LỰA CHỌN CHẾ độ làm VIỆC của máy bơm SULZER MSD d 4 8 10 ½ TRÊN GIÀN MSP 3, tại mỏ BẠCH hổ

Mục lục Mục lục LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO 1.1 Yêu cầu nhiệm vụ bơm vận chuyển dầu khí 1.2 Tính chất hóa lý dầu thơ mỏ Bạch Hổ 1.3 Các loại bơm ly tâm sử dụng công tác vận chuyển dầu mỏ Bạch Hổ 1.4 Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu (hình 1.1) 1.4.1 Mục đích nhiệm vụ CHƯƠNG 2: 13 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ BƠM LY TÂM 13 2.1 Lý thuyết bơm ly tâm 13 2.1.1 Phương trình bơm ly tâm .13 2.1.2 Cột áp thực tế bơm ly tâm 14 2.1.3 Ảnh hưởng kết cấu cánh dẫn cột áp bơm ly tâm 15 2.1.4 Lưu lượng bơm ly tâm .20 2.2 Đường đặc tính bơm ly tâm .21 2.2.1 Đường đặc tính làm việc (n = const), đường đặc tính tính tốn .21 2.2.2 Đường đặc tính thực nghiệm 23 2.2.3 Công dụng đường đặc tính 25 2.2.3 Đường đặc tính tổng hợp 26 2.3 Điểm làm việc điều chỉnh bơm 27 2.3.1 Điểm làm việc 27 2.3.2 Các phương pháp điều chỉnh bơm 28 2.3.3 Khu vực điều chỉnh 30 2.4 Các phương pháp ghép bơm 32 2.4.1 Ghép song song 32 2.4.2 Ghép nối tiếp 33 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất bơm ly tâm 33 2.5.1 Tổn thất thể tích 34 2.5.2 Tổn thất thủy lực 34 2.5.3 Tổn thất khí 34 CHƯƠNG 35 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA 35 BƠM SULZER MSD-D-4-8-10 ½ 35 3.1 Sơ đồ cơng nghệ bơm vận chuyển dầu khí 35 3.2 Sơ đồ tổng thể đặc tính kỹ thuật bơm sulzer MSD-D-4-8-10 ½ 35 3.2.1 Sơ đồ tổng thể bơm 35 3.2.2 Các thông số kỹ thuật bơm 36 3.3 Cấu tạo bơm 37 3.3.1 Thân máy 37 3.3.2 Phần roto 37 3.3.3 Gối đỡ .38 3.3.4 Khớp nối 39 3.3.5 Hệ thống làm kín bơm 40 3.4 Bôi trơn 41 3.5 Động 42 3.6 Nguyên lý làm việc bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ 42 CHƯƠNG 44 VẬN HÀNH, KIỂM TRA BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 44 BƠM SULZER MSD-D-4-8-10 ½ 44 4.1 Quy trình vận hành bơm Sulzer .44 4.1.1 Khởi động bơm Sulzer .44 4.1.2 Tắt máy bơm .45 4.1.3 Kiểm tra trình làm việc 45 4.2 Quy trình kiểm tra máy bơm trình vận hành 45 4.3 Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật 46 4.4 Quy trình sửa chữa 51 4.4.1 Quy trình cơng nghệ sửa chữa bơm Sulzer 51 Việc sửa chữa bơm Sulzer phải tn theo quy trình cơng nghệ sửa chữa định Dưới quy trình cơng nghệ sửa chữa số chi tiết máy bơm Sulzer xưởng điện thuộc xí nghiệp liên doanh dầu khí VietsovPetro Quy trình cơng nghệ sửa chữa bơm Sulzer trình bày theo sơ đồ ( hình4.1 ) 52 4.4.2 Quy trình cơng nghệ sửa chữa số chi tiết quan trọng bơm Sulzer 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .68 TÀI LIỆU THAM KHẢO .69 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HIỆU BẢNG 1.1 2.