Đồ án Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 phục vụ cho công tác khai thác dầu tại giàn MSP – 5

Mục Lục Chương I: Tổng quan về việc sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol Tình hình sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol Sơ đồ công nghệ của hệ thống từ trạm nén khí Những yêu cầu công nghệ của hệ thống Những kết quả đã đạt được, những tồn tại cần tập trung nghiên cứu giải quyết Chương II: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy nén khí piston Ingersol-Rand T30-7100x10 Sơ đồ cấu tạo Đặc tính kỹ thuật Nguyên lý làm việc Lý thuyết cơ bản về máy nén khí piston Chương III: Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll-Rand T30-7100x10 Quy trình bảo dưỡng Một số dạng hỏng, nguyên nhân và biện pháp hạn chế Quy trình sửa chữa Chương IV: Quy trình xây lắp, vận hành và công tác an toàn trong sử dụng Quy trình xây lắp. Quy trình vận hành. Công tác an toàn lao động. Chương V: Tính toán lựa chọn máy nén khí Tính toán các thông số cơ bản. Lựa chọn máy nén khí. Kết luận. Tài liệu tham khảo. phụ lục kèm theo. LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá, nền công nghiệp đang trên đà phát triển mạnh, đồng thời hiện đại hoá từng bước trong quá trình sản xuất và đem lại lợi ích như các ngành: Công nghiệp luyện kim, chế tạo máy, khai thác than, công nghiệp khai thác dầu mỏ…..Trong đó ngành khai thác dầu khí là một ngành mũi nhọn trong nền công nghiệp của đất nước, tuy nó là ngành sinh sau nở muộn, nhưng nó đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn từ nguồn tài nguyên có sẵn của thiên nhiên. Hàng năm nó đã góp vào cho ngân quỹ Nhà nước hàng triệu USD, đồng thời tạo ra nguồn nhân lực dồi dào cho đất nước. Để đưa được dầu khí từ độ sâu trên 3000m lên mặt đất và vận chuyển đến tàu chứa chúng ta cần rất nhiều máy móc. Do vậy muốn đảm bảo tốt công việc khai thác cũng như vận chuyển dầu khí thì hệ thống đo lường và thiết bị tự động hoá được sử dụng tương đối hữu hiệu trên các giàn. Với môi trường dễ cháy nổ như các giàn khai thác, khí nén là tác nhân mang năng lượng có nhiều ưu điểm do đó khí nén được chọn làm nguồn nuôi cho hệ thống đo luờng và thiết bị tự động hoá trên giàn. Tại các giàn có nhiều loại máy nén khác nhau, nhưng chỉ máy nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 đã đáp ứng được các yêu cầu trên là: Sản xuất được nguồn khí khô, sạch, nhiệt độ thấp và áp suất ổn định. Trên các giàn khai thác hiện nay đã được lắp đặt trạm khí nén Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 và được đưa vào hoạt động để phục vụ cho yêu cầu sử dụng. Với nguồn khí nén này mà các thiết bị giám sát việc khai thác dầu khí hoạt động tốt nhất, ổn định áp suất và mức dầu trong bình chứa (100 m3), đồng thời nó cũng góp phần vào việc đảm bảo an toàn khi giàn xảy ra sự cố. Với trạm khí nén này, ngoài việc đảm bảo nguồn khí nén với yêu cầu trên nó còn bố trí gọn gàng, hoạt động hoàn toàn tự động với nguồn điện cung cấp là 3 pha / 380V / 50 Hz rất thông dụng, do vậy phù hợp với nhu cầu sử dụng tại tất cả các giàn. Tôi tên Trần Văn Hiền là sinh viên lớp Cơ khí thiết bị dầu khí K49. Trong quá trình học tập tại Trường, tôi đã được học những kiến thức cơ bản về thiết bị dùng trong ngành dầu khí từ các thày cô giáo, cộng thêm phần học hỏi được nhiều kiến thức thực tế tại giàn khai thác MSP – 5 thuộc xí nghiệp liên doanh VIETSOVPETRO. Sau khi tổng hợp lại những kiến thức đã học hỏi được tôi viết đồ án tốt nghiệp với đề tài: “ Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 phục vụ cho công tác khai thác dầu tại giàn MSP – 5” với chuyên đề: “ Tính toán lựa chọn máy nén khí”. Được sự hướng dẫn tận tình của thày giáo: Tiến sĩ Nguyễn Văn Giáp tôi đã hệ thống cơ bản về loại máy nén khí này. Tuy đồ án đã giới thiệu tương đối đầy đủ, nhưng không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong sự góp ý chân thành của các thày cô giáo cũng như các bạn để tôi được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2009 Sinh viên: Trần Văn Hiền Chương I: Tổng quan về việc sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol 1.1.Tình hình sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol: 1.1.1.Vai trò của việc cấp khí nén cho hệ thống tự động hoá Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với năng lượng điện, vai trò năng lượng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng. Tất cả những cơ sở sản xuất lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộc sống hàng ngày cũng không thể thiếu được nguồn năng lượng khí nén. Việc sử dụng năng lượng bằng khí nén đóng một vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụ nhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn ; sử dụng năng lượng bằng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, và nhiều nhất là dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy… Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén càng trở nên đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. Sở dĩ như vậy là do các quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ trong công nghiệp Dầu khí đặc biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ, phun trào… có thể gây ra tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí là những thảm họa môi trường nghiêm trọng cho cả một khu vực rộng lớn. Với những đặc tính ưu việt của năng lượng khí nén, như :An toàn với môi trường độc hại, môi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ, dễ cung cấp, dễ sử dụng, phạm vi ứng dụng rộng rãi. Bởi vậy, chúng là nguồn năng lượng không thể thiếu trên các công trình Dầu khí. Năng lượng khí nén được sử dụng cho các thiết bị công cụ, thiết bị động lực,… và đặc biệt là trong các hệ thống tự động điều khiển và đo lường. 1.1.2.Tình hình khai thác dầu khí ở mỏ Bạch Hổ: Mỏ Bạch Hổ nằm ở lô 0,9 trên biển Đông, cách đất liền 100km, cách cảng Vũng Tàu khoảng 130km, chiều sâu nước biển ở vùng khai thác khoảng 50m. Hiện nay ở mỏ Bạch Hổ chủ yếu khai thác bằng Gaslift và bơm điện chìm. Mỏ có trữ lượng khoảng 300 triệu tấn, trung bình mỗi ngày khai thác 38.000 tấn dầu thô chiếm 80% sản lượng dầu thô ở Việt Nam. Tháng 3 năm 2001 Vietsovpetro đón mừng tấn dầu thứ 100triệu, đến ngày 4 tháng 12 năm 2005 Vietsovpetro khai thác được 150 triệu tấn và đưa vào bờ 15 tỷ m3 khí đồng hành, kế hoạch năm 2006 – 2010 VSP phấn đấu gia tăng trữ lượng 52 tấn dầu thô, với 20 giếng khoan tìm kiếm, khai thác từ 37 – 40 triệu tấn dầu và vận chuyển 6,5 tỷ m3 khí vào bờ. 1.1.3 Các trạm máy nén khí cung cấp khí nén cho giàn: Tại các giàn cố định trên biển của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, để cung cấp năng lượng khí nén sử dụng cho các thiết bị và hệ thống phục vụ cho công nghệ khoan-khai thác Dầu khí, người ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụ cho những mục đích cụ thể khác nhau, như : 1.1.3.1. Trạm máy nén khí 4BУ 1-5/9 ở BM-15: gồm 2 máy : 1- Được dẫn động bằng động cơ Diezel ; 1- Được dẫn động bằng động cơ điện ; nhằm cung cấp khí nén áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm2) cho các thiết bị tự động hóa & đo lường , và các thiết bị phục vụ cho công nghệ khoan, như Roto tháo lắp cần khoan, phanh tời khoan, đóng/ngắt các ly hợp khí nén của các bơm dung dịch УM-8. 