Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
MỤC LỤC
Lời nói đầu …………………………………………………………….……… 2
Chương 1: Tổng quan về các loại van ………………… ……………….… …3
I. Lịch sử hình thành và phát triển …………………………… ……
… 3
1. Khái niệm ……………………………………… ……………….3
2. Cơ chế vận hành ………………………………………… ……3
II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí ……………… ….
…3
1. Van cửa (Gate valve) …………………….…………….… … …3
2. Van cầu (Globe valve) …………………………………… ……12
3. Van nút (Plug valve) ………………………………… ……… 15
4. Van an toàn (Safe valve) ……………………………… …….18
5. Van bi (Ball valve)………………………… … ……… ……21
6. Van bướm (Butterfly valve)………………………………….… 23
7. Van một chiều (Check valve) …………………………….…… 25
8. Van điều khiển (Control valve)………………………………….28
Chương 2: Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí và vận chuyển dầu
khí………………….….….33
I. Van dùng trong khoan – khai thác dầu khí…………………… …
… 33
II. Van dùng trong vận chuyển dầu khí ………………………………
….34
Chương 3: Các dạng hỏng và biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van ….36
I. Các dạng hỏng của van
………………………………………………….36
II. Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van …………………
…37
Kết luận ……………………………………………………………………… 39

Lê Viết Tân Vũ
Nguyễn Thị Loan
Đỗ Khánh Ly
Đặng Thị Luyến
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI VAN
I. Lịch sử hình thành và phát triển.
Bằng chứng cổ về các loại van có thể truy lại thời điểm cổ của người Ai
Cập và người Hy Lạp. Nó là vào thời của người Roman, tất cả mọi người đều
công nhận như các nhà phát triển tương đối phức tạp của hệ thống ống nước. Hệ
thống ống nước của họ đã được cải tiến đủ để cung cấp nước cho các tòa nhà
riêng lẻ mà họ đã phát triển, các van, khóa vòi và đó cũng là bằng chứng của
người Roman đã sử dụng van an toàn ngăn chặn dòng chảy.
Cơ bản triết lý vẫn như ngày hôm nay. Cùng với sự phát triển van trở lên
ngày càng phức tạp. Các loại van sử dụng trong nhiều ngành, nhiều van cổng đã
nhường chỗ cho van bi.
1. Khái niệm
Van là 1 thiết bị cơ khí được dùng trong công nghiệp đường ống để điều
chỉnh dòng chảy của vật chất.
2. Cơ chế vận hành
- Khi van đóng hoàn toàn thì sẽ không có dòng chảy của vật chất đi qua.
- Nếu van chỉ mở 1 phần thì chỉ có 1 phần của dòng chảy đi qua. Khi van ở vị trí
này thì nó được gọi là đang ở vị trí điều tiết lưu lượng của dòng chảy.
- Khi van mở hoàn toàn thì ta có dòng chảy qua van là cực đại.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 3
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
II. Một vài loại van trong ngành công nghiệp dầu khí
1. Van Cửa (Gate valve)
a) Định nghĩa
Van cửa dùng để ngăn dòng chảy hoặc một phần dòng chảy nhằm đạt được

dầu khí
Hình 1.4
- Cần van (stem):
Hình 1.5
Cửa van được gắn với cần van. Phía trên nắp van có nắp bịt kín, nắp này
có chức năng làm kín không cho vật chất rò rỉ ra ngoài. Nắp làm kín được nhồi
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 7
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
vật liệu bít kín. Đầu phía trên của cần van được nối với tay quay.Trong hình vẽ là
loại nối bằng ren. Khi vặn tay quay thì cần van sẽ chuyển động lên xuống để
đóng hay mở van. Nên chúng ta cũng có thể gọi đây là loại van có cần chuyển
động . Khi quan sát vị trí của cần van ta có thể nhận biết được van đang ở vị trí
đóng hay mở.
Hình 1.6
Trên hình 1.6 là một lọai van có cần chuyển động khác. Nắp van được tạo
ren ở phía trong. Phần ren của nắp van và cần van ăn khớp với nhau. Đầu trên
của cần van được nối với tay quay bằng mối nối không chuyển động. Khi cần
van chuyểnđộng lên hay xuống thì tay quay và cửa van cũng chuyển động theo.
Hình 1.7
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 8
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
Hình 1.7 là một loại van khác có mối lắp ghép ren ở phía trong. Ở loại này
có mối lắp ghép ren giữa cửa van và cần van. Đầu trên của cần van gắn chặt với
tay quay.
- Thiết kế cửa van:
Cửa van là phần dùng để điều chỉnh dòng chảy.
Hình 1.8
Khi cửa van chuyển động xuống chúng sẽ chặn đứng dòng chảy và tạo

