Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Mục Lục
Chương I: Tổng quan về việc sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol
1.1. Tình hình sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol
1.2. Sơ đồ công nghệ của hệ thống từ trạm nén khí
1.3. Những yêu cầu công nghệ của hệ thống
1.4. Những kết quả đã đạt được, những tồn tại cần tập trung nghiên cứu
giải quyết
Chương II: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy nén khí piston Ingersol-
Rand T30-7100x10
2.1. Sơ đồ cấu tạo
2.2. Đặc tính kỹ thuật
2.3. Nguyên lý làm việc
2.4. Lý thuyết cơ bản về máy nén khí piston
Chương III: Quy trình bảo dưỡng, sửa chữa máy nén khí piston
Ingersoll-Rand T30-7100x10
3.1. Quy trình bảo dưỡng
3.2. Một số dạng hỏng, nguyên nhân và biện pháp hạn chế
3.3. Quy trình sửa chữa
Chương IV: Quy trình xây lắp, vận hành và công tác an toàn trong sử dụng
4.1. Quy trình xây lắp.
4.2. Quy trình vận hành.
4.3. Công tác an toàn lao động.
Chương V: Tính toán lựa chọn máy nén khí
5.1. Tính toán các thông số cơ bản.
5.2. Lựa chọn máy nén khí.
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.
phụ lục kèm theo.
Đại học Mỏ - Địa Chất 1 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền

trong ngành dầu khí từ các thày cô giáo, cộng thêm phần học hỏi được nhiều kiến
thức thực tế tại giàn khai thác MSP – 5 thuộc xí nghiệp liên doanh
Đại học Mỏ - Địa Chất 2 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
VIETSOVPETRO. Sau khi tổng hợp lại những kiến thức đã học hỏi được tôi viết đồ
án tốt nghiệp với đề tài: “ Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng và
sửa chữa máy nén khí piston Ingersoll Rand T30 – 7100 x 10 phục vụ cho công
tác khai thác dầu tại giàn MSP – 5” với chuyên đề: “ Tính toán lựa chọn máy
nén khí”. Được sự hướng dẫn tận tình của thày giáo: Tiến sĩ Nguyễn Văn Giáp tôi
đã hệ thống cơ bản về loại máy nén khí này. Tuy đồ án đã giới thiệu tương đối đầy
đủ, nhưng không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong sự góp ý chân thành của
các thày cô giáo cũng như các bạn để tôi được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2009
Sinh viên: Trần Văn Hiền
Đại học Mỏ - Địa Chất 3 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Chương I: Tổng quan về việc sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol
1.1.Tình hình sử dụng máy nén khí ở Vietsovpetrol:
1.1.1.Vai trò của việc cấp khí nén cho hệ thống tự động hoá
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, cùng với năng lượng điện, vai
trò năng lượng bằng khí nén ngày càng trở nên quan trọng. Tất cả những cơ sở sản xuất
lớn, thậm chí cả trong nhiều lĩnh vực thông dụng của cuộc sống hàng ngày cũng không thể
thiếu được nguồn năng lượng khí nén. Việc sử dụng năng lượng bằng khí nén đóng một
vai trò cốt yếu ở những lĩnh vực mà khi sử dụng năng lượng điện sẽ nguy hiểm; sử dụng
năng lượng bằng khí nén ở những dụng cụ nhỏ, nhưng truyền động với vận tốc lớn ; sử
dụng năng lượng bằng khí nén ở những thiết bị như búa hơi, dụng cụ dập, tán đinh, và
nhiều nhất là dụng cụ, đồ gá kẹp chặt trong các máy…
Trong ngành công nghiệp Dầu khí, vai trò của năng lượng khí nén càng trở nên
đặc biệt quan trọng, nhất là đối với các giàn khoan-khai thác Dầu khí trên biển. Sở dĩ như
vậy là do các quá trình sản xuất, các công đoạn công nghệ trong công nghiệp Dầu khí đặc

