Đồ án Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN 3 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN 4 LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 2 TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở VIETSOVPETRO 2 1.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH KHOAN 2 1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan 5 1.1.2 Sàng rung 5 1.1.3 Máy lọc cát ( hyđroxycl ) 6 1.1.4 Máng lắng 7 1.1.5 Máy tách khí 7 1.1.6 Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan 8 1.1.7 Những yêu cầu công nghệ của máy bơm dung dịch khoan 10 1.2 MỘT SỐ LOẠI MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN THƯỜNG DÙNG Ở VIETSOVPETRO 10 1.3 NHỮNG KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC, NHỮNG TỒN TẠI CẦN TẬP TRUNG NGHIÊN CỨU 12 CHƯƠNG 2 13 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 13 2.1 CẤU TẠO MÁY BƠM W- 2215 13 2.1.1 Phần cơ khí 13 2.1.2 Phần thủy lực 15 2.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 31 CHƯƠNG 3 33 QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG MÁY BƠM W-2215 33 3.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH 33 3.1.1 Chạy thử bơm 33 3.1.2 Lưu ý khi vận hành 34 3.1.3 Các biểu hiện thường gặp khi vận hành máy bơm. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục 35 3.1.4 An toàn khi vận hành máy bơm 39 3.2 QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG 40 3.2.1 Vấn đề bôi trơn 41 3.2.2 Vấn đề bảo dưỡng máy bơm 41 CHƯƠNG 4 50 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN BƠM VÀ NGHIÊN CỨU SỰ MÒN HỎNG CỦA CỤM XILANH-PITTÔNG 50 4.1 MỘT SỐ DẠNG MÒN HỎNG CỦA CUM XILANH- PITTONG 50 4.1.2 Cơ sở lý thuyết của sự mòn hỏng 51 4.1.3 Các dạng mòn hỏng của cụm xilanh- pittong 58 4.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO TUỔI THỌ CỦA CỤM XILANH- PITTONG 68 4.2.1 Biện pháp thiết kế 69 4.2.2 Biện pháp công nghệ 69 4.2.3 Biện pháp sử dụng 71 4.3 MỘT SỐ BIỆN PHÁP PHỤC HỒI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CỤM XILANH- PITTONG 72 4.3.1 Xác định hiện tượng, tình trạng, mức độ hư hỏng của chi tiết 72 4.3.2 Lựa chọn phương pháp phục hồi 73 4.3.4 Các biện pháp sửa chữa 74 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 2 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT  SỐ HÌNH VẼ  TÊN HÌNH VẼ  TRANG   1  Hình 1.1  Sơ đồ công nghệ của hệ thống tuần hoàn  2   2  Hình 1.2  Sàng rung  5   3  Hình 1.3  Máy lọc cát  6   4  Hình 1.4  Máy tách khí  7   5  Hình 1.5  Thùng trộn dung dịch khoan  8   6  Hình 1.6  Phễu trộn dung dịch khoan  9   7  Hình 2.1  Sơ đồ cấu tạo phần cơ khí của máy bơm  14   8  Hình 2.2  Module thủy lực  16   9  Hình 2.3  Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh- pittong  17   10  Hình 2.4  Cấu tạo pittong  18   11  Hình 2.5  Cấu tạo van thủy lực  20   12  Hình 2.6  Van an toàn  21   13  Hình 2.7  Cấu tạo van xả nhanh  22   14  Hình 2.8  Van điều hòa  23   15  Hình 2.9  Bộ làm kín ty pittong  24   16  Hình 2.10  Bộ làm kín ty trung gian  26   17  Hình 2.11  Hệ thống bôi trơn ty bơm  28   18  Hinhf 2.12  Hộp thủy lực  29   19  