MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở VIETSOVPETRO

Hệ thống tuần hoàn dung dịch là một bộ phận quan trọng của tổ hợp thiết bị khoan. Nó bao gồm: sàng rung, máng lắng, máy xoáy lốc thủy lực, máy tách khí, máy bơm dung dịch khoan.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN

Ở VIETSOVPETRO 1.1 Hệ thống tuần hoàn dung dịch

Hệ thống tuần hoàn dung dịch là một bộ phận quan trọng của tổ hợp thiết

bị khoan Nó bao gồm: sàng rung, máng lắng, máy xoáy lốc thủy lực, máy tách khí, máy bơm dung dịch khoan

Hình 1.1 Hệ thống tuần hoàn dung dịch khoan 1.1.1 Sàng rung

Cấu tạo như hình 1.2 Sàng rung là thiết bị tách mùn khoan chính, nó táchmùn theo phương pháp cơ học với nguyên tắc làm việc là dung dịch chảy qualưới kim loại có kích thước cho trước, những hạt lớn hơn mắt sàng sẽ bị giữlại trên sàng rung và theo chiều nghiêng của sàng thải ra ngoài, còn dung dịchlọt qua lưới kim loại thì sử dụng tiếp

Sàng rung được lắp trực tiếp ở đầu máng dẫn dung dịch từ giếng khoan trở

về Nó bao gồm một lưới thép không gỉ lắp trong một khung, khung này lắptrên các lò xo và khung rung động nhờ một trục lệch tâm, trục này chuyển

động nhờ động cơ điện Khung lưới đặt nghiêng một góc từ 12-18o về phíamáng chứa mùn.

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo sàng rung

1 Khung 2 Lò xo 3 Bộ phận rung

Do lưới thép rung động nên dung dịch chảy qua sẽ bị phá vỡ cấu trúc,dung dịch lọt qua mắt lưới xuống máng dẫn, mùn khoan có kích thước lớn sẽnằm lại trên sàng rung và theo chiều dài của lưới thép ra ngoài

1.1.2 Máng lắng mùn khoan

Dùng để tách mùn khoan nhỏ hơn sau khi đã lọt qua sàng rung Máng lắnglàm bằng kim loại có chiều dài từ 30÷50m, rộng 0,6÷0,8m và nghiêng1÷2,5% Do dung dịch chảy qua máng lắng với tốc độ 10÷15cm/s mà mộtphần mùn khoan được lắng đọng trên đáy máng Để tăng khả năng lắng đọngmùn khoan, dọc theo chiều dài của máng người ta đặt những tấm chắn

1.1.3 Máy xoáy lốc thủy lực

Tất cả các loại mùn khoan qua lưới sàng rung có kích thước lớn hơn

74µm, được gọi là mùn Nếu để cát và mùn lẫn vào dung dịch thì sẽ làm giảmtính chất của dung dịch và tiến độ khoan, đồng thời gây mài mòn và làm giảmtuổi thọ của cụm thủy lực cũng như của máy bơm

Thiết bị dùng để làm sạch dung dịch có hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay

là máy xoáy lốc thuỷ lực, nó có cấu tạo như hình 1.3

Dung dịch từ lỗ khoan được bơm vào ống 1 tiếp tuyến với thành máy xoáylốc thuỷ lực với vận tốc (3÷9)m/s Ở phần cuối của ống, người ta lắp thêmtấm kim loại làm tiết diện ống dẫn 1 hẹp lại và tốc độ chảy tăng lên, dẫn đếndung dịch khi đi vào thành máy xoáy lốc thuỷ lực sẽ chuyển động xoáy ốc

Dưới tác dụng của lực ly tâm xoáy, mùn khoan nặng hơn sẽ bị văng ra đậpvào thành nón của máy, chuyển dịch xuống dưới và chảy ra ngoài qua lốithoát 3 Dung dịch sạch xoáy ngược lên theo lối 2 và đến bể chứa.

Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo máy xoáy lốc thủy lực

1 Ống dẫn dung dịch vào 3 Lối thoát mùn

2 Lối dung dịch ra

Máy xoáy lốc thuỷ lực làm việc bình thường có áp suất (1,5 ÷ 3)at, có thể

lọc được những hạt mùn có kích thước nhỏ hơn 0,1mm Tùy theo điều kiện cụ

thể mà máy xoáy lốc thủy lực được lắp từ (3 ÷ 12)máy

1.1.4 Máy tách khí

Hình 1.4 Sơ đồ tách khí bằng phương pháp cơ học

Đây là phương pháp cơ học dùng để xử lý dung dịch khi bị lẫn khí, giảmlượng khí có lẫn trong dung dịch đi vào máy bơm gây nên hiện tượng xâm

A-A

3

thực làm hỏng hóc các bộ phận của bơm, đặc biệt là hệ thống thuỷ lực, làmgiảm hiệu suất làm việc của bơm

Máy 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 ngăntrong thùng kín, phía trên tạo chân không để cho khí tách ra khỏi dung dịch

1.2 Một số loại bơm dung dịch khoan sử dụng ở Vietsovpetro

1.2.1 Vai trò của bơm piston trong công tác khoan

Máy bơm dung dịch khoan là thiết bị không thể thiếu được trong mỗi tổhợp thiết bị khoan Nhiệm vụ của nó là hút chất lỏng ở bể chứa và bơm vàotrong cần khoan xuống đáy giếng, làm mát choòng khoan và đưa mùn khoanlên mặt đất Ngoài ra, máy bơm khoan còn tạo năng lượng chất lỏng để làmquay tuabin khoan trong quá trình khoan bằng tuabin Trong một số trườnghợp, máy bơm khoan còn được dùng để ép chất lỏng vào vỉa để duy trì áp suấtvỉa, tăng tuổi thọ khai thác cho vùng mỏ

Để thực hiện được các nhiệm vụ này thì máy bơm khoan thường được sửdụng là máy bơm piston, vì máy bơm loại này có các ưu điểm:

- Có thể bơm được các dung dịch có trọng lượng riêng khác nhau;

- Có thể tạo được áp suất lớn;

- Áp suất và lưu lượng không phụ thuộc vào nhau Đây là yếu tố quantrọng để đáp ứng yêu cầu về công nghệ khoan;

- Cấu tạo đơn giản, dễ thay thế, bảo dưỡng

- Độ bền cao và dể vận chuyển

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

1.2.2 Một số loại máy bơm dung dịch khoan sử dụng ở Vietsovpetro

Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Vietsovpetro hiện tiến hành khoan-khai thácdầu khí trên các giàn cố định và tự nâng Tam Đảo và Cửu Long

Tại các giàn tự nâng, loại bơm dung dịch khoan được sử dụng là loại bơmpiston 3 xylanh chu trình đơn Tại các giàn cố định, loại máy bơm khoan được

sử dụng là máy bơm piston 2 xylanh tác dụng kép YHБ-600 của Nga

Bảng 1.1 Một số máy bơm khoan sử dụng ở Vietsovpetro

Chiều dài hành trình piston,

Đường kính xylanh, mm 130÷160 150÷170 130÷200 140÷185Lưu lượng, l/s

Với xylanh lớn nhất

Với xylanh nhỏ nhất

2415,1

32,324,4

51,119,7

48,728

Áp suất, KG/cm2

Với xylanh lớn nhất

Với xylanh nhỏ nhất

175200

154200

100250

225351,5

Ưu nhược điểm máy bơm YHБ-600

Máy bơm khoan có nhiều loại nhưng hiện nay trên các giàn cố định chúng

ta thường sử dụng loại máy bơm có ký hiệu YHБ-600 vì nó có những ưu điểm

- Công suất khá lớn đảm bảo đáp ứng đủ công suất, lưu lượng, áp suấtcho nhu cầu khoan trên các vùng biển của Việt Nam

- Làm việc ổn định ít xảy ra hỏng hóc lớn, thiết bị không quá phức tạp vìvậy dễ dàng trong việc bảo dưỡng, sửa chữa khắc phục khi có sự cố hỏng hócmáy bơm

- Giá thành thấp, tuổi thọ cao đảm bảo yêu cầu kinh tế khi sử dụng loạimáy bơm này

Song máy bơm này cũng có một số nhược điểm như:

- Thiết bị cồng kềnh nặng nề vì vậy khó khăn trong việc tháo dỡ, dichuyển máy bơm về xưởng sửa chữa khi xảy ra hỏng hóc lớn hoặc phảichuyển máy bơm sang giàn khoan khác và rất tốn diện tích mặt sàn đặt máybơm

