Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành công nghiệp mũi nhọn trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN 1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan 1.1.2 Sàng rung 1.1.3 Máy lọc cát ( hyđroxycl ) 1.1.4 Máng lắng 1.1.5 Máy tách khí .7 1.1.6 Các thiết bị chứa điều chế dung dịch khoan 1.1.7 Những yêu cầu công nghệ máy bơm dung dịch khoan 10 1.3 NHỮNG KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC, NHỮNG TỒN TẠI CẦN TẬP TRUNG NGHIÊN CỨU 12 CHƯƠNG 13 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 13 CHƯƠNG 33 QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY BƠM W-2215 .33 3.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH 33 3.1.1 Chạy thử bơm 33 3.1.2 Lưu ý vận hành 34 3.1.3 Các biểu thường gặp vận hành máy bơm Nguyên nhân biện pháp khắc phục 35 3.1.4 An toàn vận hành máy bơm .38 3.2 QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG 40 3.2.1 Vấn đề bôi trơn 40 3.2.2 Vấn đề bảo dưỡng máy bơm 41 4.1 MỘT SỐ DẠNG MÒN HỎNG CỦA CUM XILANH- PITTONG 49 4.1.2 Cơ sở lý thuyết mòn hỏng .50 4.1.3 Các dạng mòn hỏng cụm xilanh- pittong 57 4.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ CỦA CỤM XILANHPITTONG 67 4.2.1 Biện pháp thiết kế .67 4.2.2 Biện pháp công nghệ 68 4.2.3 Biện pháp sử dụng 69 4.3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHỤC HỒI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CỤM XILANH- PITTONG 71 4.3.1 Xác định tượng, tình trạng, mức độ hư hỏng chi tiết 71 4.3.2 Lựa chọn phương pháp phục hồi 72 4.3.4 Các biện pháp sửa chữa 73 SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH VẼ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hinhf 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 4.1 SV Trần Văn Phường TÊN HÌNH VẼ Sơ đồ cơng nghệ hệ thống tuần hồn Sàng rung Máy lọc cát Máy tách khí Thùng trộn dung dịch khoan Phễu trộn dung dịch khoan Sơ đồ cấu tạo phần khí máy bơm Module thủy lực Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh- pittong Cấu tạo pittong Cấu tạo van thủy lực Van an toàn Cấu tạo van xả nhanh Van điều hịa Bộ làm kín ty pittong Bộ làm kín ty trung gian Hệ thống bơi trơn ty bơm Hộp thủy lực Bộ phận trao đổi nhiệt Phần khí Phần thủy lực Sơ đồ biểu diễn mòn mài TRANG 14 16 17 18 20 21 22 23 24 26 28 29 30 31 31 52 Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội 23 24 25 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 26 Hình 4.5 27 Hình 4.6 Đồ án tốt nghiệp Sơ đồ biểu diễn mòn chèn ép hạt mài Sự mòn xylanh Sự mòn vòn cao su pittong Ảnh hưởng thành phần lực N đến độ mịn xylanh Đường đặc tính xâm thực máy bơm 53 60 61 63 66 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HIỆU BẢNG TÊN BẢNG 1.1 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Thông số máy bơm loại Những hỏng hóc trogn q trình sử dụng máy bơm khoan Quy trình bảo dưỡng phận Các chi tiết sơ đồ biểu diễn mòn mài