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 lượng vấn đề ưu tiên hàng đầu quốc gia, ngành cơng nghiệp dầu khí hiển nhiên số ngành công nghiệp mũi nhọn công công nghiệp hóa, đại hóa đất nước Tập Đồn Dầu Khí Việt Nam ngày phát triển khơng nước mà vươn xa tới thị trường quốc tế cơng tác thăm dò – khai thác dầu khí Trong cơng tác khoan giếng, q trình vận chuyển mùn khoan lên bề mặt trình kỹ thuật khoan khoan dầu khí, ta sử dụng máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan xuống giếng, đưa mùn khoan lên mặt đất thực chức khác Đây tổ hợp thiếu tổ hợp thiết bị khoan Sau thời gian thực tập Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Vietsopetro TP Vũng Tàu số sở, xí nghiệp khác , nhận thấy tầm quan trọng máy bơm dung dịch khoan công tác khoan giếng dầu khí em lựa chọn đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215 khoan dầu khí” Chuyên đề: “Nghiên cứu mòn hỏng cụm xilanh – pitton” Mặc dù có nhiều cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Vì vậy, em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn.Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầygiáo TS Nguyễn Văn Giáp, Thầy ,Cơ mơn Thiết Bị Dầu Khí VàCơng Trình tồn thể Thầy , Cơ giáo trường “ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT ” tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án , em xin cảm ơn nhiềuvà em xin chúc Thầy , Cô sức khỏe tốt gặp nhiều niềm vui may mắntrong sống, gặt hái nhiều thành công nghiệp trồng người! EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DICH KHOAN Ở VIETSOPETRO 13 1.1 SƠ ĐỒỒ HỆ THỒỐ NG TUẦỒ N HOÀN DUNG DỊCH KHOAN 11 14 10 12 15 16 17 Máy bơm dung dịch Thành giếỐ ng ỐỐ ng đứng Cầầ n nặng Cầầ n vng Chng khoan BOP(Blow Out Preventer) Khoa ảng không vành xuyếỐ n 14 Phếễ u 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 ta ải 16 Xyclon lọc 17 Sàng rung 1.1.1 MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Hiện máy bơm khoan sưảdụng trến giàn khoan loại máy bơm piston: Máy bơm hai xilanh tác dụng kép máy bơm piston ba xilanh tác dụng đơn dùng đếảbơm dung dịch rưả a giếỐ ng khoan Máy bơm khoan dùng nhiếầ u loại bơm piston có sôỐưu điếả m sau: -Bơm nhiếầ u loại chầỐ t lo ảng có ty ả trọng khác - Tạo áp suầỐ t lớn - Lưu lượng bơm áp suầỐ t bơm độc lập với - CầỐ u tạo đơn gia ản dếễdàng thay thếỐ , lắỐ p ráp ba ảo dưỡng - Độ bếầ n cao phù hợp với công tác khoan trến biếả n Do bơm piston có thếảtạo áp lực cao loại bơm khác nến chúng dùng đếảbơm dung dịch khoan xuôỐ ng giếỐ ng khoan ChầỐ t lo ảng dung dịch mà bơm có thếảđưa xỐ ng là:nước, sét, dung dịch nhũ tương 1.1.2 SÀNG RUNG Sàng rung Đường ôỐ ng nôỐ i bếảdung dịch 2 BếảlắỐ ng cát Đường thu hôầ i chầỐ t rắỐ n Sàng rung phận lọc nước dung dịch từ giếng khoan , có nhiệm vụ tách phân tử lớn , phân tử nhẹ chảy xuống máng vào bể chứa 1.1.3 MÁY LỌC CÁT ( HYĐROXYCL ) Là loại máy lọc cát dung dịch sau cha ảy qua sàng rung máng lắỐ ng Dung dịch bơm ly tầm xa ả vào côn theo phương tiếỐ p tuyếỐ n Những phần tưảnặng rơi xỐ ng cha ảy ngồi Còn phần tưảnhẹ trào lến trến cha ảy vào máng dung dịch ( loại có kích thước nho ả 74 μm ) Máy lọc cát tách loại hạt có kích thước lớn 74 μm 1.1.4 MÁNG LẮỐ NG Được dùng đếảtách bớt phầầ n chầỐ t rắỐ n dung dịch lọt qua sàng rung Máng lắỐ ng có chiếầ u rộng từ 600-700 mm, chiếầ u sầu từ 400 – 600 mm chiếầ u dài từ 40 – 50 m Máng lắỐ ng có tác dụng làm chậm tơỐ 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 Thành bình Máy nén khí ỐỐ ng dầễ n khí Đường dầễ n dung dịch Cánh nghiếng Đường vào cu ảa dung dịch Sau đưa máy vào làm việc từ trạng thái cất chứa kho   Bộ phận Dỡ bỏ thứ bao phủ bảo vệ trục truyền khí Làm kiểm tra phận Kiểm tra hộp số để chắn điều kiện tốt Làm đầy phận chứa dầu bơi trơn phận khí loại dầu thích hợp Đổ dầu vào chạc chữ thập đảm bảo đổ ngập tới phận bánh   Bộ phận Kiểm tra van, pittông, xi lanh phận khác để thủy lực chắn chúng điều kiện tốt Vặn chặt tất bu lông, đai ốc, phận nối bao cách cẩn thận Đổ đẩy bình bơm xi lanh với loại dầu làm mát CHƯƠNG NGHIÊN CỨU SỰ MÒN HỎNG CỤM XILANH – PITTONG 4.1 Một số dạng mòn hỏng cụm xilanhpiston Sự mòn Sự mòn thay đổi dần dần, có quy luật hình dạng, kích thước, trạng thái cấu trúc chi tiết, tính chất ban đầu theo thời gian, điều kiện chế độ làm việc bình thường bơm Sự hỏng Sự hỏng cố xảy đột ngột, làm cho mối ghép, cấu máy tiếp tục làm việc 4.1.2 Cơ sơảlý thuyếỐ t cu ảa mòn ho ảng Các dạng mòn hỏng Mòn tự nhiên Mòn học Mòn mài Mòn hạt mài Mòn gỉ Mòn học phân tử Mòn hóa học Các ngun tố hóa học có mơi trường Mòn cố Mòn điện hóa Dung dich điện phân, khí ẩm Máy thường xuyên bị tải Chế độ bảo dưỡng không Chế độ vận hành không Chế độ lắp ráp không 4.1.3 Các dạng mòn hỏng cụm xialnh-piston Hỏng mòn a, Hỏng mòn Đối với xilanh Hỏng va đập Hỏng khuyết tật chế tạo Xilanh chủ yếu bị mòn theo chiều dài hành trình làm việc, cường độ mòn theo chiều dài thường không đều, làm mặt trụ xilanh trở thành mặt côn Bề mặt lỗ xilanh bị mòn học mài mòn phân tử tạo nên vết xước, bị mòn hố học tạo nên vũng rỗ lớp gỉ bong Theo chiều dài làm việc vết có độ rộng độ sau khác nhau, tức làm cho xilanh mòn khơng Tại vị trí lắp đặt van hút van xả, xy lanh bị mòn nhiều - Trên bề mặt piston tiếp xúc với bề mặt xilanh chủ yếu xuất vết xước không dọc theo chiều dài, đồng thời trình chuyển động piston xilanh làm mòn mép biên piston - Mặt piston trực tiếp nén chất lỏng thấy xuất chủ yếu vết rỗ dày, độ rộng sâu lớn Đai ốc siết hai đầu piston bị giảm kích thước Đối với piston - Lỗ piston có biểu mòn, mòn biểu giảm độ khít lỗ piston cần piston Lỗ piston có lớp oxít, phía mép ngồi bị mòn nhiều - Vòng cao su làm kín bị rỗ, xước mòn, số piston có thời gian làm việc lâu dài, vòng cao su bị rách Nguyên nhân gây mòn hỏng cụm xilanh-piston Do xuất hạt mài ( có sẵn bề mặt chi tiết , có dung dịch) Các chất hóa học có khả ăn mòn chứa dung dịch khoan Do lực ma sát xilanh piston Sự tác động tức thời phần tử bề mặt tiếp xúc với thành phần xilanh -piston Do tác động áp lực dòng chảy lên bề mặt cụm xilanh -piston Do hỏng đệm làm kín ngồi xilanh piston đệm làm kín xiết chưa chặt b, Hỏng va đập Sự hỏng cụm xilanh – piston chủ yếu mòn chi tiết Nhưng bên cạnh đó, trình bơm làm việc, lý đó, gây số va đập tương đối mạnh dẫn đến làm hỏng cụm Hỏng va đập Va đập thủy lực Va đập thuỷ lực tượng biến đổi áp suất đột ngột có thay đổi đột ngột vận tốc dòng chảy