- Do sử dụng hai động cơ diesel dẫn động nên máy bơm tạo tiếng ồn rấtlớn khi làm việc ảnh hưởng

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CẤU TẠO CỦA MÁY BƠM YHБ-600

2.1 Tổng quan về máy bơm piston

2.1.1 Phân loại máy bơm piston

* Phân loại theo chất lỏng được bơm

- Bơm 2 xylanh tác dụng đơn

+ Bơm tác dụng ba: ghép 3 xylanh tác dụng đơn

+ Bơm tác dụng bốn

- Hai xylanh tác dụng kép

- Bốn xylanh tác dụng đơn

* Phân loại theo áp suất

+ Bơm có áp suất thấp: P < 10 (at)

+ Bơm có áp suất trung bình: P < 10÷20 (at)

+ Bơm có áp suất cao: P < 20 (at)

* Phân loại theo lưu lượng

+ Bơm lưu lượng nhỏ: Q < 15 (m3/h)

+ Bơm lưu lượng trung bình: Q = 15÷60 (m3/h)

+ Bơm lưu lượng lớn: Q = 60 (m3/h)

2.1.2 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 tínhcủa bơm Bao gồm:

Z Z P P

A B A B

2

2

2 α

α γ

− +

− +

−

Trong đó:

- ZA và ZB: Độ cao của mặt cắt đến mặt nước;

- PA và PB: Áp suất của dòng chảy ở 2 mặt cắt, KG/cm2;

60

.F S n i

Máy bơm có i xylanh tác dụng kép

60

.a F S n i

(2.4)Trong đó:

- F : tiết diện xylanh, dm2;

- f : tiết diện cần piston

- S : khoảng dịch chuyển của piston, dm;

V tl

tl Q H N

η η η

γ η

η

.

2.1.3 Đường đặc tính của máy bơm piston

Hình 2.1 Đường đặc tính của bơm piston

Đồ thị biễu diễn mối quan hệ H = f(Q) khi tốc độ quay của tay quay n làhằng số gọi là đường đặc tính của máy bơm piston

+ Đường 1’ và đường 2’ là đường đặc tính lý thuyết ứng với tốc độquay là n1=const (Q1) và n2=const (Q2)

+ Đường 1 và 2 là đường đặc tính thực tế ứng với n1 và n2, n1<n2

2.2 Đặc tính kỹ thuật của máy bơm YHБ-600

Máy bơm YHБ-600 là dạng máy thủy lực thể tích nằm ngang có 2 xylanhtác dụng kép Nó dùng để bơm dung dịch khoan xuống giếng trong quá trìnhkhoan thông qua cột cần khoan với giếng khoan có độ sâu đến 5000m Vớicác thông số kỹ thuật như sau :

Chiều dài hành trình Piston 400 mm

Đường kính trục trung gian 120 mm

Kích thước bơm:dài x rộng x cao 510x3020x330 mm

Nhiệt độ chất lỏng trong bơm < 800C

Đường của bánh đai và trọng lượng máy bơm tương ứng

Ф1400mm 22250kg Ф1700mm 25750kg

Ф1800mm 26050kg

Đặc tính làm việc : Với mỗi cấp đường kính xylanh khác nhau, thì bơm sẽlàm việc với những giá trị lưu lượng và cột áp khác nhau Đường kính xylanhcàng nhỏ thì diện tích buồng làm việc sẽ càng nhỏ, nên lưu lượng bơm sẽgiảm và cột áp bơm (áp suất bơm) sẽ càng tăng Ngược lại, đường kínhxylanh càng lớn thì lưu lượng bơm sẽ càng lớn và áp lực bơm càng nhỏ Điềunày được thể hiện rõ nhất qua bảng đặc tính làm việc của bơm ứng với mỗicấp xylanh.

