Đồ án Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành và sửa chữa bơm NPS 65-35-500

LỜI NÓI ĐẦU Nền kinh tế của đất nước ta trong những năm gần đây đã có những bước tiến vượt bậc với sự tăng trưởng luôn được duy trì ổn định ở mức tương đối cao. Đóng góp một phần không nhỏ vào các thành tựu phát triển đó, ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam và điển hình là xí nghiệp LDDK “Vietsovpetro” là một trong những ngành mũi nhọn của cả nước. Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro là một đơn vị đứng đầu trong công tác tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí hiện nay. Vùng hoạt động chủ yếu là thềm lục địa phía Nam Việt Nam và hiện nay mở rộng hợp tác sang các địa bàn như Liên Bang Nga, Mianmar, Tunizia. Từ khi Xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro đưa mỏ Bạch Hổ và Mỏ Rồng vào khai thác, tính đến 25 tháng 9 năm 2008 đạt sản lượng dầu thô tấn thứ 175 triệu. Hiện nay liên doanh dầu khí “ Vietsovpetro” đang khai thác dầu trên 3 mỏ chính là Bạch Hổ, Rồng và Đại Hùng. Ở mỏ Bạch Hổ có 11 giàn cố định và một số giàn nhẹ và là mỏ chiếm phần lớn sản lượng sản phẩm khai thác trong liên doanh. Để phục vụ cho công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí, đặt ra nhiệm vụ quan trọng là phải có một hệ thống trang thiết bị phù hợp với điều kiện của khu mỏ, để đem lại hiệu quả kinh tế cao. Các thiết bị máy móc phục vụ cho ngành dầu khí rất đa dạng, trong đó máy bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi rong Xí nghiệp đặc biệt là trong lĩnh vực khai thác và vận chuyển dầu do những tính năng ưu việt của nó: Kết cấu đơn giản, an toàn khi sử dụng, giải điều chỉnh lớn... Là một sinh viên khoa thiết bị dầu khí và công trình - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, em rất tâm huyết với thiết bị vận chuyển dầu, cụ thể là máy bơm vận chuyển dầu NPS 65/35-500 đang được sử dụng rất rộng rãi trong công tác vận chuyển dầu trên công trình biển tại XNLD “Vietsovpetro”. Với mong muốn được góp một phần nhỏ vào sự phát triển của ngành công nghiệp dầu khí nước nhà. Qua quá trình thực tập, nghiên cứu, thu thập tài liệu và được sự đồng ý của bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, Khoa Dầu khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, em được giao đồ án với đề tài: “Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành và sửa chữa bơm NPS 65/35-500. Tính toán chon bơm NPS 65/35-500 cho giàn MSP3” Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn: Nguyễn Thị Hải Yến bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình cùng các thầy cô trong bộ môn Thiết bị dầu khí và Công trình, các bạn đồng nghiệp đã giúp em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức thực tế, kiến thức bản thân, thời gian thực tập và nguồn tài liệu còn hạn chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn bè để xây dựng bản đồ án hoàn thiện hơn. Hà Nội, tháng 5 năm 2011 SINH VIÊN NGUYỄN TRỌNG HUY CHƯƠNG 1 CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU VÀ VIỆC SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY BƠM LY TÂM TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH DẦU