Chuyên đề Quy trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa đầu quay roto P-560, phục vụ công tác khoan thăm dò khai thác dầu khí, tại giếng N0-015, giàn MSP-7, mỏ Bạch Hổ

– 900oC. Để tập trung nhiệt độ vào chỗ cần nung ta dùng một tấm amiăng để hở chỗ cần nung, khoảng hở có kích thước dọc trục bằng 0,12d. Trong đó d là đường kính trục. Khi nắn tốt, độ thẳng của trục có thể đạt tới 0,03 mm (tức là độ đảo của tâm không vượt quá 0,03 mm). 3.2.2.4 Trục bị mòn ngõng và mất độ nhẵn bề mặt Ngõng trục lắp với ổ sau một thời gian làm việc có thể bị mòn. Nguyên nhân là do quá trình bôi trơn không được thực hiện đầy đủ, trục thường xuyên phải làm việc trong môi trường có nhiều hạt bụi. Các hạt bụi xâm nhập vào khe hở giữa ngõng và ổ trục trở thành các hạt mài làm mòn và mất độ nhẵn bề mặt ngõng. Vì vậy cần phục hồi ngõng trục về kích thước ban đầu: - Nếu ngõng trục bị mòn ít thì sử dụng phương pháp mạ Crôm (chiều dầy lớn nhất của lớp mạ Crôm chỉ tới khoảng vài trăm ). - Nếu ngõng trục bị mòn nhiều hơn thì sử dụng phương pháp mạ thép, phun thép hoặc hàn hồ quang sau đó tiện rồi mài lại. - Trường hợp trục bị mòn nhiều còn có thể dùng bạc sửa chữa để ép vào trục (lắp chặt với trục) rồi gia công bạc này để đạt được kích thước và độ nhẵn cần thiết. 3.2.2.5 Trục bị gãy Trục bị gãy thường là do mỏi mà nguyên nhân chính có thể là: - Trục thường xuyên làm việc quá tải, do khi thiết kế không đánh giá đúng tải trọng tác dụng. - Sự tập trung ứng suất do kết cấu gây nên (góc lượn, rãnh then, lỗ,…) hoặc do chất lượng chế tạo xấu (vết xước do gia công xấu, kỹ thuật nhiệt luyện kém…). - Sử dụng không đúng kỹ thuật (ổ trục điều chỉnh không đúng, khe hở cần thiết quá nhỏ…). Khi trục bị gãy thì phương pháp tốt nhất, hiệu quả nhất là thay trục bằng trục mới. Tuy nhiên trường hợp trục bị gãy rất hiếm xảy ra. 3.2.3. Hư hỏng ổ lăn Các ổ đỡ có chức năng đỡ trục và để trục có thể quay tự do quanh trục của nó. Các ổ đỡ thường gồm 4 bộ phận là: vòng ngoài (cabi ngoài), vòng trong (cabi trong), con lăn (con lăn có thể có các hình dạng khác nhau như: bi, đũa trụ, đũa côn,…) và vòng cách (dùng để giữ cho các con lăn cách nhau một khoảng cố định). Vòng ngoài và vòng trong thường có rãnh. Trong ổ lăn, tải trọng từ trục trước khi truyền đến gối trục phải qua các con lăn. Nhờ có các con lăn mà ma sát sinh ra trong ổ là ma sát lăn. Các ổ lăn của bàn rôto là các ổ đỡ và các ổ đỡ này luôn phải làm việc với tải trọng lớn nên dễ bị mòn hoặc bị hư hỏng các chi tiết của ổ. Trong quá trình làm việc nếu không được bôi trơn đầy đủ hoặc làm việc thường xuyên trong môi trường có nhiều hạt bụi sẽ làm cho các ổ bi bị mòn hỏng rất nhanh. Các ổ đỡ bị mòn hỏng sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến đầu quay roto, quá trình làm việc của bàn rôto sẽ không được đảm bảo. Ví dụ như: - Khi ổ bi đỡ phụ, ổ bi đỡ chính bị mòn, khe hở giữa các cabi của ổ tăng lên dẫn đến tăng độ dịch chuyển dọc (theo hướng trục của đầu quay roto) và làm cho mâm roto bị đẩy lên trong quá trình làm việc. - Khi các ổ đỡ chặn của trục dẫn động bị mòn hỏng sẽ sinh ra độ dơ hướng kính làm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bộ truyền xích và bộ truyền bánh răng nón. Đặc điểm lắp ghép các ổ đỡ chặn trên bàn roto là cabi trong có lắp độ dôi với trục và cabi ngoài có độ dôi với thân ổ (thân ổ là chi tiết vỏ). Sự mòn ổ có thể xảy ra trong các trường hợp sau: - Mòn hỏng mối ghép giữa ổ với trục (hay cabi trong của ổ lắp lỏng trên trục), giữa ổ với chi tiết vỏ máy (hay cabi ngoài lắp không chặt với vỏ) do quá trình chế tạo lắp ghép không đạt tiêu chuẩn và khi ổ làm việc trong một thời gian dài với tải trọng lớn. Khi làm việc thì trục có thể quay tự do trong cabi trong giống như ổ trượt. Khi đó sẽ làm cho cabi trong và quan trọng hơn là trục truyền sẽ bị mòn rất nhanh. - Mòn hỏng các con lăn của ổ do quá trình bôi trơn không được đảm bảo, do có các hạt mài nằm bên trong ổ. Trục bị mòn thì ta có thể sửa chữa như đã trình bày ở trên, còn các cabi, các con lăn bị mòn thì ta thay bằng ổ mới có đặc tính và chủng loại tương tự với ổ cũ vì mọi biện pháp sửa chữa lúc này đều không kinh tế so với việc thay ổ mới. Một số hiện tượng có thể thấy để phát hiện những hư hỏng ở các ổ lăn: - Trục dẫn động cùng toàn bộ bàn rôto bị rung mạnh trong quá trình làm việc. Nguyên nhân sai hỏng: Mòn các chi tiết của ổ đỡ chặn dẫn đến sự sai hỏng khe hở hướng kính và chiều trục của chúng. Cách xử lý: Điều chỉnh cho khe hở nhỏ đi. Sau khi điều chỉnh đối với các ổ đỡ chặn bình thường, khe hở cho phép vượt quá trị số ban đầu từ 3 ÷ 4 lần. Nếu khe hở còn quá lớn thì thay ổ mới. - Dầu từ trong ổ rò rỉ ra bên ngoài có lẫn mạt kim loại sáng lóng lánh, ổ làm việc ồn. Nguyên nhân: Vật liệu của các chi tiết bị mòn nên lớp bề mặt của vành ổ và bi bị tróc ra. Cách xử lý: thay thế chi tiết mới. -Ổ bi nứt hoặc vòng cách bị rỗ, vỡ. Nguyên nhân: Ổ bi quá tải, khe hở lắp quá nhỏ. Cách xử lý: Thay ổ mới. - Trục dẫn động bị nóng đôi khi bị kẹt. Nguyên nhân: Khe hở quá nhỏ, ổ bị xước vì bôi trơn kém. Trường hợp này ổ còn tốt nhưng thiếu dầu bôi trơn. Cách xử lý: Tăng khe hở của ổ đỡ, sửa hoặc thay ổ mới điều chỉnh lại lượng dầu vào ổ. 3.2.4 Hư hỏng mối ghép ren (chi tiết ren) Để đảm bảo cho đầu rôto làm việc bình thường, các chi tiết của mối ghép ren phải được xiết chặt, không được dơ, lỏng. Các chi tiết của mối ghép ren phải thỏa mãn các yêu cầu sau: ren không bị sứt mẻ, gãy rỗ, sai lệch, không có vòng ren nào bị hư hại, phải có cạnh vát ở đầu phần ren để dễ vào ren khi lắp ráp. Thân bu lông, vít cấy phải thẳng. Đầu bu lông, vít cấy, lỗ vặn không được toét, vỡ hoặc bị chèn dập méo mó… Sau khi vặn bu lông, đầu các ren của bu lông hoặc vít cấy phải thò ra ngoài ít nhất 3 vòng ren. Đầu của bu lông, vít cấy dùng để kẹp chặt cùng chi tiết phải có hình dạng, kích cỡ như nhau. Khi không đạt các yêu cầu trên, phải sửa chữa hoặc thay thế các chi tiết không đúng quy cách của mối ghép ren. Thông thường người ta chỉ sửa chữa các ren hỏng của các chi tiết lớn như lắp bàn rôto, ren ở thân rôto, trục dẫn động hoặc sửa chữa các ren hỏng của các mặt bích… Còn các chi tiết tiêu chuẩn của các mối ghep ren như bu lông, vít cấy, có kích thước nhỏ và được sản xuất hàng loạt thì khi hỏng sẽ được thay thế mới vì mọi phương pháp sửa chữa đều không