Các chi tiết sơ đồ biểu diễn mòn chèn ép hạt mài Các chi tiết hình 4.3 Bảng thơng số chế độ khoan Thông số dung dịch dung cho giếng khoan SV Trần Văn Phường TRANG 10- 11 36- 37 42- 49 52 53 60 76 76- 77 Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ngành cơng nghiệp dầu khí ngành cơng nghiệp mũi nhọn cơng cơng nghiệp hố, đại hố đất nước Tập Đồn Dầu Khí Việt Nam ngày phát triển không nước mà cịn vươn xa tới thị trường quốc tế cơng tác thăm dị – khai thác dầu khí Trong cơng tác khoan giếng, trình vận chuyển mùn khoan lên bề mặt trình kỹ thuật khoan Trong 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 Nhận thấy tầm quan trọng máy bơm dung dịch khoan công tác khoan giếng khoan dầu khí Sau thời gian thực tập xí nghiệp Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Vietsopetro, tơi lựa chọn đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215 khoan dầu khí” Chuyên đề: “Tính tốn lựa chọn bơm nghiên cứu mịn hỏng cụm xilanh – pittơng” Kết cấu đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan máy bơm dung dịch khoan Vietsopetro Chương 2: Cấu tạo nguyên lý làm việc máy bơm W-2215 Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng máy bơmW-2215 Chương 4: Tính tốn lựa chọn bơm nghiên cứu mịn hỏng cụm xilanh – pittong 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 bạn Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy giáo TS Nguyễn Văn Giáp, thầy cô môn Thiết bị Dầu khí cơng trình Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên Trần Văn Phường SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở VIETSOVPETRO 1.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH KHOAN Nguyên lý làm việc: Từ chuyển động quay động qua hệ thống bánh đai truyền qua phận khí từ chuyển động quay trục đến chuyển động tịnh tiến pittơng Trong q trình pittơng chuyển động làm đóng, mở van hút xả đưa dung dịch Dung dịch khoan tuần hoàn theo sơ đồ dưới: Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống tuần hồn Máy bơm dung dịch Khoảng khơng vành xuyến Ống đứng 10 Đầu xa nhích SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Cần vuông 11 Ống cong BOP 12 Đầu ống hút bơm Cần khoan 13 Đường xả tải Thành giếng 14 Phễu Cần nặng 15 Thùng chứa dung dịch Choòng khoan 16 Xyclon lọc 17 Sàng lọc Giải thích sơ đồ 1.1 Từ bể chứa (15) dung dịch qua ống hút bơm (12) dung dịch vào bơm (1),từ bơm dung dịch bơm qua ống đứng(2)sau qua ống cong (11) tiếp tục qua cần vng (3) xuống chịong khoan (8) Dung dịch hịa trộn với đất đá thành bùn đưa lên mặt đất qua khoảng không vành xuyến (9) lên sàng rung (17) Phần lẫn khí dung dịch tách khí từ máy tách khí, dung dịch vào bể chứa (15) tiếp tục vịng tuần hồn Trong cơng tác khoan Dầu khí dung dịch đóng vai trị quan trọng Bởi dung dịch khoan có chức sau: Chức nâng mùn khoan: Trong trình tuần hồn dung dịch khoan có nhiệm vụ nâng mùn khoan lên miệng giếng Việc nâng mùn khoan lên phụ thuộc vào vận tốc, trọng lượng riêng độ nhớt dung dịch khoan Các tính chất phụ thuộc tính chất đất đá tạo mùn tầng địa chất Chức giữ mùn khoan trạng thái lơ lửng sau ngưng tuần hoàn dung dịch mùn giữ lại khoảng khơng vành xuyến Chính tính lưu biến dung dịch giữ mùn khoan trạng thái nhờ gen hóa ngưng tuần hoàn Thực tế dung dịch nhớt có tính lưu biến Chức làm mát dụng cụ khoan, giảm ma sát cho khoan dụng cụ: Dụng cụ khoan bị nóng lên ma sát học, chuyển thành nhiệt nóng lên nhiệt độ đáy giếng (địa nhiệt) Việc dung dịch khoan có khả làm giảm ma sát khoan cụ thành giếng Do để cải thiện chức SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp người ta cho thêm vào dung dịch chất chống ma sát dầu phụ gia khác Chức gia cố thành giếng khoan: dung dịch khoan thẩm thấu vào thành để lại lớp màng hạt keo Lớp màng gọi vỏ sét Lớp vỏ sét bám nhờ sản phẩm đặc biệt gọi chất khử lọc Chức khống chế xâm nhập chất lỏng từ vỉa: dung dịch khoan tác động áp suất tĩnh lên thành giếng có giá trị Ph = 9,81.ρ.H (1.1) H: Chiều cao cột dung dịch ( m ) ρ: Khối lượng riêng dung dich khoan ( kg/m3) Nếu áp suất thủy tĩnh Ph lớn áp suất chất lỏng thành chất lỏng chảy vào giếng Do coi dung dịch khoan đối áp khống chế áp suất đáy giếng Chức truyền dẫn công suất cho động đáy: Đối với số ứng dụng cho khoan định hướng, khoan choòng kim cương người ta lắp vào khoan động đáy (tuabin động thể tích) Động làm việc nhờ dung dịch khoan cụ làm quay dụng cụ phá đá Khi vận hành động gây sụt áp lớn tổn thất áp suất hệ thống đẩy bơm Chức truyền thông tin (dữ liệu) địa chất: Nhờ tuần hoàn mà dung dịch khoan cho nhà địa chất thợ khoan khoan biết địa tầng vùng khoan qua Chính nhờ chức dung dịch khoan giúp cho trình khoan thuận lợi Sau đưa mùn khoan lên dung dịch khoan bị bẩn Để tiếp tục tái sử dụng dung dịch cần phải làm dung dịch trước bơm trở lại Các thiết bị bơm làm dung dịch gồm có: - Máy bơm dung dịch hệ thống vòi cao áp - Sàng rung SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp - Máng lắng - Máy lọc cát - Máy tách khí - Các thiết bị chứa điều chế dung dịch khoan 1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan Hiện máy bơm khoan sử dụng giàn khoan loại máy bơm pittông: Máy bơm hai xi lanh tác dụng kép máy bơm pittông xi lanh tác dụng đơn dung dịch rửa giếng khoan Máy bơm khoan dùng nhiều loại bơm pittơng có số ưu điểm sau: - Bơm nhiều loại chất lỏng có tỷ trọng khác - Tạo áp suất lớn - Lưu lượng bơm áp suất bơm độc lập với - Cấu tạo đơn giản dễ dàng thay thế, lắp ráp bảo dưỡng - Độ bền cao phù hợp với công tác khoan biển Do bơm pittơng tạo áp lực cao nên chúng dùng để đưa dung dịch khoan xuống giếng khoan Chất lỏng dung dịch mà bơm đưa xuống nước, sét, dung dịch nhũ tương 1.1.2 Sàng rung Hình 1.2 Sàng rung SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 Trường Đại học Mỏ- Địa chất Hà Nội Đồ án tốt nghiệp sàng rung đường ống nối bể dung dịch bể