Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy bơm HHC 65 +35-500 trong vận chuyển dầu

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu bơm ly tâm нпс 65 ÷35 500 dùng trong công tác vận chuyển dầu khí trên mỏ bạch hổ một số, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Đề tài: Nghiên Cứu Nâng Cao Hiệu Quả Sử Dụng Máy Bơm HHC 65 +35-500 Trong Ngành Dầu Khí

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ VIỆC SỬ DỤNG BƠM VẬN CHUYỂN DẦU Ở XNLDDK (VIETSOVPETRO)
• 1.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí
• 1.1.1. Khái niệm chung về hệ thống thu gom, vận chuyển dầu khí
• 1.1.2. Hệ thống thu gom, vận chuyển dầu khí ở mỏ Bạch Hổ
• 1.1.3. Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyển dầu khí trên giàn cố định
• 1.1.3.1. Blốc Modun Nº1 và Nº2
• 1.1.3.2. Blốc Modun Nº3
• 1.1.3.3. Blốc Modun Nº4
• 1.1.3.4. Blốc Modun Nº5
• 1.1.3.5. Blốc Modun Nº6
• 1.2. Các loại máy bơm vận chuyển dầu hiện đang sử dụng ở XNLDDK (Vietsovpetro)
• 1.2.1. Máy bơm ly tâm HHC 65/35-500
• 1.2.2. Bơm ly tâm HHC 40-400
• 1.2.3. Máy bơm ly tâm SULZER - ký hiệu MSD 4 x 8x10,5
• 1.2.4. Máy bơm ly tâm HK-200/120
• 1.2.5. Máy bơm ly tâm HHC 105/294
• 1.2.6. Việc bố trí, lắp đặt các trạm bơm trên các giàn cố định hoặc các giàn nhẹ

Tóm tắt

I. Khám phá vai trò máy bơm HHC 65 35 500 trong dầu khí

Máy bơm ly tâm HHC 65+35-500 đóng vai trò xương sống trong hệ thống bơm vận chuyển dầu thô tại các giàn khoan ngoài khơi, đặc biệt là tại mỏ Bạch Hổ của XNLD Vietsovpetro. Đây là loại bơm ly tâm trục ngang, nhiều tầng, được thiết kế chuyên dụng để bơm dầu thô, khí hydrocarbon hóa lỏng và các sản phẩm dầu khí khác. Nghiên cứu chỉ ra rằng, trong tổng số 76 máy bơm vận chuyển dầu tại các giàn, dòng bơm HHC (bao gồm HHC 65+35-500 và HHC 40-400) chiếm đến 41 chiếc, khẳng định tầm quan trọng không thể thay thế của thiết bị này. Việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng máy bơm HHC 65+35-500 không chỉ là một bài toán kỹ thuật mà còn là yếu tố quyết định đến hiệu quả kinh tế và an toàn vận hành của toàn bộ hệ thống. Mục tiêu chính của các nghiên cứu là tìm ra giải pháp tối ưu hóa máy bơm HHC, cải tiến hiệu suất bơm HHC 65+35-500, và giảm chi phí vận hành máy bơm. Hiệu suất làm việc của máy bơm ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng khai thác, chi phí năng lượng và tuổi thọ của toàn bộ hệ thống đường ống. Do đó, việc duy trì và nâng cao hiệu quả hoạt động của dòng máy bơm này là ưu tiên hàng đầu trong công tác vận hành và bảo dưỡng tại các công trình biển.

1.1. Tổng quan hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí

Hệ thống thu gom và vận chuyển dầu khí là một chuỗi công nghệ phức tạp, kéo dài từ miệng giếng đến các kho chứa thương mại. Nhiệm vụ chính là tập hợp, xử lý sơ bộ và vận chuyển sản phẩm khai thác. Sản phẩm này là một hỗn hợp đa pha gồm dầu, khí, nước và tạp chất cơ học. Tại mỏ Bạch Hổ, hệ thống này được triển khai ngoài khơi, bao gồm các giàn cố định và các trạm rót dầu không bến. Máy bơm HHC 65+35-500 là một mắt xích quan trọng trong ứng dụng máy bơm trong khai thác dầu khí, đảm bảo việc luân chuyển dầu thô đã qua xử lý sơ bộ từ các giàn đến tàu chứa. Hiệu quả của hệ thống này phụ thuộc lớn vào độ tin cậy và hiệu suất năng lượng máy bơm công nghiệp.