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5.1 TÊN BẢNG Độ nhớt dầu thô mổ Bạch Hổ Sự phụ thuộc cột áp thực tế ϕ vào ns Một số dạng hỏng hóc bơm Quy trình cơng nghệ sửa chữa trục bơm Quy trình cơng nghệ bánh cơng tác cấp Quy trình sửa chữa bánh cơng tác trái Quy trình sửa chữa bạc làm kín bơm Quy trình sửa chữa gối đỡ chặn Hệ số tổn thất cục TRANG 15 48 51 53 55 56 57 62 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Tam giác tốc độ cửa vào bánh công tác Các kiểu bố trí cánh dẫn bơm ly tâm Kết cấu góc bơm ly tâm Biểu đồ quan hệ Hlt góc β2 Tam giác vận tốc cửa vào Đường đặc tính tính tốn bơm ly tâm 13 17 17 19 21 22 10 11 12 13 14 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 23 25 25 27 27 28 29 30 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Hình 2.15 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm bơm ly tâm Đường đặc tính thực nghiệm bơm ly tâm Các dạng đường đặc tính bơm ly tâm Đường đặc tính thực nghiệm bơm ly tâm Điểm làm việc bơm Điều chỉnh bơm khoá Điều chỉnh cách thay đổi số vịng quay Đặc tính hiệu suất lắp đặt bánh công tác thay Khu vực điều chỉnh bơm ly tâm Sơ đồ tổng thể máy bơm Sơ đồ thân máy bơm Sơ đồ mặt cắt dọc máy bơm Ổ đỡ phía đầu động Ổ đỡ phía đầu tự Khớp nối Vịt dầu giữ mức ổn định Denco Cấu tạo động Quy trình sửa chữa máy bơm Trục bơm Bánh cơng tác cấp Bánh cơng tác trái Bạc làm kín bơm Gối đỡ chặn Sơ đồ lắp đặt hệ thống bơm vận chuyển dầu giàn MSP-03 mỏ Bạch Hổ 31 Hình 5.2 Đồ thị đường đặc tính bơm mạng dẫn 66 31 35 37 38 39 39 40 41 42 52 53 54 54 56 57 58 LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, ngành cơng nghiệp dầu khí trở thành ngành công nghiệp trọng điểm đất nước Hiện cơng ty, xí nghiệp trực thuộc Tập đồn Dầu Khí Việt Nam hợp tác với cơng ty nước ngồi, thực dự án đầu tư tập đoàn, khẳng định tiềm phát triển mạnh mẽ ngành dầu khí Việt Nam Năm 1981, xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro thành lập mở giai đoạn để phát triển ngành dầu khí non trẻ Hàng năm cán cơng nhân dầu khí đào tạo, dịnh vụ dầu khí Vũng Tàu hình thành với nhiều loại phương tiện thiết bị kỹ thuật, đầu tư để phục vụ cho cơng tác tìm kiếm thăm dị khai thác dầu khí Tháng 6/1996 xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đưa mỏ Bạch Hổ vào khai thác với sản lượng 40 ngàn dầu thô, ngày 12 -10 -1997 xí nghiệp khai thác 50 triệu dầu thơ, tính riêng năm 1998 khai thác 12 triệu dầu thô Hiện mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng xây dựng 40 cơng trình biển có cơng trình chủ yếu như: 12 giàn cố định, 10 giàn nhẹ, giàn cơng nghệ trung tâm, giàn khí nén, giàn trì áp suất vỉa, giàn khoan tự nâng, trạm rót dầu khơng bến Lắp đặt 400 km đường ống ngầm kết nối cơng trình nội mỏ liên mỏ thành hệ thống cơng nghệ liên hồn Ngày nay, ngành dầu khí Việt Nam có phát triển vượt bậc, sản lượng khai thác ngày tăng, trang thiết bị ngày đại, đội ngũ cán đào tạo có tay nghề cao Do đặc điểm địa chất, kiến tạo thềm lục địa Việt Nam, nên mỏ hầu hết nằm thềm lục địa, ảnh hưởng vị trí địa