Hình 2.13  Bộ phận trao đổi nhiệt  30   20  Hình 2.14  Phần cơ khí  31   21  Hình 2.15  Phần thủy lực  31   22  Hình 4.1  Sơ đồ biểu diễn sự mòn do mài  52   23  Hình 4.2  Sơ đồ biểu diễn sự mòn do chèn ép hạt mài  53   24  Hình 4.3  Sự mòn của xylanh  60   25  Hình 4.4  Sự mòn vòn cao su của pittong  61   26  Hình 4.5  Ảnh hưởng của thành phần lực N đến độ mòn của xylanh  63   27  Hình 4.6  Đường đặc tính xâm thực của máy bơm  66   DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TRONG ĐỒ ÁN STT  SỐ HIỆU BẢNG  TÊN BẢNG  TRANG   1  1.1  Thông số chính máy bơm loại  10- 11   2  3.1  Những hỏng hóc trogn quá trình sử dụng máy bơm khoan  36- 37   3  3.2  Quy trình bảo dưỡng các bộ phận  42- 49   4  4.1  Các chi tiết trong sơ đồ biểu diễn sự mòn do mài  52   5  4.2  Các chi tiết trong sơ đồ biểu diễn sự mòn do chèn ép hạt mài  53   6  4.3  Các chi tiết trong hình 4.3  60   7  4.4  Bảng thông số chế độ khoan  76   8  4.5  Thông số dung dịch dung cho giếng khoan  76- 77   LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, ngành công nghiệp dầu khí đang là một ngành công nghiệp mũi nhọn trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Tập Đoàn Dầu Khí Việt Nam ngày càng phát triển không chỉ trong nước mà còn vươn xa tới thị trường quốc tế trong công tác thăm dò – khai thác dầu khí. Trong công tác khoan giếng, quá trình vận chuyển mùn khoan lên bề mặt là một quá trình kỹ thuật cơ bản khi khoan. Trong khoan dầu khí, ta sử dụng máy bơm để bơm dung dịch khoan khoan xuống giếng, đưa mùn khoan lên mặt đất và thực hiện các chức năng khác. Đây là tổ hợp không thể thiếu trong mỗi tổ hợp thiết bị khoan. Nhận thấy tầm quan trọng của máy bơm dung dịch khoan trong công tác khoan các giếng khoan dầu khí. Sau một thời gian thực tập tại các xí nghiệp của các Xí Nghiệp Liên Doanh Dầu Khí Vietsopetro, tôi đã lựa chọn đề tài: “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan W-2215 trong khoan dầu khí” Chuyên đề: “Tính toán lựa chọn bơm và nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh – pittông”. Kết cấu đồ án gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về máy bơm dung dịch khoan ở Vietsopetro. Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc máy bơm W-2215. Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng máy bơmW-2215. Chương 4: Tính toán lựa chọn bơm và nghiên cứu sự mòn hỏng cụm xilanh – pittong. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Vì vậy, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn. Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Văn Giáp, các thầy cô trong bộ môn Thiết bị Dầu khí và công trình. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên Trần Văn Phường CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN Ở VIETSOVPETRO 1.1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN DUNG DỊCH KHOAN Nguyên lý làm việc: Từ chuyển động quay của động cơ qua hệ thống bánh đai truyền qua bộ phận cơ khí ở đây từ chuyển động quay của trục đến chuyển động tịnh tiến của pittông. Trong quá trình pittông chuyển động sẽ làm đóng, mở van hút xả đưa dung dịch đi. Dung dịch khoan được tuần hoàn theo sơ đồ dưới:
Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ của hệ thống tuần hoàn. 1. Máy bơm dung dịch 9. Khoảng không vành xuyến 2. Ống đứng 10. Đầu xa nhích 3. Cần vuông 11. Ống cong 4. BOP 12. Đầu ống hút của bơm 5. Cần khoan 13. Đường xả quá tải 6. Thành giếng 14. Phễu 7. Cần nặng 15. Thùng chứa dung dịch 8. Choòng khoan 16. Xyclon lọc 17. Sàng lọc Giải thích sơ đồ 1.1 Từ bể chứa (15) dung dịch sẽ đi qua ống hút bơm (12) khi đó dung dịch đi vào bơm (1),từ bơm dung dịch được bơm qua ống đứng(2)sau đó đi qua ống cong (11) tiếp tục qua cần vuông (3) rồi xuống chòong khoan (8). Dung dịch hòa trộn với đất đá thành bùn và được đưa lên mặt đất qua khoảng không vành xuyến (9) lên sàng rung (17). Phần lẫn khí trong dung dịch sẽ được tách khí ra từ máy tách khí, dung dịch đi vào bể chứa (15) và tiếp tục vòng tuần hoàn. Trong công tác khoan Dầu khí thì dung dịch đóng vai trò quan trọng. Bởi vì dung dịch khoan có chức năng sau: Chức năng nâng mùn khoan: Trong quá trình tuần hoàn dung dịch khoan có nhiệm vụ nâng mùn khoan lên miệng giếng. Việc nâng mùn khoan lên phụ thuộc vào vận tốc, trọng lượng riêng và độ nhớt của dung dịch khoan. Các tính chất này phụ thuộc tính chất đất đá tạo mùn ở mỗi tầng địa chất. Chức năng giữ mùn khoan ở trạng thái lơ lửng sau khi ngưng tuần hoàn dung dịch mùn sẽ được giữ lại trong khoảng không vành xuyến. Chính tính lưu biến của dung dịch đã giữ mùn khoan ở trạng thái này nhờ sự gen hóa khi ngưng tuần hoàn. Thực tế là các dung dịch nhớt đều có tính lưu biến. Chức năng làm mát dụng cụ khoan, giảm ma sát cho bộ khoan dụng cụ: Dụng cụ khoan bị nóng lên bởi ma sát cơ học, chuyển thành nhiệt và nóng lên bởi nhiệt độ ở đáy giếng (địa nhiệt). Việc dung dịch khoan có khả năng làm giảm ma sát giữa bộ khoan cụ và thành giếng. Do đó để cải thiện chức năng này người ta cho thêm vào dung dịch các chất chống ma sát như dầu và các phụ gia khác. Chức năng gia cố thành giếng khoan: dung dịch khoan sẽ thẩm thấu vào thành để lại một lớp màng các hạt keo. Lớp màng này được gọi là vỏ sét. Lớp vỏ sét này bám chắc được lá nhờ các sản phẩm đặc biệt gọi là chất khử lọc. Chức năng khống chế sự xâm nhập các chất lỏng từ vỉa: dung dịch khoan tác động một áp suất tĩnh lên thành giếng có giá trị bằng Ph = 9,81.ρ.H (1.1) H: Chiều cao của cột dung dịch ( m ) ρ: Khối lượng riêng của dung dich khoan ( kg/m3) Nếu áp suất thủy tĩnh Ph lớn hơn áp suất chất lỏng trong thành thì chất lỏng này không thể chảy vào trong giếng được. Do đó có thể coi dung dịch khoan như một đối áp đầu tiên khống chế áp suất ở đáy giếng. Chức năng truyền dẫn công suất cho động cơ đáy: Đối với một số ứng dụng cho khoan định hướng, khoan bằng choòng kim cương người ta lắp vào bộ khoan một động cơ đáy (tuabin hoặc động cơ thể tích). Động cơ này làm việc nhờ dung dịch khoan cụ làm quay dụng cụ phá đá. Khi vận hành động cơ này sẽ gây sụt áp lớn và tổn thất áp suất trong hệ thống đẩy của bơm. Chức năng truyền thông tin (dữ liệu) địa chất: Nhờ tuần hoàn mà dung dịch khoan cho nhà địa chất và thợ khoan khi