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của xylanh

Đường kính xylanh

(mm)

Lưu lượng (m 3 /h)

Áp suất (KG/cm 2 )

200190180170160150140130

184164151130113998471

1001151251401651902250250

2.3 Nguyên lý làm việc của máy bơm YHБ-600 (hình 2.2)

16 11

a e

b f h17

22 23 18

26

1

21 20 19 18

d

c g 13

12

14 15

10 9

24

8 4

7 4

4 5

2

25

Hình 2.2 Sơ đồ động học dẫn động máy bơm khoan YHB-600

18.Van xả19.Đường ống cao áp20.Ty bơm

21.Piston22.Van an toàn23.Đường ống hút24.Bình ổn áp25.Lưới lọc26.Bể dung dịch

Hai máy Diezel 1 làm việc với chiều quay cố định như trên hình (2.2), toàn

bộ mômen truyền động sẽ được truyền qua hộp giảm tốc, côn hơi và hoà tảivào puly 8 Puly 8 truyền chuyển động cho puly 10 qua bộ truyền đai 9 làmcho trục 25 quay cùng bánh răng chủ động 11 Bánh răng chủ động 11 quay

sẽ dẫn động cho bánh răng bị động 13 quay theo qua cặp bánh răng 123/25.Bánh răng 13 quay làm trục khuỷu 12 quay và biến chuyển động quay củatrục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của piston để thực hiện quá trình nénhút

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 hai chức năng, nén chấtlỏng vào ống cao áp để vào giếng khoan và hút chất lỏng từ bể vào xylanh đểchuẩn bị cho hành trình nén tiếp theo

Khi piston chuyển động theo hình mũi tên, các van b,e,d,g đóng lại còncác van f,h mở ra để cho dung dịch đi vào đường ống cao áp và xuống giếng,đồng thời các van a,c mở ra để dung dịch từ bể chứa đi vào xylanh chuẩn bịcho hành trình tiếp theo Quá trình cứ lặp đi lặp lại như vậy, chất lỏng đượcđẩy vào giếng khoan liên tục

Máy bơm YHБ-600 có 2 xylanh bố trí song song, tay quay lệch pha nhau

90o để chất lỏng đẩy ra đều đặn hơn Trên đường xả của máy bơm có bìnhđiều hòa để đảm bảo áp suất cũng như lưu lượng đầu ra ổn định hơn Trong

quá trình khoan có thể xảy ra các hiện tượng rắc rối phức tạp như tắc cần, kẹtmùn, vòng tuần hoàn bị cản trở hoặc bị đình trệ Trường hợp tắc hoàn toàn có

bộ phận van an toàn bật ra để xả chất lỏng ra ngoài Bình thường theo dõi quađồng hồ

Trong quá trình làm việc, piston chuyển động tịnh tiến qua lại trongxylanh Những điểm tận cùng bên phải và bên trái của nó được gọi là điểmchết phải và điểm chết trái của piston Khoảng cách giữa điểm chết phải đếnđiểm chết trái gọi là khoảng chạy của piston, ký hiệu là S

Sau cứ mỗi lần chuyển động từ điểm chết phải sang điểm chết trái, thìpiston lại đẩy và hút được một thể tích chất lỏng là: F.S và (F-f).S Ngược lại,khi piston chuyển động từ điểm chết trái sang điểm chết phải, thì nó cũng đẩy

và hút được một thể tích chất lỏng tương tự là: (F-f).S và F.S

Trong đó: F là diện tích piston, dm2;

f là tiết diện cần piston, dm2;

S là khoảng chạy piston, dm

Mỗi lần piston chuyển động từ điểm chết phải sang điểm chết trái vàngược lại được gọi là một bước kép Như vậy, sau một bước kép của pistonthì bơm cung cấp một lượng chất lỏng là Q:

Q = F.S + (F-f).S = (2F-f).S (l/s) (3.1)Gọi n là số bước kép trong một phút (vg/ph) thì:

Q = ( )

60

.

2F − f S n

= ( )

30

.

