Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Mục Lục Chương I: Tổng quan việc sử dụng máy nén khí Vietsovpetrol 1.1 Tình hình sử dụng máy nén khí Vietsovpetrol 1.2 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống từ trạm nén khí 1.3 Những yêu cầu công nghệ hệ thống 1.4 Những kết đạt được, tồn cần tập trung nghiên cứu giải Chương II: Cấu tạo, nguyên lý làm việc máy nén khí piston IngersolRand T30-7100x10 2.1 Sơ đồ cấu tạo 2.2 Đặc tính kỹ thuật 2.3 Nguyên lý làm việc 2.4 Lý thuyết máy nén khí piston Chương III: Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll-Rand T30-7100x10 3.1 Quy trình bảo dưỡng 3.2 Một số dạng hỏng, nguyên nhân biện pháp hạn chế 3.3 Quy trình sửa chữa Chương IV: Quy trình xây lắp, vận hành cơng tác an tồn sử dụng 4.1 Quy trình xây lắp 4.2 Quy trình vận hành 4.3 Cơng tác an tồn lao động Chương V: Tính tốn lựa chọn máy nén khí 5.1 Tính tốn thơng số 5.2 Lựa chọn máy nén khí Kết luận Tài liệu tham khảo phụ lục kèm theo Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta thời kỳ cơng nghiệp hố đại hố, cơng nghiệp đà phát triển mạnh, đồng thời đại hoá bước q trình sản xuất đem lại lợi ích ngành: Công nghiệp luyện kim, chế tạo máy, khai thác than, công nghiệp khai thác dầu mỏ… Trong ngành khai thác dầu khí ngành mũi nhọn cơng nghiệp đất nước, ngành sinh sau nở muộn, đem lại hiệu kinh tế lớn từ nguồn tài nguyên có sẵn thiên nhiên Hàng năm góp vào cho ngân quỹ Nhà nước hàng triệu USD, đồng thời tạo nguồn nhân lực dồi cho đất nước Để đưa dầu khí từ độ sâu 3000m lên mặt đất vận chuyển đến tàu chứa cần nhiều máy móc Do muốn đảm bảo tốt công việc khai thác vận chuyển dầu khí hệ thống đo lường thiết bị tự động hoá sử dụng tương đối hữu hiệu giàn Với môi trường dễ cháy nổ giàn khai thác, khí nén tác nhân mang lượng có nhiều ưu điểm khí nén chọn làm nguồn nuôi cho hệ thống đo luờng thiết bị tự động hoá giàn Tại giàn có nhiều loại máy nén khác nhau, máy nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 đáp ứng yêu cầu là: Sản xuất nguồn khí khơ, sạch, nhiệt độ thấp áp suất ổn định Trên giàn khai thác lắp đặt trạm khí nén Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 đưa vào hoạt động để phục vụ cho yêu cầu sử dụng Với nguồn khí nén mà thiết bị giám sát việc khai thác dầu khí hoạt động tốt nhất, ổn định áp suất mức dầu bình chứa (100 m3), đồng thời góp phần vào việc đảm bảo an toàn giàn xảy cố Với trạm khí nén này, ngồi việc đảm bảo nguồn khí nén với u cầu cịn bố trí gọn gàng, hoạt động hoàn toàn tự động với nguồn điện cung cấp pha / 380V / 50 Hz thông dụng, phù hợp với nhu cầu sử dụng tất giàn Tôi tên Trần Văn Hiền sinh viên lớp Cơ khí thiết bị dầu khí K49 Trong q trình học tập Trường, học kiến thức thiết bị dùng ngành dầu khí từ thày cô giáo, cộng thêm phần học hỏi nhiều kiến thức thực tế giàn khai thác MSP – thuộc xí nghiệp liên doanh Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền VIETSOVPETRO Sau tổng hợp lại kiến thức học hỏi viết đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 phục vụ cho công tác khai thác dầu giàn MSP – 5” với chun đề: “ Tính tốn lựa chọn máy nén khí” Được hướng dẫn tận tình thày giáo: Tiến sĩ Nguyễn Văn Giáp hệ thống loại máy nén khí Tuy đồ án giới thiệu tương đối đầy đủ, tránh khỏi sai sót, kính mong góp ý chân thành thày cô giáo bạn để tơi hồn thiện Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2009 Sinh viên: Trần Văn Hiền Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Chương I: Tổng quan việc sử dụng máy nén khí Vietsovpetrol 1.1.Tình hình sử dụng máy nén khí Vietsovpetrol: 1.1.1.Vai trị việc cấp khí nén cho hệ thống tự động hoá Với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, với lượng điện, vai trị lượng khí nén ngày trở nên quan trọng Tất sở sản xuất lớn, chí nhiều lĩnh vực thông dụng sống hàng ngày thiếu nguồn lượng khí nén Việc sử dụng lượng khí nén đóng vai trị cốt yếu lĩnh vực mà sử dụng lượng điện nguy hiểm; sử dụng lượng khí nén dụng cụ nhỏ, truyền động với vận tốc lớn ; sử dụng lượng khí nén thiết bị búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, nhiều dụng cụ, đồ gá kẹp chặt máy… Trong