DPC2803压缩机二级压缩改造实验与效果评价.docx

DPC2803 压缩机二级压缩改造实验与效果评价郭宏勃 1，2，文明风 2，刘建斌 2，王博 2，王力 2，张秀峰 2（1.西安石油大学，陕西西安 710065；2.中国石油长庆油田分公司第五采气厂，陕西西安 710069）摘 要：压缩机在苏里格气田生产运行中扮演不可或缺的角色，是冬季生产的核心设备，不仅能有效降低系统压力，减少单井管线冻堵，还能对低产低效井起到提产作用。通过对苏里格气田东区产量较低集气站压缩机二级压缩改造，在 提高设备气井利用率及效率的同时，降低了各类气阀故障、动力缸故障发生频率，提高了单井产气量、减少了管线冻 堵率。关键词：DPC2803 压缩机；改造；二级压缩doi:10.3969/j.issn.1673-5285.2014.07.025中图分类号：TE964文献标识码：B文章编号：1673-5285（2014）07-0107-03压缩机是苏里格气田生产中最重要的设备之一，肩负着增压外输及冬季生产降低系统压力、减少 管线冻堵的作用。它运行状态的好坏将直接影响气 井产量及管网运行等。因此保证压缩机连续稳定运 行是气田生产设备管理工作的一项最基本也是最重 要工作。10.16 cm、排气压力 3.0 MPa。从模拟结果可以看出压缩机在此工况下运转存在两个问题，（1）容积效率过低（压缩比太大）；（2）负载率过低。这两个问题会分别造 成压缩比大、压缩机排温高、气阀故障频繁与动力缸温 差大、活塞易积碳等故障。1.2 故障分析2013 年冬季（10、11、12 月）对压缩机故障分析后 发现，月均停机 7.3 次，主要故障为压缩缸气阀故障、 排温高及动力缸温差大等异常，与理论分析相符。集气站压缩机运行现状1随着单井产量的递减，部分集气站气量已难以达到压缩机最小处理量，压缩机负载过低，从而导致运行 时容易出现进排气阀故障、排气温度高、动力缸温差 大、活塞易积碳等一系列问题，致使压缩机频繁停机。 就设备而言，（1）影响设备利用率；（2）增加设备维修成 本；（3）降低设备寿命。而对生产来说，压缩机停机后会 引发系统管网压力升高、集输管线冻堵等现象，直接影 响外输气量。以苏 XX 站为例，对其进行工况计算及故障分析。 该集气站目前接井 35 口，累计配产 8.7104m3/d，系统 压力为（分离器压力）0.75 MPa，外输压力 3.0 MPa，实际日均产气量 8.4 万立方米，一台 DPC2803 压缩机。1.1工况计算利用 Ajax 软件对压缩机进行工况模拟计算：进气 压力 0.75 MPa、进气温度 7 、两压缩缸余隙均为压缩机二级改造实验2在外部环境、进气压力、排气压力无法改变的情况下可以通过改一级压缩为二级压缩的方式来提高容积效率（减小压缩比）及负载率，使压缩机得以在较好的 工况下运行，减少故障停机。一级压缩改二级压缩需将 2413 cm 一级压缩缸更换为 34.29 cm 压缩缸，由于压缩缸供货周期较长， 暂时进行简易、临时的不换缸改造，将一级压缩缸与二 级压缩缸余隙分别调至 7.62 cm 与 20.32 cm，并按流 程图通过调整“8”字盲板将一级压缩流程改为二级压 缩流程（见图 1，图 2）。改造后天然气经第一级压缸压缩后再次进入第二级压缩缸进行压缩，将一级压缩变为二级压缩。* 收稿日期：201405-22石油化工应用2014 年第 33 卷108进门进缓冲罐气分 离 器压缩缸空冷器缓冲罐去外输进缓冲罐气分 离 器空冷器压缩缸缓冲罐图 1 一级压缩流程进门一级进气分离器缓冲罐通过“8”字盲板快速切换流程通过“8”字盲板快速切换流程压缩缸空冷器缓冲罐去外输一缓冲罐级进气分离器空冷器压缩缸缓冲罐图 2 二级压缩流程数明显降低，由月均停机 7.3 次降低至 2 次，其中气阀 故障、排温高故障停机几乎为零，节约气阀维修费用效果评价3二级压缩改造完毕后启用新流程，使天然气进行二级压缩，通过三个月的试运行，根据现场运行、数据 监测等情况，从改造前后运行工况、故障停机频次、机 组震动、生产效益四个方面对本次改造进行评价。