BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN TOẢN
LỚP: THIẾT BỊ DẦU KHÍ & CÔNG TRÌNH – K50

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUY TRÌNH LẮP ĐẶT VẬN HÀNH-BẢO
DƯỠNG SỬA CHỮA TỔ HỢP BƠM LY TÂM ĐIỆN CHÌM UESPK16-
2000-1400. NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG.
HÀ NỘI - 6 - 2010

trong thời gian này vẫn chưa cho thấy kết quả khả quan. Đến năm 1988, sau
khi phát hiện ra dầu trong tầng Móng, ngành dầu khí Việt Nam moeis thực sự
phát triển.
Trong quá trình khai thác nguông năng lượng tự nhiên giảm dần do đó
cần phải có các biện pháp nhân tạo nhằm khôi phục và duy trì áp suất vỉa. Có
nhiều biện pháp nhân tạo như: ép khí, ép nước, ép dung dịch polime. . .mỗi
biện pháp có những tính năng riêng nhưng có một mục đích là duy trì áp suất
vỉa. Đi đôi với các biện pháp và các thiết bị chuyên dụng phục vụ cho mục
đích duy trì áp suất vỉa. Hiện nay bơm ép để duy trì áp suất đang cho kết quả
kha khả quan ở vùng mơ Bạch Hổ, các thiết bị phục vụ cho công tác bơm ép
ngày càng đa dạng và hiện đại trong đó Máy bơm ly tâm điện chìm là thiết bị
chính yếu trong hẹ thống thiết bị bơm nước ép vỉa.
Ở đồ án này em đi sâu tìm hiểu hệ thống thiết bị của Tổ hợp bơm ly
tâm điện chìm (bơm ép chính) UESPK 16-2000-1400.
Do chưa có kiến thức thực tế và tài liệu còn hạn chế nên ở đồ án này
còn nặng về lý thuyết và không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong thầy
(cô) giáo cùng các bạn cho ý kiến bổ sung.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Đức Vinh đã nhiệt tình hướng
dẫn em hoàn thành dồ án này và các thầy (cô) giáo trong khoa Dầu khí.

Sinh viên

2.2.4.1 Thông số kỹ thuật của động cơ điện chìm. ........................................ 27
2.2.4.2 Cấu tạo động cơ. ............................................................................... 28
2.3 GIỚI THIỆU TỔ HỢP MÁY BƠM LY TÂM ĐIỆN CHÌM. ............ 30
2.3.1 Thiết bị trên bề mặt.............................................................................. 30
2.3.1.1 Máy biến thế. .................................................................................... 30
2.3.1.2 Tủ điều khiển. ................................................................................... 30
2.3.1.3 Cột nối chống nổ. ............................................................................. 30
2.3.1.4 Đầu miệng giếng............................................................................... 31
2.3.2 Thiết bị trong lòng giếng. .................................................................... 32
2.3.2.1 Hệ thống cáp tải điện năng................................................................ 32
2.3.2.2 Băng kẹp cáp. ................................................................................... 34
2.3.2.3 Van ngược. ....................................................................................... 34
2.3.2.4 Máy bơm và động cơ điện. ............................................................... 35
2.3.2.5 Thiết bị cảm ứng đo áp suất và nhiệt độ. ........................................... 35
CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH LẮP ĐẶT VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG SỬA
CHỮA TỔ HỢP MÁY BƠM LY TÂM ĐIỆN CHÌM UESPK 16-2000-
1400. ............................................................................................................ 36
3.1 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TỔ HỢP
BƠM LY TÂM ĐIỆN CHÌM UESPK 16-2000-1400. ............................... 36
3.1.1 Sơ đồ hệ thống công nghệ . .................................................................. 36
3.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động của thiết bị trong tổ hợp máy bơm ly tâm
điện chìm UESPK 16-2000-1400 . ............................................................... 37
3.1.2.1 Cáp điện. .......................................................................................... 37
3.1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy biến áp. ............................... 38
3.1.2.3 Tủ điều khiển. ................................................................................... 39
3.1.2.4 Hệ thống kiểm tra, làm kín. .............................................................. 40
3.2 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT VẬN HÀNH TỔ HỢP BƠM LY TÂM ĐIỆN
CHÌM UESPK 16-2000-1400. .................................................................... 41
3.2.1 Thiết bị đầu miệng giếng. .................................................................... 41
3.2.2 Công tác chuẩn bị thiết bị. ................................................................... 42

