) để kiểm tra các chi tiết bên trong của
máy bơm cũng như là nơi để đổ xung dầu bôi trơn cho máy. Trong quá trình làm
việc, áp suất và nhiệt độ trong luồng các te tăng cao vậy cần phải có bộ phận thông
hơi (6). Que thăm (14) dùng để kiểm tra mực nhớt trong máy bơm, yêu cầu mực nhớt
phải nằm trong khoảng min và max được đánh dấu trên que thăm. Máy bơm được bôi
trơn bằng dầu công nghiệp 40 của Liên Xô cũ nay tương đương với loại Vietria –

100.
Sự bôi trơn cặp bánh răng ăn khớp bằng cách ngâm dầu, tức là dầu được đổ ít
nhất ngập chân răng bánh răng lớn. Còn vòng bi tay biên và con trượt, máng trượt
bằng phương pháp vung toé.
Cặp bánh răng sẽ quay như hình vẽ, dầu sẽ văng lên ngăn buồng dưới nắp (2)
và chảy qua lỗ dẫn vào con trượt để bôi trơn cho con trượt. Ở mặt đầu của máng (18)
người ta lắp tấm ngăn dầu (26) nhờ vậy mà trong lòng máng luôn luôn có một lượng
dầu bôi trơn cho cụm con trượt. Các vòng bi còn lại sự bôi trơn theo phương pháp
định kỳ bằng mỡ.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 12 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
2.2.1.2. Cấu tạo của cụm trục chủ động bánh đai
Hình 2.4. Trục chủ động và bánh đai máy bơm
Bảng 2.5. Các chi tiết trục chủ động và bánh đai máy bơm
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Bánh đai 14 Gioăng làm kín
2 Bu lông 15 Ổ bi
3 Long đen 16 Ống lót
4 Êcu 17 Đệm lót
5 Then bằng 18 Trục puly
6 Ống lót 19 Gioăng làm kín
7 Bích hãm 20 Mặt bích
8 Vít hãm 21 Gioăng làm kín
9 Mặt bích 22 Ổ bi
10 Đệm lót 23 Ống lót
11 Gioăng làm kín 24 Đệm lót
12 Vú mỡ 25 Ống bảo vệ
13 Mặt bích
Bánh đai gồm 16 rãnh đai, bánh đai được lắp với trục (18) bởi then bằng (5),
trục có cấu trúc hai đầu giống nhau nhằm mục đích có thể thay đổi được bánh đai lắp

ở hai phía mở rộng phạm vi lắp đặt cho máy và bánh đai được kẹp chặt vào trục nhở
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 13 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
hai bulông (2) cùng với đệm vòng lỏng (3) và êcu (4). Để đảm bảo an toàn người ta
dùng chụp (25) để chụp lại đầu trục không lắp puly.
Ở hai đầu trục được lắp vòng bi (15), (22), gioăng làm kín (14), (21) cũng như
các mặt bích (20), (13) như trên hình vẽ.
Long đen (7) và ốc (8) được vít chặt vào đầu trục để cố định pulu dịch chuyển
theo phương dọc trục.
Trục đúc liền bánh răng và được làm bằng thép 34XH1M, ở hai đầu trục được
lắp hai ổ bi đỡ lòng cầu hai dãy, vòng trong 2 lắp vào trục với chế độ lắp chặt, vòng
ngoài ổ bi được lắp vào thân máy bơm.
Trục ghép với bánh đai bằng mối ghép then bằng (45 x 25 x 360) mm, then
được lắp với chế độ lắp chặt , lắp nóng ở nhiệt độ từ (120 ÷ 150)
o
C.
Chính giữa trục là bánh răng có môđun M = 12 và số răng Z = 25, chiều dài trục
là 2568 mm.
Một số vấn đề lưu ý với cụm puly:
Cụm bánh đai là chi tiết quan trọng trong máy bơm nên vấn đề thường xuyên
kiểm tra trước khi nhận ca của mỗi người cần phải thực hiện một cách nghiêm túc.
Đặc biệt chú ý ốc (25) chỉ cần hơi lỏng một chút nếu không kịp thời xiết chặt thì then
(5) sẽ hỏng ngay vì tải trọng lên trục là rất lớn. Vấn đề bôi trơn cho ổ (23) và (15) cần
phải tuân thủ đúng định kỳ quy định.
2.2.1.3. Kết cấu con trượt
Con trượt di chuyển nhờ sự quay của tay truyền qua thanh truyền. Sự di chuyển
của nó trên máng trượt sẽ đảm bảo độ đồng tâm giữa xilanh-piston và cần piston, dẫn
đến piston sẽ chuyển động tịnh tiến qua lại trong quá trình hút và đẩy dung dịch tạo
nên một chu trình kín.
Máng trượt gồm hai máng đỡ, máng đỡ dưới và máng đỡ trên là điểm tựa cho