2F − f S n

(l/s) (3.3)Trong thực tế, lưu lượng của bơm sẽ nhỏ hơn vì:

- Chất lỏng bị tổn hao do độ hở của van và các chỗ nối (được đánh giábằng số tổn hao)

- Trong quá trình hút, luôn có một lượng khí nhỏ chui vào và mặt kháctrong chất lỏng cũng có chứa khí hòa tan (được đánh giá bằng hệ số hút đầy)

2.4 Cấu tạo máy bơm máy bơm YHБ-600

1 Nắp máy

2 Trục chủ động

3 Ty bơm

4 Cửa bơm dầu

Hình 2.3 Sơ đồ tổng thể máy bơm piston YHB-600

1 Bình điều hòa

2 Van an toàn

3 Cối supáp

4 Đế máy 5 Lỗ tản nhiệt

Máy bơm YHБ-600 cấu tạo gồm hai phần chính là phần cơ khí và phầnthủy lực

- Phần cơ khí có nhiệm vụ nhận mômen truyền động từ hệ thống dẫnđộng và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượtcũng như trục trung gian truyền đến phần thủy lực để máy hút và đẩy chấtlỏng vào giếng khoan

- Phần thủy lực của máy bơm là nơi lắp ráp các cụm chi tiết như: xylanh,piston, van hút, van nén, van an toàn và bình điều hoà Phần thủy lực của máybơm là nơi tiếp nhận năng lượng từ phần cơ của máy bơm để truyền nănglượng đó tới chất lỏng và di chuyển chất lỏng đó từ bể chứa qua đường ống xảvào giếng khoan

Ngoài ra, nó còn gồm một số bộ phận khác như: thiết bị làm kín, hệ thốngbôi trơn và làm mát

2.4.1 Phần cơ khí

2.4.1.1 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cụm cơ khí (hình 2.4)

Đây là phần dẫn động của bơm, tức nó có nhiệm vụ dẫn động và truyềncông suất cho phần thủy lực làm việc

Phần cơ khí có cấu tạo như hình 2.4 gồm: bánh đà, trục chủ động, bộtruyền động bánh răng, hệ thống tay quay-thanh truyền và kết cấu con trượt.Khi trục 27 nhận được chuyển động từ bộ truyền đai và quay theo chiềumũi tên làm bánh răng bị động 11 quay theo Bánh răng 11 được liên kết chặtvới trục 9 nên trục 9 quay theo và biến chuyển động quay thành chuyển độngtịnh tiến trên con trượt cũng như ty trung gian 1 để thực hiện quá trình hút vànén chất lỏng về đường cao áp Bánh răng trên trục chủ động 27 là bánh răngnghiêng có số răng Z=25, trên trục bị động cũng là bánh răng nghiêng nhưng

có số răng Z’=123 Vậy tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng là i=123/25

Ổ bi của trục chủ động 27 và trục 9 được lắp giữa hai thân trên 13 và thândưới 16 và được kẹp bởi ốc 4 Nắp kiểm tra 2 dùng để kiểm tra sự bôi trơncho cụm con trượt 23 cũng như máng trượt trên 21 Nắp 7 dùng để kiểm tracác chi tiết bên trong của máy bơm cũng như là nơi để bổ xung dầu bôi trơncho máy Việc kiểm tra truyền động bánh răng và dầu bôi trơn được thực hiệnthông qua một lỗ đặc biệt được mở nhờ nắp thăm dò 6 Lỗ này xả hơi ra ngoàikhi 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 mựcnhớt phải nằm trong khoảng min và max đã được đánh dấu trên que thăm.Máy bơm được bôi trơn bằng dầu công nghiệp 40 của Liên Xô cũ hay tươngđương với loại Vietria-100.

Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo phần cơ khí của máy bơm YHБ-600

13.Thân trên máy bơm

14.Que thăm dầu

15.Đế máy bơm16.Thân dưới bơm17.Lỗ tháo dầu18.Máng trượt dưới19.Ốc vít máng trượt dưới20.Ốc hãm

21.Máng trượt trên22.Ốc hãm

23.Con trượt24.Chốt con trượt25.Ốc vít máng trượt trên26.Tấm chắn dầu

27.Trục chủ động máy bơm28.Ốc hãm ty trung gian

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 mángtrượt bằng phương pháp vung té Cặp bánh răng sẽ quay như hình vẽ, dầu sẽvăng lên ngăn buồng dưới nắp 2 và chảy qua lỗ dẫn vào con trượt để bôi trơncho con trượt ở mặt đầu của máng trượt dưới 18 người ta lắp tấm chắn dầu 26nhờ vậy mà trong lòng máng trượt luôn luôn có một lượng dầu bôi trơn chocụm con trượt Các vòng bi còn lại được bôi trơn định kỳ bằng mỡ bôi trơn

