MỤC LỤC
CHƯƠNG I
SƠ LƯỢC VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ TẠI VIỆT NAM VÀ VIỆC SỬ DỤNG BƠM LY TÂM TRONG CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH VIETSOVPETRO 1
1.1. Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí ở Việt Nam và ở Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro 1
1.1.1. Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí ở Việt Nam 1
1.1.2. Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí ở XNLD Vietsovpetro. 1
1. 2. Đặc điểm công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển của Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro .4
1.3. Giới thiệu về hệ thống bơm vận chuyển dầu ở XNLD Vietsopevtro .5
1.3.1. Dầu mỏ, tính chất hoá lý của dầu thô mỏ Bạch Hổ .5
1.3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ vận chuyển dầu ( Hình 1-1 ) .7
1.3.3 Các loại máy bơm vận chuyển dầu hiện dang sử dụng ở XNLD Vietsovpetro 7
1.4. Nhận xét về công tác bơm vận chuyển dầu hiện tại .13
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN, KIỂM TRA, LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ MÁY BƠM VẬN CHUYỂN DẦU HПС .16
2.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom và xử lý ( vị trí lắp đặt máy bơm trong hệ thống) ( hình 2-1 ) 16
2.2. Tính toán, kiểm tra, thiết kế một số bộ phận chính của bơm vận chuyển dầu HПC 65/35-500 16
2.2.1. Tính toán lựa chọn động cơ dẫn động 16
2.2.2. Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác .17
2.2.2.1. Sơ đồ kết cấu bánh công tác và quy ước các kích thước( Hình 2-2) .17
2.2.2.2. Xác định đường kính đầu ra của trục bơm ( đường kính trục nơi lắp khớp nối ) . 18
2.2.2.3. Xác định đường kính trục tại vị trí lắp bánh công tác 18
2.2.2.4.Đường kính Moayơ bánh công tác 19
2.2.2.5. Xác định đường kính Ds. 19
2.2.2.6. Xác định đường kính D1. 19
2.2.2.7.Xác định chiều rộng mép vào b1. 19
2.2.2.8 Xác định giá trị góc vào của cánh dẫn 20
2.2.2.9. Chiều dày cánh dẫn S. 21
2.3. Tính toán các thông số cửa ra bánh công tác .22
2.3.1. Góc ra của cánh dẫn .
2.3.2. Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh U2 . 22
2.3.3. Tính đường kính tại cửa ra bánh công tác D2 22
2.3.4.Tính chiều rộng cửa ra của bánh công tác b2 22
2.3.5.Xác định tốc độ tương đối. 23
2.3.6. Xây dựng tam giác tốc độ. 23
2.3.7. Số cánh dẫn Z. 24
2.3.8. Chiều dày đĩa bánh công tác. 24
2.4. Kiểm tra kết quả tính toán. 24
2.4.1. Kiểm nghiệm các hệ số thu hẹp. 24
2.4.2. Kiểm nghiệm tỷ số . 24
2.4.3. Kiểm nghiệm tỷ số . 25
2.4.4. Kiểm nghiệm tỷ số . 25
2.5. Xây dựng biên dạng cánh. 25
2.5.1.Xây dựng biên dạng cánh không gian trong mặt kinh tuyến. 25
2.5.2.Xây dựng biên dạng cánh không gian trên mặt vĩ tuyến. 29
2.6. Thiết kế bộ phận dẫn hướng . 31
2.6.1.Bộ phận dẫn hướng vào. 32
2.6.2.Bộ phận dẫn hướng ra. 35
2.6.3. Bộ dẫn hướng trung gian. 39
2.7. Lực tác dụng trong máy bơm và tính toán thiết kế trục bơm .42
2.7.1. Lực hướng trục: trong máy bơm ly tâm gồm 3 thành phần lực hướng trục chính đó là 42
2.7.2. Lực hướng kính 44
2.8. Tính toán, thiết kế trục máy bơm 44
2.8.1. Xác định đường kính trục tại vị trí lắp bánh công tác. 45
2.8.2. Đường kính Moayơ bánh công tác 45
2.9. Dựng bản vẽ lắp bơm 45
CHƯƠNG 3
CÔNG TÁC VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA MÁY BƠM VẬN CHUYỂN DẦU HПC 65/35-500 48