Khi xảy tượng va đập thuỷ lực, bề mặt piston xilanh xuất vết rỗ rộng sâu Các vết phát triển nhanh, làm cho bề mặt xilanh – piston bị mòn mạnh, dẫn đến khe hở lắp ghép thay đổi khoang thuỷ lực xuất tiếng kêu Xảy tượng xâm thực tác động lực quán tính Va đập khí Khi xảy tượng làm cho cụm xilanh – piston bị hỏng nhanh, bơm làm việc có tiếng kêu lớn, sau dẫn đến phá huỷ chi tiết khoang thuỷ lực, cụ thể cụm xilanh – piston, đến phận bơm Xảy khâu lắp ráp bơm: -Lắp ráp xilanh có khuyết tật: han, gỉ, rỗ, -Mối ghép ty piston piston bị hỏng -Các phận đệm làm kín lắp chưa lắp chưa chặt c, Hỏng khuyết tật chế tạo Khi máy bơm làm việc piston chuyển động tịnh tiến xilanh, làm xuất lực mat sát hai bề mặt tiếp xúc, tạo áp lực riêng bề mặt tiếp xúc xilanh piston lớn, cộng với tác động hạt mài, chất oxi hoá làm cho nhấp nhô (vết xước, vết rỗ) bề mặt tiếp xúc hai chi tiết nhanh chóng bị với lớp oxít, dẫn đến truyền xilanh – piston bị mòn nhanh Do đó, khe hở lắp ghép chúng tăng, sinh lực động học lớn, dẫn đến cố làm mòn cụm phận khác làm ảnh hưởng đến làm việc hệ thống bơm Nguyên Kết cấu chi tiết không hợp lý, không phù hợp với yêu cầu kỹ thuật Bề mặt xilanh có vết rỗ, nứt Việc áp dụng phương pháp gia công lần cuối bề mặt xilanh không đảm bảo Lớp cao su piston không đảm bảo điều kiện yêu cầu kĩ thuật Lỗ piston bị rỗ, độ côn lỗ không đảm bảo 4.2 Một số biện pháp nâng cao tuổi thọ cụm xilanh-piston Biện pháp thiết kế Cần phải tính đến chi phí để thuận tiện cho chế tạo , bảo dưỡng sửa chữa phải chọn kết hợp vật liệu chế tạo đắn, hợp lý Khi thiết kế cụm xilanh – piston ta phải chọn vật liệu có độ bền cao, độ cứng tốt, tính chống mòn cao Biện pháp cơng nghệ Gia Làm Gia công nhẵn công Mạ nhiệt bề mặt bề mặt điện hoá làm làm bề mặt bề việc việc làm mặt việc làm xilanh xilanh việc xilanh tia kim xilanh cương lade Biện pháp sử dụng Biện pháp cải thiện điều kiện làm việc ( xử lý pha rắn dung dịch,khắc phục tượng xâm thực) Biện pháp vận hành, bảo dưỡng chăm sóc máy 4.3 Một số biện pháp phục hồi khả làm việc cụm xilanh-piston Cụm xilanh – piston máy bơm dung dịch khoan cụm chi tiết có tính lắp lẫn cao, sản xuất theo ứng với yêu cầu lưu lượng, áp suất khác q trình khoan Trong xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro thường xilanh – piston bị hỏng người ta thay Tuy nhiên trường hợp nhằm đảm bảo tiến độ sản xuất độ mòn chi tiết chưa vượt giới hạn cho phép, việc phục hồi lại khả làm việc chi tiết áp dụng 4.3.1 Xác định tượng, tình trạng, mức độ hư hỏng chi tiết Sau tháo cụm xilanh – piston quan sát thấy: - Bề mặt xilanh bị xước, rỗ, đường kính ngồi xilanh bị thay đổi, lỗ xilanh bị ơvan - Hai mặt đầu piston bị rỗ, thủng Bề mặt tiếp xúc với xilanh bị xước, kích thước giảm, rách vòng cao su làm kín piston, khe hở lắp ghép piston ty piston tăng Dựa vào kích thước chế tạo chi tiết kích thước chi tiết, ta đánh giá mức độ khả làm việc lại chi tiết, để có biện pháp xử lý (còn dùng được, phải sửa hay loại bỏ) Chi tiết dùng chi tiết chưa mòn độ mòn nhỏ nằm giới hạn cho phép, không ảnh hưởng đến yêu cầu kỹ thuật mối ghép tình trạng làm việc máy Đối với truyền xilanh – piston, người ta chủ yếu vào sửa chữa, phục hồi khả làm việc