Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
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.
1.1.1. 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 km
2
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 m
3
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

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
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 2 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
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.

Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
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/cm
3
(bình HГC) sao đó chuyển đến bình bình tách (БE) áp suất thấp
khoảng 0,5÷8 KG/cm
2
. 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

3
) →
MSP-4 (ø = 219x13, L = 877m, V = 26,5m
3
) → MSP6 (ø = 325x16, L = 1284, 5m,
V = 87 m
3
) →FSO-2(ø=325x16, L=1915m.V=129m
3
). Tổng cộng chiều dài toàn bộ
tuyến ống là 5081, 5m, V=310, 5m
3
áp suất làm việc tính theo xác xuất thống kê
trung bình là từ 20÷25 Kg/cm
2
. 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.
1.3.1. Dầu mỏ, tính chất hoá lý của dầu thô mỏ Bạch Hổ
a) 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.

ở trạng thái khí , từ C
5
÷C
10
ở trạng thái lỏng, còn lại ở trạng thái rắn.
+ Nhóm hydrocacbon anomatic(C
n
H
2n-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 >200
o
C tạo thành.
- Hợp chất với S tồn tại dưới dạng S tự do hoặc H
2
S. 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

với môi trường ngoài dẫn đến tỷ trọng thay đổi theo.
1.3.1 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 (V
2
/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
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 7 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Với tính năng kỹ thuật cao, chỉ tiêu kinh tế tốt, phạm vi sử dụng rộng rãi nên

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:
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 8 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
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 160
0
C. 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 (m
3

Các thông số đặc tính cơ bản của máy bơm như sau:
- Lưu lượng bơm (m
3
/h): 200
- Cột áp định mức (m): 120
- Hiệu suất hữu ích (%): 67
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 9 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
- 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

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
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 11 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
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 hệ thống phải có các đặc tính kỹ thuật không khác xa nhau nhiều lắm, để
khi cùng đồng thời chúng không triệt tiêu lẫn nhau .Theo cách đặt bơm mắc nối tiếp
với mục đích làm tăng áp suất trên đường vận chuyển để có thể đưa chất lỏng đến
điểm tiếp nhận rất xa. Tuy nhiên cách này đòi hỏi các tổ hợp bơm được mắc nối tiếp

Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 12 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
thiết bị khai thác dầu khí và cả những người có liên quan đến hệ thống công nghệ
này.
1.4. Nhận xét về công tác bơm vận chuyển dầu hiện tại.
Theo thống kê trên, số lượng máy bơm H
Π
C 65/35-500 và H
Π
C 40-400
chiếm một tỷ lệ khá lớn trong công tác bơm vận chuyển dầu 41/76 bơm. Và trong
thực tế vẫn dùng bơm H
Π
C và bơm Sulzer để vận chuyển dầu là chủ yếu. Đây là 2
loại bơm ly tâm có nhiều ưu điểm. kết cấu bền vững, độ tin cậy cao, lưu lượng, cột
áp và hiệu suất hữu ích lớn. công tác vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa không phức
tạp, dải điều chỉnh rộng. Chủng loại bơm này do cách bố trí các 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 bánh công tác, tải trọng lên các ổ đỡ giảm, do đó tuổi thọ của
chúng tăng lên rất nhiều. Tuy nhiên do bơm làm việc ở chế độ vận tốc lớn ( khoảng
3000 vg/ph ) nên việc lắp đạt, điều chỉnh đòi hỏi độ chính xác cao. Ngoài ra do lưu
lượng tương đối lớn nên việc đưa máy vào chế độ làm việc đòi hỏi phải nắm vững
và tuân thủ đúng yêu cầu kỹ thuật vận hành để tránh quá tải cho động cơ điện.
Công việc vận chuyển dầu đòi hỏi phải đua ra 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 sự an toàn cho các tuyến đường
ống vận chuyển. Ngoài ra, chỉ tiêu kinh tế trong việc sử dụng năng lượng điện cho
các máy bơm cũng được đặt ra. Do đó việc bố trí, phối hợp sủ dụng 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