3.1. Quy trình vận hành 48
3.1.1. Trước khi khởi động bơm 48
3.1.2. Khởi động bơm 48
3.1.3. Trong khi bơm hoạt động 49
3.1.4. Dừng bơm 49
3.1.5.Công tác an toàn 50
3.1.6. Công tác kiểm tra. 51
3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật 51
3.3. Sửa chữa bơm HΠC 65/35 – 500 53
3.3.1. Nguyên tắc chung của việc đưa bơm vào sửa chữa (đại tu). 53
3.3.2. Tháo bơm. 53
3.3.3. Kiểm tra, khảo sát sự hư hỏng và sửa chữa. 54
3.3.4. Lắp ráp bơm 60
3.3.5. Thử nghiệm kiểm tra và tiến hành nghiệm thu bơm sau khi sửa chữa .65
KẾT LUẬN 66
66 trang |
Chia sẻ: lethao | Lượt xem: 2869 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Nghiên cứu, tính toán, kiểm tra, thiết kế máy bơm vận chuyển dầu HNC 65-35 – 500, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG I
SƠ LƯỢC VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ TẠI VIỆT NAM VÀ VIỆC SỬ DỤNG BƠM LY TÂM TRONG CÔNG TÁC VẬN CHUYỂN DẦU KHÍ TẠI XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH VIETSOVPETRO
1.1. Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí ở Việt Nam và ở Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro.
. Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí ở Việt Nam.
Trong những năm qua ngành công nghiệp dầu khí đã góp một phần vai trò quan trọng cho sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam. Là một trong những ngành công nghiệp đóng góp ngân sách cho nhà nước và vực dậy nền kinh tế Việt Nam.
Là một nước nằm trong khu vực Đông Nam Á,Việt Nam có nhiều thuận lợi, đặc biệt là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất phong phú đa dạng cả trong đất liền và ngoài biển khơi. Với diện tích thềm lục địa khoảng 1 triệu km2 sông Hồng, Cửu Long, Hoàng Sa và Trường Sa. Từ những năm 60 của thế kỷ XX mặc dù có nhiều khó khăn nhưng công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí đã được các đoàn địa chất của tổng cục dầu khí tiến hành trên địa bàn sông Hồng ở miền bắc. Từ những năm 70 tiến hành nghiên cứu vùng thềm lục địa. Đến nay công tác tìm kiếm thăm dò đã được thực hiện trên 1/3 diện tích thềm lục địa cho kết quả khả quan.
1.1.2 Sự hình thành và phát triển của ngành công nghiệp dầu khí ở XNLD Vietsovpetro.
Năm 1981 XNLD Vietsovpetro được thành lập, là đơn vị khai thác dầu khí biển lớn nhất ở Việt Nam. Sau khi phát hiện dầu khí ở mỏ Bạch Hổ vào 26/6/1986 Vietsovpetro đã khai thác tấn dầu đầu tiên đặt nền móng cho sự phát triển ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam. Kể từ đó đến nay toàn ngành dầu khí đã khai thác được hơn 200 triệu tấn dầu thô và hơn 30 tỷ m3 khí mang lại doanh thu trên 40 tỷ USD, nộp ngân sách nhà nước gần 30 tỷ USD tạo dựng được nguồn vốn chủ sở hữu trên 80 tỷ đồng.
Bên cạnh hoạt động khai thác, công tác tìm kiếm thăm dò dầu khí đã xác định chữ lượng dầu ước tính đạt từ 3÷4 tỷ m3 dầu quy đổi, trữ lượng dầu khí đã xác định đạt 1,05÷1,14 tỷ tấn dầu quy đổi .Mục tiêu gia tăng trữ lượng dầu khí trong những năm gần đây liên tục được hoàn thành với mức từ 30÷40 tấn dầu quy đổi /năm, có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc đảm bảo cân đối
bền vững duy trì ổn định sản lượng dầu khí khai thác phục vụ nền kinh tế đảm bảo an ninh năng lượng của đất nước trong thời gian tới.
