Trong quá trình xây dựng giếng khoan ở trên các công trình biển của Xí Nghiệp Liên Doanh “Vietsovpetro”, có rất nhiều trang thiết bị được đưa vào sử dụng để phục vụ cho các công đoạn công nghệ khác nhau. Máy bơm khoan là một trong những trang thiết bị quan trọng đó. Chúng được dùng để bơm dung dịch khoan xuống giếng khoan thông qua cột cần khoan, làm mát choòng. Ngoài ra, còn dùng để bơm dung dịch khoan xuống đáy giếng khoan làm quay tuabin và choòng khoan đồng thời tạo áp suất để đưa mùn khoan lên trên bề mặt và gia cố thành giếng khoan. Không những thế, ngày nay, khi các giếng khoan đã hoàn thành và đi vào khai thác ổn định, thì máy bơm khoan còn được dùng để bơm ép chất lỏng vào vỉa để duy trì áp suất vỉa, tăng tuổi thọ khai thác cho vùng mỏ. Và những công việc như vậy càng về sau càng tăng lên, chiếm phần lớn khoảng thời gian làm việc của máy bơm khoan ở các giàn khoan-khai thác dầu khí trên biển. Chính vì vậy, các máy bơm khoan đã tồn tại và sẽ còn được duy trì lâu dài, như một nhu cầu thiết yếu trên các công trình biển có hoạt động khoan và khai thác dầu khí.
Tuy nhiên, có một thực tế là: Do các giàn khoan-khai thác của chúng ta được xây dựng ở nhiều thời điểm khác nhau, nên các trang thiết bị cũng thiếu sự đồng bộ, quy chuẩn hoá. Các máy bơm khoan cũng vậy. Hiện nay, ở các giàn khoan-khai thác trên biển của XNLD “Vietsovpetro” đang sử dụng nhiều loại máy bơm khoan khác nhau như: máy bơm piston 2 xylanh tác dụng kép YHБ-600 và 9M P-73 của Nga, máy bơm piston 3 xylanh chu trình đơn 12-P-160 của hãng National Oilwell Mặt khác, nếu so sánh chúng với các loại bơm piston hiện đại ngày nay về mặt kết cấu, nguyên lý tác dụng, các chỉ số đặc tính kỹ thuật v.v ta thấy còn tồn tại nhiều sự bất cập. Nhưng, các loại bơm piston này đã và sẽ vẫn còn được sử dụng bởi chúng vẫn có thể đảm đương được những nhiệm vụ công nghệ chủ yếu. Mặt khác, việc thay thế chúng không phải là chuyện đơn giản, nó đòi hỏi những chi phí rất lớn về thời gian, công sữ và tiền của. Bởi vậy, biện pháp kinh tế nhất của chúng ta hiện nay là bằng mọi cách khắc phục những hạn chế nhược điểm, phát huy những ưu điểm sẵn có của các loại bơm piston kiểu cũ như YHБ-600, 9M P-73 để làm cho chúng trở nên thích ứng tốt hơn với các chế độ làm việc càng ngày càng khó khăn phức tạp ở trên các giàn khoan-khai thác dầu khí.
Với mục đích đảm bảo an toàn sử dụng cho người và thiết bị, đồng thời nâng cao khả năng làm việc của toàn hệ thống máy bơm. Qua quá trình học tập trên ghế nhà trường và thời gian thực tập tại Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro, đặc biệt là sự giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Văn Giáp, em đã chọn:
Đề tài: “Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan YHБ-600”
Chuyên đề: “Tính toán, lựa chọn bình điều hoà cho máy bơm YHБ-600”
Qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo Nguyễn Văn Giáp, các thầy cô giáo trong bộ môn Máy-Thiết bị dầu khí và công trình, cùng tập thể cán bộ, công nhân viên trong Xí Nghiệp Liên Doanh Vietsovpetro.
