Giáo trình Hệ thống khí nén (Nghề: Khoan khai thác dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hệ thống khí nén được biên soạn với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được chức năng của hệ thống khí nén; Mô tả được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hệ thống khí nén (Nghề: Khoan khai thác dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG KHÍ NÉN NGHỀ: KHOAN KHAI THÁC DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 1
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Hệ thống khí nén” được biên soạn theo chương trình đào tạo nghề “Khoan khai thác dầu khí” của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ lôgic chặt chẽ. Tuy vậy, giáo trình cũng chỉ là một phần trong nội dung của chuyên ngành đào tạo cho nên người dạy, người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan đối với ngành học để việc sử dụng giáo trình có hiệu quả hơn. Hệ thống khí nén là một trong những hệ thống thiết bị, thiết bị không thể thiếu trong Khoan dầu khí, là thiết bị cần thiết phục vụ cho việc tạo ra những giếng khoan để có thể thăm dò và để có thể khai thác được nguồn tài nguyên quý giá này. Việc vận hành hệ thống quay cần đòi hỏi phải có đội ngũ công nhân, kỹ sư vận hành lành nghề, có nhiều kinh nghiệm để có thể luôn nắm vững quy trình vận hành và xử lý được các sự cố trong quá trình vận hành. Khi biên soạn giáo trình chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới liên quan đến mô đun “ Hệ thống khí nén” phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao. Nội dung của giáo trình gồm 3 bài. Qua nội dung các bài học giúp cho sinh viên hiểu được sơ đồ nguyên lý tổ hợp hệ thống khí nén, cấu tạo và nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành và bảo dưỡng hệ thống khí nén. Giáo trình sẽ phục vụ tốt cho việc nghiên cứu, giảng dạy và học tập của giáo viên và sinh viên trong Trường. Với lòng mong muốn giáo trình này có thể góp phần nâng cao chất lượng học tập mô đun “Hệ thống khí nén”, chúng tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp nhận những ý kiến đóng góp của các em sinh viên và đồng nghiệp về những thiếu sót không thể tránh khỏi trong nội dung và hình thức để giáo trình hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn./. Bà rịa - Vũng Tàu, tháng 3 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ks. Lý Tòng Bá 2. Ks. Vũ Xuân Thạch 3. Ks. Bùi Đức Sơn Trang 2
MỤC LỤC BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN...................................................13 1.1. CHỨC NĂNG ................................................................................................................... 13 1.2. SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ TỔ HỢP HỆ THỐNG KHÍ NÉN ................................................ 15 BÀI 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN .......................................................................................................................................19 2.1. MÁY NÉN KHÍ ................................................................................................................ 19 2.2. THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ NÉN ....................................................................................... 85 2.3. BÌNH CHỨA KHÍ NÉN ............................................................................................... 95 2.4. VAN ĐIỀU ÁP ............................................................................................................. 98 BÀI 3: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG KHÍ NÉN .........................100 3.1. VẬN HÀNH HỆ THỐNG KHÍ NÉN ......................................................................... 100 3.2. PHÁT HIỆN VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ .............................................................................. 105 3.3. BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG KHÍ NÉN ...................................................................... 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................110 Trang 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống khí nén trên giàn MSP 8 ................................................................. 17 Hình 2-1: Cách lắp ghép trục khuỷu vào máy nén khí ............................................................. 23 Hình 2-2: Máy nén piston đối đỉnh........................................................................................... 23 Hình 2-3: Kết cấu máy nén piston kiểu W ............................................................................... 