1.2. Thông số kỹ thuật máy bơm HHC 65 35 500 và vai trò

Việc nắm rõ thông số kỹ thuật máy bơm HHC 65+35-500 là nền tảng để vận hành và tối ưu. Các thông số chính bao gồm: lưu lượng và cột áp của bơm HHC (lưu lượng định mức 65+35 m³/h, cột áp 500m), tần số quay 2950 vòng/phút, và công suất động cơ 160 kW. Bơm được chế tạo từ thép carbon, có khả năng làm việc với chất lỏng nhiệt độ từ -30°C đến 200°C. Cấu trúc nhiều tầng (8 bánh công tác chia làm 2 nhóm đối xứng) giúp cân bằng lực dọc trục, tăng tuổi thọ máy bơm HHC và giảm tải cho ổ bi. Hiểu rõ các thông số này giúp kỹ sư vận hành đưa ra các quyết định chính xác về bảo trì và bảo dưỡng máy bơm dầu khí.

II. Thách thức khi vận hành máy bơm HHC 65 35 500 ngoài khơi

Vận hành máy bơm HHC 65+35-500 trong môi trường biển khắc nghiệt đặt ra nhiều thách thức đáng kể. Tài liệu gốc chỉ ra, môi trường làm việc nóng, ẩm, có độ mặn cao gây ra hiện tượng ăn mòn và xâm thực trong máy bơm rất mạnh. Điều này không chỉ làm giảm tuổi thọ của các chi tiết kim loại mà còn ảnh hưởng đến vật liệu chế tạo máy bơm HHC. Hơn nữa, chất lỏng bơm (dầu thô) thường chứa tạp chất cơ học và có ảnh hưởng của độ nhớt lưu chất đến hiệu suất bơm, gây mài mòn các bộ phận quan trọng như bánh công tác và vòng làm kín. Một thách thức lớn khác là việc duy trì hoạt động ổn định và an toàn vận hành máy bơm trong ngành dầu khí. Bất kỳ sự cố nào, dù là nhỏ, cũng có thể dẫn đến ngừng sản xuất, gây thiệt hại kinh tế lớn. Các sự cố thường gặp bao gồm rung động bất thường, động cơ quá tải, rò rỉ qua đệm làm kín và giảm áp suất đột ngột. Do đó, việc phân tích rung động và chẩn đoán lỗi máy bơm là một kỹ năng thiết yếu để phòng ngừa sự cố và đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục.

2.1. Phân tích các sự cố thường gặp và nguyên nhân cốt lõi

Nghiên cứu đã thống kê chi tiết các hỏng hóc thường gặp của bơm HHC 65+35-500. Các vấn đề phổ biến bao gồm: bơm không tạo ra lưu lượng, cột áp không đạt yêu cầu, và bơm yêu cầu công suất lớn bất thường. Nguyên nhân có thể do không khí lọt vào đường ống hút, chiều quay động cơ không đúng, mài mòn các vòng làm kín, hoặc tắc nghẽn bánh công tác. Việc xác định chính xác nguyên nhân là bước đầu tiên để đưa ra giải pháp tiết kiệm năng lượng cho máy bơm và khắc phục sự cố hiệu quả, tránh các sửa chữa không cần thiết và kéo dài thời gian dừng máy.

2.2. Tác động của ăn mòn và xâm thực đến tuổi thọ thiết bị

Ăn mòn là quá trình phá hủy bề mặt kim loại do phản ứng hóa học với môi trường biển mặn. Xâm thực là hiện tượng hình thành và vỡ đột ngột của các bọt khí trong chất lỏng do áp suất giảm, gây ra va đập mạnh lên bề mặt vật liệu. Cả hai hiện tượng này đều làm suy giảm nghiêm trọng độ bền của bánh công tác, thân bơm và các chi tiết khác. Việc nghiên cứu và lựa chọn vật liệu chế tạo máy bơm HHC phù hợp, kết hợp với các biện pháp bảo vệ bề mặt, là yếu tố then chốt để chống lại ăn mòn và xâm thực trong máy bơm, qua đó tăng tuổi thọ máy bơm HHC.