2.4.1.2 Cấu tạo của cụm trục chủ động và bánh đai (hình 2.5)

Bánh đai 1 có các đường kính: Φ1400, Φ1700 hoặc Φ1800

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 bánh đailắp ở hai phía mở rộng phạm vi lắp đặt cho máy và bánh đai được kẹp chặtvào trục nhờ hai bulông số 2 cùng với đệm phòng lỏng 3 và êcu 4 Để đảmbảo an toàn người ta dụng chụp 25 để chụp lại đầu trục không lắp puly Ở haiđầu trục được lắp vòng bi 15, 22, gioăng làm kín 14, 21 cũng như các mặtbích 20, 13 như trên hình vẽ Long đen 7 và ốc 8 được vít chặt vào đầu trục để

cố định puly dịch chuyển theo phương dọc trục

* Một số vấn đề cần lưu ý với cụm puly:

Cụm bánh đai là chi tiết quan trọng trong cụm máy bơm nên vấn đềthường xuyên kiểm tra trước khi nhận ca của mỗi người cần phải thực hiệnmột cách nghiêm túc Đặc biệt chú ý ốc 25 chỉ cần hơi lỏng một chút nếukhông kịp thời xiết chặt lại thì then 5 sẽ hỏng ngay vì tải trọng lên trục là rấtlớn Vấn đề bôi trơn cho ổ 22 và 15 cần phải tuân thủ đúng định kỳ quy định.Nếu phải thay thế cụm puly cần chú ý phải treo puly 1 trước khi tháo nắp máynếu không khi cẩu nắp máy ra puly sẽ đổ về phía bánh đai

Hình 2.5 Trục chủ động và bánh đai máy bơm

16.Ống lót17.Đệm lót18.Trục puly19.Gioăng làm kín20.Mặt bích

21.Gioăng làm kín22.Ổ bi

23.Ống lót24.Đệm lót25.Ống bảo vệ

2.4.1.3 Kết cấu con trượt (hình 2.6)

Hình 2.6 Cấu tạo con trượt

Máng trượt gồm hai máng đỡ, máng đỡ dưới và máng đỡ trên là điểm tựacho 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 trìnhhoạt động phải luôn đảm bảo đủ lượng dầu bôi trơn trong máng

Khe hở giữa con trượt và máng trượt từ 0,2÷0,5mm

Cấu tạo của con trượt khá đơn giản, nó di chuyển qua lại trên máng nhờ cơcấu tay quay-thanh truyền Con trượt 6 được lắp nối với tay biên nhờ đầu nhỏtay biên 5, đầu này được gắn trên con trượt 6 và được cố định bởi chốt 1thông qua bạc lót 2 Ngoài ra, mặt trên và mặt dưới của con trượt 6 có lắp tấmkim loại 3 có dạng hình cong giống như máng trượt, tấm kim loại này trên bềmặt có tráng lớp kim loại chị ma sát và chịu được nhiệt độ cao, chúng đượcghép chặt với con trượt nhờ bulông và đai ốc chìm

2.4.1.4 Tay biên (hình 2.7)

Tay biên được chế tạo bằng thép và gồm 3 phần chính: đầu nhỏ, đầu to vàthân tay biên Đầu nhỏ tay biên được nối với con trượt bằng chốt Đầu tothanh truyền có lắp vòng bi đũa để lắp vào trục biên Hai tay biên của máybơm được lắp lệch nhau một góc 900 Bulông đai ốc được chế tạo bằng thép

1190 1905

1070

R355 R160

Hình 2.7 Tay biên

2.4.2 Phần thuỷ lực (hình 2.8)

Là phần quan trọng của bơm, nó có nhiệm vụ thay đổi năng lượng cơthành công thuỷ lực tiêu hao trong quá trình hút và đẩy của xylanh-pistonPhần thủy lực cấu tạo gồm các bộ phận chính như: hộp thuỷ lực, cụmxylanh-piston, van, ống hút, ống đẩy, bình điều hòa

Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo phần thủy lực

1 Hộp thuỷ lực phía phải

43.Đĩa van44.Gioăng làm kín45.Ống chèn46.Nắp ép van47.Vít cấy48.Ống ép phớt làm kín49.Ty bơm