Khi mở hoàn toàn, chất lỏng hay khí chảy qua van trên một đường thẳng với trở
lực rất thấp, độ cản trở dòng chảy của van là rất nhỏ nên tổn thất áp lực qua van
là tối thiểu. Hư hại có thể xảy ra bởi chất lỏng khi van đóng một phần, nó tạo ra
một lượng áp suất giảm nhỏ khi mở,vận tốc dòng chảy cao có thể tạo nên sự mài
mòn đĩa và bề mặt trong van. Đĩa van không mở hoàn toàn cũng có thể bị rung
động. Mặt khác khi cửa van chuyển động lên xuống sẽ sinh ra lực ma sát gây mài
mòn ở các phần tiếp xúc.
Van cửa thường được dùng để mở toàn bộ hoặc đóng toàn bộ nên không phù
hợp để kiểm soát áp suất và điều chỉnh hoặc tiết lưu dòng chảy vì không thể đạt
được sự điều khiển chính xác. Nó được sử dụng như van đầu tiên trong một hệ
thống ống nước, van cửa lý tưởng để cách ly các dòng chảy đa năng, cũng như
trong các ứng dụng đòi hỏi áp suất và nhiệt độ cao mà vận hành không thường
xuyên. Chính vì lý do này, việc vận hành bằng tay là điển hình và thường hoàn
thành qua một bộ vô lăng đa chiều, bộ kích hoạt cơ khí, hơi và điện cũng được sử
dụng.
d) Ưu điểm và nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Công suất cao.
+ Chiều dài cơ cấu là ngắn, bởi vì các cửa van theo chiều dọc trên thân van.
+ Khi mở/đóng van tốn ít năng lượng vì hướng chuyển động của pittong là vuông
góc với hướng dòng chảy.
+ Kháng chất lỏng là nhỏ vì cấu tạo thân van thẳng, dòng chảy qua van không bị
đổi hướng.
+ Khi đóng/mở thì van làm việc từ từ nên nó giảm rung động cho hệ thống xuống
tốc độ chậm hơn so với van khác, ít gây sốc trên hệ thống.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 12
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
+ Momen đóng/ mở thấp.
+Công nghệ đúc tốt, phạm vi ứng dụng rộng.

Phần đáy của cửa van nằm song song với hướng của dòng chảy, cửa van không
trượt dọc theo bề mặt của vòng làm kín, do vậy mọi tiếp xúc giữa cửa van và
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 14
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
vòng làm kín sẽ chấm dứt khi bắt đầu có dòng chảy. Vị trí tương đối giữa đĩa van
và mặt đệm quyết định sự đóng mở cũng như lưu lượng dòng qua van. Dòng
chảy trong thân van bị gấp khúc nhiều lần khiến cho tổn áp qua van khá cao.
Hình 1.15
Van cầu thường được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng. Dải lưu lượng
điều chỉnh, tổn thất áp lực và tải trọng làm việc phải được tính toán đến khi thiết
kế van để đề phòng van sớm bị hỏng và đảm bảo vạn hành thông suốt.
Đối với van cầu thì chỉ tạo nên sự mài mòn nhỏ do lực ma sát giữa các
vòng làm kín và cửa van . Do vậy trong các công việc đòi hỏi phải vận hành van
một cách thường xuyên thì van cầu là loại thích ứng hơn. Khi ở vị trí điều tiết thì
toàn bộ phần cửa van nằm trong dòng chẩy do đó sự mài mòn xảy ra đồng đều
hơn. Khi vòng làm kín và cửa van bị mài mòn đồng đều nhau thì sau một thời
gian sử dụng lâu dài vẫn giữ được độ kín của nó. Vì lý do này nên chúng thường
được dùng trong quá trình điều tiết dòng chảy.
Hình 1.16
Trong hình 1.16 mô tả van đang ở vị trí điều tiết. Khi dòng chảy từ điểm A
tới điểm B thì khả năng cửa van đóng bất thình lình và tắc nghẽn khi nó ở gần
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 15
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
với vòng làm kín. Để có được sự vận hành ổn định, van cầu phải được lắp đặt
vào hệ thống theo hướng dòng chảy mà vật chất sẽ đi từ phần dưới của cửa van
đi lên.
Van cầu có 3 dạng khá thông dụng: van góc, van chữ Y, van hai thân. Van
góc cho phép chuyển hướng dòng chảy từ thẳng đứng sang nằm ngang (độ xoáy