III. Phương pháp tối ưu máy bơm HHC dựa trên nguyên lý hoạt động

Để cải tiến hiệu suất bơm HHC 65+35-500, cần phải hiểu sâu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy bơm ly tâm trục ngang. Máy bơm này hoạt động dựa trên lực ly tâm. Khi Roto quay, các bánh công tác truyền năng lượng cho chất lỏng, đẩy nó từ tâm ra ngoài dưới áp suất cao. Một điểm đặc biệt trong thiết kế của bơm HHC là 8 bánh công tác được chia thành hai nhóm đối xứng, có cửa hút ngược chiều nhau. Cấu trúc này, theo tài liệu phân tích, có tác dụng khử gần như hoàn toàn lực dọc trục tác dụng lên Roto. Điều này làm giảm đáng kể tải trọng lên các ổ đỡ, từ đó nâng cao độ bền và tuổi thọ của phớt cơ khí và vòng bi máy bơm. Việc tối ưu hóa hoạt động bắt đầu từ việc đảm bảo dòng chảy vào bơm ổn định, không có khí lẫn vào. Bất kỳ sự gián đoạn nào trong dòng chảy cũng có thể gây ra hiện tượng xâm thực, làm hỏng bánh công tác và giảm hiệu suất. Do đó, việc thiết kế và bảo trì đường ống hút là cực kỳ quan trọng, là một trong những giải pháp tiết kiệm năng lượng cho máy bơm hiệu quả nhất.

3.1. Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết

Cấu tạo bơm HHC 65+35-500 bao gồm các bộ phận chính: thân bơm, Roto (trục và 8 bánh công tác), khoang hướng dòng, và hệ thống làm kín. Thân bơm được ghép từ hai nửa trên và dưới, dễ dàng cho việc sửa chữa. Nguyên lý hoạt động máy bơm ly tâm trục ngang là chất lỏng được hút vào tâm của bánh công tác cấp 1, nhận năng lượng và tăng áp suất, sau đó được dẫn hướng sang bánh công tác tiếp theo. Quá trình này lặp lại qua 8 cấp, tạo ra cột áp lên tới 500m. Việc bố trí đối xứng giúp lực dọc trục tự cân bằng, một ưu điểm thiết kế vượt trội.

3.2. Tầm quan trọng của việc cân bằng lực dọc trục trong bơm

Lực dọc trục là tổng hợp các lực tác động lên Roto theo phương song song với trục bơm. Nếu không được cân bằng, lực này sẽ gây áp lực cực lớn lên ổ đỡ chặn, dẫn đến mài mòn nhanh chóng, tăng nhiệt độ và có thể phá hủy vòng bi. Thiết kế hai nhóm bánh công tác đối xứng của bơm HHC là một giải pháp cơ học thông minh để tự cân bằng lực. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, sự mài mòn không đều có thể làm mất cân bằng. Do đó, việc kiểm tra và duy trì khe hở chính xác giữa các chi tiết là một phần quan trọng của công tác bảo trì và bảo dưỡng máy bơm dầu khí.