động bằng động cơ Diezel ; 1- Được dẫn động bằng động cơ điện ; nhằm cung cấp
khí nén áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm
2
) cho các thiết bị tự động hóa & đo lường , và
các thiết bị phục vụ cho công nghệ khoan, như Roto tháo lắp cần khoan, phanh tời
khoan, đóng/ngắt các ly hợp khí nén của các bơm dung dịch УM-8.
1.1.3.2. Trạm máy nén khí ВП2-9/10 ở BM-7B: gồm 4 máy (được dẫn
động bằng động cơ điện) và một hệ thống sấy và làm khô khí (khá phức tạp), cung
cấp khí nén khô, sạch, áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm
2
) cho hệ thống vận chuyển
ximăng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan.
1.1.3.3. Trạm máy nén khí ЭКП-70/25 ở BM-7A: gồm 2 máy (được dẫn
động bằng động cơ điện) cung cấp khí nén áp suất cao (30 ÷ 50 kg/cm
2
) cho hệ
thống khởi động động cơ Diezel 8ЧН 25/34-3 của trạm phát điện chính (BM-7A)
của giàn.
1.1.3.4. Cụm trạm máy nén khí ở BM-6, gồm :
*. Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kg/cm
2
): loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-
0,6/13), gồm 3 máy. Sau đó,chúng được thay thế bằng trạm nén khí kiểu
“Ingersoll-Rand T 30/7100 ”, cũng có 3 máy . Các trạm này có lưu lượng nhỏ (Q ≈
0,6 m
3
/phút - loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); hoặc Q = 1,42 m
3
/phút - loại
“Ingersoll-Rand T 30/7100 ” ), làm việc theo chế độ tự động , nhằm cung cấp khí

3
/phút, đối với trạm SSR MH-75;
Q ≈ 11,8 m
3
/phút, đối với trạm GA-75). Chúng được trang bị thêm hệ thống xử lý
làm sạch và sấy khô khí khá hoàn hảo nên chất lượng khí nén rất tốt, đảm bảo đủ
lưu lượng và chất lượng để có thể sử dụng cho hệ thống vận chuyển ximăng, phục
vụ cho quá trình công nghệ khoan; ép nước kỹ thuật cung cấp cho sinh hoạt và các
hệ thống làm mát; cũng như cho các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự
động , các thiết bị được dẫn động bằng khí nén khác… Vì vậy, với một trạm nén
khí có 2 máy loại này ( GA-75 của hãng Atlas-Copco, hoặc SSR MH-75 của hãng
Ingersoll-Rand ) được lắp đặt ở BM-7B, có thể thay thế cho toàn bộ các cụm, trạm
máy nén khí áp suất thấp khác (như ВП2-9/10; BУ-0,6/8; BУ-0,6/13; 4BУ1-5/9;
Ingersoll-Rand T 30/7100… ) trước đó, ở trên giàn.
Ngoài ra, trên một số giàn ( như CTP-2; CTP-3…) còn được lắp đặt, vận
hành một số trạm nén khí chuyên dụng để sản xuất, cung cấp khí trơ ( N
2
) phục vụ
cho các công đoạn công nghệ xử lý Dầu khí.

1.1.4 Các loại máy nén khí được sử dụng cho thiết bị tự động hoá trên giàn
Đại học Mỏ - Địa Chất 6 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
1.1.4.1 Máy nén khí 4BY5/9
Máy nén khí này có đặc tính như sau:
1.Kiểu máy nén : kiểu pittông _ chữ V : 2 cấp, tác dụng đơn, không có
con trượt.
2.Môi chất công tác : không khí.
3.Năng suất nén theo điều kiện nạp : 0,6 + 0,09
− 0,03 m

16. Nhiệt độ khí nén trong ống dẫn sau cấp nén 1, 2 không cao hơn
°C : 180.
17. Nhiệt độ đi ra khỏi máy nén cao hơn : 70°C
18. Nhiệt độ dầu trong cácte ( °C) không cao hơn : 90
19. Thể tích dầu đổ vào cácte ( lít) : 3,35.
20. Vòng bi đầu trục : 311.
Dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển li hợp khí (côn hơi)
cho tời khoan và cấp khí nén phụ trợ cho hệ thống điều khiển tự động trên giàn.
Đây là loại máy nén khí piston chữ V, 2 cấp nén tác dụng đơn 4 dãy, 4
xilanh. Áp suất cửa vào là áp suất khí quyển, áp suất cửa ra là 8kg/cm
2
với lưu
lượng là 5m
3
/phút.
1.1.4.2 Máy nén khí trục vít GA75,GA22,GA30,SSP,MH75…
Loại máy nén này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển, hệ
thống bơm tram ximăng và các nhu cầu khác…
1.1.4.3 Máy nén INGERSOLLRAND T30 - 7100
Loại máy này dùng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động hoá.
1.2. Sơ đồ công nghệ trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100:
Đại học Mỏ - Địa Chất 8 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Hình 1.1 - Sơ đồ công nghệ trạm nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100
TI: Đồng hồ đo nhiệt PI: Đồng hồ đo áp suất
PSV: Van an toàn SDY: Van điện từ
PSHH: Rơle khống chế áp suất cao PSLL: Rơle khống chế áp suất
thấp
LSLL: Rơle khống chế mức dầu thấp CV: Van điều áp
1: Máy nén khí 2: Động cơ điện