24 Hình 2-4: Van hút và van xả..................................................................................................... 25 Hình 2-5: Cấu tạo van hút và van xả ........................................................................................ 26 Hình 2-6: Cấu tạo đĩa van ......................................................................................................... 27 Hình 2-7: Van đặt ..................................................................................................................... 28 Hình 2-8: Xilanh và ống lót xilanh ........................................................................................... 29 Hình 2-9: Lỗ cung cấp dầu bôi trơn.......................................................................................... 30 Hình 2-10: Piston ...................................................................................................................... 30 Hình 2-11: Piston gang ............................................................................................................. 31 Hình 2-12: Cấu tạo piston......................................................................................................... 32 Hình 2-13: Xécmăng ................................................................................................................ 33 Hình 2-14: Cấu tạo xécmăng .................................................................................................... 33 Hình 2-15: Cấu tạo vòng chèn kim loại .................................................................................... 35 Hình 2-16: Các kiểu vòng chèn kim loại .................................................................................. 36 Hình 2-17: Sơ đồ cung cấp dầu bôi trơn cho vòng chèn kim loại ............................................ 36 Hình 2-18: Ống xả khí .............................................................................................................. 37 Hình 2-19: Nắp hộp vòng chèn ................................................................................................ 37 Hình 2-20: Trục khuỷu ............................................................................................................. 39 Hình 2-21: Cấu tạo thanh truyền .............................................................................................. 40 Hình 2-22: Con trượt và chốt con trượt .................................................................................... 41 Hình 2-23: Liên kết thanh truyền và cán piston nhờ con trượt................................................. 42 Hình 2-24: Bôi trơn kiểu vung tóe............................................................................................ 42 Hình 2-25: Bôi trơn cổ biên ...................................................................................................... 43 Hình 2-26: Bôi trơn cưỡng bức ................................................................................................ 43 Hình 2-27: Thiết bị trao đổi nhiệt ............................................................................................. 44 Hình 2-28: Làm mát bằng cánh tản nhiệt ................................................................................. 45 Hình 2-29: Làm mát bằng nước................................................................................................ 46 Hình 2-30: Làm mát trung gian ................................................................................................ 46 Hình 2-31: Màng an toàn .......................................................................................................... 47 Hình 2-32: Van an toàn ............................................................................................................ 48 Hình 2-33: Cấu tạo van an toàn ................................................................................................ 49 Trang 4
Hình 2-34: Van điều chỉnh và bộ khống chế tốc độ cao........................................................... 50 Hình 2-35: Bầu lọc không khí của máy nén khí ....................................................................... 51 Hình 2-36: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí piston loại có con trượt tác dụng đơn, một cấp nén. ............................................................................................................ 52 Hình 2-37: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một máy nén khí piston loại có con trượt tác dụng kép, một cấp nén ............................................................................................... 53 Hình 2-38: Cấu tạo của máy nén trục vít .................................................................................. 54 Hình 2-39: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu trục vít ..................................... 