一种超高压高含硫双介质大排量压缩机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超高压高含硫双介质大排量压缩机组，包括安装在撬体上的增压系统、动力及传动系统、冷却系统、净化处理系统、排污收集及处理系统、压缩机盘根水冷却系统提及控制系统。各个单元集成一撬，结构紧凑，方便移运，并且通过增加阻尼板以及飞轮的设计解决高压力大排量增压机组的脉动、震动、扭振情况，通过控制硫化氢腐蚀以及天然气压缩的安全问题，达到通过一套压缩机组即可以实现注氮气和天然气双工况作业，从而最大限度实现油气增产，同时充分利用天然气井场的放空天然气作为回注介质，放空天然气资源回收利用，有效的减少资源浪费以及环境污染。

An ultra-high pressure high sulfur double medium large displacement compressor set

【技术实现步骤摘要】
一种超高压高含硫双介质大排量压缩机组
本专利技术涉及油气开发设备领域，具体涉及一种既可压缩氮气也可压缩含H2S(20000ppm)天然气的压缩机组。
技术介绍
2016年11月2日，中国石化西北油田井位测量员进行放样作业，设置顺北7井的坐标位置并探测出此区块资源量达17亿吨，石油12亿吨、含硫天然气5000亿立方米。顺北油田虽然油质好，但平均埋藏深度超过7300米，具有超深度、超高压、超高温的特点，是中国石化在塔里木盆地新地区、新领域、新类型获得的重大油气突破。注气增产是目前油气开采常用的技术，比如注氮，目前传统的注氮技术含有以下问题：（1）传统多级组合的氮气压缩机组设备排量小，设备撬体多，占地面积大，移运不方便，操作施工麻烦，且设备运行不稳定等问题；（2）液氮泵设备供应不及时、不方便、不连续，液氮运输成本高等等问题。此外天然气回注增产作业既将放空天然气作为回注介质注入到油气藏中，能够改善天然气及油藏品性，对稠油降粘、增溶、解堵、驱油、清垢等油田采油增产作业具有良好的增产效果，对天然气井增能及增产意义重大；同时有效的减少资源浪费、减少因放空天然气燃烧造成的环境污染。但是目前针对超深度、超高压的油气藏中，现有的天然气压缩机的压力不能达到70MPa的天然气回注压力要求，此外传统模式的压缩机组或泵设备不能同时满足压缩天然气/氮气双工况工作模式需求，而直接采用常规的氮气压缩机组又不能解决天然气中含有20000ppmH2S等酸性腐蚀性气体等的问题。因此目前需要一种同时满足压缩天然气/氮气双工况工作模式需求的压缩机组。<br>
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种满足压缩天然气/氮气双工况工作模式需求的超高压高含硫双介质大排量压缩机组，通过一套压缩机组即可以实现注氮气和天然气作业，从而最大限度实现油气增产，同时充分利用天然气井场的放空天然气作为回注介质，放空天然气资源回收利用，有效的减少资源浪费以及环境污染。本专利技术采用如下技术方案：一种超高压高含硫双介质大排量压缩机组，包括安装在撬体上的增压系统、动力及传动系统、冷却系统、净化处理系统、排污收集及处理系统、压缩机盘根水冷却系统提及控制系统，具体如下：所述增压系统包括活塞式往复增压机以及其进、出口端分别通过管道连接的进口缓冲罐、出口缓冲罐，所述进口缓冲罐、出口缓冲罐的内腔均设有阻尼板；所述动力及传动系统包括防爆电机，所述防爆电机与活塞式往复增压机的动力输入端传动连接；所述冷却系统主要是由空冷器组成，所述空冷器采用引风式结构，其包布置在空冷器顶部的防爆电机以及与其连接的可正反转的叶片、布置在空冷器内部两侧的管束，所述管束外设计为叶片角度可调节的百叶窗结构；所述管束的进口端与出口缓冲罐连接、出口端连接出气管线；所述净化处理系统包括通过管线依次连接的预处理除水罐和气液分离器，所述预处理除水罐的进口端通过双工况切换工装分别连接氮气管线和天然气管线，所述气液分离器的出口端与进口缓冲罐连接；所述排污收集及处理系统包括气液分离及收集系统和放喷点火系统，所述气液分离及收集系统包括与气液分离器底部连接的排液管线以及与排液管线连接的收集罐，所述收集罐上通过排气管线与放喷点火系统连接；压缩机盘根水冷却系统包括与增压机盘根水通道进、出口端连接的循环水管线，所述循环水管线管线上连接有离心泵、散热器、过滤器、压力传感器、温度传感器以及水流量指示器。