工艺用无油螺杆压缩机在海上油田的应用
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海上连续杆螺杆泵开发工艺的推广应用摘要:介绍了连续杆螺杆泵采油工艺技术在胜利海上油田的推广应用情况。
针对胜利油田海上斜井作业和生产需要,对连续杆螺杆泵施工设备进行改造和施工管柱组合优化,提高了管柱强度,减少了偏磨,延长了杆柱寿命。
目前有20口井采用连续杆螺杆泵工艺,除3口停井外,其余17口井正常生产,效果良好,具有广阔的推广应用前景。
关键词:连续杆螺杆泵采油工艺推广应用1 海上螺杆泵采油工艺发展现状胜利油田海上油田开发初期地层供液能力较强,螺杆泵完井成本相对较低,因而被大量采用,应用高峰期时达到50多口油井,最多时占到了机械采油的50%以上,适用于直井或造斜点≥600 m 的井和油稠、轻度出砂井,并形成了一系列的螺杆泵采油工艺优化技术。
1.1 泵型优化双头螺杆泵由双线螺杆转子和三线内螺旋面定子组成,它克服了单头螺杆泵的缺点,在举升井液的过程中具有:①转子运动偏心小,使抽油杆柱在井下运动相对平稳,受力状况得到改善;②定子橡胶在横截面上分布较均匀,遇油膨胀后不均匀变形较小,可以进一步改善抽油杆受力;③在相同尺寸下,举升扬程和排量较大。
由于双头螺杆泵具有优越的工作性能,大大提高了螺杆泵的检泵周期。
目前,胜利海上油田除2口油井应用法国pcm泵外,其余全部使用双头螺杆泵。
1.2杆柱优化目前广泛使用的外径∮36 mm、内径∮25mm的空心抽油杆(kg36型)采用35crmo钢调质处理,机械性能达到d级抽油杆水平。
将kg36型空心抽油杆与∮25.4 mm(1英寸)d级实心杆进行对比发现,在相同载荷下,∮36 mm空心抽油杆所受正应力要比∮25 mm实心杆小;由于∮36 mm空心抽油杆的抗扭截面模量远大于∮25 mm实心杆,因此,在相同扭转载荷下,∮36 mm空心抽油杆所受最大扭转剪应力远小于∮25 mm实心杆。
自1997年8月埕岛油田推广应用空心抽油杆以来,截止到目前,空心杆运转最长的cb1a一5井已经连续生产3 130 d。
螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用分析摘要:目前,螺杆压缩机在石油化工工艺中应用范围持续扩大。
大量研究认为,螺杆压缩机可促进石油化工工艺装备完善,提高石油化工生产效率,进而促进我国石油化工领域的持续稳定发展。
当前,我国螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用仍存在诸多问题,为此需加强研究分析,准确把握相关技术要点,以确保螺杆压缩机发挥应有作用。
关键词:螺杆压缩机;石油化工;工艺;应用螺杆压缩机是一种螺旋式压缩机,又被称为“喷油螺杆”或“注油螺杆”。
它广泛应用于石油化工过程,能有效提高石油化工生产率,降低能耗,在石油化工过程中起着重要作用。
科学技术的发展也推动了螺杆压缩机水平的不断提高。
世界上第一台螺杆压缩机于1963年问世,是在“润滑油混入介质中,能被很好的分离”“压缩气体介质与润滑油不发生反应”的基础上,在螺杆压缩机中,不设置同步齿轮,进气系统可以和减压室连接。
一般来说,在其中设置一个旋叶泵不仅可以合理地调节排气压力,确保螺杆压缩机具有融入各种办公环境的能力,而且可以显著降低工作过程中的资源消耗。
在服务器和机床主轴之间使用干气密封,因此整个压缩机中没有损坏的部件。
唯一的耗材是润滑脂和滤油器,使用成本非常低。
整个系统软件具有结构紧凑、效率高、进出口工作压力灵活可调、环保节能、备件消耗少等优点。
本文中小型编辑根据自己的工作经验和收集的大量数据,分析了螺杆压缩机在石化过程中的应用,为提高螺杆压缩机的利用效率和完成现代化做出了贡献。
1螺杆压缩机简介螺杆压缩机也称为螺旋式压缩机,1934年瑞典皇家理工学院A.Lysholm成功研制螺杆压缩机SRM技术,并将其应用于工业领域,进而带动螺杆压缩机的全面发展。
螺杆压缩机主要包括螺杆工艺压缩机、螺杆空气压缩机等类型,也可依据内部构造不同可划分为单螺杆压缩机、双螺杆压缩机,其中双螺杆压缩机应用范围较广,其内部结构包括相互啮合且平行的阴阳螺杆等。
螺杆压缩机凭借自身具有的多元化优势,在空气运动领域得到了广泛应用,其中的螺杆空气压缩机,能够灵活应用在各类风动工具中,特别是在气体净化技术以及油气分离技术全面发展的带动下,应用范围不断扩展。
石化领域压缩机的发展及其应用石油化工行业气体压缩主要为复式压缩机,其具有结构繁琐,构件众多、使用环境恶劣等特点,因此复式压缩机在应用过程中经常出现故障。
对此,本文以化工压缩机为例,对石油化工压缩机发展与应用进行简要分析。
文/陈子豪20世纪70年代,石油化工得到飞速发展,进而出现与之相应的压缩机。
压缩机对其材料、技术、密封等具有较高要求,尤其是对于气体适应性要求颇为严格。
化肥工业大型离心压缩机包含:工艺空气压缩机、原料压缩机、氨冷冻压缩机等多种。
石油化工压缩机发展第一,自20世纪70年代,离心压缩机发展迅速。
在某化工总厂国产30万吨合成氨装置发展中,上海一些厂分别研发了工艺空气压缩机、合成气压缩机、氨冷冻压缩机、配套驱动汽轮机等。
同时,我国最大离心压缩机制造厂、工业汽轮制造厂也引进了高科学技术与系统,在一定程度上将离心压缩机制造推向了新的发展阶段。
另一方面,我国研究单位也推进了研究进度,在三元流理论与气体实验上研究效果显著。
三元流动叶轮计算形式与流程、气体模拟方法等已经走向国际化趋势。
第二,70—80年代末,离心压缩机不管是在科学技术还是在工艺技术、质量上都得到了提升。
自1987年四川化工厂建设20万吨合成氨国产化项目过程中,我国一些制造厂参与了压缩机制造项目。