đ ờng ống bơm ép n ớc d ới biển
đ ờng ống dẫn khí d ới biển
đ ờng ống dẫn hỗn hợp dầu và khí d ới biển
đ ờng ống dẫn khí cao áp cho hệ thống gaslift
đ ờng ống dẫn dầu d ới biển
M
M
/: đ ờng ống mới thíêt kế ch a đ a vào sử dụng
giàn xử lý trung tâm số 2
giàn nén khí trung tâm
giàn ép n ớc
tàu chứa và trạm rót dầu không bến
giàn cố định
Hỡnh 1.1. S dõy chuyn cụng ngh vn chuyn du
Sinh Viờn : Nguyn Tin Phỳc 15 Lp Thit B Du Khớ K49 VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN, KIỂM TRA, LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ MÁY BƠM VẬN
CHUYỂN DẦU HПС
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 ).
2.2. Tính toán, kiểm tra, thiết kế một số bộ phận chính của bơm vận chuyển
dầu HПC 65/35-500.
a) Một số yêu cầu và điều kiện thiết kế bơm
Chất lượng và hiệu suất của máy bơm phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn
phương pháp thiết kế và kết quả tính toán. Biên dạng cánh dẫn bánh công tác hình
dạng các bộ phận dẫn dòng và đĩa bánh công tác có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu
suất máy bơm. Vì vậy khi thiết kế ta phải đảm bảo các yêu cầu sau :
- Lựa chọn hình dáng bánh công tác cho phù hợp. Điều này dựa trên số vòng
quay đặc trưng n

η
ρ
.1000

(2.1)
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 16 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Trong đó:
Q
t:
lưu lượng tính toán: Q
t
= (1,02
÷
1,15).Q
Q
t
= 1,15.Q = 1,15
×
65 = 74.75 (m
3
/h)
≈
0,0208 (m
3
/s).
g: gia tốc trọng trường: g = 9,8 (m/s
2
)
Đơn vị của các thông số:

yH
iQn
t
(2.2)
Trong đó:
i: là số cấp bánh công tác, i = 8
y: là số cửa hút bánh công tác, y = 1
Thay số:
n
s
=
2/14/3
4/32/1
1500
80208,0295065,3
×
×××
= 70 ( vòng/phút)
2.2.2. Tính toán các thông số ở cửa vào bánh công tác
2.2.2.1. Sơ đồ kết cấu bánh công tác và quy ước các kích thước( Hình 2-2)
Trong đó :
d - đường kính trục bơm nơi lắp bánh công tác.
D - đường kính moayơ bánh công tác.
D
1
- đường kính tâm mép vào bánh công tác.
D
2
- đường kính ngoài bánh công tác.
D

x
= 97403.
n
N
.9,81 (N.cm) (2.4)
[
τ
]’: là ứng suất cắt cho phép của vật liệu làm trục.
Ở đây ta chọn vật liệu là thép Cacbon, với thép C
30
÷
C
45
thì giá trị [
τ
]’ sẽ là:
[
τ
]’ = 9,81.(200
÷
250) (N/cm
2
).
Ta chọn: [
τ
]’ = 9,81.240 (N/cm
2
).
Thay số vào công thức(2.3) ta được :
d

0
= 1,2.0,058 = 0,07 (m)
2.2.2.5. Xác định đường kính D
s
.
Ta xác định đường kính D
s
theo lưu lượng:
D
s
=
3
2
0
.
.4
d
Cs
Q
t
+
π
(m) (2.5)
Trong đó:
C
s
: là tốc độ của dòng chảy ở cửa vào bánh công tác.
C
s
= K