lắng cát đường thu hồi chất rắn Sàng rung máy lọc nước sau dung dịch từ giếng khoan Sàng rung cấu tạo từ lưới kim loại đặt nghiêng 13-15 độ Dung dịch chảy vào nhờ rung động nhịp nhàng đối trọng, lò xo giảm đối mà phần tử nhỏ, nhẹ chảy xuống máng vào bể chứa dung dịch phân tử nặng lớn rơi 1.1.3 Máy lọc cát ( hyđroxycl ) Hình 1.3 Máy lọc cát Là loại máy lọc cát dung dịch sau chảy qua sàng rung máng lắng Dung dịch bơm ly tâm xả vào côn theo phương tiếp tuyến Những phân tử nặng rơi xuống chảy ngồi Cịn phân tử nhẹ trào lên chảy vào máng dung dịch (n loại có kích thước nhỏ 74 μm ) SV Trần Văn Phường Lớp Thiết bị dầu khí- K51 z+ p ∂v + ∑ h + ∫ ÷ = const ds γ g ∂t (4.2) ∂v ds ÷ , với s diện tích mặt cắt ống dẫn, liên ∂t Thành phần hqt = ∫ quan đến lực quán tính, gọi cột áp quán tính Cột áp qn tính gây xâm thực cho máy bơm dẫn tới làm mòn hỏng cụm xilanh – pittong Va đập khí Dạng hỏng chủ yếu khâu lắp ráp bơm như: Lắp ráp xilanh có khuyết tật: han, gỉ, rỗ, Mối ghép ty pittong pittong bị hỏng Các phận đệm làm kín lắp chưa lắp chưa chặt Do đó, bơm làm việc xảy tượng: Chất khí từ ngồi lọt vào khoang thuỷ lực Chất lỏng bơm chảy qua đệm làm kín đọng lại bề mặt xilanh, lỗ pittong Áp suất buồng làm việc giảm Khi xảy tượng làm cho cụm xilanh – pittong bị hỏng nhanh, bơm làm việc có tiếng kêu lớn, sau dẫn đến phá huỷ chi tiết khoang thuỷ lực, cụ thể cụm xilanh – pittong, đến phận bơm 4.1.3.3 Hỏng khuyết tật chế tạo Các khuyết tật chế tạo xảy là: 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 khơng đảm bảo, bề mặt xilanh cịn găm hạt mài Lớp cao su pittong không đảm bảo điều kiện độ bền, độ cứng, khả chịu nhiệt, chịu áp suất cao chịu dầu Lỗ pittong bị rỗ, độ côn lỗ không đảm bảo Khi máy bơm làm việc pittong chuyển động tịnh tiến xilanh, làm xuất lực mat sát hai bề mặt tiếp xúc, tạo áp lực riêng bề mặt tiếp xúc xilanh pittong lớn, cộng với tác động hạt mài, chất oxi hố làm cho nhấp nhơ (vết xước, vết rỗ) bề mặt tiếp xúc hai chi tiết nhanh chóng bị với lớp oxít, dẫn đến truyền xilanh – pittong bị mịn 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 4.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ CỦA CỤM XILANHPITTONG Như phân tích trên, truyền xilanh – pittong chi tiết hay hỏng máy bơm dung dịch khoan W2215-193 Nguyên nhân dẫn đến hỏng truyền xilanh – pittong lực ma sát hai bề mặt tiếp xúc, tác dụng pha rắn chất ăn mịn hố học có dung dịch khoan, tượng xâm thực Ngồi cịn có ngun nhân khác chế tạo, lắp đặt kiểm tra, … Do vậy, vấn đề đặt phải có biện pháp để hạn chế ảnh hưởng nguyên nhân đến tuổi thọ cụm xilanh – pittong toàn hệ thống 4.2.1 Biện pháp thiết kế Khi sử dụng biện pháp thiết kế cần tính đến chi phí, khơng để chế tạo máy mà cịn để thực cơng tác bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, thuận tiện Công việc ta phải chọn kết hợp vật liệu chế tạo đắn, hợp lý nhất, đáp ứng điều kiện làm việc thiết kế, nhằm