con trượt chạy trên nó, máng đỡ có hình cung tròn phía trong có độ nhẵn lớn để hạn
chế tối đa ma sát giữa con trượt và lòng máng. Trong quá trình hoạt động phải đảm
bảo đủ lượng dầu bôi trơn trong máng.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 14 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
Đồ án tốt nghiệp Đại Học Mỏ - Địa Chất
Hỡnh v 2.5. Kt cu con trt
Bng 2.6. Cỏc chi tit kt cu con trt
STT Tờn chi tit STT Tờn chi tit
1 ai c 4 Cht
2 Bc lút 5 Tm lút
3 u nh tay biờn 6 Con trt
A Rónh thoỏt du bn
Con trt lm bng thộp 35JIII, cú trc lp u nh tay biờn,khe h gia con
trt v mỏng t (0,2 ữ 0,5) mm.
Cu to ca con trt khỏ n gin, nú di chuyn li trờn mỏng nh c cu quay
tay thanh truyn. Con trt (4) c lp ni vi tay biờn nh u nh tay biờn (6),
u ny c gn trờn con trt (4) v c c nh bi cht (1) thụng qua bc lút
(2). Ngoi ra, mt trờn v mt di ca con trt (4) cú lp thờm tm kim loi (5) cú
hỡnh dng cong ging nh mỏng trt, tm kim loi ny trờn b mt cú trỏng lp kim
loi (vt liu c bit) chu ma sỏt v chu c nhit cao, chỳng c ghộp cht
vi con trt nh bu lụng v ai c chỡm.
Sinh Viên: Ngô Quang Dũng 15 Lớp: Thiết Bị Dầu Khí K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
2.2.1.4. Bánh lệch tâm

Hình 2.6. Cấu tạo bánh lệch tâm
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 16 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
2.2.1.5. Tay biên
Tay biên được chế tạo bằng thép 35 XH1M, một đầu tay biên được nối với con

trượt bằng chốt.
Một đầu có lắp vòng bi đũa để lắp vào trục biên, hai tay biên lắp lệch nhau một
góc 90
o
. Bu lông đai ốc chế tạo bằng thép 40X. Mỗi tay biên nặng 1366 kg.
Hình vẽ 2.7. Tay biên
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 17 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
2.2.2. Phần thủy lực
Hình 2.8. Sơ đồ cấu tạo và lắp ghép phần thuỷ lực
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 18 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Bảng 2.7. Các chi tiết sơ đồ cấu tạo phần thủy lực
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Hộp thủy lực 34 Gioăng làm kín
2 Lồng nối 35 Gioăng làm kín
3 Piston 36 Ống định vị
4 Gioăng cao su 37 Nắp đậy
5 Ống lót mỏng 38 Mặt bích chuyển tiếp
6 Gioăng cao su 39 Nắp xiết gioăng
7 Ống lót dầy 40 Thân van an toàn
8 Mặt bích của hộp thủy lực 41 Gioăng cao su
9 Ống lót dạng bậc 42 Lá van
10 Gioăng cao su 43 Đĩa van
11 Lồng định vị trong 44 Gioăng làm kín
12 Lồng định vị ngoài 45 Ống chèn
13 Gioăng cao su 46 Nắp ép van
14 Ống lót mỏng 47 Vít cấy
15 Ốc hãm 48 Ống ép phớt làm kín
16 Êcu đầu ty bơm 49 Ty bơm

