注氣壓縮機氣缸注油系統改造

翁乙友，常記佳，瞿強

(中國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注氣保壓開采方式，7臺16SGT/MH66天然氣壓縮機組，設計循環注氣壓力為52MPa，注氣規模為3.5×106m3/d，有注氣壓力高、排量大的特點。自2000年10月投產以來，機組經常發生1號注油系統無油流停車故障，導致壓縮機起停次數增多，增加了壓縮機的機械磨損，影響了注氣量，同時增加了天然氣放空量。為了解決該故障，從進油管線、注油泵、分配器、單流閥、盤根等多個方面進行討論和分析，通過互換對比、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，在很長一段時間里，只能靠加大注油量甚至打開預潤滑泵維持機組運行。但機組注油量加大直接導致潤滑油消耗量過高，造成了生產成本的提高，同時注油量過大會造成氣閥閥片粘滯，氣閥工作效率降低，甚至會導致閥片斷裂等嚴重后果。因此，對注油系統進行改造勢在必行。

1 注氣壓縮機氣缸注油系統簡介

壓縮機氣缸注油系統主要包括注油器、安全閥、過濾器、分配器、無油流開關和單流閥六部分。氣缸注油系統通過壓縮機曲軸驅動4組注油器，潤滑油經過安全閥、過濾器再進入4組分配器，分別為壓縮機氣缸頂部(10個注入點)、氣缸底部(10個注入點)、盤根內(6個注入點)、盤根外(6個注入點)共32個注入點提供強制潤滑，其中進入氣缸頂部、底部的20個注入點之前都有1個單流閥，改造前的注油系統如圖1所示。

圖1 改造前注油系統流程示意

2 注油系統無油流故障停機原因及處理方法

通過對注油系統流程的分析可以得出造成注油系統無油流故障有很多，下面分別從設備安裝、注油系統管路、元件故障以及工作環境四個方面查找原因。

2.1 設備安裝

在完成機組檢修回裝時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；安裝時要注意O型圈的安裝方式，如果錯位則會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。檢測分配器有無故障可以通過泵油觀察潤滑油能否順利流出，如果潤滑油順利流出則說明分配器沒有故障，反之則有故障。另外無油流開關安裝時也必須注意扭距不能過大，否則也會導致無油流故障停機。

2.2 注油系統管路

檢查注油系統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象，如果油路有滲漏則會導致無油流開關檢測到的潤滑油壓力不足或者油量太少致使無油流報警停機。

注油過濾器堵塞、注油泵單泵潤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，柱塞不能正常運動，從而使注油泵配油量不夠，導致無油流故障報警停車。可以通過拆開注油過濾器和注油泵檢查是否堵塞或通過測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

無油流開關數據連接線斷路或接地都會造成無油流故障停車，由于無油流開關是根據磁性計數的，所以通過鐵器接觸開關的觸油面，觀察控制面板是否計數來判斷數據線是否連接正常；填料盒磨損、填料磨損、活塞桿磨損和出口導向管的安裝不正確都可能導致填料盒油道串氣或者是潤滑油在流動過程中產生氣泡，影響無油流開關的正常工作。

2.4 工作環境

無油流開關的夏季實際工作環境溫度約在80～90℃，遠超出其設定溫度范圍(-18～55℃)，導致不能正常檢測到潤滑油。現場采用冷卻水強制冷卻的方法，對無油流開關進行降溫。

在注氣壓縮機氣缸1號注油系統無油流故障停機的判斷中，按照以上幾個方面依次排查發現機組填料和填料盒漏氣致使盤根油道串氣，最后導致氣缸1號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，此次注油改造的關鍵點是怎樣提高氣缸1號注油系統的泵壓以及注油泵配油量。針對氣缸注油系統改造提供了兩個方案：1)在其余3個注油系統流程不變的情況下，氣缸1號注油系統由原來的1個3/8注油單泵直接并聯1個單泵，改為2個1/4單泵并聯注油；2)氣缸2號注油系統和4號注油系統不變，將氣缸3號注油系統由原來的2個1/4注油單泵改為1個3/8注油單泵注油，而氣缸1號注油系統由原來的1個3/8注油單泵改為2個1/4單泵并聯注油。

根據注氣壓縮機氣缸注油系統流程圖可以看出，氣缸注油的4個注油系統的注油單泵安放在注油器里面，而整個注油器只能容納5個注油單泵，方案一現場只需改變一個系統流程，改造管線方便、簡單，但是可行性不夠，如果額外增加1個注油單泵，需考慮額外增加單泵的動力和單泵安裝位置問題，給整個技術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號注油系統和4號注油系統不變，將氣缸3號注油系統由原來的2個1/4注油單泵改為1個3/8注油單泵注油，而氣缸1號注油系統由原來的1個3/8注油單泵改為2個1/4單泵并聯注油。經試運行后發現3號注油系統壓力偏低，所以又將改造后氣缸注油系統的注油單泵功率調大，再試運行時發現每個注油系統都能得到合理的潤滑。改造后的注油系統如圖2所示。

4 改造后效果

2011年1月注氣壓縮機氣缸注油系統經過技術改造后的故障統計如圖3所示，從統計的數據可以發現注氣機組因無油流故障停機次數大幅減少，同時也減少了故障停機時造成的天然氣放空量，保證了注氣機組每個注油系統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組正常運行，提高了注氣壓縮機運行時率，節約了氣缸注油系統潤滑油消耗量，保證了牙哈作業區注氣量，為節能減排及環境保護工作作出了巨大的貢獻。

5 結束語

通過近三年的正常運行，充分證明天然氣注氣壓縮機氣缸注油系統改造取得了圓滿的成功，為同類壓縮機解決該類故障提供了可借鑒的寶貴經驗，最終解決了天然氣注氣壓縮機氣缸注油系統故障，并形成了解決該類型故障的一整套思路，當然注油系統只是注氣壓縮機的一個組成部分，要使天然氣注氣壓縮機安全平穩運行還需更進一步的學習和研究。

圖2 改造后的注油系流程示意

圖3 2004～2011年無油流故障統計

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