Chuyên đề Nghiên cứu trạm máy nén ga-75 Tính toán lựa chọn thiết bị ép khí trên giàn msp-8

Lêi nãi ®Çu Trong giai ®o¹n x©y dùng vµ ph¸t triÓn nÒn kinh tÕ cña ®Êt n­íc ta, víi nhiÖm vô träng t©m lµ c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸, trong ®ã ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ gi÷ vai trß quan träng ®Æc biÖt. Ở ViÖt Nam, c«ng nghiÖp dÇu khÝ lµ mét ngµnh cßn non trÎ, song nã më ra mét triÓn väng lín cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. Hµng n¨m, ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ thu vÒ cho ®Êt n­íc mét nguån kinh tÕ lín, nép ng©n s¸ch nhµ n­íc hµng tr¨m tû ®ång. §Ó duy tr× vµ ®¶m b¶o tèt c¸c c«ng viÖc khoan - khai th¸c trªn giµn, còng nh­ kiÓm tra chÆt chÏ c¸c c«ng viÖc nµy, th× viÖc sö dông hÖ thèng ®o l­êng tù ®éng, øng dông tù ®éng hãa vµo trong c«ng nghiÖp dÇu khÝ lµ rÊt h÷u hiÖu. Trong m«i tr­êng dÔ ch¸y, næ nh­ ë giµn khoan th× viÖc sö dông khÝ nÐn lµm nguån n¨ng l­îng cung cÊp cho c¸c thiÕt bÞ tù ®éng hãa nh­ c¸c van an toµn, c¸c thiÕt bÞ ®o, c¸c dông cô ®å g¸, kÑp chÆt v.v…lµ cã nhiÒu ­u ®iÓm nhÊt. HiÖn nay, trªn c¸c giµn khoan - khai th¸c cña má B¹ch Hæ cã rÊt nhiÒu tr¹m m¸y nÐn cã thÓ cung cÊp nguån khÝ cho c¸c thiÕt bÞ nµy nh­ng th«ng dông nhÊt vÉn lµ tr¹m m¸y nÐn khÝ GA-75 v× nã cã nhiÒu ­u ®iÓm v­ît tréi so víi c¸c lo¹i m¸y kh¸c lµ: nguån khÝ cung cÊp ®¹t yªu cÇu, tr¹m m¸y ®­îc bè trÝ gän, ho¹t ®éng hoµn toµn tù ®éng, cã hÖ thèng an toµn tèt ®Ó b¶o vÖ m¸y khi cã sù cè vµ ®Æc biÖt lµ l­u l­îng cña m¸y rÊt æn ®Þnh, tù ®éng ®iÒu chØnh phï hîp theo nhu cÇu sö dông ®· ®Æt tr­íc. ChÝnh nh÷ng ®Æc ®iÓm nµy, cïng víi viÖc t×m hiÓu vÒ lo¹i thiÕt bÞ nµy trong qu¸ tr×nh thùc tËp ë xÝ nghiÖp liªn doanh Vietsovpetro vµ nh÷ng kiÕn thøc ®­îc häc trªn tr­êng. Víi sù gióp ®ì, h­íng dÉn tËn t×nh cña thÇy Lª §øc Vinh cïng c¸c thÇy trong bé m«n ThiÕt BÞ DÇu KhÝ vµ C«ng Tr×nh, em ®· thùc hiÖn ®Ò tµi: “Nghiªn cøu tr¹m m¸y nÐn GA-75” Chuyªn ®Ò: “TÝnh to¸n lùa chän thiÕt bÞ Ðp khÝ trªn giµn khoan MSP-8”. CÊu tróc b¶n ®å ¸n gåm 6 ch­¬ng: Ch­¬ng 1: Tæng quan vÒ ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ ViÖt Nam vµ m¸y nÐn khÝ. Ch­¬ng 2: Lý thuyÕt c¬ b¶n vÒ m¸y nÐn khÝ d¹ng trôc vÝt. Ch­¬ng 3: C¸c th«ng sè c¬ b¶n, cÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng, chÕ ®é b¶o d­ìng vµ c¸c h­ háng th­êng gÆp cña m¸y nÐn GA-75. Ch­¬ng 4: Tr¹m m¸y nÐn GA-75. Ch­¬ng 5: TÝnh to¸n lùa chän thiÕt bÞ Ðp khÝ trªn giµn MSP-8. Ch­¬ng 6: An toµn trong l¾p ®Æt, vËn hµnh, b¶o d­ìng vµ söa ch÷a m¸y nÐn khÝ. Môc ®Ých ®Ò tµi: nghiªn cøu quy tr×nh l¾p ®Æt, vËn hµnh, s÷a ch÷a vµ b¶o d­ìng m¸y nÐn GA-75, n¾m ®­îc nguyªn lý ho¹t ®éng cña chóng cho phï hîp víi c¸c yªu cÇu sö dông cña tõng giµn nh»m n©ng cao n¨ng suÊt, tuæi thä cña c¸c thiÕt bÞ vµ tÝnh to¸n lùa chän thiÕt bÞ Ðp khÝ trªn giµn khoan MSP-8. Do kiÕn thøc cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn ®å ¸n kh«ng khái cßn nhiÒu khiÕm khuyÕt, em rÊt mong nhËn ®­îc sù gãp ý vµ chØ b¶o cña c¸c thÇy c« gi¸o cïng c¸c b¹n bÌ. Cuèi cïng, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy Lª §øc Vinh, cïng tÊt c¶ quý thÇy c« trong bé m«n ThiÕt bÞ DÇu khÝ vµ c«ng tr×nh - Tr­êng §¹i