Mức độ sử lý khí nén tùy thuộc vào phương pháp sử lý, từ đó xác định được chất
lương của khí nén tương ứng cho từng trường hợp cụ thể.
Như vậy tùy theo mục đích sử dụng, các yêu cầu công nghệ của hệ thống
tự động hóa gồm các vấn đề cơ bản sau:
• Đảm bảo độ sạch. Điều này đảm bảo không bị kẹt hoặc bị tắc nghẽn
các phím lọc , các ricler hoặc các chi tiết , phần tử có độ chính xác cao của thiết bị,
nhất là ở các thiết bị kiểm tra , đo lường và ở các hệ thống điều khiển ,tự động
hóa .Để đánh giá độ sạch ,người ta đưa ra các tiêu chuẩn về các độ lớn của các tạp
chất .Theo các tiêu chuẩn của các hội đồng các xí nghiệp châu âu PNEURP
(European Committee of Mannufacturers of Compressors, Vacuumpumps and
Pneumatic tools ) đề ra, độ lớn của các tạp chất trong khí nén không được vượt quá
70 μm
Đại học Mỏ - Địa Chất 10 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
• Đảm bảo độ khô. Yêu cầu này rất quan trọng, nhất là khi khí nén
được sử dụng trong vận chuyển các vật liệu rời, như hệ thống vận chuyển xi
măng .Trong các hệ thống này, 99,9% lượng hơi ẩm (gồm hơi nước và dầu bôi
trơn…., gọi chung là condensate ) phải được loại bỏ .Mặt khác, đảm bảo độ khô của
khí nén làm hạn chế sự sự tạo thành các phase lỏng, là tác nhân tạo nên an mòn điện
hóa trong dòng lưu thông của khí nén.
Đảm bảo khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp . Thông thường, khoảng nhiệt
độ làm việc thích hợp nhất của khí nén không được chênh lệch quá 3ữ5
0
C so với
nhiệt độ môi trường làm việc của hệ thống và thiết bị. Sự chênh lệch quá lớn sẽ gây
nên sự giãn nở nhiệt khác nhau trong các hệ thống, thiết bị, các cụm chi tiết, tạo ra
sự nứt vỡ, biến dạng, hư hỏng…
• Đảm bảo khoảng áp suất làm việc thích hợp. Mỗi hệ thống hoặc
thiết bị đều có những yêu cầu về khoảng áp suất khí nén làm việc khác nhau. Để
giải quyết được vấn đề này, người ta thường sử dụng các bộ van giảm áp hoặc tăng

‘’Vietsovpetro’’ có rất nhiều trạm máy nén có thể cung cấp nguồn khí cho các thiết
bị tự động hoá nhưng thông dụng nhất vẫn là trạm máy nén khí Piston Ingersoll
Rand T30 – 7100 x 10, Ingersoll Rand T30 – 7100 x 15. Các trạm này có thể cung
cấp lưu lượng khí nén 1,42 m
3
/phút đến 1,71 m
3
/phút.Chúng được trang bị thêm hệ
thống làm sạch và khô khí khá hoàn hảo nên chất lượng khí rất tốt, vì vậy có những
ưu điểm vượt trội là: nguồn khí cung cấp đạt yêu cầu, trạm máy được bố trí gọn,
hoạt động hoàn toàn tự động, có hệ thống an toàn, bảo vệ cao khi máy có sự cố và
đặc biệt là lưu lượng khí cung cấp của máy rất ổn định, tự động điều chỉnh phù hợp
theo nhu cầu sử dụng đã đặt trước. Đảm bảo tính tiết kiệm năng lượng cao.
Chương II: Cấu Tạo, Nguyên Lý Làm Việc Của Trạm Máy
Nén Khí Piston Ingersoll Rand T30 – 7100x10
Trạm nén khí Ingersoll Rand được lắp đặt tại block 6. mỗi một thiết bị trong
trạm nén đảm nhiệm một nhiệm vụ riêng để hợp thành một trạm nén khí có thể hoạt
động hoàn toàn tự động, cung cấp nguồn khí nén có chất lượng tốt, đảm bảo khô,
sạch, áp suất ổn định và nhiệt độ không cao để phục vụ cho hệ thống đo lường và
thiết bị tự động hoá trên giàn.
Đại học Mỏ - Địa Chất 12 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Trong trạm nén khí bao gồm rất nhiều thiết bị liên quan, nhưng ở đây tôi xin
trình bày cấu tạo và chức năng của những thiết bị cơ bản đảm nhận những nhiệm vụ
chính trong trạm nén.
2.1 Sơ đồ cấu tạo:
Hình 2.1 - Sơ Đồ Cấu Tạo Trạm Nén Khí Ingersoll Rand T30 - 7100
2.2 Đặc tính kỹ thuật máy nén khí Ingersoll Rand T30 – 7100:
−Kiểu máy: T30 – 7100 x 10.
−Tốc độ trục khuỷu: 1100 v/p.