17 Piston 50 Khoang piston
18 Ty bơm 51 Thân hộp thủy lực
19 Êcu hãm 52 Ống hút
20 Vòng ngăn chất lỏng 53 Vít ép gioăng
21 Ty trung gian 54 Vòng gioăng
22 Gioăng làm kín 55 Bulông mặt bịch máy bơm
23 Ống lót 56 Cối van nén
24 Ốc hãm 57 Lò xo
25 Phớt làm kín ty 58 Lá van
26 Phớt làm kín ty 59 Mặt bích
27 Phớt làm kín ty 60 Bulông
28 Ống chèn gioăng 61 Bulông van an toàn
29 Ống ép gioăng 62 bulông trạc ba
30 Cối van 63 Trạc ba
31 Lá van 64 Ống nối
32 Lò xo 65 Nắp van
33 Gioăng làm kín 66,67 Gioăng làm kín
Cấu tạo của phần thủy lực gồm hai phần trái và phải. Nối giữa chúng là ống
cong trạc ba để tiếp nhận dung dịch từ van nén và đưa dung dịch vào ống cao áp
xuống giếng khoan, còn phía dưới chúng được nối với ống hút. Trên đây ta chỉ mô tả
cấu tạo của một phần phải, phần trái cũng có cấu tạo tương tự.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 19 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Khi bơm làm việc, piston dịch chuyển trong xilanh, lúc này xảy ra quá trình hút
và đẩy chất lỏng nhờ hành trình kép của piston nên trong mỗi xilanh thực hiện hai lần
hút và hai lần xả.
2.2.2.1. Hộp thuỷ lực
Hình 2.9. Hộp thuỷ lực
Gồm 2 phần đối xứng nhau: phần phía trái và phần phía phải. Mỗi phần có 4 lỗ
được đúc sẵn để lắp các van, hai van hút và hai van xả, các van hút nối với cùng một

ống hút nhờ trạc ba nắp phía dưới của bơm, các van xả nối chung đến đường xả nhờ
trạc ba nắp phía trên của bơm.
Từ trạc ba cao áp một đầu được nối với van an toàn một đầu được nối lên phía
trên và được chia làm hai nhánh, một nhánh nối với đường ống cao áp dẫn dung dịch
xuống giếng khoan, một nhánh nối lên trên và đi vào bình điều hoà.
Trên (hình 2.8) hộp thuỷ lực là chi tiết có ký hiệu (1). Phía trong hộp thuỷ lực là
nơi lắp bộ xylanh (50) và cụm piston (49). Cụm piston gồm có piston được ép vào ty
bơm và được vặn chặt vào trục trung gian. Để làm kín phía ngoài của xylanh người ta
lắp bộ gioăng cao su làm kín (68).
Khi mặt bích (8) áp vào làm phình bộ gioăng (67) ra làm kín phía ngoài giữa 2
phần của xylanh. Trên thân hộp thuỷ lực người ta để một lỗ kiểm tra ở vị trí lắp
gioăng làm kín (67). Khi gioăng hỏng chất lỏng sẽ ra ngoài theo lỗ A báo hiệu để ta
dừng máy thay gioăng làm kín (67).
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 20 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
2.2.2.2. Cụm xilanh - piston
Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo cụm xilanh – piston
Bảng 2.8. Các chi tiết sơ đồ cấu tạo cụm xilanh – piston
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Gioăng làm kín 7 Ống ép phớt làm kín
2 Khoang xilanh 8 Vít cấy
3 Đai ốc 9 Cửa xả
4 Piston 10 Vòng gioăng
5 Cửa hút 11 Bulông mặt bích máy bơm
6 Cần piston 12 Vít ép gioăng
1. Xilanh
Xilanh của bơm là loại chi tiết có thể thay thế được, có dạng hình trụ với đường
kính ngoài là 230 mm, đường kính trong từ (Ф130 ÷ Ф200) mm, được chế tạo từ thép
các bon 70, độ cứng HRC (60 ÷ 64).
Bề mặt trong của xilanh sau khi nhiệt luyện sẽ được tráng một lớp thép Crôm