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 17
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
Hình 1.19
Van nút thường không được dùng cho mục đích điều chỉnh dòng chảy vì khi
nó ở vị trí điều tiết thì cửa van sẽ bị mài mòn không đồng đều.
Ưu điểm của van nút nói chung là có thể được sửa chữa nhanh chóng hoặc
được làm sạch mà không cần phải tháo thân van ra khỏi hệ thống đường ống. Nó
có thể được sử dụng trong lĩnh vực từ áp suất chân không đến 10000 psi và nhiệt
độ từ -50 đến F. Các van nút có thể được tráng với rất nhiều vật liệu khác
nhau, phù hợp với nhiều ứng dụng hóa chất.
4.Van An Toàn (Safe valve)
a) Định nghĩa
Van an toàn là một thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong mạch
thủy lực. Van an toàn thuộc nhóm thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào, nó bảo vệ
mạch thủy lực khỏi sự tăng áp vượt giá trị định mức.
Trong quá trình làm việc van an toàn luôn ở trạng thái đóng. Khi áp suất đầu
vào của van vượt giá trị định mức Van an toàn mở ra cho phép một phần chất
lỏng chảy qua van về thùng chứa.
Các van an toàn thường dùng cho khí vì đặc tính khi mở và đóng của nó thích
hợp với đặc tính và sự nguy hiểm khi bị né của chất khí.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 18
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
Hình 1.20
b)Cấu tạo
Gồm các bộ phận chính:
1 : nắp 7: bề mặt đế
2: thân trục quay 8: vòng điều chỉnh
3 : bulông điều chỉnh 9: thân van

a) Giới thiệu chung
Như tên của nó, van bi dùng sử dụng một viên bi để ngăn chặn hoặc bắt
đầu dòng chảy của chất lỏng.
Van bi có thể dùng cho dòng khí, chất lỏng hoặc chất lỏng có lẫn tạp chất,
được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp vì chúng rất linh hoạt,
được thiết kế để sử dụng trong vị trí mở/đóng hoàn toàn. Việc sử dụng những vật
liệu làm kín mềm như là nylon, cao su tổng hợp hay polime tạo ra khả năng làm
kín tuyệt vời từ -450 ÷ F. Chúng có giá thành rẻ, rất dễ sửa chữa và vận
hành.
Hình 1.22
b) Cấu tạo & quá trình vận hành.
Van bi thuộc loại van xoay 1/4 vòng (hay còn gọi là van đóng mở nhanh),
dòng chảy thẳng. Bên trong van có bộ phận tròn (viên bi) ép vào các gioăng tròn,
tạo nên độ kín thống nhất.
Van bi có thiết kế và quá trình vận hành tương tự như van nút.
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 22
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các loại van trong khoan – khai thác và vận chuyển
dầu khí
Gồm các bộ phận:
Viên bi (Ball)
Đế van (Seat)
Thân van (Body)
Tay quay (stem)
Nắp thân (body cap)
Hình 1.23
Phần điều chỉnh dòng chảy có cấu tạo tròn và có lỗ cho vật chất đi qua. Bi
được giữ chặt giữa hai vòng làm kín. Tay quay được lắp ở đầu trên của cần van.
Khi vặn tay quay một góc 90
0
thì van sẽ ở vị trí đóng hoặc vị trí mở. Van bi có

những lỗ dùng để định vị vào đường ống bởi các bulong và đai ốc.
Đĩa van là một tấm kim loại nó làm nhiệm vụ điều khiển dòng chảy (đóng
hoặc mở dòng chảy) thông qua cơ cấu điều khiển hoặc tay quay.
Vòng kín là vòng làm kín giữa thân van và đĩa van khi van thực hiện quá trình
đóng van hoàn toàn.
b)Nguyên lý hoạt động.
Khi tiến hành quay tay quay theo ngược chiều kim đồng hồ là thực hiện
quá trình mở van. Ngược lại khi quay tay quay theo cùng chiều kim đồng hồ là
hiện quá trình đóng van. Việc đóng mở chỉ cần quay tay quay hoặc điều khiển cơ
cấu đóng ở mọi góc độ.
7.Van một chiều (Check valve)
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Page 25

Trích đoạn Van dùng trong vận chuyển dầu khí Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng của van

---