ngành cơng nghiệp Dầu khí, vai trị lượng khí nén trở nên đặc biệt quan trọng, giàn khoan-khai thác Dầu khí biển Sở dĩ trình sản xuất, công đoạn công nghệ công nghiệp Dầu khí đặc biệt nguy hiểm, ln tiềm ẩn nguy cháy, nổ, phun trào… gây tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, cơng trình, chí thảm họa mơi trường nghiêm trọng cho khu vực rộng lớn Với đặc tính ưu việt lượng khí nén, :An tồn với mơi trường độc hại, mơi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ, dễ cung cấp, dễ sử dụng, phạm vi ứng dụng rộng rãi Bởi vậy, chúng nguồn lượng khơng thể thiếu cơng trình Dầu khí Năng lượng khí nén sử dụng cho thiết bị công cụ, thiết bị động lực,… đặc biệt hệ thống tự động điều khiển đo lường 1.1.2.Tình hình khai thác dầu khí mỏ Bạch Hổ: Mỏ Bạch Hổ nằm lô 0,9 biển Đông, cách đất liền 100km, cách cảng Vũng Tàu khoảng 130km, chiều sâu nước biển vùng khai thác khoảng 50m Hiện mỏ Bạch Hổ chủ yếu khai thác Gaslift bơm điện chìm Mỏ có trữ lượng khoảng 300 triệu tấn, trung bình ngày khai thác 38.000 dầu thô chiếm 80% sản lượng dầu thô Việt Nam Tháng năm 2001 Vietsovpetro đón mừng dầu thứ 100triệu, đến ngày tháng 12 năm 2005 Vietsovpetro khai thác 150 triệu đưa vào bờ 15 tỷ m khí đồng hành, kế hoạch năm 2006 – 2010 VSP phấn đấu gia tăng trữ lượng 52 dầu thô, với 20 Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền giếng khoan tìm kiếm, khai thác từ 37 – 40 triệu dầu vận chuyển 6,5 tỷ m khí vào bờ 1.1.3 Các trạm máy nén khí cung cấp khí nén cho giàn: Tại giàn cố định biển Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, để cung cấp lượng khí nén sử dụng cho thiết bị hệ thống phục vụ cho cơng nghệ khoan-khai thác Dầu khí, người ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụ cho mục đích cụ thể khác nhau, : 1.1.3.1 Trạm máy nén khí 4BУ 1-5/9 BM-15: gồm máy : 1- Được dẫn động động Diezel ; 1- Được dẫn động động điện ; nhằm cung cấp khí nén áp suất thấp (6 ÷ kg/cm2) cho thiết bị tự động hóa & đo lường , thiết bị phục vụ cho công nghệ khoan, Roto tháo lắp cần khoan, phanh tời khoan, đóng/ngắt ly hợp khí nén bơm dung dịch УM-8 1.1.3.2 Trạm máy nén khí ВП2-9/10 BM-7B: gồm máy (được dẫn động động điện) hệ thống sấy làm khô khí (khá phức tạp), cung cấp khí nén khơ, sạch, áp suất thấp (6 ÷ kg/cm 2) cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho q trình cơng nghệ khoan 1.1.3.3 Trạm máy nén khí ЭКП-70/25 BM-7A: gồm máy (được dẫn động động điện) cung cấp khí nén áp suất cao (30 ÷ 50 kg/cm 2) cho hệ thống khởi động động Diezel 8ЧН 25/34-3 trạm phát điện (BM-7A) giàn 1.1.3.4 Cụm trạm máy nén khí BM-6, gồm : * Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ kg/cm 2): loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ0,6/13), gồm máy Sau đó,chúng thay trạm nén khí kiểu “Ingersoll-Rand T 30/7100 ”, có máy Các trạm có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 0,6 m3/phút - loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); Q = 1,42 m3/phút - loại “Ingersoll-Rand T 30/7100 ” ), làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động van “MIM”, trạm điều khiển (ACS, TOE ) đóng/mở van dập giếng, dẫn động cho bơm hóa phẩm,v.v… hệ thống cơng nghệ khai thác Dầu khí * Cụm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ kg/cm 2): loại 4BУ1-5/9, gồm ÷ máy Đây loại máy nén khí có lưu lượng trung bình (Q ≈ m 3/phút), làm việc Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho thiết bị, dụng cụ dẫn động khí nén (máy mài, máy khoan, máy bắn rỉ, máy bơm thủy lực cao áp…) chủ yếu làm nhiệm vụ ép nước kỹ thuật phục vụ sinh hoạt giàn * Trạm máy nén khí áp suất cao (100 ÷ 150 kg/cm 2): loại Kp-2T (hoặc BT 1,5-0,3/150), gồm máy Đây loại máy nén khí cao áp, có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 1,5 ÷ 1,8 lit/phút), làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển đóng/mở van cầu blok công nghệ (BM-1;2) hệ thống khởi động cho động Diezel máy bơm dung dịch máy bơm trám ximăng, nén khí cho bình điều hòa lưu lượng máy bơm piston Nguồn khí nén cao áp cịn sử dụng cơng tác kiểm tra, kiểm định van an tồn, vận hành đồ gá chuyên dụng.v.v… Trong thời gian gần