Bơm trục vít hiệu suất cao

Về một số câu hỏi liên quan đến máy bơm trục vít, An Huy Shengshi Datang muốn chia sẻ một số hiểu biết với mọi người.   Phân tích nguyên nhân và mối nguy hiểm của sự quay ngược của dây thanh trong Bơm trục vít Giếng 1. Phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng quay ngược của chuỗi thanh trong giếng bơm trục vít Trong quá trình khai thác dầu khí bằng bơm trục vít, hiện tượng quay ngược của chuỗi cần là một sự cố khá phổ biến. Nguyên nhân gây ra hiện tượng quay ngược này rất phức tạp, nhưng nguyên nhân chính là do bơm đột ngột dừng hoạt động hoặc bị kẹt, gây ra biến dạng và xoắn của chuỗi cần. Sự giải phóng nhanh chóng của biến dạng và xoắn này sau đó dẫn đến hiện tượng quay ngược. Cụ thể, nếu bơm trục vít đột ngột dừng hoạt động hoặc bị kẹt trong quá trình vận hành, sẽ xảy ra chênh lệch áp suất giữa chất lỏng áp suất cao được giữ lại trong ống khai thác và áp suất thủy tĩnh của giếng khoan trong vòng đệm ống chống. Được điều khiển bởi chênh lệch áp suất này, bơm trục vít hoạt động như một động cơ thủy lực, dẫn động rotor và chuỗi cần được kết nối quay nhanh theo chiều ngược lại. Sự quay ngược của chuỗi thanh bơm trục vít chịu ảnh hưởng của chênh lệch áp suất ống-vỏ, biểu hiện các biến thể về thời gian và tốc độ quay ngược. Nhìn chung, chênh lệch áp suất ống-vỏ lớn hơn dẫn đến tốc độ quay ngược nhanh hơn và thời gian dài hơn cho chuỗi thanh. Khi chênh lệch áp suất giảm dần, tốc độ và thời gian quay ngược tương ứng cũng giảm cho đến khi chênh lệch áp suất cân bằng, tại thời điểm đó, sự quay ngược dần dừng lại. Khi xảy ra sự quay ngược, chuỗi thanh rung mạnh. Nếu xảy ra cộng hưởng trong quá trình rung động này—có nghĩa là tần số rung của chuỗi thanh đảo ngược đồng bộ với tần số tự nhiên của đầu giếng—tốc độ quay có thể tăng vọt ngay lập tức lên mức tối đa. Tình huống này có thể gây ra tai nạn an toàn nghiêm trọng, gây ra tác hại đáng kể cho công trường và thậm chí dẫn đến thương vong. 2. Mối nguy hiểm của chuỗi thanh quay ngược trong giếng bơm trục vít Mức độ nguy hiểm do dây cần quay ngược thay đổi tùy thuộc vào tốc độ và thời gian đảo ngược. Các trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến sự cố an toàn tại chỗ với hậu quả nghiêm trọng. Cụ thể, các mối nguy hiểm chủ yếu biểu hiện ở ba khía cạnh sau: (1) Quay ngược có thể khiến dây thanh bị lệch khỏi vị trí ban đầu, dẫn đến thanh đánh bóng của bơm trục vít bị lắc lư. Điều này có thể gây hao mòn đáng kể cho thiết bị bơm trục vít, làm hỏng nhiều bộ phận và linh kiện. (2) Trong quá trình quay ngược, nếu tốc độ quá cao hoặc thời gian quay quá dài, nhiệt độ của các bộ phận quay ngược có thể liên tục tăng cao, có khả năng gây cháy khí dễ cháy ở đầu giếng, gây ra nổ tại nơi làm việc, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng không lường trước được. (3) Nếu không kiểm soát hiệu quả hiện tượng quay ngược, puli dẫn động có thể bị vỡ. Các mảnh puli văng ra xung quanh nơi làm việc có thể gây thương tích cho nhân viên, làm hỏng khu vực khai thác dầu khí, làm giảm hiệu suất khai thác và tăng khả năng xảy ra các sự cố an toàn khác nhau. Thiết bị chống xoay ngược thường được sử dụng cho dây thanh giếng bơm trục vít 1. Thiết bị chống đảo ngược kiểu bánh cóc và chốt Thiết bị này ngăn chặn hiện tượng quay ngược bằng cách sử dụng khớp nối một chiều giữa bánh cóc và chốt hãm. Cụ thể, bánh cóc và chốt hãm ăn khớp thông qua cấu hình ăn khớp ngoài. Khi hệ thống truyền động bơm trục vít hoạt động bình thường, lực ly tâm sẽ khiến chốt hãm tách khỏi dải phanh bánh cóc, do đó thiết bị chống đảo ngược không hoạt động. Tuy nhiên, khi bơm trục vít