Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Báo cáo thực tập tại trạm nén khí ga GA-75FF
Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. CHƯƠNG I : VAI TRÒ, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA TRẠM NÉN KHÍ GA-75 DÙNG CHO THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA TẠI MSP-1. I. VAI TRÒ, Ý NGHĨA CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN DO TRẠM GA-75 CUNG CẤP. Trên giàn khoan cố đònh để phục vụ cho công nghệ khai thác dầu khí phải cần đến rất nhiều yếu tố. Trong đó phải kể đến hệ thống đo lường tự động hóa. Với môi trường dễ cháy nổ như tại các giàn khoan thì hệ thống đo lường tự động hoá phải đảm bảo các yêu cầu sau: 1. An toàn với môi trường dễ cháy nổ. 2. Dễ điều khiển. 3. Phù hợp với cơ cấu vận hành. Với ba yêu cầu trên thì hệ thống đo lường tự động hoá sử dụng nguồn khí là nguồn nuôi là phù hợp nhất. Tuy nhiên nguồn khí là nguồn nuôi phải đảm bảo các yêu cầu sau: 1. Nguồn khí phải khô. 2. Nguồn khí phải sạch. 3. p suất của nguồn khí phải ổn đònh, luôn duy trì. 4. Nhiệt độ nguồn khí phải thấp. Để đảm bảo cung cấp nguồn khí khô, sạch, áp suất ổn đònh và luôn được duy trì. Trạm nén GA-75 ngoài việc cung cấp nguồn khí ổn đònh, sạch và khô nó còn hoạt động hoàn toàn tự động nên là trạm có nhiều ưu điểm nhất. Việc trạm nén khí GA-75 cung cấp được nguồn khí sạch, khô. Đảm bảo cho đường ống dẫn đến nơi cần sử dụng, thiết bò đo ít bò tắc, nghẹt và hỏng hóc. Sự chênh lệch nhiệt độ với môi trường là thấp nhất, do đó ít gây ra sai số khi dùng nguồn khí để đo. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 1 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. Ngoài ra trạm nén khí GA-75 được bố trí gọn, được thiết kế hoàn hảo. Độ rung không lớn, độ ồn không cao, hệ thống an toàn tối ưu. Do những ưu điểm đó mà trạm nén phù hợp với những công trình biển. Với những khó khăn về mặt bằng lắp đặt, việc chống rung cho toàn giàn nên việc đưa vào sử dụng trạm nén GA-75 là phù hợp nhất. II. NHIỆM VỤ CHÍNH CỦA TRẠM NÉN KHÍ GA-75. Nhiệm vụ chính của trạm nén là cung cấp nguồn khí sạch, khô, áp suất ổn đònh, luôn được duy trì để phục vụ cho hệ thống đo lường tự động hoá, ứng dụng của nguồn khí này tại giàn cụ thể như: - Dùng nguồn khí của trạm nén khí làm nguồn năng lượng để nuôi thiết bò đo như đo mức dầu trong bình chứa 100 m 3 , duy trì áp suất, lượng dầu trong bình 100 m 3 ở mức cố đònh. Đo áp suất ở những điểm cần đo trên hệ thống công nghệ. - Dùng nguồn khí này làm nguồn khí đóng mở van Mim. - Nhằm ổn đònh lưu lượng cũng như áp suất khí xuống giếng (công nghệ Gazlíp). - Ép nước sinh hoạt. - Đóng mở van cầu SDV. - Khởi động thiết bò diezen. - Dùng nguồn khí này để bơm hoá phẩm xuống giếng trong quá trình khai thác gaslift. - Ngoài ra trạm nén khí GA-75 có lưu lượng và áp suất lớn ổn đònh, còn được duy trì để vận chuyển xi măng, bazít. - Đối với công nghệ khai thác dầu khí tại các giàn khoan cố đònh vai trò của nguồn khí 6 – 10 atm do trạm nén khí GA-75 là tối quan trọng và nó có nhiệm vụ rất lớn đảm bảo tốt nguồn cung cấp cho thiết bò đo cũng như một số phần tự động khác. Ưu điểm của nguồn khí để làm năng lượng đo này là đặc biệt an toàn. Với môi trường dễ cháy nổ. Với giá thành hoàn __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 2 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. toàn chấp nhận được. Có thể thực hiện việc đo khi sử dụng những nguồn năng lượng khác. Nhưng không an toàn, và không gọn, không kinh tế. Dùng nguồn khí nén làm nguồn nuôi cũng góp phần lớn vào việc khống chế sự cố của giàn. - Do vậy mà trạm nén GA-75 là một trạm nén khí không thể thiếu được ở bất kỳ giàn khoan khai thác cố đònh nào. Nó thực sự đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình khai thác và vận chuyển dầu khí. III. ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA TRẠM NÉN KHÍ GA-75. Là máy nén khí trục vít có dầu bôi trơn cùng với các thiết bò phụ trợ do hãng Atlas Copco cung cấp. Hệ thống chứa và xử lý khí nén sau máy nén. - Ký hiệu GA-75. - p suất lớn nhất (chuyển sang không tải) 10 bar. - p suất làm việc đònh mức: 9,5 bar. - Lưu lượng: 11,8 m 3 /phút. - Nhiệt độ khí ra khỏi van: 30 °C. - Động cơ dẫn động: động cơ điện ABB kiểu M2ASMC – 250. - Tần số: 50 Hz. - Số vòng quay của trục động cơ: 2975 vòng/phút. - Công suất vào GA (công suất yêu cầu): 89,8 kW. - Lưu lượng dầu: 29 lít. - Khớp nối: bánh răng. - Bộ truyền trung gian: cặp bánh răng ăn khớp. - Giá trò đặt của van an toàn: 12 bar. - p suất làm việc bé nhất: 4 bar. - Nhiệt độ lớn nhất của khí nạp: 40 °C. - Nhiệt độ bé nhất của khí nạp: 0 °C. - Làm mát bằng không khí. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 3 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. - Dầu sử dụng: cấp độ nhớt ISO UG68 chỉ số độ nhớt bé nhất 95. IV. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CẤP KHÍ CHO MC Π -1 : Mục đích của nguồn khí này là sử dụng vào hệ thống điều khiển, kiểm soát công nghệ khai thác dầu khí. Sử dụng đường ống dẫn có đường kính φ60 được lắp đặt trực tiếp vào nguồn chính của trạm nén. Từ block 7B đưa sang block 6. Được lắp đặt chạy dọc theo mép phải của block 6, 4, 2 đồng thời tại block 4 có nhánh rẽ để đưa nguồn khí đến sử dụng vào mục đích gaslift tại block này. Tại đầu block 2, đường khí này được chia làm 2: - Một nhánh đi vào block 1 điều khiển các trạng thái van cầu và van Mim của ΗΓC 1, 2, 100 m 3 theo yêu cầu công nghệ. - Nhánh còn lại đi vào block 2 cũng nhằm mục đích phục vụ cho hệ thống gaslift, cụ thể là đóng hay mở van cầu trong hệ thống này. Việc bố trí đường ống dẫn như trên là hoàn toàn hợp lý nó đã rút ngắn được tối đa độ dài của những đường ống lắp đặt đồng thời nó nằm ở vò trí mà được bảo vệ tốt nên ít bò sự cố rò rỉ khí ra ngoài do va trạm với đường ống, nó cũng góp phần bảo đảm an toàn của hệ thống. Vì mục đích sử dụng nhất thiết áp suất không thay đổi do vậy trên hệ thống này cần thiết phải lắp hệ thống ổn áp, áp suất khí trong hệ thống này thay đổi sau bình chứa của trạm nén khí. Như vậy áp suất bình chứa thay đổi từ 6,5 – 8,5 at từ máy nén đến bình chứa. Tuy nhiên, với nguồn khí này vẫn bảo đảm đi qua hệ thống sấy và hệ thống phin lọc. Sử dụng đường ống có đường kính φ60 được thiết kế lắp đặt trực tiếp từ máy nén qua cụm phin tách thô, tinh sau đó về bình chứa không qua van điều tiết do đó áp suất của nguồn khí có thể thay đổi trong khoảng 6,5 – 8,5 at cũng giống như sự thay đổi áp suất trong bình chứa. - Tuy áp suất có thay đổi nhưng những thông số về nhiệt độ, độ ẩm vẫn đảm bảo tốt. Nguồn khí này cũng được đi qua hệ thống sấy và phin lọc. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 4 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. - Nguồn khí sử dụng cho hệ thống đo lường. - Nguồn khí này được nối với đường ra sau bình chứa của trạm nén và nguồn khí này được đi qua bộ van điều tiết để giảm, ổn đònh áp suất ở mức 5 at. - Nguồn khí sau khi qua van tiết lưu này sẽ được đưa ra các blốc 1, 2, 3, 4, 8 để nhằm mục đích cung cấp nguồn cho những thiết bò đo cụ thể. Việc bố chí các đường ống như sau: - Sau khi nguồn khí qua van điều tiết, sẽ được chia làm 2 nhánh chính, một nhánh được đưa lên blốc 8 để làm nguồn nuôi những thiết bò đo như đầu đồng hồ ghi đồ thò và những thiết bò điều khiển tự động khác. - Nhánh còn lại sẽ được đưa đến blốc 1, 3, 4. Đường ống được lắp đặt ở bên phải của blốc 2, 4 được phân ra blốc 1, 2, 4 ở phía trước để đưa nguồn khí này vào nhu cầu sử dụng. - Nguồn khí này sẽ được đưa vào các thiết bò đo nhưng phải vào các bộ van điều tiết cho các thiết bò, van điều tiết này sẽ cho ra áp suất khí là 1,6 kg/cm 2 đồng thời cũng sử dụng nguồn khí này để đưa vào những thiết bò đo, vẽ đồ thò hoạt động của một số phần trong công nghệ khai thác của giàn. - Tuy nhiên trong hệ thống đo lường tự động hoá còn rất nhiều phần phức tạp khác nhưng ở đây tôi chỉ trình bày về việc cung cấp nguồn khí làm nguồn năng lượng để phục vụ cho các thiết bò đo lường tự động hoá, sơ đồ bố trí đưa được nguồn khí từ trạm nén đến những vò trí cần thiết như đã nêu ở trên cho hệ thống đo lường tự động hoá ở MCΠ-1. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 5 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. Hình 1: Sơ đồ cấp khí cho MSP-1. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 6 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. CHƯƠNG II : YÊU CẦU CHẤT LƯNG KHÍ và PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ. I. YÊU CẦU CHẤT LƯNG KHÍ. Không khí nén được cung cấp cho hệ thống điều khiển có các yêu cầu cơ bản như sau: + Không khí nén phải sạch (tạp chất 99,99% KT < 1 Kiểm tra). + Không khí nén phải khô (độ nhớt 0,1 mg/1). + p suất phải đúng yêu cầu (điểm sương là +2 - +8 °C). Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều tạp chất bẩn, độ ẩm có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm: bụi, độ ẩm của không khí được hút vào, những phần tử nhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Hơn nữa, trong quá trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên có thể gây ra quá trình ôxy hoá một số phần tử kể trên. Vậy khí nén bao gồm chất bẩn đó được tải đi trong những ống dẫn khí sẽ gây nên sự ăn mòn, rỉ trong ống và các phần tử của hệ thống điều khiển. Cho nên khí nén sử dụng trong kỹ thuật phải xử lý. Mức độ xử lý khí nén tuỳ thuộc vào phương pháp xử lý. Từ đó xác đònh chất lượng khí nén tương ứng cho từng trường hợp cụ thể. Khí nén được tải từ máy nén bao gồm các chất bẩn thô, những hạt bụi, chất cặn bã của dầu bôi trơn và mạt bụi của truyền động cơ khí. Phần lớn những chất này được xử lý trong thiết bò gọi là thiết bò làm lạnh tạm thời, sau khi khí nén từ máy nén khí qua đường ống cho vào bình chứa làm hơi nước ngưng tụ ở đó, độ ẩm của khí nén (lượng hơi nước) phần lớn sẽ được ngưng tụ tại đây. Giai đoạn xử lý này gọi là giai đoạn xử lý thô nếu như thiết bò để xử lý khí nén giai đoạn này tốt, hiện đại thì khí nén có thể sử dụng như những dụng cụ cầm tay, những thiết bò đồ gá đơn giản dùng khí nén. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 7 Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. Hình 2: Sơ đồ các phương pháp xử lý khí. Trong hệ thống xử lý khí nén được chia làm 3 giai đoạn sau đây: - Lọc thô: làm mát tạm thời khí nén từ máy nén khí tách ra để tách chất bẩn bụi. Sau đó khí nén được đưa vào bình ngưng tụ để tách hơi nước. Giai đoạn lọc thô là giai đoạn cần thiết nhất cho vấn đề xử lý khí nén. - Sấy khô: giai đoạn xử lý tuỳ theo chất lượng yêu cầu của khí nén. - Lọc tinh: xử lý khí nén trong giai đoạn này trước khi đưa vào sử dụng. Giai đoạn này rất cần thiết cho hệ thống điều khiển tự động hoá. II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KỸ THUẬT CHO PHÉP XỬ LÝ KHÍ ĐỂ ĐẠT YÊU CẦU TRÊN: Hệ thống các phương pháp sau đây để đạt yêu cầu khí nén: Hệ thống sấy: các thiết bò làm lạnh có khả năng tạo ra không khí nén tuyệt đối khô ráo thì không khí phải trải qua một quá trình xử lý sấy khô. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 8 CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ KHÍ NÉN LỌC THÔ LỌC TINH LÀM LẠNH LẠNH TÁCH NGƯNG TỤ SẤY KHÔ HẤP BỘ LỌÏC CỤÏM BÁO Lọc chất bẩn Sấy khô bằng chất lạnh. Hấp thụ khô bằng chất làm lạnh. Bộ lọc. Điều chỉnh áp. suất Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. - Trong những trường hợp xác đònh quá trình sấy khô có thể giảm thấp hàm lượng nước đến mức 0,001 g/m 3 . Việc giảm thấp khá nhiều hàm lượng nước như thế chỉ cần thiết đối với những dụng cụ đặc biệt. - Các quá trình sấy gồm: + Sấy khô hấp thụ bằng quá trình hoá học. + Sấy khô hấp thụ bằng quá trình vật lý. + Sấy khô bằng nhiệt độ thấp. • Sấy khô bằng quá trình hoá học: - Trong quá trình sấy khô này hơi ẩm được hấp thụ vào chất tác nhân sấy khô ở thể lỏng hay thể đặc trên đường dẫn vào thiết bò không khí nén. Hình 3: Sơ đồ sấy khô hấp thụ bằng quá trình hoá học. - Một bộ lọc sơ cấp sẽ tách các giọt nước hoặc dầu có trong khí nén. Tác nhân sấy khô là một hoá chất (chất trợ dung, chất tẩy rửa) được chứa đầy trong buồng sấy hơi nước trong khí nén đi qua buồng sấy sẽ tác dụng với chất tẩy rửa này và trở thành dạng dung dòch và chảy xuống đáy của bộ sấy. Trong quá trình làm việc, chất tẩy rửa trong buồng sấy bò tiêu thụ dần dần. Do vậy cần phải bổ sung chất tẩy rửa vào buồng sấy. Lượng tiêu thụ chất tẩy rửa sẽ nhỏ nhất nếu nhiệt độ được giữ ở nhiệt độ 293 °K hay 20 °C. __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 9 Van xả nước Không khí khô đi ra Không khí ẩm đi vào Nước ngưng tụ Chất trợ dung Đề tài: “Trạm máy nén khí GA – 75. Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng”. - Những đặc trưng của việc sấy khô hoá học: + Việc lắp đặt thiết bò đơn giản. + Sự mài mòn cơ khí thấp. + Không yêu cầu công suất tác động bên ngoài. • Sấy khô hấp thụ bằng quá trình vật lý: Hình 4:Sơ đồ sấy khô hấp thụ bằng quá trình vật lý. - Ở quá trình này các tạp chất hơi ẩm sẽ lắng đọng trên bề mặt của các tác nhân sấy khô ở thể rắn. Quá trình này được xem là quá trình sấy khô tái sinh. Tác nhân sấy khô là chất SILICAGEL một vật liệu có dạng hạt, bề mặt dễ ngấm __________________________________________________________________ Thực hiện: Trương Đình Khuê 10 Van xả nước Không khí khô đi ra Không khí ẩm đi vào Nước ngưng tụ Chất trợ dung [...]