....................................................................... 58
4.1.2 Ảnh hưởng của góc
2

. ....................................................................... 58
4.2. CÁC DẠNG HỎNG CỦA BÁNH CÔNG TÁC. .............................. 59
4.2.1 Hỏng do mòn. ...................................................................................... 59
4.2.1.1 Mòn cơ học ....................................................................................... 59
4.2.1.2 Mòn hóa học và mòn điện hóa. ......................................................... 60
4.2.1.3 Kết luận. ........................................................................................... 61
4.2.2 Hỏng do va đập thủy lực. ..................................................................... 62
4.2.3 Hỏng do va đập cơ khí. ........................................................................ 63
4.2.4 Hỏng do khuyết tật chế tạo. ................................................................. 65
4.3. PHỤC HỒI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA BÁNH CÔNG TÁC. . 65
4.3.1 Bổ sung kim loại bằng phương pháp hàn đắp. ..................................... 66
4.3.1.1 Phương pháp hàn đắp bằng tay. ........................................................ 67
4.3.1.2 Phương pháp hàn đắp dao động. ....................................................... 69
4.3.1.3 Hàn dưới lớp thuốc bảo vệ. ............................................................... 72
4.3.1.4 Ví dụ cụ thể. ..................................................................................... 75
4.3.2 Phục hồi chi tiết bằng phương pháp mạ. .............................................. 77
4.3.2.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng. ............................................................ 77
4.3.2.2 Công nghệ mạ. .................................................................................. 79
4.3.2.3 Ví dụ cụ thể. ..................................................................................... 81
4.3.3 Cân bằng bánh công tác. ...................................................................... 83 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN

STT SỐ HÌNH VẼ TÊN HÌNH VẼ TRANG
1 Hình 1.1 Sơ đồ bơm ép ngoài vùng vỉa chứa dầu. 1


STT BẢNG TÊN BẢNG TRANG
1 1.1 Tính chất hóa lý của nguồn nước bơm ép. 5
2 1.2 Phương pháp xử lý nước bơm ép. 8
3 2.1 Các loại bơm ly tâm điện chìm Reda. 10
4 2.2 Đặc tính dung dịch bơm. 11
5 2.3 Thông số sử dụng của bơm. 12
6 2.4 Các bộ phận chung của các phần bơm. 13
7 2.5 Thông số kỹ thuật của động cơ. 16
8 2.6 Các bộ phận của động cơ. 17
9 2.7 Thông số kỹ thuật của một số loại cáp điện. 23
10 3.1 Cấu trúc hệ thống bơm. 26
11 3.2 Thông số kỹ thuật của cáp. 26
12 3.3 Thông số kỹ thuật của máy biến áp. 27
13 3.4 Thông số kỹ thuật của tủ điều khiển. 29
14 3.5 Hiện tượng hư hỏng và cách khắc phục. 36
15 3.6 Bảng đánh giá sử dụng của các chi tiết. 42 CHƯƠNG I : CÔNG TÁC BƠM ÉP VÀ HỆ THỐNG BƠM ÉP NƯỚC
DUY TRÌ ÁP SUẤT VỈA TẠI MỎ BẠCH HỔ.
1.1 NHIỆM VỤ - PHƯƠNG PHÁP TÁC ĐỘNG LÊN VỈA DẦU BẰNG
BƠM ÉP NƯỚC.
1.1.1 Nhiệm vụ.
Bơm ép nước là một trong những phương pháp tác động lên vỉa nhằm
duy trì áp suất và nâng cao hệ số thu hồi dầu. Tại mỏ Bạch Hổ việc bơm ép
nước được tiến hành từ trước năm 1990, tuy nhiên bơm ép nước với công suất
lớn và xử lý nước bơm thích hợp chỉ được thực hiện từ năm 1995 sau khi xây
dựng 2 cụm bơm ép tại hai giàn số 8 và 9 có công suất 5000m
3