hợp lý và không kinh tế. Trên đầu quay roto, các dạng hư hỏng thường gặp nhiều nhất của mối ghép ren là: Giảm diện tích bề mặt làm việc của ren. Bước ren thay đổi. - Thân bu lông hoặc vít cấy bị uốn cong hoặc đứt trong thân rôto. Sau một thời gian dài làm việc, các mối ghép ren không được kiểm tra, tra dầu mỡ chống sẽ dễ dẫn đến hiện tượng ren bị hoen rỉ không tháo ra một cách bình thường được hay còn gọi là chết ren. Ta có thể khắc phục bằng cách ngâm phần mối ghép ren đó trong xăng hoặc dầu hỏa từ vài giờ đến vài ngày rồi dùng dụng cụ chuyên dụng để tháo, sau đó xem xét tình trạng của ren rồi sửa chữa theo các mức hư hỏng của ren như sau 3.2.4.1 Ren bị mòn, đứt, vỡ ở trong lỗ (trong nắp bàn rôto, hoặc trong các bích chắn) Sửa chữa bằng cách tiện, khoan hoặc khoét hết ren cũ rồi làm lại ren mới (trên máy tiện) có kích thước lớn hơn. Lúc này phải thay bu lông hoặc vít cấy, có khi phải thay bằng vít cấy có bậc (tức là vít cấy có một đầu to, một đầu nhỏ). Khi đó ta không cần khoan, khoét hết phần ren cũ mà chỉ khoan, khoét phần ren bị hỏng. Đầu to của vít cấy để vặn vào lỗ ren đã sửa chữa còn đầu nhỏ để vặn vào lỗ ren không bị sửa chữa. Để sửa chữa tạm thời mối ghép ren trong trường hợp sửa chữa lỗ ren khó khăn, phức tạp có thể làm bu lông hoặc vít cấy mới lớn hơn lỗ cũ để lắp với lỗ ren mòn. Như vậy ta có được mối ghép ren chắc chắn trong một thời, khi có dịp thuận lợi phải sửa chữa chính thức ngay. Trong nhiều trường hợp, lỗ ren được sửa chữa bằng chi tiết bổ xung. Muốn vậy người ta khoan hoặc khoét lỗ có ren hỏng thêm từ 4 ÷ 6 mm nữa rồi mới tiện ren để vặn một nút hay bạc có ren ngoài vào. Lỗ bạc này cần phải nhỏ hơn hoặc bằng lỗ bạc cần thiết để cắt ren có kích thước yêu cầu (kích thước ren ban đầu). Sau đó làm ren ở nút hay bạc này với kích thước ren ban đầu (kích thước ren còn mới). Khi lắp nút hay bạc trung gian cần chú ý những điều kiện sau: - Chiều dài nút hoặc bạc không nhỏ hơn chiều dài phần ren cũ của lỗ. Nút hay bạc có thể lắp ép chặt hoặc vặn ren vào lỗ. - Đầu ngoài của nút hay bạc không nên thò ra ngoài bề mặt chi tiết. - Để đề phòng bạc xoay, giữa lỗ và bạc (nút) có đúng 3 điểm sâu từ 1 ÷ 1,5 mm cách đều trên chu vi mặt lắp ghép. - Mặt trung gian phải làm bằng thép để tăng tuổi thọ cho lỗ ren sửa chữa. Để đảm bảo vị trí chính xác của lỗ ren hoặc vị trí tương quan của các lỗ trên chi tiết, nên dùng bạc dẫn khi khoan lỗ để làm ren. Thường dùng các chi tiết như nắp bảo vệ bích,làm bạc dẫn. Muốn vậy chập các nắp bảo vệ hoặc các bích lên chi tiết cần khoan lỗ (như thân rôto) rồi dùng mũi khoan đường kính vừa bằng lỗ dẫn. Sau đó dùng mũi khoan có đường kính bằng lỗ khoan cần thiết để khoan lỗ cắt ren. Có thể phục hồi lỗ ren trên chi tiết của bàn rôto bằng cách hàn đắp. Khi đó cần khoan hoặc khoét hết phần ren cũ, hàn đắp và gia công lỗ mới, sau đó cắt ren như cũ. 3.2.4.2 Thân bulông bị cong Nắn bằng bàn ép kiểu vít me hoặc êtô. Để tránh hư hại ren khi nắn phải dùng đệm mềm lúc kẹp chặt chi tiết. Trường hợp đầu bulông bị vỡ, méo, chờn (không còn dáng 6 cạnh mà tròn đi) sửa chữa bằng cách, rũa, hàn đắp rồi gia công cơ để được hình dáng cũ. Thông thường thì ta thay thế bằng bulông mới. 3.2.5 Hư hỏng bộ truyền bánh răng nón Bộ truyền bánh răng nón của đầu quay roto có chức năng chủ yếu là biến chuyển động quay theo phương nằm ngang thành chuyển động theo phương phẳng đứng. Trong bàn rôto thì bộ phận bánh răng là dễ bị ăn mòn và hư hỏng hơn cả. Ta có thể tìm hiểu nguyên nhân gây hư hỏng cặp bánh răng nón này thông qua một cặp răng như sau: Khi truyền mômen xoắn M1 tại chỗ các răng tiếp xúc nhau thì sinh ra một lực pháp tuyến Pn: và có phương nằm trên đường ăn khớp A1A2 và vuông góc với bề mặt răng. Hình 3.2 Chế độ làm việc của bánh răng Ngoài ra vì các răng trượt lên nhau theo phương tiếp tuyến nên có lực ma sát: F = Pn.f. Dưới tác dụng của lực này răng chịu trạng thái ứng suất phức tạp. Ứng suất tiếp xúc stx và ứng suất uốn su là ảnh hưởng chủ yếu đến khả năng làm việc của bánh răng. Với mỗi răng, các ứng suất này thay đổi theo chu kỳ mạch động gián đoạn. Các ứng suất thay đổi là nguyên nhân làm hỏng răng vì mỏi: răng bị gãy, bị tróc rỗ… Và cũng vì có lực ma sát nên bể mặt răng có thể bị mòn hoặc dính… Mặt khác, khi làm việc thì mômen truyền động tới bàn roto là rất lớn đồng thời nó chịu tải trọng động nên tại các vị trí lắp ghép bị mòn và phá hủy sự ăn khớp bánh răng dẫn đến tình trạng bánh răng làm việc không bình thường. Từ đó sẽ gây ra những tiếng ồn, tiếng va đập, rung lại càng các bánh răng mòn hỏng một cách nhanh chóng. Khi răng bị mòn từ 10 – 12% theo chiều dày (xác định bằng bánh răng chuẩn) hoặc bị gãy thì thay thế mới. Việc chọn vành răng phải phù hợp với đường kính vành roto. Dưới đây là một số dạng hư hỏng chủ yếu của cặp bánh răng: 3.2.5.1 Gãy răng Gãy răng là dạng hỏng rất nghiêm trọng. Vết gãy thường bắt đầu từ chân răng, chỗ góc lượn, là nơi tập trung ứng suất. Răng có thể bị gãy do quá tải hoặc do mỏi. Vết gãy của răng thẳng thường thấy trên toàn bộ tiết diện của chân răng. Vết gãy của răng nghiêng thường theo đường tiếp xúc khi ăn khớp nên nằm nghiêng so với chân răng. Gãy vì quá tải, răng bị gãy đột ngột dưới tác dụng của tải trọng va đập hoặc tải trọng tĩnh quá lớn. Chủ yếu do tính toán tải trọng không đúng thiết kế. Gãy do mỏi, là do ứng suất thay đổi với số chu kỳ ứng suất nào đó. 3.2.5.2 Tróc vì mỏi Tróc vì mỏi là do ứng suất tiếp xúc gây ra. Đây là dạng hỏng chủ yếu của các bộ truyền được bôi trơn tốt. Tróc thường bắt đầu từ vùng tâm ăn khớp, tại đây ứng suất tiếp xúc và ma sát là lớn nhất. Khi ăn khớp, trên mặt răng bánh dẫn điểm tiếp xúc di chuyển từ chân lên đỉnh răng, phần chân răng các vết nứt bị bịt miệng trước và do bề mặt răng bị biến dạng tại chỗ tiếp xúc nên áp lực của dầu trong vết nứt tăng lên làm các vết nứt phát triển thêm, dần dần dẫn tới tróc từng mảnh nhỏ kim loại. Trên bề mặt răng bánh bị dẫn điểm tiếp xúc di chuyển từ đỉnh răng xuống chân răng nên tróc cũng xảy ra ở phần chân răng. Có hai hiện tượng tróc là: tróc nhất thời và tróc lan. Tróc nhất thời: Hiện tượng tróc xảy ra trong một thời gian ngắn rồi dừng lại. Vì sau mỗi đợt tróc những nơi gây tập trung tải trọng được san phẳng bớt đi, tải trọng được phân bố đều hơn. Tróc nhất thời thường xảy ra bộ truyền bánh răng có độ cứng bề mặt răng thấp (HB < 350). Tróc lan: đã xuất hiện tróc thì luôn phát triển và lan khắp bề mặt chân răng. Sau mỗi đợt tróc vì các mảnh kim loại bong khỏi bề mặt răng nên sự tập trung tải trọng càng tăng lên (do đường tiếp xúc bị giảm). Tróc lan thường xảy ra bộ truyền bánh răng có độ cứng bề mặt răng cao (HB > 350). 