Đến nay, đề tài của em đã được cơ bản hoàn thành với 4 phần chính sau đây:
Chương 1: Tổng quan về máy bơm dung dịch khoan ở Vietsovpetro
Chương 2:Nguyên lý làm việc và cấu tạo của máy bơm khoan YHБ-600
Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng và xây lắp máy bơm YHБ-600
Chương 4: Tính toán, lựa chọn bình điều hoà cho máy bơm YHБ-600
58 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 3062 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng máy bơm khoan YHБ-600 - Tính toán, lựa chọn bình điều hòa cho máy bơm YHБ-600, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY BƠM DUNG DỊCH KHOAN
Ở VIETSOVPETRO
1.1. Hệ thống tuần hoàn dung dịch
Hệ thống tuần hoàn dung dịch là một bộ phận quan trọng của tổ hợp thiết bị khoan. Nó bao gồm: sàng rung, máng lắng, máy xoáy lốc thủy lực, máy tách khí, máy bơm dung dịch khoan.
Hình 1.1. Hệ thống tuần hoàn dung dịch khoan
Sàng rung
Cấu tạo như hình 1.2. Sàng rung là thiết bị tách mùn khoan chính, nó tách mùn theo phương pháp cơ học với nguyên tắc làm việc là dung dịch chảy qua lưới kim loại có kích thước cho trước, những hạt lớn hơn mắt sàng sẽ bị giữ lại trên sàng rung và theo chiều nghiêng của sàng thải ra ngoài, còn dung dịch lọt qua lưới kim loại thì sử dụng tiếp.
Sàng rung được lắp trực tiếp ở đầu máng dẫn dung dịch từ giếng khoan trở về. Nó bao gồm một lưới thép không gỉ lắp trong một khung, khung này lắp trên các lò xo và khung rung động nhờ một trục lệch tâm, trục này chuyển động nhờ động cơ điện. Khung lưới đặt nghiêng một góc từ 12-18o về phía máng chứa mùn.
Hình 1.2. Sơ đồ cấu tạo sàng rung
1. Khung 2. Lò xo 3. Bộ phận rung
Do lưới thép rung động nên dung dịch chảy qua sẽ bị phá vỡ cấu trúc, dung dịch lọt qua mắt lưới xuống máng dẫn, mùn khoan có kích thước lớn sẽ nằm lại trên sàng rung và theo chiều dài của lưới thép ra ngoài.
1.1.2. Máng lắng mùn khoan
Dùng để tách mùn khoan nhỏ hơn sau khi đã lọt qua sàng rung. Máng lắng làm bằng kim loại có chiều dài từ 30÷50m, rộng 0,6÷0,8m và nghiêng 1÷2,5%. Do dung dịch chảy qua máng lắng với tốc độ 10÷15cm/s mà một phần mùn khoan được lắng đọng trên đáy máng. Để tăng khả năng lắng đọng mùn khoan, dọc theo chiều dài của máng người ta đặt những tấm chắn.
1.1.3. Máy xoáy lốc thủy lực
Tất cả các loại mùn khoan qua lưới sàng rung có kích thước lớn hơn 74(m, được gọi là mùn. Nếu để cát và mùn lẫn vào dung dịch thì sẽ làm giảm tính chất của dung dịch và tiến độ khoan, đồng thời gây mài mòn và làm giảm tuổi thọ của cụm thủy lực cũng như của máy bơm.
Thiết bị dùng để làm sạch dung dịch có hiệu quả và phổ biến nhất hiện nay là máy xoáy lốc thuỷ lực, nó có cấu tạo như hình 1.3.
Dung dịch từ lỗ khoan được bơm vào ống 1 tiếp tuyến với thành máy xoáy lốc thuỷ lực với vận tốc (3(9)m/s. Ở phần cuối của ống, người ta lắp thêm tấm kim loại làm tiết diện ống dẫn 1 hẹp lại và tốc độ chảy tăng lên, dẫn đến dung dịch khi đi vào thành máy xoáy lốc thuỷ lực sẽ chuyển động xoáy ốc. Dưới tác dụng của lực ly tâm xoáy, mùn khoan nặng hơn sẽ bị văng ra đập vào thành nón của máy, chuyển dịch xuống dưới và chảy ra ngoài qua lối thoát 3. Dung dịch sạch xoáy ngược lên theo lối 2 và đến bể chứa.
Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo máy xoáy lốc thủy lực
1. Ống dẫn dung dịch vào 3. Lối thoát mùn
2. Lối dung dịch ra
Máy xoáy lốc thuỷ lực làm việc bình thường có áp suất (1,5 ( 3)at, có thể lọc được những hạt mùn có kích thước nhỏ hơn 0,1mm. Tùy theo điều kiện cụ thể mà máy xoáy lốc thủy lực được lắp từ (3 ( 12)máy.
1.1.4. Máy tách khí
Hình 1.4. Sơ đồ tách khí bằng phương pháp cơ học
Đây là phương pháp cơ học dùng để xử lý dung dịch khi bị lẫn khí, giảm lượng khí có lẫn trong dung dịch đi vào máy bơm gây nên hiện tượng xâm thực làm hỏng hóc các bộ phận của bơm, đặc biệt là hệ thống thuỷ lực, làm giảm hiệu suất làm việc của bơm...
Máy tách khí có nhiều loại khác nhau nhưng đều làm việc theo nguyên lý: phá vỡ cấu trúc dung dịch bằng cách trải mỏng dung dịch lên các tấm ngăn trong thùng kín, phía trên tạo chân không để cho khí tách ra khỏi dung dịch.
1.2. Một số loại bơm dung dịch khoan sử dụng ở Vietsovpetro
1.2.1. Vai trò của bơm piston trong công tác khoan
Máy bơm dung dịch khoan là thiết bị không thể thiếu được trong mỗi tổ hợp thiết bị khoan. Nhiệm vụ của nó là hút chất lỏng ở bể chứa và bơm vào trong cần khoan xuống đáy giếng, làm mát choòng khoan và đưa mùn khoan lên mặt đất. Ngoài ra, máy bơm khoan còn tạo năng lượng chất lỏng để làm quay tuabin khoan trong quá trình khoan bằng tuabin. Trong một số trường hợp, máy bơm khoan còn được dùng để ép chất lỏng vào vỉa để duy trì áp suất vỉa, tăng tuổi thọ khai thác cho vùng mỏ.
Để thực hiện được các nhiệm vụ này thì máy bơm khoan thường được sử dụng là máy bơm piston, vì máy bơm loại này có các ưu điểm:
- Có thể bơm được các dung dịch có trọng lượng riêng khác nhau;
- Có thể tạo được áp suất lớn;
- Áp suất và lưu lượng không phụ thuộc vào nhau. Đây là yếu tố quan trọng để đáp ứng yêu cầu về công nghệ khoan;
- Cấu tạo đơn giản, dễ thay thế, bảo dưỡng.
- Độ bền cao và dể vận chuyển.
Ngoài ra, máy bơm piston sử dụng trong công nghiệp dầu khí có nhiệm vụ:
- Bơm trám ximăng;
- Bơm ép nước hoặc bơm nứt vỉa thuỷ lực;
- Bơm vận chuyển sản phẩm khai thác.
1.2.2. Một số loại máy bơm dung dịch khoan sử dụng ở Vietsovpetro
Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Vietsovpetro hiện tiến hành khoan-khai thác dầu khí trên các giàn cố định và tự nâng Tam Đảo và Cửu Long.
Tại các giàn tự nâng, loại bơm dung dịch khoan được sử dụng là loại bơm piston 3 xylanh chu trình đơn. Tại các giàn cố định, loại máy bơm khoan được sử dụng là máy bơm piston 2 xylanh tác dụng kép YHБ-600 của Nga.