đột ngột dừng hoạt động, thanh truyền bắt đầu đảo ngược do quán tính. Trong quá trình quay ngược này, trọng lực và lực lò xo sẽ ​​khiến chốt hãm ăn khớp với dải phanh bánh cóc, kích hoạt thiết bị chống đảo ngược. Thiết bị sau đó sẽ phân tán mô-men xoắn sinh ra bởi quá trình quay ngược tốc độ cao thông qua lực ma sát. Thiết bị khóa bánh cóc và chốt có cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt, chi phí tổng thể thấp, đồng thời có tính linh hoạt và khả năng điều khiển tốt. Tuy nhiên, thiết bị này thường đòi hỏi sự can thiệp thủ công ở khoảng cách gần để kích hoạt/vận hành. Vận hành không đúng cách có thể khiến bề mặt ma sát bị trượt, gây nguy cơ mất an toàn. Ngoài ra, loại thiết bị này có thể tạo ra tiếng ồn đáng kể trong quá trình vận hành, khiến các bộ phận chịu tác động và hao mòn đáng kể, đòi hỏi phải thay thế linh kiện thường xuyên. 2. Thiết bị chống đảo ngược loại ma sát Thiết bị chống đảo ngược loại ma sát bao gồm hai phần chính: một bộ ly hợp quá tốc xác định hướng quay và một cụm guốc phanh. Trong thiết bị này, guốc phanh được kết nối với thân phanh thông qua đinh tán, và hai thân phanh kẹp chặt vòng ngoài. Trong quá trình vận hành Bơm trục vít bình thường (quay theo chiều kim đồng hồ), thiết bị vẫn không hoạt động. Khi tắt máy đột ngột gây ra hiện tượng quay ngược, cơ cấu truyền động sẽ đảo ngược. Ở trạng thái này, các con lăn di chuyển giữa bánh xe sao và vòng ngoài, kích hoạt thiết bị. Hiệu ứng giảm chấn tạo ra sẽ hạn chế chuyển động quay của bánh xe sao, do đó đạt được chức năng chống đảo ngược. Tuy nhiên, vì hoạt động của thiết bị này thường yêu cầu điều khiển thủ công nên việc xử lý không đúng cách có thể dẫn đến hỏng hóc. Hơn nữa, việc thay thế thiết bị này tiềm ẩn những rủi ro an toàn đáng kể. Do đó, ứng dụng của nó trong các giếng Bơm trục vít hiện nay tương đối hạn chế. 3. Thiết bị chống đảo ngược loại Sprag Thiết bị chống đảo ngược kiểu sprag hoạt động dựa trên nguyên lý của một ly hợp quá tốc. Cụ thể, trong quá trình bơm trục vít hoạt động bình thường (xoay thanh truyền về phía trước), các sprag bên trong thiết bị sẽ thẳng hàng và không khớp với vòng ngoài, giữ cho thiết bị không hoạt động. Khi bơm đột ngột dừng lại và thanh truyền bắt đầu quay ngược, mô-men xoắn ngược sinh ra sẽ khiến thiết bị quay theo hướng ngược lại. Điều này làm cho các sprag thẳng hàng theo hướng ngược lại, khóa chúng vào vòng ngoài và ngăn thanh truyền quay ngược lại. Thiết bị kiểu sprag có cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt, khả năng điều khiển tốt và vận hành an toàn cao, giảm thiểu nguy cơ tai nạn. Thiết bị cũng có tuổi thọ cao và không cần thay thế linh kiện thường xuyên. Nhược điểm là không thể giải quyết triệt để vấn đề quay ngược. Nếu mô-men xoắn ngược vượt quá khả năng chịu đựng của sprag, nó có thể gây ra hỏng sprag và trục trặc thiết bị. Ngoài ra, việc bảo trì thiết bị hàng ngày có thể gây bất tiện. 4. Thiết bị chống đảo ngược loại thủy lực Nguyên lý hoạt động của thiết bị chống đảo ngược thủy lực khá giống với hệ thống phanh của ô tô. Khi bơm trục vít đột ngột dừng lại và thanh truyền sắp quay ngược, động cơ thủy lực bên trong thiết bị sẽ được kích hoạt. Áp suất chất lỏng thủy lực sẽ đẩy má phanh ma sát vào đĩa phanh, giải phóng một lượng lớn năng lượng đảo ngược, qua đó triệt tiêu lực quay ngược của thanh truyền. Ưu điểm của thiết bị thủy lực bao gồm vận hành ổn định và đáng tin cậy, độ an toàn cao, không gây tiếng ồn và không gây nguy hiểm cho nhân viên tại hiện trường. Việc bảo trì, thay thế và bảo dưỡng hàng ngày tương đối thuận tiện và an toàn. Loại thiết bị này có thể giải quyết triệt để