KHÍ “VIETSOVPETRO” 1.1. Công tác vận chuyển dầu Hiện tại cũng như từ hơn thập niên trước đây, xí nghiệp liên doanh "VIETSOVPETRO" đã và đang tiến hành khoan và khai thác dầu khí chủ yếu ở trên hai vùng mỏ Bạch Hổ và Mỏ Rồng nằm ở vùng biển thềm lục địa phía Nam -Việt Nam. Do vị trí địa lý của các vùng mỏ nằm cách xa đất liền hơn 100km, nên tất cả các công đoạn công nghệ khoan, khai thác, vận chuyển và tồn trữ dầu khí đều diễn ra trên biển, trên các giàn cố định, giàn nhẹ và tàu chứa dầu. Tất cả các đường ống chính, chủ yếu dùng trong công tác vận chuyển dầu khí đều nằm chìm dưới biển. Điều đó đòi hỏi công tác vận chuyển dầu khí của chúng ta phải đạt được sự an toàn và độ tin cậy cao hơn nhiều lần so với ở đất liền. Trong khu vực mỏ Bạch Hổ, dầu khai thác trên các giàn được vận chuyển đến 2 trạm tiếp nhận (tàu chứa dầu - FSO-1 và FSO-2) : Trạm tiếp nhận phía Nam FSO-1: Ở đây tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2 điểm là MSP-1và giàn công nghệ trung tâm số 2 (CPP-2) cùng với các giàn nhẹ (БК 1,2,3,4,5,6,7) chuyển đến. Đây là 2 điểm vận chuyển dầu quan trọng nhất, có khối lượng vận chuyển lớn nhất. Từ CPP-2 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-1 và khu vực mỏ Rồng. Từ MSP-1 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-3, MSP-4 và MSP-8 và thông qua các điểm trung chuyển tại MSP-6 và MSP-8 nối với trạm tiếp nhận phía Bắc FSO - 2. Trạm tiếp nhận phía Bắc FSO-2 : Tiếp nhận dầu vận chuyển đến từ 2 điểm trung chuyển là MSP-6 và MSP-8. Từ MSP-6 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, và thông qua đó nối với MSP-3, MSP-5, MSP-7, MSP-8, MSP-10 .... Từ MSP-8 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-4, MSP-1, MSP-9, MSP-11. Trạm tiếp nhận FSO -2 chủ yếu tiếp nhận dầu từ các giàn MSP-4, MSP-5, MSP-3, MSP-6, MSP-7, MSP-8, MSP-9, MSP-10, MSP-11. Trong khu vực mỏ Rồng có trạm tiếp nhận dầu FSO-3. Giữa các trạm tiếp nhận dầu FSO -1, FSO -2, FSO -3 có mối liên hệ với nhau thông qua nhiều điểm trung chuyển. 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới công tác vận chuyển dầu Một đặc điểm nữa có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn đến công tác vận chuyển dầu trong khu vực mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng là các tính chất lý, hóa đặc trưng của nó. Tuy nhiên ở đây chỉ xem xét đến một số tính chất cơ bản, có ảnh hưởng quan trọng trực tiếp đến công tác vận chuyển, tồn trữ chứ không thể đi sâu vào các tính chất công nghệ hóa dầu cùng tính thương phẩm của chúng. Đối với công tác vận chuyển, tồn trữ dầu thì những tính chất lý, hóa sau đây là đặc biệt quan trọng : 1.2.1.Khối lượng riêng Hiện nay dầu thô của chúng ta khai thác được chủ yếu tập trung ở các tầng sản phẩm Mioxen hạ, Oligen hạ và tầng móng kết tinh. Chúng thuộc loại dầu nhẹ vừa phải, khối lượng riêng nằm trong khoảng giới hạn (0,83 ÷ 0,85).103kg/m3. Dầu thô ở khu vực mỏ Bạch Hổ có khối lượng riêng khoảng 0,8319.103kg/m3 (38o6API), đó là một thuận lợi đối với công tác vận chuyển dầu, bởi vì mặc dù theo công thức tính lưu lượng của bơm Q= CmПDb = ((
Dn) (. D. (K1.D) = K(.D3n vào cột áp H=