đây, giàn cố định Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, người ta đưa vào lắp đặt sử dụng trạm nén khí đại, GA-75 (của hãng Atlas-Copco), SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand) Các trạm cung cấp khí nén dải áp suất làm việc từ ÷ 13 kg/cm lưu lượng tương đối lớn (Q ≈ 11,61 ÷ 13,59 m 3/phút, trạm SSR MH-75; Q ≈ 11,8 m3/phút, trạm GA-75) Chúng trang bị thêm hệ thống xử lý làm sấy khơ khí hồn hảo nên chất lượng khí nén tốt, đảm bảo đủ lưu lượng chất lượng để sử dụng cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho q trình cơng nghệ khoan; ép nước kỹ thuật cung cấp cho sinh hoạt hệ thống làm mát; cho thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động , thiết bị dẫn động khí nén khác… Vì vậy, với trạm nén khí có máy loại ( GA-75 hãng Atlas-Copco, SSR MH-75 hãng Ingersoll-Rand ) lắp đặt BM-7B, thay cho toàn cụm, trạm máy nén khí áp suất thấp khác (như ВП2-9/10; BУ-0,6/8; BУ-0,6/13; 4BУ1-5/9; Ingersoll-Rand T 30/7100… ) trước đó, giàn Ngoài ra, số giàn ( CTP-2; CTP-3…) lắp đặt, vận hành số trạm nén khí chuyên dụng để sản xuất, cung cấp khí trơ ( N ) phục vụ cho công đoạn cơng nghệ xử lý Dầu khí 1.1.4 Các loại máy nén khí sử dụng cho thiết bị tự động hoá giàn Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền 1.1.4.1 Máy nén khí 4BY5/9 Máy nén khí có đặc tính sau: Kiểu máy nén : kiểu pittông _ chữ V : cấp, tác dụng đơn, khơng có trượt Mơi chất cơng tác : khơng khí Năng suất nén theo điều kiện nạp : 0,6 + 0,09 − 0,03 m3 / phút Ap suất nạp : khí trời Ap suất cấp nén : ( kg / cm ) , dao động khoảng : (áp suất tuyệt đối) 3,7 ÷ 3,9 Ap suất nén sau cấp ( kg cm ) ( áp suất tuyệt đối) : 13 MSP đặt X Làm mát : khơng khí, quạt gió Cơng suất cần thiết máy nén khơng lớn : 4,8 KBT Hành trình pittơng (µm): 55 10 Số xi lanh : cấp :1 : cấp :1 11 Đường kính xi lanh : cấp ( µm) : cấp : 120 : 62 12 Hướng quay trục khuỷu : phải ( nhìn từ động ) 13 Tần số quay trục khuỷu : 1445 v/phút 14 Hệ thống bôi trơn : - Cơ cấu chuyển động : tuần haòn từ bơm bánh - Xi lanh : vung toé - Nhớt bôi trơn : urn_ 49 ; urn_ 72 ; ∆l _ 11 Nhớt Shell : corena P100 - Ap suất hệ thống bôi trơn giới hạn ( áp suất tuyệt đối) ÷ 45 15 Nhiệt độ khí nạp : °C : ÷ 45 Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp 16 Sinh Viên: Trần Văn Hiền Nhiệt độ khí nén ống dẫn sau cấp nén 1, không cao °C : 180 17 Nhiệt độ khỏi máy nén cao : 70°C 18 Nhiệt độ dầu cácte ( °C) khơng cao : 90 19 Thể tích dầu đổ vào cácte ( lít) : 3,35 20 Vịng bi đầu trục : 311 Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp khí (cơn hơi) cho tời khoan cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động giàn Đây loại máy nén khí piston chữ V, cấp nén tác dụng đơn dãy, xilanh Áp suất cửa vào áp suất khí quyển, áp suất cửa 8kg/cm với lưu lượng 5m3/phút 1.1.4.2 Máy nén khí trục vít GA75,GA22,GA30,SSP,MH75… Loại máy nén dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệ thống bơm tram ximăng nhu cầu khác… 1.1.4.3 Máy nén INGERSOLLRAND T30 - 7100 Loại máy dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hố 1.2 Sơ đồ cơng nghệ trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100: Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Hình 1.1 - Sơ đồ cơng nghệ trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100 TI: Đồng hồ đo nhiệt PI: Đồng hồ đo áp suất PSV: Van an toàn SDY: Van điện từ PSHH: Rơle khống chế áp suất cao PSLL: Rơle khống chế áp suất LSLL: Rơle khống chế mức dầu thấp CV: Van điều áp 1: Máy nén khí 2: Động điện 3: Bầu lọc khơng khí 4: Thiết bị làm mát sau 5: Bình chứa 6: Bình tách nước 7: Phin lọc 8: Phin lọc trước 9: Bình sấy 10: Phin lọc sau thấp DT: Bộ phận xả tự động : Van cầu 1.3 Những u cầu cơng nghệ hệ thống tự động hóa: Hiện cơng trình biển Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro tồn hai hệ thống khí nén cao áp thấp áp, nhằm mục đích cung cấp nguồn lượng khí nén cho thiết bị hệ thống sau: Đại học Mỏ - Địa Chất Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp - Sinh Viên: Trần Văn Hiền Các thiết bị đo lường, như: cột mực chất lỏng cho bình, bể cơng nghệ… - Các hệ thống điều