Đồ án Máy Bơm dầu khí W2215

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Sinh viên
TRẦN ĐỨC LUẬN


Lời nói đầầ
u
Xã hội phát triển nhu cầu về năng lượng luôn là một trong những vấn đề
ưu tiên hàng đầu của mỗi quốc gia, do đó ngành công nghiệp dầu khí hiển nhiên
là một trong số những ngành công nghiệp mũi nhọn trong công cuộc công nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước. Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam ngày càng phát triển
không chỉ trong nước mà còn vươn xa tới thị trường quốc tế trong công tác thăm
dò – khai thác dầu khí.
Trong công tác khoan giếng, quá trình vận chuyển mùn khoan lên bề mặt là
một quá trình kỹ thuật cơ bản khi khoan còn trong khoan dầu khí, ta sử dụng
máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan xuống giếng, đưa mùn khoan lên mặt
đất và thực hiện các chức năng khác. Đây là tổ hợp không thể thiếu trong mỗi tổ
hợp thiết bị khoan.
Sau một thời gian thực tập tại các Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Vietsopetro
tại TP Vũng Tàu và một số cơ sở, xí nghiệp khác , nhận thấy tầm quan trọng của
máy bơm dung dịch khoan trong công tác khoan các giếng dầu khí em đã lựa
chọn đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan
W-2215 trong khoan dầu khí” Chuyên đề: “Nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh –
pitton”.


Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn
chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Vì vậy, em rất mong nhận được sự
đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn.Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự
hướng dẫn tận tình của thầygiáo TS. Nguyễn Văn Giáp, các Thầy ,Cô trong bộ môn Thiết Bị
Dầu Khí VàCông Trình cùng toàn thể các Thầy , Cô giáo trong trường “ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA

CHẤT ” đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này , em xin cảm ơn rất nhiềuvà em xin
chúc các Thầy , Cô sức khỏe tốt luôn gặp nhiều niềm vui và may mắntrong cuộc sống, gặt hái
nhiều thành công trong sự nghiệp trồng người!
EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DICH KHOAN Ở VIETSOPETRO


1
2

13
1.1 SƠ ĐỒỒ
HỆ THỒỐ
NG
TUẦỒ
N HOÀN
DUNG DỊCH
KHOAN

11

14

10

12
15

4

9

16

3

5
6
7

17

8

1. Máy bơm dung
dịch

6. Thành giếỐ
ng

2. ỐỐ
ng đứng

7. Cầầ
n nặng

3. Cầầ
n vuông

8. Choòng khoan

4. BOP(Blow Out
Preventer)

9. Khoa
ảng không
vành xuyếỐ
n

14. Phếễ
u

5. Cầầ
n khoan

10.

15. Thùng chứa dung
dịch

Đầầ
u xa nhích

11.

ỐỐ
ng cong

12. Đầầ
u ôỐ
ng hút
cu
ảa bơm
13. Đường xa
ả quá
ta
ải

16. Xyclon lọc
17. Sàng rung


1.1.1 MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN

Hiện nay máy bơm khoan được sưảdụng trến giàn
khoan là loại máy bơm piston: Máy bơm hai xilanh
tác dụng kép hoặc máy bơm piston ba xilanh tác dụng
đơn dùng đếảbơm dung dịch rưả
a giếỐ
ng khoan.
Máy bơm khoan được dùng nhiếầ
u là loại bơm piston do
nó có một sôỐưu điếả
m sau:
-Bơm được nhiếầ
u loại chầỐ
t lo
ảng có ty

ả trọng khác
nhau.
- Tạo được áp suầỐ
t lớn.
- Lưu lượng bơm và áp suầỐ
t bơm độc lập với nhau.
- CầỐ
u tạo đơn gia
ản dếễdàng thay thếỐ
, lắỐ
p ráp và ba
ảo
dưỡng.
- Độ bếầ
n cao phù hợp với công tác khoan trến biếả
n.
Do bơm piston có thếảtạo ra áp lực cao hơn các
loại bơm khác nến chúng được dùng đếảbơm dung dịch
khoan xuôỐ
ng giếỐ
ng khoan. ChầỐ
t lo
ảng dung dịch mà bơm
có thếảđưa được xuôỐ
ng là:nước, sét, dung dịch nhũ
tương...