IV. Hướng dẫn bảo trì máy bơm HHC 65 35 500 để tăng tuổi thọ

Công tác bảo trì và bảo dưỡng máy bơm dầu khí là yếu tố sống còn để đảm bảo độ tin cậy và tăng tuổi thọ máy bơm HHC. Tài liệu nghiên cứu đề xuất một quy trình bảo dưỡng chi tiết, chia thành bảo dưỡng hàng ngày và bảo dưỡng định kỳ. Bảo dưỡng hàng ngày do người vận hành thực hiện, bao gồm kiểm tra mức dầu bôi trơn, tình trạng rò rỉ của bộ phận làm kín, và theo dõi các thông số vận hành qua thiết bị đo. Bảo dưỡng định kỳ được lên kế hoạch 4 tháng/lần, với các công việc chuyên sâu hơn như kiểm tra chất lượng dầu bôi trơn, kiểm tra độ đồng tâm trục bơm và động cơ, siết lại các mối ghép và thông rửa hệ thống làm mát. Một hệ thống giám sát tình trạng máy bơm hiệu quả sẽ giúp phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường, cho phép can thiệp kịp thời trước khi hỏng hóc nghiêm trọng xảy ra. Việc tuân thủ nghiêm ngặt quy trình này là một giải pháp tiết kiệm năng lượng cho máy bơm vì nó giúp máy luôn hoạt động ở trạng thái tối ưu, tránh lãng phí do ma sát hay rò rỉ.

4.1. Quy trình bảo dưỡng định kỳ và kiểm tra kỹ thuật

Quy trình bảo dưỡng định kỳ (4 tháng và 8 tháng) yêu cầu các hạng mục bắt buộc. Sau khoảng 600-700 giờ làm việc, cần kiểm tra chất lượng dầu bôi trơn. Nếu phát hiện mạt kim loại, phải kiểm tra ngay độ đồng tâm trục và tình trạng vòng bi. Sau khoảng 1500 giờ, việc thay dầu bôi trơn (khuyến nghị loại VITREA-32) và mỡ bôi trơn khớp nối là bắt buộc. Đồng thời, cần tháo và làm sạch cặn bẩn trong các đường ống của hệ thống làm mát. Quy trình này giúp ngăn ngừa các hỏng hóc tiềm ẩn và duy trì hiệu suất năng lượng máy bơm công nghiệp.

4.2. Kỹ thuật chẩn đoán lỗi qua phân tích rung động và nhiệt độ

Rung động và nhiệt độ là hai chỉ số quan trọng phản ánh tình trạng "sức khỏe" của máy bơm. Việc phân tích rung động và chẩn đoán lỗi máy bơm có thể phát hiện các vấn đề như mất cân bằng Roto, trục bị cong, hoặc vòng bi bị mòn. Nhiệt độ ổ bi cao bất thường (vượt quá 60°C) thường là dấu hiệu của việc thiếu dầu bôi trơn, hệ thống làm mát kém hiệu quả, hoặc lắp đặt sai kỹ thuật. Việc sử dụng các thiết bị đo chuyên dụng để theo dõi các thông số này là một phần của hệ thống giám sát tình trạng máy bơm hiện đại.

V. Bí quyết cải tiến hiệu suất bơm HHC 65 35 500 qua đệm kín

Đệm làm kín là một trong những bộ phận quan trọng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và an toàn vận hành máy bơm trong ngành dầu khí. Chức năng chính của nó là ngăn chặn rò rỉ chất lỏng ra ngoài và ngăn tạp chất lọt vào trong. Tài liệu nghiên cứu dành riêng một chương để phân tích về bộ phận này, cho thấy tầm quan trọng của việc nâng cao độ bền đệm làm kín. Máy bơm HHC 65+35-500 sử dụng hai loại chính: đệm làm kín kiểu dây quấn (salnhíc) và đệm làm kín mặt đầu (phớt cơ khí). Rò rỉ chất lỏng qua đệm không chỉ gây thất thoát sản phẩm mà còn tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ và ô nhiễm môi trường. Việc lựa chọn, lắp đặt và bảo dưỡng đúng cách bộ phận này là một bí quyết cải tiến hiệu suất bơm HHC 65+35-500. Một đệm làm kín tốt sẽ giảm ma sát, giảm tổn thất năng lượng, và giảm chi phí vận hành máy bơm một cách đáng kể. Đây là một hạng mục đầu tư nhỏ nhưng mang lại lợi ích lớn về lâu dài.

