一、當(dāng)前現(xiàn)狀

　　【壓縮機(jī)網(wǎng)】石油鉆井平臺(tái)因其行業(yè)的特殊性，作業(yè)過(guò)程中危險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)其要求具有防爆功能，而壓縮空氣來(lái)源廣泛、使用成本低等特性讓其在鉆井作業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。比如風(fēng)動(dòng)機(jī)械(工具)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便而且防爆的特點(diǎn)，得到鉆井作業(yè)普遍應(yīng)用。司鉆控制臺(tái)和頂部驅(qū)動(dòng)的控制箱以及鉆井儀表的電控部分等，若做成隔爆形式，或由于使用成本過(guò)高、或由于高負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)其設(shè)備散熱受限、或由于防爆隔離后設(shè)備檢修不方便等原因，都采用正壓防爆的形式，這樣就需要有一種無(wú)塵含水量低的壓縮空氣。

　　但同時(shí)由于石油鉆井環(huán)境中周?chē)諝鉂穸雀撸瑝嚎s后的氣體含水量很高，也含有少量機(jī)件磨損帶來(lái)的金屬顆粒、水分和粉塵。進(jìn)入風(fēng)動(dòng)馬達(dá)后會(huì)造成潤(rùn)滑油的變質(zhì)，而進(jìn)入正壓控制的防爆箱，則會(huì)由于大量水分和雜質(zhì)將使控制部分的電器元件失去絕緣性能。有關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多鉆井平臺(tái)由于壓縮空氣水分過(guò)大，正壓防爆空氣的輸入閥門(mén)都給關(guān)閉，正壓防爆形同虛設(shè)，這將給鉆井生產(chǎn)帶來(lái)極大的安全隱患。潔凈的氣源對(duì)設(shè)備正常使用和安全具有重要意義。

　　據(jù)了解，當(dāng)前我國(guó)鉆井平臺(tái)大多選用冷凍式干燥器，這種干燥器的工作原理是將壓縮后的高溫含水空氣的溫度降低，降低其露點(diǎn)使水分凝結(jié)析出。使用中發(fā)現(xiàn)這種干燥器的缺點(diǎn)很多，比如：周?chē)h(huán)境差經(jīng)常造成冷凍干燥器的自動(dòng)排水閥堵塞，有效水分無(wú)法正常排出，與壓縮空氣一起又進(jìn)入系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)；冷凍式干燥器在嚴(yán)寒的冬季經(jīng)常凍裂，無(wú)法正常使用等情況經(jīng)常發(fā)生，故可靠性差，除水效果不好。冷凍式干燥器安裝在鉆井平臺(tái)艙內(nèi)，夏季的機(jī)艙高溫，經(jīng)常導(dǎo)致制冷壓縮機(jī)的冷凝器無(wú)法散熱導(dǎo)致保護(hù)停機(jī)，使其使用效果大打折扣，而此時(shí)空氣中含水量最大，對(duì)設(shè)備危害最嚴(yán)重。另外這種干燥器只能除去壓縮空氣中的水分，由于平臺(tái)上大多使用螺桿式空氣壓縮機(jī)，壓縮后的空氣中，油分含量較高，也有少量灰塵，無(wú)法滿足正壓防爆電器的使用要求。

　　二、問(wèn)題解決方案

　　這就要求壓縮空氣的凈化方案解決三個(gè)問(wèn)題：去除水分、油分及微量粉塵。根據(jù)石油鉆井平臺(tái)上不同設(shè)備的特點(diǎn)，方案設(shè)計(jì)可采用三級(jí)凈化，滿足各類(lèi)設(shè)備的用氣要求。

　　風(fēng)動(dòng)機(jī)械：用氣量最大，水分是影響其使用的主要因素，重點(diǎn)除去其中的水分，消除其對(duì)機(jī)械潤(rùn)滑的影響。

　　對(duì)正壓防爆用氣，不僅要除去水分，其中的油分和磨損微小的粉塵也影響其使用，因此需增加精密過(guò)濾器和粉塵過(guò)濾器、除油過(guò)濾器，使壓縮空氣更加潔凈流程安排如下：