1.1.2 SÀNG RUNG
1

4

3
1. Sàng rung
3. Đường ôỐ
ng nôỐ
i các
bếảdung dịch

2
2. BếảlắỐ
ng cát
4. Đường thu hôầ
i chầỐ
t
rắỐ
n

Sàng rung là bộ phận lọc nước đầu tiên khi dung dịch đi từ giếng
khoan , nó có nhiệm vụ tách những phân tử lớn đi ra ngoài , phân tử
nhẹ hơn chảy xuống máng đi vào bể chứa.


1.1.3 MÁY LỌC CÁT ( HYĐROXYCL )

Là loại máy lọc cát trong
dung dịch sau khi đã cha
ảy
qua sàng rung và máng lắỐ
ng.

Dung dịch được các bơm ly
tầm xa
ả vào các côn theo
phương tiếỐ
p tuyếỐ
n. Những
phần tưảnặng rơi xuôỐ
ng dưới
cha
ảy ra ngoài. Còn các phần
tưảnhẹ trào lến trến cha
ảy
vào máng dung dịch ( các
loại này có kích thước nho
ả
hơn 74 μm ).
Máy lọc cát sẽ tách các
loại hạt có kích thước lớn
hơn 74 μm.


1.1.4 MÁNG LẮỐ
NG

Được dùng đếảtách bớt một phầầ
n chầỐ
t rắỐ
n
trong dung dịch đã lọt qua sàng rung.
Máng lắỐ

ng có chiếầ
u rộng từ 600-700 mm,
chiếầ
u sầu từ 400 – 600 mm và chiếầ
u dài
từ 40 – 50 m. Máng lắỐ
ng có tác dụng làm
chậm tôỐ
c độ cha
ảy cu
ảa dung dịch. Tạo
điếầ
u kiện cho mùn khoan dếễlắỐ
ng đọng
trến suôỐ
t chiếầ
u dài máng.


1.1.5 MÁY TÁCH KHÍ

1. Thành bình

4. Máy nén khí

2. ỐỐ
ng dầễ
n khí

5. Đường dầễ

n dung dịch

3. Cánh nghiếng

6. Đường vào cu
ảa dung
dịch


1.1.6 CÁC THIẾỐ
T BỊ CHỨA VÀ ĐIẾầ
U CHẾỐDUNG DỊCH KHOAN

1.1.6.1 Bếả
chứa dung
dịch khoan

Bể chứa được gia công từ tấm tôn dày hàn vững
chắc và có các kích thước tiêu chuẩn sau:
Chiều dài : 3700÷6000 (mm)
Chiều rộng :2650
(mm)
Chiều cao : 1820
(mm)


1.6.1.2
THÙNG TRỘN
DUNG DỊCH
KHOAN

Thùng có thể tích 4000÷10000 (mm3 ) bên trong có
cánh được lắp trên trục làm nhiệm vụ trộn đều hóa
phẩm, đất , sét , nước lã tạo thành dung dịch.


1

2
1.6.1.3
PHỄU TRỘN

4
3

1. Phễu trộn
3. Vòi Phun
2. Khóa phễu trộn 4. Đường ra dd
Phễu trộn dùng để trộn đều sét , hóa phẩm và nước tạo dung
dịch dưới tác dụng của xoáy lực , xoáy cuộn .


1.1.6.4 MÁY
QUẤỐ
Y VÀ SÚNG
PHUN
Là thiếỐ
t bị dùng đếảquầỐ
y dung dịch
trong bếả

. Việc khuầỐ
y động lầầ
n này
làm cho chầỐ
t rắỐ
n trong bếảkhông thếả
lắỐ
ng đọng xuôỐ
ng đáy bếả
. Đặc biệt là
dung dịch nặng có bột đá ba-rít. Nhờ
vào máy quầỐ
y và súng phun làm cho
các hạt rắỐ
n phần bôỐđếầ
u trong dung
dịch. Ca
ả hai loại này thường được
lắỐ
p ơảbếảchứa.


1.1.7 NHỮNG YẾU CẤầ
U CỐNG NGHỆ
ảA MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN
CU

Bơm cầầ
n có áp
suầỐ

t lớn cũng như
đạt được độ ôả
n
định trong quá
trình truyếầ
n dung
dịch do độ sầu
cu
ảa khoan rầỐ
t
lớn.

Bơm được nhiếầ
u
loại chầỐ
t lo
ảng có
ty
ả trọng khác
nhau.

Đáp ứng được
những yếu cầầ
u cu
ảa
công tác khoan.

Có kha
ả nắng bơm
dung dịch một

cách ôả
n định.