häc Má vµ §Þa ChÊt ®· truyÒn ®¹t kiÕn thøc cho em. §ång thêi, em còng xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c anh ®èc c«ng, kü s­, c«ng nh©n trong XÝ nghiÖp liªn doanh Vietsovpetro, cïng c¸c b¹n bÌ ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn gióp em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Hµ Néi, th¸ng 6 n¨m 2009 Sinh viªn thùc hiÖn Lª TrÝ N¨ng Ch­¬ng 1 Tæng quan vÒ ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ viÖt nam vµ m¸y nÐn khÝ Tổng quan về ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam Sơ lược sự phát triển của ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam ë MiÒn B¾c: Vµo nh÷ng n¨m ®Çu thËp kû 60, c«ng t¸c t×m kiÕm vµ th¨m dß dÇu khÝ ®· ®­îc c¸c nhµ ®Þa chÊt dÇu khÝ thuéc Tæng côc ®Þa chÊt tiÕn hµnh. §­îc sù gióp ®ì vÒ tµi chÝnh vµ kü thuËt cña c¸c chuyªn gia Liªn X« (cò), ta ®· khoan vµ ph¸t hiÖn cã dÇu khÝ, condensat, song tr÷ l­îng kh«ng ®¸ng kÓ. N¨m 1975 ®· ph¸t hiÖn má khÝ n»m ë ®Þa phËn TiÒn H¶i, Th¸i B×nh. §Õn n¨m 1981 ®­îc ®­a vµo khai th¸c song tr÷ l­îng thÊp, chØ ®ñ sö dông cho c«ng nghiÖp ®Þa ph­¬ng. ë MiÒn Nam: Vµo nh÷ng n¨m cuèi cña thËp kû 60, c«ng t¸c t×m kiÕm th¨m dß khÝ cña ngôy quyÒn Sµi Gßn ®­îc tiÕn hµnh, ®· ph¸t hiÖn ra ba bÓ trÇm tÝch lín cã kh¶ n¨ng chøa dÇu khÝ. BÓ Cöu Long, bÓ Sµi Gßn - Brunei, bÓ vÞnh Th¸i Lan. Tõ ®©y c¸c c«ng ty n­íc ngoµi ®· vµo ®Êu thÇu vµ khai th¸c ë n­íc ta nh­: Mobil Exploration Inc (Mü), Etsuman Oil Coltd (NhËt), Sunigdate Oil (Ph¸p). N¨m 1975 sau khi miÒn nam hoµn toµn gi¶i phãng, chÝnh phñ quyÕt ®Þnh thµnh lËp tæng côc DÇu má vµ KhÝ ®èt ViÖt Nam- qu¶n lý toµn bé phÇn t×m kiÕm, th¨m dß trªn toµn l·nh thæ n­íc ta. §Õn n¨m 1981 xÝ nghiÖp liªn doanh Vietsovpetro ra ®êi nh»m khai th¸c dÇu khÝ ë má B¹ch Hæ. Cïng víi thêi gian ®ã Tæng côc dÇu khÝ ViÖt Nam thµnh lËp Ban qu¶n lý c«ng tr×nh dÇu khÝ Vòng Tµu ®Ó x©y dùng c«ng tr×nh dÇu khÝ cña liªn doanh dÇu khÝ Vietsovpetro. TÊn dÇu ®Çu tiªn ®­îc lÊy ë má B¹ch Hæ vµo ngµy 26-6-1986, ®¸nh dÊu mèc lÞch sö cña ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ ViÖt Nam. N¨m 1990 do thay ®æi luËt ®Çu t­, luËt dÇu khÝ ra ®êi cïng víi viÖc h×nh thµnh nÒn kinh tÕ thÞ tr­êng. §ång thêi cã sù x¸c nhËp cña tæng côc dÇu khÝ vµo Bé c«ng nghiÖp nÆng. TiÕp ®ã lµ quyÕt ®Þnh c«ng v¨n sè 252/CNNG TC ngµy 20-9-1990 cña Bé tr­ëng c«ng nghiÖp nÆng vÒ viÖc thµnh lËp c«ng ty khÝ ®èt trªn c¬ së ban qu¶n lý c«ng nghiÖp dÇu khÝ Vòng Tµu. Tõ ®ã ®Õn nay ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ n­íc ta ngµy cµng lín m¹nh. Trong 6 th¸ng ®Çu n¨m 2009 toµn tËp ®oµn DÇu khÝ ®¹t doanh thu 130.100 tû ®ång nép ng©n s¸ch nhµ n­íc 49.900 tû ®ång. C«ng t¸c t×m kiÕm th¨m dß ®­îc triÓn khai t×m kiÕm trong n­íc vµ ngoµi n­íc, c¶ khu vùc c¸c hîp ®ång dÇu khÝ liªn doanh víi n­íc ngoµi vµ c¸c khu vùc ®Çu t­ ph¸t hiÖn dÇu khÝ t¹i hai má §«ng §«, B¸o Vµng. TËp ®oµn triÓn khai ký 6 hîp ®ång dÇu khÝ míi trong n­íc t×m kiÕm thªm 6 dù ¸n ë n­íc ngoµi, khai th¸c 16,9 triÖu tÊn dÇu. §Õn n¨m 2010 sÏ chÊm døt viÖc ký kÕt hîp ®ång dÇu khÝ gi÷a hai nhµ n­íc ViÖt Nam - Liªn X«, vµ b¾t ®Çu hîp ®ång míi víi t­ c¸ch viÖc ký kÕt hîp ®ång gi÷a hai tËp ®oµn dÇu khÝ víi nhau. 1.1.2. T×nh