31 运行工况约 1 200 元/月（单台机组），动力缸温异常停机也有所下降。33机组震动情况改造前后，我们定期在低速（330 r/min 左右）与中 高速（370 r/min 左右）对该改造机组 1#、2# 压缩缸、曲 轴箱与空冷器震动情况进行了轴向、径向及垂直方向 的测量，由于数据较多，因此只选出部分数据进行分 析、对比。从表 2 中可以看出，在一级压缩与二级压缩 处理量相同，进气压力、排气压力基本相同的情况下， 震动无差别，均在正常震动范围内。3.4生产效益由于开关井不定、泡排影响及外部环境温度的变 化导致无法定量的从产气量、冬季管线冻堵率等来评 价其效果，但自二级压缩改造后，系统压力由 0.75 MPa从进组运行数据与软件工况模拟可看出容积效率低 （压缩比大） 已经得到彻底解决，负载率也提高至56.1 %。表 1 苏里格气田东区苏东 XX 站压缩机运行工况参数运行方式转速（/ rmin-1）进气压力/MPa处理量（/ 104m3/d）排气温度/负载率/%压缩比一级3300.758.68104451.50二级3500.718.71941.69/2.3756.103.2故障停机频次机组在以二级压缩工况运行后，发现故障停机次第 7 期郭宏勃等DPC2803 压缩机二级压缩改造实验与效果评价109表 2 苏里格气田东区苏东 XX 集气站压缩机震动测量数据测量点震动（/ mms-1）进气压力/MPa排气压力/MPa转速运行方式时间1# 压缩缸2# 压缩缸曲轴箱空冷器（/ rmin-1） 轴向径向垂直轴向径向垂直轴向径向垂直轴向径向垂直一级压缩2013.12.50.782.803283.32.52.92.62.22.41.63.73.11.11.21.2二级压缩2014.1.200.771.12/2.863313.53.11.82.43.01.83.12.13.11.11.81.5一级压缩2013.12.180.570.97/2.803293.52.72.22.62.82.52.43.03.01.11.51.3二级压缩2014.1.90.550.96/2.803313.42.63.02.62.62.42.83.63.11.21.71.5一级压缩2013.12.80.752.813703.62.73.12.82.62.71.63.43.21.21.21.4二级压缩2014.1.210.771.11/2.843703.83.03.22.72.83.01.83.63.31.31.21.6改造前改造后降低至 0.55 MPa，系统压力明显降低，增大了气井节流器上下游压差，对气井携液、增产与管网携液会有一定帮 助。自二级压缩改造以来，累计增产气量 219104m3/d，日 均产液量增加 0.98104m3，且管线冻堵率也明显下降。1101009080结论47060从效果评价中可以看出，通过对压缩机进行二级压缩改造：（1）二级压缩大大提高了压缩机在低载荷下的运行 工况，降低了压缩机故障停机频次，减少了维修费用。（2）二级压缩降低了管网系统压力，有助于提高单 井产量与管网的携液能力，并有效降低了冬季管线冻堵频率。（3）二级压缩降低了压缩机的处理量，适合产气量较低（515104m3/d）的集气站。50123 45678910 11 12131415图 3二级压缩改造前后半月内产气量对比图地温改造前改造后76543210123 456789 1011 12 131415图 4二级压缩改造前后半月内冻堵频率比图参考文献：351王小强，景军军DPC2803 型天然气压缩机在苏里格气田的应用J.石油化工应用，2010，29（1）：82-84安维杰，刘银春，李艳芳苏里格气田增压工艺技术研究J.内蒙古石油化工，2013，（2）：73-75刘祎，王登海，杨光，等苏里格气田天然气集输工艺技术的优化创新J.天然气工业，2007，27（4）：139-141赵涛，陈龙，李文鹏，等苏里格气田天然气压缩机气阀故障及判断方法J.天然气技术与经济，20