油气田用往复式压缩机

中国石油集团济柴动力总厂成都压缩机厂2014-7-10油气田用往复式压缩机产品与应用–油气田往复式压缩机应用技术交流会材料1往复式压缩机在油气生产中应用广泛，效果显著。往复式压缩机是油气田较为复杂的“动设备”，使用维护管理难度大、风险高。前言目录油气田压缩机发展现状及典型应用一成压厂主要产品和服务二保障能力三3（一）油气田往复式压缩机发展现状1.主要应用类型喷射式轴流离心透平式速度式单齿罗茨滚动转子涡旋滑片单螺杆双螺杆回转式膜片式活塞式往复式容积式压缩机•油气田应用领域，往复活塞式占80%以上。•运行效率高,绝热效率大于80%;•压比高,适用范围广;•适应性强,流量调节方便;•结构复杂，易损件多，维护工作量大。往复活塞式压缩机：4（一）油气田往复式压缩机发展现状2.标准规范名称侧重点应用范围使用注意事项API618（GB20322-2006）石油及天然气工业用往复压缩机侧重压缩机，提供压缩机最低设计和使用要求，是制造商和用户关于往复压缩机知识和经验的总结。下游炼厂、化工厂等中低速往复压缩机（石化、化工）二者应该有机结合，相辅相成，互相补充。ISO13631(API11、GB25359-2010)石油及天然气工业用橇装集成往复压缩机侧重成套装置，针对成套商制定的一个标准，橇装装置可以大大减少现场施工量，缩短建设工期，减少占地面积，降低建设费用，保证质量。油气生产上游设施中高速压缩机5（一）油气田往复式压缩机发展现状3.国外发展情况•国外油气田用天然气压缩机发展比较完善，已形成各具风格与特色的系列，可满足油气田各种工艺条件的要求。Ariel公司、CAMERON公司、GEHSR公司•主机厂与成橇厂相对独立，专业分工细化。EXTERRAN公司、PROPAK公司•基础工业扎实，集成配套能力强。64.国内发展情况•炼油化工用低速机发展较为成熟，已形成较为完整的系列活塞力机组，满足应用需求。（一）油气田往复式压缩机发展现状•国内高速天然气压缩机的开发起步晚。一是小型低速机用于天然气生产；二是空气压缩机改型、变形产品；近20年来，随着石油天然气工业发展，国产高速天然气压缩机从无到有，从小到大，基本满足油气田应用需要。•成都压缩机厂有25年的专业油气田压缩机生产历史，最大功率6000kW，最高排气压力52MPa，市场占有率最高。是国内最重要的油气田压缩机专业生产厂。75.机组应用注意事项1）选型设计阶段--工况适应性（一）油气田往复式压缩机发展现状•相国寺储气库压缩机组。•西南油气田2004年引进DPC2803。•牙哈注气压缩机组。•吐哈温米高压机组。8（一）油气田往复式压缩机发展现状2）安装、调试阶段—培养操作维护骨干•验收•基础施工、安装质量•熟悉机组原理结构并制定操作规程•提前介入，全程参与93）使用运行阶段---配件储备充裕，易损件本地化（一）油气田往复式压缩机发展现状•油品/维护保养/巡检•备件-长庆油田ARIEL压缩机活塞杆断-西气东输京坛储气库,水泵盘根坏停机-华北煤层气GE压缩机活塞磨损,配件周期长-塔中进口压缩机活塞杆1万余小时损坏，进口6个月，国产1个月供货10•增压输送•储气库注气/采气•工艺流程•BOG闪蒸气压缩机•CNG压缩机上游中游下游•气体钻井•气举采油（气）•增压输送•集气•注气•工艺流程（二）油气田往复式压缩机典型应用11注入气体返出气体防喷器立管泄压管旁通管供气管流量、压力纪录仪排岩管回收池放空管增压装置膜制氮装置空压装置气体钻井工艺流程示意图以气体（空气、氮气、天然气）代替钻井液的钻井技术。与常规钻井相比，其主要优势表现在保护和发现储层、提高油气产量和采收率、提高钻井速度、减少或避免井漏等方面。1.气体钻井高压力，小功率，标准化，移动式；12注气是石油开采中广泛采用的一种二次采油方法。它通过注气井将气体注入地层，增加地层压力，使油气通过油井流到表面。