Năm 1981 nhà nước ban hành luật đầu tư nước ngoài tại Việt Nam cho
đến nay ngành dầu khí đã ký được khoảng 60 hợp đồng thăm dò khai thác dầu khí thu hút vốn đầu tư trên 7 tỷ USD, hiện nay trên 35 hợp đồng đang có hiệu lực để thực thực hiện mục tiêu đảm bảo cung cấp nhiên liệu và năng lượng cho nền kinh tế. Chủ động cho cho việc hội nhập với cộng đồng dầu khí quốc tế, những năm gần đây tập đoàn dầu khí đã mở rộng sang thăm dò khai thác dầu khí ở nước ngoài trong đó có hai đề án tự điều hành đã thu được phát hiện quan trọng tại Malaysia và Angieria và đã thu được những kết quả tốt đẹp.
Song song với việc tìm kiếm thăm dò và khai thác, lĩnh vực công nghiệp khí cũng đã được tích cực triển khai. Dòng khí đồng hành ở mỏ Bạch Hổ được đưa vào bờ đã đem lại hiệu quả cao cho nền kinh tế, đồng thời cung cấp nhiên liệu cho nhà máy điện đạm Phú Mỹ cùng một lượng lớn khí hóa lỏng LPG, condenasate cho nhu cầu nội địa. Cùng với nguồn khí đồng hành bể Cửu Long thì nguồn khí Nam Côn Sơn được đưa vào tiếp đó đã hoàn thiện cho sự hoạt động của cụm công nghiệp khí điện đạm Đông Nam Bộ. Cùng với việc đưa vào hoạt động của nhà máy khí điện đạm Cà Mau đã tạo ra sức bật mới cho nền kinh tế của đồng bằng sông Cửu Long. Trong tương lai nhiều mỏ khí mới như lô B, mỏ Sư Tử Trắng sẽ mở ra một giai đoạn đầy hứa hẹn cho nền công nghiệp khí Việt Nam.
Trong lĩnh vực chế biến khí và hoá dầu nhà máy lọc dầu Dung Quất đã đưa vào hoạt động và cho ra nhưng tấn dầu thương phẩm đầu tiên. Bên cạnh đó khu liên hợp lọc hoá dầu Nghi Sơn và dự án nhà máy lọc hoá dầu Long Sơn đang được xây dựng tích cực để sớm đưa vào hoạt động đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nhiên liệu cho đất nước và bổ xung cho công nghiệp hoá dầu những nhiên liệu và sản phẩm mới.
Cùng với sự phát triển trọng tâm của công nghiệp dầu khí , để khép kín và hoạt động đồng bộ của ngành, các hoạt động về dịch vụ, kỹ thuật, thương mại, tài chính, bảo hiểm…của ngành dầu khí đã được hình thành và phát triển với doanh số hoạt động ngày càng cao trong tổng doanh thu của ngành. Thực hiện mục tiêu xây dựng ngành dầu khí quốc gia Việt Nam trở thành tập đoàn kinh tế mạnh của đất nước công tác hoàn thiện cơ chế quản lý cơ cấu tổ chức và công tác cổ phần hoá doanh nghiệp đã được triển khai có hiệu quả do đó hoạt động sản xuất kinh doanh của các đơn vị cổ phần hoá được cải thiện rõ rệt. Hoạt động sản xuất kinh doanh của tập đoàn xác định theo hướng có hiệu quả nhất và phát triển thêm một số lĩnh vực để tận dụng thế mạnh của ngành.
Là một ngành kinh tế kỹ thuật yêu cầu công nghệ cao, vốn đầu tư lớn và mức độ rủi ro cao nên con người luôn là yếu tố quyết định đặc biệt trong thời kỳ hội nhập. Ý thức được điều đó tập đoàn dầu khí Việt Nam đã sớm đầu tư xây dựng và đào tạo đội ngũ công nhân kỹ thuật, đặc biệt là các cán bộ khoa học và các bộ có trình độ quản lý cao. Đến nay tập đoàn dầu khí Việt Nam đã có đội ngũ chuyên gia cán bộ hơn 22 000 người và đang đảm đương tốt công việc được giao.