1.1.3.2. Trạm máy nén khí ВП2-9/10 ở BM-7B: gồm 4 máy (được dẫn động bằng động cơ điện) và một hệ thống sấy và làm khô khí (khá phức tạp), cung cấp khí nén khô, sạch, áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm2) cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan. 1.1.3.3. Trạm máy nén khí ЭКП-70/25 ở BM-7A: gồm 2 máy (được dẫn động bằng động cơ điện) cung cấp khí nén áp suất cao (30 ÷ 50 kg/cm2) cho hệ thống khởi động động cơ Diezel 8ЧН 25/34-3 của trạm phát điện chính (BM-7A) của giàn. 1.1.3.4. Cụm trạm máy nén khí ở BM-6, gồm : *. Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm2): loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13), gồm 3 máy. Sau đó,chúng được thay thế bằng trạm nén khí kiểu “Ingersoll-Rand T 30/7100 ”, cũng có 3 máy . Các trạm này có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 0,6 m3/phút - loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); hoặc Q = 1,42 m3/phút - loại “Ingersoll-Rand T 30/7100 ” ), làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động các van “MIM”, các trạm điều khiển (ACS, TOE ..) đóng/mở các van dập giếng, dẫn động cho các bơm hóa phẩm,v.v… của hệ thống công nghệ khai thác Dầu khí. *. Cụm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm2): loại 4BУ1-5/9, gồm 1 ÷ 2 máy. Đây là loại máy nén khí có lưu lượng trung bình (Q ≈ 5 m3/phút), làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị, dụng cụ dẫn động bằng khí nén (máy mài, máy khoan, máy bắn rỉ, các máy bơm thủy lực cao áp…) và chủ yếu là làm nhiệm vụ ép nước kỹ thuật phục vụ sinh hoạt trên giàn. *. Trạm máy nén khí áp suất cao (100 ÷ 150 kg/cm2): loại Kp-2T (hoặc BT 1,5-0,3/150), gồm 2 máy. Đây là 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 các van cầu ở các blok công nghệ (BM-1;2) và hệ thống khởi động cho các động cơ Diezel của các máy bơm dung dịch và máy bơm trám ximăng, nén khí cho các bình điều hòa lưu lượng của các máy bơm piston. Nguồn khí nén cao áp này còn được sử dụng trong công tác kiểm tra, kiểm định các van an toàn, vận hành các bộ đồ gá chuyên dụng.v.v… Trong thời gian gần đây, trên các giàn cố định của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, người ta đã đưa vào lắp đặt và sử dụng các trạm nén khí hiện đại, như GA-75 (của hãng Atlas-Copco), hoặc SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand). Các trạm này có thể cung cấp khí nén trong dải áp suất làm việc từ 6 ÷ 13 kg/cm2 và lưu lượng tương đối lớn (Q ≈ 11,61 ÷ 13,59 m3/phút, đối với trạm SSR MH-75; Q ≈ 11,8 m3/phút, đối với trạm GA-75). Chúng được trang bị thêm hệ thống xử lý làm sạch và sấy khô khí khá hoàn hảo nên chất lượng khí nén rất tốt, đảm bảo đủ lưu lượng và chất lượng để có thể sử dụng cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan; ép nước kỹ thuật cung cấp cho sinh hoạt và các hệ thống làm mát; cũng như cho các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động , các thiết bị được dẫn động bằng khí nén khác… Vì vậy, với một trạm nén khí có 2 máy loại này ( GA-75 của hãng Atlas-Copco, hoặc SSR MH-75 của hãng Ingersoll-Rand ) được