khiển, tự động hóa, như: trạm điều khiển van dập giếng (ACS, TOE…); Hệ thống điều lưu lượng (các van mim);các rơle hệ thống bảo vệ; điều khiển đóng mở van cầu, thiết bị chặn khác - Các thiết bị dẫn động khí nén, như: hệ thống khởi động cho động diezen công suất lớn; động kiểu roto; cac máy bơm, máy mài, máy khoan, thiết bị tháo lắp bulông, thiết bị phun sơn… - Hệ thống vân chuyển ximăng, phục vụ cho q trình khoan - Các mục đích khác, như: làm bề mặt gia công, sửa chửa, làm vệ sinh cơng nghiệp đó, gọi dịng khai thác, khuấy trộn dung dịch xi măng q trình khoan… Khí nén tạo từ máy nén khí chứa đựng nhiều tạp chất bụi bẩn, độ ẩm mức độ khác Chất bẩn bao gồm: bụi, độ ẩm khơng khí hút vào, phần tử nhỏ chất cặn bã dầu bơi trơn truyền động khí Hơn nữa, q trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên gây q trình oxy hóa số phần tử kể trên.Như vây khí nén bao gồm chất bẩn tải đường ơng dẫn khí gây nên an mịn, gỉ ống hệ thống điều khiển Cho nên khí nén sử dụng kỹ thuật phải sử lý Mức độ sử lý khí nén tùy thuộc vào phương pháp sử lý, từ xác định chất lương khí nén tương ứng cho trường hợp cụ thể Như tùy theo mục đích sử dụng, yêu cầu công nghệ hệ thống tự động hóa gồm vấn đề sau: • Đảm bảo độ Điều đảm bảo không bị kẹt bị tắc nghẽn phím lọc , ricler chi tiết , phần tử có độ xác cao thiết bị, thiết bị kiểm tra , đo lường hệ thống điều khiển ,tự động hóa Để đánh giá độ ,người ta đưa tiêu chuẩn độ lớn tạp chất Theo tiêu chuẩn hội đồng xí nghiệp châu âu PNEURP (European Committee of Mannufacturers of Compressors, Vacuumpumps and Pneumatic tools ) đề ra, độ lớn tạp chất khí nén khơng vượt q 70 μm Đại học Mỏ - Địa Chất 10 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49 Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Hình 4.2a – Thanh Trượt Để lắp đặt tốt truyền đai, trước tiên ta phải kiểm tra độ đảo hai bánh đai lắp động bánh đai lắp máy nén + Với đường kính hai bánh đai lắp động điện d mt = 270 mm, độ đảo mặt đầu cho phép là: 0,15 mm, độ đảo hướng kính cho phép là: 0,08 mm + Với đường kính hai bánh đai lắp máy nén d mm= 470 mm, độ đảo mặt đầu cho phép là: 0,23 mm, độ đảo hướng kính cho phép là: 0,12 mm Sơ đồ kiểm tra độ đảo hình vẽ 4.2b, 4.2c Hình 4.2b – Sơ đồ kiểm tra độ đảo bánh đai Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 70 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền -Nếu bánh đai có độ đảo nằm khoảng cho phép, ta tiến hành cân chỉnh độ đồng phẳng trung bình hai bánh đai, ta kiểm tra độ đồng phẳng phương pháp đo mặt đầu hai vành bánh đai thước dây theo sơ đồ sau: Hình 4.2c – Sơ đồ kiểm tra độ đồng phẳng bánh đai + kích thước δ1 δ2, A B, C D phải xấp xỉ giới hạn cho phép + kích thước khơng đạt u cầu ta phải tiến hành dịch chuyển động điện theo rãnh trượt theo phương ngang để đảm bảo kích thước nằm ngang cho phép tiến hành siết chặt bulông để cố định trượt với đế máy Sau tiến hành lắp đặt dây đai, căng dây đai theo lực cho phép Căng dây đai ta nhờ trượt động điện theo phương dọc nhờ rãnh trượt, dây đai đạt độ căng đai cho phép ta xiết chặt bulông đế động điện để cố định vào đế máy + Vị trí động điện máy nén tối quan trọng ảnh hưởng đến truyền đai, sau phương pháp cân đai đơn giản mà thực lắp đặt trạm nén khí: - Khi lắp đặt dây đai hay thay đai không cố định động điện mà phải nới lỏng bulông đế động cơ, đồng thời sử dụng bulơng đai để dịch chuyển động phía máy nén hay nguợc lại , nhiên máy nén cố định - Việc căng dây đai quan trọng dây đai mà chùng gây tượng trượt đai, hao phí cơng suất, ngun nhân gây mòn đai bánh đai Nếu Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 71 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền chỉnh dây đai căng gây đai hoạt động tải, ổ bi tải dẫn đến ổ bi bị mịn nhanh bị vỡ ổ bi - Để kiểm tra nhanh xác định chúng trạng thái kỹ thuật hiệu chỉnh nhanh sử dụng phương pháp quan sát chùng nhanh ( nhánh dây đai không tải) đai chúng chế độ làm việc hình 4.3 Hình 4.3 – Quan sát nhánh chùng đai - Sau phương pháp kiểm tra độ căng dây đai có sử dụng cân lị xo (hình 4.4), với phương pháp có kết xác: • Bước 1: xác định khoảng cách T tâm bánh đai máy nén