林焕明 李清亮 吴振宙 廖志文 刘志富 郑显玉 申辉 赵鹏辉

摘要：随着我国科学技术水平的快速发展，油田在开采过程中逐渐应用了新的工艺和设备，其中天然气压缩机的应用最为普遍，且发挥着非常重要的作用，然而天然气压缩机在工作过程中脉动气流会发生明显变化，而导致管线发生振动，从而引起设备出现故障，因此必须要做好相应的天然气压缩机气流脉动消减研究，才能够有效延长生产设备的使用寿命，通过分析管道振动的原因，对气流压力脉动进行相应的计算，并提出气流压力脉动的消减措施，提高天然气压缩机的应用有着非常重要的意义。

关键词：天然气压缩机;气流脉动;消减

天然气压缩机在石油开采过程中发挥着非常重要的作用，然而天然气压缩机因为在工作过程中会不断进行排气和吸气工作，导致位置和时间发生明显变化，气流参数也会出现变化，在脉动气流从管道处输送过程中，在相关设备元件的影响下，会形成激振力，压缩机管线所产生的振动会导致管路以及所属设备连接位置出现松动，长期下去会导致管道发生破坏。由于结构和工作情况的因素，压缩机管线始终会存在于压力脉动，如果振动程度在标准范围内，就不会影响到设备的运行，然而在实际工作过程中，为了有效防止管道破裂情况的发生，需要采取相应的气流脉动消减措施，才能够有效提高天然气压缩机的正常工作。

1管道振动的原因

天然气在生产过程中所需要的相关管线和设备较多，管道支架以及两者之间的连接装置设备形成了复杂的机械结构系统，影响机械结构系统发生振动的原因有很多种因素。首先是因为压缩机运动机构存在基础设计不合理，或者是由于动力缺乏平衡性，从而导致压缩机组发生振动现象，并且使管道也会出现振动。其次主要是由于管道内气流脉动现象而导致的管道振动。最后管道结构与管道内部气流所组成的系统而引起的固定振动频率。如果压缩机的继发频率与结构的固有频率会形成共振情况，会导致管道出现较大程度的应力以及位移，也是造成管道疲劳破坏的主要因素，因此在运行过程中必须要加强对管道振动的重视。使管道发生振动的原因有很多种，其中气流脉动是主要的影响因素，管道在输气工作过程中需要依靠压缩机或者是压缩泵机组来提供动力，由于压缩机的加压方式具有明显的间歇性，因此会导致管道内的压力平均值出现上下浮动的情况，这就是造成压力脉动的主要原因。

2气流脉动的理论以及消减措施

要想有效减少天然气压缩机气流脉动的消减，就必须要抓住关键程序，做好相应的管线设计控制和管理配套管线，在设计过程中不仅要符合工艺要求，还需要进行系统计算管线配置，从而完成管线的优化，选择在优化过程中要包括管长、管径、支撑长度以及相应的管线支架位置。另外要充分计算气流脉动的工作时间，掌握气流脉动在管道运行过程中的相关规律，并且保证气流脉动处于标准的范围之内。

2.1做好配套管线的设计工作

天然气压缩机的振动与配套管线的设计有着非常重要的关系，因此对于天然气的运行结构在工作过程中要做到设计到位，充分保证其动力平衡，使配套管线能够满足相应的工艺需求，做好管道配置的系统计算性工作确定合理的管道长度、管道内径以及压缩机的容积和支撑位置，使管道配置能夠达到最优化，做好气流脉动的响应计算，掌握气流脉动在管道内的分布情况，使气流脉动能够控制在合理范围内。

2.2缓冲器减振

天然气压缩机在运行过程中，缓冲器能够有效控制压力脉动，在实际运行过程中对缓冲器的容积进行合理利用，能够充分发挥吸气、排气缓冲器的相关作用。合理利用进气缓冲器对气缸上游所产生的设压力波能够实现有效控制，控制其进入管道内的有效气量;应用排气缓冲器不仅能够有效避免反射波进入气缸，还能够有效防止压力波向排气管道内进入。缓冲器的肖振效果与缓冲器有着非常直接的关系缓冲器容积以及缓冲器与气缸的距离都是决定缓冲器实现消振效果的重要因素。要想提高天然气压缩机气流脉动的消振效果，就必须将缓冲器安装于气流脉动的发源位置，也就是将缓冲器安放在压缩机气缸的位置，如果缓冲器的安放位置较远，很难发挥出理想的缓冲效果，因此缓冲期应当紧靠气缸位置进行安装。

2.3孔板减振

天然气压缩机组在运行过程中适当增加空板数量可以有效达到减振效果，如果压缩机组的结构设计不符合缓冲器和气缸接近的需求，则不会形成良好的缓冲效果。因此需要将大小合适的孔板安装在缓冲器的法兰连接处，可以将管道中气流从驻波改成行波，从而有效提高气流压力的均匀性，以便达到更好的缓冲效果，实现了减振目的。

2.4固定支架减振

要想使整个天然气压缩机组的设计能够充分发挥其工艺流程设计需求，并且要具有相应的紧凑性，需要在压缩机组的排气和吸气两个管道处设置弯头，确保管道与固定支架能够实现科学合理地降低管道振动效果。首先天然气压缩机组的管道布置必须沿着地面进行铺设，这样能够为管道支撑提供便利，另外在安置过程中必须要尽可能降低弯头的数量，从而可以实现降低激振力的效果。其次，在进行管道支撑设计过程中必须要确保管道支架距离相同，如果支架跨度较大就会导致管道发生相应的振动频率;管道支架要采用固定支架或者防振管卡，不能够简单进行支托甚至吊装。管卡与管道之间应当采用石棉橡胶垫来加大管道与管卡之间的接触面积，并且要保证管卡卡紧，另外管道支架要有独立基础，振动管道要采用地面的方式进行铺设，只有这样才能够有效降低管道发生振动现象。

3结束语

综上所述，天然气压缩机在运行过程中之所以会出现管道振动现象，其主要的原因与气流压力脉动有着直接关系，因此对配管在进行设计过程中需要消减气流压力脉动，才能够有效提高天然气压缩机的正常工作效率，减少天然气相关设备元件由于振动而造成的损坏现象，为提高天然气的正常生产工作效率奠定基础。

参考文献

[1] 张梁， 梁政， 冯小波，等. 天然气压缩机气流脉动的消减研究[J]. 压缩机技术， 2006（02）：4-6.

[2] 王训锋. 天然气压缩机管路系统气流脉动及管道振动研究[J]. 石化技术， 2019.

[3] 何明远. 海洋石油平台天然气压缩机脉动消减技术研究[J]. 建筑工程技术与设计， 2018， 000（027）：595.