giữ chu tuyến vùng chứa dầu và tuyến phân bố các giêng bơm ép.
- Tác động chậm lên vỉa dầu do tuyến phân bố của các giếng bơm ép nhằm
cách xa chu tuyến vùng vỉa chứa dầu.
- Tăng lưu lượng nước bơm ép do bị mất nước trong vùng ngoài vỉa chứa
dầu.
1.1.2.2 Bơm ép nước quanh, gần vùng vỉa chứa dầu.
Để tăng cường tác động của bơm ép nước lên vỉa dầu, các giếng bơm
ép được phân bố trực tiếp gần chu tuyến vùng vỉa chứa dầu hoặc phân bố giữa
chu tuyến ngoài và chu tuyến ngoài và chu tuến trong của vùng vỉa chứa dầu.

Hình 1.2 Sơ đồ bơm ép trên vùng vỉa chứa dầu.
Bơm ép nước quanh, gần vùng vỉa chứa dầu được áp dụng khi:
- Mối liên hệ thủy động lực giữa vỉa dầu với vùng ngoài kém.
- Kích thước vỉa dầu tương đối nhỏ (so với vỉa được áp dụng bơm ép bên
ngoài vùng vỉa chứa dầu).
- Để tăng cường quá trình khai thác dầu nghĩa là muwccs cản trở quá trình
chảy thấm của chất lỏng giữa các tuyến phân bố giếng bơm ép và giếng khai
thác giảm nhở khoảng cách giữa chúng gần hơn.
- Mặt khác sự tạo tành “các lưới nước” trong vỉa và chảy rò của nước vào các
giếng khai thác tăng lên khi tiến hành bơm ép nước xung quanh vùng vỉa chứa
dầu. Vì vậy rong quá trình khai thác cần phải điều chỉnh cẩn thận lưu lượng
nước bơm ép.
1.1.2.3 Bơm ép nước bên trong vùng vỉa chứa dầu.
Người ta tác động lên vỉa hệ thống bơm ép được phân bố dọc theo các
sơ đồ khác nhau trong vùng vỉa chứa dầu. Hệ thống này có ảnh hưởng mạnh
mẽ trực tiếp lên vỉa dầu cho phép tăng nhịp độ giảm thời gian khai thác mỏ
dầu. Việc lựa chọn sơ đồ phân bố các giếng bơm ép bên trong vùng vỉa chứa
dầu được xác đinh theo điều kiện địa chất cụ thể, vốn đầu tư và thời hạn hai
thác mỏ mang lại hiệu quả kinh tế nhất.