lý mỏ đề nằm ngồi biển, khí hậu khắc nghiệt, nên q trình thăm dị khai thác gặp nhiều khó khăn Để đạt mục tiêu đề xí nghiệp liên doanh nhiều việc phải làm, cơng việc quan trọng nghiên cứu giải pháp hợp lý nhất, kinh tế sử dụng loại máy móc, thiết bị cơng tác khoan, khai thác, vận chuyển dầu khí Các đề tài nghiên cứu lĩnh vực dầu khí phong phú đa dạng, riêng ngành khí thiết bị phục vụ cho cơng tác tìm kiếm, thăm dị khai thác phong phú đa dạng Các máy móc ngày đại, nhiên có khuyết điểm việc nghiên cứu tìm giải pháp tối ưu để khắc phục khuyết điểm nâng cao hiệu sử dụng điều cần thiết Với mục đích nghiên cứu để nâng cao hiệu làm việc đệm làm kín hạn chế tối đa rị rỉ chất lỏng trình làm việc bơm Sulzer MSD-D-48-10 ½ Trên sở vận dụng kiến thức học trường, thời gian thực tập xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, với giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn: TS Lê Đức Vinh, cán công nhân viên thuộc liên doanh dầu khí Vietsovpetro bạn bè giúp tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp thời hạn với đề tài “LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM SULZER MSD-D-4-8-10 ½ TRÊN GIÀN MSP 3, TẠI MỎ BẠCH HỔ” Nội dung đề tài gồm chương Chương 1: Giới thiệu chung bơm vận chuyển dầu xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro Chương 2: Lý thuyết chung bơm ly tâm Chương 3: Cấu tạo nguyên lý hoạt động bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ Chương 4: Vận hành, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa máy bơm Sulzer MSD-D-4-810 ½ Chương 5: Lựa chọn chế độ làm việc máy bơm Sulzer MSD-D-4-8-10 ½ giàn MSP-03 mỏ Bạch Hổ Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO 1.1 Yêu cầu nhiệm vụ bơm vận chuyển dầu khí Do đặc điểm địa lý nước ta nên mỏ dầu khí mà liên doanh dầu khí Vietsovpetro thăm dị khai thác nằm ngồi biển Vì việc lựa chọn bố trí bơm vận chuyển dầu điều cần thiết Hiện liên doanh khai thác hai mỏ Bạch Hổ mỏ Rổng khoảng cách hai mỏ khoảng 30 km Tại giàn cố định sau dầu khai thác lên từ giếng khoan đưa đến bình tách để xử lý cơng nghệ, sau dầu đưa đến bình chứa lắp đặt giàn khoan Để vận chuyển dầu từ hình chứa đến giàn công nghệ trung tâm số bơm trực tiếp tàu chứa người ta phải sử dụng thiết bị để vận chuyển Một phương pháp vận chuyển dầu sử dụng phổ biến ngành cơng nghiệp dầu khí phương pháp vận chuyển đường ống, so với phương pháp khác phương pháp có ưu điểm: Kết cấu đơn giản, an toàn sử dụng ảnh hưởng đến cơng trình bề mặt Khi vận chuyển dầu đường ống vấn đề đặt phải trì lượng dịng chảy luôn lớn tổn thất lượng suốt chiều dài đường ống bao gồm tổn thất dọc đường tổn thất cục Để đảm bảo trình khai thác dầu giàn khoan liên tục tránh tình trạng dầu khai thác lên ứ đọng bình chứa làm ảnh hưởng đến cơng tác khai thác Để giải vấn đề phải lựa chọn máy bơm cho hợp lý, máy bơm sử dụng để vận