50.Khoang piston51.Thân hộp thuỷ lực52.Ống hút

53.Vít ép gioăng54.Vòng gioăng55.Bulông mặt bích máy bơm56.Cối van nén

57.Lò xo58.Lá van59.Mặt bích60.Bulông61.Bulông van an toàn 62.Bulông trạc ba63.Trạc ba

64.Ống nối

65.Nắp van 66,67.Gioăng làm kín

2.4.2.1 Hộp thuỷ lực (hình 2.9)

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 nốivới cùng một ống hút nhờ trạc ba nắp phía dưới của bơm, các van xả nốichung 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 lênphía trên và được chia làm hai nhánh, một nhánh nối với đường ống cao ápdẫn dung dịch xuống giếng khoan, một nhánh nối lên trên và đi vào bình điềuhoà

Trên hình 2.7 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 épvào ty bơm và được vạn chặt vào trục trung gian Để làm kín phía ngoài củaxylanh 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 báohiệu để ta dừng máy thay gioăng làm kín 67.

2.4.2.2 Cụm xylanh piston (hình 2.10)

1 2 3 4 5

6 7 8

Hình 2.10 Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh-piston

Cụm xylanh-piston là bộ phận quan trọng nhất của phần thuỷ lực Trongquá trình làm việc, chúng tiếp xúc trực tiếp với dung dịch khoan để tạo ra ápsuất và lưu lượng yêu cầu, truyền chất lỏng xuống giếng khoan thông qua bộkhoan cụ để làm mát choòng, tạo dòng chảy và áp suất đưa mùn khoan lêntrên mặt đất, nhằm làm sạch giếng khoan, tránh sập lở thàng giếng và tránhđược hiện tượng phun trào dầu khí trong quá trình khoan Chính vì tính chấtquan trọng của cụm này, trong quá trình lựa chọn máy bơm ta phải xác địnhđược đường kính của xylanh và piston hợp lý để tạo ra được lưu lượng yêucầu

* Xylanh

Xylanh của bơm là loại chi tiết có thể thay thế được, có dạng hình trụ vớiđường kính ngoài là 230mm, đường kính trong từ 130÷200mm, được chế tạo

từ thép thấm cácbon Bề mặt trong sau khi nhiệt luyện sẽ được tráng một lớpthép Crôm dày từ 0,5÷0,7mm để chống rỉ và mài mòn do dung dịch và pistongây ra

Xylanh được bắt chặt vào hộp thủy lực bằng bulông và đai ốc Muốn thayđổi lưu lượng và áp suất ta thay đổi đường kính trong của xylanh

* Piston (hình 2.11)

Hình 2.11 Cấu tạo piston

Cấu tạo của piston là khối hình trụ bằng kim loại, trên bề mặt ngoài có phủlớp kim loại cứng (thường 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 sutổng hợp Khi bơm làm việc, các gioăng này tỳ sát vào thành xylanh nhằm giữkín không cho dung dịch lọt qua giữa thành xylanh và piston để bơm làm việc

ổn định Nhờ vậy, trong xylanh 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 pistonbằng đường kính trong của xylanh, tức là từ 130÷200mm

Cần piston là thanh được làm bằng kim loại cứng trên bề mặt của nó cũngđược phủ lớp kim loại chịu ma sát, chống mài mòn Đầu dưới của cần pistontiện ren để nối vào thanh nối của máng trượt, đầu trên cũng tiện ren để giữ

piston Cần piston có tác dụng truyền chuyển động cho piston chạy trongxylanh.

Van thủy lực là loại van ngược chỉ cho phép dung dịch đi theo một chiềunhất định, nó có cấu tạo đơn giản với kết cấu như sau: Khi van làm việc thìnắp van 1 sẽ được đóng mở qua sự dịch chuyển của nắp van nhờ bộ phận dẫnhướng 3 Trên bộ phận dẫn hướng 3 có êcu 5 và đệm làm kín 6, đệm này cótác dụng bịt kín khoảng không giữa khoang làm việc và đường ống Trên êcu