现阶段,国内已有约30家石油化工厂使用该种压缩机。
第三,乙烯工业压缩机包含:裂解气压缩机、乙烯、丙烯压缩机。
70年代中,化工系统首次研发了4万吨乙烯压缩机。
随后,研制出了12万吨乙烯三机,为大庆石化提供48万吨乙烯裂解气压缩机与丙烯压缩机。
现阶段,我国某厂有6台45万—60万吨乙烯三机应用。
大型压缩机发展方向第一,大型离心压缩机具有密集型、高技术水平等特点,需要有专业的生产技术。
受化工与石油化工系统区域大型化发展影响,用户对压缩机的稳定性、技术水平、能耗等提出了较高要求。
第二,二氧化碳压缩机方面,传统生产中时常出现性能与工艺技术冲突事件。
现如今,一些机厂已经研制有属于自己的二氧化碳闭式实验台,使得传统问题被解决。
螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用分析摘要:螺杆压缩机广泛用于石油化工行业,它不仅大大提高了石油化工生产的效率,同时也提高了节能效果,改进了工艺设备,对工艺质量产生了积极的影响。
随着科学技术的发展和进步,螺杆压缩机在石化行业的性能得到了提高,对我国石化行业的发展提出了更高的要求。
本文结合相关文献,对螺杆压缩机在石化生产中应用的实践工作和学习经验进行了总结,为提高螺杆压缩机的效率做出了积极贡献。
本文分析了螺杆压缩机的优点,详细介绍了螺杆压缩机在石化工艺中的应用。
关键词:螺杆压缩机;石油化工工艺;应用分析;1螺杆压缩机的性能优势螺杆压缩机有不同的结构,螺杆压缩机技术诞生于1934年,迄今已在工业中使用,螺杆压缩机的快速发展有着各种性能优势。
首先,螺杆压缩机运行相对平稳,维护过程相对方便,并且易于使用和维护。
随着螺杆压缩机的不断改进,对人力的需求正在减少,并且自动化水平得到了极大的提高,而无须长期的操作人员培训。
螺杆压缩机结合往复式机械和纯涡轮机的优点,往复式机械的优点是运行稳定、机械简单,纯旋转涡轮增压器具有无振动、结构简单、体积小、容量大等优点。
同时外界条件不会影响螺杆压缩机的使用,对螺杆压缩机的干扰小甚至可以忽略不计。
其次,螺杆压缩机内部零件很少,不易损坏。
因此在使用过程中安全可靠,在使用过程中经久耐用,稳定可靠,螺杆压缩机的使用寿命约为一年。
另外,螺杆压缩机转子之间有齿面间隙,具有良好的抗液体冲击性,可压成各种易聚合气体和粉尘气体,具有良好的多相混合和输送性能。
最后,螺杆压缩机适应性强。
通过管道中的强制气体传输,体积流量受排气压力的影响较小2螺杆压缩机的用途螺杆压缩机的主要用途可分为三类,每种类型的应用程度不同,应用范围也不同。
本文详细介绍了螺杆压缩机的三种用途。
(1)合成聚合物。
螺杆式压缩机可以实现气体压缩,因此,如果没有螺杆式压缩机,石化产品生产将无法进行。
例如,氮气和氢气的合成必须通过螺杆压缩机完成,该压缩机可以提供足以产生这两种气体的压力。
螺杆泵采油工艺的合理应用摘要:油田螺杆泵采油工艺是油田开采过程中的关键,是实现油田采油工作效率整体提升的重要措施。
所以我们需要对油田实际工作运行中可能应用的螺杆泵采油工艺技术高度重视,对其注意事项及技能的运用及时明确,充分发挥出螺杆泵采油工艺技术在油田开发中的优势,为油田未来可持续发展奠定坚实的基础。
本文主要阐述了油田螺杆泵采油基本情况,介绍了油田螺杆泵采油工艺技术,分析了油田螺杆泵采油工艺面临的问题,根据实际情况对螺杆泵采油工艺技术要点进行探讨。
关键词:油田;螺杆泵采油;工艺技术1油田螺杆泵采油概述油田螺杆泵采油技术主要是对石油开采的一种技术措施,主要的原理就是在机械作业的作用下,油流对能量不断的补充,我国油田螺杆泵采油技术种类比较多,我国油田经常使用的螺杆泵采油技术有螺杆泵采油和抽油机采油,原油进过三次采油技术后一般使用螺杆泵采油技术,螺杆泵采油技术主要针对三次采油技术后原油黏度增加问题,实现了螺杆泵泵效的进一步提升,提高我国油田开采效率。
油田螺杆泵采油工艺技术的主要目的就是对井下油流进行开采,主要的原理就是将机械设备的电能转换为机械能,而油流的压能又是通过机械能转化过来的。
我们还要高度重视螺杆泵采油工艺中机械设备零部件之间的磨损问题,避免能量过度消耗,直接影响机械设备所需电能的消耗,所以想要降低机械设备的维修成本,延长机械设备的使用寿命,就要科学合理的控制机械设备零部件之间的磨损程度,不断提高油田经济的可持续增长。
我国最近几年对节能减排高度重视,因此螺杆泵采油技术中的电能消耗问题也有待解决,比较常用的方式就是选择一些节能环保的电器设备,代替传统耗电量比较大的电器设备。
2油田螺杆泵采油工艺面临的问题我们想要进一步的提升油田采油工艺技术,就要分析其在生产过程中可能出现的各种问题,根据我们调查研究油田开采的实际情况发现,低渗透油田开采难度大是目前油田螺杆泵采油技术应用中的最大难题,尤其是对超稠油热采难度大、沙漠等环境恶劣地区油田开采难度高,更多新的困难和挑战正在等待我们去克服,通过制定科学合理的解决措施,才能促进我国油田的健康发展,实现原油产量的稳定,同时满足油田降本增效的目的,为油田企业创造更大的经济效益。
探讨螺杆泵在原油集输中的应用摘要:近年来随着技术的发展,螺杆泵开始越来越多的被广泛应用,本文从螺杆泵技术发展概况和应用范围,工作原理出发进行探讨。
关键词:螺杆泵油田集输应用范围工作原理1930年,法国莫伊诺(Moincau)获得螺杆泵的第一个专利。
1931~1934年,法国、美国开始试制用于管道液体输送的螺杆泵。
1970~1980年,前苏联、美国、加拿大在螺杆泵研发技术方面取得较大的进展。
20世纪60年代初,我国天津市工业泵厂成功研制高压小流量三螺杆泵,并扩展为单、双、三螺杆泵专业厂。