进一步的，所述防爆电机与活塞式往复增压机之间通过叠片挠性联轴器传动连接，所述叠片挠性联轴器包括中间段间隔轴、左安装盘和右安装盘，所述中间段间隔轴的两端与左安装盘和右安装盘之间分别设有叠片组件并通过螺栓分别连接；所述叠片挠性联轴器上还安装有飞轮。进一步的，所述活塞式往复增压机选择最高增压至70MPa、排量1800-2000Nm3/h的Ariel-JGA系列增压机。进一步的，所述活塞式往复增压机的进口端管线上设有分支连接注油嘴。进一步的，所述出气管线上还安装有安全阀，所述安全阀的出口通过管线与放喷点火系统连接。进一步的，所述活塞式往复增压机通过自动隔气排液系统以及排液管线与收集罐连接进一步的，所述循环水管线上还设有分支与补水箱连接。进一步的，所述活塞式往复增压机的中体采用双室设计，且双室内均能够受控充入保护气。进一步的，所述天然气管线上设有分支连接微型制氮装置，且所述活塞式往复增压机的中体双室通过保护气管线与微型制氮装置连接。本专利技术能够利用天然气井场的放空天然气作为回注介质，放空天然气资源回收利用，有效的减少资源浪费（若不回注，放空天然气将直接引至火炬燃烧掉）；天然气注入到超过7000余米的超深度、超高压的油气藏中能够改善天然气及油藏品性，对稠油降粘、增溶、解堵、驱油、清垢等油田采油增产作业具有良好的增产效果，对天然气气井增能及增产意义重大。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）采用强度刚度足够的底座作为撬体平台，将增压系统、动力及传动系统、冷却系统、净化处理系统、排污收集及处理系统、压缩机盘根水冷却系统、控制系统集成一撬，结构紧凑，方便移运。（2）与Ariel公司合作研发可以压缩氮气/含硫天然气双介质的高压（（H2S20000ppm）)活塞往复式压缩机，采用五级压缩，针对氮气/天然气不同的压缩比，气缸采用余隙调节，额定排气压力：70MPa；流量：1800-2000Nm3/h。（3）模拟仿真分析，系统解决高压力大排量增压机组的脉动、震动、扭振情况，管道及进排气缓冲罐加装阻尼板，阻尼板安装位置及形状大小经过严格分设计确定，有效消除脉动，联轴器加装飞轮消除扭振（图1）等，底座局部区域灌浆。（4）压缩介质中H2S（20000ppm）腐蚀性的预防及解决措施：天然气进行预处理除水+二次气液分离器达到高效除水，除游离水效率达97%；设备零部件、管件优先选用SS316L或SS304L材料；利用进气流将注油嘴上的润滑油滴冲进到气阀，形成油膜保护，有效减少压缩机进排气阀的腐蚀及损坏。（5）冷却器的管束布置成“H”型，有效解决大排量下增压机的冷却需求，且结构紧凑；采用专用正反转铝质叶片，可在极端高温和低温环境情况下满足排风/吸风两种冷却方式冬夏季温度调节功能，有效防止夏季高温及冬季压缩介质的水析出及冰堵。