chuyển dầu có đặc điểm riêng so với loại máy bơm ngành công nghiệp khác phải thỏa mãn yêu cầu sau: + Bơm làm việc có lưu lượng đảm bảo yêu cầu + Cột áp bơm đảm bảo + Hiệu suất bơm cao + Bơm làm việc ổn định lâu dài + Máy bơm vận chuyển chất lỏng có độ nhớt cao + Dễ vận hành sửa chữa Hiện có nhiều loại máy bơm sử dụng công tác vận chuyển dầu khí như: Máy bơm piston, máy bơm ly tâm, máy bơm hướng trục, máy bơm phun tia…mỗi loại máy bơm có cơng dụng phạm vi sử dụng khác Trong cơng tác vận chuyển dầu khí người ta thường sử dụng máy bơm ly tâm so với loại máy bơm khác máy bơm ly tâm có ưu điểm sau: - Đường đặc tính bơm phù hợp với yêu cầu thay đổi mạng đường ống dẫn điều kiện vận hành riêng biệt - Bơm có phạm vi sử dụng lớn suất cao: + Cột áp bơm từ 10 đến hàng nghìn mét cột nước + Lưu lượng bơm từ ÷ 7000 m3/h + Cơng suất từ 1÷ 6000 kW + Số vịng quay từ 730 ÷ 6000 vịng/ phút Phần lớn số vòng quay trục bơm ly tâm tương ứng phù hợp với số vòng quay động điện tiêu chuẩn nên khơng cần phải có phận truyền động trung gian + Hiệu suất tương đối cao + Hiệu kinh tế cao 1.2 Tính chất hóa lý dầu thơ mỏ Bạch Hổ Tính chất hóa lý dầu thơ có ảnh hưởng đến chế độ làm việc độ bền bơm Nếu chất lỏng có tính axit gây nên tượng ăn mịn hóa học chi tiết bơm Với chất lỏng vận chuyển dầu thơ mà ta cần phải biết tính chất Dưới tính chất dầu thô mỏ Bạch Hổ - Nhiệt độ đông đặc dầu Đối với dầu thô mỏ Bạch Hổ có nhiệt độ đơng đặc khoảng 29 ÷ 34 oC hàm lượng prafin 20 ÷ 25% Trong nhiệt độ mơi trường khoảng 23 ÷ 24 oC điều gây khó khăn cho việc vận chuyển - Độ nhớt Độ nhớt yếu tố quan trọng, thể chất chất lỏng Trong dòng chảy tồn lớp chất lỏng khác vận tốc, lớp có tác dụng tương hỗ lớp theo phương tiếp tuyến chúng Lực có tác dụng làm giảm tốc độ lớp chảy chậm Ta gọi lực ma sát Bảng 1.1.Kết thực nghiệm xác định độ nhớt dầu mỏ Bạch Hổ t > 61oC 38oC < t < 61oC 30oC < t < 38oC t < 30oC - Tỷ trọng µ = 0,06e-0,01t µ = 0,03e -0,04t µ = 3,47e-0,88t µ = 10,2e-0,16t Tỷ trọng dầu phụ thuộc nhiều vào độ nhớt thành phần dầu Trong suốt trình vận chuyển dầu nhiệt độ thay đổi dọc theo đường ống làm tỷ trọng thay đổi theo Tỷ trọng dầu mỏ Bạch Hổ 20oC là: P20 = 840 (kg/m3) - Thành phần Dầu thô mỏ Bạch Hổ có hàm lượng lưu huỳnh thấp (nhỏ 0,1%) Tuy nhiên hàm lượng prafin cao khoảng 25% Thành phần prafin đa dạng bao gồm nhiều phần tử prafin có chiều dài mạch cacbon khác Dầu thô mỏ Bạch Hổ phần lớn prafin có mạch cacbon dài nhiệt độ bắt đầu kết tinh cao khoảng 48oC Do thành phần đa dạng nên nhiệt độ kết tinh prafin không xác định Các prafin mạch dài kết tinh trước, prafin mạch ngắn kết tinh sau nhiệt độ thấp prafin kết tinh nhiệt độ khác Qua nghiên cứu cho thấy hàm lượng prafin kết tinh lớn khoảng 38÷43 oC Sự phân tách prafin trình vận chuyển dầu ảnh hưởng đến thông số khác nhiệt độ, độ nhớt… 1.3 Các loại bơm ly tâm sử dụng công tác