60年代中期,沈阳水泵厂研制出双、三螺杆泵,70年代成功研制了五螺杆泵。
天津工业泵厂于1984年引进德国Allweiler公司的制造技术和英国Holroyd 公司的2AC螺杆铣床和配套设备后,我国才开始批量生产螺杆泵。
一、螺杆泵工作原理螺杆泵是利用螺杆的回转来吸排液体的。
中间螺杆为主动螺杆,由原动机带动回转,两边的螺杆为从动螺杆,随主动螺杆作反向旋转。
主、从动螺杆的螺纹均为双头螺纹由于各螺杆的相互啮合以及螺杆与衬筒内壁的紧密配合,在泵的吸入口和排出口之间,就会被分隔成一个或多个密封空间。
随着螺杆的转动和啮合,这些密封空间在泵的吸入端不断形成,将吸入室中的液体封入其中,并自吸入室沿螺杆轴向连续地推移至排出端,将封闭在各空间中的液体不断排出,犹如在螺纹回转时被不断向前推进的情形那样,这就是螺杆泵的基本工作原理。
也就是说螺杆泵是一种旋转型容积泵。
二、螺杆泵的特点螺杆泵与其他类泵比较有以下几个特点:1.螺杆泵为容积式泵,运动部件少,无阀件和复杂流道,水力损失小,泵效可达80%以上,和离心油泵相比较效率提高15~25%。
2.螺杆泵运转平稳,噪音低,密封可靠,寿命长,使用安全可靠。
3.输入流量均匀,易于调节流量,三螺杆泵的流量、压力在相同转速、粘度时近似呈直线关系,压力越高,流量越小。
相同粘度、压力下,泵的流量与转速近似成正比。
中国无油螺杆空气压缩机发展概述 < 一 >作者:萧逸文章来源:本站原创点击次数:4239时间:2010-5-28 15:10:36前言空气压缩机,简称空压机,是指用来压缩空气借以提高气体压力的机械,属于压缩机的一种。
主要用于钢铁、电力、冶金、造船、纺织、电子、化工、石油天然气、矿山、轻工业、机械制造、造纸印刷、交通设施、食品医药、铸造喷涂、海运码头、军工科技、汽车工业、航空航天及基础设施等领域,为不同的工具、运输设备、提拉设备和抓举设备提供动力。
螺杆压缩机是由瑞典皇家工学院教授Lysholm于1934年发明的,其初衷是用于柴油机和燃气轮机的增压。
由于设计与制造水平所限,上世纪60年代以前的那段时间里,螺杆压缩机的发展异常缓慢,只在军事装备中有高速、无油的机型得以应用。
60年代初喷油技术被引入螺杆压缩机,降低了对螺杆转子型线加工精度的要求,同时对机组的噪声、结构、转速等都产生了有利影响,这种高效、可靠的新机型以迅雷不及掩耳之势走向民用市场。
目前,喷油螺杆压缩机已成为空气动力、制冷空调这两个面大量广领域的主要使用机型。
在中等容积流量的空气动力装置及中等制冷量的制冷装置中,螺杆压缩机尤为活跃,占据了市场的优势份额。
无油螺杆压缩机在石油化工、食品医药等行业作为工艺用压缩机,市场前景十分广阔。
排气量范围为0.6~600m3/min。
螺杆压缩机的主要特点是:1)可靠性高。
螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达4~8万小时。
2)操作维护方便。
螺杆压缩机自动化程度高,操作人员不必经过长时间的专业培训,可实现无人值守运转。
3)动力平衡性好。
螺杆压缩机没有不平衡惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转,特别适合用作移动式压缩机,体积小、重量轻、占地面积少。
4)适应性强。
螺杆压缩机具有强制输气的特点,排气量几乎不受排气压力的影响,在宽广的范围内能保持较高的效率。
5)多相混输。
1 海上油田天然气压缩机的选型1.1 常用压缩机类型1.1.1 旋转式压缩机旋转式压缩机包括容积式压缩机和动力式压缩机两种,运行原理是通过叶片、凸轮以及螺杆结构,在旋转过程中压缩气体的容积,在压力达到一定值后,天然气转变成液体。
该过程中,旋转的叶片机组向被压缩气体提供压力和能量,把天然气的动能转变成静压能,降低了容积的同时,大幅提高天然气的密度,使其能够更好的运输。
1.1.2 往复式压缩机往复式压缩机由活塞和气缸两部分构成,活塞在运行过程中可以向气缸提供压力,而活塞运行形式可以分为多个冲程,可以在多种压力和流量参数下使用,该类压缩机是当前最为普遍和安全的压缩机。
1.1.3 离心式压缩机其运行原理是通过离心操作设备压缩天然气,让气态天然气转变成液态。
其特点是输气量较大、运行平稳、机组尺寸较小等,但是由于其采用的方式为对天气进行离心处理,当气体流量较小时运行效率较低。
1.1.4 螺杆型压缩机其属于活塞式压缩机的一种,通过建成的螺杆向被压缩气体逐渐施加压力,最终将气体转变成液态。
1.2 压缩机的选择要求在压缩机的选择过程中,要根据当前海上油田钻井平台的面积、相关设备的搭配要求和压缩机运行中的相关参数进行合理分析,同时也要研究该项技术的安全保障水平,只有所有参数都达到核心工作指标才可选用。
比如在某平台的运行和建设阶段,发现其占地面积较小,同时该地区的天然气总量较多,在各个运行阶段都会产生大量天然气,所以压缩机选择离心式压缩机,其在运行过程中,占用的油田平台面积较小,对人员的运维检修工作要求较低,同时,天然气的流量较大,该设备可以满足长时间高效率运行的需求。
1.3 压缩机的实际选择压缩机的具体选择过程,要根据该区域的天然气流量、海上平台占地面积以及配置的人员数量进行合理选择[1]。
当某平台的占地面积较大,并且人员数量较多时,由于可以配置多种专业工作人员,同时不同类型的工作人员可完成的工作内容和参与的工作体系允许具有一定的差别,所以选择的压缩机类型为活塞式压缩机,其具有成本较低、机械结构较为简单的优势,而对于人员总量较少,并且平台面积也较小的开采平台,则选用离心式压缩机。
