Компрессора для газлифта и закачки газа в пласт

Основные детали компрессора

а) Рама – картер служит для установки компрессора и накопления масла, основанием для коренных подшипников коленчатого–вала в газомоторных компрессорах;

б) Цилиндр предназначен для размещения поршня и поступления всасываемого и выбрасываемого газа. Изготовляется литым из чугуна (на давление до 6 МПа) или кованным из стали (до 15 МПа). Имеет плоскости для охлаждения. Вставляются сменные гильзы. Днища цилиндров могут быть сквозные и несквозные. В цилиндре имеются клапанные щели;

в) Поршни служат для создания разряжения и нагнетания в цилиндре. Выполняются полыми для снижения массы. На корпусе поршня устанавливают уплотнительные кольца, палец для соединения с шатунной головкой, маслосъёмные кольца. Материал СЧ-24-44 или СЧ-28-48 и сталь. Получают распространение поршни без смазки, тогда уплотнительные кольца выполняют из фторопласта, графитопласта. Поршневые кольца разрезные, могут быть подпружинены (зазор по радиусу между кольцом и цилиндром 0,1 – 0,2 мм). Изготовляют из чугуна и бронзы. Количество колец от 2 до 15;

г) Шток предназначен для соединения поршня с крейцкопфом и несёт большие переменные нагрузки. Материал – хромированные стали;

д) Сальниковые уплотнения предотвращают утечку масла из картера и газа из цилиндра. Применяют мягкую набивку с жёсткими уплотняющими элементами. Уплотняющие элементы могут выполняться из асбестового шнура, пропитанного суспензией фторопласта 4;

е) Клапан служит для пропуска газа в одну сторону и исключения движения в другую. Основные требования к клапану - плотность в закрытом состоянии, своевременное открытие, малое сопротивление потоку и износоустойчивость. Наибольшее распространение получили клапаны: кольцевой, беспружинный полосовой, прямоточный. Запорные пластины имеют малую массу. Седло выполняют из чугуна СЧ-21-40, пластины из стали 30ХГСА. Пластины проходят термообработку, шлифуются и притираются по седлу;

ж) Крейкопф является узлом, связывающим шток поршня с шатуном. Воспринимает нагрузки от приводного механизма, направленные под углом к движению штока поршня и передаёт последнему усилия, направленные вдоль оси. Изготовляют из чугуна (для небольших компрессоров) и из стали.

з) Шатуны соединяют крейкопф с коленвалом. Выполняют штамповкой из стали 40, втулки крейцкопфной головки – из бронзы, вкладыши кривошипной головки – из чугуна. Большую нагрузку несут болты кривошипной головки. Они изготовляются из стали 20ХНЗА или 40ХН.

Компрессора этой группы характеризуют большое давление (до 10 МПа газлифт и до 20 МПа ППД).

Для этой цели применяют газомотор – компрессоры типа 8ГКМ, 10ГКМ, компрессора с электроприводом 2СГ-50.

Рассмотрим устройство ГКМ (рисунок 57). Двигатель – V – образный, газовый. Топливо – перекачиваемый газ.

Шатуны двигателя соединены с коленвалом компрессора. Мощность – 8ГКМ - 220 кВт, 10ГКМ – до 1100 кВт. Давление на выкиде до 12,5 МПА. Подача от 17 до 500 м³/мин. Шифр 8ГКМ – 1/38 – 55: 8 – число цилиндров двигателя; 1 – число ступеней сжатия; 38 – давление на приёме (МПа х 10); 55 – давление на выкиде (МПа х 10).

1-шатун; 2-двигатель; 3-патрубок; 4-продувочный насос; 5-крейцкопф; 6-цилиндр; 7-регулятор; 8-рубашка; 9-клапан; 10-свеча

Рисунок 57-Схема газомоторкомпресоссора

ГКМ имеет около 20 типоразмеров. Основные детали и узлы унифицированы.

В газомоторкомпрессоре, принципиальная схема которого изображена на рисунок 57, на шейке коленвала размещён главный шатун 1, соединённый пальцами с шатунами двигателя 2. Через патрубок 3 всасывается воздух продувочным насосом 4 (его поршень соединён с крейцкопфом 5) в цилиндр двигателя для очистки от продуктов сгорания и наполнения воздухом перед сжатием. Компрессорный цилиндр 6 имеет регулируемый объём за счёт изменения величины мёртвого пространства регулятором 7. Силовой цилиндр имеет рубашку 8 для охлаждения. Через клапан 9 подаётся в цилиндр топливо, которое воспламеняется свечой 10. Смазка разбрызгиванием, циркуляция шестеренчатым масляным насосом.