lọc chế tạo bằng giấy xốp được xếp lớp theo hình trụ, mục đích của việc xếp lớp là
tạo cho bề mặt lọc khí lớn, giảm lực cản không khí đi qua phin lọc này, tạo điều
kiện cho việc nạp không khí vào cấp 1 được dễ dàng.
Đại học Mỏ - Địa Chất 14 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Hình 2.2 - Bầu lọc không khí
1. Đai ốc vặn dạng tai; 2. Màng lọc; 3. Nắp vỏ bầu lọc; 4. Ti vặn
+ Với bầu lọc đầu vào này có tác dụng giữ lại những hạt bụi chứa trong không
khí bao quanh máy nén, nếu lọt vào xi lanh sẽ làm mòn rất nhanh thành xi lanh,
piston, vòng xec măng và van. Khi xâm nhập vào dầu bôi trơn, chúng sẽ làm tăng
tốc độ mài mòn trục khuỷ và các ổ đỡ. Khi máy nén làm việc trong không khí bụi
mà không có bầu lọc thì tuổi thọ của các chi tiết máy giảm đi nhiều. Vì vậy bầu lọc
không khí này cũng góp phần quan trọng trong trạm nén khí.
2.2.3. Máy nén khí:
Đại học Mỏ - Địa Chất 15 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
+ có cấu tạo như hình vẽ:
Hình 2.3 - Máy nén khí
1. môtơ điện 2. Bánh đai rãnh chữ
3. dây đai 4. đế động cơ
5. đế máy 6. vỏ bảo vệ đai
7. bộ phận làm mát sau 8.bầu lọc không khí
9. ống làm mát trung gian 10. Rơle khống chế mức dầu thấp
Máy nén trong trạm nén khí là máy nén dạng piston hai cấp tác dụng lớn, hai
xi lanh bố trí theo hình chữ V. Bôi trơn bằng phương pháp vung té dầu bôi trơn
trong hộp cácte. Làm mát bằng khí đối lưu, khi máy nén hoạt động quạt gió tạo một
lưu lượng không khí đối lưu qua máy nén, nhiệt lượng của máy nén được truyền ra
ngoài qua những cánh tản nhiệt trên thân máy nén.
2.2.4. Thiết bị làm mát trung gian:
Đại học Mỏ - Địa Chất 16 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49

Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Hình 2.5 - cấu tạo van an toàn
1. bulông điều chỉnh 2. vỏ
3. cần đẩy van bằng tay 4. lò xo
5. van 6. bề mặt công cửa van
7. đế van
+ Sơ đồ cấu tạo của van an toàn, phía dưới đế van (7) được vặn chặt vào ống
góp xả, phía trên được lắp với vỏ van (2). lỗ của đế van được bịt kín bởi van (5).
Trên van (5) có bề mặt côn (6) đã được gia công chính xác để đảm bảo độ khít khi
đậy van. Khi áp suất trong các cấp hoặc bình chứa lớn quá mức quy định, lực khí
nén tác động lên van (5) thắng lực nén lò xo (4) khi đó van sẽ nâng lên và khí theo
lỗ trên vỏ van xả ra ngoài khí quyển. trong trường hợp cần thiết có thể xả bằng tay.
Khi đó kéo tay đòn (3), cánh tay đòn nhỏ của nó sẽ tác động vào lò xo (4), lò xo ép
lại và van được mở ra.
Để ngăn ngừa việc tăng áp suất quá mức có thể sinh ra hiện tượng nổ nguy
hiểm, trên mỗi cấp của máy nén khí và bình chứa đều đặt các van an toàn tự động
hạn chế áp suất khí nén bằng cách xả khí nén dư vào khí quyển.
Nhờ van an toàn này mà cấp 1 của máy nén không bị quá tải, các đường ống
trong thiết bị làm mát trung gian được bảo vệ. van an toàn sẽ hoạt động khi van nạp
cấp 2 bị kẹt, khí nén không vào được buồng nén cấp 2 hoặc các đường ống trong
thiết bị làm mát trung gian bị tắc.
Đại học Mỏ - Địa Chất 19 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
Van an toàn cấp 2 được lắp ở đường ra cấp 2 trên hệ thống của trạm nén, sau
bình tách nước sau các đồng hồ đo nhiệt độ và các đồng hồ đo áp suất. van an toàn
cấp 2 hoạt động khi van một chiều, van cầu bị đóng. Khí nén từ máy nén không
cung cấp vào được bình chứa, bảo đảm an toàn cho hệ thống ống, đồng hồ đo áp
suất và nhiệt độ trên đường ống.
Van an toàn được lăp1 trên bình chứa, nó hoạt động khi áp suất trong bình
vượt quá mức cho phép (16 at) đã đặt trước.

+ Các thông số chính của bình tách nước:
Đại học Mỏ - Địa Chất 21 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
- Ta chọn bình ký hiệu S
3
, vật liệu làm bình là bằng gang. Đường ống nối với
cửa vào và cửa ra được bắt nối bằng bulông trên mặt bích giữa có vòng đệm.
- Các kích thước của bình tách như sau ( hình 2.8 )
Hình 2.8 - các kích thước của bình tách
A
(mm)
B
(mm )
C
(mm)
D
(mm)
E
(mm)
F
(mm)
Trọng lượng
(kg)
89 156 111 365 1/2 40 14
- Khí nén sau khi được làm mát sẽ ngưng tụ một lượng nước, bình tách nước
phải làm nhiệm vụ tách sơ bộ phần tử nước ra khỏi khí nén. Bên trong bình tách
nước được cấu tạo những rãnh xoắn, khi khí nén đi vào nó sẽ tạo ra những dòng
chảy rối nhờ sự va đập dòng khí vào thành xoắn mà lượng nước được giữ lại, đọng
lại xuống đáy và được xả ra ngoài và bộ phận xả nước tự động và hệ thống đường
ống đi ra ngoài qua cửa ( C ) (Hình 1.1 chương I ).

Hậu quả là các thiết bị tiêu thụ khí nén hoạt động kém hoặc không thể hoạt
động được. Để khắc phục tình trạng trên tất cả các trạm máy nén khí pistông được
trang bị bình chứa khí nén. Bình chứa khí nén đóng vai trò điều hoà giữa lượng khí
nén sản xuất ra và lượng khí nén tiêu thụ . Trên trạm nén khí Ingersoll- Rand sử
dụng bình chứa khí nén như sau:
- Bình chứa khí nén có cấu tạo như hình 2.10
- Các thông số chính của bình chứa như sau:
+ Loại: TOE 96106
+ Thể tích: 2m
3
Đại học Mỏ - Địa Chất 24 Cơ Khí Thiết Bị Dầu Khí K49
Đồ Án Tốt Nghiệp Sinh Viên: Trần Văn Hiền
+ Áp suất thiết kế: 16at.
+ Nhiệt độ thiết kế: 20
o
C ( nhỏ nhất ) đến 60
o
C ( lớn nhất ).
+ Sự ăn mòn cho phép: 2mm.
- Các kích thước được ghi trong hình 2.10. Trạm nén khí Ingersooll- Rand
được bố trí một bình chứa có thể tích 2m
3
được lắp đặt trên đế trạm nén, trước cặp
phin lọc và hệ thống sấy nhằm mục đích:
+ Ổn định áp suất nguồn khí
+ Tách nước sơ bộ
+ Hạ nhiệt độ khí nén trước khi đi qua hệ thống phin lọc và hệ
thống sấy.
- Bên trong bình chứa có cấu tạo những rãnh xoắn, tác dụng của rãnh xoắn là
nguồn khí nén từ máy nén vào bình sẽ tạo ra dòng chảy rối, sự va đập của dòng