ta không thấy có sự ảnh hưởng nào của khối lượng riêng chất lỏng công tác, nhưng nó lại ảnh hưởng đáng kể đến công suất thủy lực (NTL) của các máy bơm: NTL = G.H = ((.g.Q).H. Điều đó có nghĩa là nếu nhỏ, việc cung cấp năng lượng (điện năng) cho các trạm bơm vận chuyển dầu giảm đáng kể . 1.2.2.Độ nhớt ( Độ nhớt là khả năng của chất lỏng có thể chống lại được lực trượt (lực cắt), nó được biểu hiện dưới dạng lực ma sát trong (nội ma sát) khi có sự chuyển dịch tương đối của các lớp chất lỏng kề nhau. Bởi vậy độ nhớt là tính chất đặc trưng cho mức độ di động của chất lỏng. Độ nhớt của chất lỏng thay đổi trong một phạm vi rộng theo nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì giảm và ngược lại. Ngoài ra, khi áp suất tăng thì độ nhớt của chất lỏng cũng tăng, trừ một và chất lỏng đặc biệt như nước. Khi vận chuyển dầu, chúng ta phải đưa chúng vào trạng thái chuyển động, muốn vậy phải đặt vào chúng một lực nhất định bằng sự tác dụng của các cánh bơm. Chuyển động của chất lỏng chỉ xuất hiện khi ứng suất ma sát vượt quá một giới hạn nào đó, gọi là ứng suất trượt ban đầu. Như vậy, rõ ràng là độ nhớt của chất lỏng công tác ảnh hưởng rất lớn đến dòng chuyển động của nó, mặc dù trong các công thức tính toán cơ bản của các máy bơm dùng để vận chuyển chất lỏng (dầu thô) này không có mặt trực tiếp của đại lượng, nhưng chính nó là yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất gây nên tổn thất của dòng chảy. Càng lớn thì tổn thất thủy lực của dòng chảy càng lớn, làm tăng tổn thất công suất và giảm lưu lượng của các máy bơm . 1.2.3.Ảnh hưởng của các tính chất lý, hóa khác Dầu thô của chúng ta là loại sạch, chứa rất ít các độc tố, các kim loại nặng như chì(1,39ppm), Vanadium(0,46ppm), Magiê(7,270ppm), Lưu huỳnh (0,005% trọng lượng ). Đây là một điều tốt cho hệ thống vận chuyển dầu cũng như hệ thống công nghệ của chúng ta . Tuy nhiên, từ kết quả phân tích phần cặn( chiếm một tỷ lệ khá cao, đến 21,5% trọng lượng đối với dầu thô Bạch Hổ) có nhiệt độ sôi trên 500°C trong quá trình chưng cất chân không, ta thấy dầu thô của chúng ta chứa hàm lượng Parafin rắn khá cao, đến 44,12%trọng lượng (phần cặn), điều đó làm giảm tính linh động của chúng ở nhiệt độ thấp, và ngay cả ở nhiệt độ bình thường. Chính sự có mặt của Parafin với hàm lượng lớn làm cho nhiệt độ đông đặc của dầu thô tăng lên. Đối với dầu thô khu vực mỏ Bạch Hổ, nhiệt độ đông đặc ở mức khá cao, đến 33°C. Đây thực sự là một trở ngại lớn cho hệ thống vận chuyển dầu của chúng ta bởi chúng rất dễ làm tắc nghẽn các tuyến đường ống, nhất là ở tại các điểm nút hoặc tại các tuyến ống ở xa trạm tiếp nhận và có lưu lượng thông qua thấp, hoặc không liên tục mà bị gián đoạn trong một thời gian lâu. Đấy chính là nhược điểm căn bản trong tính chất lý, hoá của dầu thô Việt Nam, và việc xử lý, khắc phục chúng đòi hỏi cả một quá trình công nghệ phức tạp và tốn kém . Để cải thiện các tính chất lý hóa của dầu, phục vụ cho công tác vận chuyển, tồn trữ chúng, người ta sử dụng nhiều biện pháp nhằm làm giảm độ nhớt hoặc gia nhiệt cho chúng để chống sự đông đặc làm tắc nghẽn đường ống của dầu. Ví dụ, bằng phương pháp cấy vi sinh vào môi trường nước ép vỉa, người ta đã làm tăng tối đa các quá trình phản ứng men ôxy hóa hydrocacbon của dầu có độ nhớt cao, điều đó làm tăng khả năng thu hồi dầu ở các tầng sản phẩm và làm tăng được tính lưu biến của chúng . 