nâng cao khả sử dụng, kéo dài tuổi thọ suất làm việc toàn hệ thống Khi thiết kế cụm xilanh – pittong ta phải chọn vật liệu có độ bền cao, độ cứng tốt, tính chống mịn cao Vì vậy, xilanh thường chế tạo từ thép cácbon với nồng độ C = (2,7 ÷ 2,9)% Riêng pittong trình làm việc, ln phải tỳ sát vào thành xilanh, bề mặt pittong (làm từ kim loại cứng) phải lắp gioăng cao su tổng hợp để đảm bảo ổn định trình làm việc bơm Ngồi ra, q trình làm việc, làm việc liên tục xilanh – pittong nhằm tạo áp lực lưu lượng yêu cầu nên làm nhiệt độ chi tiết tăng lên, gây biến dạng nhiệt không theo chiều dài chiều dày Nhưng biến dạng nhiệt làm thay đổi hình dạng, tính chất lý chúng, dẫn đến giảm tuổi thọ độ tin cậy nó, tồn hệ thống Vì vậy, q trình thiết kế ta phải có biện pháp để giảm biến dạng nhiệt : loại trừ nung nóng bơm tia mặt trời trực tiếp, đưa bơm làm nguồn sinh nhiệt, sử dụng khơng khí để làm nguội động dẫn động bơm, 4.2.2 Biện pháp công nghệ Sử dụng biện pháp công nghệ gia công nhằm tăng độ cứng bề mặt, độ chống gỉ, độ bền mỏi, độ bền mòn, độ bền va đập đặc biệt nâng cao tuổi thọ chúng 4.2.2.1 Gia công nhiệt hoá bề mặt làm việc xilanh Đây phương pháp bão hoà lớp bề mặt xilanh nhằm tăng lý lớp kim loại bề mặt so với lõi, tức làm tăng khả làm việc nâng cao tuổi thọ Có nhiều phương pháp gia cơng nhiệt hố bề mặt làm việc truyền thấm cácbon, thấm nitơ, thấm crơm, thấm silíc, oxy hoá, phốtphát hoá, sulphua hoá, Mỗi phương pháp đem lại thay đổi tính lý khác cho lớp kim loại bề mặt, xilanh cụm thuỷ lực máy bơm W2215-193 phương pháp thấm crôm sử dụng nhiều hiệu nhất, bề mặt sau thấm crơm có độ bền va đập, độ bền mỏi cao độ bền mòn cao 4.2.2.2 Mạ điện bề mặt làm việc xilanh Quá trình mạ điện bề mặt làm việc xilanh phủ lớp kim loại mỏng dựa nguyên lý điện phân, mà khơng làm thay đổi tính chất kim loại xilanh làm tăng thêm độ cứng, độ mài mịn độ bóng cho 4.2.2.3 Làm nhẵn bề mặt làm việc xilanh kim cương Đây phương pháp công nghệ để nâng cao tuổi thọ xilanh hệ thống bơm, biện pháp sử dụng cho xilanh sau phủ crơm lớp bề mặt Sự làm nhẵn kim cương tiến hành máy vạn máy chuyên dùng có lượng chạy dao S = (0,02 ÷ 0,08) mm/vịng vận tốc trượt v ≤ 50 m/phút Sự làm nhẵn bóng bề mặt kim cương đảm bảo bề mặt làm việc xilanh cụm thuỷ lực có độ nhám nhỏ R a = (0,02 ÷ 0,16) μm, đồng thời biện pháp làm tăng độ cứng độ bền mỏi lên gấp nhiều lần so với phương pháp gia công tinh khác mài tinh mài siêu tinh 4.2.2.4 Gia công bề mặt làm việc xilanh tia lade Đây phương pháp đặc biệt nhằm nâng cao độ bền mỏi, độ cứng, khả chịu tải xilanh cụm thuỷ lực Khi tia lade qua bề mặt kim loại bị nung nhanh nhiệt độ cao, truyền nhiệt bên nên bề mặt nguội tia lade dịch chỗ khác 4.2.3 Biện pháp sử dụng 4.2.3.1 Biện pháp vận hành, bảo dưỡng chăm sóc máy Nếu ta đạt hoàn thiện kết cấu, công nghệ chế tạo lắp đặt máy chưa hẳn đảm bảo độ tin cậy tuổi thọ xilanh toàn hệ thống máy bơm, mà điều kiện