压缩机是注气采油工艺的主要设备之一，其主要作用是将注入气体进行压缩增压，使其达到注气压力要求。注气用压缩机工艺流程示意图2.注气高压力，中、大功率，固定式；13气举是一种人工举气系统的形式，广泛用于补充自然构造能量，促进油井的开采。在此应用中，将收集、压缩油田气和（或）伴生气并将其注入油井套管。注入的气体通过安装在采油管柱不同高度的气压升降轴阀输送，降低油柱的静水压力，从而使油流动。这些气体可以被回收并重新再注入。气举工艺流程示意图3.气举采油(气)中、高压力，小功率，固定式或车载移动式；14随着气田开发年限的增加，气田井口压力降低，不能满足天然气处理厂的进厂压力条件。因此，集气工艺中压缩机的主要作用为：汇集各路气体（独力气井或其它来源天然气），并对气体进行增压以满足天然气处理厂进厂压力要求。煤层气低压集气也是类似应用。集气工艺流程示意图4.集气中压，中、小功率，固定安装；15支线管道建设的输气站、分输站；天然气处理厂外输气压缩机；燃气轮机增压等大多采用天然气往复式压缩机组。5.增压输送1号站2号站3号站中压，中、大功率，固定安装；增压输送工艺流程示意图16天然气处理主要是对天然气进行脱水、脱硫、轻烃回收等处理。压缩机是天然气处理的主要设备之一，在天然气处理工艺中，压缩机主要用于轻烃回收、丙烷制冷等工艺过程。丙烷制冷工艺流程示意图6.工艺流程中、低压，中、大功率，固定安装；17压缩机将来自各个气源的天然气注入到地下储存库，如枯竭油气层构造，废弃盐洞穴和地下矿洞。夏季存储的天然气在用气高峰的冬季扮演着重要角色，可以保持市场的稳定。注气压缩机组是地下储气库的核心设备，占到整个储气库地面建设投资成本的50%-60%。储气库压缩机组多为燃驱/电驱往复式压缩机组，目前主要依赖进口。储气库注气/采气压缩机组工艺示意图7.储气库高压，大功率，固定安装；注气/采气双工况18BOG是低温液化石油气罐内液体部分吸热蒸发，形成蒸发气（BOG即BoilOffGas）。通过它不断地把BOG压缩后冷凝成液体来控制低温储罐的压力和温度，从而保证液化石油气基地的正常和安全运转。目前，主要依赖进口。8.BOG闪蒸气压缩机LNG储罐汽化器LNG运输车栈桥BOG压缩机低温（进口温度一般为-160℃）低压，无油润滑，中、小功率，固定安装；LNG接收站工艺流程示意图19在CNG加气站成套设备中，压缩机是其核心部件，它决定了加气站的吸气压力及最大供气量。当加气站日供气能力确定之后,常规站配备1～2台压缩机，母站配备2～3台压缩机。CNG压缩机组工艺流程示意图9.CNG压缩机高压（25MPa），中、小功率，相对标准产品，固定式安装。20目录油气田压缩机发展现状及典型应用一保障能力三成压厂主要产品和服务二21往复式压缩机业务主机制造成撬配件供应和服务100-6000kW压缩机产品与服务范围100-10000kW22（一）整体式压缩机2324型号动力缸列数动力缸缸径×冲程(mm)标定功率(kW)标定转速(r/min)平均有效制动压力(MPa)压缩缸列数压缩活塞杆最大允许杆载(kN)吸气压力(MPa)排气压力(MPa)排气量(Nm3/d)ZTY851336×406853600.395197.861根据用户工况确定，最高排气压力35MPaZTY1702336×4061703600.395297.861ZTY2652381×4062654000.4332133.449ZTY3102381×4063104400.4332133.449ZTY4703381×4064704400.482177.811ZTY6304381×4066304400.483177.811整体式压缩机规格型号系列产品规格型号25技术特点：•全系列标准化设计，结构简单、操作维护方便。•非增压固定式天然气发动机驱动，重载低速，燃料气适应能力强。•转速、余隙机构、气缸单双作用等多种排气量调节方式，适应大范围工况变化。