lắp đặt ở BM-7B, có thể thay thế cho toàn bộ các 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, ở trên giàn. Ngoài ra, trên một số giàn ( như CTP-2; CTP-3…) còn được lắp đặt, vận hành một số trạm nén khí chuyên dụng để sản xuất, cung cấp khí trơ ( N2 ) phục vụ cho các công đoạn công nghệ xử lý Dầu khí. 1.1.4 Các loại máy nén khí được sử dụng cho thiết bị tự động hoá trên giàn 1.1.4.1 Máy nén khí 4BY5/9 Máy nén khí này có đặc tính như sau: Kiểu máy nén : kiểu pittông _ chữ V : 2 cấp, tác dụng đơn, không có con trượt. Môi chất công tác : không 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 1 : ( kg / cm2 ) , dao động trong khoảng : (áp suất tuyệt đối) 3,7 ( 3,9 Ap suất nén sau cấp 2 ( kg . cm2 ) ( áp suất tuyệt đối) : 13 trên MSP chỉ đặt 8 X Làm mát : không khí, quạt gió. Công suất cần thiết của máy nén không lớn hơn : 4,8 KBT Hành trình pittông ((m): 55 Số xi lanh : cấp 1 : 1 : cấp 2 : 1 11. Đường kính xi lanh : cấp 1 ( (m) : 120 : cấp 2 : 62. 12. Hướng quay của trục khuỷu : phải ( nhìn từ động cơ ). Tần số quay của trục khuỷu : 1445 v/phút Hệ thống bôi trơn : Cơ cấu chuyển động : tuần haòn từ bơm bánh răng. Xi lanh : vung toé. Nhớt bôi trơn : urn_ 49 ; urn_ 72 ; (l _ 11. Nhớt của Shell : corena P100 Ap suất trong hệ thống bôi trơn ở trong giới hạn ( áp suất tuyệt đối) 1 ( 45 Nhiệt độ khí nạp : (C : 1 ( 45 Nhiệt độ khí nén trong ống dẫn sau cấp nén 1, 2 không cao hơn (C : 180. Nhiệt độ đi ra khỏi máy nén cao hơn : 70(C Nhiệt độ dầu trong cácte ( (C) không cao hơn : 90 Thể tích dầu đổ vào cácte ( lít) : 3,35. Vòng bi đầu trục : 311. Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp khí (côn hơi) cho tời khoan và cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động trên giàn. Đây là loại máy nén khí piston chữ V, 2 cấp nén tác dụng đơn 4 dãy, 4 xilanh. Áp suất cửa vào là áp suất khí quyển, áp suất cửa ra là 8kg/cm2 với lưu lượng là 5m3/phút. 1.1.4.2 Máy nén khí trục vít GA75,GA22,GA30,SSP,MH75… Loại máy nén này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệ thống bơm tram ximăng và các nhu cầu khác… 1.1.4.3 Máy nén INGERSOLLRAND T30 - 7100 Loại máy này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hoá. 1.2. Sơ đồ công nghệ trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100: Hình 1.1 - Sơ đồ công 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 thấp LSLL: Rơle khống chế mức dầu thấp CV: Van điều áp 1: Máy nén khí 2: Động cơ điện 3: Bầu lọc không khí 4: Thiết bị làm mát sau 5: Bình chứa 6: Bình tách nước 7: Phin lọc chính 8: Phin lọc trước 9: Bình sấy 10: Phin lọc sau DT: Bộ phận xả tự động : Van cầu 1.3. Những yêu cầu công nghệ của hệ thống tự động hóa: Hiện nay trên các công trình biển của Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro đang tồn tại hai hệ thống khí nén cao áp và thấp áp, nhằm mục đích cung cấp nguồn năng lượng khí nén cho các thiết bị và hệ thống chính sau: Các thiết bị đo lường, như: các cột mực chất lỏng cho các bình, bể công nghệ….. Các hệ thống điều khiển, tự động hóa, như: các trạm điều khiển van dập giếng (ACS, TOE…); Hệ thống điều lưu lượng (các van mim);các rơle trong hệ thống bảo vệ; điều khiển đóng mở các van cầu, các thiết bị chặn khác.. Các thiết bị dẫn động bằng khí nén, như: hệ thống khởi động cho các động cơ diezen công suất lớn; các động cơ 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 quá trình khoan. Các mục đích khác, như: làm sạch các bề mặt gia công, sửa