cần thiết phải có biện pháp sử dụng hiệu quả, tức phải có q trình vận hành kỹ thuật thành thạo hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa hợp lý Như tuổi thọ chúng nâng cao Nhiệm vụ vận hành kỹ thuật máy bơm đảm bảo tình trạng kỹ thuật tốt, làm việc không hỏng đạt hiệu kinh tế cao Để bơm làm việc ổn định với hiệu suất cao trình làm việc ta cần phải chấp hành nghiêm chỉnh quy trình vận hành, bảo dưỡng trình bày chương 4.2.3.2 Biện pháp cải thiện điều kiện làm việc Xử lý pha rắn dung dịch Do máy bơm khoan làm việc môi trường chất lỏng gồm hai pha rắn – lỏng, pha rắn ngun nhân dẫn đến mòn hỏng cụm xilanh – pittong Để hạn chế mòn hỏng này, đảm bảo dung dịch thực tốt chức cần phải tiến hành làm dung dịch Các thiết bị làm thường sử dụng gồm: sàng rung, lọc cát mùm, máng lắng, máy tách khí Khắc phục tượng xâm thực: Giảm lượng khí có dung dịch sau lọc vào bơm cho yếu tố quan trọng, định lớn đến hiệu suất làm việc bơm Nếu lượng khí cịn lớn, tăng dần vào buồng làm việc, tạo bọt khí gây tượng xâm thực Để nhận biết tượng xâm thực máy bơm, ta dựa vào dấu hiệu sau: Dòng chảy tỏng máy bị gián đoạn Gây lên tiếng động lớn máy bị rung nhiều Lưu lượng, cột áp hiệu suất máy bị giảm đột ngột Các biện pháp khắc phục tượng xâm thực: Giảm tổn thất đường ống hút Chọn ống hút ngắn Giảm chiều dài ống đẩy Đường kính ống hút tối thiểu 200 mm Chiều cao ống hút 1,5m xylanh có đường kính 200 mm, 2,2 m xylanh có đường kính 130 mm 4.3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHỤC HỒI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CỤM XILANH- PITTONG Cụm xilanh – pittong 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 – pittong 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 – pittong quan sát thấy: Bề mặt xilanh bị xước, rỗ, đường kính ngồi xilanh bị thay đổi, lỗ xilanh bị ôvan Hai mặt đầu pittong bị rỗ, thủng Bề mặt tiếp xúc với xilanh bị xước, kích thước giảm, rách vịng cao su làm kín pittong, khe hở lắp ghép pittong ty pittong tăng Nguyên nhân hạt rắn chất ăn mịn hố học có chứa dung dịch khoan, đồng thời tượng xâm thực va đập, trình lắp ráp, bảo dưỡng, … Dựa vào kích thước chế tạo chi tiết kích thước chi tiết, ta đánh giá mức độ khả làm việc cịn 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 Chi tiết không dùng chi tiết mịn q giới hạn cho phép, khơng đảm bảo u cầu mối ghép, khơng có khả sửa chữa phục hồi, chi tiết phục hồi giá thành sửa chữa lớn giá mua Chi tiết mòn sửa chữa để phục hồi khả làm việc chi tiết có độ mịn đạt đến giới hạn, sửa chữa để dùng lại, giá thành sửa chữa không cao Đối với truyền xilanh – pittong, người ta chủ yếu vào sửa chữa, phục hồi khả làm việc xilanh, cịn với pittong thường thay chi tiết 4.3.2 Lựa chọn phương pháp phục hồi Quá trình sửa chữa phục hồi xilanh việc đắp kim loại vào chỗ xilanh bị mòn gia cơng lại bề mặt đến đạt kích thước tiêu chuẩn tiện để đạt cấp đường kính lớn Để