bánh đai động • Bước 2: Từ điểm khoảng cách T ta lắp cân lòxo sử dụng lực để kéo cân lòxo cho độ võng dây đai là:1/64 inch tương ứng với inch chiều dài Ví dụ khoảng cách T = 100 inch độ võng 1/64 x 100 = 39.6 mm với độ võng lực căng bình thường có giá trị hiển thị đồng hồ 0,565 kg + Tuy nhiên theo kinh nghiệm cho biết với dây đai hoàn toàn cho phép đặt chế độ 150 % giá trị lực căng bình thường Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 72 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Hình vẽ 4.4 – Cân lò xo kiểm tra độ căng đai + Sau truyền đai cân chỉnh ta tiến hành lắp đặt quạt gió, ống làm mát trung gian, làm mát sau, lắp ráp thiết bị cần ý tới bề mặt tiếp xúc chi tiết với thường dùng đệm Amiăng làm kín để đảm bảo độ kín, tránh rị rỉ vận hành + Tiến hành lắp đặt bình chứa khí lên đế trạm nén, dùng palăng để đưa bình chứa vào vị trí định sẵn nhà thiết kế, ý vị trí đường ống vào cho phù hợp với thiết kế, sau siết chặt bulơng nối đế bình chứa với đế trạm nén + Lắp bảng táp lô điều khiển thiết bị điện khác, rơle, đồng hồ Chú ý không cấp điện vào hệ thống sử dụng điện giai đoạn lắp + Tiến hành lắp đặt phận lại trạm nén như: Hệ thống sấy, hệ thống phin lọc, hệ thống van Hệ thống ống xả nuớc cần ý đường phải thông với đường xả nước chung giàn, tránh nhiễm bẩn nước làm vệ sinh xung quanh khu vực trạm nén + Công việc cuối lắp ráp hệ thống đường ống theo kích cỡ lắp đặt sẵn lắp ráp chỗ nối ống dẫn ta ý tra mỡ vào bulơng mặt bích nhằm tạo điều kiện tốt trình tháo lắp sau Việc lắp ráp đường ống kích thước hình xem hình hình 2.22, 2.23, 2.24 2.25 ( chương II) 4.2.Quy trình vận hành trạm nén khí Ingersoll - Rand T30: - Trạm nén khí sau lắp hoàn chỉnh tiến hành kiểm tra đưa vào chạy rà để tăng tuổi thọ máy nén - Kiểm tra mức nhớt hộp cácte máy nén, ý nên đổ nhớt mức đầy (full) Khi mức dầu hạ xuống thấp phao hộp cácte hạ xuống tác động vào rơle khống chế mức dầu thấp hoạt động, báo tín hiệu cho phận điều khiển lúc máy nén ngưng hoạt động để kiểm tra mức dầu nhớt Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 73 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền - Kiểm tra hệ thống ống trạm nén, ý trường hợp chạy rà ( chạy không tải) đường máy khơng nối với hệ thống ống trạm nén đầu máy nén thơng với mơi trường khí (Pra= Pkq) - Kiểm tra chiều quay động điện cách tác động nhẹ vào nút “Start”, kiểm tra chiều quay động quay thử phải chiều phù hợp với mũi tên vỏ bảo vệ đai Nếu động quay ngược chiều quy định phải tiến hành thay đổi chiều quay cách đổi ba pha nguồn điện cung cấp vào động - Sau kiểm tra xong, máy nén hoạt động trạng thái đường vào đóng, đường thơng với khí máy nén hoạt động hồn tồn khơng tải, thời gian chạy rà khoảng giờ, chạy rà nhấp nhô tế vi bề mặt chi tiết chuyển động lớn gây bó dính lực ma sát cục nhiệt sinh cục bộ, giảm tuổi thọ máy Nếu ta chạy rà kỹ bề mặt làm việc nhấp nhô tế vi nhỏ đảm bảo độ kín tuổi thọ máy kéo dài Trong trình chạy rà phải kiểm tra độ rung máy nén, độ rung lớn ta phải tìm biện pháp khắc phục ngay, đồng thời phải nghe tiếng kêu phát từ máy nén để biết hoạt động cụm chi tiết, có tiếng kêu va đập phải tiến hành khắc phục thay cụm chi tiết không đảm bảo kỹ thuật Sau chạy rà ta tiến hành xả nhớt rửa hộp cácte để đảm bảo cho mạt kim loại sinh q trình chạy rà đưa ngồi - Để đưa trạm nén vào hoạt động ta phải tiến hành điều chỉnh đặt áp suất cho phép yêu cầu cần thiết khác trình hoạt động Phạm vi áp suất lớn máy nén 14 at, thời gian chạy không tải phút, thời gian chạy không tải trước ngừng máy phút Với yêu cầu ta điều chỉnh rơle sau: + Điều chỉnh rơle áp suất: Để điều chỉnh rơle áp suất trêb hệ thống ống, bình chứa trạm nén khí áp suất bình chứa nâng lên at, ta tiến hành điều chỉnh rơle khống chế áp suất thấp cho áp suất rơle bắt đầu hoạt động có tác dụng báo tín hiệu cho phận điều khiển tự động để cung cấp nguồn điện cho Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 74 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền động cơ, lúc máy nén hoạt động tiếp tục nhận khí vào trạm nén để nâng cao áp suất lên at, sau đặt mức áp suất điều chỉnh cho rơle khống chế