注氣壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)改造

翁乙友，常記佳，瞿強(qiáng)

(中國(guó)石油塔里木油田公司，新疆 塔里木 841000)

塔里木油田牙哈凝析氣田采用循環(huán)注氣保壓開采方式，7臺(tái)16SGT/MH66天然氣壓縮機(jī)組，設(shè)計(jì)循環(huán)注氣壓力為52MPa，注氣規(guī)模為3.5×106m3/d，有注氣壓力高、排量大的特點(diǎn)。自2000年10月投產(chǎn)以來，機(jī)組經(jīng)常發(fā)生1號(hào)注油系統(tǒng)無油流停車故障，導(dǎo)致壓縮機(jī)起停次數(shù)增多，增加了壓縮機(jī)的機(jī)械磨損，影響了注氣量，同時(shí)增加了天然氣放空量。為了解決該故障，從進(jìn)油管線、注油泵、分配器、單流閥、盤根等多個(gè)方面進(jìn)行討論和分析，通過互換對(duì)比、更換拆裝等方法尋找解決途徑。幾年來該類故障，有小部分確實(shí)是由于零部件損壞造成，但始終沒有形成邏輯性的判斷，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，只能靠加大注油量甚至打開預(yù)潤(rùn)滑泵維持機(jī)組運(yùn)行。但機(jī)組注油量加大直接導(dǎo)致潤(rùn)滑油消耗量過高，造成了生產(chǎn)成本的提高，同時(shí)注油量過大會(huì)造成氣閥閥片粘滯，氣閥工作效率降低，甚至?xí)?dǎo)致閥片斷裂等嚴(yán)重后果。因此，對(duì)注油系統(tǒng)進(jìn)行改造勢(shì)在必行。

1 注氣壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)簡(jiǎn)介

壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)主要包括注油器、安全閥、過濾器、分配器、無油流開關(guān)和單流閥六部分。氣缸注油系統(tǒng)通過壓縮機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)4組注油器，潤(rùn)滑油經(jīng)過安全閥、過濾器再進(jìn)入4組分配器，分別為壓縮機(jī)氣缸頂部(10個(gè)注入點(diǎn))、氣缸底部(10個(gè)注入點(diǎn))、盤根內(nèi)(6個(gè)注入點(diǎn))、盤根外(6個(gè)注入點(diǎn))共32個(gè)注入點(diǎn)提供強(qiáng)制潤(rùn)滑，其中進(jìn)入氣缸頂部、底部的20個(gè)注入點(diǎn)之前都有1個(gè)單流閥，改造前的注油系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 改造前注油系統(tǒng)流程示意

2 注油系統(tǒng)無油流故障停機(jī)原因及處理方法

通過對(duì)注油系統(tǒng)流程的分析可以得出造成注油系統(tǒng)無油流故障有很多，下面分別從設(shè)備安裝、注油系統(tǒng)管路、元件故障以及工作環(huán)境四個(gè)方面查找原因。

2.1 設(shè)備安裝

在完成機(jī)組檢修回裝時(shí)需特別注意分配器的安裝。先清洗基板及柱塞，如果柱塞有磨損則需更換分配器；安裝時(shí)要注意O型圈的安裝方式，如果錯(cuò)位則會(huì)引起油孔堵塞或是流通不暢;在安裝過程中還需注意在連接分配器出口管線前用泵油置換分配器中的空氣。檢測(cè)分配器有無故障可以通過泵油觀察潤(rùn)滑油能否順利流出，如果潤(rùn)滑油順利流出則說明分配器沒有故障，反之則有故障。另外無油流開關(guān)安裝時(shí)也必須注意扭距不能過大，否則也會(huì)導(dǎo)致無油流故障停機(jī)。

2.2 注油系統(tǒng)管路

檢查注油系統(tǒng)管線首先檢查安全閥、注油過濾器和分配器前的油路是否存在滲漏現(xiàn)象，如果油路有滲漏則會(huì)導(dǎo)致無油流開關(guān)檢測(cè)到的潤(rùn)滑油壓力不足或者油量太少致使無油流報(bào)警停機(jī)。

注油過濾器堵塞、注油泵單泵潤(rùn)滑油入口管線堵塞或是凸輪和柱塞磨損，造成凸輪與柱塞間隙太大，柱塞不能正常運(yùn)動(dòng)，從而使注油泵配油量不夠，導(dǎo)致無油流故障報(bào)警停車?？梢酝ㄟ^拆開注油過濾器和注油泵檢查是否堵塞或通過測(cè)量凸輪與柱塞之間間隙來判斷凸輪和柱塞是否磨損。

2.3 元件故障

無油流開關(guān)數(shù)據(jù)連接線斷路或接地都會(huì)造成無油流故障停車，由于無油流開關(guān)是根據(jù)磁性計(jì)數(shù)的，所以通過鐵器接觸開關(guān)的觸油面，觀察控制面板是否計(jì)數(shù)來判斷數(shù)據(jù)線是否連接正常；填料盒磨損、填料磨損、活塞桿磨損和出口導(dǎo)向管的安裝不正確都可能導(dǎo)致填料盒油道串氣或者是潤(rùn)滑油在流動(dòng)過程中產(chǎn)生氣泡，影響無油流開關(guān)的正常工作。

2.4 工作環(huán)境

無油流開關(guān)的夏季實(shí)際工作環(huán)境溫度約在80～90℃，遠(yuǎn)超出其設(shè)定溫度范圍(-18～55℃)，導(dǎo)致不能正常檢測(cè)到潤(rùn)滑油?，F(xiàn)場(chǎng)采用冷卻水強(qiáng)制冷卻的方法，對(duì)無油流開關(guān)進(jìn)行降溫。