螺杆泵采油工艺的合理应用发表时间:2020-04-23T09:00:18.163Z 来源:《工程管理前沿》2020年2月4 期作者:周天竹[导读] 在社会和经济发展过程中,石油资源消耗不断增多摘要:在社会和经济发展过程中,石油资源消耗不断增多,石油企业需要转变传统的生产模式,应用创新生产工艺,以便提高生产效率,满足各领域石油资源的需求。
本文围绕螺杆泵采油工艺的合理应用展开讨论,包括大排量螺杆泵、连续式螺杆泵、直驱式螺杆泵应用方式,为石油企业应用螺杆泵进行石油生产提供参考依据。
关键词:螺杆泵;采油工艺;合理应用引言:石油企业在开采石油资源过程中,螺杆泵发挥至关重要的作用,一方面提高开采效率,另一方面保证开采过程安全有序的进行。
但是在螺杆泵应用过程中,由于螺杆泵所处环境较为复杂,极易影响到螺杆泵的正常使用,并且出现的故障,无法使采油工作正常的进行。
针对环境引发的故障问题,石油企业应根据实际情况实施有效的解决措施,提高螺杆泵采油工艺的应用效率。
1.螺杆泵采油工艺及其发展现状现阶段石油企业应用螺杆泵采油工艺开采石油过程中,会使用两个主要装置,一是螺杆抽油泵,二是地面驱动装置。
使用设备建立封闭的采油环境,螺杆在运行过程中,会产生较大的吸力,在压力的作用下,地层深层的原油会源源不断的流入到收集装置。
在抽油过程中,地质结构内其它物质也会被抽离至存储设备。
在科学技术发展和应用过程中,我国在石油开采领域取得重大的突破,尤其是应用螺杆泵采油工艺,可以快速的安装螺杆泵采油设备,并且简化采油路程,有效提高采油效率的同时,还能控制采油成本。
但是石油资源一般存储在复杂的地质结构中,石油企业需要在复杂的环境中的开采石油,复杂的环境会影响到螺杆泵采油设备正常的运行,一旦设备出现故障,不利于石油企业开采石油。
针对复杂环境下螺杆泵易出现故障问题,石油企业应实施科学合理的措施,保证螺杆泵设备正常的运行,并且为工作人员营造操作简便、安全性较高的采油环境,减少复杂环境对生产造成的不利影响,以便促进石油企业可持续发展,为我国石油发展奠定坚实的基础。
螺杆泵采油工艺及其配套技术的应用石油行业的迅速发展,对石油开采工艺的要求也越来越高,石油的开采工作本就是一项专业性和风险性很高的工作,在石油的开采时,如果操作不当就会对整个采油工作过程造成十分不利的影响,不利于石油的开采效率的提升。
螺杆泵采油工艺,是石油开采中比较常用的一类工艺,螺杆与衬套之间相对运动,为高粘度、高含砂、高含气原油的输送创造了有利的条件,从而提高工作效率。
标签:螺杆泵采油工艺;配套技术;应用前言螺杆泵采油工艺是一种新型的机械采油技术,主要分为无油管采油和有油管采油两种工艺。
螺杆泵正在我国大多数油田中得到广泛是推广和应用,它大排量的螺杆泵以及配套技术还有待于优化和完善,所以目前螺杆泵的采油工艺基本上都是小排量的螺杆泵,它具有能耗低、污染少、体积小、便于安装操作等特点,相比较于其他的的采油工艺,具有十分显著的优越性。
一、螺杆泵采油工艺中的配套技术(一)井下管柱配套井下管柱配套是螺杆泵采油工艺的关键作业环节,它直接影响采油工艺中的采油量和利用率。
通常情况下管柱选择的型号为直径62mm的油管和直径为25mm的抽油杆,由于在实际的采油作业时,油管和抽油杆之间是有一定的阻力,因此在生产中会把油管和抽油杆换成直径更大点的尺寸,这样在实际操作中,就会减少一些阻力,提高螺杆泵采油时的效率。
在安装管柱是要采用扶正杆柱的配套技术,扶正器一般选择耐磨性高、坚韧性好的尼龙纤维材料,来确保管柱安装的准确性,扶正器要安装在合适的位置,以减少管柱在采油过程中漏油的情况发生,这样就可以提高石油的开采量,同时也对管柱采油时的安全起到一定的保障。
(二)转速调整技术采油过程中,在调整排量的时候,多采用转速调整技术,一般采用电磁调速机,来控制抽油杆的转速,进而控制螺杆泵采油时的排量。
电磁调速机不仅可以调整抽油杆的转速,也可以控制螺旋桨的启动和停机,是螺杆泵维持采油的稳定进行。
电磁调速机采用调频来控制螺杆泵的转动速度,通过构建随时停随时启的条件,可以避免高电压、高电流带来的危险,保障了转速调整技术在采油作业使用的安全性。
文章编号:1008-2336(2021)01-0097-04海上油气田火炬放空气回收利用技术研究进展肖 宇,汪本武,代齐加(中海石油(中国)有限公司天津分公司,天津塘沽 300459)摘 要 : 事故工况下,火炬放空系统保证了可燃气体的安全放空燃烧。
在正常工况下,为满足油田生产工艺流程稳定运行要求,火炬放空气不可避免地产生,造成了资源的浪费和环境的破坏。
受海上油气田空间狭小等因素影响,已有的陆地放空气回收技术不能满足应用要求。
现有的放空气回收技术,主要围绕工艺处理产生的低压气展开,包括在气田应用的低压闪蒸气回收技术和油田使用的压缩机、增压射流装置低压气回收技术,这些技术有效地回收了低压气,但低压气不是火炬放空气的全部来源。
随着环保要求的不断提高和低碳可持续发展思想的深入,放空气整体回收这一课题受到研究人员的重视,相关技术也在海上平台取得了应用。
放空气整体回收技术起步较晚,根据海上油气田特点和放空气回收存在的难点,对该项技术的发展方向进行了探讨。