dày từ (0,5 ÷ 0,7) mm để chống rỉ và mài mòn do dung dịch và piston gây ra.
Xilanh được bắt chặt vào hộp thủy lực bằng bulông và đai ốc, được lắp vào thân
máy bơm và được làm kín bằng các gioăng cao su gioăng sắt. Ở hai đầu của xilanh có
lắp ống lồng ngoài để chặn và ép các gioăng làm kín giữa xilanh và thân bơm, ống
lồng trong để cho dung dịch đi vào trong xilanh và supáp. Khi lắp phải xoay cho ống
lồng đúng cửa xu páp nếu không bơm sẽ không có dung dịch.
Muốn thay đổi lưu lượng và áp suất thì phương pháp thay đổi đường kính
xilanh là một phương pháp tương đối hiệu quả.
2. Piston
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 21 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt

Hình 2.11. Cấu tạo piston
Cấu tạo của piston là khối hình trụ bằng kim loại, trên bề mặt ngoài có phủ lớp
kim loại cứng (thường được mạ đồng) chịu ma sát, chống mài mòn cao, trong có lỗ
để nối với cần piston. Mặt ngoài của piston có rãnh để lắp gioăng cao su tổng hợp.
Khi bơm làm việc, các gioăng này tỳ sát vào thành xilanh nhằm giữ kín không cho
dung dịch lọt qua giữa thành xilanh và piston để bơm làm việc ổn định. Nhờ vậy,
trong xilanh sẽ tạo thành những vùng giảm áp và tăng áp để hút và đẩy dung dịch ra
ngoài với áp suất lớn. Đường kính ngoài của piston bằng đường kính trong của
xilanh, tức là từ (Ф130 ÷ Ф200) mm, chiều dài của piston là: (140 ± 1) mm.
Cần piston là thanh được làm bằng kim loại cứng, trên bề mặt của nó cũng được
phủ lớp kim loại chịu ma sát, chống mài mòn. Đầu dưới của cần piston tiện ren để
nối với thanh nối của máng trượt, đầu trên cũng tiện ren để nối với piston. Cần piston
có tác dụng truyền chuyển động tịnh tiến cho piston chuyển động trong xilanh. Khi
làm việc thường có hệ thống nước sạch phun vào cần nhằm làm mát và sạch cần.
2.2.2.3. Van
Máy bơm piston YHБ – 600 sử dụng hai loại van chính là van thủy lực và van
an toàn.
1. Van thủy lực

Van thủy lực có nhiện vụ để ngăn cách khoảng không buông làm việc và các
đường ống hút và ống đẩy.
Van thủy lực là loại van ngược chỉ cho phép dung dịch đi theo một chiều nhất
định, nó có cấu tạo đơn giản với kết cấu như (hình 2.12)
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 22 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Hình 2.12. Cấu tạo van thủy lực
Bảng 2.9. Các chi tiết cấu tạo van thủy lực
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Nắp van 5 Đệm kín
2 Gioăng cao su 6 Cối van
3 Gioăng làm kín 7 Êcu
4 Trục dẫn hướng
Khi van làm việc thì nắp van sẽ được đóng mở qua sự dịch chuyển của nắp van
nhờ bộ phận dẫn hướng (4). Trên bộ phận dẫn hướng (4) có êcu (7) và đệm kín (5),
đệm này có tác dụng bịt kín khoảng không giữa khoang làm việc va đường ống. Trên
êcu (7) có lắp lò xo để đóng van khi áp suất trong buồng làm việc thay đổi.
Van thủy lực là loại van ngược, có nghĩa là khi áp suất trong buồng làm việc
thay đổi tăng hoặc giảm so với áp suất đường ống hút hoặc ống xả do sự chuyển
động qua lại của piston trong xilanh thì van sẽ đóng hoặc mở để điều chỉnh quá trình
bơm. Đối với van xả khi áp suất từ trong hộp thủy lực tăng cao thì van sẽ mở để đưa
chất lỏng từ hộp thủy lực qua van và đi ra cửa xả. Đối với van hút khi áp suất trong
hộp thủy lực giảm, van sẽ mở đưa chất lỏng từ bể dung dịch qua van vào hộp thủy
lực thực hiện quá trình hút của piston.
2. Van an toàn
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 23 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
Van an toàn được nối vào ống xả của buồng thủy lực, nó có tác dụng ngăn
ngừa, bảo vệ màng cao su của bình điều hòa, cũng như bảo vệ hệ thống đường ống và
các thiết bị khác khi áp suất của bơm quá lớn hoặc sảy ra sự cố nào đó.

Van an toàn la van thường đóng, vì một lý do nào đó, áp suất làm việc của bơm
tăng lên một cách đột ngột lớn hơn giới hạn cho phép của van an toàn, nó sẽ làm rách
màng đàn hồi và một phần dung dịch khoan sẽ được đưa trở lại cửa hút ban đầu,
nhằm giảm áp suất làm việc, tránh gây hư hỏng cho các thiết bị khác.
Hình vẽ 2.13. Cấu tạo van an toàn
Bảng 2.10. Các chi tiết cấu tạo van an toàn
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Thân van 5 Gioăng làm kín
2 Vòng làm kín 6 Vít hãm van
3 Màng van 7 Lá van
4 Nắp van
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của van: Thân van (1) được chế tạo bằng thép,
bên trong chứa nắp van (4) và màng van (3), lá van (7) và các vòng làm kín (2) và (5).
Lá van 7 được làm bằng vật liệu đồng Toet - 93 -78 có độ dày (0,6 ÷ 0,7) mm. Khi
bơm làm việc ở áp suất cao quá giới hạn cho phép màng van sẽ bị rách, dung dịch
trào qua van tuần hoàn trở lại cửa hút của máy bơm làm giảm áp suất làm việc ở ống
cao áp.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 24 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50
§å ¸n tèt nghiÖp §¹i Häc Má - §Þa ChÊt
3. Van xả nhanh
Hình 2.14. Cấu tạo van xả nhanh
Bảng 2.11. Các chi tiết cấu tạo van xả nhanh
STT Tên chi tiết STT Tên chi tiết
1 Thân van 4 Cối van
2 Gioăng piston 5 Đường khí đóng mở van
3 Piston 6 Đường dung dịch
Van xả nhanh được nối ở trạc ba, một đầu nối vào đường ống cao áp, một đầu
nối vào đường hồi bể chứa. Trong thời gian bơm làm việc, khi cần xả áp suất trong
bơm nhanh hay cần xả khí trong buồng làm việc của bơm ta dùng van xả nhanh.
Van làm việc bằng đóng mở khí nén, ta cho khí vào đẩy piston tạo sự đóng mở

cửa van.
Cấu tạo van gồm một xilanh – piston, hai đầu mặt bích của van có hai đường
khí vào để đóng, mở. Có một gioăng làm kín ở phần giữa ty và mặt bích. Ở đầu
piston có ren để lắp đầu mút bịt cái, nút bịt đực có lắp gioăng được lắm vào thân. Khi
van ở vị trí đóng thì nút bịt đực sát khít vào nút bịt cái làm kín không cho dung dịch
đi qua thân van, khi van ở vị trí mở thì hai phần tách rời nhau cho dung dịch đi qua.
2.2.2.4. Bình điều hòa
Máy bơm YHБ – 600 được lắp đặt loại bình biều hoà ПK – 70 – 250. Đây là
loại bình biều hoà kín dạng màng hình cầu, có thể tích 70 lít và áp suất làm việc 250
KG/cm
2
. Ta đi tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của loại bình này.
Sinh Viªn: Ng« Quang Dòng 25 Líp: ThiÕt BÞ DÇu KhÝ K50