往复式压缩机撬装模块振动分析与优化研究
2021-02-25黄志强秦飞虎
噪声与振动控制 2021年1期
黄志强,黄 琴,陈 振,秦飞虎,杨 金,李 强
(1.西南石油大学 机电工程学院,成都610500;2.中国石油集团济柴动力有限公司 成都压缩机分公司,成都610100)
页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源,中国的页岩气可采储量较大。页岩气开采中后期,当储层压力降低至与管网压力的压力差小于0.7 MPa时,自储层流入井筒的流量会急剧减小,此时通过页岩气压缩机装置减小井口压力,增加自储层和井口的压力差,可以增加流量和加大流速。另一方面,页岩气井井底压力小,且开采中后期压力衰减较快,短时间内便会导致气体因压力低于管网压力而无法正常外输,必须利用压缩机增压外输。同时,由于页岩气气井偏远的特性,页岩气开采用的压缩机组需要具备体积小,整机重量轻,能快速搬迁、重复利用等特性。因此,为提高页岩气开采效率和输送距离,采取撬装往复式页岩气压缩机增压技术,压缩机外观如图1所示。

图1 撬装往复式页岩气压缩机
撬装往复式页岩气压缩机组各部件之间通过管道相互连接,各部件、橇体与基础通过地脚螺栓连为一体,是一个复杂的多自由度振动系统,本文将其称为压缩机撬装模块。当压缩机撬装模块的机械固有频率与激振频率接近时会发生共振,处于共振下运行的压缩机组会发生剧烈振动,这会对压缩机机体本身和与之相连的部件造成严重的冲击,长期高频振动与冲击将对压缩机的机械零件造成破坏,如页岩气开采现场压缩机组出现连接螺栓断裂、分离器内部结构损坏、缓冲罐开裂等现象,图2所示为破损的实例,有的甚至会造成压缩机基础振裂,这将严重影响压缩机组的正常安全运行及页岩气开采效率。……
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