Có môỐ
i liến kếỐ
t
lắỐ
p đặt hợp lý
với các thiếỐ
t bị
trến giàn.


1.2 MỘT SỐỐLOẠI MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN
THƯỜNG DÙNG ƠảVIETSOVPETRO

1.2 Một số loại máy bơm thường dùng ở
Vietsopetro


MÁY BƠM LOẠI YHБ-600

Đường kính của bánh đai và trọng
lượng máy bơm tương ứng:

Công suất máy bơm

600 kW

Công suất thuỷ lực

475 kW

Chiều dài hành trình Pittông

400 mm

Đường kính ty Pittông

70 mm

Loại bình ổn áp

IIK-70-250 màng cao su

Thể tích khí trong bình ổn áp

70 dm3

Áp suất bơm lớn nhất

250 kG/cm2

Đường kính của đầu thủy lực

196,80,2 mm

Ф1400mm 

22250kg

Đường kính trục chủ động

175 mm

Ф1700mm

25750kg

Đường kính trục trung gian

120 mm

Ф1800mm

26050kg
Độ côn lỗ lắp nối van

1:6

Số xylanh

2

Số hành trình kép lớn nhất của pittông

65 lần/phút

Tốc độ vòng quay của trục chủ động

320 vòng/phút

Tỷ số truyền động

123/25

Dạng van

Van đĩa

Dạng van an toàn

Dạng màng

Loại dây đai

П

Số dây đai

16

Kích thước bơm:dài x rộng x cao

510x3020x330 mm

Nhiệt độ chất lỏng trong bơm

< 800C

Đường của bánh đai

Ф1400 ; Ф1700 ; Ф1800 mm


MÁY BƠM W-2215


ả ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC, NHỮNG TỐầ
1.3 NHỮNG KẾỐ
T QUA
N TẠI
CẤầ
N TẬP TRUNG NGHIẾN CỨU

Từ khi hình thành ngành Dầầ
u khí tới nay các loại máy
bơm đã được sưảdụng trến giàn khoan khai thác Dầầ
u khí
cu
ảa Xí nghiệp Liến Doanh Vietsovpetro một cách hợp lý
và hiệu qua
ả. Đã góp phầầ
n to lớn trong công cuộc xầy
dựng nếầ
n công nghiệp cu
ảa đầỐ
t nước từng bước phát triếả
n
hơn. Việc sưảdụng máy bơm trong công tác khai thác Dầầ

u
khí đã được sưảdụng một cách hợp lý giúp cho quá trình
khai thác, tìm kiếỐ
m thắm dò đạt hiệu qua
ả cao.
Tuy nhiến bến cạnh đó vầễ
n còn có nhưng tôầ
n tại hạn chếỐ
vếầmặt đáp ứng các yếu cầầ
u công nghệ hiện đại đang
được sưảdụng trến giàn khai thác Dầầ
u khí hiện nay. Do
thời gian làm việc không đa
ảm ba
ảo được những yếu cầầ
u
cầầ
n thiếỐ
t. Vì vậy chúng ta cầầ
n pha
ải có những biện pháp
nhằm nầng cao tuôả
i thọ cũng như kha
ả nắng làm việc cu
ảa
máy bơm đếảcó thếảđáp ứng được những yếu cầầ
u công
việc.

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215


2.1 CẤỐ
U TẠO MÁY BƠM W- 2215

Phầầ
n cơ khí

Phầầ
n thu
ảy lực

Là nơi lắỐ
p ráp các cụm
chi tiếỐ
t như: xylanh,
Có nhiệm vụ nhận mômen
pittông, van hút, van
truyếầ
n động từ hệ thôỐ
ng
nén, van an toàn và bình
dầễ
n động và biếỐ
n chuyếả
n
điếầ
u hoà. Phầầ
n thu

ảy lực
động quay thành chuyếả
n
cu
ảa máy bơm là nơi tiếỐ
p
động tịnh tiếỐ
n trến con
nhận nắng lượng từ phầầ
n
trượt cũng như trục trung
cơ cu
ảa máy bơm đếảtruyếầ
n
gian truyếầ
n đếỐ
n phầầ
n thu
ảy
nắng lượng đó tới chầỐ
t
lực đếảmáy hút và đầả
y
lo
ảng và di chuyếả
n chầỐ
t
chầỐ
t lo
ảng vào giếỐ

ng
lo
ảng đó từ bếảchứa qua
khoan.
đường ôỐ
ng xa
ả vào giếỐ
ng
khoan.
Ngoài ra, nó còn gôầ
m một sôỐbộ
phận khác như: thiếỐ
t bị làm
kín, hệ thôỐ
ng bôi trơn và làm
mát.