3.2.5.3 Mòn răng Mòn răng là dạng hỏng chính của bộ truyền răng mà không được bôi trơn tốt: để hở hoặc bộ truyền kín nhưng để các hạt bụi, hạt kim loại lọt vào trở thành các hạt mài làm mòn răng. Răng mòn nhiều ở đỉnh và chân răng vì ở đó có vận tốc trượt lớn. Mòn làm thay đổi biên dạng răng, làm giảm tiết diện chân răng cho nên răng dễ bị gãy hơn. 3.2.5.4 Dính răng Dính răng thường xảy ra khi bộ truyền chịu tải trọng lớn và vận tốc cao. Do tải trọng lớn, vận tốc cao nên lực ma sát lớn, vì vậy tại vùng ăn khớp nhiệt sinh ra lớn, màng dầu bôi trơn bị phá vỡ làm răng trực tiếp tiếp xúc với nhau. Do áp suất và nhiệt cao, đôi răng dính vào nhau và khi chúng chuyển động tương đối, những mảnh kim loại nhỏ bị dứt ra khỏi răng này và bám vào bề mặt răng kia. Kết quả làm cho bề mặt làm việc của răng bị xước nhiều và dạng răng bị phá hỏng. Dính răng thường xảy ra khi cặp bánh răng được làm bằng cùng vật liệu và không được tôi. 3.2.5.5 Biến dạng dẻo bề mặt răng Biến dạng dẻo bề mặt răng thường xảy ra ở bánh răng bằng thép có độ rắn thấp. Phần kim loại biến dạng dẻo bị lực ma sát lôi đi theo chiều của vận tốc trượt. Khi bị biến dạng dẻo bề mặt răng thì trên răng của bánh răng dẫn kim loại bị xô về đỉnh và chân răng tạo thành rãnh ở giữa. Còn trên răng của bánh răng bị dẫn kim loại bị dồn vào giữa răng, làm cho răng bị nổi gờ. Do vậy dạng răng bị biến dạng, bộ truyền răng ăn khớp mất chính xác. 3.2.5.6 Bong bề mặt răng Bong bề mặt răng xảy ra ở các răng được thấm nitơ, thấm than hoặc tôi bề mặt mà chất lượng nhiệt luyện không tốt (ứng suất dư quá lớn hoặc lõi răng không đủ bền) và răng chịu tải quá lớn. Dạng hỏng này làm tăng sự tập trung ứng suất, hỏng biên dạng răng. 3.3. Quy trình sửa chữa 3.3.1 Phân loại chi tiết Các chi tiết sau khi được làm sạch thì phân chia ra ba loại như sau: + Chi tiết còn làm việc được: Là các chi tiết chưa mòn hoặc mòn ít nằm trong giới hạn cho phép, không gây ảnh hưởng tới tình tạng của roto sau khi sửa chữa. Các chi tiết này được đánh dấu bằng sơn và được bảo quản trong kho chuẩn bị cho lắp giáp sau này. + Chi tiết hỏng còn làm việc: Là các chi tiết có độ mòn vượt quá giới hạn nhưng có khả năng sửa chữa lại để dùng tiếp. Các chi tiết này được đánh dấu kí hiệu riêng ở những chỗ mau hỏng. + Chi tiết hỏng không dùng được: Là những chi tiết đã mòn quá giới hạn cho phép bị hư hỏng nặng, không có khẳ năng khôi phục và giá thành sửa chữa cao. + Lập bảng thống kê theo mẫu sau: Số của chi tiết Tên chi tiết Số lượng trên máy Dùng được Sửa chữa lại Không dùng được Loại khuyết Việc lập bảng giúp cho công tác theo dõi, kiểm ta trong quá trình sửa chữa, giúp cho việc mua phụ tùng thay thế được thuận lợi. Ngoài ra qua bảng thống kê ta xác định được các bộ phận một cách chính xác. 3.3.2 Đánh giá theo hiệu quả kinh tế Các chi tiết đem sửa chữa phải đảm bảo tính hiệu quả về mặt kinh tế đó là: Giá thành sửa chữa thấp hơn giá thành mua mới của chi tiết tính theo đơn vị thời gian phục vụ. Csc < K.Cm Trong đó: Csc: Giá thành sửa chữa Cm: Giá thành mua mới K: hệ số lâu bền của chi tiết sửa chữa so với chi tiết mới K = Với: tsc là thời gian sửa chữa Tmoi thời gian mua mới sử dụng theo đơn vị thời gian. Vậy công thức đầy đủ sẽ là: Csc < (3.1) 3.3.3 Loại hình sửa chữa Cũng như sửa chữa các loại máy móc thiết bị khác, đối với đầu quay roto P-560 ta cũng tiến hành các loại sửa chữa như sau: + Sửa chữa nhỏ: Là dạng hình sửa chữa đơn giản, khối lượng công việc không nhiều chủ yếu là thay một vài chi tiết mau mòn, chóng hỏng trong một cụm chi tiết hoặc một số cụm chi tiết ở các bộ phận của máy. Điều chỉnh lại khe hở của mối ghép, siết chặt mối ghép, kiểm tra dầu mỡ và chế độ bôi trơn. + Sửa chữa vừa: Là dạng hình sửa chữa phức tạp hơn, khối lượng công việc lớn hơn. Thời gian sửa chữa có thề kéo dài một hoặc vài tuần. Máy đem ra sửa chữa phải tháo sửa một hay vài bộ phận cơ bản thường xuyên làm việc ở chế độ nặng. Các bộ phận khác chỉ sửa chữa, thay thế, điều chỉnh một vài chi tiết hoặc cụm chi tiết. + Loại hình sửa chữa lớn: Là dạng hình sửa chữa phức tạp nhất, lớn nhất cả về tính chất và khối lượng công việc. Tất cả các bộ phận của roto đều được sửa chữa. Hầu hết các chi tiết mòn hỏng đều được thay thế bằng các chi tiết mới hoặc sửa chữa lại. Khẳ năng làm việc của roto dược khôi phục gần như mới. 3.3.4 Các bước sửa chữa đầu quay roto 3.3.4.1 Nhận roto Khi nhận roto vào sửa chữa cần phải thực hiện các công việc sau: - Lập biên bản bàn giao roto cụ thể giữa bên đưa máy vào sửa chữa và bên nhận sửa chữa, trong đó xác định tình trạng của roto khi đưa vào sửa chữa. - Nhận và bàn giao tài liệu, hồ sơ, nhật trình làm việc của roto để làm cơ sở cho việc xây dựng phương án sửa chữa. - Lập sơ bộ dự toán chi phí vật tư, phụ tùng thay thế chi phí lao động để dự trù kinh phí sửa chữa. 3.3.4.2 Làm sạch máy Đưa roto đến vị trí sửa chữa, làm sạch bên ngoài roto, loại trừ đất cát, bụi, dầu mỡ bám trên roto. Công việc làm sạch roto tạo điều kiện tốt cho việc kiểm tra vỏ, thân roto cũng như khi tháo các chi tiết ra không bị đất cát, bụi bẩn bám vào. Nhận máy Rửa và phân loại chi tiết Làm sạch Tháo máy Chi tiết hỏng không sửa chữa được Chi tiết còn dùng được Chi tiết hỏng sửa chữa được Loại bỏ, thay thế bằng chi tiết mới Lắp ráp chi tiết thành các bộ phận. Lắp các bộ phận thành máy Sửa chữa loại trừ hỏng Chạy thử máy, hiệu chỉnh các thông số. Sơn, bàn giao máy Hình 3.3 Sơ đồ các bước công việc sửa chữa roto 3.3.5 Quy trình tháo roto 3.3.5.1 Các nguyên tắc tháo roto Dù đầu quay roto bị hỏng hóc đột xuất hay đem đi sửa chữa theo kế hoạch thì trước khi tháo bàn roto cần quan sát kỹ các bộ phận, chi tiết để xác định hư hỏng và lập phiếu sửa chữa. Trước khi tháo bàn rôto phải được lau chùi mọi dầu mỡ và vết bẩn. Xung quanh nơi đặt bàn rôto phải quang đãng, cất dọn hết mọi chi tiết và vật liệu phụ không liên quan. Khi tháo đầu quay roto ta tiến hành tháo rời từng bộ phận theo trình tự đã định trước. Từ các bộ phận trên lại được tháo rời thành các