vấn đề quay ngược, nâng cao độ an toàn vận hành của hệ thống bơm trục vít. Nhược điểm là chi phí cao và yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt đối với các bộ phận thủy lực, dẫn đến chi phí bảo trì và thay thế có thể cao hơn. Nếu xảy ra các vấn đề như suy giảm hoặc rò rỉ chất lỏng thủy lực trong quá trình vận hành, hiệu suất của thiết bị có thể bị ảnh hưởng, đòi hỏi phải bảo trì thường xuyên. Các biện pháp giải quyết hiện tượng dây thanh quay ngược trong Bơm trục vít Giếng 1. Nghiên cứu và ứng dụng các thiết bị chống đảo ngược an toàn hơn, đáng tin cậy hơn Phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng quay ngược của dây thanh cho thấy các yếu tố chính là sự giải phóng năng lượng đàn hồi tiềm ẩn trong dây thanh và ảnh hưởng của chênh lệch áp suất giữa ống và vỏ. Nếu hiện tượng quay ngược không được kiểm soát hiệu quả, đặc biệt là ở tốc độ cao hoặc trong thời gian dài, nó có thể dẫn đến một loạt hậu quả nghiêm trọng và sự cố an toàn, gây ra những rủi ro đáng kể. Do đó, cần tăng cường nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật. Dựa trên các thiết bị chống đảo ngược hiện có, cần nâng cấp và cải tiến để phát triển và áp dụng các thiết bị an toàn hơn và đáng tin cậy hơn. Những thiết bị này sẽ đảm bảo giải phóng mô-men xoắn an toàn và loại bỏ hiệu quả chênh lệch áp suất trong quá trình tắt máy bơm trục vít đột ngột, giảm thiểu các rủi ro an toàn liên quan. Nguyên lý hoạt động, ưu điểm và nhược điểm của các thiết bị chống đảo ngược thông thường cần được phân tích sâu để có những cải tiến cụ thể. Điều này sẽ tăng cường tính ổn định và độ tin cậy của các thiết bị này, giảm thiểu rủi ro an toàn trong quá trình sử dụng và tối đa hóa an toàn vận hành của thiết bị bơm trục vít. 2. Ứng dụng của công tắc chống chảy ngược giếng khoan Sử dụng công tắc chống chảy ngược giếng khoan có thể giải quyết hiệu quả hiện tượng quay ngược do lực thủy lực gây ra. Công tắc chống chảy ngược giếng khoan bao gồm các thành phần như đĩa, bi, thanh đẩy, chốt cắt và bộ phận chuyển tiếp. Ứng dụng của nó trong hệ thống truyền động bơm trục vít có thể giảm mô-men xoắn sinh ra trong quá trình dừng đột ngột, giảm tốc độ quay ngược và giảm thiểu hiện tượng quay ngược do chênh lệch áp suất giữa ống và vỏ. Bằng cách phân tán lực thủy lực, nó giúp kiểm soát hiện tượng quay ngược và ngăn ngừa dây thanh bị giật lùi. Công tắc chống chảy ngược có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và dễ lắp đặt. Nhờ độ ổn định cao, độ tin cậy cao và triển vọng ứng dụng rộng rãi, nó đã được sử dụng rộng rãi trong phát triển mỏ dầu. 3. Tăng cường quản lý an toàn bề mặt Để kiểm soát hiệu quả hiện tượng quay ngược, điều cần thiết không chỉ là trang bị cho hệ thống bơm trục vít các thiết bị chống quay ngược phù hợp mà còn phải tăng cường quản lý an toàn trong vận hành bề mặt và thực hiện các biện pháp bảo vệ để giảm thiểu hậu quả bất lợi của hiện tượng quay ngược. Các biện pháp cụ thể bao gồm: ① Nhân viên phải thực hiện kiểm tra, bảo trì và bảo dưỡng hàng ngày đối với thiết bị bơm trục vít, lưu giữ hồ sơ quản lý thiết bị phù hợp, liên tục tích lũy kinh nghiệm và nâng cao năng lực phòng ngừa an toàn. ② Thực hiện giám sát liên tục hoạt động của hệ thống bơm trục vít để phát hiện kịp thời các bất thường. Thực hiện ngay các biện pháp chẩn đoán sự cố và xử lý sự cố để giảm thiểu khả năng xảy ra hiện tượng quay ngược. ③ Thiết lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp toàn diện. Trong trường hợp xảy ra sự cố đảo chiều đột ngột, hãy kích hoạt ngay kế hoạch ứng phó khẩn cấp để giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố an toàn.