khoan biết được địa tầng của mỗi vùng khoan qua. Chính nhờ các chức năng của dung dịch khoan giúp cho quá trình khoan được thuận lợi. Sau khi đưa mùn khoan lên dung dịch khoan đã bị bẩn. Để tiếp tục tái sử dụng dung dịch cần phải làm sạch dung dịch trước khi bơm trở lại. Các thiết bị bơm và làm sạch dung dịch gồm có: - Máy bơm dung dịch và hệ thống vòi cao áp - Sàng rung - Máng lắng - Máy lọc cát - Máy tách khí - Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan 1.1.1 Máy bơm dung dịch khoan Hiện nay máy bơm khoan được sử dụng trên giàn khoan là loại máy bơm pittông: Máy bơm hai xi lanh tác dụng kép hoặc máy bơm pittông 3 xi lanh tác dụng đơn dung dịch rửa giếng khoan. Máy bơm khoan được dùng nhiều là loại bơm pittông bởi vì nó có một số ưu điểm sau: - Bơm được nhiều loại chất lỏng có tỷ trọng khác nhau - Tạo được áp suất lớn - Lưu lượng bơm và áp suất bơm độc lập với nhau - Cấu tạo đơn giản dễ dàng thay thế, lắp ráp và bảo dưỡng - Độ bền cao phù hợp với công tác khoan trên biển Do bơm pittông có thể tạo ra áp lực cao nên chúng được dùng để đưa dung dịch khoan xuống giếng khoan. Chất lỏng dung dịch mà bơm có thể đưa được xuống là nước, sét, dung dịch nhũ tương. 1.1.2 Sàng rung
Hình 1.2 Sàng rung 1. sàng rung 3. đường ống nối các bể dung dịch 2. bể lắng cát 4. đường thu hồi chất rắn Sàng rung là một bộ máy lọc nước đầu tiên sau khi dung dịch từ giếng khoan ra. Sàng rung được cấu tạo từ các tấm lưới kim loại đặt nghiêng 13-15 độ. Dung dịch chảy vào là nhờ sự rung động nhịp nhàng của đối trọng, và lò xo giảm đối mà những phần tử nhỏ, nhẹ chảy xuống máng vào bể chứa dung dịch còn các phân tử nặng lớn rơi ra ngoài. 1.1.3 Máy lọc cát ( hyđroxycl )
Hình 1.3 Máy lọc cát Là loại máy lọc cát trong dung dịch sau khi đã chảy qua sàng rung và máng lắng. Dung dịch được các bơm ly tâm xả vào các côn theo phương tiếp tuyến. Những phân tử nặng rơi xuống dưới chảy ra ngoài. Còn các phân tử nhẹ trào lên trên chảy vào máng dung dịch (n các loại này có kích thước nhỏ hơn 74 μm ). Máy lọc cát sẽ tách các loại hạt có kích thước lớn hơn 74 μm. 1.1.4 Máng lắng Được dùng để tách bớt một phần chất rắn trong dung dịch đã lọt qua sàng rung. Máng lắng có chiều rộng từ 600-700 mm, chiều sâu từ 400 – 600 mm và chiều dài từ 40 – 50 m. Máng lắng có tác dụng làm chậm tốc độ chảy của dung dịch. Tạo điều kiện cho mùn khoan dễ lắng đọng trên suốt chiều dài máng. 1.1.5 Máy tách khí
Hình 1.4 Máy tách khí 1. Thành bình 4. Máy nén khí 2. Ống dẫn khí 5. Đường dẫn dung dịch 3. Cánh nghiêng 6. Đường vào của dung dịch Là loại máy dùng để xử lý dung dịch khoan khi bị lẫn khí, tránh nguy cơ phun trào, tránh nguy cơ gây hỏa hoạn đồng thời đảm bảo hiệu suất cho các loại máy bơm. Máy tách khí có nhiều loại được sử dụng, nhưng đều có nguyên lý làm việc giống nhau. Nguyên lý cơ bản là sử dụng chênh lệch áp suất trong bình chân không của buồng máy với áp suất của các bọt khí lẫn trong dung dịch. Điều quan trọng nhất của máy tách khí là máy hút chân không để hút hết không khí trong bình tạo ra một áp suất nhỏ hơn áp suất bên ngoài. 