（6）增压机中体设计成双室型结构，活塞杆运转时，双室防漏双重保护，高效防止天然气向曲轴箱侧泄漏；（7）采用一台压缩机组即可完成对氮气/含硫天然气两种介质的压缩，节约1台套压缩机组的采购成本，同时开发新的压缩工艺流程，使其同时满足氮气/含硫天然气两种工况需求；氮气/含硫天然气一级进气双工况切换工装的设计，防止氮气模式时的防吸空和卸载，满足天然气模式时微型制氮装置的介入；天然气工况模式时，运行前微型制氮装置对压缩机、缓冲罐及管道进行氮气置换吹扫，运行中持续向增压机中体两室注入纯度≥98%的氮气作为保护气，及停机后再次对压缩机、缓冲罐及管道进行氮气置换吹扫；所有的安全阀、排污出口汇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高压高含硫双介质大排量压缩机组，其特征在于：包括安装在撬体上的增压系统、动力及传动系统、冷却系统、净化处理系统、排污收集及处理系统、压缩机盘根水冷却系统提及控制系统，具体如下：/n所述增压系统包括活塞式往复增压机以及其进、出口端分别通过管道连接的进口缓冲罐、出口缓冲罐，所述进口缓冲罐、出口缓冲罐的内腔均设有阻尼板；所述动力及传动系统包括防爆电机，所述防爆电机与活塞式往复增压机的动力输入端传动连接；/n所述冷却系统主要是由空冷器组成，所述空冷器采用引风式结构，其包布置在空冷器顶部的防爆电机以及与其连接的可正反转的叶片、布置在空冷器内部两侧的管束，所述管束外设计为叶片角度可调节的百叶窗结构；所述管束的进口端与出口缓冲罐连接、出口端连接出气管线；/n所述净化处理系统包括通过管线依次连接的预处理除水罐和气液分离器，所述预处理除水罐的进口端通过双工况切换工装分别连接氮气管线和天然气管线，所述气液分离器的出口端与进口缓冲罐连接；/n所述排污收集及处理系统包括气液分离及收集系统和放喷点火系统，所述气液分离及收集系统包括与气液分离器底部连接的排液管线以及与排液管线连接的收集罐，所述收集罐上通过排气管线与放喷点火系统连接；/n压缩机盘根水冷却系统包括与增压机盘根水通道进、出口端连接的循环水管线，所述循环水管线上连接有离心泵、散热器、过滤器、压力传感器、温度传感器以及水流量指示器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超高压高含硫双介质大排量压缩机组，其特征在于：包括安装在撬体上的增压系统、动力及传动系统、冷却系统、净化处理系统、排污收集及处理系统、压缩机盘根水冷却系统提及控制系统，具体如下：
所述增压系统包括活塞式往复增压机以及其进、出口端分别通过管道连接的进口缓冲罐、出口缓冲罐，所述进口缓冲罐、出口缓冲罐的内腔均设有阻尼板；所述动力及传动系统包括防爆电机，所述防爆电机与活塞式往复增压机的动力输入端传动连接；
所述冷却系统主要是由空冷器组成，所述空冷器采用引风式结构，其包布置在空冷器顶部的防爆电机以及与其连接的可正反转的叶片、布置在空冷器内部两侧的管束，所述管束外设计为叶片角度可调节的百叶窗结构；所述管束的进口端与出口缓冲罐连接、出口端连接出气管线；
所述净化处理系统包括通过管线依次连接的预处理除水罐和气液分离器，所述预处理除水罐的进口端通过双工况切换工装分别连接氮气管线和天然气管线，所述气液分离器的出口端与进口缓冲罐连接；
所述排污收集及处理系统包括气液分离及收集系统和放喷点火系统，所述气液分离及收集系统包括与气液分离器底部连接的排液管线以及与排液管线连接的收集罐，所述收集罐上通过排气管线与放喷点火系统连接；
压缩机盘根水冷却系统包括与增压机盘根水通道进、出口端连接的循环水管线，所述循环水管线上连接有离心泵、散热器、过滤器、压力传感器、温度传感器以及水流量指示器。


2.根据权利要求1所述的超高压高含硫双介质大排量压缩机组，其特征在于：所述防爆电机与活塞式往复增压机之间通过叠片挠性联轴器传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，刘中云，赵海洋，李建奎，王小红，孟巧玲，全先富，董玉欣，安同武，曹磊磊，张祥，
申请(专利权)人：山东恒业石油新技术应用有限公司，中国石油化工股份有限公司，山东科瑞油田服务集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37