Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Lời nói đầu …………………………………………………………….………....2 Chương 1: Tổng quan về các loại van …………………...……………….…..…3 I. Lịch sử hình thành và phát triển ……………………………...……...…...3 1. Khái niệm ………………………………………...……………….3 2. Cơ chế vận hành …………………………………………......……3 II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí ………………..….…3 1. Van cửa (Gate valve) …………………….…………….…...…..…3 2. Van cầu (Globe valve) ……………………………………...……12 3. Van nút (Plug valve) …………………………………...………...15 4. Van an toàn (Safe valve) ………………………………......…….18 5. Van bi (Ball valve)…………………………...…...………...……21 6. Van bướm (Butterfly valve)………………………………….…..23 7. Van một chiều (Check valve) …………………………….……..25 8. Van điều khiển (Control valve)………………………………….28 Chương 2: Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí và vận chuyển dầu khí………………….….….33 I. Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí……………………...…...…..33 II. Van dùng trong vận chuyển dầu khí ………………………………...….34 Chương 3: Các dạng hỏng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van ….36 I. Các dạng hỏng của van ………………………………………………….36 II. Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van …………………..…37 Kết luận ………………………………………………………………………....39 Tài liệu tham khảo ………………………………………………………...……40 LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kì hiện nay, cùng với với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa thì vấn đề khoan khai thác dầu khí ngày càng phát triển, vậy chúng ta phải làm thế nào để quá trình khai thác vận chuyển dầu khí hiệu quả, an toàn hơn. Có nhiều yếu tố quyết định đến việc này, trong đó phải kể đến các loại van một thiết bị không thể thiếu trong khai thác, vận chuyển dầu khí. Việc tiến hành nghiên cứu vấn đề này có ý nghĩa thiết thực nhằm tìm ra phương pháp điều chỉnh, kìm nén dòng chảy của chất lưu trong quá trình khai thác, vận chuyển dầu khí nhờ các loại van qua đó nâng cao hiệu quả khi sử dụng chúng. Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí nước nhà, được sự cho phép của Khoa Dầu khí trường Đại học Mỏ Địa chất, của Bộ môn Thiết Bị Dầu Khí, với sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Vinh chúng em làm đề tài: “Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí”. Đây là đề tài rất thiết thực cho sinh viên ngành Thiết Bị Dầu Khí. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Vinh bộ môn Thiết Bị Dầu Khí đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của thầy cô giúp đề tài của chúng em hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 3 năm 2013 Sinh viên thực hiện: Lâm Hữu Long Lê Viết Tân Vũ Nguyễn Thị Loan Đỗ Khánh Ly Đặng Thị Luyến Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VAN I. Lịch sử hình thành và phát triển. Bằng chứng cổ về các loại van có thể truy lại thời điểm cổ của người Ai Cập và người Hy Lạp. Nó là vào thời của người Roman, tất cả mọi người đều công nhận như các nhà phát triển tương đối phức tạp của hệ thống ống nước. Hệ thống ống nước của họ đã được cải tiến đủ để cung cấp nước cho các tòa nhà riêng lẻ mà họ đã phát triển, các van, khóa vòi và đó cũng là bằng chứng của người Roman đã sử dụng van an toàn ngăn chặn dòng chảy. Cơ bản triết lý vẫn như ngày hôm nay. Cùng với sự phát triển van trở lên ngày càng phức tạp. Các loại van sử dụng trong nhiều ngành, nhiều van cổng đã nhường chỗ cho van bi. 1. Khái niệm