= 0,1
Thay số vào công thức (2.6) ta được:
C
s
= 0,1.
5,62.8,9.2
= 3,5 (m/s)
Thay số vào công thức (2.5) ta được:
D
s
=
2
07,0
5,3.14,3
0208,0.4
+
= 0,111 (m/s)
2.2.2.6. Xác định đường kính D
1
.
Khi bơm có số vòng quay đặc trưng n
s
> 60 (vòng/phút) thì mép vào nghiêng
so với trục bơm, để đảm bảo nghiêng ở mép cửa vào tránh hiện tượng va đập gây
tổn thất cho dòng chảy.
Do đó: D
1
= (0,8
÷
0,95).D


C
or
, C
1

≈
C
1r
Tốc độ dòng chảy ngay trước khi vào cánh (C
o
) là:
Ta tính theo công thức:
Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 19 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
C
o
= (0,06
÷
0,08).
3
2
.
t
Qn
(m/s) (2.7)
Ta chọn: C
o
= 0,075.
3

chảy ở cửa hút từ hướng kính sang hướng trục nên trong kết cấu lấy b
1
lớn hơn để
tránh “ vùng chết ” ở cửa vào.
Lấy b
1
= 1,2.b
1
= 1,2.0,014 = 0,017 (m)
Do chiều dày cánh dẫn ở cửa vào là S
1
mà tốc độ dòng chảy tăng từ C
o
( ngay trước mép vào cánh) đến C
1
( ngay sau khi vào cánh), từ phương trình liên
tục ta có:
C
1r
=
11
1
σ
−t
t
.C
or
= k
1
.C

Do t
1
chưa biết nên khi tính toán ta chọn sơ bộ giá trị: k
1
= 1,15
÷
1,20
Thay số vào (2.8) ta có:
C
1r
= k
1
.C
o
= 1,2.4,37 = 5,24 (m/s).
2.2.2.8 Xác định giá trị góc vào của cánh dẫn
1
β
:
Theo phương trình cơ bản thì
1
β
không ảnh hưởng trực tiếp đến cột áp của
bơm. Nhưng giá trị
1
β
không thích hợp sẽ gây va đập giữa dòng chảy cới cánh dẫn
ở lối vào bánh công tác. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến cột áp của bơm . Vì vậy
yêu cầu của thiết kế là phải tính chọn được
1

r
CU
C
−
(2.9)
Nhưng thông thường ta tính góc vào không va đập
0,1
β
nghĩa là góc vào ứng
với
1
α
= 90
o
Ta có:
tg
0,1
β
=
1
U
C
or
(2.10)
Với U
1
=
2
.
1

= 17
o
Mà
1
β
=
0,1
β
+
δ
, với
δ
= 3
÷
5
o
⇒

1
β
= 17
o
+ 3
o
= 20
o
(chọn
δ
= 3
o

là góc biểu thị phương của vận tốc tương đối ở lối ra
bánh công tác, có ảnh hưởng trực tiếp đến phương và trị số các thành phần vận tốc
của dòng chảy trong máng dẫn. Do đó nó quyết định đến cột áp của bơm.
Khi tính chọn góc
2
β
cần phải hợp lý để bơm làm việc với hiệu suất cao và ít
tổn thất năng lượng.
Dựa vào số vòng quay đặc trưng n
s
và các điều kiện trên ta chọn
2
β
= 25
o
2.3.2. Tính tốc độ vòng ở mép ra của cánh U
2
.
U
2
= k
U
2
.
1
2 Hg
(m/s) (2.11)
Hệ số tốc độ k
U
2

2.3.3. Tính đường kính tại cửa ra bánh công tác D
2
:
D
2
= 19,1.
n
Hg
1
2
= 19,1.
2950
5,62.8,9.2
= 0,227 (m)
2.3.4.Tính chiều rộng cửa ra của bánh công tác b
2
:
b
2
=
r
t
CD
kQ
22
2

.
π
(m) (2.12)

