CN203348079U - 石油伴生气涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油伴生气涡旋压缩机，它包括进气净化与排污系统、驱动压缩系统、油路润滑系统、气路测量系统、机组冷却系统以及电气控制系统，它们自成一体地集成安装在机箱中；所述进气净化与排污系统由空气预过滤网、前置分离筒、前置过滤芯、液位开关、绕性板加热带以及电磁阀组成；所述驱动压缩系统中的涡旋主机与主电机集成封闭在筒体内，主电机与涡旋主机共轴实现同步驱动，并通过冷却润滑油进行冷却；所述机组冷却系统由板翅片式冷却器和防爆冷却风机组成，其中板翅片式冷却器为一体式，由油冷器与后冷器相结合而成。本实用新型对于石油伴生气的回收具备高可靠性、高安全性，且具有成本相对低、体积小、便于安装、移动的优势。

Description

石油伴生气涡旋压缩机

技术领域

本实用新型涉及工艺气体压缩机结构设计，特别涉及一种石油伴生气涡旋压缩机。

背景技术

石油伴生气也称“套管气”，即从油井抽油时内管是油，而外套管就是油的伴生气（天然气）。该类套管气目前在相当多的油井由于没有相应技术措施和设备，往往出于安全目的将其作火炬气排空燃烧。石油伴生气排空作火炬燃烧，既浪费能源又污染环境。

对于压力低、特别是边远井区的油井伴生气，单井的伴生气虽然量较小但多口井集汇后，用伴生气涡旋压缩机增压后再送入附近管网，或者将多台机组回收的气体送入集中处理站，从整个油田范围来说，其节能减排效应是十分明显的。

目前少数套管气回收采用活塞式压缩机，活塞压缩机结构复杂、价格昂贵、易损件多、维护工作量大，其可靠性低是用户最不满意之处。

有鉴于此，该领域的技术人员致力于研发一种用于回收套管气的涡旋压缩机。

发明内容

本实用新型的任务是提供一种石油伴生气涡旋压缩机，它解决了上述现有技术所存在的问题，对于石油伴生气的回收具备高可靠性、高安全性，且具有成本相对低、体积小、便于安装、移动的优势。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种石油伴生气涡旋压缩机，它包括驱动压缩系统、油路润滑系统、气路测量系统以及电气控制系统，它还包括进气净化与排污系统以及机组冷却系统；

所述进气净化与排污系统、驱动压缩系统、油路润滑系统、气路测量系统、机组冷却系统以及电气控制系统自成一体地集成安装在机箱中；

所述进气净化与排污系统由空气预过滤网、前置分离筒、前置过滤芯、液位开关、绕性板加热带以及电磁阀组成；所述空气预过滤网安装在机组进风口处；所述前置过滤芯装配在前置分离筒内，前置分离筒为旋风液体分离式结构，使气体中的水分充分分离出来；

所述驱动压缩系统中的涡旋主机与主电机集成封闭在筒体内，主电机与涡旋主机共轴实现同步驱动，主电机和涡旋主机通过冷却润滑油进行冷却；

所述机组冷却系统由板翅片式冷却器和防爆冷却风机组成，其中板翅片式冷却器为一体式，由油冷器与后冷器相结合而成。

所述前置分离筒外包裹绕性板加热带以防止筒内液体杂质因温度低而凝结。

所述前置过滤芯采用高精度玻璃纤维滤纸构成。

所述涡旋主机与主电机集成封闭在筒体时安装支撑减震垫以减小机组振动值。

所述油路润滑系统中装有温度控制阀，温度控制阀直接安装在冷却器的进出油法兰上。

所述电气控制系统由西门子S7-300模块与电气元件组合而成，其防爆等级为DIIBT4。

本实用新型的石油伴生气涡旋压缩机能实现以下功能：

机组在野外露天放置，机箱防护等级IP54，可视化控制面板便于观察与操作。电机与涡旋主机封闭在筒体内，不存在通过轴封泄漏气体和油。机组内置先进的净化设备可直接对接油井井口进行压缩工作。独特的风冷却方式，运行噪声低。机组内部空间结构紧凑，各部件的选择与集成合理。机组防爆等级DIIBT4，用西门子S7-300控制系统，具有远程控制与通信功能，实现无人值守安全运行。

为了适应油田产气压力波动大的特点，机组有三种工作模式：（1）气体增压流程；（2）气体旁通流程；（3）气体放空流程。可根据井口气体流量大小选用单个或多个模块化机组，每个模块单独成型，可独立工作，也可与其它模块并联后一起工作。既可以多模块机组同时用于同一口大流量井天然气回收，也可单模块机组同时用于多口小流量井天然气回收。