55 Hình 2-40: Quá trình ăn khớp................................................................................................... 55 Hình 2-41: Quá trình hút, nén và đẩy của máy nén kiểu trục vít.............................................. 55 Hình 2-42: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy nén roto cánh gạt ........................................ 56 Hình 2-43: Máy nén khí ly tâm ................................................................................................ 57 Hình 2-44: Cấu tạo vỏ tháo ngang ............................................................................................ 58 Hình 2-45: Cấu tạo vỏ tháo dọc ................................................................................................ 59 Hình 2-46: Khả năng rò rỉ khí của hai loại vỏ tháo ngang và tháo dọc .................................... 60 Hình 2-47: Các loại bánh công tác ........................................................................................... 61 Hình 2-48: Bánh công tác lắp trên trục bằng mối ghép độ dôi................................................. 62 Hình 2-49: Màng ngăn .............................................................................................................. 62 Hình 2-50: Làm mát màng ngăn bằng nước ............................................................................. 63 Hình 2-51: Cánh dẫn hướng ..................................................................................................... 64 Hình 2-52: Cánh dẫn hướng có khả năng điều chỉnh ............................................................... 65 Hình 2-53: Vòng làm kín khuất khúc ....................................................................................... 66 Hình 2-54: Sự rò rỉ khí vận tốc thấp qua vòng làm kín ............................................................ 66 Hình 2-55: Sự rò rỉ khí vận tốc cao qua vòng làm kín ............................................................. 67 Hình 2-56: Vòng đệm kín kiểu khuất khúc được sử dụng thêm giữa vỏ máy và trục máy ...... 68 Hình 2-57: Vòng làm kín khuất khúc mà cả trục lẫn vòng làm kín đều được tạo răng ăn khớp .................................................................................................................................................. 68 Hình 2-58: Vòng làm kín kiểu khuất khúc có rãnh để hứng khí rò rỉ (khí độc hại, nguy hiểm) .................................................................................................................................................. 69 Hình 2-59: Vòng làm kín kiểu khuất khúc được dẫn khí trơ áp suất cao hơn áp suất trong máy nén vào rãnh.............................................................................................................................. 70 Hình 2-60: Cấu tạo vòng đệm kín giới hạn .............................................................................. 71 Hình 2-61: Cấu tạo vòng kín tiếp xúc cơ học ........................................................................... 71 Hình 2-62: Cấu tạo đệm màng lỏng ......................................................................................... 73 Hình 2-63: Chuyển động của trục máy nén .............................................................................. 73 Trang 5
Hình 2-64: Hai loại ổ bi dùng để chống lại chuyển động theo phương bán kính ..................... 74 Hình 2-65: Ổ bi dùng để chống lại chuyển động theo trục ...................................................... 74 Hình 2-66: Lực do áp suất tác dụng lên hai bên của mỗi tầng công tác ................................... 75 Hình 2-67: Cấu tạo ngăn cân bằng ........................................................................................... 76 Hình 2-68: Sơ đồ hệ thống bôi trơn .......................................................................................... 77 Hình 2-69: Làm mát bên trong máy nén .................................................................................. 78 Hình 2-70: Làm mát trung gian ................................................................................................ 79 Hình 2-71: Làm mát sau khi nén .............................................................................................. 79 Hình 2-72. Van xả .................................................................................................................... 80 Hình 2-73: Van by-pass ............................................................................................................ 80 Hình 2-74: Bộ điều chỉnh tốc độ .............................................................................................. 