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí MỤC LỤC Lời nói đầu …………………………………………………………….……… 2 Chương 1: Tổng quan về các loại van ………………… ……………….… …3 I. Lịch sử hình thành và phát triển …………………………… …… … 3 1. Khái niệm ……………………………………… ……………….3 2. Cơ chế vận hành ………………………………………… ……3 II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí ……………… …. …3 1. Van cửa (Gate valve) …………………….…………….… … …3 2. Van cầu (Globe valve) …………………………………… ……12 3. Van nút (Plug valve) ………………………………… ……… 15 4. Van an toàn (Safe valve) ……………………………… …….18 5. Van bi (Ball valve)………………………… … ……… ……21 6. Van bướm (Butterfly valve)………………………………….… 23 7. Van một chiều (Check valve) …………………………….…… 25 8. Van điều khiển (Control valve)………………………………….28 Chương 2: Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí và vận chuyển dầu khí………………….….….33 I. Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí…………………… … … 33 II. Van dùng trong vận chuyển dầu khí ……………………………… ….34 Chương 3: Các dạng hỏng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van ….36 I. Các dạng hỏng của van ………………………………………………….36 II. Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van ………………… …37 Kết luận ……………………………………………………………………… 39 Tài liệu tham khảo ……………………………………………………… ……40 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 1 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kì hiện nay, cùng với với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa thì vấn đề khoan khai thác dầu khí ngày càng phát triển, vậy chúng ta phải làm thế nào để quá trình khai thác vận chuyển dầu khí hiệu quả, an toàn hơn. Có nhiều yếu tố quyết định đến việc này, trong đó phải kể đến các loại van - một thiết bị không thể thiếu trong khai thác, vận chuyển dầu khí. Việc tiến hành nghiên cứu vấn đề này có ý nghĩa thiết thực nhằm tìm ra phương pháp điều chỉnh, kìm nén dòng chảy của chất lưu trong quá trình khai thác, vận chuyển dầu khí nhờ các loại van qua đó nâng cao hiệu quả khi sử dụng chúng. Với mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp Dầu khí nước nhà, được sự cho phép của Khoa Dầu khí trường Đại học Mỏ - Địa chất, của Bộ môn Thiết Bị Dầu Khí, với sự hướng dẫn của thầy Lê Đức Vinh chúng em làm đề tài: “Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí”. Đây là đề tài rất thiết thực cho sinh viên ngành Thiết Bị Dầu Khí. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Đức Vinh bộ môn Thiết Bị Dầu Khí đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của thầy cô giúp đề tài của chúng em hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 3 năm 2013 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 2 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Sinh viên thực hiện: Lâm Hữu Long Lê Viết Tân Vũ Nguyễn Thị Loan Đỗ Khánh Ly Đặng Thị Luyến Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VAN I. Lịch sử hình thành và phát triển. Bằng chứng cổ về các loại van có thể truy lại thời điểm cổ của người Ai Cập và người Hy Lạp. Nó là vào thời của người Roman, tất cả mọi người đều công nhận như các nhà phát triển tương đối phức tạp của hệ thống ống nước. Hệ thống ống nước của họ đã được cải tiến đủ để cung cấp nước cho các tòa nhà riêng lẻ mà họ đã phát triển, các van, khóa vòi và đó cũng là bằng chứng của người Roman đã sử dụng van an toàn ngăn chặn dòng chảy. Cơ bản triết lý vẫn như ngày hôm nay. Cùng với sự phát triển van trở lên ngày càng phức tạp. Các loại van sử dụng trong nhiều ngành, nhiều van cổng đã nhường chỗ cho van bi. 1. Khái niệm Van là 1 thiết bị cơ khí được dùng trong công nghiệp đường ống để điều chỉnh dòng chảy của vật chất. 2. Cơ chế vận hành - Khi van đóng hoàn toàn thì sẽ không có dòng chảy của vật chất đi qua. - Nếu van chỉ mở 1 phần thì chỉ có 1 phần của dòng chảy đi qua. Khi van ở vị trí này thì nó được gọi là đang ở vị trí điều tiết lưu lượng của dòng chảy. - Khi van mở hoàn toàn thì ta có dòng chảy qua van là cực đại. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 3 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí 1. Van Cửa (Gate valve) a) Định nghĩa Van cửa dùng để ngăn dòng chảy hoặc một phần dòng chảy nhằm đạt được một dòng chảy mới ở sau van. Khi van được mở hoàn toàn thì cửa van không nằm trong dòng chảy của vật chất. Hình 1.1 b) Cấu tạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 4 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.2 Gồm các bộ phận chính: 1: vô lăng 5 : nắp đậy 2: cần trục 6: thân van 3: nắp đệm kín 7: cửa hình nêm 4 : lớp lót kín 8: vòng đỡ - Các phần tử liên kết của van: Loại van này liên kết với đường ống bằng mặt bích ở cả hai đầu. Van và đường ống được nối với nhau bằng các bulông. Gioăng đệm được chèn vào giữa hai mặt bích của van và đường ống để sự nối có được độ kín cao. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 5 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.3 Ngoài ra còn có các dạng nối khác giữa đường ống và thân van. Các phương pháp này gồm: Mối nối lắp ghép ren, nối bằng then chốt, nối bằng phương pháp hàn gối đầu. Trong nắp van ở phía trên có khoảng không để có thể kéo tấm cửa của van lên khi mở van. Có rất nhiều dạng nối giữa nắp van và thân van để hình thành nên một mối lắp ghép kín như ghép bằng mặt bích, bằng cách lắp ghép ren, hay bằng mối lắp ghép ren có hàn ở đường mép Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 6 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.4 - Cần van (stem): Hình 1.5 Cửa van được gắn với cần van. Phía trên nắp van có nắp bịt kín, nắp này có chức năng làm kín không cho vật chất rò rỉ ra ngoài. Nắp làm kín được nhồi Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 7 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí vật liệu bít kín. Đầu phía trên của cần van được nối với tay quay.Trong hình vẽ là loại nối bằng ren. Khi vặn tay quay thì cần van sẽ chuyển động lên xuống để đóng hay mở van. Nên chúng ta cũng có thể gọi đây là loại van có cần chuyển động . Khi quan sát vị trí của cần van ta có thể nhận biết được van đang ở vị trí đóng hay mở. Hình 1.6 Trên hình 1.6 là một lọai van có cần chuyển động khác. Nắp van được tạo ren ở phía trong. Phần ren của nắp van và cần van ăn khớp với nhau. Đầu trên của cần van được nối với tay quay bằng mối nối không chuyển động. Khi cần van chuyểnđộng lên hay xuống thì tay quay và cửa van cũng chuyển động theo. Hình 1.7 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 8 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.7 là một loại van khác có mối lắp ghép ren ở phía trong. Ở loại này có mối lắp ghép ren giữa cửa van và cần van. Đầu trên của cần van gắn chặt với tay quay. - Thiết kế cửa van: Cửa van là phần dùng để điều chỉnh dòng chảy. Hình 1.8 Khi cửa van chuyển động xuống chúng sẽ chặn đứng dòng chảy và tạo nên độ kín giữa nó và hai vòng tiếp xúc. Khi cửa van chuyển động lên xuống sẽ sinh ra lực ma sát giữa cửa van và hai vòng tiếp xúc do đó sẽ gây ra sự mài mòn các phần tiếp xúc này, áp suất cao thì sự mài mòn ngày càng lớn. Cửa van trong trường hợp B sẽ bị mài mòn nhiều hơn trong trường hợp A. Nếu cửa van và các vòng tiếp xúc bị mài mòn nhiều thì chúng sẽ không còn tác dụng làm kín toàn bộ dòng chảy khi đang ở vị trí đóng. Vì van cửa bị mài mòn không đồng đều khi ở vị trí điều tiết nên thông thường không sử dụng loại van này vào mục đích điều tiết dòng chảy (hình 1.9). Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 9 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.9 Cửa van cũng có nhiều dạng điều tiết khác nhau. Loại thông dụng nhất là cửa liền là chế tạo chỉ được có một tấm, loại này khi ở vị trí đóng thì áp suất của dòng chảy chỉ tác động lên một mặt của cửa (Hình 1.10) Hình 1.10 Một dạng cửa van khác là cửa gồm có hai cánh song song. Loại cửa này gồm có nhiều phần ghép lại với nhau. Khi đóng hai cửa được chèn chặt bằng hai tấm kim loại (Hình 1.11) Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 10 [...]...Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.11 Một dạng cửa van khác là cửa đúc liền có rãnh ở giữa (Hình 1.12) Hình 1.12 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 11 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí c) Nguyên lý hoạt động Van cửa trượt lên và xuống trong đường ống để mở và đóng đường ống đó... di chuyển hay giữ cần van ở đúng vị trí Cơ cấu định vị giữ vai trò như một bộ khuếch đại trung gian để trợ giúp cho cơ cấu dẫn động khi nhận được tín hiệu khí từ thiết bị điều khiển Chương 2: VAN DÙNG TRONG KHOAN – KHAI THÁC VÀ VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ I Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí Trong các loại van trên, van an toàn là 1 trong những bộ phận quan trọng trong khoan – khai thác dầu khí - Trong. .. cửa van thông qua thiết bị điều khiển Nhiều loại van điều khiển bằng tay có thể lắp đặt thêm cơ cấu dẫn động vào thân van để trở thành van điều khiển Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 29 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.29 b)Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 30 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan. .. của van gazlyt - là bộ phận chính và quan trọng nhất của thiết bị khai thác bằng phương pháp khai thác gazlyt Van 1 chiều ngăn dòng chảy ngược lại của chất lỏng từ ống khai Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 35 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí thác đi qua van vào ống nén khí hay ngăn cản sự mở lại của van khởi động khi áp suất trong ống khai thác. .. bi thuộc loại van xoay 1/4 vòng (hay còn gọi là van đóng mở nhanh), dòng chảy thẳng Bên trong van có bộ phận tròn (viên bi) ép vào các gioăng tròn, tạo nên độ kín thống nhất Van bi có thiết kế và quá trình vận hành tương tự như van nút Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 22 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Gồm các bộ phận: Viên bi (Ball) Đế van (Seat)... chính của van nút gồm: cần van, thân van và đĩa van Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 16 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Thân và đĩa hình côn mang lại những đặc tính cần thiết cho van nút Thiết kế cẩn thận phần thân trong van có thể mang lại hiệu suất dòng chảy rất cao Cửa của đĩa hình côn thường là hình chữ nhật Tuy nhiên, một số loại van có thể... của không khí thắng lực đẩy lên của lò xo thì cần van sẽ bị đẩy xuống và van đóng lại Loại van này còn được gọi là van mở bằng không khí nén (Air-to-close) vì khi tăng áp suất không khí nén trên màng ngăn sẽ làm cho van đóng lại Hình 1.32 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 32 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.33 dưới đây mô tả lọai van điều... khiển dùng khí nén để mở van (Airtoopen): Hình 1.33 Cơ cấu định vị của van (Valve Positioner): Hình 1.34 Đôi khi tín hiệu không khí nén từ thiết bị điều khiển không đủ để vận hành van một cách nhanh chóng hoặc giữ van ở vị trí mong muốn Trong những trường Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 33 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí hợp này, van được nối... (Butterfly Valve) Van bướm là van thiết kế hiệu quả dùng khi áp lực thấp, thường được dùng để điều khiển và điều chỉnh lưu lượng Đặc trưng của van bướm là vận hành nhanh và tổn thất áp lực thấp Hình 1.24 a)Cấu tạo Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 24 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.25 Gồm các bộ phận chính: 1: Thân van 2: Đĩa van 3: Cần trục... trên các hệ ống dẫn hơi nước nên còn có tên gọi khác là van hơi hay van điều tiết Van cầu được dùng rộng rãi cả trong việc đóng/mở cũng như khi cần điều chỉnh dòng Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 13 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Hình 1.13 b) Cấu tạo Hình 1.14 Gồm các bộ phận chính: 1 : đệm làm kín 2 : nắp 3 : thân van 4 : nút van 5 : đế van . qua van là cực đại. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 3 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí 1 tạo Các bộ phận chính của van nút gồm: cần van, thân van và đĩa van. Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 16 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí Thân. chất Page 11 Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển dầu khí c) Nguyên lý hoạt động Van cửa trượt lên và xuống trong đường ống để mở và đóng đường ống đó. Khi