1.2.4.Ảnh hưởng của yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn Ảnh hưởng của yếu tố địa lý, khí hậu, thủy văn cũng có sự tác động không nhỏ đối với công tác vận chuyển và các quá trình công nghệ khai thác dầu. Vùng biển thềm lục địa phía Nam này chịu ảnh hưởng gió mùa nhiệt đới, hình thành 2 mùa rõ rệt: - Mùa mưa có gió Tây - Nam, được đặc trưng bởi lượng mưa lớn và nhiều sương mù kéo dài từ khoảng tháng 4 đến tháng 10 . Vào mùa này khí hậu thường nóng, do vậy dầu thô khai thác được khi qua các công đoạn xử lý công nghệ trên giàn ít bị mất nhiệt, hạn chế được khả năng đông đặc của chúng . - Mùa khô thường từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, có gió Đông - Bắc với cường độ lớn, gọi là mùa gió chướng. Trong khoảng thời gian này, hay xuất hiện những cơn bão hay áp thấp nhiệt đới với sức gió đến 25÷30m/s, nhiệt độ không khí giảm xuống rõ rệt. Vì vậy ở các giàn khai thác có các giếng với sản lượng thấp thường hay xảy ra hiện thượng dầu bị đông đặc, hoặc chí ít thì tính linh động của dầu cũng giảm xuống rõ rệt, gây khó khăn cho việc vận chuyển dầu . Đó là chưa kể đến những sự cố bất thường xảy đến cho tuyến vận chuyển dầu (tắc nghẽn, gẫy vỡ đường ống) và các trạm tiếp nhận cũng thường hay xảy ra trong mùa thời tiết không mấy thuận lợi này. Ngoài ra, điều kiện khí hậu nhiệt đới, độ ẩm không khí lớn, và môi trường biển này hoàn toàn có hại đến tuổi thọ, độ bền của máy móc, thiết bị công nghệ cũng như các tuyến đường ống vận chuyển dầu . Các cấu trúc, kết cấu kim loại của máy móc thiết bị công nghệ ngoài việc chịu tải trọng lớn khi làm việc, còn chịu tác động ăn mòn với cường độ lớn do môi trường biển gây ra. Trong thực tế, có trên 50% các trường hợp sự cố đối với cac đường ống ngầm vận chuyển dầu là do tác động của ăn mòn kim loại . Vì vậy, khi tính toán thiết kế, lắp đặt các hệ thống thiết bị công nghệ trên các công trình biển, phải nên đặt điều kiện làm việc này (môi trường biển, độ ẩm lớn, khí hậu nhiệt đới ... ) lên làm ưu tiên hàng đầu. 1.3. Các loại máy bơm ly tâm sử dụng trong công tác vận chuyển dầu trên giàn khai thác Bơm ly tâm là loại máy thủy lực cánh dẫn, trong đó việc trao đổi năng lượng giữa máy với chất lỏng (gọi là chất lỏng công tác) được thực hiện bằng năng lượng thủy động của dòng chảy qua máy . Bộ phận làm việc chính của bơm ly tâm là các bánh công tác trên đó có nhiều cánh dẫn để dẫn dòng chảy . Biên dạng và góc bố trí của các cánh dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến các thành phần vận tốc của dòng chảy nên có ý nghĩa rất quan trọng trong việc trao đổi năng lượng của máy với dòng chảy. Khi bánh công tác của bơm ly tâm quay (thường là với số vòng quay lớn đến hàng ngàn vòng trong 1 phút), các cánh dẫn của nó truyền cơ năng nhận được từ động cơ (thường là động cơ điện) cho dòng chất lỏng đi qua nó tạo thành năng lượng thủy động cho dòng chảy. Nói chung năng lượng thủy động của dòng chảy bao gồm 2 thành phần chính: động năng (V2/2g) và áp năng (P/γ), và chúng có mối liên quan mật