81 Hình 2-75: Điều chỉnh tốc độ bằng bộ điều tốc ly tâm............................................................. 82 Hình 2-76: Bộ phận ngừng hoạt động của tuabin hơi nước ..................................................... 83 Hình 2-77. Nguyên lý làm việc máy nén ly tâm một cấp ......................................................... 84 Hình 2-78. Nguyên lý làm việc máy nén ly tâm nhiều cấp ...................................................... 85 Hình 2-79: Các giai đoạn xử lý khí nén.................................................................................... 88 Hình 2-80: Các phương pháp xử lý khí nén và lĩnh vực ứng dụng .......................................... 89 Hình 2-81: Nguyên lý hoạt động của bình ngưng tụ làm lạnh bằng nước ............................... 90 Hình 2-82: Nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy khô bằng chất làm lạnh ............................... 91 Hình 2-83: Nguyên lý hoạt động của rơ le nhiệt ...................................................................... 92 Hình 2-84: Nguyên lý làm việc của thiết bị sấy khô bằng hấp thụ .......................................... 93 Hình 2-85: Quá trình vận hành của thiết bị sấy khô bằng hấp thụ ........................................... 93 Hình 2-86: Nguyên lý hấp thụ bằng phản ứng hóa học ............................................................ 94 Hình 2-87: Mặt cắt dọc của bình chứa khí nén......................................................................... 96 Hình 2-88: Mặt cắt ngang của bình chứa khí nén..................................................................... 97 Hình 2-89: Bình chứa khí nén và các phụ kiện ........................................................................ 98 Trang 6
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 1. Tên mô đun: Hệ thống khí nén 2. Mã mô đun: KKT19MĐ39 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 3.1. Vị trí: Là mô đun thuộc phần môn học, mô đun chuyên môn nghề của chương trình đào tạo. Môn đun này được dạy trước mô đun hệ thống nâng hạ, hệ thống tuần hoàn dung dịch và sau các môn học, mô đun như: Cơ sở khoan, hệ thống phát lực... 3.2. Tính chất: Mô đun này trang bị những kiến thức, kỹ năng về vận hành và xử lý hệ khí nén 3.3. Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Là mô đun bắt buộc, giúp sinh viên thao tác thành thạo trong vận hành, bảo dưỡng hệ thống khí nén 4. Mục tiêu của mô đun: 4.1. Về kiến thức: A1. Trình bày được chức năng của hệ thống khí nén; A2. Mô tả được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston 4.2 Về kỹ năng: B1. Vận hành được hệ thống khí nén. 4.3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: C1. Tuân thủ tuyệt đối các qui định về an toàn, pccc, nội quy phòng học/xưởng thực hành và quy chế của nhà trường. C2. Tuân thủ các qui trình vận hành các thiết bị cơ khí, điện, tự động hóa có liên quan. C3. Xác định được công việc phải thực hiện, hoàn thành các công việc theo yêu cầu, không để xảy ra sự cố, hư hỏng đối với hệ thống thiết bị. 5. Nội dung của mô đun 5.1. Chương trình khung Thời gian đào tạo (giờ) Trong đó Số Tên môn học, Thi/ Kiểm Mã MH/MĐ/HP tín Tổng Thực hành/ mô đun tra chỉ số Lý thí nghiệm/ thuyết bài tập/ thảo luận LT TH Các môn học chung/ I 21 435 157 255 15 8 đại cương Trang 7
MHCB19MH02 Giáo dục chính trị 4 75 41 29 5 0 MHCB19MH03 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 MHCB19MH05 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 0 4 Giáo dục quốc phòng MHCB19MH08 4 75 36 35 2 2 và An ninh MHCB19MH09 Tin học 3 75 15 58 0 2 TA19MH02 Tiếng Anh 6 120 42 72 6 0 Các môn học, mô II. đun chuyên môn 66 1605 466 1057 33 49 ngành, nghề Môn học, mô đun kỹ II.1. 15 285 143 127 11 4 thuật cơ sở An toàn vệ sinh lao ATMT19MH 01 2 30 23 5 2 0 động CK19MH01 Vẽ kỹ thuật - 1 2 45 14 29 1 1 KTĐ19MH11 Điện kỹ thuật cơ bản 3 45 36 6 3 0 Cơ sở điều khiển quá TĐH19MĐ12 2 45 14 29 1 1 trình CNH19MH09 Hóa Đại cương 3 45 42 0 3 0 KKT19MH31 Địa chất cơ sở 3 75 14 58 1 2 Môn học, mô đun II.2. chuyên môn ngành, 51 1320 323 930 22 45 nghề KKT19MH32 Địa chất dầu khí 2 30 28 0 2 0 KKT19MH33 Cơ sở khoan 3 45 42 0 3 0 KKT19MH34 Cơ sở khai thác 3 45 42 0 3 0 KKT19MH35 Địa chất môi trường 2 30 28 0 2 0 Nguyên lý phá hủy KKT19MH36 2 30 28 0 2 0 đất đá Thí nghiệm dung dịch KKT19MĐ37 3 75 14 58 1 2 khoan KKT19MĐ38 Hệ thống phát lực 2 45 14 29 1 1 KKT19MĐ39 Hệ thống khí nén 2 45 14 29 1 1 KKT19MĐ40 Hệ thống nâng hạ 4 105 14 87 1 3 Hệ thống tuần hoàn KKT19MĐ41 4 105 14 87 1 3 dung dịch Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và KKT19MĐ42 5 135 14 116 1 4 dụng cụ phá hủy đất đá Trang 8