1.1.6 Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch khoan Các thiết bị chứa và điều chế dung dịch bao gồm: Bể chứa, thùng trộn, phễu trộn, máy quấy và súng phun. 1.1.6.1 Bể chứa dung dịch khoan Bể chứa dung dịch khoan có dạng hình hộp chữ nhật với các kích thước tiêu chuẩn sau: Chiều dài: 3700 ÷6000 (mm) Chiều rộng: 2650 (mm) Chiều cao: 1820 (mm) Bể chứa được gia công từ các tấm tôn dày hàn vững chắc nhờ các thanh thép định hình. Số lượng bể chứa cho một giàn khoan có thể thay đổi theo vị trí của giàn khoan đó. 1.6.1.2 Thùng trộn dung dịch khoan
Hình 1.5 Thùng trộn dung dịch khoan Thùng trộn dung dịch khoan được cấu tạo đơn giản, thường để trộn sét khô, hóa phẩm và nước lã để tạo thành dung dịch khoan. Thùng trộn có thể tích 4000 ÷ 10000 (mm3). Bên trong có cánh được lắp trên trục làm nhiệm vụ xáo trộn đều đất sét hóa phẩm và nước lã. Thùng trộn có một máy khuấy bằng động cơ điện. Nước được bơm vào thùng qua ống dẫn lắp ở phái trên còn hóa chất và lắp được đưa vào thùng từ nắp. Với loại thùng trộn dạng này có thể tạo dung dịch khoan từ sét cục. 1.6.1.3 Phễu trộn
Hình 1.6 Phễu trộn dung dịch khoan 1. Phễu 3. Vòi phun 2. Khóa phễu trộn 4. Đường ra của dung dịch Phễu trộn dùng để gia công dung dịch khoan từ sét bột, dưới sự tác động của dòng xoáy lực, xoáy cuộn để trộn đều sét, hóa phẩm và nước. 1.1.6.4 Máy quấy và súng phun Là thiết bị dùng để quấy dung dịch trong bể. Việc khuấy động lần này làm cho chất rắn trong bể không thể lắng đọng xuống đáy bể. Đặc biệt là dung dịch nặng có bột đá ba-rít. Nhờ vào máy quấy và súng phun làm cho các hạt rắn phân bố đều trong dung dịch. Cả hai loại này thường được lắp ở bể chứa. 1.1.7 Những yêu cầu công nghệ của máy bơm dung dịch khoan Đối với bơm dung dịch khoan cần được đáp ứng những yêu cầu sau: - Do độ sâu của khoan là rất lớn vì vậy bơm cần có áp suất lớn cũng như đạt được độ ổn định trong quá trình truyền dung dịch - Bơm được nhiều loại chất lỏng có tỷ trọng khác nhau - Có khả năng bơm dung dịch một cách ổn định - Đáp ứng được những yêu cầu của công tác khoan - Có mối liên kết lắp đặt hợp lý với các thiết bị trên giàn 1.2 MỘT SỐ LOẠI MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN THƯỜNG DÙNG Ở VIETSOVPETRO Hiện nay tại xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro có 2 loại giàn chính sử dụng để khoan đó là giàn cố định và giàn tự nâng. Trên giàn cố định có tháp khoan hiện nay sử dụng chủ yếu là các bơm khoan của Liên Xô tiêu biểu như loại YHБ-600 và 9 MPT-73. Loại YHБ-600 có các thông số chính như sau: Bảng 1.1 Thông số chính máy bơm loại YHБ-600 Công suất máy bơm  600 kW   Công suất thuỷ lực  475 kW   Chiều dài hành trình Pittông  400 mm   Đường kính ty Pittông  70 mm   Loại bình ổn áp  IIK-70-250 màng cao su   Thể tích khí trong bình ổn áp  70 dm3   Áp suất bơm lớn nhất  250 kG/cm2   Đường kính của đầu thủy lực  196,80,2 mm   Đường kính trục chủ động  175 mm   Đường kính trục trung gian  120 mm   Độ côn lỗ lắp nối van  1:6   Số xylanh  2   Số hành trình kép lớn nhất của pittông  65 lần/phút   Tốc độ vòng quay của trục chủ động  320 vòng/phút   Tỷ số truyền động  123/25   