thiết với nhau. Trong quá trình làm việc của máy, sự biến đổi động năng bao giờ cũng kéo theo sự biến đổi của áp năng. Tuy nhiên đối với máy thủy lực cánh dẫn như bơm ly tâm, đối với mỗi loại kết cấu máy cụ thể, sự biến đổi áp năng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định. Nó khác với máy thủy lực thể tích. Ở máy thủy lực thể tích, năng lượng trao đổi của máy với chất lỏng có thành phần chủ yếu là áp năng, còn thành phần động năng không đáng kể. Còn ở máy thủy lực cánh dẫn như bơm ly tâm, năng lượng cột áp chỉ tăng đến mức cần thiết, còn lại toàn bộ năng lượng thủy động của dòng chảy nhận được từ máy biến thành động năng. Chính vì vậy việc dùng các máy bơm ly tâm để vận chuyển chất lỏng từ một điểm này đến một điểm khác chiếm một ưu thế hơn hẳn các loại máy thủy lực khác. Với tính năng kỹ thuật cao, chỉ tiêu kinh tế tốt, phạm vi sử dụng rộng rãi nên các bơm ly tâm được dùng chủ yếu trong công tác vận chuyển dầu của XNLD "VIETSOVPETRO". Tùy theo sản lượng khai thác và nhu cầu thực tế trên mỗi giàn cố định mà người ta sử dụng chủng loại và số lượng bơm ly tâm khác nhau. Hiện nay tại các trạm bơm vận chuyển dầu trên các công trình biển của XNLD "VIETSOVPETRO", chúng ta đang sử dụng các chủng loại bơm dầu ly tâm như sau: 1.3.1. Bơm ly tâm NPS - 40/400 Là tổ hợp bơm cùng chủng loại kết cấu như NPS 65/35 -500, chỉ khác đường kính ngoài của các bánh công tác của nó nhỏ hơn . 1.3.2. Máy bơm Sulzer MSD-D Model 4x8x10,5 Là loại bơm ly tâm có 5 cấp, nằm ngang, trong đó bánh công tác thứ nhất là loại hai cửa hút ngược chiều nhau, 4 bánh công tác còn lại là loại 1 cửa hút được chia làm 2 nhóm đối xứng, có cửa hút ngược chiều nhau. Thân máy có cấu tạo gồm 2 nửa tháo được theo bề mặt phẳng ngang và được định vị với nhau bởi các chốt côn. Thân máy có nhiều khoang chứa các bánh công tác và giữ luôn vai trò của các bánh hướng dòng. Phía dưới có ống giảm tải nối từ khoang chứa đệm làm kín phía áp suất cao đến khoang cửa vào cấp I của bơm. Trục bơm được làm kín bằng đệm làm kín chì dạng kép, có nhiệt độ làm việc dưới 160°C. Đệm làm kín này được làm mát bằng dầu Tellus 46, đồng thời dầu làm mát này có tác dụng như nêm thủy lực làm kín bổ sung cho đệm. Dầu làm mát đệm làm kín trao đổi nhiệt với bên ngoài thông qua các lá đồng tản nhiệt dọc theo đường ống . Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm như sau : Lưu lượng bơm (m3/h) : 130 Cột áp định mức (m) : 400 Hiệu suất hữu ích (%) : 74 Công suất thủy lực của bơm (KW) : 147 Lượng dự trữ xâm thực cho phép (m) : 2,1 Công suất động cơ điện (KW) : 185 Số vòng quay (V/ph) : 2969 Điện áp (V) : 380 - Tần số dòng điện : 50Hz Chiều dài khớp nối trục (mm) : 180 Khối lượng của tổ hợp : 3940kg 1.3.3. Máy bơm NK - 200/120 Là loại bơm ly tâm dùng để bơm dầu, khí hóa lỏng, dung dịch hữu cơ và các chất lỏng khác có tỷ trọng không quá 1050Kg/m3, độ nhớt động đến 6.10-4m3/s. Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2mm và hàm lượng vượt quá 0,2% và nhiệt độ trong khoảng -80oC ÷ 400oC. Tổ hợp bơm gồm động cơ điện và bơm được lắp ráp trên cùng một khung dầm và được liên kết với nhau bằng khớp nối răng. Đây là loại bơm ly tâm 1 tầng, công -Xon, có thân bơm, vấu tựa, ống hút và ống nối có áp (cửa ra) được đặt trên cùng một giá đỡ. Việc làm kín trục được thực hiện bởi một bộ phận làm kín kiểu СГ - hoặc CO. Các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của bơm như sau : Lưu lượng bơm (m3/h) : 200 Cột áp định mức (m) : 120 Hiệu suất hữu ích (%) : 67 Lượng dự trữ xâm thực cho phép (m): 4,8 (m) Công suất động cơ điện (KW) : 100 Số vòng quay (V/ph) : 2950 Điện áp (V)- tần số dòng điện (Hz) : 380-50 1.3.4. Máy bơm NPS 65/35 -500 Là tổ hợp bơm dầu ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng (cấp), trục bơm được làm kín bằng các dây salnhic mềm hoặc bộ phận làm kín kiểu mặt đầu. Bơm NPS65/35 -500 được sử dụng để bơm dầu thô, các loại khí hydrocacbon hóa lỏng, các sản phẩm dầu khí ở nhiệt độ từ -300C đến 2000C và các loại chất lỏng khác có tính chất lý hóa tương tự. Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2mm và hàm lượng không vượt quá 0,2% khối lượng. Tổ hợp bơm được trang bị động cơ điện loại BAO 22 - 280M - 2T2,5 với công suất N= 160KW, U=380V, 50Hz và các thiết bị bảo vệ, làm mát, làm kín khác theo đúng yêu cầu, quy phạm láp đặt vận hành chúng . Một số các thông số đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm NPS 65/35 -500 như sau : Lưu lượng định mức tối ưu (m3/h ) : 65(35) Cột áp (m) : 500 Tần số quay (s -1, V/ph) : 49,2 (2950) Độ xâm thực cho phép (m) : 4,2 Áp suất đầu vào không lớn hơn (KG/cm2) + Với kiểu làm kín mặt đầu : 2,5 (25) + Làm kín bằng salnhic : Kiểu CΓ : 1,0 (10) Kiểu CO : 0,5 (5) Công suất thủy lực yêu cầu của bơm (KW) : 160 Trọng lượng của bơm (KG) : 1220 Công suất của động cơ điện (KW) : 160 Điện áp (V) : 380 Tần số dòng điện (Hz) : 50 Hiệu suất làm việc hữu ích : 59% Theo thống kê, số lượng máy bơm NPS 65/35-500 và (NPS 40/400) là 37/60 chiếm một tỷ lệ lớn, và trong thực tế người ta vẫn thường dùng các loại bơm NPS và SULZER để vận chuyển dầu. Đây là 2 loại bơm ly tâm có nhiều ưu điểm: kết cấu bền vững, độ tin cậy, độ an toàn cao, lưu lượng bơm, cột áp và hiệu suất hữu ích lớn, dễ vận hành, bảo quản, sửa chữa . Ở hai loại bơm này, do cách bố trí các bánh công tác thành hai nhóm có cửa vào của mỗi nhóm ngược chiều nhau. Do đó làm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên Roto, tải trọng của các ổ đỡ trục giảm, do đó tuổi thọ của chúng tăng lên rất nhiều. Tuy nhiên do các bơm ly tâm đều làm việc ở chế độ vận tốc góc lớn (khoảng 3000v/ph) nên việc lắp đặt, điều chỉnh chúng đòi hỏi độ chính xác cao. Ngoài ra, do lưu lượng của chúng khá lớn nên việc đưa chúng vào chế độ làm việc đòi hỏi phải nắm vững và tuân thủ đúng yêu cầu của kỹ thuật vận hành để tránh hiện tượng quá tải cho động cơ điện . Công việc vận chuyển dầu đòi hỏi phải đưa một lượng lớn sản phẩm khai thác dầu khí từ các giàn cố định và giàn nhẹ đến các điểm tiếp nhận là các tàu chứa trong thời gian nhanh nhất, đồng thời phải đảm bảo sự an toàn cho các tuyến đường ống vận chuyển. Ngoài ra, chỉ tiêu kinh tế trong việc sử dụng năng lượng điện cho các trạm bơm cũng được đặt ra. Do đó việc bố trí, phối hợp các chủng loại bơm trên cùng một trạm, hoặc việc phối hợp giữa các trạm bơm với nhau sao cho có thể