+ Trong vỉa còn lại lượng dàu đáng kể.
+ Vỉa thoải không có những đường nứt nẻ kiến tạo lớn.
+ Đồng nhất thành phần đất đá và khả năng thẩm thấu của vỉa tốt.
+ Dầu có độ nhớt không lớn.
+ Vỉa sản phẩm không dầy.
Hiện nay khai thác dầu bằng phương pháp thứ cấp phổ biến nhất là
bơm ép nước bề mặt diện tích, nó mang lại hệ số cho dầu lớn hơn cả. Bởi vì
mật độ của nước lớn hơn mật độ của dầu cho nên nước có xu hướng luôn đi
xuống phia dưới của vỉa, mà ở trong vỉa đã cạn thì lượng dầu còn lại của vỉa
bao giờ cũng lớn hơn ở phần trên. Ngoài ra nước chuyển động dọc theo vỉa và
nó sẽ chứa đầy nhứng khe lỗ đất đá giải phóng được lượng dầu còn dính chặt
trong đất đá do lực liên kết phân tử.
Cũng cần phải nhận thấy rằng, khi chúng ta bơm ép nước vỉa không
theo hệ thống thì hiệu suất khai thác có thể bị kém đi, nguyên nhân là trong
vỉa sẽ tạo nên những vũng dầu nhỏ không chuyển động được tới giếng khai
thác.
Bơm ép nước đều khắp trên bề mặt diện tích nên hiệu quả kinh tế hơn
cả. Hơn nữa cường độ tác động lên vỉa theo sơ đồ này nhỏ hơn so với các sơ
đồ phân bố giếng khai thác nên xác suất sự tạo thành lưỡi nước trong vỉa dầu
chuển động đồng đều và ổn định hơn đến các giếng khai thác. Thông thường
phương pháp bơm ép nước đêu khắp trên diện tích vỉa dầu được áp dụng
trong các giai đoạn khai thác cuối cùng của mỏ. Tuy nhiên bơm ép nươc dều
khắp trên diện tích vỉa dầu có thể mang lại hiệu quả nếu được áp dụng ở
những giai đoạn ban đầu khai thác mỏ khi đã được nghiên cứu tốt.
Các sơ đồ phân bố giếng kể trên có thể áp dụng không chỉ để bơm ép
nước, mà còn để nén khí hoặc các loại chất lỏng, khí khác nhau.
1.1.2.4 Mô hình bơm ép tại mỏ Bạch Hổ.
Tại mỏ Bạch Hổ thường sử dụng mô hình bơm ép theo diện tích
(thường thấy là mô hình 5 điểm). Do thường tận dụng các giếng khai thác có
lưu lượng kém làm giếng bơm ép nên sự phân bố các giếng bơm ép không

8.2
49.3
18.3
2.32
124
0
0

Na
( mg/l )

K ( mg/l )
2
Ca ( mg/l )
2
Mg
( mg/l )
2
Ba ( mg/l )
2
Sr
( mg/l )
Fe
( tổng số )
Tổng chất rắn hòa tan (mg/l)
Khí hòa tan
2
O
( mg/l )
2

các đặc tính kỹ thuật khi bơm ép vào vỉa. Module ép vỉa chuyên dụng hiện
nay áp dụng ở các giàn khoan MSP2, MSP8 và MSP9 . . .
1.2.2.1 Hệ thống xử lý nước bơm ép trên các giàn cố định.
a. Giới thiệu chung:
Các bộ phận chính của hệ thống xử lý nước trên các giàn cố định mỏ Bạch Hổ
- Máy bơm ngầm ( Bơm hút nước biển ).
- Bơm tăng áp.
- Bình xử lý hóa phẩm khử oxy.
- Máy bơm piston hoặc bơm chìm ép nước.

b. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị:
- Máy bơm hút nước biển: Là máy bơm chìm nhiều tầng được thả xuống biển
ở độ sâu 15 – 30m.
Công suất làm việc: N = 30 – 60 (kw).
Áp suất làm việc: P = 6 – 8 (at).
Lưu lượng: Q = 120 – 350 (m
3
/h).
- Máy bơm tăng áp: Là loại máy bơm ly tâm chìm nhiều tầng.
Công suất làm việc: N = 100 – 160 (kw).
Áp suất làm việc: P = 30 (at).
Lưu lượng: Q = 100 (m
3
/h).
- Bình xử lý hóa phẩm khử oxy: Thể tích phụ thuộc vào lưu lượng nước đi
qua:
Thời gian xảy ra phản ứng khử oxy tử: (3.3 – 4) phút.
Áp suất làm việc tử: (4 – 7) at.
- Máy bơm chính: Máy bơm chìm ép nước.
Áp suất làm việc: P = 140 (at).