Dạng van  Van đĩa   Dạng van an toàn  Dạng màng   Loại dây đai  П   Số dây đai  16   Kích thước bơm:dài x rộng x cao  510x3020x330 mm   Nhiệt độ chất lỏng trong bơm  < 800C   Đường của bánh đai  Ф1400 ; Ф1700 ; Ф1800 mm   Đường của bánh đai và trọng lượng máy bơm tương ứng Ф1400mm  22250kg Ф1700mm 25750kg Ф1800mm 26050kg Hiện nay, Vietsovpetro còn có 3 giàn khoan tự nâng sử dụng các loại máy bơm khoan được sản xuất ở các nước tư bản. Giàn khoan Cửu Long dùng hai máy bơm NOV 12-P-160 triplex có bình điều hòa Hydril K-20 5000psi. Bơm được dẫn động bởi 2 động cơ điện EMD D79DM motor, 1600 HP. Giàn Tam Đảo 01 dùng 3 bơm NOV 1600HP. Giàn Tam Đảo 02 hiện nay dùng 2 bơm khoan là W2215-193 và W2215-195, Máy bơm W2215 có các thông số như sau:
1.3 NHỮNG KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC, NHỮNG TỒN TẠI CẦN TẬP TRUNG NGHIÊN CỨU Từ khi hình thành ngành Dầu khí tới nay các loại máy bơm đã được sử dụng trên giàn khoan khai thác Dầu khí của Xí nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro một cách hợp lý và hiệu quả. Đã góp phần to lớn trong công cuộc xây dựng nền công nghiệp của đất nước từng bước phát triển hơn. Việc sử dụng máy bơm trong công tác khai thác Dầu khí đã được sử dụng một cách hợp lý giúp cho quá trình khai thác, tìm kiếm thăm dò đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên bên cạnh đó vẫn còn có nhưng tồn tại hạn chế về mặt đáp ứng các yêu cầu công nghệ hiện đại đang được sử dụng trên giàn khai thác Dầu khí hiện nay. Do thời gian làm việc không đảm bảo được những yêu cầu cần thiết. Vì vậy chúng ta cần phải có những biện pháp nhằm nâng cao tuổi thọ cũng như khả năng làm việc của máy bơm để có thể đáp ứng được những yêu cầu công việc. CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM W-2215 2.1 CẤU TẠO MÁY BƠM W- 2215 Bơm W-2215 có 2 phần chính là phần cơ khí và phần thủy lực. Phần cơ khí có nhiệm vụ nhận mômen truyền động từ hệ thống dẫn động và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượt cũng như trục trung gian truyền đến phần thủy lực để máy hút và đẩy chất lỏng vào giếng khoan. Phần thủy lực của máy bơm là nơi lắp ráp các cụm chi tiết như: xylanh, pittông, van hút, van nén, van an toàn và bình điều hoà. Phần thủy lực của máy bơm là nơi tiếp nhận năng lượng từ phần cơ của máy bơm để truyền năng lượng đó tới chất lỏng và di chuyển chất lỏng đó từ bể chứa qua đường ống xả vào giếng khoan. Ngoài ra, nó còn gồm một số bộ phận khác như: thiết bị làm kín, hệ thống bôi trơn và làm mát. 2.1.1 Phần cơ khí Bộ phận cơ khí là một trong hai bộ phận chính của máy bơm. Nó có tác dụng chuyển từ công suất của động cơ điện qua các bộ phận của bộ phận cơ khí truyền chuyển động cho pittông chuyển động tịnh tiến để thực hiện các quá trình hút và đẩy. 2.1.1.1 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cụm cơ khí Đây là phần dẫn động của bơm, tức nó có nhiệm vụ dẫn động và truyền công suất cho phần thủy lực làm việc. Phần cơ khí có cấu tạo như hình 2.1 gồm: bánh đà, trục chủ động, bộ truyền động bánh răng, hệ thống tay quay- thanh truyền và kết cấu con trượt.