5.1. So sánh ưu nhược điểm của đệm làm kín dây quấn và mặt đầu

Đệm làm kín dây quấn (salnhíc) có cấu tạo đơn giản, chi phí thấp và dễ thay thế. Tuy nhiên, nó yêu cầu một độ rò rỉ nhỏ để bôi trơn và làm mát, đồng thời ma sát lớn gây tổn thất công suất. Ngược lại, phớt cơ khí và vòng bi máy bơm (đệm mặt đầu) có hiệu suất làm kín gần như tuyệt đối, tuổi thọ cao và ma sát thấp. Dù chi phí ban đầu và yêu cầu lắp đặt cao hơn, đệm mặt đầu là giải pháp tối ưu cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy và an toàn cao trong ngành dầu khí.

5.2. Các biện pháp thực tiễn nâng cao độ bền của đệm làm kín

Để nâng cao độ bền đệm làm kín, cần đảm bảo hệ thống làm mát và bôi trơn cho nó hoạt động hiệu quả. Chất lỏng làm mát phải sạch, không chứa cặn bẩn có thể gây mài mòn bề mặt làm kín. Đối với đệm dây quấn, việc siết vòng ép phải đều và vừa phải, tránh siết quá chặt gây cháy và mòn trục. Quan trọng nhất là đảm bảo độ đồng tâm và giảm thiểu độ đảo của trục, vì đây là nguyên nhân hàng đầu gây hỏng hóc cho cả hai loại đệm làm kín. Việc áp dụng các biện pháp này sẽ trực tiếp tăng tuổi thọ máy bơm HHC.

VI. Tương lai nâng cao hiệu quả máy bơm HHC và giảm chi phí

Việc nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng máy bơm HHC 65+35-500 là một quá trình liên tục, không chỉ dừng lại ở các giải pháp cơ khí truyền thống. Tương lai của việc tối ưu hóa hiệu suất nằm ở việc tích hợp các công nghệ hiện đại. Việc lắp đặt biến tần cho máy bơm công nghiệp cho phép điều chỉnh tốc độ vòng quay của bơm theo nhu cầu vận hành thực tế, thay vì luôn chạy ở tốc độ định mức. Đây là một trong những giải pháp tiết kiệm năng lượng cho máy bơm hiệu quả nhất, giúp giảm chi phí vận hành máy bơm từ 20-30%. Hơn nữa, việc phát triển một hệ thống giám sát tình trạng máy bơm (Condition Monitoring System) toàn diện, sử dụng các cảm biến rung động, nhiệt độ, áp suất và phân tích dữ liệu theo thời gian thực sẽ cho phép chuyển từ bảo dưỡng định kỳ sang bảo dưỡng dự báo (Predictive Maintenance). Cách tiếp cận này giúp phát hiện lỗi từ giai đoạn sơ khai, lên kế hoạch sửa chữa chủ động, giảm thiểu thời gian dừng máy đột ngột và tối ưu hóa nguồn lực. Sự kết hợp giữa kỹ thuật cơ khí vững chắc và công nghệ 4.0 sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong việc vận hành máy bơm dầu khí hiệu quả và bền vững.

6.1. Ứng dụng biến tần để tối ưu hóa hiệu suất năng lượng

Biến tần (VFD - Variable Frequency Drive) điều khiển tần số dòng điện cấp cho động cơ, qua đó thay đổi tốc độ quay của bơm. Trong nhiều trường hợp, hệ thống bơm vận chuyển dầu thô không cần hoạt động ở công suất tối đa. Việc sử dụng biến tần cho máy bơm công nghiệp cho phép giảm tốc độ bơm khi nhu cầu lưu lượng thấp, giúp tiết kiệm một lượng điện năng khổng lồ, bởi công suất tiêu thụ của bơm tỷ lệ với lũy thừa bậc ba của tốc độ quay. Đây là một cải tiến quan trọng để nâng cao hiệu suất năng lượng máy bơm công nghiệp.