Chặng đường xây dựng và phát triển của ngành dầu khí Việt Nam trên 30 năm qua hết sức vẻ vang. Nhà nước đã luôn tạo điều kiện cho ngành dầu khí phát triển. Thủ tướng chính phủ đã có quyết định số 386/QĐ-TTG 09/03/2006 phê duyệt chiến lược phát triển ngành dầu khí quốc gia Việt Nam đến 2015 và định hướng 2020. Ngày 29/08/2006 thủ tướng đã có quyết định số 198 thành lập tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam.
Nhằm đáp ứng đòi hỏi cấp bách và tăng trưởng kinh tế chung của nhà nước trong giai đoạn đến năm 2015 và định hướng đến năm 2025 tập đoàn dầu khí Việt Nam xác định mục tiêu và nhiệm vụ như sau:
Mục tiêu tổng quát:
Phát triển ngành dầu khí Việt Nam trở thành ngành kinh tế kỹ thuật quan trọng bao gồm: Tìm kiếm, thăm dò, khai thác vận chuyển chế biến, tàng trữ phân phối, dịch vụ xuất nhập khẩu. Xây dựng tập đoàn dầu khí mạnh kinh doanh đa ngành trong nước và quốc tế.
Các mục tiêu cụ thể:
- Về tìm kiếm thăm dò dầu khí: Đẩy mạnh việc tìm kiếm thăm dò, gia tăng trữ lượng có thể khai thác, ưu tiên những vùng biển nước sâu xa bờ, tích cực triển khai đầu tư tìm kiềm thăm dò dầu khí ra nước ngoài.
- Về khai thác dầu khí: Khai thác và sử dụng hợp lý, hiệu quả, tiết kiệm nguồn tài nguyên dầu khí trong nước để sử dụng lâu dài, đồng thời tích cực mở rộng hoạt động khai thác dầu khí ở nước ngoài để bổ xung phần thiếu hụt của khai thác trong nước. Phấn đấu khai thác 25÷35 triệu tấn quy đổi /năm, trong đó khai thác dầu thô giữ ổn định ở mức 18÷20 triệu tấn/năm và khai thác khí 6÷17 tỷ m3/năm.
- Về phát triển công nghiệp khí: Tích cực phát triển thị trường tiêu thụ trong nước, sử dụng khí tiết kiệm hiệu quả cao thông qua sản xuất điện, phân bón, hoá chất, phục vụ các ngành công nghiệp khai thác, giao thông vận tải tiêu dùng gia đình. Xây dựng và vận hành an toàn hệ thống đường ống quốc gia, sẵn sàng kết nối với đường ống dẫn khí khu vực Đông Nam Á phục vụ cho nhu cầu xuất nhập khẩu khí, riêng tập đoàn dầu khí Việt Nam sản xuất 10÷15 (%) tổng sản lượng điện của cả nước.
- Về công nghiệp chế biến khí: Tích cực thu hút vốn đầu tư của mọi thành phần kinh tế, đặc biệt là đầu tư nước ngoài để phát triển nhanh công nghiệp chế biến khí. Kết hợp có hiệu quả giữa các công trình lọc hoá dầu, chế biến khí để tạo ra sản phẩm năng lượng cần thiết phục vụ cho thị trường trong nước và làm nhiên liệu cho các ngành công nghiệp khác.
- Về sự phát triển dịch vụ dầu khí: Thu hút tối đa các thành phần kinh tế tham gia phát triển dịch vụ để tăng doanh thu của dịch vụ trong tổng doanh thu của ngành. Phấn đấu đến 2010 doanh thu dịch vụ kỹ thuật dầu khí đạt 30÷35(%) tổng doanh thu của cả ngành và ổn định đến 2025.
- Về sự phát triển khoa học và công nghệ: Tăng cường tiềm lực phát triển khoa học công nghệ, đầu tư trang thiết bị hiện đại để hiện đại hoá nhanh ngành công nghiệp dầu khí. Xây dựng lực lượng cán bộ công nhân dầu khí mạnh cả về chất lượng để có thể điều hành các hoạt động dầu khí cả trong nước và ngoài nước
1. 2. Đặc điểm công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển của Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro.