vận chuyển dầu mỏ Bạch Hổ Hiện giàn khai thác dầu khí Vietsovpetro sử dụng loại máy bơm ly tâm dùng cơng tác vận chuyển dầu như: SULZER MSD-D-48-10 ½ , HK- 200/210, HIIC- 65/ 35-500, JMGP, R360/150 GM-3, GM-1… Dưới thông số kỹ thuật số loại bơm - Bơm SULZER MSD-D-4-8-10 ½ + Chất lỏng bơm Dầu thô + Nhiệt độ chất lỏng bơm 90 oC ÷ 120oC + Lưu lượng bơm định mức 130 m 3/h + Độ chênh áp 400 m + Hiệu suất bơm (theo khoảng hở API) 74% + Công suất bơm tiêu thụ (khi vận hành) 147 kW + Công suất bơm tiêu thụ lớn 182 kW + Công suất động 185 kW + Tốc độ bơm 2965 vòng/phút - Bơm HK-200/120 + Loại bơm HK + Lưu lượng bơm định mức 200m3/h + Áp suất bơm lớn 210m cột nước + Động loại chống cháy nổ BAO - 160 kW + Tốc độ động 2980 vòng/phút + Dòng điện định mức động 280 A + Làm mát nước nước biển (thường dụng nước bơm tuần hoàn) + Loại nhớt dùng bơi trơn ổ bi -80 oC ÷ 400oC - Bơm HIIC -65/35-500 + Công suất động 160 kW + Tốc độ động 2961 vòng/ phút + Lưu lượng định mức bơm 65 m 3/h + Áp suất bơm lớn 50 at Nhận xét: Hiện vùng mỏ Bạch Hổ sử dụng phổ biến loại bơm ly tâm yêu cầu cột áp lớn lưu lượng vừa phải dùng để vận chuyển dầu cho mỏ xa trạm rót dầu như: HIIC 65/35- 500 bơm SULZER Đây hai loại bơm làm việc có hiệu cao có nhiều ưu điểm công tác vận chuyển dầu Loại bơm không yêu cầu cột áp lớn mà yêu cầu lưu lượng bơm phải cao, dùng vận chuyển dầu với lưu lượng lớn điểm tiếp nhận tới trạm rót dầu cách khơng xa dùng loại bơm 9MJQ, HIIC 4/400, NK- 200/70, NK200/120… Qua nhận xét thấy việc vận chuyển dầu từ giàn với lưu lượng vừa phải, cột áp lớn xa trạm rót dầu thường sử dụng hai loại bơm: HIIC 65/35- 500 bơm SULZER việc nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng bơm SULZER cần thiết tơi chọn để làm đề tài tốt nghiệp 1.4 Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu (hình 1.1) 1.4.1 Mục đích nhiệm vụ Dầu thô khai thác hỗn hợp nhiều chất: dầu, khí, nước, Parafin tạp chất Để lấy dầu thương phẩm vận chuyển ta phải xây dựng hệ thống thiết bị để thu gom xử lý Nhiệm vụ hệ thống thu gom xử lý là: + Tách dầu khỏi khí nước + Dùng hố phẩm để gia nhiệt hạ nhiệt độ đơng đặc dầu + Phân phối dòng sản phẩm nhờ cụm Manhephon đến thiết bị đo, kiểm tra, xử lý theo sơ đồ công nghệ ... Chương 4: Vận hành, kiểm tra, bảo d? ?ỡng, sửa chữa máy bơm Sulzer MSD- D- 4- 81 0 ½ Chương 5: Lựa chọn chế độ làm việc máy bơm Sulzer MSD- D- 4- 8- 10 ½ giàn MSP- 03 mỏ Bạch Hổ Hà Nội, ngày tháng năm Sinh... 44 BƠM SULZER MSD- D- 4- 8- 10 ½ 44 4. 1 Quy trình vận hành bơm Sulzer .44 4. 1.1 Khởi động bơm Sulzer .44 4. 1.2 Tắt máy bơm .45 4. 1.3 Kiểm tra trình làm việc. .. liên doanh d? ??u khí Vietsovpetro bạn bè giúp tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp thời hạn với đề tài “LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM SULZER MSD- D- 4- 8- 10 ½ TRÊN GIÀN MSP 3, TẠI MỎ BẠCH HỔ” Nội dung