　　三、基本原理

　　3.1除去壓縮空氣中的油污

　　原理：來(lái)自壓縮機(jī)的含有大量微粒和氣溶膠體的壓縮空氣，沿切線方向進(jìn)入除油器中，在除油器筒體內(nèi)部與導(dǎo)向筒之間的環(huán)形間隙形成旋風(fēng)，懸浮于氣體中的較粗油污粒子在離心力的作用下甩向筒壁，沿筒壁內(nèi)壁一邊凝聚，一邊附著筒壁同時(shí)隨氣流旋至筒體下部，將液態(tài)油水沉積在除油過(guò)濾器殼體底部，除去較大的固態(tài)液態(tài)微粒；氣流旋至筒體下部后改變流向，向上穿過(guò)除油濾芯，未被旋風(fēng)分離的部分油污與濾芯發(fā)生碰撞并粘附其上，在精濾元件中連續(xù)實(shí)現(xiàn)氣體膠體的凝聚，達(dá)到一定數(shù)量下通過(guò)重力降落，油污經(jīng)自動(dòng)排污閥排出。這樣壓縮空氣中絕大部分油、水和其他雜質(zhì)被有效地除去，在出口處獲得較為潔凈的壓縮空氣。

　　3.2 去除水分，采用無(wú)熱再生吸附式干燥器

　　原理：利用變壓吸附原理，在一定溫度下，水的吸附量隨氣相中水分壓增大而增大；在一定壓力下，其吸附量隨溫度的升高而減少，即在低溫或高壓下水分被干燥劑所吸附，干燥劑達(dá)到飽和后又在高溫或低壓下水分被解吸。設(shè)備設(shè)計(jì)上采用的A/B雙罐切換工作的方式，工作周期分為5分鐘、10分鐘、14分鐘三種(具體可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié))，提供壓力露點(diǎn)-40℃的潔凈干燥氣源。

　　3.3空氣精密過(guò)濾

　　原理：壓縮空氣經(jīng)冷卻后切向進(jìn)入精密過(guò)濾器筒體下部，壓縮空氣在離心力高速推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)層層過(guò)濾后進(jìn)入上部濾芯，通過(guò)超細(xì)纖維濾層和微孔泡沫筒壁，將微細(xì)的污物濾除，出頂部排氣管排出潔凈空氣。分離出的粉塵及油水等雜物通過(guò)底部排污管排出。主要用于除去壓縮空氣中的粉塵，同時(shí)對(duì)油滴、水汽也有一定去除作用。

　　四、使用效果

　　1.經(jīng)過(guò)除油器過(guò)濾后，可達(dá)到效果：出氣含油量<1.0mg/m3；除油效率=99%；除水效率＝96%；壓力降<0.02MPa。

　　2.經(jīng)再生吸附式干燥器后再生氣耗量＜15%： 壓力露點(diǎn)-40℃。

　　3.經(jīng)精濾器后：過(guò)濾精度1-5um；過(guò)濾效率=99.995%；壓力損失<0.02mpa。

　　4.效果比較：與使用冷凍式干燥機(jī)相比，采用這一方案，可除去壓縮空氣中的水分、油分及粉塵，滿足各類(lèi)設(shè)備對(duì)壓縮空氣的使用需求，具有良好的應(yīng)用推廣。

　　總結(jié)

　　石油鉆井平臺(tái)是我國(guó)石油能源行業(yè)的重要設(shè)備，在各大油田和天然氣場(chǎng)中被廣泛使用，而我國(guó)鉆井平臺(tái)也在不斷創(chuàng)造新的鉆井深度國(guó)家記錄，一套良好完整安全可靠的平臺(tái)必不可少。石油鉆井全套包括有動(dòng)力、提升、旋轉(zhuǎn)及鉆井液循環(huán)等幾大系統(tǒng)，通過(guò)鉆井平臺(tái)才能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井、測(cè)井及完井任務(wù)，因此，壓縮空氣系統(tǒng)也是鉆井平臺(tái)的核心設(shè)備。隨著自動(dòng)化不斷提高，新的技術(shù)將不斷應(yīng)用于鉆井技術(shù)中，壓縮空氣系統(tǒng)作為低成本高效能的動(dòng)力能源，實(shí)現(xiàn)智能化勢(shì)在必行，與時(shí)俱進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)是迫切需要。

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