chi tiết riêng lẻ. Để việc tháo rôto đúng theo quy định, tránh nhầm lẫn, thất lạc và tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt sau này cần tuân theo các nguyên tắc sửa chữa sau: - Chỉ được phép tháo rời một cụm hoặc một cơ cấu nào đó của bàn rôto khi cần sửa chữa chính cụm hoặc cơ cấu đó. - Chỉ được phép tháo rời bàn rôto khi sửa chữa lớn. - Trước khi tháo cần phải nghiên cứu thông qua bản vẽ và lý lịch thuyết minh của bàn rôto nhằm nắm vững và hiểu được cấu tạo cũng như trình tự lắp đặt các chi tiết để từ đó vạch ra được kế hoạch, tiến độ và trình tự công tác. Nếu không có bản vẽ sơ đồ thì nhất thiết phải lập sơ đồ đó trong quá trình tháo lắp roto nói chung và tháo lắp roto nói riêng. Công việc này sẽ giúp công tác ngược lại tránh sai sót và nhầm lẫn. Trong quá trình tháo cần phát hiện và xác định các chi tiết bị hư hỏng và lập phiếu sửa chữa trong đó có ghi cụ thể tình trạng kỹ thuật cần sửa . Bắt đầu tháo từ các chi tiết che nhắn bên ngoài để sau đó tháo được các bộ phận và các chi tiết bên trong bàn rôto. - Tháo rời toàn bộ bàn rôto cần đánh dấu từng cụm một và xếp vào một hộp riêng. - Khi cần giữ nguyên vị trí tương quan giữa các chi tiết quan trọng, cần phải vạch dấu vị trí để khi lắp trở lại cho chính xác. - Mỗi cụm và chi tiết của bàn rôto phải tháo ra tương ứng với phiếu sửa chữa và trình tự công nghệ tháo lắp đã dự kiến trước. - Để tháo được các chi tiết như bánh răng, ổ bi ra khỏi trục của nó cần phải dùng máy ép, vam hoặc dụng cụ tháo lắp chuyên dụng khác. - Tránh dùng búa hoặc các tác động cơ học mạnh trong quá trình này để tránh các sai hỏng có thể xảy ra. - Có thể dùng phương pháp nung nóng chi tiết bằng cách đổ dầu nóng, phun hơi hoặc xì ngọn lửa trước khi tháo chi tiết để quá trình tháo được dễ dàng hơn. 3.3.5.2 Quy trình tháo roto LÀM SẠCH THÁO ROTO TRỤC CHỦ ĐỘNG BÀN VÀNH RĂNG VỎ BÍCH BÁNH RĂNG NHỎ BÍCH CHẮN BẠC CHẮN VÒNG RĂNG LỚN Ổ ĐỠ BÍCH CHẮN BÍCH ĐÁY Ổ ĐỠ PHỤ NẮP BẢO VỆ CABI TRONG BÍCH NGOÀI CABI NGOÀI VÒNG ĐỆM NHẬN ROTO Hình 3.4 Các bước tháo lắp roto Đầu quay roto được cấu tạo từ hai bộ phận chính là trục chủ động (trục dẫn động) và bộ phận vành răng gắn với mâm xoay. Vì vậy để tháo rời bàn rôto ta chỉ cần tháo rời hai bộ phận trên sau đó tháo các chi tiết nhỏ khác. + Tháo bộ phận vỏ trục chủ động (hình 3.5) Sơ đồ cấu tạo vỏ trục chủ động như hình vẽ. Từ đây ta thấy vỏ trục chủ động bao gồm các chi tiết như: bánh răng nón nhỏ (1), vỏ (4), bích ngoài (7), phớt chắn (9), vòng đệm (10), trục chủ động (5) và các ổ đỡ, chặn của trục chủ động. Để tháo rời các chi tiết nêu trên trước tiên ta phải tháo bộ phận vỏ trục chủ động ta khỏi thân roto, khi tháo cần hết sức cẩn thận để đề phòng bánh răng nón nhỏ va chạm vào vị trí đặt gioăng cao su trên thân rôto vì khi có va chạm có thể dẫn tới xây xát gioăng kín làm giảm khả năng làm kín của gioăng. Hình 3.5 Bộ vỏ trục chủ động 1. Bánh răng nhỏ 7. Bích ngoài 2. Bích ngoài 8. Đầu trục 3. Bích chắn 9. Phớt chắn 4. Vỏ 10. Vòng đệm 5. Trục chủ động 11. Phớt chắn 6. gioăng cao su Sau khi tháo bộ phận này ra khỏi thân rôto ta tiến hành tháo các chi tiết theo tiến trình sau: Trước tiên tháo bích chắn đầu trục (8), sau đó tháo bộ phận bánh răng nón nhỏ (1). Vì bánh răng nón nhỏ (1) được cố định trên trục bằng mối ghép có độ dôi nên khi tháo ta có thể dùng máy ép hoặc vam để tháo. Khi ép cần dùng vòng đệm đẻ tránh xây xát bề mặt chi tiết và để tạo ra một diện tích tỳ lớn hơn. Sau khi tháo xong bánh răng nón nhỏ ta tiến hành tháo bích chắn (3), bạc chắn (9), bích ngoài (2), bạc chắn (11) và sau cùng tháo các ổ đỡ của trục dẫn động. Các ổ đỡ trên trục dẫn động được lắp theo chế độ chặt (hay lắp ghép có độ dôi) nên khi tháo thường phải dùng đến vam để tháo. Để cho công tác tháo, lắp các chi tiết theo chế độ lắp chặt được dễ dàng hơn, người ta thường nung nóng các chi tiết cần tháo bằng cách rót dầu nóng khoảng 80o – 90oC. Trong quá trình rót dầu cần rót sao cho phần lớn dầu chảy vào vành trong của ổ. ổ nóng lên, nở rộng ra sẽ dễ tháo hơn. Không được để dầu nóng chảy vào trục qua nhiều, dầu sẽ làm trục nóng lên và việc tháo ổ sẽ khó khăn như khi chưa nung nóng ổ. + Tháo bộ phận bàn vành răng (hình 3.6) Hình 3.6 Các bộ phận chính của roto 1. Thân 9. Bạc 2. Vòng bi đỡ phụ 10. Chấu cặp 3. Bánh răng côn 11. Bánh răng côn 4. Vòng bi đỡ phụ 12.Trục dẫn 5. Tấm chắn 13. Bánh cóc 6. Bộ phận xả 14. Ổ bi 7. Bàn roto 15 Đĩa xích 8. Then 16. Que thăm dầu Bộ bàn vành răng gồm bàn xoay (7), vành răng lớn (3), ổ bi đỡ chính (2) và ổ bi đỡ phụ (4). Để tháo bộ phận này ra khỏi thân rôto người ta tháo theo trình tự sau: Trước tiên dùng cẩu lật ngược bàn rôto để tháo bích chắn vòng ngoài, sau đó tháo bích đáy ở trục bàn xoay rồi tháo ổ bi đỡ phụ (4). Lật bàn rôto về vị trí ban đầu, tháo nắp bảo vệ, sau đó dùng cẩu để cẩu mâm bàn xoay cùng vành răng lớn và cabi trong ra khỏi rôto. Kế tiếp tháo cabi trong và vành răng lớn, các viên bi cùng vòng cánh của ổ đỡ (4) ra khỏi thân rôto, tháo cabi ngoài sau cùng tháo vòng đệm (10). Các chi tiết vừa được tháo ra ngoài phải được lau chùi sạch mọi vết bẩn, dầu mỡ, đánh sạch gỉ. Sau đó rửa các chi tiết bằng dầu hỏa. Tất cả các chi tiết sau khi đánh rửa sạch sẽ cần được đưa tới bộ phận kiểm tra kỹ thuật để đánh giá khả năng còn sử dụng được hay không. Trong quá trình kiểm tra cần lập các phiếu kiểm tra và phân các chi tiết thành 3 nhóm: - Chi tiết còn dùng được: tức là chi tiết còn giữ được kích thước ban đầu hoặc độ mòn chưa vượt quá giới hạn cho phép. - Chi tiết cần đem đi sửa chữa phục hồi: là chi tiết đã bị hao mòn hoặc hư hại nhưng nếu đem đi bảo dưỡng thì sẽ đạt hiệu quả kinh tế cao hơn là thay thế chi tiết mới. Các chi tiết không bị hư hại nhưng cần cạo sạch lớp sơn cũ và sơn lại lớp sơn mới cùng loại. - Chi tiết phải loại bỏ: là chi tiết hư hỏng hoặc bị mòn nhiều và nếu đem đi bảo dưỡng cũng không đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật hoặc không đem lại hiệu quả kinh tế. 3.3.5.3 Quy trình lắp roto a) Tập hợp các chi tiết trước khi nắp ráp Để tiến hành công việc lắp ráp được nhanh chóng và đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra, trước khi lắp ráp bàn rôto cần phải tập hợp đầy đủ toàn bộ các chi tiết lắp ráp. Để tập hợp bộ chi tiết, đầu tiên cần đưa vào các chi tiết cơ bản của từng cụm hoặc của toàn bộ bàn