h×nh khai th¸c dÇu khÝ ë má B¹ch Hæ Má B¹ch Hæ n»m ë l« 0,9 trªn biÓn §«ng, c¸ch bê 100km, c¸ch c¶ng Vòng Tµu kho¶ng 130 Km, chiÒu s©u n­íc biÓn ë vïng khai th¸c kho¶ng 50 m. HiÖn nay ë má B¹ch Hæ chñ yÕu khai th¸c b»ng Gaslift vµ b¬m ®iÖn ch×m. Má cã tr÷ l­îng kho¶ng 300 triÖu tÊn, trung b×nh mçi ngµy khai th¸c 38.000 tÊn dÇu th« chiÕm 80% s¶n l­îng dÇu th« ë ViÖt Nam. Th¸ng 3 n¨m 2001 Vietsovpetro lµm lÔ ®ãn mõng tÊn dÇu thø 100 triÖu, ®Õn ngµy 4 th¸ng 12 n¨m 2005 Vietsovpetro khai th¸c ®­îc 150 triÖu tÊn vµ ®­a vµo bê 15 tû m3 khÝ ®ång hµnh, kÕ ho¹ch 2006 - 2010 VSP phÊn ®Êu gia t¨ng tr÷ l­îng 52 tÊn dÇu th«, víi 20 giÕng khoan t×m kiÕm, khai th¸c tõ 37 ®Õn 40 triÖu tÊn dÇu vËn chuyÓn ®­a vµo bê 6,5 tû m3 khÝ. Kh¸i qu¸t vÒ hÖ thèng m¸y nÐn khÝ KhÝ nÐn ®· cã nhiÒu øng dông tõ rÊt xa x­a. Tuy nhiªn, do sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt tr­íc ®©y kh«ng ®ång bé, nhÊt lµ sù kÕt hîp c¸c kiÕn thøc vÒ c¬ häc, vËt lý, vËt liÖu v.v... kh«ng cã hoÆc cßn thiÕu, cho nªn ph¹m vi øng dông cña khÝ nÐn cßn rÊt h¹n chÕ. Ngµy nay, víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña khoa häc kü thuËt, cïng víi n¨ng l­îng ®iÖn, vai trß n¨ng l­îng b»ng khÝ nÐn ngµy cµng trë nªn quan träng. TÊt c¶ nh÷ng c¬ së s¶n xuÊt lín, thËm chÝ c¶ trong nhiÒu lÜnh vùc th«ng dông cña cuéc sèng hµng ngµy còng kh«ng thÓ thiÕu ®­îc nguån n¨ng l­îng khÝ nÐn. ViÖc sö dông n¨ng l­îng b»ng khÝ nÐn ®ãng mét vai trß cèt yÕu ë nh÷ng lÜnh vùc mµ khi sö dông n¨ng l­îng ®iÖn sÏ nguy hiÓm; sö dông n¨ng l­îng b»ng khÝ nÐn ë nh÷ng dông cô nhá, nh­ng truyÒn ®éng víi vËn tèc lín; sö dông n¨ng l­îng b»ng khÝ nÐn ë nh÷ng thiÕt bÞ nh­ bóa h¬i, dông cô dËp, t¸n ®inh vµ nhiÒu nhÊt lµ dông cô ®å g¸ kÑp chÆt trong c¸c m¸y v.v… Trong ngµnh c«ng nghiÖp DÇu khÝ, vai trß cña n¨ng l­îng khÝ nÐn cµng trë nªn ®Æc biÖt quan träng, nhÊt lµ ®èi víi c¸c giµn khoan-khai th¸c DÇu khÝ trªn biÓn. Së dÜ nh­ vËy lµ do c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, c¸c c«ng ®o¹n c«ng nghÖ trong c«ng nghiÖp DÇu khÝ ®Æc biÖt nguy hiÓm, lu«n tiÒm Èn nh÷ng nguy c¬ ch¸y, næ, phun trµo v.v… cã thÓ g©y ra tai n¹n chÕt ng­êi, ph¸ hñy thiÕt bÞ, c«ng tr×nh, thËm chÝ lµ nh÷ng th¶m häa m«i tr­êng nghiªm träng cho c¶ mét khu vùc réng lín. Víi nh÷ng ®Æc tÝnh ­u viÖt cña n¨ng l­îng khÝ nÐn, nh­ : An toµn víi m«i tr­êng ®éc h¹i, m«i tr­êng nguy hiÓm khÝ, dÔ ch¸y næ. DÔ cung cÊp, dÔ sö dông. Ph¹m vi øng dông réng r·i. Bëi vËy, chóng lµ nguån n¨ng l­îng kh«ng thÓ thiÕu trªn c¸c c«ng tr×nh DÇu khÝ. N¨ng l­îng khÝ nÐn ®­îc sö dông cho c¸c thiÕt bÞ c«ng cô, thiÕt bÞ ®éng lùc,v.v… vµ ®Æc biÖt lµ trong c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu khiÓn vµ ®o l­êng. 1.2.1. Kh¸i niÖm M¸y nÐn khÝ lµ m¸y ®Ó nÐn kh«ng khÝ hoÆc gas ®Õn ¸p suÊt t­¬ng ®èi kh«ng thÊp h¬n 0,5Mpa, nÕu kh«ng khÝ ®¹t ¸p suÊt thÊp h¬n 0,2MPa gäi lµ qu¹t giã. 1.2.2. øng dông cña m¸y nÐn trong ngµnh dÇu khÝ Khai th¸c dÇu b»ng ph­¬ng ph¸p Gaslift; Gäi dßng cho giÕng; Cung cÊp nguån khÝ nÐn cã ¸p suÊt cho c¸c thiÕt bÞ khoan; Dïng ®Ó vËn chuyÓn xi m¨ng; Cung cÊp nguån khÝ nu«i cho c¸c thiÕt bÞ ®o vµ tù ®éng ®iÒu chØnh; Cung cÊp cho c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ van; Cung cÊp cho c¸c hÖ thèng khëi ®éng khÝ nÐn; Lµ chÊt trung gian truyÒn nhiÖt gi÷a c¸c m¸y sÊy, thiÕt bÞ l¹nh v.v... 1.2.3. Ph©n lo¹i m¸y nÐn Theo kÕt cÊu + M¸y nÐn thÓ tÝch: Bao gåm m¸y nÐn piston, m¸y nÐn trôc vÝt vµ m¸y c¸nh qu¹t. + M¸y nÐn tuèc bin c¸nh qu¹t (m¸y nÐn ®éng lùc): M¸y nÐn ly t©m, m¸y nÐn h­íng trôc. Theo ¸p suÊt t¹o ra + B¬m ch©n kh«ng ¸p suÊt: Lµm viÖc khi ¸p suÊt ra b»ng ¸p suÊt khÝ trêi. + M¸y nÐn ch©n kh«ng: Lµm viÖc khi ¸p suÊt ra cao h¬n ¸p suÊt khÝ trêi. + Qu¹t giã: Lµm viÖc víi møc ®é nÐn bÐ h¬n 1,15 + ThiÕt bÞ thæi gas: Lµm viÖc víi møc ®é nÐn bÐ h¬n 1,15 nh­ng kh«ng lµm m¸t nh©n t¹o. + M¸y nÐn: Lµm viÖc víi møc ®é nÐn lín h¬n 1,15 nh­ng cã lµm m¸t nh©n t¹o. Theo kiÓu dÉn ®éng m¸y nÐn: M¸y nÐn ch¹y b»ng ®éng c¬ gas trong ®ã m¸y nÐn ®­îc chÕ t¹o cïng víi ®éng c¬ cã gas vµ c¸c lo¹i dÉn ®éng kh¸c. C¸c thiÕt bÞ dÉn ®éng phô thuéc vµo sè vßng quay yªu cÇu cña trôc, c«ng suÊt vµ gi¶i ®iÒu chØnh c¸c th«ng sè, cã thÓ lµ ®éng c¬ ®iÖn, tuèc bin gas, hay ®éng c¬ ®èt trong. Theo ®Æc tÝnh m«i chÊt cã thÓ chia ra + M¸y nÐn kh«ng khÝ; + M¸y nÐn gas. Theo c¸c bè trÝ ®­êng t©m xi lanh cã thÓ chia ra + M¸y nÐn ngang; + M¸y nÐn th¼ng ®øng; + M¸y nÐn d¹ng gãc ( ch÷ L; V; W). Theo kiÓu kÕt cÊu cña m¸y nÐn piston ®­îc ph©n ra + Theo cÊp sè nÐn: Mét cÊp, hai cÊp, ba cÊp v.v... + Theo sè d·y trong ®ã bè trÝ c¸c xi lanh: Mét, hai, hoÆc nhiÒu d·y. + Theo kÕt cÊu c¬ cÊu chuyÓn ®éng: Cã con tr­ît vµ kh«ng cã con tr­ît. + Theo sù bè trÝ xi lanh: D¹ng ngang, ®øng, gãc. + Theo nguyªn lý t¸c dông víi xi lanh: T¸c dông ®¬n, t¸c dông kÐp. + Phô thuéc vµo kiÓu lµm m¸t. Lµm m¸t n­íc hay b»ng kh«ng khÝ; M¸y nÐn víi m«i chÊt c«ng t¸c lµ chÊt lµm l¹nh: M¸y nÐn l¹nh; Theo kh¶ n¨ng l¾p ®Æt: M¸y nÐn cè ®Þnh, di ®éng. HiÖn nay trong ngµnh dÇu khÝ chñ yÕu sö dông c¸c lo¹i m¸y nÐn khÝ sau: M¸y KP-2T (AK-150); m¸y nÐn khÝ 2BM4-9/101; m¸y nÐn khÝ 4BY 5/9; m¸y nÐn khÝ trôc vÝt GA75, SSP, MH75, GA22, GA30; m¸y nÐn khÝ INTERSOLLRAND T30 x 400. T¹i c¸c giµn cè ®Þnh trªn biÓn cña XÝ nghiÖp Liªn doanh “Vietsovpetro”, ®Ó cung cÊp n¨ng l­îng khÝ nÐn sö dông cho c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng phôc vô cho c«ng nghÖ khoan-khai th¸c DÇu khÝ, ng­êi ta thiÕt kÕ, l¾p ®Æt nhiÒu tr¹m nÐn khÝ phôc vô cho nh÷ng môc ®Ých cô thÓ kh¸c nhau, nh­ : +) Tr¹m m¸y nÐn khÝ 4BУ 1-5/9 ë BM-15: gåm 2 m¸y: 1- §­îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ Diezel; 1- §­îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn; nh»m cung cÊp khÝ nÐn ¸p suÊt thÊp (6
8 kg/cm2) cho c¸c thiÕt bÞ tù ®éng hãa vµ ®o l­êng, c¸c thiÕt bÞ phôc vô cho c«ng nghÖ khoan nh­ Roto th¸o l¾p cÇn khoan, phanh têi khoan, ®ãng/ng¾t c¸c ly hîp khÝ nÐn cña c¸c b¬m dung dÞch УM-8. +) Tr¹m m¸y nÐn khÝ BП 2-9/10 ë BM-7B: gåm 4 m¸y (®­îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn); mét hÖ thèng sÊy vµ lµm kh« khÝ (kh¸ phøc t¹p), cung cÊp khÝ nÐn kh«, s¹ch, ¸p suÊt thÊp (6
8 kg/cm2) cho hÖ thèng vËn chuyÓn xim¨ng, phôc vô cho qu¸ tr×nh c«ng nghÖ khoan. +) Tr¹m m¸y nÐn khÝ ЭКП-70/25 ë BM-7A: gåm 2 m¸y (®­îc dÉn ®éng b»ng ®éng c¬ ®iÖn) cung cÊp khÝ nÐn ¸p suÊt cao (30