关键词 : 海上油气田 ;火炬放空 ;低压气 ;节能减排 ;整体回收中图分类号 : TE95 文献标识码 : A DOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2021.01.097Research Progress on Recovery and Utilization Technology of Vented Gas in Offshore Oil and Gas FieldsXIAO Yu, WANG Benwu, DAI Qijia(Tianjin Branch of CNOOC Ltd., Tianjin 300459, China )Abstract: Under accident conditions, the flare venting system ensures safe venting of combustible gases. Under normal working conditions, to meet the stable operation requirements in the oilfield production process, the natural gas will inevitably generate in the flare venting system, resulting in the waste of resources and environmental damage. Due to the limitations of small space in the offshore oil and gas fields, the existing land-based vented gas recovery technology can not meet the practical requirements. The existing gas recovery technology mainly focuses on the low-pressure gas generated by the process treatment, including the low-pressure flash steam recovery technology applied in the gas field, and the low-pressure gas recovery technology of the pressurized jet device and the compressor used in the oil field. These technologies effectively recycle low pressure gas, which is not the entire source of flare vented gas. With the continuous improvement of environmental protection requirements and the deepening of low-carbon sustainable development ideas, the high-efficiency recycling of vented gas has been attracting the attention of researchers, and related technologies have also been applied on offshore platforms. Considering that the overall vented gas recovery technology started late, according to the characteristics of offshore oil and gas fields and the difficulties in vented gas recovery, the future development direction was discussed in this study.Keywords: offshore oil and gas fields; torch venting; low pressure gas; energy saving and emission reduction; overall recovery1 陆地放空气回收技术1.1 技术进展1996年,中国石化出台《石油化工企业熄灭火炬考核验收标准》,石油化工行业回收利用火炬气、熄灭火炬工作全面展开。
螺杆泵采油工艺的合理应用摘要:目前,随着国家经济的发展,各个领域对石油的需求不断增加,给石油生产企业带来了更为严峻的挑战。
石油效率和产量直接影响石油资源的可得性,与石油企业的长远发展密不可分。
螺杆泵操作技术是现代石油开采中的关键技术工具,对增产增产至关重要。
但由于采油本身存在危害,在应用螺杆泵开发技术时还需要加强控制安全性,对螺杆泵采油技术进行不断的研究优化,以适应现代采油的需要。
文中对螺杆泵采油工艺的合理应用进行了分析。
关键词:螺杆泵;采油工艺;合理应用1导言螺杆泵是现代采油行业常用的创新设备,借助螺杆泵的采油技术,可以在地面上构建采油驱动技术、压力环节,提高采油效率和生产率。
螺杆泵采油技术经过多年的发展,技术手段逐渐成熟,应用范围越来越广,依托这一先进技术,解决了以往采油工作中许多降低采油压力的问题。
2螺杆泵采油工艺概述螺杆泵目前广泛应用于采油行业的新型采油设备中,螺杆泵具有其他类似的功能装置,相比体积较小,在采油行业由于能源不足、污染少、安装方便。
所以他有更多的优势。
目前国内石油生产企业应用螺杆泵设备的排放水平较低,与发达国家相比,在研制和应用大量设备方面存在差距。
特别是螺杆泵的研制技术具有如下特点:2.1应用成本更低与市场上其他同类采油设备相比,螺杆泵设备较低,在设备采购中可有效降低成本,提高采油工作的经济效益;此外,螺杆泵设备比其他传统的活塞泵和潜水泵设备简单得多,安装和后续维护成本也相对较低,因此具有经济适用性的优势。
2.2安装简单快捷螺杆泵及相关设备体积较小,安装不占用较大空间,而且螺杆泵安装相对简单快捷,安装时只需螺杆泵和四通井连接即可完成安装,也不需要额外的辅助设备。
如果考虑到安全性,也很容易在井口安装防盗装置,因此螺杆泵也具有安装简单快捷的特点。