rôto rồi chọn các chi tiết khác dựa theo kích thước lắp ráp. Sau đó đem các cụm đã tập hợp đầy đủ cho vào hộp kèm theo phiếu kiểm tra để thợ lắp ráp, thợ kiểm tra hoặc cán bộ kĩ thuật phân xưởng theo dõi trong quá trình lắp rắp và nghiệm thu. Trước khi lắp ráp cần có kế hoạch mà tiến độ láp ráp từng cụm và toàn bộ roto dựa vào bản vẽ lắp tổng thể và yêu cầu kĩ thuật lắp. b) Lắp bộ phận vỏ trục chủ động Ngược với quá trình tháo, quá trình lắp ráp bộ phận trục chủ động tiến hành theo các bước sau: Lần lượt lắp các cabi cùng vòng cách và con lăn của ổ đỡ chặn trên trục chủ động. Cabi trong của ổ đỡ được lắp ghép trên trục dẫn động theo mối ghép có độ dôi, đường kính trục lớn hơn đường kính lỗ. Để lắp được nó vào trục người ta cũng thường dùng phương pháp nung nóng. c) Lắp bộ phận bàn vành răng Để lắp bộ bàn vành răng vào thân roto, trước tiên ta lắp mâm bàn xoay (7), vành răng lớn (3), ổ bi đỡ chính (2) thành cụm theo các bước như sau: - Nung nóng vành răng lớn (3), lắp vào mâm bàn xoay. - Lắp cabi trong ổ bi đỡ chính (2) vào mâm bàn xoay. Cabi trong ổ đỡ chính (2) được lắp ghép vào mâm bàn xoay theo chế độ lắp chặt, áp dụng phương pháp nung nóng. Khi lắp cần tuân theo các yêu cầu sau: phải bôi một lớp dầu mỏng lên trục (mâm bàn xoay) và tránh không làm bẩn chỗ lắp cabi trên trục trước khi lắp. - Từ thân roto, lắp chốt định vị của ổ bi chính. - Lắp vòng đệm. - Lắp cabi ngoài của ổ bi chính. - Lắp vòng cách cùng các viên bi của ổ bi chính sau đó dụng cẩu nâng bộ bàn vành răng và lắp vào thân roto. - Lắp nắp bảo vệ, nó được cố định trên thân rôto bằng mối ghép bulông. Để lắp nắp bảo vệ vào thân roto trước tiên ta dùng cẩu đặt nắp lên thân roto, căn chỉnh lỗ răn của nắp thẳng với lỗ ren của thân roto để tiện cho việc bắt bulông. Để chống hiện tượng tự nới lỏng trong quá trình sử dụng đầu quay roto thì trước khi vặn các bulông ta dùng các long đen chống xoáy lót giữa mặt dưới của nắp và mặt trên của thân roto sau đó lần lượt vặn các bulông vào. Cần vặn bulông theo một trình tự xác định nhằm tránh làm cho nắp bị xê dịch. Nguyên tắc chung là vặn chặt từng cặp bulông đối xứng phía trong trước sau đó vặn các bulông đối xứng lân cận. Cứ theo trình tự đó cho tới khi vặn cặp ngoài cùng. - Lắp ổ bi phụ (4). Để lắp trước tiên ta dùng cần cẩu lật ngược bàn roto lại, đặt chốt định vị trên thân roto, sau đó lắp ổ bi vào. Khi lắp ổ bi cần tuân theo các yêu cầu sau: + Chỉ được lấy ổ ra khỏi bao gói trước khi lắp. Nếu bao gói không bị thủng rách và dầu chưa khô thì không cần rửa ổ bi. + Đối với ổ bi dùng lại hoặc các ổ bi mới nhưng bị khô dầu thì trước khi lắp phải đem rửa bằng xăng hoặc dầu mazut nóng. + Sau khi rửa đặt ổ bi lên bàn sạch và để cho dầu trong ổ bi chảy hết. Chỉ lắp ổ bi sau khi đã chuẩn bị và kiểm tra chỗ lắp trên trục và thân roto. Chỗ lắp ổ bi phải được làm sạch không có những vết xước, rỉ. Cần bôi trơn bằng một lớp dầu mỏng tại chỗ lắp ổ bi trên trục và thân rôto. Bước sau cùng cần kiểm tra căn chỉnh độ dịch dọc của mâm xoay, yêu cầu độ dịch dọc là 0,3 mm. Kiểm tra lần cuối và xiết chặt lại các bulông trên bàn rôto, tra dầu, bôi trơn và tiến hành chạy rà. Thử nghiệm không tải Mục đích của thử nghiệm không tải là xác định chất lượng sửa chữa cũng như chất lượng lắp ráp, sự hợp lý và đúng đắn trong tác dụng tương hỗ của các chi tiết và cụm, đồng thời còn thực hiện việc chạy rà các chi tiết làm việc. Trước khi thử nghiệm không tải cần chú ý phải tra đủ lượng dầu vào trong khoang bôi trơn. Giai đoạn chạy rà diễn ra ở số vòng quay nhỏ nhất của mâm bàn xoay là 30 vòng/phút. Cho rôto chạy ít nhất 30 phút ở tốc độ này sau đó cho rôto hoạt động ở tất cả các cấp tốc độ quay từ nhỏ nhất đến cao nhất. Để cho rôto làm việc không tải ở tốc độ quay lớn nhất của mâm bàn xoay trong nửa giờ trở lên. Trong quá trình chạy rà và thử nghiệm không tải, kiểm tra trị số thực tế của số vòng quay so với số liệu cho trong thuyết minh của rôto. Sai số cho phép không vượt quá 5%. Thử nghiệm có tải Sau khi thử nghiệm không tải ta tiến hành thử nghiệm có tải. Thời gian thử nghiệm không quá 30 phút. Trong quá trình thử nghiệm có tải có những yêu cầu sau: - Các bánh răng không bị va đập, rung động hoặc ồn quá. - Trục dẫn động không bị vướng, kẹt trong ổ đỡ. - Bánh xích không bị đảo, dây xích không trùng. - Bàn rôto không rung động mạnh. - Không có sự rò rỉ dầu qua các bộ làm kín trong quá trình thử nghiệm. Sau cùng ta tiến hành sơn chống ăn mòn với mục đích nâng cao tuổi thọ cho rôto, tránh sét, rỉ, rỗ. CHƯƠNG IV QUY TRÌNH XÂY LẮP, VẬN HÀNH VÀ CÔNG TÁC AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG 4.1. Quy trình xây lắp 4.1.1 Chuẩn bị Trước khi lắp đặt roto phải kiểm tra sự hoàn hảo của thiết bị, phải kiểm tra xem dầu bôi trơn có dủ không, dầu bôi trơn có bẩn hoặc lẫn tạp chất, bùn đất hoặc nước không. Nếu mức dầu không đủ ta cần phải bổ xung vào. Nếu dầu bẩn, có lẫn nước, ta tiến hành tháo hết dầu cũ ra làm sạch khoangchứa dầu và đổ dầu mới vào. Kiểm tra các ốc hãm bánh xích ở đầu trục có lỏng không, nếu cần thiết phải xiết chặt lại, các ốc phải có sợi thép xuyên và giằng lại để chống tháo lỏng, vì roto là thiết bị làm việc với tải trọng lớn nên vấn đề an toàn là rất quan trọng. Kiểm tra mỡ có trong vòng bi hay không, cần thiết tiến hành bơm lại. 4.1.2 Quy trình xây lắp roto và cơ cấu kẹp cần Khi đã chuẩn bị đầy trang thiết bị rồi mới tiến hành xây lắp. Khi cẩu để lắp phải dùng 4 sợi cáp có đường kính lớn hơn 16 mm dài bằng nhau, mắc cân và dúng vị trí quy định. Khi đã đặt roto vào dúng vị trí rồi cần phải kiểm tra sự chắc chắn của giá đỡ, phải điều chỉnh cho thật chắc. Trên giá đỡ đầu quay roto ở bốn góc có bốn bu lông điều chỉnh, yêu cầu khi nắp phải dùng nó điều chỉnh cho roto thật cân. Đảm bảo bánh xích trên trục chủ động phải thẳng hàng với bánh xích bị động trên trục ngang của roto. Đầu quay roto phải chắc chắn và tâm roto phải trùng với tâm của giếng khoan. Tiến hành lắp khoá klin, trước khi lắp khoá klin cần phải kiểm tra các thanh trượt có hoàn hảo không, đặc biệt các chốt bản lề liên kết thanh trượt (2) với vòng nâng (7), (H-4.1). Có đảm bảo yêu yêu cầu kỹ thuật không, yêu cầu các chốt phải đúng theo tiêu chuẩn. Khi đã lắp cụm klin xong, ta tiến hành lắp ráp cụm xilanh với tay đòn. Trước khi lắp phải kiểm tra đầu ốc hãm ty có chắc không, kiểm