6.2. Hướng tới bảo dưỡng dự báo với hệ thống giám sát hiện đại

Bảo dưỡng dự báo là bước tiến so với bảo dưỡng phòng ngừa. Thay vì thay thế các chi tiết theo một lịch trình cố định, hệ thống giám sát tình trạng máy bơm sử dụng dữ liệu để dự đoán khi nào một bộ phận có khả năng hỏng. Điều này giúp tối ưu hóa việc sử dụng phụ tùng, tránh thay thế lãng phí các chi tiết vẫn còn tốt, và quan trọng hơn là ngăn chặn các sự cố bất ngờ. Việc áp dụng công nghệ này sẽ là chìa khóa để cải tiến hiệu suất bơm HHC 65+35-500 một cách toàn diện trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp dầu khí hiện nay trở thành một ngành công nghiệp trọng điểm của đất nước. Hiện nay các công ty, xí nghiệp trực thuộc Tập đoàn Dầu Khí Việt Nam đã và đang hợp tác với các công ty nước ngoài, thực hiện các dự án đầu tư của tập đoàn, khẳng định tiềm năng phát triển mạnh mẽ của ngành dầu khí Việt Nam. Năm 1981, xí nghiệp liên doanh dầu khí Vietsovpetro được thành lập mở ra giai đoạn mới để phát triển ngành dầu khí non trẻ. Hàng năm cán bộ công nhân dầu khí được đào tạo, các công ty dịch vụ dầu khí được hình thành với nhiều loại phương tiện thiết bị kỹ thuật, được đầu tư để phục vụ cho công tác tìm kiếm thăm dò và khai thác dầu khí.

Do đặc điểm địa chất, kiến tạo của thêm lục địa Việt Nam,nên hầu hết các mỏ dầu nằm ở ngoài biển có khí hậu khắc nghiệt,quá trình thăm dò và khai thác gặp rất nhiều khó khăn. Để đạt được mục tiêu đề ra thì xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro còn rất nhiều việc phải làm, một trong những vấn đề đang được Xí Nghiệp quan tâm đó là nâng cao hiệu quả sử dụng và làm tăng tudi thọ của các trang thiết bị. Do đó việc nghiên cứu và tìm ra các giải pháp tối ưu để khắc phục các khuyết điểm và nâng cao hiệu quả sử dụng là điều rất cân thiệt hiện nay. Với mục đích nghiên cứu dé nang cao hiéu qua lam viéc cua dém lam kín và hạn chế tối đa sự rò rỉ chất lỏng trong quá trình làm việc của bom ly tâm HIIC 65 +35-500.

Trên cơ sở những kiến thức đã được học ở trường, và thời gian thực tập, thu thập tài liệu tại xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro, PVEP Sông Hồng. Em đã được giao đồ án với đề tài “Cấu tạo, nguyên lý làm việc, lắp đặt và vận hành máy bơm HHC 65 +35-500 dùng trong công tác vận chuyển dầu ở mỏ Bạch Hỗ”. Chuyên đề: ''Nghiên cứu một số biện pháp nâng cao độ bên của đệm làm kín”. Được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Giáp cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết bị đầu khí trong suốt quá trình làm đồ án, đến nay đồ án của em đã hoàn thành Sinh viên: Cẩn Tiến Dũng 1 Lớp: Thiết bị dẫu khí K51 Truong Dai hoc Mo- Dia Chat Đồ án tốt nghiệp Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Giáp, các thầy cô giáo trong bộ môn Thiết bị dầu khí, anh Nguyễn Văn Hà- Công ty dầu khí Sông Hồng đã hướng dẫn cung cấp tài liệu giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Hà Nội, tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực hiện Cấn Tiến Dũng Sinh viên: Cẩn Tiến Dũng 2 Lớp: Thiết bị dẫu khí K51 Truong Dai hoc Mo- Dia Chat Đồ án tốt nghiệp CHUONG I TONG QUAN CHUNG VE VIEC SU DUNG BOM VAN CHUYEN DAU Ở XNLDDK (VIETSOVPERTRO) 1.

Sơ đồ công nghệ hệ thống thu gom vận chuyền dầu khí 1. Khái niệm chung về hệ thống thu gom, vận chuyển dầu khí Sản phẩm khai thác từ giếng lên là một hỗn hợp gồm nhiều pha, rất phức tạp như: dầu, khí, nước, các tạp chất cơ học. Và do tính chất đặc thù của sản phẩm dầu khí là không có tính tập trung cao, đễ cháy nỗ, do sản phẩm được khai thác từ các giếng khác nhau trên cùng một giàn và từ các giàn khác nhau của cùng một mỏ. Vì vậy, ta phải tiễn hành thu gom để tập hợp và xử lý sơ bộ, để sản phẩm khai thác đạt tới tiêu chuẩn dầu thương phẩm.