Bảng 1.1. Một số máy bơm khoan sử dụng ở Vietsovpetro
Các thông số
Kiểu bơm
12ГP
Y8-6
YHБ-600
12-P-160
Công suất máy bơm, kW
316
632
600
1178
Chiều dài hành trình piston, mm
300
350
400
305
Số xylanh, cái
2
2
2
3
Đường kính xylanh, mm
130÷160
150÷170
130÷200
140÷185
Lưu lượng, l/s
Với xylanh lớn nhất
Với xylanh nhỏ nhất
24
15,1
32,3
24,4
51,1
19,7
48,7
28
Áp suất, KG/cm2
Với xylanh lớn nhất
Với xylanh nhỏ nhất
175
200
154
200
100
250
225
351,5
Ưu nhược điểm máy bơm YHБ-600
Máy bơm khoan có nhiều loại nhưng hiện nay trên các giàn cố định chúng ta thường sử dụng loại máy bơm có ký hiệu YHБ-600 vì nó có những ưu điểm
Công suất khá lớn đảm bảo đáp ứng đủ công suất, lưu lượng, áp suất cho nhu cầu khoan trên các vùng biển của Việt Nam.
Làm việc ổn định ít xảy ra hỏng hóc lớn, thiết bị không quá phức tạp vì vậy dễ dàng trong việc bảo dưỡng, sửa chữa khắc phục khi có sự cố hỏng hóc máy bơm.
Giá thành thấp, tuổi thọ cao đảm bảo yêu cầu kinh tế khi sử dụng loại máy bơm này.
Song máy bơm này cũng có một số nhược điểm như:
Thiết bị cồng kềnh nặng nề vì vậy khó khăn trong việc tháo dỡ, di chuyển máy bơm về xưởng sửa chữa khi xảy ra hỏng hóc lớn hoặc phải chuyển máy bơm sang giàn khoan khác và rất tốn diện tích mặt sàn đặt máy bơm.
Do sử dụng hai động cơ diesel dẫn động nên máy bơm tạo tiếng ồn rất lớn khi làm việc ảnh hưởng.
CHƯƠNG 2
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CẤU TẠO CỦA MÁY BƠM YHБ-600
2.1. Tổng quan về máy bơm piston
2.1.1. Phân loại máy bơm piston
* Phân loại theo chất lỏng được bơm
+ Bơm nước lã
+ Bơm nước dung dịch
+ Bơm hóa chất
* Phân loại theo cách tác dụng
+ Bơm tác dụng đơn
+ Bơm tác dụng kép
Bơm 1 xylanh tác dụng kép
Bơm 2 xylanh tác dụng đơn
+ Bơm tác dụng ba: ghép 3 xylanh tác dụng đơn
+ Bơm tác dụng bốn
Hai xylanh tác dụng kép
Bốn xylanh tác dụng đơn
* Phân loại theo áp suất
+ Bơm có áp suất thấp: P < 10 (at)
+ Bơm có áp suất trung bình: P < 10÷20 (at)
+ Bơm có áp suất cao: P < 20 (at)
* Phân loại theo lưu lượng
+ Bơm lưu lượng nhỏ: Q < 15 (m3/h)
+ Bơm lưu lượng trung bình: Q = 15÷60 (m3/h)
+ Bơm lưu lượng lớn: Q = 60 (m3/h)
2.1.2. Các thông số cơ bản của máy bơm piston
Các thông số cơ bản là các thông số biểu thị khả năng làm việc và đặc tính của bơm. Bao gồm:
+ Cột áp (áp suất) : H (m cột nước)
+ Lưu lượng : Q (l/s)
+ Công suất : N (ml)
+ Hiệu suất : η
* Cột áp (H)
(2.1)
Trong đó:
ZA và ZB: Độ cao của mặt cắt đến mặt nước;
PA và PB: Áp suất của dòng chảy ở 2 mặt cắt, KG/cm2;
VA và VB: tốc độ của dòng chảy ở 2 mặt cắt;
g : Gia tốc trọng trường, m/s2;
γ : Trọng lượng riêng của chất lỏng, KG/cm3;
(A, (B : Hệ số điều chỉnh động năng.
Thành phần Ht= là thế năng đơn vị, được gọi là cột áp tĩnh.
Thành phần Hđ= là động năng đơn vị, được gọi là cột áp động.
Như vậy
H = Ht + Hđ (2.2)
* Lưu lượng(Q)
Lưu lượng là lượng chất lỏng chảy qua máy bơm trong một đơn vị thời gian. Đơn vị tính có thể là : lít/giây (l/s); lít/phút (l/ph); mét khối/giờ (m3/h).