tra bánh lăn ở đầu tay đòn nằm trong vòng nâng của khoá klin có hoàn chỉnh không, có mỡ bôi trơn không, đặc biệt phải có chốt chống tháo lỏng. Kiểm tra xi lanh xem có làm việc tốt không bằng cách lắp đường ống dẫn khí nén vào và tiến hành thử ở cả hai chiều, kiểm tra phớt làm kín ở đầu ty có hở không. Trước khi lắp đường ống dẫn khí vào xi lanh phải thử van điều khiển và thổi sạch đường ống. Hình 4.1 Đầu quay roto với cơ cấu kẹp cần 1. Van điều khiển sự đóng mở klin 12. Ống dẫn khí vào xi lanh 2. Thanh trượt dẫn hướng 13. Van chặn 3. Klin có lắp chấu 14. Bình chứa khí nén 4. Giá bản lề để treo klin với thanh trượt 15. Trục tay đòn 5. Máng trượt cho klin 16. Cơ cấu dẫn hướng 6. Bộ cối roto 17. Bánh xe tay đòn 7. Vòng nâng lắp 4 thanh trượt 18. Bệ đỡ roto 8. Tay đòn 19. Ty pít tông 9. Xilanh khí nén 20. Ốc hãm 10. Ống dẫn khí đến van điều khiển 21. Nối trạc ba 11. Ống dẫn khí nén vào xilanh 22. Chấu Sau khi đã lắp xong xilanh với tay đòn ta tiến hành lắp klin và chấu. Yêu cầu độ nhô lên của klin là 404 mm. Nếu độ nhô lên của klin quá nhiều hay quá ít thì ta tiến hành điều chỉnh kích thước của ty xi lanh bằng cách nới ốc hãmh (20) điều chỉnh ống nối (21), (H-4.1). Sau khi lắp xong ta cho cơ cấu làm việc thử bằng cách đóng, mở van điều khiển cho cơ cấu đi lên, di xuống thật trơn chu. Chỉ cho phép làm việc khi cơ cấu êm không có bất cứ một tiếng động lạ nào, các thanh trượt phải lên xuống đều nhau. Tiến hành chạy thử roto: Ban đầu cho chạy với tốc độ thấp, kiểm tra roto chạy có êm không. Nếu rung động thì giá đỡ roto kê không đều hoặc chốt giữ roto với giá đỡ bị lỏng, hỏng cần khắc phục lại. Phải ngừng ngay khi có bất kỳ tiếng kêu lạ nào. Sau đó nâng dần lên tốc độ cao hơn và kiểm tra xem roto làm việc có bị nóng lên không, nếu nóng cần xử lý theo mục sửa chữa. Tiến hành thử trong thời gian từ 1 đến 2 giờ sau đó kiểm tra và tiến hành thay dầu mớitrước khi đưa vào làm việc. 4.1.3 Yêu cầu trong quá trình xây lắp - Độ lệch của đầu quay roto giữa nơi cao nhất và thấp nhhất không quá 2mm, công việc điều chỉnh này được điều chỉnh nhờ livo. - Sai lệch kích thước giữa mâm roto với tâm bánh xích là mm. - Khi làm việc vòng bi không tăng nhiệt quá 70oC và không được phép xì dầu mỡ ở bất kỳ vị trí nào của đầu quay roto. - Khe hở cho phép giữa mép klin với mép rãnh máng trượt từ 10 ÷ 12 mm. 4.2. Quy trình vận hành 4.2.1 Chuẩn bị Trước khi vận hành cần phải kiểm tra kỹ đầu quay roto và các hệ thống thiết bị liên quan. - Kiểm tra lượng dầu bôi trơn tại các ổ lăn, bánh răng để đảm bảo hoạt động của chúng. Nếu không đủ lượng dầu bôi trơn hoặc chất lượng dầu không đảm bảo thì phải tra thêm hoặc thay dầu mới. - Kiểm tra độ chắc chắn của các mối ghép như mối ghép ren, các mối ghép có độ dôi. Xiết chặt các bulông, đai ốc. - Kiểm tra khe hở giữa các bộ phận quay và bộ phận đứng yên đảm bảo các khe hở không quá nhỏ hoặc quá lớn cho quá trình làm việc. - Kiểm tra độ căng của xích truyền động. - Kiểm tra các bộ phận che chắn an toàn. 4.2.2 Vận hành Sau công tác kiểm tra ta tiến hành đưa roto vào hoạt động. - Đầu tiên ta sử dụng bộ tời khoan treo toàn bộ bộ khoan cụ trên móc nâng. Khởi động các động cơ dẫn động bắt đầu cho roto làm việc. - Cho roto quay ở chế độ chưa có tải trọng phá hủy đất đá của choòng. Tức là bộ khoan cụ quay nhưng choòng chưa thực hiện nhiêm vụ phá hủy đất đá, toàn bộ trọng lượng bộ khoan cụ còn được treo trên móc nâng. Cần kiểm tra sự hoạt động của bàn roto và các thiết bị khác. Nếu phát hiện sự hoạt động không bình thường như: bộ khoan cụ quay không đều, có tiếng kêu lớn phát ra, dầu bôi trơn rỉ ra ngoài… phải dừng hoạt động roto để xem xét xử lý. Tránh không cho choòng làm việc ngay khi khởi động bàn rôto vì như thế sẽ tạo ra một mômen hãm lớn có thể dẫn đến sự quá tải làm hư hỏng bàn rôto và các bộ phận khác. Hạ dần bộ khoan cụ cho choòng bắt đầu làm việc. Trong quá trình làm việc cũng cần chú ý để phát hiện những sự cố bất thường xảy ra để kịp thời xủ lý. Khi dừng khoan cần làm sạch dầu mỡ và kiểm tra lại bàn roto 4.3. Công tác an toàn lao động 4.3.1 Các yêu cầu chung Chỉ cho phép những người đã nắm vững qui tắc kỹ thuật mới được sử dụng bàn roto, đã trải qua thực hành, đã được hướng dẫn về an toàn kỹ thuật và trong trường hợp riêng để bảo quản tốt thiết bị, chỉ những người được cấp giấy chứng nhận mới sử dụng được bàn roto. Phải thường xuyên kiểm tra sự hiểu biết của công nhân về những quy tắc kỹ thuật khi sử dụng đầu quay roto, thợ sử dụng đầu quay roto phải có sức khoẻ tốt đã được đào tạo chuyên môn và kiểm tra kiến thức an toàn. Người thợ cần được trang bị dụng cụ bảo hộ lao động cần thiết, đảm bảo an toàn lao động khi làm việc.Trong thời gian làm việc, nếu bàn roto bị hư hỏng trách nhiệm người sử dụng bàn roto phải đảm bảo bàn roto làm việc được lâu dài cụ thể là tham gia tháo ráp, bảo dưỡng và sửa chữa các bộ phận của roto. Nghiêm cấm sử dụng thiết bị không dúng yêu cầu kỹ thuật cũng như sử dụng dụng cụ hư hỏng, đồ nghề và trang thiết bị hư hỏng. Trong trường hợp sảy ra tai nạn, người thợ phải biết kiến thức thực tế cấp cứu người bị nạn trước khi bác sĩ tới. Khi tiến hành công việc kiểm tra, cần phải tiến hành theo dõi tình trạng của các thiết bị, sửa chữa các thiết bị hư hỏng đã phát hiện đựơc trường hợp sửa không đựoc phải báo ngay với đốc công. Người thợ trước khi làm việc với bàn roto phải qua hướng dẫn ban đầu ở ban an toàn, hướng dẫn ở chỗ làm việc do ngưòi lãnh đạo công việc (kỹ sư trưởng cơ khí ) tiến hành cũng như thực tập dưới sự hướng dẫn của một người thợ lành nghề. 4.3.2 Các yêu cầu an toàn khi thực hiện công việc Chỉ được kiểm tra và sửa chữa đầu quay roto cũng như các thiết bị đi kèm khi đầu quay roto không làm việc. Nếu đầu quay roto còn đang ở trạng thái sẵn sàng làm việc, muốn sửa chữa, căn chỉnh phải báo với người có trách nhiệm biết và treo bảng “ đang sửa chữa ” ở bục kíp trưởng và có người đứng theo dõi. Chỉ được phép kiểm tra đường hơi ( tháo ra ) khi đã khóa van khí nén ở bình chứa và đóng mở van điều khiển một vài lần để áp suất dư được xả hết. Khi sửa chữa hoặc phải thay dầu, mỡ phải có thùng kín đựng dầu mỡ thải và ghi rõ ở ngoài và gửi về bờ, tuyệt đối không được xả xuống biển, dầu mỡ sẽ lan tỏa làm ô nhiễm môi trường. Khi cần thiết phải dùng phương án cắt, gia nhiệt ở khu vực đầu quay roto