bơm ép chính.
1.2.2.2 Các phương pháp xử lý đối với nước bơm ép.
Bảng 1.2
Nguyên nhân Tác hại Xử lý cơ học Xử lý hóa học
Vi sinh Ăn mòn
Tắc nghẽn vỉa
Chua hóa vỉa
Phin lọc tinh Hypocorit
Chất diệt khuẩn
Chất rắn lơ
lửng
Ăn mòn
Tắc nghẽn vỉa
Phin lọc tho
Phin lọc tinh
Polyectrolyte
Chất keo tụ
Hypocorit
Oxy hòa tan Ăn mòn
Tắc nghẽn vỉa
Tháp chân không Chất khử oxy
Chất chống tạo bọt
Ăn mòn Ăn mòn Tháp chân không Chất chống ăn mòn
Chất diệt khuẩn
Sa lắng Tắc nghẽn vỉa Chất chống sa lắng
1.2.2.3 Tiêu chuẩn nước đã qua hệ thống xử lý.
Hiệu quả lọc: Loại bỏ 98% hạt có đường kính > 2µm và 96% hạt có đường
kính >1µm.
Chất rắn lơ lửng < 3mg/l.
Hàm lượng oxy hòa tan < 50ppb sau khi qua tháp chan không và < 15ppb sau

Đối với các loại máy bơm ly tâm điện chìm Reda, ESP do Mỹ sản xuất có các
loại sau: Bảng 2.1
Loại
bơm
Tiết diện trục bơm
(inch
2
)
Cột áp không tải
100 tầng ở 50Hz(ft)
Cột áp không tải
100 tầng ở 50Hz(ft)
A230 0.1658 1.258 1.850
A400 0.3019 1.500 2.160
AN550 0.3019 1.542 2.220
AN900 0.3019 1.414 2.180
A1500 0.3632 1.222 1760
AN1500 0.3632 1.222 1760

DN280 0.1963 1.528 2.200
D400 0.3019 1.0056 2.960
D550 0.3019 1.889 2.720
DN610 0.3019 2.222 3.200
D700 0.3019 1.979 2.850
DN800 0.3019 2.181 3.140
D950 0.3632 1.983 2.855
DN1000 0.3632 2.010 2.895
DN1300 0.3632 1.979 2.850
D1350 0.3632 1.944 2.800
DN1750 0.3632 2.146 3.090

Ryton. Ryton là tên thương mại của Reda. Ryton có giá trị nhiệt dộ cao
(500
0
F) và có tính chống ăn mòn cao. Ryton được dùng cho các tầng bơm có
dòng xuyên tâm. Trong Reda số Seri được lấy từ đường kính ngoài của bơm.
Ví dụ: seri 338 thì bơm có đường kính nggoaif 3,38”, seri 400 thì bơm có
đường kính ngoài là 4”Tuy nhiên có một vài trường hợp ngoại lệ như seri540
thì bơm có đường kính ngoài là 5,13”.
2.2 MÁY BƠM LY TÂM ĐIỆN CHÌM UESPK 16-2000-1400.
2.2.1 Thông số kỹ thuật của bơm UESPK 16-2000-1400.
2.1.1.1 Đặc tính dung dịch bơm.
Máy bơm UESPK 16-2000-1400 dùng để bơm ép vào các giêng bơm ép duy
trì áp suất vỉa, dung dịch bơm ép thường là nước biển lấy từ độ sâu 15-30m có
các đặc tính sau: Bảng 2.2
Độ pH 5.4 - 9
Thành phần khoáng chất mcrg/l 250
Khối lượng riêng kg/m
3
1.2
Độ lẫn tạp chất cơ học 0.1
Nhiệt độ nước bơm ép (
0
C) 40
2.1.1.2 Thông số sử dụng của bơm UESPK 16-2000-1400.
Bảng 2.3
Lưu lượng Q( m
3
/ngày đêm) 0,023 (2000)
Cột áp H (m) 1360
Sai số cho phép theo cột áp(%) +10/-6