50 kg/cm2) cho hÖ thèng khëi ®éng ®éng c¬ Diezel 8ЧН 25/34-3 cña tr¹m ph¸t ®iÖn chÝnh (BM-7A) cña giµn. +) Côm tr¹m m¸y nÐn khÝ ë BM-6, gåm : - Tr¹m m¸y nÐn khÝ ¸p suÊt thÊp (6
8 kg/cm2): lo¹i BУ-0,6/8 (hoÆc BУ- 0,6/13), gåm 3 m¸y. Sau ®ã, chóng ®­îc thay thÕ b»ng tr¹m nÐn khÝ kiÓu “Ingersoll-Rand T 30/7100 ”, còng cã 3 m¸y. C¸c tr¹m nµy cã l­u l­îng nhá (Q
0,6 m3/phót - lo¹i BУ-0,6/8 (hoÆc BУ- 0,6/13); hoÆc Q = 1,42 m3/phót - lo¹i “Ingersoll-Rand T 30/7100” ), lµm viÖc theo chÕ ®é tù ®éng, nh»m cung cÊp khÝ nÐn cho c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng, hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng c¸c van “MIM”, c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn (ACS, TOE v.v...) ®ãng/më c¸c van dËp giÕng, dÉn ®éng cho c¸c b¬m hãa phÈm, v.v… cña hÖ thèng c«ng nghÖ khai th¸c DÇu khÝ. - Côm m¸y nÐn khÝ ¸p suÊt thÊp (6
8 kg/cm2): lo¹i 4BУ1-5/9, gåm 1
2 m¸y. §©y lµ lo¹i m¸y nÐn khÝ cã l­u l­îng trung b×nh (Q
5 m3/phót), lµm viÖc theo chÕ ®é tù ®éng, nh»m cung cÊp khÝ nÐn cho c¸c thiÕt bÞ, dông cô dÉn ®éng b»ng khÝ nÐn (m¸y mµi, m¸y khoan, m¸y b¾n rØ, c¸c m¸y b¬m thñy lùc cao ¸p v.v…) vµ chñ yÕu lµ lµm nhiÖm vô Ðp n­íc kü thuËt phôc vô sinh ho¹t trªn giµn. Trong thêi gian gÇn ®©y, trªn c¸c giµn cè ®Þnh cña XÝ nghiÖp Liªn doanh “Vietsovpetro”, ng­êi ta ®· ®­a vµo l¾p ®Æt vµ sö dông c¸c tr¹m nÐn khÝ hiÖn ®¹i, nh­ GA-75 (cña h·ng Atlas-Copco), hoÆc SSR MH-75 (cña h·ng Ingersoll-Rand). C¸c tr¹m nµy cã thÓ cung cÊp khÝ nÐn trong d¶i ¸p suÊt lµm viÖc tõ 6
13 kg/cm2 vµ l­u l­îng t­¬ng ®èi lín (Q
13,59
11,61 m3/phót, ®èi víi tr¹m SSR MH-75; Q
11,8 m3/phót, ®èi víi tr¹m GA-75). Chóng ®­îc trang bÞ thªm hÖ thèng xö lý lµm s¹ch vµ sÊy kh« khÝ kh¸ hoµn h¶o nªn chÊt l­îng khÝ nÐn rÊt tèt, ®¶m b¶o ®ñ l­u l­îng vµ chÊt l­îng ®Ó cã thÓ sö dông cho hÖ thèng vËn chuyÓn xim¨ng, phôc vô cho qu¸ tr×nh c«ng nghÖ khoan; Ðp n­íc kü thuËt cung cÊp cho sinh ho¹t vµ c¸c hÖ thèng lµm m¸t; còng nh­ cho c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng, hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng, c¸c thiÕt bÞ ®­îc dÉn ®éng b»ng khÝ nÐn kh¸c v.v… V× vËy, víi mét tr¹m nÐn khÝ cã 2 m¸y lo¹i nµy ( GA-75 cña h·ng Atlas-Copco, hoÆc SSR MH-75 cña h·ng Ingersoll-Rand ) ®­îc l¾p ®Æt ë BM-7B, cã thÓ thay thÕ cho toµn bé c¸c côm, tr¹m m¸y nÐn khÝ ¸p suÊt thÊp kh¸c (nh­ BП2-9/10; BУ-0,6/8; BУ-0,6/13; 4BУ1-5/9; Ingersoll-Rand T 30/7100 v.v…) tr­íc ®ã, ë trªn giµn. - Tr¹m m¸y nÐn khÝ ¸p suÊt cao (100
150 kg/cm2): lo¹i Kp-2T (hoÆc BT 1,5-0,3/150), gåm 2 m¸y. §©y lµ lo¹i m¸y nÐn khÝ cao ¸p, cã l­u l­îng nhá (Q
1,5 lit/phót), lµm viÖc theo chÕ ®é tù ®éng, nh»m cung cÊp khÝ nÐn cho hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ãng/më c¸c van cÇu ë c¸c blok c«ng nghÖ (BM-1;2) vµ hÖ thèng khëi ®éng cho c¸c ®éng c¬ Diezel cña c¸c m¸y b¬m dung dÞch vµ m¸y b¬m tr¸m xim¨ng, nÐn khÝ cho c¸c b×nh ®iÒu hßa l­u l­îng cña c¸c m¸y b¬m piston. Nguån khÝ nÐn cao ¸p nµy cßn ®­îc sö dông trong c«ng t¸c kiÓm tra, kiÓm ®Þnh c¸c van an toµn, vËn hµnh c¸c bé ®å g¸ chuyªn dông.v.v… Ngoµi ra, trªn mét sè giµn (nh­ CTP-2; CTP-3 v.v…) cßn ®­îc l¾p ®Æt, vËn hµnh mét sè tr¹m nÐn khÝ chuyªn dông ®Ó s¶n xuÊt, cung cÊp khÝ tr¬ (N2) phôc vô cho c¸c c«ng ®o¹n c«ng nghÖ xö lý DÇu khÝ. 1.2.4. Môc ®Ých, yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng khÝ nÐn trªn c¸c giµn khoan-khai th¸c DÇu khÝ trªn biÓn. Nh­ ®· nãi ë phÇn trªn, hiÖn nay, trªn c¸c c«ng tr×nh biÓn cña XÝ nghiÖp Liªn doanh “Vietsovpetro” ®ang tån t¹i hai hÖ thèng khÝ nÐn cao ¸p vµ thÊp ¸p, nh»m môc ®Ých cung cÊp nguån n¨ng l­îng (khÝ nÐn) cho c¸c thiÕt bÞ vµ hÖ thèng chÝnh, nh­ sau: C¸c thiÕt bÞ ®o l­êng nh­: c¸c cét møc chÊt láng cho c¸c b×nh, bÓ c«ng nghÖ. C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn, tù ®éng hãa nh­: c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn van dËp giÕng (ACS, TOE ...); hÖ thèng ®iÒu khiÓn l­u l­îng (c¸c van MIM ); c¸c r¬le trong hÖ thèng b¶o vÖ; ®iÒu khiÓn ®ãng/më c¸c van cÇu, c¸c thiÕt bÞ chÆn kh¸c v.v… C¸c thiÕt bÞ dÉn ®éng b»ng khÝ nÐn nh­: hÖ thèng khëi ®éng cho c¸c ®éng c¬ Diezel c«ng suÊt lín; c¸c ®éng c¬ kiÓu Roto; c¸c m¸y b¬m, m¸y mµi, m¸y khoan; thiÕt bÞ th¸o/l¾p bul«ng, thiÕt bÞ phun s¬n v.v… HÖ thèng vËn chuyÓn xim¨ng, phôc vô cho qu¸ tr×nh c«ng nghÖ khoan. C¸c môc ®Ých kh¸c nh­: lµm s¹ch c¸c bÒ mÆt gia c«ng, söa ch÷a; lµm vÖ sinh c«ng nghiÖp hoÆc sö dông khÝ nÐn ®Ó thùc hiÖn mét quy tr×nh c«ng nghÖ nµo ®ã nh­ gäi dßng trong Khai th¸c; khuÊy trén dung dÞch khoan hoÆc xim¨ng trong qu¸ tr×nh khoan v.v… KhÝ nÐn ®­îc t¹o ra tõ nh÷ng m¸y nÐn khÝ chøa ®ùng nhiÒu t¹p chÊt bÈn, ®é Èm cã thÓ ë nh÷ng møc ®é kh¸c nhau. ChÊt bÈn bao gåm: bôi, ®é Èm cña kh«ng khÝ ®­îc hót vµo, nh÷ng phÇn tö nhá chÊt cÆn b· cña dÇu b«i tr¬n vµ truyÒn ®éng c¬ khÝ. H¬n n÷a, trong qu¸ tr×nh nÐn khÝ nhiÖt ®é khÝ nÐn t¨ng lªn cã thÓ g©y ra qu¸ tr×nh «xy hãa mét sè phÇn tö kÓ trªn. Nh­ vËy khÝ nÐn bao gåm chÊt bÈn ®ã ®­îc t¶i ®i trong nh÷ng ®­êng èng dÉn khÝ sÏ g©y nªn sù ¨n mßn, gØ trong èng vµ trong c¸c phÇn tö cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Cho nªn khÝ nÐn ®­îc sö dông trong kü thuËt ph¶i xö lý. Møc ®é xö lý khÝ nÐn tïy thuéc vµo ph­¬ng ph¸p xö lý, tõ ®ã x¸c ®Þnh chÊt l­îng cña khÝ nÐn t­¬ng ­íng cho tõng tr­êng hîp cô thÓ. Tïy theo môc ®Ých sö dông, c¸c yªu cÇu vÒ chÊt l­îng cña khÝ nÐn cã thÓ cã ®«i chót kh¸c biÖt. Tuy nhiªn, chung quy l¹i vÉn bao gåm c¸c vÊn ®Ò c¬ b¶n sau ®©y: - §¶m b¶o ®é s¹ch: §iÒu nµy ®¶m b¶o kh«ng lµm kÑt hoÆc t¾c nghÏn c¸c phin läc, c¸c zicler hoÆc c¸c chi tiÕt, phÇn tö cã ®é chÝnh x¸c cao cña thiÕt bÞ, nhÊt lµ ë trong c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra, ®o l­êng vµ ë c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn, tù ®éng hãa. §Ó ®¸nh gi¸ ®é s¹ch, ng­êi ta ®­a ra c¸c tiªu chuÈn vÒ ®é lín cña c¸c t¹p chÊt. Theo c¸c tiªu chuÈn cña Héi ®ång c¸c xÝ nghiÖp ch©u ¢u PNEUROP (European Committee of Manufacturers of Compressors, Vacuumpumps and Pneumatic tools) ®Ò ra, ®é lín cña c¸c t¹p chÊt trong khÝ nÐn kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 70
m. - §¶m b¶o ®é kh«: Yªu cÇu nµy rÊt quan träng, nhÊt lµ khi khÝ nÐn ®­îc sö dông trong hÖ thèng vËn chuyÓn c¸c vËt liÖu rêi, nh­ hÖ thèng vËn chuyÓn xim¨ng. Trong c¸c hÖ thèng nµy cã 99,9 % l­îng h¬i Èm (gåm h¬i n­íc, dÇu b«i tr¬n.v.v…, gäi chung lµ condensate) ph¶i ®­îc lo¹i bá. MÆt kh¸c, ®¶m b¶o ®é kh« cña khÝ nÐn lµm h¹n chÕ sù t¹o thµnh c¸c pha láng, lµ t¸c nh©n t¹o nªn ¨n mßn ®iÖn hãa trong dßng l­u th«ng cña khÝ nÐn. - §¶m b¶o kho¶ng nhiÖt ®é lµm viÖc thÝch hîp: Th«ng th­êng, kho¶ng nhiÖt ®é lµm viÖc thÝch hîp nhÊt cña khÝ nÐn kh«ng ®­îc chªnh lÖch qu¸ 3