Do vị trí địa lý khai thác là nằm hoàn toàn trên biển nên tất cả các công nghệ khoan khai thác và vận chuyển đều diễn ra trên các giàn cố đinh, giàn nhẹ và tàu chứa. Do vậy các đường ống dùng trong công tác vận chuyển đều nằm chìm dưới biển. Điều đó đòi hỏi công tác vận chuyển dầu khí của chúng ta phải đạt được độ an toàn cao hơn nhiều lần so với đất liền.
Tại các giàn khoan khai thác cố định trên biển, dầu được khai thác lên từ các giếng qua hệ thống đường ống công nghệ vào bình tách khí áp suất cao, khoảng 3÷25KG/cm3 (bình HГC) sao đó chuyển đến bình bình tách (БE) áp suất thấp khoảng 0,5÷8 KG/cm2. Sau khi qua bình HГC và БE một phần lớn lượng khí đồng hành đã được tách ra dầu đã được sử lý với hàm lượng khí hòa tan ở trạng thái tự do thấp, rồi từ bình tách áp suất thấp (БE) dầu được tổ hợp các bơm ly tâm đặt trên các giàn bơm vận chuyển tới đến các tàu chứa thông qua hệ thống đường ống ngầm dưới biển
Trong khu vực mỏ Bạch Hổ dầu khai thác trên các giàn được vận chuyển đến hai 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 hai điểm là MSP-1 và giàn công nghệ trung tâm số 2 – (CPP-2) cùng với các giàn nhẹ ( БK-1, 2, 3, 4, 5 , 6 ,7 ) chuyển đến. Đây là hai 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 mỏ Rồng Từ MSP-1 có đường ống vận chuyển dầu nối với MSP-3,MSP-4 và MSP-5 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 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 và FSO-3 có mối liên hệ với nhau thông qua
nhiều điểm trung chuyển được trình bày trên cơ sở đường ống vận chuyển dầu trên biển của xí nghiệp liên doanh Vietsovptro.
Căn cứ theo sơ đồ đường ống vận chuyển ngầm dưới biển tại hai khu vực mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng ta nhận thấy rằng chỉ trừ MSP-1, MSP-2, MSP-6, MSP-8 trong những điều kiện bình thường không có sự cố hỏng hóc tàu chứa dầu hoặc tắc nghẽn đường ống vận chuyển thì có thể bơm thẳng dầu đến tàu chứa, còn tất cả các giàn MSP-3, MSP-4, MSP-5, MSP-7, MSP-9, MSP-10, MSP-11 phải bơm dầu qua những đoạn đường rất xa và qua nhiều điểm nút trung gian.
Ví dụ : Từ MSP-5 muốn vận chuyển dầu đến trạm tiếp nhận FSO-2 chúng ta phải bơm dầu qua những quãng đường như sau:
MSP-5 → MSP3 (tuyến đường ống ø325x16, L = 1005 m, V = 68m3) → MSP-4 (ø = 219x13, L = 877m, V = 26,5m3 ) → MSP6 (ø = 325x16, L = 1284, 5m, V = 87 m3) →FSO-2(ø=325x16, L=1915m.V=129m3). Tổng cộng chiều dài toàn bộ tuyến ống là 5081, 5m, V=310, 5m3 áp suất làm việc tính theo xác xuất thống kê trung bình là từ 20÷25 Kg/cm2. Tuy nhiên cùng trên tuyến đường này còn có MSP-3, MSP-4, MSP-6, MSP-7, MSP-10 cùng tham gia vận chuyển dầu vì vậy việc tính toán sắp xếp để có một chế độ thời gian biểu của việc bơm dầu phối hợp trên toàn tuyến cũng khá phức tạp. Nếu việc phân bố thời gian không hợp lý có thể gây ra sự tăng áp suất đột ngột áp suất làm việc của tuyến đường ống vận chuyển làm cho một số giàn cố định như MSP-5, MSP-7, MSP-10 không thể bơm dầu đi được. Điều đó làm ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình công nghệ và sản lượng khai thác dầu ở các giàn này.
