有效预防天然气压缩机压缩缸进液的技术改造

王德宽 郑展 李兰 徐礼军 宋建刚

摘 要：原料天然气在开采过程中伴随着大量采出水，通过集气站内的分离器进行气液分离，如站内分离器排液系统故障或上游无脱水撬集气站清管作业过程中操作不当或排液不及时，大量的采出水会进入压缩机站高效分离器，高效分离器电动球阀来不及排液，则会导致采出水带入压缩机，造成压缩机气缸进液，对气阀、曲轴、连杆损害很大，导致压缩机故障停机。作业四区通过分析可能造成压缩机进液的各种因素，提出了改进方案并组织实施，经改造后可以彻底预防压缩缸进液，有效保护压缩机的安全运行，满足了生产需求，效果良好。

关键词：往复式压缩机;压缩缸;改造

一、改造背景

作业四区目前共管理往复式型压缩机6台，其中DPC-2803型4台，ZTY630型2台，压缩机的控制柜中出厂设定有进气分离器高液位报警停机功能，但当上游天然气携带大量游离水进入压缩机进气分离器时，虽有保护停机功能，但由于压缩机转速很高，在惯性的驱使下仍会有大量的游离水进入压缩缸，发生液击现象。所谓液击现象就是指液体随气体吸入压缩缸时损坏吸气阀片的现象，以及进入气缸后没有在排气过程迅速排出，在活塞接近上止点时被压缩而产生的瞬间高液压的现象，会在很短时间内造成压缩受力件（如阀片、活塞、连杆、曲轴、活塞销等）的损坏，是往复式压缩机的致命杀手。分析其原因首先当液体以较高速度进入压缩机气缸时，由于液体的冲击和不可压缩，会引起吸气阀片过度弯曲或断裂;其次，气缸中未及时排出的液体受到活塞压缩时，瞬间内出现的巨大压力并造成受力件的变形和损坏。通过减少或避免液体进入压缩缸就可以有效防止液击的发生。针对以往某厂压缩机压缩缸进液发生的事故经验教训，必须对压缩机上游来气分离器排液系统进行改造。某厂压缩机压缩缸进液故障图片如图1、2。

二、改造思路

为有效解决分离器排液不及时将采出水带入压缩缸造成压缩机故障的安全隐患，特对压缩机上游设备高效分离器排液系统进行改造。采取在高效分离器磁浮子液位计上警戒线30CM处，安装一个型号为JN-HM12-10B的磁性开关，通过信号线与压缩机控制柜相连接，如遇分离器排液不及时，将大量采出水带入高效分离器，当液位达到磁性开关位置处，磁性开关吸合，导通电路，压缩机自动保护停机。能够彻底预防液体进入压缩缸，导致压缩机故障停机。该磁性开关已通过中国石油和化学工业电气产品防爆质量监督检验中心（PCEC）的本安防爆认证，取得国家级别的防爆合格证书，适用于油气生产场所。磁性开关外观图及高效分离器磁浮子液位计增加磁性开关示意图如图3、图4所示。

磁性开关是在密闭的金属或塑料管内，设置一点或多点的磁簧开关，它核心部件为干簧管。起初，两片簧片并未接触，但当其通过永久磁铁或电磁线圈产生的磁场时，外加的磁场会使两片簧片端点位置附近产生不同的极性，如果磁性超过簧片本身的弹力时，这两片簧片就会吸合导通电路;如果磁场减弱或消失，则干簧片由于本身的弹性而释放，接觸面就会分开从而断开电路。

三、实施改造

选取北7站压缩机进行改造试验，利用压缩机月度保养停机间隙，对高效分离器排液系统进行改造。首先将磁性开关安装在防爆接线盒内，一端固定在高效分离器磁浮子液位计上警戒线30CM处，另一端通过防爆绕行管接信号线与压缩机控制柜相连接。 改造前后现场效果图见图5、图6。

四、测试情况

北7站高效分离器磁浮子液位计加装磁性开关后，该区设备技术员、仪表维护人员与压缩机保运商共同对磁性开关运行情况进行了测试，通过外加磁性感应检验磁性开关是否正常，经测试当外加磁力到达磁性开关位置处，磁性开关能够立即闭合，压缩机得到停机信号，自动保护停机，测试取得预定效果。

五、效果评价

⑴.改造成本低，效果明显。

此项改造材料选用JN-HM12-10B型磁性开关，经费投入少，施工量小，效果明显。

⑵.压缩机因天然气中携带的大量游离水带入压缩缸造成的故障停机现象根本性杜绝。减少了压缩机故障停机现象，发挥了气井产能，增加了产气量。

⑶.减小了员工工作量、提高了压缩机运行安全系数。

六、结论及建议

为了使本次采取的措施和取得的效果得以持续和发挥更大的作用， 作业四区将继续跟踪北7站压缩机运行情况，并对该区正在运行其余压缩机站高效分离器排液系统进行改造，以保证压缩机正常运行。