采用本实用新型的石油伴生气涡旋压缩机，对于石油伴生气的回收具备高可靠性、高安全性，且具有成本相对低、体积小、便于安装、移动的优势。

附图说明

图1是本实用新型的一种石油伴生气涡旋压缩机的主视图。

图2是按图1所示涡旋压缩机的右视图。

图3是按图1所示涡旋压缩机的左视图。

图4是按图1所示涡旋压缩机的俯视图。

图5是按图1所示涡旋压缩机的仰视图。

图6是本实用新型的一种石油伴生气涡旋压缩机的主视结构示意图。

图7是按图6所示涡旋压缩机的俯视结构示意图。

附图标记：

1为进气净化与排污系统，2为驱动压缩系统，3为油路润滑系统，4为气路测量系统，5为机组冷却系统，6为电气控制系统，A为控制电缆口，B电源线进口，C为吊装孔，D为油标视窗口，E为机组进气口，F为机组排风口，G为叉车口，H为机组进风口，I为机组出气口，J为机组放空口，K为机组排污口，L为机组排污口，M为机组安装孔，N为仪表视窗口，O为油标视窗口。

具体实施方式

参看图1至图7，本实用新型提供了一种石油伴生气涡旋压缩机，它主要由进气净化与排污系统1、驱动压缩系统2、油路润滑系统3、气路测量系统4、机组冷却系统5以及电气控制系统6组成。所述进气净化与排污系统1、驱动压缩系统2、油路润滑系统3、气路测量系统4、机组冷却系统5以及电气控制系统6自成一体地集成安装在机箱中。

如图6和图7所示，进气净化与排污系统1主要由空气预过滤网、前置分离筒、前置过滤芯、液位开关、绕性板加热带以及电磁阀组成。空气预过滤网安装在机组进风口处，能阻挡100μm以上的颗粒进入机箱内，维持机箱内清洁。机箱防护等级IP54。前置过滤芯装配在前置分离筒内，前置分离筒为旋风液体分离式结构，使气体中的水分充分分离出来。前置过滤芯采用高精度玻璃纤维滤纸构成，折褶式滤芯过滤面积大，滤芯容尘量大，低压降。前置分离筒外包裹绕性板加热带，用以防止筒内液体杂质因温度低而凝结。筒体配置液位开关、排污电磁阀等辅助元件按设定程序工作，进行排污处理，防止液态杂质进入压缩主机。

驱动压缩系统2由涡旋主机与主电机的集成筒体、支撑减震垫等组合成一体。涡旋主机与主电机集成封闭在筒体内，不存在通过轴封泄漏气体和油，主电机与涡旋主机共轴实现同步驱动，主电机和涡旋主机通过冷却润滑油进行冷却。涡旋主机与主电机集成封闭在筒体时安装支撑减震垫，合理布局减震垫位置，以减小机组振动值。

油路润滑系统3由温度控制阀、立式油气筒与油气分离芯组合体、冷却器等组成。立式油气筒体采用油气旋风分离机理，初分离效率高，更换滤芯方便。温度控制阀直接安装在冷却器的进出油法兰上。润滑油温度控阀采用集成块形式，感温元件精度高，机组排气温度易控，能有效防止润滑油析出水分。油气筒内的热油经温控阀调节后再喷入涡旋主机。润滑油循环由油气筒与压缩机主机低压腔之间的压差维持。

气路测量系统4由涡旋主机、控制电磁阀、压力温度变送器、最小压力阀、流量计、冷却器、管路系统等组成。被压缩后的油气混合物排到油气分离筒中进行油、气旋风分离，分离后的压缩气体经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。冷却后的压缩气体经流量计计量后排出机组。为了适应油田产气压力波动大，机组有三种工作模式；（1）当进气压力值符合压缩机的工作条件入口压力时，压缩机正常工作进行气体增压；（2）当进气压力值超出压缩机的工作条件入口压力时，压缩机停止工作，气体依靠自身动力通过旁通系统进行输送；（3）当设备检修时气体可以通过放空系统排放燃烧。

机组冷却系统5由板翅片式冷却器和防爆冷却风机等组成，其中板翅片式冷却器为一体式，由油冷器与后冷器相结合而成。板翅片式冷却器结构紧凑，传热效率高，使机组能用于高温度环境场合。风机风量大、风压高，可对机组内部和冷却器进行通风冷却。风叶采用防静电材质，并且风机电机转速采用变频器控制，根据机组排气温度反馈的4-20mA信号来控制风机的转速，使机组排气温度控制在恒定值。