giảm được tải trọng trên các tuyến ống vận chuyển dầu và tăng được lưu lượng thông qua của chúng . Trong việc bố trí, phối hợp giữa các bơm ly tâm trên cùng một trạm bơm người ta có thể lắp đặt chúng theo nhiều cách. Theo cách đặt các bơm theo kiểu mắc song song với mục đích làm tăng lưu lượng vận chuyển của trạm. Theo cách này, mặc dù đường ra của mỗi bơm ly tâm đều có van một chiều nhưng vẫn phải đòi hỏi các bơm trong hệ thống phải có các thông số đặc tính kỹ thuật không khác xa nhau nhiều lắm, để khi cùng đồng thời vận hành chúng không triệt tiêu lẫn nhau. Theo cách đặt bơm mắc nối tiếp với mục đích làm tăng áp suất trên đường vận chuyển để có thể đưa chất lỏng đến được những điểm tiếp nhận rất xa. Tuy nhiên cách này đòi hỏi các tổ hợp bơm được mắc nối tiếp phải có lưu lượng như nhau và việc làm kín trục cho các máy bơm ở phần cuối của hệ thống rất phức tạp do áp suất đầu vào của chúng tăng lên đáng kể. Ngoài ra, cũng có thể phối hợp cả 2 kiểu bố trí song song và nối tiếp trên cùng một trạm. Nhưng trong thực tế, trên các giàn cố định, các trạm bơm dầu được xây dựng theo kiểu mắc song song do các kiểu bơm ly tâm đã được chọn lựa đảm bảo đủ cột áp để có thể vận chuyển được dầu thô đến vị trí tiếp nhận . Tùy theo sản lượng khai thác hoặc vị trí công nghệ của mỗi giàn mà người ta sử dụng số lượng bơm ly tâm trên trạm là 2, 3 hoặc hàng chục như ở CPP-2 (15 bơm) Trên mỗi trạm bơm, thông thường người ta dự tính từ
đến
số lượng bơm ở vị trí dự phòngđể khi hư hỏng, sự cố các máy bơm đang ở chế độ làm việc, ta có thể sử dụng chúng thay thế ngay không ảnh hưởng đến sản lượng khai thác dầu. Các máy bơm dự phòng này không nên để chúng ở trạng thái không làm việc trong thời gian quá lâu vì dễ gây ra hiện tượng bó kẹt roto do dầu bị đông đặc hoặc thành phần parafin trong dầu và các tạp chất gây kết tủa khác đóng cặn lại giữa các khe hở trong bơm. Tùy theo mùa và thời tiết để có thể định ra một thời gian biểu vận hành các bơm dự phòng. Việc này có thể tiến hành theo kinh nghiệm riêng, tùy theo đặc điểm công nghệ mỗi giàn. Nhưng, tốt nhất vẫn là thực hiện chế độ luân phiên làm việc cho các máy bơm trong trạm. Điều đó giúp cho kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa được dễ dàng và chủ động hơn. Tóm lại: Từ việc xem xét những đặc điểm trong công tác vận chuyển dầu của xí nghệp liên doanh "VIETSOVPETRO" chúng ta có thể đề ra những yêu cầu cơ bản cho việc xây dựng những trạm bơm dầu trên các giàn cố định để thông qua đó có thể chọn lựa các chủng loại bơm ly tâm phù hợp với yêu cầu công nghệ của mỗi giàn. Theo ý kiến chúng tôi, các máy bơm ly tâm dùng trong công tác vận chuyển dầu trong môi trường biển trên các giàn phải có độ tin cậy cao, độ bền cơ học lớn, có khả năng chống lại tác động ăn mòn hóa học trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, ẩm, hơi nước có độ mặn cao, và nhất là có các đường đặc tính làm việc phù hợp với chế độ công nghệ của chúng ta . Bơm ly tâm chiếm một vị trí rất quan trọng trong hệ thống công nghệ khai thác dầu khí của xí nghiệp, bởi vậy nghiên cứu nắm vững lý thuyết cơ bản về chúng là nhiệm vụ của những cán bộ, công nhân trực tiếp tham gia vận hành