Máy bơm có i xylanh tác dụng đơn
(l/s) (2.3)
Máy bơm có i xylanh tác dụng kép
(l/s) (2.4)
Trong đó:
F : tiết diện xylanh, dm2;
f : tiết diện cần piston.
S : khoảng dịch chuyển của piston, dm;
i : Số xylanh;
n : số hành trình kép;
- a : hệ số kể đến ảnh hưởng của cần piston:
Với bơm tác dụng đơn thì: a=1.
* Công suất (N)
Công suất thuỷ lực hay công suất có ích (Ntl) :
(kW) (2.5)
Công suất của động cơ sẽ là (Nđc ):
Nđc= (kW) (2.6)
* Hiệu suất (η)
Hiệu suất của máy bơm η (hiệu suất toàn phần) được xác định theo công thức:
(2.7)
Thông thường, ( = 0,67 ( 0,85.
2.1.3. Đường đặc tính của máy bơm piston
Hình 2.1. Đường đặc tính của bơm piston
Đồ thị biễu diễn mối quan hệ H = f(Q) khi tốc độ quay của tay quay n là hằng số gọi là đường đặc tính của máy bơm piston
+ Đường 1’ và đường 2’ là đường đặc tính lý thuyết ứng với tốc độ quay là n1=const (Q1) và n2=const (Q2).
+ Đường 1 và 2 là đường đặc tính thực tế ứng với n1 và n2, n1<n2.
Qua đồ thị ta thấy:
+ Về mặt lý thuyết, khi n=const thì việc tăng cột áp H không ảnh hưởng tới lưu lượng Q (H và Q độc lập với nhau).
+ Có sự sai khác giữa đường lý thuyết và thực tế là do khi cột áp H tăng sẽ tăng các hiện tượng rò rỉ. Sự sai khác này càng lớn khi Q càng lớn, vì lúc này không chỉ có hiện tượng rò rỉ mà các van làm việc cũng không kịp thời, gây tổn thất về lưu lượng.
2.2. Đặc tính kỹ thuật của máy bơm YHБ-600
Máy bơm YHБ-600 là dạng máy thủy lực thể tích nằm ngang có 2 xylanh tác dụng kép. Nó dùng để bơm dung dịch khoan xuống giếng trong quá trình khoan thông qua cột cần khoan với giếng khoan có độ sâu đến 5000m. Với các thông số kỹ thuật như sau :
Công suất máy bơm
600 kW
Công suất thuỷ lực
475 kW
Chiều dài hành trình Piston
400 mm
Đường kính ty Piston
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 piston
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
Đặc tính làm việc : Với mỗi cấp đường kính xylanh khác nhau, thì bơm sẽ làm việc với những giá trị lưu lượng và cột áp khác nhau. Đường kính xylanh càng nhỏ thì diện tích buồng làm việc sẽ càng nhỏ, nên lưu lượng bơm sẽ giảm và cột áp bơm (áp suất bơm) sẽ càng tăng. Ngược lại, đường kính xylanh càng lớn thì lưu lượng bơm sẽ càng lớn và áp lực bơm càng nhỏ. Điều này được thể hiện rõ nhất qua bảng đặc tính làm việc của bơm ứng với mỗi cấp xylanh.