Thu gom, xử lý là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất dầu thô thương phẩm. Vậy, hệ thống thu gom- vận chuyên và xử lý là hệ thống kéo dài từ miệng giếng đến các điểm cất chứa thương mại. Hệ thống này bao gồm các hệ thống đường ống, các công trình trên mặt, các thiết bị tách pha, thiết bị đo lường, bể chứa, các thiết bị xử lý sản phẩm, các trạm bơm nén, các thiết bị trao đôi nhiệt. Do đó, hệ thống thu gom phải đảm bảo 4 nhiệm vụ sau: + Tập hợp sản phẩm từ tất cả các giếng riêng rẽ và từ các khu vực khác nhau trong một mỏ lại với nhau.

+ Đo lường chính xác cả về số lượng và chất lượng của từng sản phẩm khai thác và của từng giếng theo mục đích khác nhau. Việc đo lường này thực hiện theo định kỳ cho mỗi giếng, thời gian tùy theo mức độ phức tạp. Để việc đo lường được chính xác thì trước hết phải tách riêng các pha thông qua bình tách đo. Ở công đoạn này, nhiệm vụ chủ yếu là xác định số lượng và tỷ lệ các pha.

Khi sản phẩm luân chuyển trong hệ thống thu gom, phải qua các thiết bị công nghệ để xử lý. Cùng với việc đo số lượng cần phải thực hiện kiểm tra chất lượng chủ yếu là hàm lượng các tạp chất có trong mỗi loại sản phẩm. + Xử lý sản phẩm thô đạt tiêu chuẩn dầu thô thương mại. Chất lưu được khai thác còn gọi là chất lỏng giếng, khai thác lên là một hỗn hợp dầu, khí, nước, bùn, cát.

Trong đó, còn có các hóa chât không phù hợp với yêu câu vận Sinh viên: Cẩn Tiến Dũng 3 Lớp: Thiết bị dẫu khí K51 Truong Dai hoc Mo- Dia Chat Đồ án tốt nghiệp chuyển và chế biến như: CO;; H;O, các loại muối tan và không tan. Nên việc thu gom phải đảm bảo tách pha trước hết là tách pha khí, nước và muối. Sau đó, mỗi pha phải được tiếp tục xử lý. Đối với pha khí, sau khi ra khỏi các thiết bị tách còn mang theo một tỷ lệ các thành phần nặng (từ propan trở lên), mang theo nước tự do ngưng tụ, hơi nước và có thể có khí chua như H;§S, CO;.

Vì vậy, trước khi vận chuyền đi xa phải xử lý để thu hồi các thành phần nặng, giảm giá thành vận chuyên và đặc biết là tránh sự cố tắc nghẽn, ăn mòn đường ống và các thiết bị công nghệ. Đề xử lý dầu thương mại, cần tiếp tục tách nước, tách muối và các tạp chất cơ học. + Phải đảm bảo yêu cầu về môi sinh. Riêng với pha nước, thường được gọi là nước thải của công nghiệp dầu mỏ mà chủ yếu là nước vỉa, trước khi thải ra môi trường hoặc tái sử dụng (để làm nước bơm ép, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa) cũng cần phải xử lý, trước hết là lọc hết váng dầu để đảm bảo yêu cầu về môi trường.

Để hệ thống thu gom, xử lý đảm bảo được 4 nhiệm vụ trên thì nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Phải đo lường chính xác kể cả số lượng và chất lượng. + Giảm tốn hao sản phẩm đến mức thấp nhất. Sự hao hụt các sản phẩm dầu khí có thể đo bay hơi các thành phần nhẹ, do rò rỉ qua đường ống và thiết bị công nghệ. Nên cần phải hạn chế tối đa sự tôn hao (có thể lên tới 3~5%).

