天然气压缩机在排水采气中的应用分析

杨晓华 高峰 孙燕

摘 要：本文首先对天然气压缩机在排水采气中的应用优势进行论述，并分析排水采气对天然气压缩机的要求，最后探讨天然气压缩机在排水采气中的应用，希望能对广大同行有所助益。

关键词：天然气压缩机;排水采气;应用;分析

一、天然气压缩机在排水采气中的应用优势

（一）气举增产效果明显

气举排水采气技术主要是利用外来高压气源或是天然气压缩机来往井筒中来注入高压天然气，将井内注气点到井口压力梯度减小，进而实现井底回压减少，提高生产压差，并且实现气液流动速度的提升，提高天然气的带液能力，将井底积液排除，恢复水淹井，进而达到间歇或连续生产的机械排水采取工艺。但是对于部分地区其缺乏高压气源的情况下，则必须要采用天然气压缩机来完成。

（二）具有显著的增压开采挖潜效果

增压开采主要是利用天然气压缩机等机械设备，将热能以及机械能转换的过程来达到提高天然气压能，实现低压天然气转变为高压天然气的目的，进而将气井井口生产压力减小，提升其携液能力，让气井能够不间断的自喷带水生产，实现增产挖潜的效果。当前在开发新老气田中增压开采工艺技术获得了有效运用，并且增产挖潜效果非常显著。

二、排水采气对天然气压缩机的要求

第一，当前，我国气田天然气的开采规模与数量不断增加，气田的压力与产量逐步减少，在用气量的变化下，集输干线的压力也随之出现波动，要求能够确保天然气压缩机得以在进、排气压力的动态变化条件下能够运行正常，则需要增压开采以及气举压缩机具备良好的适应变工况能力。第二，因为大部分气井都是处于边缘山区，其分布并不集中，不但交通便利性较差，供电与供水系统不够完善，并且环境条件相差甚远。所以需要实际使用的天然气压缩机能够方便整体安装与运输，操作简单便捷、无需水电、运行稳定、不需工作人员进行值守。第三，在压力与温度发生改变的情况下，天然气会将凝析水析出，导致压缩机润滑油被稀释与污染，加快机械零件的磨损速度，甚至还会引发严重的运行事故，所以必须要确保实际采用的天然气压缩机具备高精度的液体分离器。第四，因为天然气属于易燃、易爆气体，所以实际使用的天然气压缩机务必要具有良好的密封性能、防爆性能以及防火性能。第五，在进行增压开采以及气举排水采气时需要压缩机能够连续运转，如若不是必须的计划停机检修，要求压缩机务必连续、不间歇的正常运转。

三、天然气压缩机在排水采气中的应用

（一）整体式天然气发动机-压缩机组

该机组也被称之为整体式燃气摩托压缩机组，其主要是由压缩天然气的几只压缩缸与燃用天然气的几只动力缸共同使用相同机身，并且共同使用曲轴二组成的撬装有机整体，其无需外接水源与户主电源，而且在系统中的的自控、点火、润滑以及冷却等操作都不需要借助外接的动力。一般情况下整体式天然氣发动机-压缩机组的功率在45-630kw范围房中，额定转速为360-440r/min，最大排气压力能够为35MPa，基本上各类排水采气井的工况需求均可得到满足。具体说来该机组的特点主要有以下几点：第一，此机组主要是根据低速重载原理，按照DEMA标准来设计其二冲程燃气发动机。其标定转速与功率便是长时间不间断与西宁的转速与功率。在四川含硫量较高的天然气以及新疆沙漠高温环境下均可使用该机组。第二，发动机不具有四冲程发动机的巨大热负荷排气门，定时机构与凸轮、联轴器等，结构较为简单，而且安装与调整较为便捷，维护成本不高。第三，各项机械荷载小，机组转速不高，机械以及磨损件具有较长使用寿命，通常都是使用5-6年后实施现场大检修，而无需进厂大修。第四，仪表控制系统具有较高的自动化程度，不但能够就地控制而且还能实现远程操控，而且其报警系统以及故障诊断系统较为完善，能够确保压缩机运行的安全与稳定。第五，燃料具有较强的适应性，因为机组的空燃比调节系统较为特殊，即便是在燃气16200～ 46 000

kJ/ Nm3低热值的情况下同样能够适用，能够使用在各类热值的天然气中。第六，机组具有较强的变工况适应能力，可以通过压缩缸串并联、压缩缸单双作用、压缩缸余隙以及转速调节等方式来实现气量的调节。能够保证在实际排水采气时能够有效调整相关运行参数，如温度、符合以及排量等，确保现场环境条件、工况条件等特定要求得到满足。第七，润滑系统简单、稳定。在机组中，其十字头、连杆轴承以及主轴承均是使用飞溅润滑，但是其动力缸则采取的是强制润滑，相较于普通发动机润滑方式来说其恰恰相反。加上机身油池的密封系统较为特殊，燃烧完成后能够杜绝废气泄漏到油池上。普通发动机的润滑油寿命仅有1500-2000h，而该润滑系统的则可以超过5000h。

（二）车载分体式压缩机

车载分体式压缩机主要是利用中高速压缩机与联轴器安装到汽车发动机上，而后通过启动后者来实现移动间隙作业的排水采气工作，相比于其他类型设备它有几方面特点：第一，车载分体式压缩机转速较高且操控与管理均十分容易，但维修上难度大;第二，车载分体式压缩机体积较为小巧易于搬运、组装与拆卸便捷、无需搭建专用场地进行安装放置以及停机后就能保养，并且能够在短时间内便可投入使用。另外针对部分可以替喷排液自喷生产且具备一定地层能量的气井，我们可以采用车载分体式压缩机开展气举复产，这样一来不仅能够进一步提升气井产量避免资源浪费，又可以达到生产成本降低之目的;第三，车载分体式压缩机还有着较广的适用范围，它除了能够运用在气举作业（包括不同类型气水同产井）以外，还可以进行增压。比如针对部分是否需要增压尚不明确的气井时，企业便可以利用车载分体式压缩机开展试增压工作，这样能够对该井产气能力予以验证，同时也为工艺与设备选择提供参考;第四，部分气水井由于受到较为复杂的地质构造地影响，其前期并未表现出明显的出水特征，在这种情况下我们可以在现场通过快速组装车载分体式压缩机对其开展气举试排水试验，这样一来不但可以掌握该气水井出水规律，并且凭借于此编制针对性的生产方案。

三、结束语

在进行排水采气中，使用气举以及增压工艺可以实现天然气开采量的有效提升，是常用的气井开采方式。其中要想有效实现上述两种工艺则离不开天然气压缩机的支持，在排水采气中有效应用天然气压缩机可以大幅提升采气产量，有利于推动我国天然气开采事业的发展。为此，相关工作人员必须要能够正确掌握排水采气对天然气压缩机的要求，并结合不同压缩机的特点来进行有效应用，切实发挥出天然气压缩机的价值。

参考文献：

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