Hình 2.1. Sơ đồ cấu tạo phần cơ khí của máy bơm 1. Ty trung gian 2. Nắp kiểm tra 3. Vít cấy 4. Ốc gia cố thân trên- thân dưới 5.Đệm làm kín 6. Nắp thăm dò 7. Nắp mặt kiểm tra 8. Vít nắp đổ dầu 9. Trục biên 10. Tay biên 11. Bánh răng bị động 12. Vòng bi tay biên 13. Thân trên máy bơm 14. Que thăm dầu 15. Đế máy bơm 16. Thân dưới bơm 17. Lỗ tháo dầu 18. Máng trượt dưới 19. Ốc vít máng trượt dưới 20. Ốc hãm 21. Máng trượt trên 22. Ốc hãm 23. Con trượt 24. Chốt con trượt 25. Ốc vít máng trượt trên 26. Tấm chắn dầu 27. Trục chủ động máy bơm 28. Ốc hãm ty trung gian Khi trục (27) nhận được chuyển động từ bộ truyền đai và quay theo chiều mũi tên làm bánh răng bị động (11) quay theo. Bánh răng (11) được liên kết chặt với trục (9) nên trục (9) quay theo và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến trên con trượt cũng như ty trung gian (1) để thực hiện quá trình hút và nén chất lỏng về đường cao áp. Ổ bi của trục chủ động (27) và trục (9) được lắp giữa hai thân trên (13) và thân dưới (16) và được kẹp bởi bulông số (4). Nắp kiểm tra (2) dùng để kiểm tra sự bôi trơn cho cụm con trượt (23) cũng như máng trượt (21). Nắp số (7) dùng để kiểm tra các chi tiết bên trong của máy bơm cũng như là nơi để bổ xung dầu bôi trơn cho máy. Việc kiểm tra truyền động bánh răng và dầu bôi trơn được thực hiện thông qua một lỗ đặc biệt được mở nhờ nắp thăm dò (6). Lỗ này xả hơi ra ngoài khi bơm làm việc và đổ dầu vào bể khi dầu trong bể cạn hoặc thay dầu mới. Que thăm dầu (14) dùng để kiểm tra mực nhớt trong máy bơm, yêu cầu mực nhớt phải nằm trong khoảng min và max đã được đánh dấu trên que thăm. Máy bơm được bôi trơn bằng dầu bơi trơn AGMA No7 EP hoặc /ISO-VG Grade 460 khi điều kiện làm việc trong khoảng 55÷1550F. Sự bôi trơn cặp bánh răng ăn khớp bằng cách ngâm dầu tức là dầu được đổ ít nhất ngập chân răng bánh răng lớn. Còn vòng bi tay biên và con trượt máng trượt bằng phương pháp vung té. Cặp bánh răng sẽ quay như hình vẽ, dầu sẽ văng lên ngăn buồng dưới nắp (2) và chảy qua lỗ dẫn vào con trượt để bôi trơn cho con trượt ở mặt đầu của máng trượt dưới (18) người ta lắp tấm chắn dầu (26) nhờ vậy mà trong lòng máng trượt luôn luôn có một lượng dầu bôi trơn cho cụm con trượt. Các vòng bi còn lại được bôi trơn định kỳ bằng mỡ bôi trơn. 2.1.2 Phần thủy lực Là phần quan trọng của bơm, nó có nhiệm vụ thay đổi năng lượng cơ thành công thuỷ lực tiêu hao trong quá trình hút và đẩy của xylanh- pittông. Phần thủy lực cấu tạo gồm các bộ phận chính như: vỏ hộp thuỷ lực, cụm xylanh-pittông, van, ống hút, ống đẩy, bình điều hòa. Bộ phận thủy lực gồm có 2 phần chính: Modul hút và Modul xả. Bộ phận modul hút phần 2 