chửa, làm vệ sinh công nghiệp nào đó, gọi dòng trong khai thác, khuấy trộn dung dịch xi măng trong quá trình khoan… Khí nén được tạo ra từ những máy nén khí chứa đựng nhiều tạp chất bụi bẩn, độ ẩm có thể ở những mức độ khác nhau. Chất bẩn bao gồm: bụi, độ ẩm không khí được hút vào, nhưng phần tử nhỏ chất cặn bã của dầu bôi trơn và truyền động cơ khí. Hơn nữa, trong quá trình nén khí nhiệt độ khí nén tăng lên có thể gây ra quá trình oxy hóa một số phần tử kể trên.Như vây khí nén bao gồm chất bẩn đó được tải đi trong nhưng đường ông dẫn khí sẽ gây nên sự an mòn, gỉ trong ống và trong các hệ thống điều khiển. Cho nên khí nén được sử dụng trong kỹ thuật phải được sử lý. Mức độ sử lý khí nén tùy thuộc vào phương pháp sử lý, từ đó xác định được chất lương của khí nén tương ứng cho từng trường hợp cụ thể. Như vậy tùy theo mục đích sử dụng, các yêu cầu công nghệ của hệ thống tự động hóa gồm các vấn đề cơ bản sau: Đảm bảo độ sạch. Điều này đảm bảo không bị kẹt hoặc bị tắc nghẽn các phím lọc , các ricler hoặc các chi tiết , phần tử có độ chính xác cao của thiết bị, nhất là ở các thiết bị kiểm tra , đo lường và ở các hệ thống điều khiển ,tự động hóa .Để đánh giá độ sạch ,người ta đưa ra các tiêu chuẩn về các độ lớn của các tạp chất .Theo các tiêu chuẩn của các hội đồng các xí nghiệp châu âu PNEURP (European Committee of Mannufacturers of Compressors, Vacuumpumps and Pneumatic tools ) đề ra, độ lớn của các tạp chất trong khí nén không được vượt quá 70 μm Đảm bảo độ khô. Yêu cầu này rất quan trọng, nhất là khi khí nén được sử dụng trong vận chuyển các vật liệu rời, như hệ thống vận chuyển xi măng .Trong các hệ thống này, 99,9% lượng hơi ẩm (gồm hơi nước và dầu bôi trơn…., gọi chung là condensate ) phải được loại bỏ .Mặt khác, đảm bảo độ khô của khí nén làm hạn chế sự sự tạo thành các phase lỏng, là tác nhân tạo nên an mòn điện hóa trong dòng lưu thông của khí nén. Đảm bảo khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp . Thông thường, khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp nhất của khí nén không được chênh lệch quá 3ữ5 0C so với nhiệt độ môi trường làm việc của hệ thống và thiết bị. Sự chênh lệch quá lớn sẽ gây nên sự giãn nở nhiệt khác nhau trong các hệ thống, thiết bị, các cụm chi tiết, tạo ra sự nứt vỡ, biến dạng, hư hỏng… Đảm bảo khoảng áp suất làm việc thích hợp. Mỗi hệ thống hoặc thiết bị đều có những yêu cầu về khoảng áp suất khí nén làm việc khác nhau. Để giải quyết được vấn đề này, người ta thường sử dụng các bộ van giảm áp hoặc tăng áp phù hợp. Đảm bảo độ nhớt thích hợp. Đối với từng hệ thống, nhất là với hệ thống điều khiển tự động hoặc truyền động khí nén, và thiết bị, sẽ có những yêu cầu cụ thể về độ nhớt động học cần thiết của khí nén, để giảm ma sát, sự an mòn và rỉ sét của chúng. Để giải quyết được vấn đề này, người ta thường sử dụng dầu bôi trơn, bổ xung vào dòng khí nén thông qua các van tra dầu, hoạt động theo nguyên lý Venturi. Trong những yêu cầu công nghệ của hệ thống tự động hóa, thì quan trọng nhất là việc đảm bảo độ sạch và độ khô của khí nén. 1.4.Những kết quả đạt được, những tồn tại cần tập trung nghiên cứu giải quyết: Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng được nâng cao, việc ứng dụng tự động hoá vào trong công nghiệp dầu khí hiện nay là ngành công nghiệp mũi nhọn và mang nhiều lợi ích kinh tế cho nền kinh tế quốc dân. Tuy vậy, nó cũng không dễ dàng để tiến hành khai thác, dù đã nhập các thiết