5 0C so víi nhiÖt ®é m«i tr­êng lµm viÖc cña hÖ thèng vµ thiÕt bÞ. Sù chªnh lÖch qu¸ lín sÏ g©y nªn sù gi·n në nhiÖt kh¸c nhau trong c¸c hÖ thèng, thiÕt bÞ, c¸c côm chi tiÕt, t¹o ra sù nøt vì, biÕn d¹ng, h­ háng v.v… - §¶m b¶o kho¶ng ¸p suÊt lµm viÖc thÝch hîp: Mçi hÖ thèng hoÆc thiÕt bÞ ®Òu cã nh÷ng yªu cÇu vÒ kho¶ng ¸p suÊt khÝ nÐn lµm viÖc kh¸c nhau. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy, ng­êi ta th­êng sö dông c¸c bé van gi¶m ¸p (hoÆc t¨ng ¸p) phï hîp. - §¶m b¶o ®é nhít ®éng häc thÝch hîp: §èi víi tõng hÖ thèng, nhÊt lµ víi hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng hoÆc truyÒn ®éng khÝ nÐn vµ thiÕt bÞ, sÏ cã nh÷ng yªu cÇu cô thÓ vÒ ®é nhít ®éng häc cÇn thiÕt cña khÝ nÐn, ®Ó gi¶m ma s¸t, sù ¨n mßn vµ rØ sÐt cña chóng. §Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy, ng­êi ta th­êng sö dông dÇu b«i tr¬n, bæ sung vµo dßng khÝ nÐn th«ng qua c¸c bé van tra dÇu, ho¹t ®éng theo nguyªn lý tra dÇu Venturi. Trong nh÷ng yªu cÇu vÒ chÊt l­îng khÝ ®· nªu trªn, quan träng nhÊt lµ viÖc ®¶m b¶o ®é s¹ch vµ ®é kh« cña khÝ nÐn. 1.2.5. C¸c ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ. §Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu ®· nªu trªn ®èi víi khÝ nÐn, ng­êi ta tiÕn hµnh xö lý chóng trong vµ sau qu¸ tr×nh nÐn b»ng rÊt nhiÒu biÖn ph¸p. KhÝ nÐn ®­îc t¶i tõ m¸y nÐn bao gåm c¸c chÊt bÈn th«, nh÷ng h¹t bôi, chÊt cÆn b· cña dÇu b«i tr¬n vµ m¹t bôi cña truyÒn ®éng c¬ khÝ. PhÇn lín nh÷ng chÊt nµy xö lý trong thiÕt bÞ gäi lµ thiÕt bÞ lµm l¹nh t¹m thêi, sau khi khÝ nÐn tõ m¸y nÐn khÝ qua ®­êng èng cho vµo b×nh chøa lµm h¬i n­íc ng­ng tô ë ®ã, ®é Èm cña khÝ nÐn (l­îng h¬i n­íc) phÇn lín sÏ ®­îc ng­ng tô t¹i ®©y. Giai ®o¹n xö lý nµy gäi lµ giai ®o¹n xö lý th«. NÕu nh­ thiÕt bÞ xö lý khÝ nÐn giai ®o¹n nµy tèt, hiÖn ®¹i th× khÝ nÐn cã thÓ sö dông ®­îc, vÝ dô: nh÷ng dông cô khÝ nÐn cÇm tay, nh÷ng thiÕt bÞ ®å g¸ ®¬n gi¶n dïng khÝ nÐn v.v... Tuy nhiªn sö dông khÝ nÐn trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn vµ mét sè thiÕt bÞ kh¸c, ®ßi hái chÊt l­îng cña khÝ nÐn cao h¬n. Trong hÖ thèng xö lý khÝ nÐn ®­îc chia lµm 3 giai ®o¹n sau ®©y: Läc th«: Lµm m¸t t¹m thêi khÝ nÐn tõ m¸y nÐn khÝ t¸ch ra ®Ó t¸ch chÊt bÈn bôi. Sau ®ã khÝ nÐn ®­îc ®­a vµo b×nh ng­ng tô ®Ó t¸ch h¬i n­íc. Giai ®o¹n läc th« lµ giai ®o¹n cÇn thiÕt nhÊt cho vÊn ®Ò xö lý khÝ nÐn. SÊy kh«: Giai ®o¹n nµy xö lý tïy theo chÊt l­îng yªu cÇu cña khÝ nÐn. - Läc tinh: Xö lý khÝ nÐn trong giai ®o¹n nµy tr­íc khi ®­a vµo sö dông. Giai ®o¹n nµy rÊt cÇn thiÕt cho hÖ thèng ®iÒu khiÓn tù ®éng hãa. H×nh 1.1: C¸c giai ®o¹n xö lý khÝ nÐn. C¸c ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ nÐn. Kh«ng khÝ chøa nhiÒu thµnh phÇn, trong ®ã cã l­îng h¬i n­íc ®¸ng kÓ. Sau khi qua giai ®o¹n läc th«, l­îng h¬i n­íc vÉn cßn. Do nh÷ng yªu cÇu vÒ chÊt l­îng kh¸c nhau trong viÖc sö dông khÝ nÐn (h×nh 1.2), ®ßi hái khÝ nÐn ph¶i ®­îc xö lý tiÕp