áp suất cao hoạt động tác động báo tín hiệu cho điều khiển tự động ngừng cấp điện cho động Sau thời gian định nhờ trợ giúp rơle thời gian máy nén làm việc liên tục + Điều chỉnh rơle thời gian: Rơle thời gian khống chế thời gian chạy không tải khởi động, với rơle khi rơle áp suất tác động mạch điện vào động điện máy nén hoạt động trạng thái không tải Sau thời gian (1 phút) rơle tác động vào van điện từ, van điện từ điều khiển nguồn khí ni làm cho van đầu vào cấp mở lúc máy nén bắt đầu hoạt động có tải Rơle thời gian khống chế thời gian chạy không tải trước ngừng máy, ta điều chỉnh thời gian hoạt động rơle rơle áp suất cao tác động làm cho van điện từ đóng, lúc van đầu vào cấp đóng máy nén hoạt động trạng thái không tải Sau thời gian ta điều chỉnh khoảng phút rơle thời gian tác động làm ngắt hồn tồn mạch cấp cho động điện Sau điều chỉnh rơle máy nén hoạt động hoàn toàn tự động + Rơle khống chế mức dầu thấp (xem hình vẽ): Trong trình hoạt động, mức dầu bôi trơn máy nén không đủ lượng cho phép sinh ma sát nhiệt lớn chi tiết chuyển động, từ gây mịn hỏng nhanh dẫn đến máy nén hỏng hóc khơng làm việc Do máy nén người ta lắp đặt rơle khống chế mức dầu thấp hoạt động sau: Phao (1) tác động đến rơle lắp để bảo vệ máy nén tranh hư mòn chi tiết bên mức dầu hộp cácte khơng đủ Nhận tín hiệu rơle khống chế mức dầu thấp hoạt động báo tín hiệu cho phận điều khiển tự động cắt nguồn điện cho động cơ, đồng thời báo tín hiệu đèn hay chng điện thoại để người vận hành biết khắc phục Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 75 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền 4.3 Cơng tác an tồn lao động: 4.3.1.u cầu chung: Thợ máy sử dụng máy nén khí dược giao nhiệm vụ bảo vệ máy nén, đảm bảo chế độ công nghệ làm việc ổn định Thợ máy phép làm việc qua kiểm tra y tế, đủ điều kiện để đứng máy Thợ đứng máy trước vào làm phải qua đào tạo chun mơn, hướng dẫn an tồn cơng việc qua kiểm tra kiến thức Thợ máy sau tháng phải hướng dẫn định kỳ an tồn kiểm tra kiến thức chun mơn an toàn Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 76 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Thợ đứng máy phải trang bị đầy đủ đồ bảo hộ mang chúng để đảm bảo an toàn làm việc đứng máy, quần áo, mũ bảo hộ phải gọn gàng phù hợp với công việc mặc chỉnh tề, cẩn thận Nghiêm cấm sử dụng lửa, hút thuốc thời gian làm việc, hút thuốc nơi qui định Nghiêm cấm làm việc thiết bị hư hỏng, tháo rỡ hàng rào bảo vệ Không sử dụng dụng cụ bị sứt mẻ, rạn nứt trang thiết bị hư hỏng Thợ máy phải ln có thiết bị, dụng cụ trạng thái tốt Thợ máy cần phải biết tiếp nhận sử lý cứu trợ bạn công việc khơng lần năm phải hướng dẫn trường hợp sảy tai nạn lao động 10 Để kiểm tra chế độ làm việc trình cơng nghệ, thợ máy cần thiết phải biết quy chế công nghệ hệ thống, sơ đồ công nghệ hướng dẫn sử dụng chúng 11 Bảng điều khiển phải rõ ràng đặt vị trí hợp lý, dễ quan sát 4.3.2.u cầu an tồn thực công việc : Trước bắt đầu công việc thợ máy cần phải đọc sổ giao ban công việc ca trước, thị lãnh đạo, mang quần áo, giầy dép bảo hộ thiết bị bảo hộ khác, kiểm tra tình trạng máy trước nhận công việc, công việc kiểm tra gồm khâu sau : 1.Kiểm tra xem có hư hỏng khơng 2.Kiểm tra hệ thống điều khiển có trục trặc khơng 3.Kiểm tra bơi trơn cho hệ thống truyền động 4.Kiểm tra đường khí vào, đường khí chế độ làm việc 5.Kiểm tra thiết bị che chắn 6.Kiểm tra thiết bị an toàn cho máy người 7.Kiểm tra đầu chất khí nén 8.Kiểm tra hệ thống van an toàn Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 77 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền 9.Kiểm tra phần truyền động, coi chắn trục bánh quay theo chiều kim đồng hồ, cịn trục khuỷu quay ngược lại 10.Mở nắp carte kiểm tra xem bên có bị bẩn, rỉ xét hay vật lạ máy nén đưa hoạt động lần đầu 11.Kiểm tra mức dầu bôi trơn carte que thăm nhớt 12.Kiểm tra hệ thống bơm dầu bôi trơn 13.