bị từ nước ngoài về mà nó còn đòi hỏi một khối lượng công việc đa dạng và phức tạp. Vì vậy, việc lựa chọn - vận hành - bảo dưỡng - sửa chữa máy móc thiết bị và đặc biệt là phải nắm vững nguyên lý hoạt động của chúng cho phù hợp với các yêu cầu về năng lượng của giàn, nhằm nâng cao năng suất, tuổi thọ của thiết bị. Trong điều kiện giàn khai thác, để đảm bảo tốt các công việc khai thác cũng như kiểm tra chặt chẽ các công việc này, thì hệ thống đo lường tự động hoá là một hệ thống rất hữu hiệu. Trong môi trường dễ xảy ra cháy nổ như ở giàn khoan thì việc sử dụng khí nén làm nguồn năng lượng và cung cấp cho các thiết bị tự động hoá có nhiều ưu điểm nhất. Do vậy, khí nén đã được chọn là nguồn năng lượng cho hệ thống đo lường tự động và cung cấp cho các thiết bị điều khiển nén trên giàn công nghệ và giàn bơm ép vỉa. Hiện nay trên các giàn khoan, khai thác của Xí Nghiệp Liên Doanh ‘’Vietsovpetro’’ có rất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết bị tự động hoá nhưng thông dụng nhất vẫn là trạm máy nén khí Piston Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10, Ingersoll Rand T30 – 7100 x 15. Các trạm này có thể cung cấp lưu lượng khí nén 1,42 m3/phút đến 1,71 m3/phút.Chúng được trang bị thêm hệ thống làm sạch và khô khí khá hoàn hảo nên chất lượng khí rất tốt, vì vậy có những ưu điểm vượt trội là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy được bố trí gọn, hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ thống an toàn, bảo vệ cao khi máy có sự cố và đặc biệt là lưu lượng khí cung cấp của máy rất ổn định, tự động điều chỉnh phù hợp theo nhu cầu sử dụng đã đặt trước. Đảm bảo tính tiết kiệm năng lượng cao. Chương II: Cấu Tạo, Nguyên Lý Làm Việc Của Trạm Máy Nén Khí Piston Ingersoll Rand T30 – 7100x10 Trạm nén khí Ingersoll Rand được lắp đặt tại block 6. mỗi một thiết bị trong trạm nén đảm nhiệm một nhiệm vụ riêng để hợp thành một trạm nén khí có thể hoạt động hoàn toàn tự động, cung cấp nguồn khí nén có chất lượng tốt, đảm bảo khô, sạch, áp suất ổn định và nhiệt độ không cao để phục vụ cho hệ thống đo lường và thiết bị tự động hoá trên giàn. Trong trạm nén khí bao gồm rất nhiều thiết bị liên quan, nhưng ở đây tôi xin trình bày cấu tạo và chức năng của những thiết bị cơ bản đảm nhận những nhiệm vụ chính trong 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 độ trục khuỷu: 1100 v/p. Lưu lượng lý thuyết: 1,71 m3/p. Lưu lượng thực tế: 1,42 m3/p. Áp suất làm việc đầu ra: 175 PSIG. số cấp: 2. Đường kính xi lanh cấp 1 và 2 là: 139,7 và 76 mm. Hành trình chuyển động của piston: 102 mm. Áp suất xả lớn nhất: 14 at. Công suất: 11 KW. Công suất động cơ: 15 ML. Điện áp 380V: 3 pha; 50 Hz. 2.2.1. Động cơ điện: - Động cơ điện được sử dụng để truyền công suất cho máy nén có các thông số sau: Điện áp vào: 380V/3pha/50Hz. Khởi động động cơ: Y - (. Công suất: 11KW. Đầu ra của động cơ điện có lắp puli rãnh hình thang để truyền lực cho máy nén dây đai, có chiều quay theo chiều mũi tên trên nắp lưới bảo vệ dây đai. Nếu khi động cơ quay ngược chiều theo chiều mũi tên thì tiến hành đảo một trong ba pha của mạch điện vào động cơ. Động cơ điện được lắp trực tiếp trên đế của trạm nén qua các bulông, việc căn chỉnh được nêu ra trong phần lắp đặt ở chương sau. 2.2.2. Bầu lọc không khí đầu vào cấp 1: - Cấu tạo như hình vẽ. - Bầu lọc không khí bao gồm: Đế phin lọc(1), phin lọc(2), nắp bảo vệ(3). Phin lọc chế tạo bằng giấy xốp được xếp lớp theo hình