hoặc bảo dưỡng sửa chữa các thiết bị công nghệ khai thác dầu khí và cả những người có liên quan đến hệ thống công nghệ này. CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BƠM NPS 35/65 - 500 2.1. Công dụng và đặc tính 2.1.1. Công dụng Tổ hợp bơm kí hiệu NPS 65/35-500 là kiểu bơm ly tâm nằm ngang, nhiều cấp, các phân đoạn và các chi tiết dẫn dòng đều được chế tạo từ thép Cacbon. Trục bơm được làm kín bởi bộ phận làm kín kiểu mặt đầu hoặc dây salnhic. Bơm được dùng để bơm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu, khí hóa lỏng từ nhiệt độ -300C đến 2000C, chất lỏng được bơm không được chứa các hạt cứng vượt quá 0,2% theo khối lượng và kích thước nhỏ hơn 0,2mm. 2.1.2. Các đặc tính kỹ thuật: Các đặc tính kỹ thuật của tổ hợp bơm NPS 65/35-500 được thể hiện ở bảng sau: Bảng [2.1] Các thông số kỹ thuật của bơm NPS 65/35-500 STT  Các thông số kỹ thuật  Trị số   1  Lưu lượng : Định mức tăng (m3/h) Định mức giảm (m3/h)  65 35   2  Cột áp (m)  500   3  Hiệu suất (%)  59   4  Công suất thủy lực (kW)  132   5  Tốc độ quay (vòng/ph)  2950   6  Lượng dự trữ xâm thực (m)  4,2   7  Số bánh công tác  8   8  Kích thước: dài x rộng x cao (mm):  1970 x 600 x 585   9  Trọng lượng (kg)  1260   10  Áp suất đầu vào (kg/cm2) không lớn hơn, với: Kiểu làm kín mặt dầu Kiểu làm kín bằng salnhic  25 5   11  Sự rò rỉ qua bộ phận làm kín trục không lớn hơn (cm3/h), với: Kiểu làm kín bằng salnhic Kiểu mặt dầu  180 40÷50   12  Khối lượng riêng chất lỏng công tác (kg/m3)  1000   13  Độ nhớt chất lỏng công tác (cm2/s)  0,01   14  Động cơ điện: Điện áp (V) Công suất (kW) Tần số dòng điện (Hz)  380 160 50   2.2. Cấu tạo: Sơ đồ cấu tạo (hình 2.1) Tổ hợp bao gồm bơm và động cơ điện được lắp ráp trên một bộ khung dầm chung. Việc liên kết các trục của bơm và động cơ được thực hiện nhờ khớp nối răng và một trục trung gian. Chiều quay roto của bơm là chiều quay trái (ngược chiều kim đồng hồ) nếu nhìn từ phía động cơ.
Hình 2.1. Sơ đồ tổng thể bơm NPS 65/35 – 500 1. Động cơ 2. Vỏ bảo vệ khớp nối 3. Khớp nối bánh răng 4. Bơm 5. Giá máy lắp đặt động cơ và bơm Ngoài ra còn có các bộ phận phụ khác như: - Hệ thống đường ống cấp thoát nước làm mát ổ bi và thiết bị làm mát trục, hệ thống đường ống này thường được đặt ngầm dưới móng máy, trên hệ thống có lắp đồng hồ đo áp suất và các van điều chỉnh. - Hệ thống đường ống hút và đẩy: trên hệ thống này có lắp đồng hồ đo áp suất và van chặn, trên đường ống đẩy có lắp thêm van một chiều. - Đồng hồ đo nhiệt độ của nhớt trên ổ bi Bơm NPS 65/35 - 500 là loại bơm ly tâm nhiều tầng với thân vỏ có thể tháo được theo mặt phẳng ngang. Vỏ bơm bao gồm 2 nửa tách rời theo mặt phẳng ngang. Bề mặt phân cách của cả hai nửa này được mài rà cẩn thận và được ghép chặt với nhau nhờ các gujong và các đai ốc mũ. Nửa dưới là kết cấu hàn, bao gồm phần vỏ bằng thép đúc được hàn nối với phần nửa hình ống tạo thành đường dẫn từ cấp IV (11) vào cấp V (18) và các đầu ống cong lắp ống giảm tải (22) để làm cân bằng áp suất ở khoang trước bộ phận làm kín trục ở phía áp suất cao với áp lực ở đầu vào của bơm. Hướng đường tâm của các phần nửa hình ống nằm trên mặt phẳng ngang, ở bên cạnh và thẳng góc với trục bơm.