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của xylanh
Đường kính xylanh (mm)
Lưu lượng
(m3/h)
Áp suất
(KG/cm2)
200
190
180
170
160
150
140
130
184
164
151
130
113
99
84
71
100
115
125
140
165
190
2250
250
2.3. Nguyên lý làm việc của máy bơm YHБ-600 (hình 2.2)
Hình 2.2. Sơ đồ động học dẫn động máy bơm khoan YHB-600
Máy Diezel B2-500
Khớp nối mềm
Hộp giảm tốc
Côn hơi 500
Puly
Đai E 38 x 5600
Côn hơi
Puly dẫn động máy bơm
Đai E 38 x 10.000
Puly máy bơm
Bánh răng chủ động
Trục khuỷu
Bánh răng bị động
Ty trung gian
Con trượt
Trục chủ động
Xylanh
Van xả
Đường ống cao áp
Ty bơm
Piston
Van an toàn
Đường ống hút
Bình ổn áp
Lưới lọc
Bể dung dịch
a,b,c,d. Van hút e,f,g,h. Van xả
Hai máy Diezel 1 làm việc với chiều quay cố định như trên hình (2.2), toàn bộ mômen truyền động sẽ được truyền qua hộp giảm tốc, côn hơi và hoà tải vào puly 8. Puly 8 truyền chuyển động cho puly 10 qua bộ truyền đai 9 làm cho trục 25 quay cùng bánh răng chủ động 11. Bánh răng chủ động 11 quay sẽ dẫn động cho bánh răng bị động 13 quay theo qua cặp bánh răng 123/25. Bánh răng 13 quay làm trục khuỷu 12 quay và biến chuyển động quay của trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của piston để thực hiện quá trình nén hút.
Với cách bố trí như vậy nên hoạt động của máy bơm theo hành trình kép, nghĩa là cả hai chiều máy đều thực hiện đồng thời hai chức năng, nén chất lỏng vào ống cao áp để vào giếng khoan và hút chất lỏng từ bể vào xylanh để chuẩn bị cho hành trình nén tiếp theo.
Khi piston chuyển động theo hình mũi tên, các van b,e,d,g đóng lại còn các van f,h mở ra để cho dung dịch đi vào đường ống cao áp và xuống giếng, đồng thời các van a,c mở ra để dung dịch từ bể chứa đi vào xylanh chuẩn bị cho hành trình tiếp theo. Quá trình cứ lặp đi lặp lại như vậy, chất lỏng được đẩy vào giếng khoan liên tục.
Máy bơm YHБ-600 có 2 xylanh bố trí song song, tay quay lệch pha nhau 90o để chất lỏng đẩy ra đều đặn hơn. Trên đường xả của máy bơm có bình điều hòa để đảm bảo áp suất cũng như lưu lượng đầu ra ổn định hơn. Trong quá trình khoan có thể xảy ra các hiện tượng rắc rối phức tạp như tắc cần, kẹt mùn, vòng tuần hoàn bị cản trở hoặc bị đình trệ. Trường hợp tắc hoàn toàn có bộ phận van an toàn bật ra để xả chất lỏng ra ngoài. Bình thường theo dõi qua đồng hồ.
Trong quá trình làm việc, piston chuyển động tịnh tiến qua lại trong xylanh. Những điểm tận cùng bên phải và bên trái của nó được gọi là điểm chết phải và điểm chết trái của piston. Khoảng cách giữa điểm chết phải đến điểm chết trái gọi là khoảng chạy của piston, ký hiệu là S.
Sau cứ mỗi lần chuyển động từ điểm chết phải sang điểm chết trái, thì piston lại đẩy và hút được một thể tích chất lỏng là: F.S và (F-f).S. Ngược lại, khi piston chuyển động từ điểm chết trái sang điểm chết phải, thì nó cũng đẩy và hút được một thể tích chất lỏng tương tự là: (F-f).S và F.S.
Trong đó: F là diện tích piston, dm2;
f là tiết diện cần piston, dm2;
S là khoảng chạy piston, dm.
Mỗi lần piston chuyển động từ điểm chết phải sang điểm chết trái và ngược lại được gọi là một bước kép. Như vậy, sau một bước kép của piston thì bơm cung cấp một lượng chất lỏng là Q:
Q = F.S + (F-f).S = (2F-f).S (l/s) (3.1)
Gọi n là số bước kép trong một phút (vg/ph) thì:
Q = (l/s) (3.2)
Máy bơm YHБ-600 có 2 xylanh tác dụng kép nên:
Q = 2. = (l/s) (3.3)
Trong thực tế, lưu lượng của bơm sẽ nhỏ hơn vì:
Chất lỏng bị tổn hao do độ hở của van và các chỗ nối (được đánh giá bằng số tổn hao).