2.3提升特殊油藏的采油效率在石油开采过程中经常会遇到特殊的油气藏——含沙量高的油井、稠密的油井、含石蜡的油井,因此这种油藏流动性低,开发难度大,而且泵效率一般。
无油喷液螺杆压缩机在焦炉煤气制LNG工艺的研究与应用无油工艺螺杆机结构简单、机组无故障运行时间长,能保证装置长周期安全稳定运行,适应介质气夹带杂质、带液工况,耐脏、维护方便、无需备机,同时具备容积式与回转式压缩机的特点,因此被广泛应用于矿山、化工、动力、制冷等行业。
在具体的工艺中,无油工艺螺杆压缩机分为湿式和湿式压缩,湿式螺杆压缩机在压缩过程中无需向腔内喷液冷却,单级压比可以达到2~3.5;湿式螺杆压缩机在压缩过程中需向腔内喷液(软化水、柴油、工艺母液等)冷却工艺气以控制排气温度[1];并采用可靠的密封系统(迷宫、碳环、机械、干气、油膜密封)以隔离工艺气和润滑油系统,确保压缩过程中工艺气体的纯净度。
无油工艺螺杆机在压缩过程中通过喷液后,能有效的控制将排气温度控制在105℃内,单级压比可达到8~9,若采用两级压缩,可进一步将压缩提高到17~18,再加上螺杆压缩机运行稳定等优点,使得螺杆压缩机在焦炉煤气制LNG等越来越多的工艺中得到应用[2]。
1焦炉煤气制LNG工艺介绍焦炉煤气中含有一定量的杂质,需要对其净化以满足工艺过程的要求,甲烷化工艺生产装置包括压缩、脱硫、合成,液化四个阶段。
该工艺流程中,关键的环节在于甲烷化。
目前,国内进行过焦炉煤气甲烷化试验的公司主要有大连凯特利催化工程技术有限公司、西南化工设计研究院、新奥科技发展有限公司;目前国内的焦炉煤气装置采用的国外甲烷化技术有英国戴维以及丹麦的托普索甲烷化技术。
除甲烷化工艺外,还有净化分离工艺,其关键技术在于将CO2、N2等和CH4分离,在这方面中科院理化技术研究所低温技术相对成熟。
相比较净化分离工艺而言,甲烷化有较大优势,主要为不需另加脱碳装置、可以提高CH4的产量、使分离过程大简化及可处理的气体量减少。
为控制压缩机噪音,湿式螺杆压缩机入、出口均安装消音器;为控制压缩机排气温度,采用循环喷液(工艺水)将排温控制在85℃以下,在冷却器出口和螺杆压缩机入口之间设有循环回流调节阀以稳定压缩机入口压力。
探究螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用摘要:在工业生产领域中,采用高性能螺杆压缩机取代活塞式压缩机是必然趋势。
由于石油化工企业特有的要求,推广使用高性能螺杆压缩机也是必然。
应用螺杆压缩机可以提高石油化工工艺技术水平、工艺质量,同时可以逐步完善石油化工工艺装备。
文章从螺杆压缩机性能特点出发,分析总结了螺杆压缩机应用的现状,常见故障表现以及处理方法,阐述了螺杆压缩机的研究动向和工艺改进技术,肯定了螺杆压缩机在石油化工工艺中的应用前景。
关键词:螺杆压缩机;石油化工;工艺1 螺杆压缩机1.1 基本结构螺杆压缩机,也称作螺旋式压缩机,是一种容积式气体压缩机械,依靠一对阴阳转子(也称为阴、阳螺杆)在机壳内的回转运动实现容积的变化,进而实现气体的压缩。
成套结构主要包括电动机、压缩机机体、冷却散热系统、空气过滤装置以及智能控制系统。
1.2 性能特点螺杆压缩机的设计理念是德国人在1878年首先提出的,1934年才开始在工业领域实际使用。
根据螺杆的配置,可以分为单螺杆、双螺杆,也可以根据实际使用功能分为空气压缩机以及工艺压缩机。
与传统的活塞式压缩机相比,螺杆压缩机的主要性能优势表现在以下几个方面:一是运转可靠,构造简单,使用寿命长;二是使用操作方便,智能控制可实现程度高;三是可以实现平稳高速运转,平衡性能突出;四是能耗大大降低;五是工况适应性强,可以不受工作环境的空气、温度、湿度以及粉尘等情况的影响,应用范围更广[1]。
但是有一点,目前在超高压场合下的使用还是受到一定限制。
1.3 工作原理进气、压缩、排气螺杆压缩机工作的三个主要过程。
以双螺杆在压缩机为例,自然状态下,机体中的阴、阳转子与机体之间形成若干个独立空间,也就是压缩机的工作容积,空气从进气孔进入机体工作容积,压缩机启动后,当螺杆转子转动到一定位置,也就是第一个工作容积在滚动中脱离进气孔口位置的时候,第一个进气过程结束;螺杆转子继续运转,随着这一对阴阳螺杆的凹凸齿的相互咬合,那两个独立的工作容积同时缩小,这也就实现了工作容积内气体的压缩,这个圧缩过程一直到这一对工作容积与排气孔口连通的那一个瞬间结束;与排气孔口连通后,排气过程开始,一直到阴阳两个齿完全咬合时结束。
前言空气压缩机,简称空压机,是指用来压缩空气借以提高气体压力的机械,属于压缩机的一种。
主要用于钢铁、电力、冶金、造船、纺织、电子、化工、石油天然气、矿山、轻工业、机械制造、造纸印刷、交通设施、食品医药、铸造喷涂、海运码头、军工科技、汽车工业、航空航天及基础设施等领域,为不同的工具、运输设备、提拉设备和抓举设备提供动力。
螺杆压缩机是由瑞典皇家工学院教授Lysholm于1934年发明的,其初衷是用于柴油机和燃气轮机的增压。
由于设计与制造水平所限,上世纪60年代以前的那段时间里,螺杆压缩机的发展异常缓慢,只在军事装备中有高速、无油的机型得以应用。
60年代初喷油技术被引入螺杆压缩机,降低了对螺杆转子型线加工精度的要求,同时对机组的噪声、结构、转速等都产生了有利影响,这种高效、可靠的新机型以迅雷不及掩耳之势走向民用市场。
目前,喷油螺杆压缩机已成为空气动力、制冷空调这两个面大量广领域的主要使用机型。
在中等容积流量的空气动力装置及中等制冷量的制冷装置中,螺杆压缩机尤为活跃,占据了市场的优势份额。
无油螺杆压缩机在石油化工、食品医药等行业作为工艺用压缩机,市场前景十分广阔。
排气量范围为0.6~600m3/min。