电气控制系统6由西门子S7-300模块与高品质电气元件组合而成，具有远程控制与通信功能，可以联合控制多台机组，实现无人值守安全运行。电气控制系统的防爆等级为DIIBT4。

如图1至图5中所示，图中以字母标示了机组中的各孔口，例如：A为控制电缆口，B电源线进口，C为吊装孔，D为油标视窗口，E为机组进气口，F为机组排风口，G为叉车口，H为机组进风口，I为机组出气口，J为机组放空口，K为机组排污口，L为机组排污口，M为机组安装孔，N为仪表视窗口，O为油标视窗口。

本实用新型的石油伴生气涡旋压缩机在实际应用中采用了如下安装方式及工作过程：

石油伴生气涡旋压缩机由进气净化与排污系统、驱动压缩系统、油路润滑系统、气路测量系统、机组冷却系统、电气控制系统等自成一体地集成在机箱中。电机与涡旋主机设计成全封闭结构。涡旋主机是由函数方程型线的动、静涡旋互相齿合而成，在吸气、压缩、排气工作过程中，静涡旋盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自动机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动，气体通过前置过滤器吸入静盘的外围，随着偏心轴旋转，气体在动静盘齿合所组成的若干对月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静盘中部的轴向孔连续排出，完成吸入、压缩、排气三个工作过程。压缩过程中冷却润滑油由机头机壳下部的喷嘴直接喷入涡盘啮合部分，并与工艺气体混合，被压缩后的油气混合物排到油气分离筒中进行油、气旋风分离，分离出来的油经过油冷却器冷却、油过滤器过滤后，洁净的油才流回涡旋机头内。分离后的压缩伴生气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。冷却后的气体排出机组后进入气体管网以进行下一步处理。

综上所述，采用本实用新型的石油伴生气涡旋压缩机，对于石油伴生气的回收具备高可靠性、高安全性，且具有成本相对低、体积小、便于安装、移动的优势。机组在野外露天放置，机箱防护等级IP54，可视化控制面板便于观察与操作。电机与涡旋主机封闭在筒体内，不存在通过轴封泄漏气体和油。机组内置先进的净化设备可直接对接油井井口进行压缩工作。独特的风冷却方式，运行噪声低。机组内部空间结构紧凑，各部件的选择与集成合理。机组防爆等级DIIBT4，用西门子S7-300控制系统，具有远程控制与通信功能，实现无人值守安全运行。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型都将落在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种石油伴生气涡旋压缩机，它包括驱动压缩系统、油路润滑系统、气路测量系统以及电气控制系统，其特征在于：它还包括进气净化与排污系统以及机组冷却系统；

所述进气净化与排污系统、驱动压缩系统、油路润滑系统、气路测量系统、机组冷却系统以及电气控制系统自成一体地集成安装在机箱中；

所述进气净化与排污系统由空气预过滤网、前置分离筒、前置过滤芯、液位开关、绕性板加热带以及电磁阀组成；所述空气预过滤网安装在机组进风口处；所述前置过滤芯装配在前置分离筒内，前置分离筒为旋风液体分离式结构，使气体中的水分充分分离出来；

所述驱动压缩系统中的涡旋主机与主电机集成封闭在筒体内，主电机与涡旋主机共轴实现同步驱动，主电机和涡旋主机通过冷却润滑油进行冷却；

所述机组冷却系统由板翅片式冷却器和防爆冷却风机组成，其中板翅片式冷却器为一体式，由油冷器与后冷器相结合而成。

2.根据权利要求1所述的石油伴生气涡旋压缩机，其特征在于：所述前置分离筒外包裹绕性板加热带以防止筒内液体杂质因温度低而凝结。

3.根据权利要求1所述的石油伴生气涡旋压缩机，其特征在于：所述前置过滤芯采用高精度玻璃纤维滤纸构成。

4.根据权利要求1所述的石油伴生气涡旋压缩机，其特征在于：所述涡旋主机与主电机集成封闭在筒体时安装支撑减震垫以减小机组振动值。

5.根据权利要求1所述的石油伴生气涡旋压缩机，其特征在于：所述油路润滑系统中装有温度控制阀，温度控制阀直接安装在冷却器的进出油法兰上。

6.根据权利要求1所述的石油伴生气涡旋压缩机，其特征在于：所述电气控制系统由西门子S7-300模块与电气元件组合而成，其防爆等级为DIIBT4。

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