5 có lắp lò xo để đóng van khi áp suất trong buồng làm việc thay đổi

Van thủy lực của bơm piston thường là loại van ngược, có nghĩa là khi ápsuất trong buồng làm việc thay đổi tăng hoặc giảm so với áp suất đường ốnghút hoặc ống xả do sự dịch chuyển qua lại của piston trong xylanh, thì nắpvan 1 sẽ đóng hoặc mở để điều chỉnh quá trình bơm Khi nắp van 1 mở thì bộphận dẫn hướng 3 sẽ hướng dòng chảy đi qua nó để vào khoang làm việc (nếuthực hiện quá trình hút) hoặc đi ra ngoài qua đường xả (nếu thực hiện quátrình đẩy) Một quá trình mới lại được tiếp tục

Van an toàn là van thường đóng, vì một lý do nào đó, áp suất làm việc củabơm tăng lên một cách đột ngột lớn hơn áp suất giới hạn cho phép của van an

toàn, nó sẽ làm rách màng đàn hồi và một phần của dung dịch khoan sẽ đượcđưa trở lại cửa hút ban đầu, nhằm giảm áp suất làm việc, tránh gây hư hỏngcho các thiết bị khác.

2.4.2.4 Bình điều hoà

Bình điều hoà hay còn gọi là bình ổn áp có tác dụng để ổn định áp suất vàdao động thuỷ lực của dung dịch trong quá trình bơm là việc Thông thườngbình điều hoà được lắp ở cửa ra của máy bơm vì đối với máy bơm piston, daođộng dòng chất lỏng là khá lớn trước khi đưa vào ống cao áp Bình điều hoàcũng được lắp trên cửa vào khi chiều cao hút của bơm lớn

Bình điều hoà sẽ được trình bày chi tiết ở chương 4

2.4.3 Thiết bị làm kín

Thiết bị làm kín của phần thủy lực máy bơm YHБ–600 là một trong những

bộ phận rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như hiệuquả của toàn bộ hệ thống Thiết bị làm kín bao gồm bộ làm kín ty piston và bộlàm kín ty trung gian

2.4.3.1 Bộ làm kín ty piston (hình 2.14)

Bộ làm kín ty piston có nhiệm vụ cách ly khoang làm việc của phần thủylực với hệ thống dẫn động của bơm, để tránh không cho dung dịch tràn và gâyảnh hưởng xấu đến hệ thống Đồng thời cũng để tạo áp suất nén trong buồnglàm việc của bơm, tạo điều kiện cho bơm thực hiện quá trình hút và đẩy mộtcách dễ dàng.

Bộ làm kín ty piston gồm vỏ bọc 13 và một hệ thống các vòng và gioăngđệm đỡ Mặt trong vỏ bọc này có các đệm cao su 11, ống lót 10 và 7, vònggioăng 9 và vòng đệm đỡ 8 làm nhiệm vụ cách ly giữa hệ thống dẫn động vàkhoang làm việc Mặt ngoài vỏ bọc này cũng này cũng có vòng đệm 1, gioăng

2 và ổ vòng đệm 3 để cách ly dung dịch qua bộ làm kín nắp trên xylanh rangoài Vỏ bọc 13 được cố định chặt trên xylanh tại vị trí di chuyển của typiston nhờ đai ốc 4, ống lót 5 và êcu 6

Khi piston di chuyển thì bộ làm kín ty này lắp trên thân xylanh sẽ ngănkhông cho dòng dung dịch ra hệ thống dẫn động nhờ một hệ thống các đệmcao su, vòng gioăng và vòng đệm đỡ luôn lấp kín khe hở giữa chúng

2.4.3.2 Bộ làm kín ty trung gian (hình 2.15)

Bộ làm kín này có nhiệm vụ ngăn không cho dầu bôi trơn thanh nối contrượt chảy ra ngoài Ngoài ra, nó còn có tác dụng ngăn không cho dung dịchrửa của ty piston bám trên ty chảy vào khoang chứa dầu của cụm truyền động,làm thay đổi tính chất của dầu bôi trơn Trên thân 2 của bộ làm kín này có lắpgioăng làm kín 1 để làm kín trục trung gian, ngăn không cho dầu chảy rangoài và dung dịch chảy vào khoang chứa dầu Ống đỡ 6 và lò xo 5 được gắnchặt vào thân 2 bởi việc xiết chặt bulông 4 trên vòng đệm 3, trên ống đỡ 6 cólắp gioăng cao su 7 Ngoài ra, thân 2 còn lắp tấm cách 13 đặt trên mặt bích

14, tấm cách này được gắn chặt nhờ bulông 11