•专有的抗硫设计和制造技术，高含硫气田运行业绩。•就地，远传，网络数据采集等完善可靠的监控系统。•橇装结构，安装、运移方便。适用范围：•适用介质，天然气、煤层气等；主要用于油气田集气、注气、气举、增压输送、工艺流程等。2013年12月，418台套。整体式压缩机技术特点2610×ZTY265-四川威远气田增压站，进压：0.5～1.5MPa,排压12～15MPa,(1994年)典型应用272×ZTY470—西南油气田川西北气矿增压站--高含硫107g/m3,2000年典型应用282×ZTY630—长庆油田苏里格项目，2006年典型应用29（二）分体式压缩机30国产分体式压缩机主机系列2CF(100-2000kW)4CF(200-4000kW)6CF(600-6000kW)31压缩机:GECAMERONARIEL控制系统：AllenBradleySiemens发动机:CATERPILLARWAKESHA进口主机成撬（10000kW）主驱动电机仪表控制系统压缩机主机工艺气、放空、冷却、润滑系统联轴器空冷器橇体32部分已投运分体式压缩机机组产品名称规格型号典型配置工况范围分体式压缩机组燃气驱动式RTYRTY250CAT,G3408/2CFA吸气压力0～7.5MPa,排气压力1～50MPa,排气量3～300×104Nm3/dRTY500WAUKESHA,L36/4CFARTY700CAT,G3512/DS502RTY1030WAUKESHA,L5794/2CFCRTY1250WAUKESHA,L7044/4CFCRTY1476WAUKESHA,P9390/ES602RTY1490COOPER,12SGTD/WH74RTY2500WAUKESHA,12V275GL/FS706RTY3360WAUKESHA,16V275GL/6CFC电机驱动式DTYDTY132电机132kW/2CFADTY500电机500kW/DS602DTY900电机900kW/2CFCDTY1000电机1000kW,10KV/ES604DTY1600电机1600kW,10KV/ES704DTY2240电机2240kW,10kV/KBU5DTY4000电机4000kW,10kV/KBU6气体钻井CKYCKY400柴油机，CATC18/4CFA吸气压力1.0～2.4MPa,排气压力8～50MPa,排气量35～70Nm33/minCKY420柴油机，VOLVOTAD1641/4CFACKY500柴油机，VOLVOTAD1642/4CFA车载式CC(R)TYCCTY250柴油机，CATG3406/4CFA吸气压力0.5～3.5MPa,排气压力5～35MPa,排气量2.5～10×104Nm3/dCCTY300柴油机，CATG3408/4CFACRTY330柴油机，CATC15/4CFA33技术特点：•产品配置丰富，燃气发动机、柴油机、电机等多种动力配套；车载式、橇装移动式、橇装固定式等多种安装使用形式。•转速高,相同排量条件下,尺寸小重量轻。•多列对称平衡型结构,振动小、噪音低。•监控系统完善，自动化程度高。适用范围：•天然气、煤层气、空气、氮气等多种工艺气体，主要用于气体钻井、油气田注气、气举、集气、增压输送、工艺流程、储气库、CNG、BOG等。截至2013年12月，295台套分体式压缩机技术特点34典型应用-RTY燃气发动机驱动压缩机组哈萨克斯坦-5台500kW燃驱压缩机组35中石油储气库项目-6台4000kW电驱高压注气压缩机组典型应用-DTY电机驱动压缩机组36进气压力:0.5～2.0MPaG排气压力:15～25MPaG排量：5×104Nm3/d满载总质量31，000KgCC（R）TY车载式天然气压缩机典型应用-CC（R）TY车载式天然气压缩机组37气体钻井用增压机典型应用-CKY气体钻井用压缩机组进气压力范围1.0～2.4MPa排气压力范围8～50MPa排气量范围35～7