Hệ thống chống ống KKT19MĐ43 4 105 14 87 1 3 và trám xi măng Hệ thống kiểm soát KKT19MĐ44 5 135 14 116 1 4 giếng khoan 1 Hệ thống kiểm soát KKT19MĐ45 3 75 14 58 1 2 giếng khoan 2 KKT19MĐ46 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 KKT19MĐ47 Khóa luận tốt nghiệp 3 135 14 108 1 12 Tổng cộng 87 2040 623 1312 48 57 5.2. Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Thực hành, Số Kiểm tra Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, TT số thuyết thảo luận, bài tập LT TH Bài 1: Tổng quan về hệ thống 1 2 2 khí nén 1.1 Chức năng của hệ thống khí nén 1 1 Sơ đồ nguyên lý tổ hợp hệ thống 1.2 1 1 khí nén Bài 2: Cấu tạo và nguyên lý 2 10 10 hoạt động của hệ thống khí nén 2.1 Máy nén khí 8 8 2.2 Thiết bị xử lý khí nén 1 1 2.3 Bình chứa khí nén 0.5 0.5 2.4 Van điều áp 0.5 0.5 Bài 3: Vận hành và bảo dưỡng 3 33 2 29 1 1 hệ thống khí nén 3.1 Vận hành hệ thống khí nén 29 1 27 1 3.2 Phát hiện và xử lý sự cố 2.5 0.5 2 3.3 Bảo dưỡng hệ thống khí nén 1.5 0.5 1 Cộng 45 14 29 1 1 6. Điều kiện thực hiện mô đun: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình học tập,… 6.4. Các điều kiện khác: không có Trang 9
7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy mô đun như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc mô đun 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Viết/ Tự luận/ A1, A2, C1 1 Sau 3 giờ. Thuyết trình Trắc nghiệm Định kỳ Viết/ Tự luận/ A1, A2, B1, C1, 1 Sau 12 giờ C2, C3 Thuyết trình và Trắc nghiệm và Thực hành Thực hành Kết thúc mô Viết/ Thuyết Tự luận/ A1, A2, B1, C1, C2, 1 Sau 45 giờ đun trình và Thực Trắc nghiệm C3 hành và Thực hành 7.2.3. Cách tính điểm Trang 10
- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm mô đun là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của mô đun nhân với trọng số tương ứng. Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ. 8. Hướng dẫn thực hiện mô đun 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng Dầu khí 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận…. * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học mô đun này (trang web, thư viện, tài liệu...) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tham dự 100% các buổi học thực hành. Nếu người học vắng phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc mô đun. Trang 11
- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo: - Tài liệu tiếng Việt: [1] Nguyễn Công Tuyển (1995), Bơm, máy nén, quạt công nghiệp, NXB Khoa học và kỹ thuật. [2] Hà Cao Đàm, Nguyễn Hữu Bính, Trạm máy nén khí di động. Trang 12
BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KHÍ NÉN ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 giới thiệu tổng quan về hệ thống khí nén ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được chức năng của hệ thống khí nén ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. Bài 1: Tổng quan về hệ thống khí nén Trang 13
+ Tham gia đầy đủ thời lượng mô đun. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: không có ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có ❖ NỘI DUNG BÀI 1 1.1. CHỨC NĂNG Khí nén đã có nhiều ứng dụng từ rất xa xưa, ngay từ trước Công Nguyên. Tuy nhiên, do sự phát triển của khoa học kỹ thuật trước đây không đồng bộ, nhất là sự kết hợp các kiến thức về cơ học, vật lý, vật liệu ... không có hoặc còn thiếu, cho nên phạm vi ứng dụng của khí nén còn rất hạn chế. Ngày nay, 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 biệt nguy hiểm, luôn tiềm ẩn những nguy cơ cháy, nổ, phun trào… có thể gây ra tai nạn chết người, phá hủy thiết bị, công trình, thậm chí là những thảm họa môi trường nghiêm trọng cho cả một khu vực rộng lớn. Với những đặc tính ưu việt của năng lượng khí nén, như: - An toàn với môi trường độc hại, môi trường nguy hiểm khí, dễ cháy nổ; - Dễ cung cấp, dễ sử dụng; - Phạm vi ứng dụng rộng rãi. Bởi vậy, chúng là nguồn năng lượng không thể thiếu trên các công trình dầu khí. Nó được sử dụng trong nhiều công việc khác nhau bao gồm: - Gọi dòng các giếng khai thác; Bài 1: Tổng quan về hệ thống khí nén Trang 14
- Cung cấp nguồn khí có áp suất phù hợp cho các thiết bị khoan; - Dùng để vận chuyển xi măng trong quá trình bơm trám, gia cố giếng khoan; - Cung cấp nguồn khí cho các thiết bị đo và hệ thống tự động điều khiển các thiết bị trên hệ thống công nghệ khai thác như: cung cấp nguồn khí nén cho hệ thống đóng mở các van cầu; cung cấp khí trong quá trình thử các van an toàn, thông thổi các đường ống; - Cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển các thiết bị khoan; - Cung cấp khí nén cho cho hệ thống khởi động khí nén như khởi động động cơ Diezen; - Cung cấp nguồn khí nén làm chất trung gian truyền nhiệt trong các máy sấy, thiết bị làm lạnh. 1.2. SƠ ĐỒ, NGUYÊN LÝ TỔ HỢP HỆ THỐNG KHÍ NÉN Tại các giàn cố định trên biển của XNLD Vietsovpetro, để cung cấp năng lượng khí nén sử