Đổ đầy đủ chất lỏng dùng việc làm bánh công tác 14.Kiểm tra xiết chặt bulông, chỗ nối, độ kín mặt bích, tình trạng làm việc vòng đệm, vòng bi Chú ý : Trong trường hợp kiểm tra phát hư hỏng phải tìm cách khắc phục Khơng tự khắc phục báo cho đốc cơng kỹ sư phụ trách Chương V – Tính Tốn Lựa Chọn Máy Nén Khí 5.1 Tính tốn thơng số bản: 5.1.1 Phương pháp tính tốn thơng số máy nén khí piston: Trong điều kiện giàn, việc đáp ứng nhu cầu sử dụng khí nén làm nguồn ni cung cấp cho hệ thống điều khiển tự động, địi hỏi việc lựa chọn máy móc, thiết bị cho phù hợp với điều kiện làm việc Khi có nhiều loại máy để lựa chọn đưa vào hoạt động, chủng loại có ưu điểm hạn chế định, trách nhiệm phải phải tính toán lựa chọn chủng loại cho phù hợp với nơi làm việc giảm hạn chế máy nhiều tốt Để thực cơng việc này, địi hỏi phải nắm vững thơng số đặc tính loại, để từ phân tích, tính tốn chúng xem loại phù hợp để đáp ứng nhu cầu đặt cho khí nén đưa vào hoạt động Lúc đạt hiệu quả, suất cao tuổi thọ chúng lớn Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 78 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Trong công tác nghiên cứu để đưa chủng loại máy mà tính ưu việt cao, phù hợp với điều kiện làm việc vấn đề quan trọng Do yêu cầu đặt cho máy nén, nói kiểu máy nén khí piston có dầu bơi trơn loại máy nén có nhiều ưu điểm so với loại máy nén khác làm việc giàn khoan, khai thác Do chuyển động tịnh tiến piston, nên máy nén piston làm việc tạo áp suất cao, lưu lượng ổn định với số vòng quay cao 5.1.2 Tính tốn suất khí nén u cầu Năng suất nén lượng khí nén phục vụ cho thiết bị tự động hoá khoảng thời gian định, tính cơng thức sau: n V = α i ψ k ∑ zi qi + ∆V (m3/ph) Trong đó: - zi: Số lượng thiết bị dùng khí thứ i - qi: Lượng tiêu thụ khí nén cho máy thứ i - αi: Hệ số sử dụng đồng thời thiết bị dùng khí thứ i α = 1,0 - 0,85 có thiết bị zi 30 - Ψ: Hệ số tăng lượng khí nén thiết bị dùng khí bị cũ hỏng Ψ = 1,1 - 1,2 - k: Hệ số kể đến tổn thất khí nén chỗ ống nối k = 1,2 - n: Số nhóm thiết bị dùng khí loại - ∆V: Tổn thất lượng khí nén đường ống dẫn từ máy nén khí tới nơi sử dụng khí ∆V= α L m3/ph Với: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 79 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền L: Là chiều dài đường ống (km) L = 500 (m) = 0,5 (km) α =1,5 (m3/ph/km): Là tổn thất km chiều dài ống Số nhóm thiết bị n = - nhóm 1: Là nhóm van Min (20 cái) q1= 0,1 m3/ph - nhóm 2: Là nhóm thiết bị đo thuộc bình 100 m3 (1 cái) q5=2,0 m3/ph Tổng thiết bị sử dụng khí 21 ta có thơng số tính tốn chọn sau: - α = 0,75 - Ψ = 1,1 - k = 1,2 - ∆V= 1,5 x0,5 = 0,75 m3/ph Do vậy, ta tính suất tính tốn giàn MSP - 8: n V = α i ψ k ∑ zi qi + ∆V (3.2) V= 0,75.1,1.1,2.(20.0,1 + 2) + 0,75 = 4,71 (m3/ph) 5.1.3 Tính tốn áp suất u cầu: Tính tốn áp suất yêu cầu dựa vào công thức sau: Ptmnk = Ptbdk + ∆P Với: Ptmnk: áp suất tính tốn máy nén khí Ptbdk: áp suất mà thiết bị dùng khí yêu cầu, thông thường Ptbdk= Pmax ∆P: Tổn thất áp suất đường ống dầu từ máy nén đến thiết bị dùng khí Thơng thường ∆P= λ.L.Pmnk Với: L = 0,5 (km) λ = 0,05 (tổn thất 1km đường ống) Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 80 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Đối với máy nén khí T30 – 7100x10 sử dụng giàn MSP - cung cấp cho thiết bị tự động như: van Mim, nhiệt độ bình đo, tách bình 100 m áp suất lớn thiết bị vào khoảng 8,5 (bar), đó: ∆P = 0,05.0,5.8,5 = 0,2 (bar) Do đó: Ptmnk = 8,5 + 0, = 8, (bar) So sánh với áp suất lớn máy nén khí T30 – 7100x10 12 (bar) việc lựa chọn máy nén khí phù hợp với yêu cầu giàn MSP - Từ hai thông số Vtmnk Ptmnk ta chọn máy nén khí T30 – 7100x10 với thơng số Vmnk ≥ V Pmnk ≥ P 5.2 Lựa chọn máy nén khí: Nếu ta lựa chọn máy nén khí T30 – 7100x10 suất máy nén khí máy 1,71 (m3/ph), trạm nén khí Ingersoll Rand T30 gồm máy ,như V thực tế = 1,71.3 = 5,1 (m3/ph) Như vậy: lựa chọn máy nén khí Ingersoll Rand T30 phù hợp với thực tế giàn MSP - So sánh với áp suất lớn máy nén khí T30 – 7100x10 12 (bar) việc lựa chọn máy nén khí phù hợp với yêu cầu giàn MSP - Từ hai thông số Vtmnk Ptmnk ta chọn máy nén khí T30 – 7100x10 với thông số Vmnk ≥ V Pmnk ≥ P Từ thông số cho thấy lựa chọn trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100x10 phù hợp Ngồi chức cung cấp khí đạt u cầu như: Nguồn khí sạch, khơ, áp suất khí ổn định, nhiệt độ khí thấp Thì cịn hoạt động hồn toàn tự động Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 81 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Trạm nén khí Ingersoll Rand cung cấp nguồn khí khơ, đảm bảo cho đường ống dẫn đến nơi sử dụng, thiết bị đo bị hư hỏng, tắc nghẹt Sự chênh lệch nhiệt độ với mơi trường thấp gây sai số dùng nguồn khí để đo Ngồi ra, trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100x10 bố trí gọn, thiết kế hồn hảo, độ rung ít, độ ồn khơng cao, hệ thống an tồn tốt, ưu điểm mà trạm nén khí phù hợp với cơng trình biển với khó khăn mặt lắp đặt việc chống rung cho toàn giàn, nên việc đưa vào sử dụng trạm nén khí vào sử dụng hợp lý Nhiệm vụ trạm nén khí là: Cung cấp nguồn khí sạch, khơ, áp suất ổn định để làm nguồn nuôi phục vụ cho hệ thống đo lường điều khiển thiết bị tự động khác Ứng dụng nguồn khí giàn cụ thể sau: - Dùng nguồn khí đầu trạm nén làm nguồn lượng để ni thiết bị đo đo mức dầu bình chứa ( 1000 m3), trì áp suất lượng dầu bình chứa mức cố định Đo áp suất điểm cần đo hệ thống công nghệ - Dùng nguồn khí làm nguồn đóng mở van Min, nhằm ổn định lưu lượng áp suất khí xuống giếng dầu - Dùng nguồn khí để đóng mở van cầu đường Gazlip đóng mở van cầu phân phối khí cho giàn khác - Dùng nguồn khí để đo thông số cần thiết thiết bị đặt Block 1, 2, Những tín hiệu truyền máy tính Block đưa vào phận chấp hành để hiển thị nhằm mục đích kiểm tra, theo dõi điều chỉnh cho phù hợp với mức đặt sẵn công nghệ khai thác Đồng thời Block 1, 2, nguồn khí dùng để đưa vào thiết bị đo hiển thị Block ghi lại thơng số cần thiết theo thời gian để kiểm tra thông số cần thiết thời gian áp dụng, đặc biệt công nghệ khai thác vận chuyển dầu giàn - Ngoài cịn dùng nguồn khí từ máy nén để vận hành máy bơm trộn hoá phẩm xuống giếng Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 82 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Do trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100x10 thiếu giàn khai thác cố định Nó thật đóng vai trị quan trọng q trình khai thác vận chuyển dầu khí KẾT LUẬN Trạm nén khí làm việc có hiệu đảm bảo thông số kỹ thuật thiết kế thời gian dài, với chi phí vận hành bảo dưỡng thấp Hiệu khí máy nén phụ thuộc vào điều kiện sau: - Chất lượng khí đầu vào phải khơ, đảm bảo - Lưu lượng áp suất máy nén phải phù hợp với yêu cầu sử dụng - Máy nén phải bôi trơn với yêu cầu thiết kế - Máy nén hoạt động tốt - Vận hành máy quy trình, thơng số kỹ thuật - Lịch bảo dưỡng định kỳ theo điều kiện làm việc Cho đến thời gian này, tơi hồn thành xong đồ án tốt nghiệp hướng dẫn tận tình thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn Văn Giáp Tuy nhiên tơi khơng tránh khỏi thiếu sót định Kính mong góp ý thơng cảm thày cô Một lần xin chân thành cám ơn thày giáo Tiến sĩ Nguyễn Văn Giáp thày giúp đỡ tơi hồn thành đồ án Hà Nội, tháng 06 năm 2009 Trần Văn Hiền TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 83 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền Nguyễn Văn May Bơm, quạt máy nén khí Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1997 Nguyễn Hữu Bình Trạm nén khí di động Nhà xuất công nhân kỹ thuật, Hà Nội 1985 Đỗ Trọng Hùng Sửa chữa máy công nghiệp Nhà xuất công nhân kỹ thuật, Hà Nội 1983 Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất giáo dục, 1998 Ts Nguyễn Đức Sướng – Cao Ngọc Lâm Bài giảng máy thuỷ khí Đại học Mỏ - Địa Chất V – M Cherkassky Pumps, Fans and compressors Mir Publishes, Moscow 1985 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất 84 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí ... Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 phục vụ cho công tác khai thác dầu giàn MSP – 5? ?? với chun đề: “ Tính tốn lựa chọn máy. .. nhiệm vụ trạm nén 2.1 Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.1 - Sơ Đồ Cấu Tạo Trạm Nén Khí Ingersoll Rand T30 - 7100 2.2 Đặc tính kỹ thuật máy nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100 : −Kiểu máy: T30 – 7100 x 10 −Tốc... trình bảo dưỡng máy nén khí Ingersoll Rand T30 – 710 0x1 0: 3.1.1 Bảo dưỡng T.O-1 ( tháng):-Thời gian làm việc MNK từ 350 ÷ 50 0 h A -Công tác chuẩn bị: 1) Bộ phận vận hành (Đốc công khai thác,