H×nh 1.2 : C¸c ph­¬ng ph¸p xö lý khÝ nÐn vµ lÜnh vùc øng dông. - B×nh ng­ng tô, lµm l¹nh b»ng kh«ng khÝ hoÆc b»ng n­íc. KhÝ nÐn sau khi ra khái m¸y nÐn sÏ ®­îc dÉn vµo b×nh ng­ng tô.T¹i ®©y khÝ sÏ ®­îc lµm l¹nh vµ phÇn lín l­îng n­íc chøa trong khÝ nÐn sÏ ®­îc ng­ng tô vµ t¸ch ra. Lµm l¹nh b»ng kh«ng khÝ, nhiÖt ®é khÝ nÐn trong b×nh ng­ng tô sÏ ®¹t ®­îc trong kho¶ng tõ +30 0C ®Õn +35 0C. Lµm l¹nh b»ng n­íc (vÝ dô n­íc l¹nh cã nhiÖt ®é lµ +10 0C) th× nhiÖt ®é khÝ nÐn trong b×nh ng­ng tô sÏ ®¹t ®­îc lµ +20 0C. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña b×nh ng­ng tô b»ng n­íc, xem h×nh 1.3
H×nh 1.3 : Nguyªn lý ho¹t ®éng cña b×nh ng­ng tô lµm l¹nh b»ng n­íc. ThiÕt bÞ sÊy kh« b»ng chÊt lµm l¹nh. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña ph­¬ng ph¸p sÊy kh« b»ng chÊt lµm l¹nh (h×nh 1.4): KhÝ nÐn tõ m¸y nÐn khÝ sÏ qua bé phËn trao ®æi nhiÖt khÝ – khÝ (1). T¹i ®©y dßng khÝ nÐn vµo sÏ ®­îc lµm l¹nh s¬ bé b»ng dßng khÝ nÐn ®· ®­îc sÊy kh« vµ sö lý tõ bé phËn ng­ng tô ®i lªn. Sau khi ®­îc lµm l¹nh s¬ bé, dßng khÝ nÐn vµo bé phËn trao ®æi nhiÖt khÝ - chÊt lµm l¹nh (2). Qu¸ tr×nh lµm l¹nh sÏ ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch, dßng khÝ nÐn sÏ ®­îc ®æi chiÒu trong nh÷ng èng dÉn n»m trong thiÕt bÞ nµy. NhiÖt ®é ho¸ s­¬ng t¹i ®©y lµ +2 0C. Nh­ vËy l­îng h¬i n­íc trong dßng khÝ nÐn vµo sÏ ®­îc t¹o thµnh tõng giät nhá mét. L­îng h¬i n­íc sÏ ®­îc ng­ng tô trong bé phËn kÕt tña (3). Ngoµi l­îng h¬i ®­îc kÕt tña, t¹i ®©y cßn cã c¸c chÊt bÈn, dÇu b«i tr¬n còng ®· ®­îc t¸ch ra. DÇu, n­íc, chÊt bÈn sau khi ®­îc t¸ch ra khái dßng khÝ nÐn sÏ ®­îc ®­a ra ngoµi qua van tho¸t n­íc ng­ng tô tù ®éng (4). Dßng khÝ nÐn ®­îc lµm s¹ch vµ cßn l¹nh sÏ ®­îc ®­a ®Õn bé phËn trao ®æi nhiÖt (1), ®Ó nhiÖt ®é tõ kho¶ng 6 0C ®Õn 8 0C, tr­íc khi ®­a vµo sö dông. Chu kú ho¹t ®éng cña chÊt lµm l¹nh ®­îc thùc hiÖn b»ng m¸y nÐn ®Ó ph¸t chÊt lµm l¹nh (5). Sau khi chÊt lµm l¹nh ®­îc nÐn qua m¸y nÐn, nhiÖt ®é sÏ t¨ng lªn, b×nh ng­ng tô (6) sÏ cã t¸c dông lµm nguéi chÊt lµm l¹nh ®ã b»ng qu¹t giã. Van ®iÒu chØnh l­u l­îng (8) vµ r¬ le ®iÒu chØnh nhiÖt ®é (7) cã nhiÖm vô ®iÒu chØnh dßng l­u l­îng chÊt lµm l¹nh ho¹t ®éng trong khi cã t¶i, kh«ng t¶i vµ h¬i qu¸ nhiÖt.
H×nh 1.4: Nguyªn lý ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ sÊy kh« b»ng chÊt lµm l¹nh. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña r¬ le nhiÖt (h×nh 1.5) nh­ sau: T¹i vÞ trÝ A chÊt lµm l¹nh (vÝ dô: chlorfluormethan CCL3F) ë d¹ng thÓ khÝ. Khi nhiÖt ®é ë vÞ trÝ b thay ®æi, c¶m biÕn nhiÖt ®é c qua èng mao dÉn d sÏ t¸c ®éng lªn mµng e, nh­ vËy sÏ lµm thay ®æi vÞ trÝ cña vßi phun f, l­u l­îng cña chÊt lµm l¹nh vµo sÏ thay ®æi.
H×nh 1.5: Nguyªn lý ho¹t ®éng cña r¬ le nhiÖt. ThiÕt bÞ sÊy kh« b»ng hÊp thô SÊy kh« b»ng hÊp thô cã thÓ lµ qu¸ tr×nh vËt lý hay qu¸ tr×nh hãa häc. -Qu¸ tr×nh vËt lý: ChÊt sÊy kh« hay gäi lµ chÊt h¸o n­íc sÏ hÊp thô l­îng h¬i n­íc ë trong kh«ng khÝ Èm vµ gåm 2 b×nh sÊy kh«. B×nh sÊy kh« thø nhÊt chøa chÊt sÊy kh« vµ thùc hiÖn qu¸ tr×nh sÊy kh«, trong khi ®ã b×nh sÊy kh« thø 2 sÏ ®­îc t¸i t¹o l¹i kh¶ n¨ng hÊp thô cña chÊt sÊy kh« (chÊt h¸o n­íc) mµ ®· dïng lÇn tr­íc ®ã (h×nh 1.6). ChÊt sÊy kh« th­êng ®­îc chän nh­ silicagel SiO2, nhiÖt ®é ®iÓm s­¬ng –500C, nhiÖt ®é t¸i t¹o t=1200C ( 1800C.