phải đề phòng khí từ giếng phun lên gây mất an toàn. Khi kéo cần khoan, cần khai thác phải dùng tấm vuốt để làm sạch dầu thô, dung dịch bám vào cần gây vung vãi mất an toàn và vi phạm quy tắc bảo vệ môi trường. Đối với công tác sửa chữa đầu quay roto chủ yếu được tiến hành trong phân xưởng, công tác an toàn trong sửa chữa cần phải tuân thủ các nguyên tắc sau: + Trước khi đưa roto vào vị trí sửa chữa cần phải chuẩn bị vị trí làm việc, yêu cầu phải đủ không gian để thao tác, có đủ ánh sáng cần thiết, nơi làm việc phải có phương tiện phòng và cứu hỏa. + Các dụng cụ phải đầy đủ và phù hợp. + Chỉ cho phép những người đã được hướng dẫn và nắm vững về kỹ thuật an toàn mới được vào vị trí làm việc. + Chỗ làm việc phải sử dụng dụng cụ một cách hợp lý, chià vặn phải có kích cỡ phù hợp với đai ốc. Cấm không được nối dài tay công, chìa vặn phải không được doãng miệng. + Các dụng cụ như: palăng, tời phải có móc tốt, xích và phanh hãm phải hoạt động tốt. Khi làm việc mà cần sử dụng đến máy mài,cần phải tuân thủ các yêu cầu sau: + Phải có kính bảo hộ đúng quy cách + Tấm bao che máy phải có và chắc chắn. + Đá mài phải không có khuyết tật, không có độ đảo, tuyệt đối không được dùng đá có viết nứt. + Làm việc xong phải tắt máy. + Các dụng cụ chạy điện phải có dây nối đất với thân máy. Khi phải dùng đến nguồn điện chiếu sáng cần dùng loại đèn sách tay có điện thế < 36 vôn và có lưới bảo vệ. Khi phải sử dụng đến búa tạ người sử dụng cần phải chú ý không để người khác đứng đằng sau hay gần hai bên. Chú ý: Đầu quay roto phải ngừng làm việc ngay nếu các trường hợp sau đay xảy ra: + Roto bị rung quá mức. + Bị dò rỉ chảy dầu ra ngoài + Xuất hiện tiếng động, tiếng gõ lạ bên trong roto. + Cạn dầu bôi trơn + Tâm roto, tâm tháp và tâm lỗ khoan không đồng tâm Khi kết túc ca người thợ cần phải: -Thu gọn tổ làm việc, dọn dụng cụ, thiết bị bảo hộ, tài sản vào chỗ chuyên dùng. - Tiến hành ghi lại công việc cần thiết vào sổ đổi ca . - Báo cáo đốc công hoặc đổi ca về tình trạng hư hỏng của roto - Rời chỗ làm việc khi bàn giao xong ca CHƯƠNG V TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐẦU QUAY ROTO 5.1. Một số thông số của giếng khoan 5.1.1 Thông số chế độ khoan - Tải trọng đáy (G) 18÷20 T - Lưu lượng bơm (Q) 38÷40 l/s - Tốc độ quay của choòng 67÷134 (vòng/phút) 5.1.2 Thống số của giếng - Loại giếng khoan: khai thác - Vị trí: Mỏ Bạch hổ - Chiều sâu giếng: 2570 m -Đường kính giếng khoan: 12¼ (in). - Ống chống: (in). - Ống khai thác: (in) Bảng 5.1 Cấu trúc bộ khoan cụ Bộ khoan cụ Đ/kính (mm) Chiều dài (m) Trọng lượng (kg) åchiều dài (m) åtrọng lượng (T) Chòong 293,3 0,35 100 0,35 0,100 Định tâm 295,3 1,67 353 9,49 2,143 UBHO 203,0 0,65 150 10,14 2,293 c/n không nhiểm từ 203,2 9,40 2070 48,48 10,796 c/n xoắn 203,2 28,20 6210 57,14 12,642 c/k nặng 127,0 27,42 2013 122,76 18,502 Búa thủy lực 158,8 9,94 609 122,70 19,111 c/k nặng 127,0 109,68 8053 232,38 27,164 5.2. Tính toán công suất chi phí cho quá trình khoan Khi khoan công suất của đầu quay roto được xác định theo công thức sau: (5.1) Công suất để quay cột cần khoan không tải được xác định theo công thức: (1) C: Là hệ phụ thuộc vào độ cong của giếng khoan (C= 18,8.10-5÷28,8.10-5) D: Đường kính ngoài của cần khoan (D=127 mm) γ : Trọng lượng riêng của dung dịch (γ = 1,12 G/cm2) L: Chiều dài cần khoan (6,71 m) n: Tốc độ quay của cột cần khoan (134 v/ph) Thay số vào ta có: Nkt = 20.10-5.1,12.0,1272.1341,7.6,71= 677218,256 (kw) Công suất phá đá của choòng khoan được xác định theo công thức: (2) K: Là một hệ số phụ thuộc vào độ mài mòn của choòng (K= 0,1÷0,3) Dc: Đường kính choòng (295,3 mm) Gc: Tải trọng đáy (18÷20T) Thay số ta được: Nc=46,4.10-4.0.2.295,3.10-2.20.103.134=7344,229 (kw) Từ (1); (2); ta sẽ có: Thay số vào ta sẽ được: N= 677218,256 + 7344,229 = 684562,458 (kw) 5.3. Tính toán lực tác dụng lên đầu quay roto Trong quá trình đầu quay roto làm việc chủ yếu chịu tác dụng của momen xoắn, được xác định theo công thức: (5.2) k: Hệ số tải trọng động (k = 1,5÷2) N: công suất quay cột cần phục vụ cho choòng phá đá. Theo tính toán ở mục 5.2 ta sẽ xác định dược công suất quay cột cần cho choòng phá đá là: N684562,485 (kw) 731766615,6 (mN) Trọng lượng của toàn bộ cột cần khoan xác định theo công thức: (5.3) L: Chiều dài cột cần (2570 m) lcn: Chiều dài cần nặng (105,62 m) q: Trọng lượng 1m cần khoan (16,5) qcn: Trọng lựơng 1m cần nặng (2212 kg) G: Trọng lượng của choòng (100) : Trọng lượng riêng của dung dịch (1,12 N/m3) : Trọng lượng riêng của thép (7,852 N/m3) Thay số vào ta có: Q[(2570-105,62).16,5 + 105,62.2212 + 100].(1- =234726,299 (kg) Tải trọng tĩnh lớn nhất tác dụng lên roto là: (5.4) k: Hệ số kẹt mút (k = 1,3) Qmax= 234726,29(1-).1,3=43525,40 (kg) . Các biện pháp sử dụng để nâng cao tuổi thọ của roto Khi ta đã đạt được sự hoàn thiện về kết cấu, về công nghệ chế tạo và lắp đặt máy cũng vẫn chưa đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ của máy mà một điều kiện cần thiết nữa là phải vận hành kỹ thuật thành thạo, có hệ thống bảo dưỡng, sửa chữa hợp lý. Nhiệm vụ của vận hành kỹ thuật máy là đảm bảo tình trạng kỹ thuật tốt, sự làm việc không xảy ra hỏng hóc và có hiệu quả cao. Mục đích của bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa là đảm bảo khả năng làm việc của máy. Trong đó, bảo dưỡng kỹ thuật là tập hợp các biện pháp chống lại sự mòn hỏng, còn sửa chữa là làm mất các hậu quả của sự mòn hỏng ấy. 5.4.1.Những ảnh hưởng của quá trình sử dụng đến tính chất của dầu bôi trơn 5.4.1.1 Những thay đổi về tính chất hóa lý Sau một thời gian làm việc, chất bôi trơn có thể bị thay đổi tính chất, các tính chất ban đầu bị thay đổi so kết quả của các quá trình hóa lý sau: + Sự bay hơi các thành phần nhẹ của dầu. + Sự nhiễm bẩn bởi sản phẩm của quá trình mòn. + Sự ôxi hóa dầu bôi trơn. + Sự ngậm nước của dầu. Trong đó cần lưu ý trước hết là sự ôxi hóa. Đó là tập hợp các biến đổi hóa học của dầu khi có ôxi. Về cơ bản sự ôxi hóa xảy ra trong màng bôi trơn mỏng. ở đó dầu chịu áp suất lớn và bị nung nóng nhất. Tuy nhiên, sự ôxi hóa cũng xảy ra mạnh khi bề mặt tiếp giáp của dầu với không khí lớn, khi bôi trơn bằng dòng hoặc bằng cách nhúng vào. Sự tạo bọt, sự bão hòa không khí, sự tăng nhiệt độ, sự ngậm nước và sự có mặt của các hạt kim loại (thép, đồng thanh, đồng thau, babit và sản phẩm của sự ăn mòn chúng) đều kích thích sự ôxi hóa. Do sự ôxi hóa, hàm lượng của các chất có nhựa trong dầu tăng lên và tạo ra các chất nhựa mới làm tăng độ nhớt của dầu. Điều này làm tăng tác dụng thủy động, tăng khả năng tải và cải thiện khả năng bôi trơn của dầu trong vùng ma sát có bôi trơn giới hạn. Nhưng tổn thất trong các ống dẫn cũng tăng lên làm tăng nhiệt độ và sự ôxi hóa. Ngoài ra, các chất không tan tạo thành do sự ôxi hóa có thể kết tủa và lắng trên bề mặt ma sát làm tăng lên sự mài mòn. Sự ngậm nước của dầu trong các hệ thống bơi trơn là do các nguyên nhân sau: + Do sự phân hủy cacbua hiđrô của dầu trong quá trình ôxi hóa. + Sự thoát hơi và rò nước qua các đệm kín. + Sự ngưng tụ hơi nước từ không khí. Sự ngậm nước làm giảm tính chất bôi trơn của dầu, tăng nhanh sự ôxi hóa, tạo ra nguy cơ làm ăn mòn bề mặt của chi tiết và là một trong những nguyên nhân chủ yếu của sự mòn hiđrô. 