xilanh, với piston thường thay chi tiết 4.3.2 Lựa chọn phương pháp phục hồi Phục hồi xilanh Bổ xung kim loại vào vị trí mòn nhờ vật bổ sung (bằng phương pháp hàn, phun kim loại, mạ kim loại, đắp vật liệu polyme, gia cơng hố học) nhờ vật liệu chi tiết (biến dạng dẻo) Với bề mặt xilanh: để phục hồi lại khả làm việc bề mặt hiệu áp dụng phương pháp mạ Crơm vào vị trí ăn mòn để chống ăn mòn, tăng độ cứng, độ chịu mài mòn Sau đó, gia cơng lại phương pháp tiện tinh Loại trừ hệ thống mòn cũ sử dụng kích thước sửa chữa Với bề mặt ngồi xilanh: bề mặt bị mòn hỏng xilanh Để sửa chữa phục hồi lại khả làm việc bề mặt ta sử dụng ba phương pháp mạ, hàn đắp, phun kim loại 4.3.3 Các biện pháp sửa chữa Mạ kim loại vào bề mặt xilanh Phương pháp mạ nhằm phục hồi lại kích thước hình học ban đầu chi tiết cụm xilanh – piston, để đảm bảo tính kỹ thuật trình làm việc Ta sử dụng phương pháp mạ Crơm vào bề mặt ngồi xilanh Hàn đắp bề mặt xilanh phương pháp hàn đắp dao động Hàn đắp : bổ xung thêm lượng kim loại cần thiết cho chỗ mòn, sứt, nứt chi tiết, đắp thêm kim loại cân chi tiết chuyển động quay Phục hồi bề mặt xilanh phương pháp phun phủ kim loại Dùng nguồn nhiệt ( hồ quang; khí cháy ; plasma) làm nóng chảy kim loại Sau kim loại nóng chảy dòng khơng khí nén thổi mạnh làm phân tán thành hạt sương mù nhỏ bắn lên bề mặt vật cần phun phủ làm Kết luận Trong công tác khoan dầu khí Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Vietsopertro, loại máy bơm dung dịch khoan W- 2215 sử dụng chủ yếu có hiệu giàn cố định Trong trình sử dụng, cụm thiết bị, chi tiết bơm hay bị mòn hỏng Để trình sản xuất liên tục, hiệu việc tìm dạng hỏng nguyên nhân gây hỏng cần thiết Đề tài em trình bày cách tổng quan cấu tạo, đặc điểm số dạng mòn hỏng máy bơm dung dịch khoan W- 2215, đồng thời trình bày biện pháp khắc phục để đảm bảo độ bền hiệu sử dụng bơm Sau thời gian thực tập Vietsopetro Xí Nghiệp Liên Doanh TP Vũng Tàu trình thực đề tài này, em củng cố thêm kiến thức học bước đầu làm quen với kiến thức thực tế sản xuất Đây bước đầu quan trọng cho việc định hướng phát triển khả nghiên cứu khoa học tương lai Qua đây, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: T.S Nguyễn Văn Giáp, thầy giáo mơn Thiết Bị Dầu Khí, Bộ mơn Khoan – khai thai thác thầy cô môn , bác , anh chị thuộc Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Vietsopertro giúp đỡ em nhiều thời gian thực đồ án.Em xin chân thành cảm ơn , chúc thầy cô giáo hội đồng sức khỏe tốt có buổi lễ bảo vệ đồ án thành công tốt đẹp ! ... cu ảa bơm 13 Đường xa ả ta ải 16 Xyclon lọc 17 Sàng rung 1.1.1 MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Hiện máy bơm khoan sưảdụng trến giàn khoan loại máy bơm piston: Máy bơm hai xilanh tác dụng kép máy bơm piston... SỐỐLOẠI MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN THƯỜNG DÙNG ƠảVIETSOVPETRO 1.2 Một số loại máy bơm thường dùng Vietsopetro MÁY BƠM LOẠI YHБ-600 Đường kính bánh đai trọng lượng máy bơm tương ứng: Công suất máy bơm. .. nhờ nắp thăm dò (6) Lỗ xả bơm làm việc đổ dầu vào bể dầu bể cạn thay dầu Que thăm dầu (14) dùng để kiểm tra mực nhớt máy bơm, yêu cầu mực nhớt phải nằm khoảng max đánh dấu que thăm 2.1.2 Phầầ