Máy bơm bao gồm bơm và động cơ điện được lắp thả thẳng đứng, động cơ
điện chuyền chuyển động cho trục bơm bằng đầu nối truyền chuyển động
dạng cao su kim loại. Máy bơm là máy bơm ly tâm chìm có nhiều tầng bơm.
Máy bơm được chia ra làm 3 phần, phần trên, phần giữa, phần dưới. Tùy theo
các phần mà các chi tiết của bơm có một số chi tiết khác chúng đều có những
chi tiết chung sau đây: Bảng 2.4
1.Ống kẹp 10.Gối tựa trên 19.
2.Đầu nối nhánh 11.Ống lót nén 20. Tấm chắn
3.Vít chặn vành làm kín 12.Đế tựa 21.Đầu chuyền động
4.Vành làm kín 13.Vòng cách 22.Khớp nối C Đ
5.Gối tựa dưới 14.Ống lót 23.Màng ngăn
6.Vành xẻ 15.Đệm điều chỉnh 24.Bu lông
7.Vỏ bơm 16.Bánh công tác 25.Bích nối
8.Trục 17.Bộ phận dẫn hướng 26.Đệm làm kín
9.Bu lông 18.Then 27.Cửa hút

Mỗi phần bao gồm vỏ bơm đúc bằng gang có dạng hình trụ tròn chịu được áp
suất lớn.
1
6 3 13 7 17 19 5 4
18 15 16 14 20 8
120 ± 0.1
A
a
1 1
1
6 3 13 7 17 19 5 4
11 9 11 12 18 15 16 14 20 8
120 ± 0.1
A

mặt cánh dẫn và đĩa bánh công tác yêu cầu có đọ nhám tương đối cao để giảm
tổn thất. Bánh công tác và Roto được cân bằng tĩnh và cân bằng động khi làm
việc không cọ vào thân bơm. Bộ phận dẫn hướng có các cánh cong theo
hướng ngược lại với cánh cong của bánh công tác, trong một tầng bơm gồm
có bộ phận dẫn hướng và bánh công tác. Các tầng bơm được ngăn cách với
nhau bằng hai đĩa vành khăn đặt song song nhau trong thân bơm. Bánh công
tác lắp đặt trên trục nhờ then và ống lót.
Trục bơm chế tạo từ thép cacbon. Trục bơm quay trên hai gối đỡ được
liên kết với thân bơm nhờ vít chặn 3. Trục bơm là bộ phận nhận chuyển động
từ động cơ qua khớp nối rồi chuyền đến bánh công tác. Trục bơm chịu
momen xoắn uốn kéo.
Tầng cuối cùng của bơm lắp vòng đệm ngăn không cho rò rỉ.
Các tầng bơm có thể dịch dọc trục, chúng được giữ bởi vòng xẻ ở đầu
các phần của bơm. Sự di chuyển của các ầng bơm được điều chỉnh bởi các
bulong và vít chặn 3. Vít chặn dược lắp trên gối đỡ.
Trên trục bơm có ống lót gắn kết tương ứng với các tầng và tất cả các
tầng tì lên đế tựa 12 (nửa ổ cân bằng thủy lực) đã lắp ống lót nén ổ trên cân
bằng thủy lực. Cuối mỗi trục bơm đều có đầu nối truyền chuyển động.
Các phần bơm được liên kết với nhau nhờ đầu nối nhanh dạng nửa ống
kẹp. Phần dưới của bơm có cửa hút 27 và bộ phận lọc để ngăn ngừa tạp chất
đi vào bên trong bơm. Khớp nối nhận chuyển động từ động cơ. Khớp nối có
dạng cao su kim loại. Ngoài ra còn có các zoăng làm kín ống lót.
Động cơ điện được bảo vệ bởi đầu làm kín 26 tấm chắn 23 với máy
bơm, động cơ được ghép với máy bơm bởi mặt bích đầu treo.
Tải trọng và lực chiều trục, áp suất làm việc của trục được tiếp nhận bởi
đế tựa 12, ống lót 13 gọi là bộ phận cân bằng thủy lực (ổ đỡ thủy lực).