在注氣壓縮機(jī)氣缸1號(hào)注油系統(tǒng)無油流故障停機(jī)的判斷中，按照以上幾個(gè)方面依次排查發(fā)現(xiàn)機(jī)組填料和填料盒漏氣致使盤根油道串氣，最后導(dǎo)致氣缸1號(hào)注油單泵泵壓不足以及注油泵配油量不足，這是影響注油系統(tǒng)無油流故障停車的主要因素。

3 改造措施

為了能夠更好地解決氣缸1號(hào)注油單泵泵壓不足以及注油泵配油量不足的問題，此次注油改造的關(guān)鍵點(diǎn)是怎樣提高氣缸1號(hào)注油系統(tǒng)的泵壓以及注油泵配油量。針對(duì)氣缸注油系統(tǒng)改造提供了兩個(gè)方案：1)在其余3個(gè)注油系統(tǒng)流程不變的情況下，氣缸1號(hào)注油系統(tǒng)由原來的1個(gè)3/8注油單泵直接并聯(lián)1個(gè)單泵，改為2個(gè)1/4單泵并聯(lián)注油；2)氣缸2號(hào)注油系統(tǒng)和4號(hào)注油系統(tǒng)不變，將氣缸3號(hào)注油系統(tǒng)由原來的2個(gè)1/4注油單泵改為1個(gè)3/8注油單泵注油，而氣缸1號(hào)注油系統(tǒng)由原來的1個(gè)3/8注油單泵改為2個(gè)1/4單泵并聯(lián)注油。

根據(jù)注氣壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)流程圖可以看出，氣缸注油的4個(gè)注油系統(tǒng)的注油單泵安放在注油器里面，而整個(gè)注油器只能容納5個(gè)注油單泵，方案一現(xiàn)場(chǎng)只需改變一個(gè)系統(tǒng)流程，改造管線方便、簡(jiǎn)單，但是可行性不夠，如果額外增加1個(gè)注油單泵，需考慮額外增加單泵的動(dòng)力和單泵安裝位置問題，給整個(gè)技術(shù)改造增加了很多難度，最終沒有采用該方案；方案二是氣缸2號(hào)注油系統(tǒng)和4號(hào)注油系統(tǒng)不變，將氣缸3號(hào)注油系統(tǒng)由原來的2個(gè)1/4注油單泵改為1個(gè)3/8注油單泵注油，而氣缸1號(hào)注油系統(tǒng)由原來的1個(gè)3/8注油單泵改為2個(gè)1/4單泵并聯(lián)注油。經(jīng)試運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)3號(hào)注油系統(tǒng)壓力偏低，所以又將改造后氣缸注油系統(tǒng)的注油單泵功率調(diào)大，再試運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)每個(gè)注油系統(tǒng)都能得到合理的潤(rùn)滑。改造后的注油系統(tǒng)如圖2所示。

4 改造后效果

2011年1月注氣壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)經(jīng)過技術(shù)改造后的故障統(tǒng)計(jì)如圖3所示，從統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)注氣機(jī)組因無油流故障停機(jī)次數(shù)大幅減少，同時(shí)也減少了故障停機(jī)時(shí)造成的天然氣放空量，保證了注氣機(jī)組每個(gè)注油系統(tǒng)能夠更好地在合理的注油量下正常工作，不需要增大注油量來保證機(jī)組正常運(yùn)行，提高了注氣壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)率，節(jié)約了氣缸注油系統(tǒng)潤(rùn)滑油消耗量，保證了牙哈作業(yè)區(qū)注氣量，為節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)工作作出了巨大的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)束語

通過近三年的正常運(yùn)行，充分證明天然氣注氣壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)改造取得了圓滿的成功，為同類壓縮機(jī)解決該類故障提供了可借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)，最終解決了天然氣注氣壓縮機(jī)氣缸注油系統(tǒng)故障，并形成了解決該類型故障的一整套思路，當(dāng)然注油系統(tǒng)只是注氣壓縮機(jī)的一個(gè)組成部分，要使天然氣注氣壓縮機(jī)安全平穩(wěn)運(yùn)行還需更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和研究。

圖2 改造后的注油系流程示意

圖3 2004～2011年無油流故障統(tǒng)計(jì)

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.JB/T 9846—2010氣動(dòng)鑿巖機(jī)用注油器[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]蘇衍初，張景安，劉惠麟，等.SH/T 3143—2004石油化工往復(fù)壓縮機(jī)工程技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國(guó)石化出版社，2005.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 19153—2009容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 25358—2010石油及天然氣工業(yè)用集裝型回轉(zhuǎn)無油空氣壓縮機(jī)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[5]郁永章，姜培正，孫嗣螢.壓縮機(jī)工程手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2012：301-362.

[6]田景亮.往復(fù)式空氣壓縮機(jī)操作維修指南[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2010：90-121.

[7]張衛(wèi).氣體壓縮機(jī)運(yùn)行與維護(hù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011：115-162.

[8]周國(guó)良.壓縮機(jī)維修手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：165-176.

[9]王福利.壓縮機(jī)組[M].北京：中國(guó)石化出版社，2007：312-351.

[10]《天然氣壓縮機(jī)組基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)行維護(hù)》編委會(huì).天然氣壓縮機(jī)組基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)行維護(hù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2011：93-120.