螺杆压缩机的主要特点是:1)可靠性高。
螺杆压缩机零部件少,没有易损件,因而它运转可靠,寿命长,大修间隔期可达4~8万小时。
2)操作维护方便。
螺杆压缩机自动化程度高,操作人员不必经过长时间的专业培训,可实现无人值守运转。
3)动力平衡性好。
螺杆压缩机没有不平衡惯性力,机器可平稳地高速工作,可实现无基础运转,特别适合用作移动式压缩机,体积小、重量轻、占地面积少。
4)适应性强。
螺杆压缩机具有强制输气的特点,排气量几乎不受排气压力的影响,在宽广的范围内能保持较高的效率。
5)多相混输。
螺杆压缩机的转子齿面间实际上留有间隙,因而能耐液体冲击,可压送含液气体、含粉尘气体、易聚合气体等。
螺杆空气压缩机,从润滑方式来分,可分为喷油螺杆空气压缩机和无油润滑螺杆空气压缩机,其中无油润滑螺杆空气压缩机又可分为两种,分别为水润滑无油螺杆空气压缩机、干式螺杆空气压缩机。
关于压缩机,你以为很懂它吗,那么它在石化领域的发展应用你全知道吗?气体压缩机是对气体进行压缩,产生气体压缩能的设备。
对气体进行压缩的目的是输送气体或者为化学反应创造必要的条件。
气体压缩机是石化装置的关键设备,大部分石化装置都有气体压缩机,因此,气体压缩机作为石化技术装备的“心脏”,对石油化工工业的发展起着十分重要的作用。
石油化工工业发展现状石油化工是近代发达国家的重要基干工业,是以石油和天然气出发点,生产出一系列中间体、塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、溶剂、涂料、农药、染料、医药等与国计民生密切相关的重要产品。
80年代,在工业发达国家中,化学工业的产值,一般占国民生产总值6%~7%,占工业总产值7%~10%。
而石油化工产品销售额约占全部化工产品的45%,其比例是很大的。
近几年,国民经济增长形势发生了很大变化,石油化工工业对国民经济的影响也越来越大。
中国石油化工起始于50年代,70年代以后发展较快,建立了一系列大型石油化工厂及一批大型氮肥厂等,乙烯及三大合成材料有了较大增长。
中国石油化工行业占工业经济总量的20%,因而对国民经济非常重要。
为了保证国民经济持续稳定发展,预计2010年我国将新增9000多万吨原油加工能力,预计2010年我国乙烯产能将达到18Mt/a。
炼油工业经过60年的发展,中国已经成为世界上仅次于美国的第二大炼油国,有15个千万吨级的炼油厂。
我国炼油年加工能力从建国初期的十几万吨发展到现在的4亿多吨,炼油技术从一片空白,发展成了全部成套炼油装置技术都实现国产化。
改革开放以后,中国炼油工业依靠自主创新技术不断发展壮大,经历了炼油石化企业改组改造的调整发展过程,调整了炼化工业布局,改变了过去布局分散、规模较小、集中度较低的状况,推进了炼化一体化,实现了规模化、基地化、集群化发展,在长三角和珠三角、环渤海地区形成了三个大型区域性炼化企业集群。
一批现代化的大型炼厂经过科学布局也在建设之中。
第 54 卷第 1 期2017 年 2 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPING V ol. 54 No. 1Feb. 2017工艺用无油螺杆压缩机在海上油田的应用黄敢(中海石油(中国)有限公司文昌13-1/2油田作业公司,广东 湛江 524057)摘 要:某海上油田在石油开采过程中会产生大量的伴生气,为了实现节能减排,增加了LPG 系统进行回收利用。
受海上油田的位置空间限制,选用合适的LPG 系统入气压缩机是一项重要和有难度的工作。
该油田经过不同压缩机选型应用实践,最终选用的无油螺杆压缩机取得了较好的生产时效和经济效益。
关键词:无油螺杆压缩机;喷油螺杆压缩机;伴生湿气;FPSO LPG中图分类号:TQ 051.3; TH 17 文献标识码:A 文章编号:1009-3281(2017)01-0061-004收稿日期:2016-10-27作者简介: 黄敢(1975—),男,广东湛江人,工程师。
从事设备设施维护与管理。
由于海上环境的特殊性,各项维修作业成本都比较高,不仅要求设备的安全可靠性高,还要求设备的布局合理,少占用位置空间。
该油田投用后发现实际的石油伴生气量比较大,用不完的气只能放空到火炬烧掉,不仅污染环境,而且也浪费了可利用资源。
2006年最终决定在该油田的FPSO 上新增一套能够每天回收十几万标方放空火炬气的LPG 系统。
在一个已经运营4年多的FPSO 上不停产增加一套复杂的LPG 回收系统,涉及的设计和改造施工难度都非常大,设备的合理选型和空间布局尤为重要。
新增的LPG 系统完成了海上改造施工后投入运行,发现选用的LPG 系统入气压缩机(喷油压螺杆压缩机)与生产工艺、介质、工况不能实现良好匹配,致使该压缩机各种故障频发,无法保障生产时效,且存在较大的安全生产风险。
最终通过开展压缩机换型改造研究,改用国内生产配套的无油螺杆压缩机替换了国外品牌的喷油螺杆式压缩机,改造后该LPG 系统生产时效得到跨越式提升。
1 海上油田伴生气工艺流程如图1所示,该海上油田的伴生气产生于一级和二级原油分离器。
从一级原油分离器顶部产生的伴生气压力较高,主要用于发电和给热介质锅炉提供气源,给发电机用的伴生器经过冷气、涤气、压缩增压、冷却、涤气后再给发电机使用,最后多出的伴生气排放到火炬总管;另外一路从二级分离器出来的伴生气直接排到火炬总管。
LPG 系统的入口气从放空火炬总管引入,压力为35 kPa 左右,经过一个简单的涤气后进入LPG 系统的入口压缩机进行压缩增压,增压后的高温高压气依次到出口聚结分离器、LPG 后冷却器、常温分离器以及LPG 回收系统进行处理。