+ Việc xử lý phải đạt tiêu chuẩn cao nhất theo yêu cầu thương mại. + Phải đạt tiêu chuẩn kinh tế đầu tư và vận hành. Tiêu hao kim loại và chi phí nhân lực cho một đơn vị sản phẩm phải thấp, đánh giá qua tổng tốn hao kim loại (đường ống, thiết bị công nghệ) và sé lượng cán bộ kỹ thuật vận hành hệ thống. + Hệ thống thu gom phải có tính vạn năng hoặc mức độ thích ứng cao.

Trong quá trình phát triển mỏ, một phần năng suất dầu sẽ biến động: gia tăng, ôn định, suy giảm. Mặt khác, thành phần chất lưu cũng biến động: độ ngậm nước sẽ tăng, đến giai đoạn cuối có thể đạt trên 90%; tỷ lệ khí sẽ ôn định, rồi gia tăng và giảm dân. Do vậy, ở giai đoạn khác nhau công suất vận chuyên và tính năng thiết bị công nghệ phải thay đổi cho phù hợp. Sinh viên: Cẩn Tiến Dũng 4 Lớp: Thiết bị dẫu khí K51 Truong Dai hoc Mo- Dia Chat Đồ án tốt nghiệp + Hệ thống thu gom vận chuyên phải có mức độ tự động hóa cao, đặc biệt là các khâu đo lường sản phẩm và vận hành hệ thống kiểm soát khóa, van, thông số thiết bị.

Khi thiết kế một hệ thống thu gom cần phải căn cứ vào yếu tố tự nhiên và khả năng kỹ thuật, gồm có: khả năng mặt bằng, địa hình của mỏ, khí hậu của vùng, năng lượng (nhiệt độ, áp suất) của vỉa, tính chất lý hóa của chất lưu. Về phương diện kỹ thuật phải căn cứ vào nguyên tắc, sơ đồ hệ thống đã lựa chọn, các phương pháp tác động vào vỉa và giá trị áp suất miệng giếng khi khai thác. Để hoàn thành chức năng của hệ thống bao gồm xử lý sản phẩm, việc tách pha, tiếp tục xử lý dầu- khí— nước cho đạt yêu cầu về môi sinh và thương mại phải sử dụng các thiết bị công nghệ: bình tách, bé lang, loc, thiét bi hap thu. Dé van chuyén cần có hệ thống đường ống (xá, gom, công nghệ) cùng với các trạm bơm, nén khí.

Sơ đồ vận chuyển xuất phát từ các miệng giếng trong phạm vi 2+3 km, có tính năng tương tự. Tại các trạm này, nhiệm vụ hàng đầu là đo lường cho các giếng, sản phẩm được tách khí, nước: được xử lý sơ bộ trước khi đến các trạm xử lý chung. Tuy theo điều kiện của từng mỏ, mà người ta lựa chọn các hệ thống thu gom khác nhau. Hệ thống thu gom được phân loại như sau: + Căn cứ vào sự phát triển công nghệ, hệ thống thu gom được phân ra làm 2 loại: Đó là hệ thống thu gom hở và hệ thống thu gom kín.

+ Căn cứ vào điều kiện địa hình, gồm có: hệ thống thu gom trên bờ, hệ thống thu gom dưới biển, hệ thống thu gom bằng phẳng, hệ thống thu gom lên-xuống dốc. + Căn cứ vào tính chất lý hóa của sản phẩm (khí, dầu, nước) gồm có hệ thống thu gom dầu lỏng: hệ thống thu gom dầu đặc; hệ thống thu gom dau nhiều parafin. Hệ thông thu gom, vận chuyển dầu khí ở mỏ Bạch Hỗ Bạch Hỗ là một mỏ nằm ngoài khơi cách đất liền khoảng (100-:130) km. Chiều sâu mực nước biển tại nơi khai thác là 50+70m.

Vì vậy mọi công đoạn thu gom, xử lý đều phải được tiễn hành ngoài biển, đầu được đưa vào bở bằng Sinh viên: Cẩn Tiến Dũng 5 Lớp: Thiết bị dẫu khí K51 Truong Dai hoc Mo- Dia Chat Đồ án tốt nghiệp các tàu.