Trong quá trình hút, luôn có một lượng khí nhỏ chui vào và mặt khác trong chất lỏng cũng có chứa khí hòa tan (được đánh giá bằng hệ số hút đầy).
2.4. Cấu tạo máy bơm máy bơm YHБ-600
Nắp máy
Trục chủ động
Ty bơm
Cửa bơm dầu
Hình 2.3. Sơ đồ tổng thể máy bơm piston YHB-600
Bình điều hòa
Van an toàn
Cối supáp
Đế máy
Lỗ tản nhiệt
Máy bơm YHБ-600 cấu tạo gồm hai 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, piston, 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.
2.4.1. Phần cơ khí
2.4.1.1. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của cụm cơ khí (hình 2.4)
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 2.4 gồm: bánh đà, trục chủ động, bộ truyền động bánh răng, hệ thống tay quay-thanh truyền và kết cấu con trượt.
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. Bánh răng trên trục chủ động 27 là bánh răng nghiêng có số răng Z=25, trên trục bị động cũng là bánh răng nghiêng nhưng có số răng Z’=123. Vậy tỉ số truyền của bộ truyền bánh răng là i=123/25.
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 ốc 4. Nắp kiểm tra 2 dùng để kiểm tra sự bôi trơn cho cụm con trượt 23 cũng như máng trượt trên 21. Nắp 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 công nghiệp 40 của Liên Xô cũ hay tương đương với loại Vietria-100.
Hình 2.4. Sơ đồ cấu tạo phần cơ khí của máy bơm YHБ-600
Ty trung gian
Nắp kiểm tra
Vít cấy
Ốc gia cố thân trên-thân dưới
Đệm làm kín
Nắp thăm dò
Nắp mặt kiểm tra
Vít nắp đổ dầu
Trục biên
Tay biên
Bánh răng bị động
Vòng bi tay biên
Thân trên máy bơm
Que thăm dầu
Đế máy bơm
Thân dưới bơm
Lỗ tháo dầu
Máng trượt dưới
Ốc vít máng trượt dưới
Ốc hãm
Máng trượt trên
Ốc hãm
Con trượt
Chốt con trượt
Ốc vít máng trượt trên
Tấm chắn dầu
Trục chủ động máy bơm
Ốc hãm ty trung gian
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.
2.4.1.2. Cấu tạo của cụm trục chủ động và bánh đai (hình 2.5)
Bánh đai 1 có các đường kính: Φ1400, Φ1700 hoặc Φ1800.
Bánh đai gồm 16 rãnh đai, bánh đai được lắp với trục 18 bởi then bằng 5, trục có cấu trúc hai đầu giống nhau nhằm mục đích có thể thay đổi bánh đai lắp ở hai phía mở rộng phạm vi lắp đặt cho máy và bánh đai được kẹp chặt vào trục nhờ hai bulông số 2 cùng với đệm phòng lỏng 3 và êcu 4. Để đảm bảo an toàn người ta dụng chụp 25 để chụp lại đầu trục không lắp puly. Ở hai đầu trục được lắp vòng bi 15, 22, gioăng làm kín 14, 21 cũng như các mặt bích 20, 13 như trên hình vẽ. Long đen 7 và ốc 8 được vít chặt vào đầu trục để cố định puly dịch chuyển theo phương dọc trục.
Một số vấn đề cần lưu ý với cụm puly:
Cụm bánh đai là chi tiết quan trọng trong cụm máy bơm nên vấn đề thường xuyên kiểm tra trước khi nhận ca của mỗi người cần phải thực hiện một cách nghiêm túc. Đặc biệt chú ý ốc 25 chỉ cần hơi lỏng một chút nếu không kịp thời xiết chặt lại thì then 5 sẽ hỏng ngay vì tải trọng lên trục là rất lớn. Vấn đề bôi trơn cho ổ 22 và 15 cần phải tuân thủ đúng định kỳ quy định. Nếu phải thay thế cụm puly cần chú ý phải treo puly 1 trước khi tháo n