của 2 phần module thủy lực có thể tháo rời mà không làm xáo trộn tới modul xả. Modul xả của 2 phần bộ phận thủy lực có thể tháo rời mà không làm xáo trộn tới modul gần kề. Trong các bộ phận của bộ phận thủy lực quan trọng nhất vẫn là xi lanh, pittông và cặp van hút, đẩy. Việc điều chình lưu lượng và áp suất của bơm dựa vào việc điều chỉnh kích thước của xi lanh-pittông. Các bộ phận của modul thủy lực
Hình 2.2 Module thủy lực 1. Đường ống đẩy 6. Pittông 2. Bình điều hòa đẩy 7. Manhephon hút 3. Van đẩy 8. Ống hút 4. Xi lanh 9. Cần pittông 5. Van hút 10. Manhephon đẩy 2.1.2.1 Cụm xylanh pittông
Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo cụm xylanh-pittông 1. Ống lót 2. Vòng cách 3. Thân máy 4. Vòng định tâm 5. Xylanh 6. Hộp thủy lực 7. Vòng cao su 8. Vòng cách 9. Ống lót 10. Đai ốc 11. Êcu 12. Pittông 13. Cần pittông 14. Êcu 15. Vòng đỡ 16. Bulông 17. Vòng phớt 18. Ống ép 19. Đĩa cao su 20. Đai ốc 21. Ty trung gian Cụm xylanh- pittông là bộ phận quan trọng nhất của phần thuỷ lực. Trong quá trình làm việc, chúng tiếp xúc trực tiếp với dung dịch khoan để tạo ra áp suất và lưu lượng yêu cầu, truyền chất lỏng xuống giếng khoan thông qua bộ khoan cụ để làm mát choòng, tạo dòng chảy và áp suất đưa mùn khoan lên trên mặt đất, nhằm làm sạch giếng khoan, tránh sập lở thành giếng và tránh được hiện tượng phun trào dầu khí trong quá trình khoan. Chính vì tính chất quan trọng của cụm này, trong quá trình lựa chọn máy bơm ta phải xác định được đường kính của xylanh và pittông hợp lý để tạo ra được lưu lượng yêu cầu. Xylanh Xylanh của bơm là loại chi tiết có thể thay thế được, có dạng hình trụ với đường kính ngoài là 230mm, đường kính trong từ 130÷200mm, được chế tạo từ thép thấm cácbon. Bề mặt trong sau khi nhiệt luyện sẽ được tráng một lớp thép Crôm dày từ 0,5÷0,7mm để chống rỉ và mài mòn do dung dịch và pittông gây ra. Xylanh được bắt chặt vào hộp thủy lực bằng bulông và đai ốc. Muốn thay đổi lưu lượng và áp suất ta thay đổi đường kính trong của xylanh. Pittông
Hình 2.4 Cấu tạo pittông 1. Cao su 2. Thép Cấu tạo của pittông là khối hình trụ bằng kim loại, trên bề mặt ngoài có phủ lớp kim loại cứng (thường mạ đồng) chịu ma sát, chống mài mòn cao, trong có lỗ để nối với cần pittông. Mặt ngoài của pittông có rãnh để lắp gioăng cao su tổng hợp. Khi bơm làm việc, các gioăng này tỳ sát vào thành xylanh nhằm giữ kín không cho dung dịch lọt qua giữa thành xylanh và pittông để bơm làm việc ổn định. Nhờ vậy, trong xylanh sẽ tạo thành những vùng giảm áp và tăng áp để hút và đẩy dung dịch ra ngoài với áp suất lớn. Đường kính ngoài của pittông bằng đường kính trong của xylanh, tức là từ 130÷200mm.