Масло подводится к кривошипному валу, по каналам которого смазываются подшипники, затем масло сливается в картер.

Насос имеет привод от ГКМ, поэтому перед пуском надо прокачивать масло ручным насосом. Масло охлаждается в холодильнике, затем очищается в фильтрах грубой и тонкой очистки.

Цилиндры компрессора и двигателя смазываются поршневыми насосами лубрикатора, управляемыми кулачками распределительного вала. Масло авиационное МС-20 для 10ГК, моторное Т для 8ГК.

Водяное охлаждение ГК (рисунок 58) имеет два замкнутых цикла: горячий (пунктир) и холодный (сплошная линия).

1-двигатель; 2-компрессор; 3-циркуляционный насос; 4-охладитель; 5-маслоохладитель; 6-водоохладиетль; 7-циркуляционный насос.

Рисунок 58-Схема охлаждения компрессора

Горячий: рубашки цилиндров двигателя 1, охладитель 4, циркуляционный насос 3, маслоохладитель 5, рубашки цилиндра двигателя.

Холодный: рубашки цилиндров компрессора2, водоохладитель 6, циркуляционный насос 7, рубашки компрессора 2.

Вода горячего цикла имеет температуру большую, чем вода холодного цикла.

Компрессорная станция КС – 550. Применяется для газлифтной эксплуатации. Имеет две ступени сжатия и подаёт 48 – 70 м³/мин газа при давлении 0,6 – 1 МПа. Основой станции является газомоторкомпрессор 8ГКМ.

Двигатель компрессора – восьмицилиндровый, двухтактный, мощность 400 кВт. Компрессорная часть имеет 4 компрессорных цилиндра двойного действия.

8.3.4.Компрессора для сбора и транспорта попутного газа

В качестве примера рассмотрим широко применяемые электроприводные компрессора типа ГТК-7/5М (рисунок 59).

1, 2, 4, 5 – рабочие ступени; 3, 6 – холодильник; 7, 8 – подшипник; 9 – мультипликатор.

Рисунок 59- Схема компрессора ГТК-7/5М

Он предназначен для транспортировки попутного нефтяного газа. Представляет собой центробежную однокорпусную четырёхступенчатую машину с внешней подачей газа из ступени в ступень 1 – 2 – 4 – 5 после промежуточных холодильников 3 и кольцевых 6.

Ротор неразборного типа с горячей посадкой рабочих колёс на вал. Система смазки циркуляционная, принудительная. Уплотнение вала втулочного типа с подачей масла в уплотнение. Ротор лежит на двух подшипниках скольжения 7 и 8. корпус имеет горизонтальный разъём. Привод от электродвигателя через мультипликатор 9.

Таблица 26-Техническая характеристика компрессора:

№ п/п	Параметры	Показатели
	Производительность, м^3/мин
	Давление всасывания, МПа	0,12
	Давление нагнетания, МПа	0,5
	Потребляемая мощность, кВт
	Частота вращения, об/мин
	Привод	асинхронный электродвигатель типа АЗП
	Частота вращения, об/мин
	габариты, мм: длина ширина высота
	Масса, кг

Винтовые компрессоры, способны перекачивать газонефтяную смесь, что их выгодно выделяет среди машин этого класса (содержание газа в смеси до 70 %). Подобны по конструкции винтовым насосам с металлической обоймой. Рабочие органы насоса – два винта, которые располагаются в обойме и образуют замкнутые полости, перемещающиеся от всасывания к нагнетанию.

Применяют компрессоры типа ВК с производительностью до 25 м³/мин давлением на приёме 0,1 – 0,8 МПа, давлением на выкиде – 0,8 – 3,5 МПа.

Ротационные компрессоры, имеют в корпусе 1 (рисунок 60) ротор 2 с пластинами 3. Окружность ротора эксцентрична относительно корпуса, пластины совершают радиальное перемещение.

Подача от 0,5 до 140 м³/мин при давлении нагнетания до 1 МПа.

Рисунок 60- Схема ротационного компрессора

Лопастные компрессора (турбокомпрессора) – по типу центробежных насосов.

Характерны – большие окружные скорости (до 7000 об/мин), высокая точность обработки рабочих колёс и балансировка ротора. Применяют на газопроводах.

Турбокомпрессоры. Отличаются от многоступенчатого центробежного насоса различным диаметром ступеней.

Преимущества турбокомпрессоров по сравнению с поршневыми: а) меньшие размеры при одинаковой мощности; б) привод непосредственно соединяется с валом турбокомпрессора; в) подача равномерна и непрерывна; г) минимальная величина инерционных усилий.