1.3. Giới thiệu về hệ thống bơm vận chuyển dầu ở XNLD Vietsopevtro.
Dầu mỏ, tính chất hoá lý của dầu thô mỏ Bạch Hổ
Dầu mỏ
Dầu mỏ là sản phẩm phức tạp từ thiên nhiên với thành phần chủ yếu là các hydrocacbon, chúng chiếm từ 60÷90 (%) khối lượng của dầu. Các hydrocacbon này được tạo thành do sự kết hợp của các nguyên tố các bon và hydro. Tuỳ theo cấu trúc phân tử mà ta có các hydrocacbon ở thể khí, rắn hay lỏng.
Dầu mỏ bao gồm các nhóm:
+ Nhóm hydrocacbon painic (CnH2n+2):
Nhóm này có cấu trúc mạch thẳng hoặc mạch nhánh chiếm từ 50÷70 (%). Ở điều kiện bình thường hydrocacbon có cấu tạo mạch từ C1÷C4 ở trạng thái khí, từ C4÷C16 ở trạng thái lỏng.
+ Nhóm hydrocacbon naptenic(CnH2n):
Nhóm này có cấu trúc mạch vòng (no và không no) chiếm tỷ lệ 10÷20%
thành phần dầu thô phổ biến nhất là Cyclopentan và Cyclohescan cùng các dẫn xuất Ankyl của chúng. Ở điều kiện bình thường hydrocacbon napten có cấu tạo từ C1÷C4 ở trạng thái khí , từ C5÷C10 ở trạng thái lỏng, còn lại ở trạng thái rắn.
+ Nhóm hydrocacbon anomatic(CnH2n-6):
Nhóm này có mặt trong dầu thô dưới dạng các dẫn xuất của Benzen, chiếm từ 1÷2(%) thành phần dầu thô.
+ Các hợp chất có chứa ôxy, nitơ và lưu huỳnh: Ngoài các nhóm hydrocacbon kể trên trong dầu thô còn chứa các hợp chất không thuộc loại này mà phần lớn là các Aphatel-smol có chứa trong nó hợp chất của O, N và S trong đó:
Hợp chất với O chiếm hàm lượng riêng khá lớn, Asphantel có thể tới 80% chủ yếu tồn tại dưới dạng axit napten, nhựa Asphal và Phenol.
Hợp chất với N mà quan trọng nhất là pocfirin, đây là sản phẩm chuyển hoá từ Hemoglubin sinh vật và từ Clofin thực vật. Điều này chứng tỏ nguồn gốc hữu cơ của dầu mỏ là Pocfirin bị phân huỷ ở >200oC tạo thành.
Hợp chất với S tồn tại dưới dạng S tự do hoặc H2S. Hàm lượng S trong dầu thô thường từ 0,1÷1 %,nếu S≤0,5% được xem là hàm lượng đạt tiêu chuẩn. Hàm lượng S càng cao giá trị dầu thô càng giảm.
Ngoài ra trong dầu thô còn chứa hàm lượng rất nhỏ các kim loại và các chất khác như: Fe, Mg, Ca, Ni, Cr, Ti, Co, Zn…chiếm khoảng từ 0,15÷0,19 kg/tấn
b) Tính chất lý hoá dầu thô mỏ Bạch Hổ
Tính chất lý hoá của chất lỏng bơm cũng ảnh hưởng đến độ bền và chế độ làm việc của bơm, chất lỏng bơm có tính axit sẽ dẫn đến hiện tượng ăn mòn hoá học, chất lỏng bơm có độ nhớt cao làm giảm lưu lượng và và cột áp bơm, chất lỏng bơm vận chuyển là dầu thô vì vậy ta cần nghiên cứu tính chất của dầu thô. Dầu mỏ tự nhiên cũng có tính chất vật lý đa dạng như thành phần hoá học của chúng. Một số thể hiện dưới dạng lỏng, một số dưới dạng nhớt. Màu của chúng biến thiên tuỳ theo bản chất của các thành phần bay hơi.
Dầu thô của mỏ bạch Hổ có nhiệt độ đông đặc cao khoảng 29÷34oC, hàm lượng Parafin cao khoảng 20÷25% trong khi đó nhiệt độ môi trường quá thấp khoảng 23÷24oC điều này gây khó khăn cho việc vận chuyển.