... Thực hiện: Trương Đình Khuê 23 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” CHƯƠNG IV: TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA- 75FF GIỚI THIỆU VỀ TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA- 75FF Trạm máy nén khí GA- 75FF là cụm cung cấp và làm sạch khí nén cho hệ thống đo và điều chỉnh tự động các qui trình công nghệ trên giàn khoan cố đònh MSP1 và một số giàn khác Các thành phần cơ bản của trạm: Trạm máy nén. .. hiện: Trương Đình Khuê 24 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” I CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, QUI TRÌNH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỢNG, SỬA CHỮA TRẠM MÁY NÉN KHÍ GA- 75FF 1 Cấu tạo của Trạm máy nén khí GA- 75FF: Máy nén khí GA- 75FF là máy nén khí có dầu bôi trơn 1 cấp, được dẫn động từ động cơ điện 3 pha, được làm mát bằng không khí, gồm các thành phần cơ bản sau... trạm: Trạm máy nén khí GA- 75FF : Là máy nén khí trục vít cố đònh có dầu bôi trơn trực tiếp, một cấp nén, được truyền động bằng động cơ điện 3 pha Khí nén được làm mát bằng quạt Máy được bao bọc bởi những tấm cách âm, cùng các thiết bò phụ trợ do hãng Atlas Copco cung cấp Hệ thống xử lý khí, chứa khí sau khi nén Hình 6: Mặt trước của máy nén khí GA- 75FF Thực hiện: Trương... 5:Máy nén môi chất lạnh Thực hiện: Trương Đình Khuê 11 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” 6:Dàn tản nhiệt 7:Van tiết lưu tự động theo nhiệt độä 8:Rơ le điều chỉnh nhiệt độ NGUYÊN LÝ HỌAT ĐỘNG: - Khí nén từ máy nén khí sẽ qua bộ trao đổi nhiệt - khí (1) Tại đây dòng khí nén vào sẽ được làm lạnh sơ bộ bằng dòng khí nén đã... các chi tiết làm kín Thực hiện: Trương Đình Khuê 26 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” Hình 8: Cấu tạo của bộ giảm tốc độ máy nén GA- 75FF Hình 9: Cấu tạo của máy nén GA- 75FF Thực hiện: Trương Đình Khuê 27 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” e... và tới khoang nén Phần khí nén sau khi được tách nhớt ra khỏi bình tách được đưa tới két làm mát bằng không khí qua bộ xả lỏng và hệ thống làm sạch khí tới bình chứa Trên hình vẽ, dòng khí được đi như sau : Khí được hút qua phin lọc AF vào van tải (không tải) UV được nén tại cụm nén E của máy nén, khí nén và dầu bôi trơn từ cụm nén tới bình chứa và tách dầu AR qua van 1 chiều CV Khí nén sẽ đi qua van... Thực hiện: Trương Đình Khuê 12 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” CHƯƠNG III: LÝ THUYẾT VỀ MÁY NÉN KHÍ DẠNG TRỤC VÍT I MÔ TẢ CHUNG VỀ MÁY NÉN KHÍ DẠNG TRỤC VÍT: Máy nén khí trục vít là máy nén thể tích Thường được sử dụng trong hệ thống vận chuyển thu gom khí đồng hành ở các mỏ hoặc cung cấp nguồn khí nén cho các thiết bò đo và... Thực hiện: Trương Đình Khuê 31 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” suất cần mang tải Trong trường hợp thời gian chạy không tải quá ngắn, máy sẽ chạy liên tục • Bảo vệ máy nén khí : Nếu nhiệt độ khí ra của khí nén vượt quá nhiệt độ cho phép (đã được cài đặt), máy nén khí sẽ ngưng hoạt động Sự cố này được hiển thò trên màn hình Máy nén cũng ngưng... nguyên lý của máy nén khí GA- 75FF Thực hiện: Trương Đình Khuê 30 Đề tài: Trạm máy nén khí GA – 75 Các biện pháp nâng cao hiệu qủa sử dụng chúng” Áp suất điều khiển tức thời ở khoang bên trên của piston (LP) của van tải và van không tải được thoát rakhí trời thông quavan điện từ Y1 Piston (LP) di chuyển lên phía trên làm van khí vào (IV) đóng lại đường khí vào Van không... khí - Hệ thống dầu - Hệ thống làm mát khí nén và tách lỏng - Các hệ thống điện và điều khiển 2 Nguyên lý làm việc của Trạm máy nén khí GA- 75FF : Khi máy nén làm việc có thể để chế độ bằng tay hay tự động điều khiển theo giới hạn áp suất đã được cài đặt săõn Theo thiết kế, giới hạn đó là : - Máy nén làm việc từ 7,60 → 8,60 Barg - Máy dự phòng 6,60 → 10,50 Barg Khi máy nén làm việc ở chế độ có tải, khí