Характеристика турбокомпрессоров похожа на характеристику центробежного насоса. Турбокомпрессоры применяют на трубопроводах с производительностью до 20000 м³/мин, мощность привода до 10000кВт.

Рисунок 61-Техническая характеристика турбокомпрессора

1-полость; 2-поршни; 3-цилиндр

Рисунок 62-Схема СПДК

Свободнопоршневые дизель – компрессорные агрегаты (СПДК).

В СПДК две системы поршней расположены на одной оси. Полость 1 между ними – камера сгорания дизеля. Под давлением газов сгорания топлива поршни 2 расходятся и сжимают в цилиндре 3 перекачиваемый газ. Под действием газа, оставшегося в мёртвом пространстве поршни компрессоров возвращаются в исходное положение.

СПДК обладают рядом преимуществ перед обычными: а) прямая передача от силовой части к компрессору; б) высокий КПД (до 40 – 45%); в) обеспечение саморегулирования; г) надёжность и безотказность в работе.

Недостаток: большая теплонапряжённость, вызываемая высокой степенью сжатия.

Наиболее распространены СПДК низкого давления (Р = 0,6 – 0,75 МПа, Q = 3,6 – 12 м³/мин) и высокого давления (Р = 15 – 40 МПа, Q = 2 – 4 м³/мин).

Компрессорные установки для освоения скважин, разработаны на базе гусеничных тележек «Восток» или на автомобилях высокой проходимости КрАЗ – 255 Б.

Широко применяются УКП-80: поршневой компрессор КП-80 бескрейцкопфный, четырёхступенчатый, с приводом от двигателя В2-300 (соединение через редуктор). Р_нагн = 8 МПа, Q = 8 м³/мин. Скорость передвижения (тележка «Восток») до 5 км/час. Масса – 16,1 т. Мощность привода 220 кВт.

Компрессор имеет вертикальное расположение цилиндров и дифференциальные поршни одностороннего действия. Все цилиндры имеют рубашки водяного охлаждения. Цилиндры I ступени отлиты в одном блоке. Воздух засасывается из атмосферы через два воздушных фильтра автомобильного типа и поступает в три цилиндра I ступени. Сжатый воздух выбрасывается в нагнетательный трубопровод и далее в холодильник I ступени,

в цилиндр II ступени холодильник II ступени цилиндр III ступени и т.д. до IV ступени.

Дизелькомпрессорные станции ДКС. На базе СПДК разработан ряд передвижных установок типа ДКС. Для промыслов выпускается ДКС-7/200А, смонтированная на КрАЗ-255Б. Дизель компрессоры ДК-10 (два) размещены симметрично продольной оси автомобиля вдоль бортов платформы. В передней части платформы установлены блоки охлаждения. Питание ДК-10 топливом из баков автомобиля. Запуск компрессора сжатым воздухом. Система охлаждения – замкнутая, циркуляционная. Блок охлаждения состоит из радиатора, двух вентиляторов и газовой турбины, работающей на выхлопных газах дизель – компрессора. Газовая турбина служит приводом водяного насоса и вентиляторов. Всасываемый воздух охлаждается вентиляторами автомобильного типа. Характеристика: Р_пр= 0,1 МПа, Р_вык = 20 МПа, N = 200 кВт (100 х 2), габариты 8650 х 2700 х 6800 мм, масса – 6800 кг.

Вакуум – компрессоры, получили применение для сбора попутного газа. Компрессоры типа КВ и КВ-1. Имеют П – образную станину, в которой на двух подшипниках уложен вал с двумя кривошипами. Между половинками станины на валу укреплён маховик – шкив. Привод от электродвигателя. Компрессор одноступенчатый с двумя цилиндрами. Одна ступень сжатия.

Р_нагн = 0,25 МПа, Q = 65 м³/мин, N = 140 кВт.

Компрессор КВ – 1 – двухступенчатый с промежуточным холодильником Р_раб = 0,6 МПа, Q = 40 м³/мин, N = 140 кВт, n – 120 об/мин.

Вакуумный групповой компрессор КВГ-5 сконструирован для отбора газа 10 – 15 скважин. Имеет два горизонтальных цилиндра, которые выполнены качающимися. Каждый из них укреплён на качающейся опоре, что позволяет отказаться от обычного кривошипно – шатунного механизма. Шток каждого цилиндра укреплён с кривошипом редуктора.

Р_пр = 0,8 МПа; Р_раб = 5 МПа; Q = 3000 м³/сут; n = 30 об/мин.

Дата добавления: 2014-01-07