5.4.1.2 Sự tạo bọt Bọt là sự liên kết của các thể tích hoặc hơi nước cực nhỏ tách rời nhau bởi màng chất lỏng có chiều dày cỡ 10-5 cm. Bọt tạo thành khi khuấy dầu và khi tách các chất khí, hơi nước, không khí ra khỏi dầu. Các hiện tượng không tốt của sự tạo bọt: - Giảm sự bôi trơn. - Tăng nhanh quá trình ôxi hóa. - Mất khả năng bơm bằng dòng chảy đều đến các bề mặt bôi trơn - Có thể dẫn đến quá nhiệt cục bộ. Để giảm sự tạo bọt, người ta cho vào dầu các chất phụ gia chống tạo bọt. 5.4.2 Chạy thử máy (chạy rà) Trước khi đưa vào sử dụng cần tiến hành chạy thử máy. Trong thời gian chạy thử cần thực hiện hai quá trình sau: + Làm mòn bề mặt trên các đỉnh độ nhám và các phần mà ở đó có sai số công nghệ ban đầu, có khuyết tật do lắp ghép và các biến dạng nhiệt. + Hủy hoại độ nhám ban đầu của bề mặt và tạo ra độ nhám mới có các thông số và hướng xác định đặc trưng cho mỗi bề mặt ma sát khi máy làm việc trong chế độ sử dụng lâu dài. Sự chạy rà xảy ra trong chế độ bôi trơn giới hạn hoặc nửa ướt. Sau khi chạy rà, dầu đã bị nhiễm bẩn và phải thay. Sự thay dầu được tiến hành khi dầu còn đang nóng để làm sạch cặn tốt hơn, sau đó rửa bằng dầu ít nhớt hoặc hỗn hợp dầu mazut. Quá trình chạy rà kết thúc khi các điều kiện sau đây được thỏa mãn: + Đường cong mài mòn chuyển sang đoạn thẳng (có thể xác định bằng hàm lượng mạt sắt có trong dầu). + Đạt được công suất cực tiểu để máy chạy không tải. + Đạt tới sự ổn định của mômen ma sát và nhiệt độ. + Đạt được công suất có ích lớn nhất của động cơ với tốc độ đã cho. + Đạt được sự áp sát các bề mặt tiếp xúc. Thời gian chạy thử phụ thuộc vào các thông số sau: - Độ nhám ban đầu của các bề mặt ma sát. - Độ chính xác khi gia công và lắp ráp các chi tiết. - Vật liệu các chi tiết của cặp ma sát. - Chế độ làm việc của máy. - Chế độ thử. - Tính chất của dầu bôi trơn. Để giảm bớt thời gian chạy thử, người ta có thể đưa thêm các chất phụ gia vào dầu. Chế độ chạy thử là sự liên tục đặt tải ở các chế độ vận tốc và nhiệt độ thích hợp, sao cho loại trừ sự kẹt các cặp ma sát. Khi chạy rà nên sử dụng dầu có độ nhớt nhỏ hơn 2 ÷ 3 lần so với dầu khi sử dụng máy. 5.4.3 Bôi trơn các cụm ma sát khi vận hành Trong quá trình sử dụng máy, số lượng dầu giảm đi vì rò qua chỗ hở, một phần thành cặn, một phần mất cùng nước tách ra do bay hơi hoặc sự cháy. Để bù lại, cần thêm dầu vào theo định kỳ. Mặt khác, do sự lão hóa, dầu sẽ mất tính bôi trơn nên ta cần phải thay dầu mới. Thời hạn thay dầu phụ thuộc vào điều kiện làm việc của máy và có thể khác nhau cho cùng một loại máy. Để xác định cần có kinh nghiệm sử dụng các loại máy tương tự. Độ tinh khiết của chất bôi trơn là một trong các điều kiện quan trọng nhất để tăng tuổi thọ. Chất bôi trơn bị nhiễm bẩn sẽ làm tăng sự mài mòn các chi tiết. Bởi vậy khi vận chuyển, bảo quản và khi tra dầu cần có các biện pháp chống nhiễm bẩn. \ Trong quá trình thực tập và thu thập tài liệ để làm đồ án tốt nghiệp, với sự giúp đỡ tận tình của các cán bộ công nhân viên trong xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro cùng các bạn em đã hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình là thu thập những tài liệu cần thiết để làm đồ án tốt nghiệp. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của thầy cô trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí và Công Trình, đặc biệt là thầy giáo T.s. Nguyễn Văn Giáp cùng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của các bạn, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp với đề tài: “QUY TRÌNH VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA ĐẦU QUAY ROTO P-560 Ở MỎ BẠCH HỔ. PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC KHOAN THĂM DÒ KHAI THÁC DẦU KHÍ, TẠI GIẾNG N0-015, GIÀN MSP-7, CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN ĐÂU QUAY ROTO ” Về mặt thực tế thì sự hỏng hóc của đầu quay roto chỉ sửa chữa ở những chi tiết đơn giản như các vòng phớt , klin, then, ổ bi. Các hỏng hóc còn lại hầu hết là thay thế mới để đảm bảo độ chính xác khi vận hành và hiệu quả kinh tế. Trong bản đồ án này em đã đưa ra một số biện pháp xử lý sai hỏng của đầu quay roto và các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dung, xong không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy cô và các bạn để tự hoàn thiện hơn kiến thức của mình. Sau khi tốt nghiệp ra trường đi công tác em sẽ không còn bỡ ngỡ về thiết bị khoan nói chung và đầu quay roto nói riêng, để phục vụ tốt hơn cho công việc của mình. Một lần nữa em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo T.s Nguyễn Văn Giáp đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Cùng toàn thể thầy cô trong bộ môn Thiết Bị Dầu Khí và tất cả các bạn đã giúp đỡ em trong thời gian qua. Em tin rằng với những gì mà thầy cô trong trường Đại Học Mỏ Địa Chất đã trang bị cho em trong năm năm qua. Em sẽ hoàn thành tốt mọi công việc của mình trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 6 năm 2009 Sinh viên thực hiện Đoàn Xuân Cường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Vũ Thế Sự (2003), Công nghệ sửa chữa máy và thiết bị mỏ, Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội,tr.9-103 [2].Nguyễn Trọng Hiệp (2003), Chi tiết máy, Nxb Giáo dục, Hà Hội, tr.48-65 [3]. J.P NGUYEN (1995, dịch Lê Phước Thảo), Kỹ thuật khoan dầu khí, Nxb Giáo dục, Hà Nội, tr.1-27 [4]. Đoàn Thiên Tích (2001), Dầu khí Việt Nam, Nxb Đại Học Quốc Gia TPHCM, tr.76-105