dụng cho các thiết bị và hệ thống phục vụ cho công nghệ khoan-khai thác dầu khí, người ta thiết kế, lắp đặt nhiều trạm nén khí phục vụ cho những mục đích cụ thể khác nhau, như: - Trạm máy nén khí 4BУ 1-5/9 ở BM-15: gồm 2 máy: 1- Được dẫn động bằng động cơ Diezel; 1- Được dẫn động bằng động cơ điện; nhằm cung cấp khí nén áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm2) 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. - 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/cm2) cho hệ thống vận chuyển xi măng, phục vụ cho quá trình công nghệ khoan. - 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 trung bình (30 ÷ 50 kG/cm2) cho hệ thống khởi động động cơ Diezel 8ЧН 25/34-3 của trạm phát điện chính (BM- 7A) của giàn. - Cụm trạm máy nén khí ở BM-6, gồm: + Trạm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm2): 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 m3/phút - loại BУ-0,6/8 (hoặc BУ-0,6/13); hoặc Q = 1,42 m3/phút - loại “Ingersoll-Rand T 30/7100”), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị đo lường, hệ thống điều khiển tự động các van Bài 1: Tổng quan về hệ thống khí nén Trang 15
“MIM”, các trạm điều khiển (ACS, TOE ..) đóng/mở các van dập giếng, dẫn động cho các bơm hóa phẩm… của hệ thống công nghệ khai thác dầu khí. + Cụm máy nén khí áp suất thấp (6 ÷ 8 kG/cm2): loại 4BУ1-5/9, gồm 1 ÷ 2 máy. Đây là loại máy nén khí có lưu lượng trung bình (Q ≈ 5 m3/phút), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khí nén cho các thiết bị, dụng cụ dẫn động bằng khí nén (máy mài, máy khoan, máy bắn rỉ, các máy bơm thủy lực cao áp…) và chủ yếu là làm nhiệm vụ ép nước kỹ thuật phục vụ sinh hoạt trên giàn. - Trong thời gian gần đây, trên các giàn cố định của Xí nghiệp Liên doanh “Vietsovpetro”, người ta đã đưa vào lắp đặt và sử dụng các trạm nén khí hiện đại, như GA-75 (của hãng Atlas-Copco), hoặc SSR MH-75 (của hãng Ingersoll-Rand). Các trạm này có thể cung cấp khí nén trong dải áp suất làm việc từ 6 ÷ 13 kG/cm2 và lưu lượng tương đối lớn (Q ≈ 13,59 ÷ 11,61 m3/phút, đối với trạm SSR MH-75; Q ≈ 11,8 m3/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 xi măng, 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. - Trạm máy nén khí áp suất cao (100 ÷ 150 kG/cm2): loại Kp-2T (hoặc BT 1,5- 0,3/150), gồm 2 máy. Đây là loại máy nén khí cao áp, có lưu lượng nhỏ (Q ≈ 1,5 ÷ lít/phút), làm việc theo chế độ tự động, nhằm cung cấp khí nén cho hệ thống điều khiển đóng/mở các van cầu ở các blok công nghệ (BM-1;2) và hệ thống khởi động cho các động cơ Diezel của các máy bơm dung dịch và máy bơm trám ximăng, nén khí cho các bình điều hòa lưu lượng của các máy bơm piston. Nguồn khí nén cao áp này còn được sử dụng trong công tác kiểm tra, kiểm định các van an toàn, vận hành các bộ đồ gá chuyên dụng … 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. Bài 1: Tổng quan về hệ thống khí nén Trang 16
A B C                       1 2 Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống khí nén trên giàn MSP 8 ❖ TÓM TẮT BÀI 1 Bài 1: Tổng quan về hệ thống khí nén Trang 17
Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu: - Chức năng của hệ thống khí nén - Sơ đồ nguyên lý tổ hợp hệ thống khí nén ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 1 Câu hỏi 1. Ghép hợp các thuật ngữ cho sẵn với nội dung tương ứng. Thuật ngữ Nội dung 1. Hệ thống khí nén trên giàn a. Lớn KHÔNG sử dụng vào mục đích b. Nhỏ 2. Hệ thống bôi trơn trong máy nén c. Khi nhiệt độ của dầu quá cao khí có tác dụng hoặc áp suất dầu quá thấp 3. Chuông báo động của hệ thống bôi d. Giảm độ mài mòn bề mặt ma sát trơn trong máy nén khí hoạt động khi các chi tiết khi tiếp xúc với nhau đồng thời 4. Làm mát bằng không khí thường làm mát các bề mặt ma sát đó sử dụng cho những máy nén khí e. Truyền mô men quay cho cột cần 5. Làm mát bằng nước thường sử khoan dụng cho những máy nén khí cỡ Câu hỏi 2. Ưu điểm của năng lượng khí nén là gì? Tình huống 3. Năng lượng khí nén thường được sử dụng ở những lĩnh vực gì? Bài 1: Tổng quan về hệ thống khí nén Trang 18
BÀI 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN ❖ GIỚI THIỆU BÀI 2 Bài 2 giới thiệu tổng quan về hệ thống khí nén ❖ MỤC TIÊU BÀI 2 Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Mô tả được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy nén khí piston ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 2 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 2) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 2 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 2 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 2 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp Bài 2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống khí nén Trang 19