Tài liệu MÁY BƠM PISTON pptx

1

MÁY BƠM PISTON

1.1. Vai trò, cấu tạo, nguyên lý làm việc và phân loại

1.1.1. Vai trò của máy bơm piston trong công tác khoan dầu khí

Trong công tác khoan khai thác và khoan thăm dò máy bơm dung

dịch khoan là bộ phận không thể tách rời và cũng như không thể thiếu

được. Máy bơm khoan có nhiệm vụ quan trọng trong quá trình thi công

giếng khoan. Trong quá trình thi công giếng khoan, choòng khoan phá huỷ

đất đá ở đáy giếng khoan, mùn khoan này phải được đưa lên bề mặt nhờ

một loại nước rửa gọi là dung dịch khoan. Để thực hiện quá trình trên,

chúng ta phải sử dụng một loại thiết bị trong đó máy bơm khoan đóng vai

trò quan trọng nhất. Máy bơm khoan có công dụng bơm chất lỏng xuống

xuống giếng khoan để làm mát, làm sạch choòng khoan, làm sạch đáy

giếng khoan đưa mùn từ đáy giếng khoan lên và đặc biệt quan trọng là giúp

cho quá trình khoan được dễ dàng.

Để thực hiện bơm dung dịch khoan xuống đáy giếng khoan, máy

bơm khoan thường sử dụng là máy bơm piston. Máy bơm piston có những

ưu việt riêng mà các máy bơm khác không có được, và được sử dụng rộng

rãi trong khoan dầu khí:

- Có thể bơm các dung dịch có trọng lượng riêng khác nhau;

- Có thể bơm được với áp suất lớn;

- Áp suất và lưu lượng không phụ thuộc vào nhau. Đây là yếu tố

quan trọng đáp ứng trong về yêu cầu về công nghệ khoan;

- Cấu tạo đơn giản, dễ thay thế, dễ sửa chữa và bảo dưỡng;

- Độ bền cao và dễ vận chuyển.

1.1.2. Sơ đồ cấu tạo của máy bơm piston

2

4

5

7

8

6

3

1

2

9

Pa

B B1 2

S

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của máy bơm piston.

1. Piston 4. Hộp van 7. Ống hút

2. Xi lanh 5. Van hút 8. Bể chất lỏng

3. Cần piston 6. Van đẩy 9. Ống đẩy (xả)

Khoảng không gian giữa piston và các van được gọi là khoang

(buồng) làm việc của máy bơm.

Thể tích của buồng làm việc thay đổi tùy theo vị trí của piston trong

quá trình chuyển động.

Trong quá trình làm việc, piston chuyển động tính tiến qua lại trong

xi lanh. Những điểm tận cùng bên phải và tận cùng bên trái của piston

được gọi là điểm chết phải và điểm chết trái của piston.

1.1.3. Nguyên lý làm việc của máy bơm piston

Xét trên hình vẽ 1.1, khi piston di chuyển từ vị trí B2 đến vị trí B1,

thể tích buồng làm việc sẽ tăng dần, áp suất P trong đó giảm đi và nhỏ hơn

áp suất trên mặt thoáng của bình chứa chất lỏng Pa (P < Pa). Do đó chất

lỏng từ bể chứa sẽ dâng lên đi vào ống hút, đi qua van hút vào khoang làm

việc của bơm, trong lúc này van đẩy của bơm vẫn đang ở trạng thái đóng.

3

Khi piston chuyển động từ vị trí B2 đến B1 thì máy bơm thực hiện quá trình

hút và lúc piston dừng lại tại vị trí B1 thì quá trình hút sẽ kết thúc.

Sau đó pison đổi chuyển động và đi ngược từ B1 đến B2. Thể tích

buồng làm việc giảm dần, áp suất chất lỏng tăng lên, van hút đóng lại và

van đẩy mở ra. Chất lỏng được ép lên van đẩy và đi theo ống đẩy ra ngoài.

Quá trình này gọi là quá trình đẩy.

Quá trình hút và đẩy của bơm được xen kẽ nhau. Một quá trình hút

và đẩy kế tiếp nhau được gọi là một chu kỳ làm việc của máy bơm piston.

1.1.4. Khả năng tự hút của máy bơm piston

Khác với máy bơm ly tâm, máy bơm pison không cần mồi (điền đầy

chất lỏng) trước khi khởi động, mà bơm có khả năng tự hút.

Thật vậy, nếu ta gọi Vo là thể tích khối không khí trong ống hút và

buồng làm việc (khi piston ở B2). Nếu pison di chuyển đến B1 và B1B2 = S,

thì không khí giãn ra với thể tích là Vo + F.S (F.S là thể tích của xi lanh).

Khi đó áp suất không khí trong xi lanh là:

P = Pa.

.

o

o

V

V F S 

(1.1)

Từ (1.1) ta thấy P < Pa. Do đó chất lỏng từ bể chứa sẽ đi vào ống hút

và dâng lên theo độ cao được xác định như sau:

P P a

h





 (1.2)

Nếu pison tiếp tục làm việc, chất lỏng từ bể chứa sẽ dâng lên dần

theo ống hút và điền đầy khoang làm việc của bơm. Khi đó xem như máy

bơm đã tự mồi xong.

1.2. Ưu và nhược điểm của máy bơm piston

1.2.1. Ưu điểm

- Cấu tạo đơn giản, dễ thay thế, bảo dưỡng.