phục hồi xilanh bị mịn ta sử dụng hai phương pháp sau: Bổ xung kim loại vào vị trí mịn 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) Loại trừ hệ thống mịn cũ sử dụng kích thước sửa chữa Nhưng sử dụng phương pháp phải thoả mãn yêu cầu sau: Phục hồi khả làm việc xilanh, khơng gây hư hỏng thêm Đảm bảo yêu cầu kỹ thuật tiêu kỹ thuật xilanh Phù hợp với trang thiết bị gia cơng sở có Đáp ứng kịp thời yêu cầu thời gian sản xuất Đạt thời gian phục hồi lâu Đảm bảo hiệu kinh tế cao (giá thành sửa chữa nhỏ giá thành mua chi tiết mới) Để sửa chữa phục hồi lại khả làm việc xilanh ta phải áp dụng biện pháp sau: 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 mịn Sau đó, gia cơng lại phương pháp tiện tinh Với bề mặt xilanh: bề mặt bị mịn 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 4.3.4 Các biện pháp sửa chữa 4.3.4.1 Mạ kim loại vào bề mặt xilanh Phương pháp mạ nhằm phục hồi lại kích thước hình học ban đầu chi tiết cụm xilanh – pittong, để đảm bảo tính kỹ thuật q trình làm việc Ta sử dụng phương pháp mạ Crơm vào bề mặt xilanh 4.3.4.2 Hàn đắp bề mặt xilanh phương pháp hàn đắp dao động Hàn phương pháp sửa chữa chi tiết phổ biến nhất, gồm ba dạng sau: Hàn nối: áp dụng chi tiết gãy, vỡ sửa chữa thay hệ thống khung, giá, dầm, giàn, bệ máy 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 Hàn lấp: lấp kín lỗ, khe rãnh chi tiết, để tăng thêm tiết diện chịu lực phải gia công lỗ rãnh vị trí khác chi tiết 4.3.4.3 Phục hồi bề mặt xilanh phương pháp phun kim loại Đặc điểm nguyên lý phương pháp phun kim loại - Đặc điểm: Phun kim loại trình phân chia kim loại nóng chảy thành hạt nhỏ luồng khí nén phủ lên lớp bề mặt chuẩn bị xilanh cần phun Các hạt kim loại khí nén tách có kích thước nhỏ, khoảng (3 ÷ 300) μm Lớp kim loại có chiều dày từ (0,3 ÷ 10) mm cao Sự liên kết kim loại phun kim loại chế tạo xilanh lực học, hạt kim loại bám vào bề mặt xilanh nhờ sức căng bề mặt giọt kim loại lỏng có ngót kim loại nguội Lớp kim loại phun có cấu trúc hạt khơng đồng kích thước, hình dáng thành phần, phụ thuộc vào điều kiện tách nhỏ hạt tính chất lý hố kim loại phun Bề mặt xilanh sau sửa chữa mịn phương pháp phun kim loại có độ cứng độ chống mòn cao, làm tăng khả làm việc 4.4 TÍNH TỐN LỰA CHỌN BƠM Các thông số giếng khoan mà bơm cần chọn để phục vụ cho giếng Bảng 4.4 Bảng thông số chế độ khoan Khoảng chiều Tải trọng đáy G Lưu lượng bơm Tốc độ quay n sâu (m) 85 ÷ 250 250 ÷ 550 550 ÷ 814 814 ÷ 900 900 ÷ 2100 2100 ÷ 2700 2700 ÷ 3210 3210 ÷ 3300 3300 ÷ 4210 4210 ÷ 4490 4490 ÷ 4680 (tấn) ÷ 10 4÷8 3÷6 10 ÷ 14 16 ÷ 20 18 ÷ 20 18 ÷ 20 18 ÷ 20 15 ÷ 17 10 ÷ 12 13 ÷ 14 Q (l/s) 40 ÷ 50 50 ÷ 53 45 ÷ 46 44 ÷ 48 38 ÷ 40 36 ÷ 37 35 ÷ 36 34 ÷ 35 22 ÷ 23 14 ÷ 18 10 ÷ 16 (v/p) 60 ÷ 80 80 ÷ 90 80 ÷ 90 60 ÷ 80 90 ÷ 120 80 ÷ 110 80 ÷ 110 80 ÷ 110 70 ÷ 90 60 ÷ 70 55 ÷ 60 Bảng 4.5 Thông số dung dịch dùng cho giếng khoan γ Khoảng theo thân giếng (m) 85 ÷ 250 250 ÷ 909 