ảA CỤM CƠ
2.1.1 SƠ ĐỐầCẤỐ
U TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CU
KHÍ

1. Ty trung gian

8. Vít nắỐ
p đôảdầầ
u

15. ĐếỐmáy bơm

22. ỐỐ
c hãm

2. NắỐ
p kiếả
m tra

9. Trục biến

16. Thần dưới bơm

23. Con trượt

3. Vít cầỐ
y

10. Tay biến

17. Lôễtháo dầầ
u

24. ChôỐ
t con trượt

4. ỐỐ
c gia côỐthần
trến , thần dưới

18. Máng trượt dưới

25. ỐỐ
c vít máng
trượt trến

19. ỐỐ
c vít máng
trượt dưới

26. TầỐ
m chắỐ
n dầầ
u

6. NắỐ
p thắm dò

11. Bánh rắng bị
động
12. Vòng bi tay
biến
13. Thần trến máy
bơm

7. NắỐ
p mặt kiếả
m tra

14. Que thắm dầầ
u

5. Đệm làm kín

20. ỐỐ
c hãm
21. Máng trượt trến

27. Trục chu
ả động
máy bơm
28. ỐỐ
c hãm ty trung
gian


Nguyên lý hoạt động :Khi trục (27) nhận được chuyển động từ bộ truyền đai và quay
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 trên con trượt cũng như ty trung gian (1) để thực hiện quá trình hút và nén chất
lỏng về đường cao áp.
Ổ bi của trục chủ động (27) và trục (9) được lắp giữa hai thân trên (13) và
thân dưới (16) và được kẹp bởi bulông số (4). Nắp kiểm tra (2) dùng để kiểm tra sự bôi
trơn cho cụm con trượt (23) cũng như máng trượt (21). Nắp số (7) dùng để kiểm tra các
chi tiết bên trong của máy bơm cũng như là nơi để bổ xung dầu bôi trơn cho máy. Việc
kiểm tra truyền động bánh răng và dầu bôi trơn được thực hiện thông qua một lỗ đặc biệt
được mở nhờ nắp thăm dò (6). Lỗ này xả hơi ra ngoài khi bơm làm việc và đổ dầu vào
bể khi dầu trong bể cạn hoặc thay dầu mới. Que thăm dầu (14) dùng để kiểm tra mực
nhớt trong máy bơm, yêu cầu mực nhớt phải nằm trong khoảng min và max đã được
đánh dấu trên que thăm.

2.1.2 Phầầ
n thu
ảy lực
MODULE thu
ảy lực
10

1

9

2
3
4
5
6

7

8
1. Đường ôỐ
ng đầả
y
2. Bình điếầ
u hòa đầả
y
3. Van đầả
y
4. Xi lanh

5. Van hút

6. Pittông
7. Manhephon hút
8. ỐỐ
ng hút
9. Cầầ
n pittông
10. Manhephon đầả
y

Là phần quan trọng của bơm có nhiệm vụ thay đổi năng lượng cơ thành công thủy
lực.Bộ phận thủy lực gồm 2 phần chính modul hút và modul xả. Quan trọng nhất vẫn là
cụm xilanh- piston và cặp van hút , đẩy.


2.1.2.1 Cụm xilanh-piston
10
1. Ống lót
2. Vòng cách
3. Thân máy
11
4.Vòng định
tâm
5. Xilanh
12
6.Hộp
thủy
lực
7.Vòng cao su

8. Vòng cách
9. Ống lót
10. Đai ốc
11. Êcu

9

9
12. Piston
8 13. Cần piston
14. Êcu
7 15. Vòng đỡ
6 16. Bulong
17. Vòng nhớt
18. Ống ép
19. Đĩa cao su
20. Đai ốc
21.Ty trung
gian

5

1 2 3 4

5

Cụm xilanh –piston là bộ phận quan trọng nhất của phần thủy lực, trong quá
trình làm việc chúng tiếp xúc trực tiếp với dd khoan để tạo ra áp suất và lưu
lượng theo yêu cầu để làm mát choong, tạo dòng chảy và áp suất đưa mùn
khoan lên mặt đất tránh hiện tượng phun trào dầu khí khi khoan.