trụ, mục đích của việc xếp lớp là tạo cho bề mặt lọc khí lớn, giảm lực cản không khí đi qua phin lọc này, tạo điều kiện cho việc nạp không khí vào cấp 1 được dễ dàng. Hình 2.2 - Bầu lọc không khí 1. Đai ốc vặn dạng tai; 2. Màng lọc; 3. Nắp vỏ bầu lọc; 4. Ti vặn + Với bầu lọc đầu vào này có tác dụng giữ lại những hạt bụi chứa trong không khí bao quanh máy nén, nếu lọt vào xi lanh sẽ làm mòn rất nhanh thành xi lanh, piston, vòng xec măng và van. Khi xâm nhập vào dầu bôi trơn, chúng sẽ làm tăng tốc độ mài mòn trục khuỷ và các ổ đỡ. Khi máy nén làm việc trong không khí bụi mà không có bầu lọc thì tuổi thọ của các chi tiết máy giảm đi nhiều. Vì vậy bầu lọc không khí này cũng góp phần quan trọng trong trạm nén khí. 2.2.3. Máy nén khí: + có cấu tạo như hình vẽ:
Hình 2.3 - Máy nén khí 1. môtơ điện 2. Bánh đai rãnh chữ 3. dây đai 4. đế động cơ 5. đế máy 6. vỏ bảo vệ đai 7. bộ phận làm mát sau 8.bầu lọc không khí 9. ống làm mát trung gian 10. Rơle khống chế mức dầu thấp Máy nén trong trạm nén khí là máy nén dạng piston hai cấp tác dụng lớn, hai xi lanh bố trí theo hình chữ V. Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu bôi trơn trong hộp cácte. Làm mát bằng khí đối lưu, khi máy nén hoạt động quạt gió tạo một lưu lượng không khí đối lưu qua máy nén, nhiệt lượng của máy nén được truyền ra ngoài qua những cánh tản nhiệt trên thân máy nén. 2.2.4. Thiết bị làm mát trung gian: Hình 2.4 - cấu tạo bộ phận làm mát trung gian 1. vít có mũ M6 2,6. vòng hãm lò xo 3. vòng đệm 4. vỏ bảo vệ 5. đai ốc M10 7. Bulông M10 8. vòng đệm 9. miếng đỡ 10. miếng kẹp ống làm mát 11,12,13. cụm ống làm mát trung gian 14. đầu nối M6 15.nút 16. van an toàn 17. bulông M8 18. vòng đệm 19,21. tấm đệm 20. nắp Có cấu tạo như hình vẽ. + Thiết bị làm mát trung gian bao gồm: Một đầu gom được nối với đường ra cấp 1, một đầu ra được nối với đường vào cấp 2. thiết bị làm mát trung gian này gồm một cặp 3 đường ống mắc song song với nhau, để tăng hiệu suất tản nhiệt 3 đường ống được uốn cong để tăng độ dài và bên ngoài vỏ được bao các đường xoắn ruột gà dạng cánh tản nhiệtmục đích để tăng diện tích tản nhiệt. + Thiết bị làm mát trung gian được lắp nối kín qua các đầu nối và đệm làm kín. Hơn nữa ở ngoài có bộ phận quạt gió có tác dụng thổi bớt đi nhiệt lượng toả ra ở bên ngoài của ống làm mát trung gian. Như vậy khí nén đi vào cấp hai đã được làm giảm đến nhiệt độ cho phép. + Tác dụng của thiết bị làm mát trung gian là khí nén sau khi được nén ở cấp 1, nhiệt độ của khí nén tăng lên, để giảm công nén và những tổn thất khác do nhiệt lượng gây ra, giảm nhiệt độ khí nén khi hoạt động cũng như làm tăng tuổi thọ của máy nén. 2.2.5. van an toàn cấp 1, 2: + van an toàn 1, 2 có cấu tạo như hình vẽ:
Hình 2.5 - cấu tạo van an toàn 1. bulông điều chỉnh 2. vỏ 3. cần đẩy van bằng tay 4. lò xo 5. van 6. bề mặt công cửa van 7. đế van + Sơ đồ cấu tạo của van an toàn, phía dưới đế van (7) được vặn chặt vào ống góp xả, phía trên được lắp với vỏ van (2). lỗ của đế van được bịt kín bởi van (5). Trên van (5) có bề mặt côn (6) đã được gia công chính xác để đảm bảo độ khít khi đậy van. Khi áp suất trong các cấp hoặc bình chứa lớn quá mức quy định, lực khí nén tác động lên van (5) thắng lực nén lò xo (4) khi đó van sẽ nâng lên và khí theo lỗ trên vỏ van xả ra ngoài khí quyển. trong trường hợp cần thiết có thể xả bằng tay. Khi đó kéo tay đòn (3), cánh tay đòn nhỏ của nó sẽ tác động vào lò xo (4), lò xo ép lại và van được mở ra.