气体经处理后,回收的合格LPG 进LPG 储罐储存,剩余的干气调压后经管线从LPG 后冷却器接到LPG 系统干气去燃料气系统的管线上,当透平需要的燃料气不够时,或LPG 回收系统内的设备检修维护时,将LPG 进口压缩机出口的气体调压后送入燃料气系统,用作燃料气,最终只剩少量多余伴生气通过火炬烧掉。
2 首次选用喷油螺杆压缩机的问题分析喷油压缩机常用于空气或其他压缩后不易析出,且不会大量和压缩机的润滑油相溶的工况,该油田LPG 系统设计之初没能充分意识到这方面的影响,仅考虑了喷油螺杆压缩机的高压缩比和空间位置最小等好的方面,且压缩机的入口采用了简单的不锈钢钢丝网作为扑雾功能涤液,大部分气里面的液滴无法涤除,喷油压缩机相当于是压缩伴生湿气,使得压缩后的伴生湿气在压缩机出口聚结分离器里面析出大量的轻烃和水,并和压缩机的润滑油互溶,润滑油粘第 54 卷第 1 期· 62 ·化 工 设 备 与 管 道度迅速下降,压缩机一度因为出口聚结分离器液位高导致关停或润滑油里面溶解气太多无法打起油压。
该油田相继采取了一系列补救措施,主要有提高压缩机的出口温度、更换粘温性能更好的润滑油、在压缩机入口简单的涤气罐里面改装上能将涤液中99.99%大于等于0.3 μm 液滴涤除的进口“波尔”滤芯,且造成的压差仅为4 kPa 左右,最终压缩机能够运行起来,但毕竟润滑油的粘度还是被稀释,压缩机运行的振动和噪音都比较大,轴承只能保障4个月左右的使用寿命,每年的维修工作量和费用都很大。
通过增加设备改善进气的组分及进气露点的措施受空间位置等因素影响无法实施,且无法预判实施效果。
3 压缩机换型改造研究在该油田决定开展LPG 系统入口压缩机改造换型研究时火炬放空的气量降到了标方6万m 3/d ,为了达到预期改造效果,且最低限度地减少LPG 系统回收气量损失,改造研究制定了相关目标和策略,主要有以下几点:(1)新的压缩机组只能布置在原压缩机组位置,位置空间大小不变;(2)新的压缩机轴承和密封的润滑冷却必须独立不受介质污染;(3)新的压缩机即使机械密封损坏也不允许压缩气外漏;(4)新的压缩机运行时效全年不能低于90%;(5)改造方案尽可能利用原来的配套设备;(6)现场的全部改造施工必须在2个月内完成并投用;(7)签订合同后设备的供货期为6个月之内。
基于以上的要求和策略进行了各种类型压缩机的压缩比、安全性、可靠性、气量可调性等技术参数进行了对比,如表1,对无油喷液螺杆压缩机的在用压缩机进行了实地考察,在能满足工况的前提下再用位置空间、检修周期、交货周期、产地、性价比等综合因素进行了对比,最终选定国产的无油喷液螺杆压缩机进行改造,下表为对比大致情况。
图1 伴生气工艺流程Fig.1 Associated gas processLPG 回收系统燃料气处理系统2017 年 2 月· 63 ·4 无油螺杆压缩机的工作原理所谓“无油”螺杆压缩机,指的是气体在被压缩过程中,完全不与润滑油接触,即压缩机的压缩腔或转子之间没有润滑油。
无油螺杆压缩机转子之间并不直接接触,相互间存在一定的间隙。
阳转子通过同步齿轮带动阴转子高速旋转,同步齿轮在传输动力的同时,还确保了转子间的间隙。
压缩机中的轴承、齿轮等零部件通过油泵抽取油箱中的润滑油进行润滑,在这些润滑部位和压缩腔之间,采取了有效机械密封进行隔离,密封处的独立润滑油压高于介质气的压力,密封一旦损坏,润滑油会内漏进压缩机体,避免了介质气往外泄漏的安全危险故障,下图2为七一一所生产的无油螺杆压缩机内部结构图。
图2 无油压缩机内部结构图Fig.2 Internal structure of oil free screw compressor图3 无油螺杆压缩机组工艺流程Fig.3 The process of the oil free screw compressor在无油螺杆压缩机中,通常向压缩腔内喷入软化水或轻质柴油,以降低压缩机的排气温度,并对齿间啮合间隙起到密封作用,提高单级排气压力。
由于螺杆压缩机具有良好的气液两相混输性能,在压缩过程中,被压缩气体中的水分、烷烃类物质液化,也能确保压缩机能够正常运转。
5 无油螺杆压缩机应用实践该油田最终选用了七一一所生产的无油螺杆压缩机组LG33/1.2,该压缩机组工艺流程见下图3所示。
黄敢,等. 工艺用无油螺杆压缩机在海上油田的应用第 54 卷第 1 期· 64 ·化 工 设 备 与 管 道机组采用两级压缩完成增压过程,放空管伴生气经一级压缩机增压后,依次经级间冷却器、缓冲罐,然后进入二级压缩机增压至1.2 MPa,增压后的气体经后冷却器冷却,进入三相分离器分离出其中的液体,然后送入LPG回收系统。
三相分离器分离出的液体回到两级压缩机的入口对压缩机进行喷液,循环使用。
机组设有两级循环回流系统,当放空总管伴生气气量不足时,通过一级循环回流阀组将后冷器冷却的气体补回到入口管线;当级间压力过高时,通过二级循环回流阀组将级间冷却器冷后的气体卸放到入口管线,保证系统稳定运行。
由于无油螺杆压缩机在压缩过程中,本身需要向腔体内喷入软化水或轻质柴油,来降低压缩机的温度,所以即使现在回收的伴生气中的重烃组分和含水量较大,也不会对机组产生不利影响。
压缩机成功换型改造前该油田LPG系统的生产时效一度仅为35%左右,压缩机换型改造后该LPG 系统已连续4年,每年生产时效都在95%以上。
6结束语无油螺杆压缩机在类似伴生湿气回收系统中的应用已较为成熟,且优点突出。
失败的教训和成功的经验都是宝贵的,根据工艺特点不同,因地制宜、科学合理地进行压缩机选型是一项非常关键和严谨的工作,工艺气无油螺杆压缩机在海上油田的成功应用,为以后同种的伴生湿气工况时压缩机选型提供借鉴作用。
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