- Độ nhớt µ:
Độ nhớt là thông số hết sức quan trọng, nó thể hiện bản chất của chất lỏng, trong dòng chảy luôn luôn tồn tại các lớp chất lỏng khác nhau về vận tốc, các lớp này tác dụng tương hỗ lên các lớp kia theo phương tiếp tuyến với chúng. Lực này có tác dụng làm giảm tốc độ với các lớp chảy chậm, ta gọi là nội ma sát.
- Trọng lượng riêng:
Trọng lượng dầu phụ thuộc vào độ nhớt và thành phần dầu, trong suốt quá trình vận chuyển dầu, nhiệt độ thay đổi dọc theo đường ống làm tỷ trọng thay đổi, trọng lượng dầu thô của mỏ Bạch Hổ ở 20oC là γ=840(KG/m3).
Nhiệt độ thay đổi liên tục theo chiều dài đường ống vì có sự trao đổi nhiệt với môi trường ngoài dẫn đến tỷ trọng thay đổi theo.
Sơ đồ dây chuyền công nghệ vận chuyển dầu ( Hình 1-1 ).
1.3.3 Các loại máy bơm vận chuyển dầu hiện dang sử dụng ở XNLD Vietsovpetro.
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 là các bánh công tác trên đó có nhiều cách dẫn dễ dẫn dòng chảy. Biên dạng và góc độ bố trí của các cánh dẫn ảnh hưởng trực tiếp đến các thành phần vận tốc của dòng chảy nên có ý nghĩa quan trong đến 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 nghìn vòng/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 hai phần chính: động năng (V2/2g) và áp năng (P/γ) chúng có mối liên hệ mật thiết với nhau. Trong quá trình làm việc của máy sự biến đổi của 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 thì với mỗi loại kết cấu cụ thể thì sự biến đổi áp năng chỉ đạt đến một giới hạn nhất định.nó khác với máy thủy lực thủy tĩnh là ở máy thủy lực thủy tĩnh 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 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 điểm này đến 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 Vietsopetro. 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 đang sử dụng các chủng loại bơm ly tâm dầu như sau:
Máy bơm HΠC 65/35-500:
Là tổ hợp bơm dầu ly tâm kiểu nằm ngang, nhiều tầng (cấp), trục bơm được làm kín băng 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 -30oC đến 200oC và các loại chất lỏng khác có tính chất lý hoa tương tự. Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2 mm 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 lắp đặt và bảo hành chúng. Một số thông số cơ bản, đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ hợp bơm ly tâm NPS65/35-500 như sau:
Lưu lượng định mực tối ưu: 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 (Mπa,Kg/cm2)
1. Với kiểu làm kín mặt đầu: 2,5(25)
2. Làm kín bằng salnhic: + Kiểu CГ: 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%
2) Bơm ly tâm HΠC - 40/400:
Là tổ hợp bơm cùng chủng loại kết cấu như NPS65/35-500 chỉ khác đường kính ngoài của bánh công tác của nó nhỏ hơn.
3) Máy bơm Sulzer-Ký hiệu MSD-d Model 4 x 8 x 10,5:
Là loại bơm ly tâm có 5 cấp nằm ngang, trong đó bánh công tác thứ nhất là loại 2 cửa hút ngược chiều nhau, 4 bánh công tác là loại 1 cửa hút được chia làm 2 nhóm đối xứng có cửa hút ngược chiều nhau. Thân máy 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 1 của bơm. Trục bơm được làm kín bằng đệm làm kín chì dạng kép có nhiệt độ làm việc dưới 1600C. 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 cới bên ngoài thông qua các lá đông tản nhiệt dọc theo đường ống.
Các thông số kỹ thuật của tổ hợp bơm như sau:
Lưu lượng bơm (m3/h): 130
Cột áo định mức (m): 400
Hiệu suất hữu ích (%): 74
Công suất thủy lực của bơm (kW/h): 147
Lượng dự chữ 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 hơp: 3940 kG
4) 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 1050 Kg/m3, độ nhớt dộng học đến 6.10-4m2/s. Các chất lỏng công tác này không được chứa các tạp chất cơ học có kích thước lớn hơn 0,2 mm 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 trên một khung dầm được liên kết với nhau bằng khớp nối răng. Đây là loại bơm ly tâm một tầng, công-xôn, vấu tựa, ống hút và ống nối có áp (cửa ra) được đặt trên cùng một giá đỡ. Việc làm kín trục dược thực hiện bằng một bộ phận làm kín kiểu CГ-hoặc CO.
