Компрессоры

При однотрубных системах сбора нефти и газа отделение таза осуществляется на ЦПС. Во многих случаях на ЦПС стро­ит установки по сепарации и подготовке нефти на одной площадке с установкой подготовки газа. При этом основные ком­прессорные мощности обычно располагаются на установках подготовки газа. На прием этих компрессоров под собственным давлением 0,3—0,5 МПа поступает газ первой ступени сепарации. Газы второй и третьей ступеней при давлениях соответственно 0,2—0,3 МПа и 0,1—0,2 МПа при близком расположении установки подготовки газа можно также под собственным дав­лением транспортировать на прием компрессоров установки подготовки газа. Если давления второй и третьей ступеней сепара­ции недостаточно для транспортирования газа до компрессор­ной станции установки подготовки газа, то строят компрессорную линию непосредственно у пункта сепарации, и газы второй и третьей ступеней при помощи компрессоров можно закачивать и газопровод первой ступени сепарации или по самостоятельному газопроводу транспортировать до установки подготовки газа.

Для жирных газов концевой или горячей ступеней сепарации необходима установка компрессоров непосредственно у сепа­раторов. В некоторых случаях с этих ступеней сепарации газ отбирают под вакуумом, и требуется установка у сепараторов вакуум-компрессоров.

На многих нефтяных месторождениях возникает необходи­мость в компрессорных станциях для компримирования газа первой ступени сепарации и транспортирования его до ближай­шего газобензинового завода или другого потребителя. На не­которых месторождениях компрессорные станции высокого дав­ления необходимы в связи с внедрением газлифтной добычи нефти.

Наибольшее распространение на нефтяных месторождениях получили компрессоры следующих типов: газомоторные, турбо­компрессоры и ротационные с электроприводом. В стадии широ­кого внедрения находятся винтовые компрессоры.

Газомоторными называются компрессоры поршневого типа, соединенные в один агрегат с двигателем (газомотором), использующим в качестве топлива перекачиваемый газ.

Основными узлами газомоторного компрессора являются блок силовых цилиндров с поршнем, шатуны двигателя и компрессора, крейцкопф, поршень компрессора со што­ком, цилиндр компрессора, приемные и выкидные клапа­ны. Коленчатый вал и картер являются общими для дви­гателя и компрессора.

Для пуска газомоторных компрессоров используют сжатый воздух, который дает первоначальный толчок поршню двига­теля. Вращательное движение коленчатого вала преобразуется кривошипно-шатунным механизмом и крейцкопфом в возвратно-поступательное движение штока и поршня.

Газ поступает в полость рабочего цилиндра компрессора че­рез приемные клапаны, установленные в верхней части цилинд­ра, сжатый газ выходит через выкидные клапаны, расположен­ные внизу.

Подачу газомоторных компрессоров регулируют вручную (перепуском газа с выхода на прием, дросселированием газа на приеме и изменением величины мертвого пространства) или автоматически (регулятором давления на приемной линии, ко­торый поддерживает постоянным установленное для компрессо­ра давление).

Из газомоторных компрессоров на нефтяных месторождениях широко применяются компрессоры типа 8ГК, 10ГК и ГМ-8. Последний является автономной и моноблочной машиной, и в настоящее время им укомплектовываются блочные компрессор­ные станции типа КС-550. Все эти компрессоры выпускаются в основном с четырьмя рабочими цилиндрами, реже с тремя или пятью, с различным сочетанием числа цилиндров на первой, вто­рой и третьей ступенях в зависимости от условий. В табл. 6 приведены основные технические данные газомоторных компрес­соров.

Если газ перекачивают на небольшие расстояния, т. е. не требуется высокого давления, то применяются турбокомпрессоры или ротационные компрессоры с приводом от электродвигателя. Турбокомпрессор — это центробежная машина с часто­той вращения до 14 000 мин-¹. Число оборотов турбокомпрессо­ра увеличивается при помощи редуктора, в то время как рота­ционные машины могут непосредственно подсоединяться к низкооборотному двигателю.

Ротационный компрессор и отличие от турбо­компрессора работает по прин­ципу поршневых машин, но от­личается от них тем, что сжа­тие газа происходит не при возвратно-поступательном дви­жении поршня, а в результате вращательного движения ци­линдрического поршня, назы­ваемого ротором. Вращающийся ротор имеет выдвижные пластинки, кото­рые скользят по внутренней поверхности цилиндрического корпуса, называемого статором. Ротор расположен эксцентрич­но по отношению к статору, так что между ними образуется серповидное пространство. При вращении ротора пластин­ки под действием центробежной силы выдвигаются по своим пазам до соприкосновения с внутренней поверхностью статора.

Объем, заключенный между двумя соседними пластинками, при вдвинутых в ротор пластинках равен нулю, а при выдвину­тых — максимальному значению. Таким образом, между плас­тинками образуются камеры с изменяющимися при вращении объемами. Камеры во время сообщения с приемным патруб­ком 6 постепенно увеличиваются в объеме и заполняются газом. Достигнув максимума своего объема, камеры перекрываются цилиндрической поверхностью статора, и при дальнейшем пово­роте ротора их объем начинает постепенно уменьшаться, а газ, находящийся в камерах,— сжиматься. По достижении миниму­ма объема камер сжатый газ, находящийся в них, поступает в выкидной патрубок. Все это обеспечивает большую плавность подачи газа в ротационных компрессорах по сравнению с порш­невыми. Ротационные компрессоры — низкооборотные (до 500 мин-¹).

На нефтяных месторождениях применяются в основном тур­бокомпрессоры ГТК-7/5 и ротационные компрессоры РСК-50/7.

К преимуществам турбокомпрессоров и ротационных ком­прессоров перед поршневыми относятся малые габариты и мас­са, простота конструкции, уравновешенность машины, прямоточность процесса и равномерность подачи газа, к недостат­кам — повышенные требования к точности изготовления и экс­плуатации.

В последнее время для компримирования газов концевых ступеней сепарации или горячей вакуумной сепарации все боль­шее применение получают винтовые компрессоры (в основном используются компрессоры 7ВКГ-30/7 и 7ВКХ-50/7). По принци­пу действия они относятся к объемным (поршневым) машинам, позволяющим перекачивать газожидкостные смеси, т. е. газ с некоторым содержанием жидкой фазы.

В винтовом компрессоре подача газа осуществляется вра­щающимися ведущим и ведомым винтами, которые находятся в зацеплении друг с другом и заключены в обойму корпуса ма­шины. В компрессорах 7ВК.Г сжатый газ охлаждается путем принудительного впрыскивания масла или нефти в рабочую по­лость компрессора в процессе сжатия. Компримируемый газ и нефть (масло) движутся поступательно, и равномерное враще­ние винтов обеспечивает непрерывную подачу газа и нефти без завихрений и пульсаций. Помимо охлаждения газа впрыскивае­мая в рабочую полость нефть (масло) смазывает подшипники качения и шестерни связи.На базе компрессора 7ВКГ разработаны блочные автоматизированные компрессорные станции для сбора и транспортирования газа концевых ступеней и горячевакуумной сепарации. В комплект поставки входят элементы системы авто­матики: щит дистанционного управления, реле давлении и др. В целом компрессорная установка является автономной и транс­портабельной.

Обслуживающему персоналу, работающему на установках подготовки нефти, приходится иметь дело также с воздушными компрессорами.

Воздушные компрессоры применяются на объектах подготовки нефти в качестве генераторов сжатого воздуха, не­обходимого для управления работой приборов и средств авто­матики, регулирующих технологические параметры в процессах сепарации, обезвоживания, обессоливания и стабилизации нефти.