315,4.227,0.14,3
1,1.0208,0
= 0,007 (m) = 7 (mm)
Do tổn thất ở cửa ra nên giá trị b
2
thực tế được lấy tăng về mỗi bên 1
÷
1,5
(mm) so với giá trị tính toán.
Vậy:b
2
= 10 (mm).
2.3.5.Xác định tốc độ tương đối.
W
1
=
1
1
sin
β
r
C
=
o
20sin
24,5
= 15,32 (m/s)
W
2
=

α
= 5
÷
12 khi có đĩa dẫn hướng ra (bơm nhiều cấp) và
2
α
= 12
÷
30
o
khi ra khỏi bánh công tác là buồng dẫn hướng. Từ đó ta chọn
2
α
= 12
o
Với:
1
α
= 90
o
,
2
α
= 12
o
1
β
= 20
o
,

Sinh Viên : Nguyễn Tiến Phúc 23 Lớp Thiết Bị Dầu Khí – K49 –VT
Trường ĐH Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp
Z = k.
12
12
DD
DD
−
+
.sin
2
21
ββ
+
(2.13)
Với k = 6,5 cho các bánh có chiều dày tương đối lớn
Thay các số liệu vào công thức ta có:
Z = 6,5.
089,0227,0
089,0227,0
−
+
.sin
2
2520
oo
+
= 6,02
Trong các bơm thông thường để ổn định thì Z = 6
÷

=
o
20sin
003,0
8
089,0.14,3
8
089,0.14,3
−
= 1,26
k
2
=
2
22
2
sin
β
π
π
S
Z
D
Z
D
−
=
o
25sin
005,0

u
q
k
n
=
95,0
65,3
.00073,0
3/4






s
n
=
95,0
65,3
70
.00073,0
3/4






= 0,0398

= ( 60
÷
80 ) thì tỷ số
1
2
D
D
= (2,55
÷
3), tính toán phần trên cho ta tỷ số
1
2
D
D
=
089,0
227,0
= 2,5505
⇒
tỷ số
1
2
D
D
nằm trong khoảng cho phép
2.4.4. Kiểm nghiệm tỷ số
2
1
W
W

máy bơm với chế độ làm việc tốt và sự ổn định cao.
2.5. Xây dựng biên dạng cánh.
Khi máy bơm có số vòng quay đặc trưng lớn n
s
> 60, thì lưu lượng của máy
bơm khá lớn, áp suất nhỏ, cánh sẽ rộng và có chiều dài không lớn. Ta không thể coi
một đường dòng trung bình đặc trưng cho cả các đường dòng của cánh được. Để
đảm bảo các phần tử chất lỏng từ mọi điểm của mép vào đi đến cửa ra của cánh dẫn
bánh công tác đầu được truyền năng lượng như nhau thì chiều dài thực của các
đường dòng trên cánh phải bằng nhau. Muốn vậy cánh sẽ có độ cong không giống
nhau ở các đường dòng mà phải cong xoắn không gian. Hình chiếu của cánh trên
mặt vĩ tuyến không trùng nhau thành một đường cong vì cánh không vuông góc vói
đĩa bánh công tác mà hình chiếu bao gồm các hình chiếu của nhiều đường dòng.
Nếu n
s
lớn vừa thí cửa vào của cánh nghiêng nhiều, ở cửa ra cánh nghiêng ít hoặc
khơng nghiêng. Khi n
s
rất lớn thì toàn bộ cánh sẽ nghiêng di, hình chiếu sẽ trải ra.
2.5.1.Xây dựng biên dạng cánh không gian trong mặt kinh tuyến.
Xác định mép vào mn ta dựa vào góc ôm cánh .
Việc xây dựng mặt đứng thực hiện giống như ở cánh mặt trụ nhưng góc
nghiêng của đường kẻ ban đầu sẽ có thể lớn hơn 5
o
, tùy theo độ lớn của n
s
việc khó
khăn là xác định mép vào mn. Ta dựa vào cánh, ở đây là góc ôm ngoài
m
ϕ