Các thông số đặc tính cơ bản của máy bơm như sau:
Lưu lượng bơm (m3/h): 200
Cột áp định mức (m): 120
Hiệu suất hữu ích (%): 67
Lượng dự chữ xâm thực cho phép: 4,8 (m)
Công suất đọng cơ điện (kW): 100
Số vòng quay (v/ph): 2950
Điện áp (V): 380
Tần số dòng điện (Hz): 380-50
5) Máy bơm NK-200/70
Là loại máy bơm ly tâm có cùng kiểu dạng kết cấu như NK-200/120. Ngoài các loại bơm ly tâm thông dụng đã nêu trên,người ta còn lắp đặt trang bị thêm một số chủng loại bơm khác như R360/150GM-3, R250/38GM-1 hoặc đôi khi trong những trường hợp cần thiết các loại bơm thể tích như 9MГP, ЦA-320, ЦA-400 cùng tham gia vào các công tác vận chuyển dầu trên các công trình biển.
Việc bố trí lắp đặt các trạm bơm trên các giàn cố định hoặc giàn nhẹ được thiết kế tính toán phù hợp với sản lượng khai thác dầu và vai trò công nghệ của giàn trong hệ thống công nghệ trung tâm của toàn mỏ Bạch Hổ và Mỏ Rồng. Với sơ đồ vận chuyển dầu và công tác vận chuyển này đã trình bày như trên, ngưới ta bố trí kiểu loại máy bơm và số lượng trên các giàn như sau:
1. MSP-1 (giàn 1):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 2
+ Máy bơm NK-200/120 Số lượng: 2
+ Máy bơm SULZER Số lượng: 2
2. CPP-2 (Giàn công nghệ trung tâm số 2):
+ Máy bơm SULZER Số lượng: 8
+ Máy bơm R360/150 CM-3 Số lượng: 5
+ Máy bơm R360/150 CM-1 Số lượng: 2
3. MSP-3 (Giàn 3):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng:1
+ Máy bơm NPS 40/400 Số lượng: 2
4. MSP-4 (Giàn 4):
+ Máy bơm NPS65/35-500 Số lượng: 4
5. MSP-5 (Giàn 5):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 3
6. MSP-6 (giàn 6):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 2
+ Máy bơm NPS 40/400 Số lượng: 2
7. MSP-7 (Giàn 7):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 3
8. MSP- 8 (Giàn 8):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 2
+ Máy bơm NK-200/210 Số lượng: 2
+ Máy bơm SULZER Số lượng: 2
9. MSP-9 (Giàn 9):
+ Máy bơm NPS65/35-500 Số lượng: 4
10. SP-10 (Giàn 10):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 3
+ Máy bơm NPS 40/400 Số lượng: 1
11. SP-11(Giàn 11):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 4
12. RP-1(Giàn 1 Mỏ Rồng):
+ Máy bơm NPS 65/35-500 Số lượng: 3
+ Máy bơm NPS40/400 Số lượng: 1
Theo thống kê trên, 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 máy 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 và độ an toàn cao, lưu lượng bơm, cột áp và hiệu suất hữu ích lớn, dễ vận hành, bảo quản sửa chữa. Ở 2 loại bơm này do cách bố trí bánh công tác thành 2 nhóm có cửa vào của mỗi nhóm ngược chiều nhau. Do đó làm giảm đáng kể lực dọc trục tác dụng lên Rôto, tải trọng của các ổ đỡ trụ 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 300v/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 kỹ thuật vận hành để tránh hiện tượng quá tải của 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 an toàn cho các tuyến đường ống vận chuyển . Ngoài ra chỉ tiêu kinh tế cho việc sử dụng năng lượng điện cho các trạm bơm cùng 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 mơm ly tâm đều có van một chiều nhưng vẫn đòi hỏi các bơm trong h