909 ÷ 2250 2250 ÷ 3304 3304 ÷ 3694 3694 ÷ 4214 4214 ÷ 4680 Dựa vào bảng thơng số chế độ khoan ta tính tốn (G/cm ) 1,03 1,10 1,12 1,16 1,62 1,73 1,06 lựa chọn bơm cho q trình khoan Ta tính tốn chọn bơm khoan cho giếng ta tính tốn cho hai khoảng khoan từ 3304 ÷ 3694 3694 ÷ 4214 Cơng suất thủy lực bơm cần có cho khoảng khoan từ 3304 ÷ 3694 Ntl =γ.Q.H =1,62.3694 90=538585 (w) = 538,585 kw Công suất động cần cung cấp Nđc = với ŋ = 0,67÷0,85 với ŋ khoảng ta tính cơng suất động với ŋ =0,75 nên Nđc = 718113 (w) =718,113 kw Cơng suất thủy lực bơm cần có cho khoảng khoan từ 3694 ÷ 4214 : Ntl =γ.Q.H =1,73.4214 90=656119 (w) = 656,119 kw =891,46 Hp Công suất động cần cung cấp Nđc = với ŋ = 0,67÷0,85 với ŋ khoảng ta tính cơng suất động với ŋ =0,75 nên Nđc = 874826 (w) =874,826 kw =1188Hp Dựa vào kết tính tốn cơng suất cần cho giếng ta lấy cơng suất cần thiết lớn cho trình khoan để chọn bơm Dựa vào thông số loại bơm sau: Bơm YHБ – 600 Công suất máy bơm: 600KW Công suất thủy lực: 475KW- 645HP Bơm W- 2215 Công suất 1641KW- 2200HP Bơm NOV/14- P- 220 2200 HP Dựa vào công suất cần thiết số thông số bơm ta chọn máy bơm YHБ – 600 dùng để khoan giếng Bơm 1625- DE 3000HP có cơng suất bơm 3000 HP Dựa vào tính tốn cơng suất giành cho giếng 1188 HP ta chọn bơm W 2215 để bơm cho giếng Vì theo tính tốn công suất cần để bơm 1188 HP, nhiên điều kiện phức tạp trình khoan, cần công suất lớn hơn, để giải cố phun trào, cứu kẹt nên ta chọn bơm W-2215 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 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 mơn thuộc Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Vietsopertro giúp đỡ em nhiều thời gian thực đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO Máy thuỷ lực thể tích- Hồng Thị Bích Ngọc Quy trình cơng nghệ sửa chữa máy bơm piston- Xí nghiệp sửa chữa điện Cơng nghệ sửa chữa máy thiết bị mỏ- Vũ Thế Sự Thuỷ lực máy thuỷ lực Tập I , Tập II- Đinh Ngọc Ái (chủ biên) Bơm, Quạt, Máy nén khí- Nguyễn Văn May- Nhà xuất khoa học kỹ thật Hà Nội 1997 Bơm, máy nén, quạt công nghiệp- Nguyễn Minh Tuyển- Nhà xuất khoa học kỹ thuật 1985 Kỹ thuật cơng nghệ khí- PGS-TS Lê Văn Tiến- 1993 Công nghệ chế tạo máy Tập , Tập 2- Đặng Vũ Dao- Lê Văn TiếnNguyễn Đắc Lộc- Nguyễn Đức Năm- Nguyễn Thế Đạt- 1986 ... thác dầu khí Trong cơng tác khoan giếng, q trình vận chuyển mùn khoan lên bề mặt trình kỹ thuật khoan Trong khoan dầu khí, ta sử dụng máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan xuống giếng, đưa mùn khoan. .. Tổng quan máy bơm dung dịch khoan Vietsopetro Chương 2: Cấu tạo nguyên lý làm việc máy bơm W-2215 Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng máy bơmW-2215 Chương 4: Tính tốn lựa chọn bơm nghiên... đề tài: ? ?Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215 khoan dầu khí? ?? Chun đề: “Tính tốn lựa chọn bơm nghiên cứu mòn hỏng cụm xilanh – pittông” Kết cấu đồ án gồm chương:
