MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HÌNH TÊN HÌNH VẼ TRANG Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể máy bơm 12 Hình 2.2 Sơ đồ thân máy bơm 14 Hình 2.3 Sơ đồ mặt cắt dọc máy bơm Sulzer 14 Hình 2.4 Ổ đỡ phía đầu động 15 Hình 2.5 Ổ đỡ phía đầu tự 15 Hình 2.6 Khớp nối 16 Hình 2.7 Vịt dầu giữ mức ổn định Denco 18 Hình 2.8 Cấu tạo động 19 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý bơm ly tâm 20 10 Hình 2.10 Nguyên lý hoạt động bơm ly tâm 21 11 Hình 3.1 Sơ đồ lắp đặt bơm MSP9 24 12 Hình 4.1 Trục bơm 42 13 Hình 4.2 Bánh cơng tác cấp 45 14 Hình 4.3 Bánh cơng tác trái 47 15 Hình 4.4 Bạc làm kín bơm 49 16 Hình 4.5 Gối đỡ chặn 51 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT SỐ HIỆU TÊN BẢNG BẢNG 1.1 Độ nhớt dầu thô mổ Bạch Hổ TRANG 2.1 Thống kê chi tiết bơm Sulzer 22 3.1 Hệ số tổn thất cục 26 4.1 Các dạng hỏng hóc biện pháp khắc phục 36 4.2 Quy trình cơng nghệ kiểm tra sửa chữa 43 trục bơm 4.3 Quy trình cơng nghệ sửa chữa bánh cơng tác 46 cấp 4.4 Quy trình cơng nghệ sửa chữa bánh cơng tác 47 trái 4.5 Quy trình cơng nghệ sửa chữa bạc làm kín 49 bơm 4.6 Quy trình cơng nghệ sửa chữa gối đỡ chặn 51 LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành cơng nghiệp dầu khí hiện trở thành ngành cơng nghiệp trọng điểm đất nước Hiện công ty, xí nghiệp trực thuộc Tập đồn Dầu Khí Việt Nam hợp tác với công ty nước ngoài, thực hiện dự án đầu tư tập đoàn, khẳng định tiềm phát triển mạnh mẽ ngành dầu khí Việt Nam Năm 1981, xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro thành lập mở giai đoạn để phát triển ngành dầu khí non trẻ Hàng năm cán cơng nhân dầu khí đào tạo, dịnh vụ dầu khí Vũng Tàu hình thành với nhiều loại phương tiện thiết bị kỹ thuật, đầu tư để phục vụ cho công tác tìm kiếm thăm dị khai thác dầu khí Tháng 6/1996 xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro đưa mỏ Bạch Hổ vào khai thác với sản lượng 40 ngàn dầu thơ, ngày 12 -10 -1997 xí nghiệp khai thác 50 triệu dầu thơ, tính riêng năm 1998 khai thác 12 triệu dầu thô Hiện mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng xây dựng 40 cơng trình biển có cơng trình chủ ́u như: 12 giàn cố định, 10 giàn nhẹ, giàn công nghệ trung tâm, giàn khí nén, giàn trì áp suất vỉa, giàn khoan tự nâng, trạm rót dầu không bến Lắp đặt 400 km đường ống ngầm kết nối cơng trình nội mỏ liên mỏ thành hệ thống cơng nghệ liên hồn Ngày nay, ngành dầu khí Việt Nam có phát triển vượt bậc, sản lượng khai thác ngày tăng, trang thiết bị ngày hiện đại, đội ngũ cán đào tạo có tay nghề cao Do đặc điểm địa chất, kiến tạo thềm lục địa Việt Nam, nên mỏ hầu hết nằm thềm lục địa, ảnh hưởng vị trí địa lý mỏ nằm ngồi biển, khí hậu khắc nghiệt, nên q trình thăm dị khai thác gặp nhiều khó khăn Để đạt mục tiêu đề xí nghiệp liên doanh cịn nhiều việc phải làm, cơng việc quan trọng nghiên cứu giải pháp hợp lý nhất, kinh tế sử dụng loại máy móc, thiết bị cơng tác khoan, khai thác, vận chuyển dầu khí Các đề tài nghiên cứu lĩnh vực dầu khí phong phú đa dạng, riêng ngành khí thiết bị phục vụ cho cơng tác tìm kiếm, thăm dò khai thác phong phú đa dạng Các máy móc ngày hiện đại, nhiên có khuyết điểm việc nghiên cứu tìm giải pháp tối ưu để khắc phục khuyết điểm nâng cao hiệu sử dụng điều cần thiết hiện Là sinh viên nghành thiết bị dầu khí cơng trình - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, em tâm huyết với thiết bị vận chuyển dầu, cụ thể máy bơm vận chuyển dầu Sulzer MSD-D-4-8-10.5B sử dụng rộng rãi công tác vận chuyển dầu cơng trình biển XNLD “Vietsovpetro ” Đề tài em là: “ Tính toán lựa chọn chế độ làm việc máy bơm Sulzel MSD-D-4-8-10.5B ” Nội dung đề tài gồm chương Chương 1: Giới thiệu chung bơm vận chuyển dầu xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý làm việc bơm Sulzer MSD-D-4-8-10.5B Chương 3: Tính toán lựa chọn chế độ làm việc máy bơm Sulzer MSD D4-810.5B Chương 4: Quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa bơm sulzer Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Ths NGUYỄN THANH TUẤN môn Máy Thiết bị mỏ thầy cô mơn Thiết bị dầu khí Cơng trình, bạn lớp giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Mặc dù cố gắng kiến thức thực tế, kiến thức thân, thời gian thực tập nguồn tài liệu hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn bè để xây dựng đồ án hoàn thiện Hà Nội, tháng 05 năm 2017 Sinh viên CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ VIETSOVPETRO 1.1.Yêu cầu nhiệm vụ Do đặc điểm địa lý nước ta nên mỏ dầu khí mà xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro thăm dị khai thác nằm ngồi biển Vì thế việc lựa chọn bố trí bơm vận chuyển dầu điều hết sức cần thiết Hiện xí nghiệp khai thác hai mỏ Bạch Hổ mỏ Rổng khoảng cách hai mỏ khoảng 30 km Tại giàn cố định sau dầu khai thác lên từ giếng khoan đưa đến bình tách để xử lý cơng nghệ, sau dầu đưa đến bình chứa lắp đặt giàn khoan Để vận chuyển dầu từ bình chứa đến giàn cơng nghệ trung tâm số bơm trực tiếp tàu chứa người ta phải sử dụng thiết bị để vận chuyển Một phương pháp vận chuyển dầu sử dụng phổ biến ngành công nghiệp dầu khí phương pháp vận chuyển đường ống, so với phương pháp khác phương pháp có ưu điểm: Kết cấu đơn giản, an tồn sử dụng ảnh hưởng đến cơng trình bề mặt Khi vận chuyển dầu đường ống vấn đề đặt phải trì lượng dịng chảy ln ln lớn tổn thất lượng suốt chiều dài đường ống bao gồm tổn thất dọc đường tổn thất cục Để đảm bảo trình khai thác dầu giàn khoan liên tục tránh tình trạng dầu khai thác lên ứ đọng bình chứa làm ảnh hưởng đến công tác khai thác Để giải quyết vấn đề phải lựa chọn máy bơm cho hợp lý, máy bơm sử dụng để vận chuyển dầu có đặc điểm riêng so với loại máy bơm ngành công nghiệp khác phải thỏa mãn yêu cầu sau: + Bơm làm việc có lưu lượng đảm bảo yêu cầu + Cột áp bơm đảm bảo nhiệm vụ hệ thống thu gom xử lý + Tách dầu khỏi khí nước + Dùng hố phẩm để gia nhiệt hạ nhiệt độ đông đặc dầu + Phân phối dòng sản phẩm nhờ cụm Manhephon đến thiết bị đo, kiểm tra, xử lý theo sơ đồ công nghệ + Hiệu suất bơm cao + Bơm làm việc ổn định lâu dài + Máy bơm vận chuyển chất lỏng có độ nhớt cao + Dễ vận hành sửa chữa 1.2 Tính chất hóa lý dầu thơ mỏ Bạch Hổ Tính chất hóa lý dầu thơ có ảnh hưởng đến chế độ làm việc độ bền bơm Nếu chất lỏng có tính axit gây nên hiện tượng ăn mịn hóa học chi tiết bơm Với chất lỏng vận chuyển dầu thơ mà ta cần phải biết tính chất Dưới tính chất dầu thơ mỏ Bạch Hổ - Nhiệt độ đông đặc dầu Đối với dầu thơ mỏ Bạch Hổ có nhiệt độ đơng đặc khoảng 29 ÷ 34 oC hàm lượng prafin 20 ÷ 25% Trong nhiệt độ mơi trường khoảng 23 ÷ 24 oC điều gây khó khăn cho việc vận chuyển - Độ nhớt yếu tố quan trọng, thể hiện chất chất lỏng Trong dịng chảy ln tồn lớp chất lỏng khác vận tốc, lớp có tác dụng tương hỗ lớp theo phương tiếp tuyến chúng Lực có tác dụng làm giảm tốc độ lớp chảy chậm Ta gọi lực ma sát Bảng 1.1 Kết thực nghiệm xác định độ nhớt dầu mỏ Bạch Hổ t > 61oC 38oC < t < 61oC 30oC < t < 38oC t < 30oC µ = 0,06e-0,01t µ = 0,03e -0,04t µ = 3,47e-0,88t µ = 10,2e-0,16t - Tỷ trọng Tỷ trọng dầu phụ thuộc nhiều vào độ nhớt thành phần dầu Trong suốt trình vận chuyển dầu nhiệt độ thay đổi dọc theo đường ống làm tỷ trọng thay đổi theo Tỷ trọng dầu mỏ Bạch Hổ 20oC là: P20 = 840 (kg/m3) - Thành phần Dầu thơ mỏ Bạch Hổ có hàm lượng lưu huỳnh thấp (nhỏ 0,1%) Tuy nhiên hàm lượng prafin cao khoảng 25% Thành phần prafin đa dạng bao gồm nhiều phần tử prafin có chiều dài mạch cacbon khác Dầu thô mỏ Bạch Hổ phần lớn prafin có mạch cacbon dài nhiệt độ bắt đầu kết tinh cao khoảng 48oC Do thành phần đa dạng nên nhiệt độ kết tinh prafin không xác định Các prafin mạch dài kết tinh trước, prafin mạch ngắn kết tinh sau nhiệt độ thấp prafin kết tinh nhiệt độ khác Qua nghiên cứu cho thấy hàm lượng prafin kết tinh lớn khoảng 38÷43 oC Sự phân tách prafin trình vận chuyển dầu ảnh hưởng đến thông số khác nhiệt độ, độ nhớt… 1.3 Các loại bơm ly tâm sử dụng công tác vận chuyển dầu mỏ Bạch Hổ Hiện có nhiều loại máy bơm sử dụng cơng tác vận chuyển dầu khí như: Máy bơm piston, máy bơm ly tâm, máy bơm hướng trục, máy bơm phun tia…mỗi loại máy bơm có công dụng phạm vi sử dụng khác Trong cơng tác vận chuyển dầu khí người ta thường sử dụng máy bơm ly tâm so với loại máy bơm khác máy bơm ly tâm có ưu điểm sau: - Đường đặc tính bơm phù hợp với yêu cầu thay đổi mạng đường ống dẫn điều kiện vận hành riêng biệt - Bơm có phạm vi sử dụng lớn suất cao: + Cột áp bơm từ 10 đến hàng nghìn mét cột nước + Lưu lượng bơm từ ÷ 7000 m3/h + Cơng suất từ 1÷ 6000 kW + Số vịng quay từ 730 ÷ 6000 vịng/ phút Phần lớn số vòng quay trục bơm ly tâm tương ứng phù hợp với số vòng quay động điện tiêu chuẩn nên khơng cần phải có phận truyền động trung gian + Hiệu suất tương đối cao + Hiệu kinh tế cao Vì hiện giàn khai thác dầu khí Vietsovpetro sử dụng loại máy bơm ly tâm dùng công tác vận chuyển dầu như: SULZER MSD-D-4-8-10.5B , HK- 200/210, NPC - 65/ 35-500, JMGP, R360/150 GM-3, GM-1… Dưới thông số kỹ thuật số loại bơm - Bơm SULZER MSD-D-4-8-10.5B Là loại bơm ly tâm có cấp, nằm ngang bánh cơng tác thứ loại có cửa hút, bánh cơng tác cịn lại loại có cửa hút lắp làm cặp đối xứng, có cửa hút ngược chiều Thân máy có cấu tạo gồm nửa tháo theo bề mặt phẳng ngang định vị với chốt côn Thân máy có khoang chứa bánh cơng tác giữ vai trị bánh hướng dịng Phía có ống giảm áp nối từ khoang chứa đệm làm kín phía áp suất cao khoang cửa hút cấp bơm Trục bơm làm kín đệm làm kín mặt đầu dạng kép Có nhiệt độ làm việc với loại chất lỏng có nhiệt độ nhỏ 160 ͦ C Đệm làm mát dầu thủy lực Tellus 46 qua hệ thống tuần hồn kín Các thơng số đặc tính kỹ thuật tổ hợp bơm sau: + Chất lỏng bơm Dầu thô + Nhiệt độ chất lỏng bơm 90 oC ÷ 120oC + Lưu lượng bơm định mức 130 m 3/h + Độ chênh áp 400 m + Hiệu suất bơm (theo khoảng hở API) 74% + Công suất bơm tiêu thụ (khi vận hành) 147 kW + Công suất bơm tiêu thụ lớn 182 kW + Công suất động 185 kW + Tốc độ bơm 2965 vòng/phút - Bơm HK-200/120 Là loại máy bơm ly tâm dùng để bơm dầu, khí hóa lỏng, dung dịch hữu chất lỏng khác có tỷ trọng khơng q 1050 kg/m3, độ nhớt động đến 6.10- m2/s Các chất lỏng công không chứa tạp chất học có kích thước lớn 0,2mm hàm lượng không lớn 0,2%, nhiệt độ làm việc khoảng -800 C đến 4000 C Tổ hợp gồm động điện bơm lắp khung dầm liên kết với khớp nối răng.Bơm thuộc chủng loại bơm ly tâm tầng, dạng cơng xơn, có thân bơm, vấu tựa, ống hút ống nối có áp (cửa ) đặt giá đỡ Việc làm kín trục thực hiện đệm làm kín Salnhic dây quấn СГ (SG) СО làm kín kiểu mặt đầu БО (BO) Các thơng số đặc tính kỹ thuật sau: + Loại bơm HK + Lưu lượng bơm định mức 200m3/h + Áp suất bơm lớn 210m cột nước + Động loại chống cháy nổ BAO - 160 kW + Tốc độ động 2980 vòng/phút + Dòng điện định mức động 280 A + Làm mát nước nước biển (thường dụng nước bơm tuần hồn) + Loại nhớt dùng bơi trơn ổ bi -80 oC ÷ 400oC - Bơm NPC -65/35-500 Là tổ hợp bơm dầu ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng, trục bơm làm kín dây salnhic mềm làm kín kiểu mặt đầu Bơm NPC 65÷35 - 500 sử dụng để bơm dầu thơ, loại khí hyđrocacbon hóa lỏng, sản phẩm dầu khí nhiệt độ từ -800 C đến 2000 C loại chất lỏng khác có tính chất lý hóa tương tự Các chất lỏng khơng chứa tạp chất học có kích thước lớn 0,2 mm hàm lượng không vượt 0,2% khối lượng Tổ hợp bơm trang bị động điện loại BAO 22-280M- 2T2,5 với công suất N= 160 KW , U=380V, tần số 50Hz thiết bị bảo vệ, làm mát, làm kín khác theo yêu cầu, qui phạm lắp đặt vận hành chúng Một số thơng số đặc tính kỹ thuật sau: + Công suất động 160 kW + Tốc độ động 2961 vòng/ phút + Lưu lượng định mức bơm 65 m 3/h + Áp suất bơm lớn 50 at - Máy bơm ly tâm CNS 105/294: Là tổ hợp bơm ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng công tác Nó dùng vận chuyển dầu bão hịa khí, dầu thương phẩm lẫn nước có nhiệt độ từ 10 C – 450 C dùng để bơm nước hệ thống công nghệ Các chất lỏng bơm dùng cho bơm CNS 105/294 cần đảm bảo yêu cầu sau: Tỷ trọng không lớn 1060 kg/m3, độ nhớt động không lớn 2,5.10-4 m2/s, tạp chất học có kích thước khơng lớn q 0,2 mm hàm lượng không lớn 0,2% trọng lượng Tổ hợp bao gồm động điện bơm liên kết với thơng qua khớp nối mặt bích có phần moay gắn theo hai đầu trục, hai bích nối với bu lơng có lót ống đệm cao su giảm chấn Đây loại bơm có từ đến 10 cấp bánh cơng tác, có cửa vào chiều, để cân lực dọc trục tác dụng lên bánh công tác bơm bố trí ổ đỡ thủy lực đầu trục phía đầu cao áp với đường kính phù hợp với số cấp bánh cơng tác bơm Các thơng số đặc tính kỹ thuật bơm sau: + Lưu lượng bơm ( m3/h ): 105 + Cột áp định mức ( m cột chất lỏng ): 294 + Hiệu suất hữu ích ( % ): 68 + Công suất động điện ( kW ): 160 + Số vòng quay (vg/ph ): 2950 + Điện áp ( V ): 380 + Tần số dòng điện ( Hz ): 50 Việc bố trí, lắp đặt trạm bơm dàn cố định dàn nhẹ thiết kế, tính tốn phù hợp với sản lượng khai thác dầu vai trị cơng nghệ giàn hệ thống cơng nghệ chung khu mỏ Bạch Hổ mỏ Rồng 1.3.1.Các chủng loại số lượng bơm lắp đặt các giàn sau: • Giàn SME-1: + Máy bơm NPC 65/35-500 - Số lượng: + Máy bơm HK 200/120 - Số lượng: + Máy bơm SULZER MSD 4x 8x 10,5 -Số lượng: • Giàn TCA- 2: 45 TÊN THIẾT BỊ BƠM SULZER Vị trí Khuyết tật vẽ Bảng 4.2: Quy trình cơng nghệ kiểm tra sửa chữa trục bơm: TÊN CHI TIẾT SỐ BẢN VẼ TRỤC BƠM Phương pháp xác Kích thước Phương pháp Kích thước sửa định khuyết tật Kích thước theo Cho phép không sửa chữa Cũ Mới vẽ phục hồi chữa kiểm tra A Sai lệch, hư Quan sát bên hỏng, có vết ngồi kiểm tra nứt khuyết tật B Cong trục Chống tâm dùng đồng hồ đo C Xước, mịn, Quan lõm ngồi Mịn vị trí Panme Ф55js7 55-0,095+0,0095 54,98 55 Mịn vị trí Panme Ф65js7 65+0,0095-0,095 64,98 65 sát Loại bỏ 0,1 bên Nắn đến khử hết độ cong > 0,05mm Phun phủ gia cơng đến kích thước theo vẽ Phun phủ gia cơng đến kích thước theo vẽ Phun phủ gia cơng đến kích thước theo vẽ 46 Mịn vị trí Panme Ф70h7 Mịn vị trí Panme Ф74h7 Mịn rãnh Đo mẫu then 10P9 Mòn rãnh Đo mẫu then 18P9 73,1+0,022 74-0,022 10-0,051-0,0015 18-0,061-0,0018 73,07 73,97 9,94 17,93 73,1+0,022 73,99 Phun phủ công đến thước theo vẽ Phun phủ công đến thước theo vẽ Hàn đắp công đến thước theo vẽ Hàn đắp công đến thước theo vẽ gia kích gia kích gia P1=120,02 kích P2 = 14-0,02 gia P1=20-0,05 kích P2=22-0,05 47 a Dũa toàn bavia, vết xước lau nhẵn vết dũa giấy nhám mịn, bảo vệ bề mặt khỏi bị hư hại Đặc biệt vị trí lắp cánh bơm, bạc làm kín, khớp nối, bạc ổ bi Ren đầu trục phải kiểm tra lại dưỡng ren nếu mòn dập ren phải hàn đắp sau gia cơng lại b Đo kiểm kích thước theo vẽ ghi lại đánh giá theo bảng khám nghiệm trục bơm c Đặt trục lên lăn xác nơi lắp ổ đỡ dùng đồng hồ so 0,01 xác định độ cong trục nơi lắp cánh bơm, bạc làm kín làm kín, độ cong trục cho phép