取代井場(chǎng)氣液分離的 多相壓縮機(jī)設(shè)備
時(shí)間：2018-10-09 15:38
來(lái)源：
作者: 李智鵬 許京國(guó)
油氣井開采過(guò)程中，井內(nèi)產(chǎn)出的伴有液體的氣體通常被稱作濕氣，長(zhǎng)期以來(lái)，井場(chǎng)處理濕氣一直都需要進(jìn)行氣液分離， 將兩者分開處理，輸送到各自的目的地。分離出的氣體在一臺(tái)壓縮機(jī)中進(jìn)行處理，然后直接輸送到中心處理設(shè)施，液體被進(jìn)一步分離，并暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，提取出的碳?xì)浠衔铮ㄊ停┩ǔＷ鲞M(jìn)一步處理或直接銷售，水單獨(dú)進(jìn)行處理。
Hicor 多相壓縮機(jī)
通過(guò)精心設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，一種名為 Hicor 的多相壓縮機(jī)系統(tǒng)很好地改變了以往的處理模式，這種壓縮機(jī)可以直接接到一口濕氣井進(jìn)行多相處理。正如設(shè)備生產(chǎn)商預(yù)期的那樣， 當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用時(shí)，井場(chǎng)將不再需要昂貴的分離裝置和相關(guān)的罐儲(chǔ)存設(shè)施，讓伴有液體的氣體通過(guò)一條單一的多相管道從井場(chǎng)輸送到加工廠。
多相壓縮技術(shù)是由 Hicor 的創(chuàng)始人佩德羅·桑托斯研發(fā)的，他如今是一家公司的顧問(wèn)和董事會(huì)成員，當(dāng)桑托斯 2009 年在麻省理工學(xué)院完成他的工程研究生學(xué)業(yè)時(shí)，他開始致力于研發(fā)一種近等溫狀態(tài)的壓縮處理工藝，以便能設(shè)計(jì)出一種具有高熱力學(xué)效能的壓縮機(jī)。他開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)促成了 Hicor 的前身公司次年成立。如今，Hicor 得到了雪佛龍公司技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)投資、挪威石油公司技術(shù)投資、EV 私人股本和其他天使投資者的支持.
霧化液體冷卻劑
Hicor 壓縮機(jī)具有新穎的混合轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)特性，其核心處理技術(shù)是通過(guò)一種專有工藝將一種霧化液體冷凝劑注入壓縮室，冷凝劑可以是任何液體，在一般的井口應(yīng)用中，井內(nèi)流出的液態(tài)碳?xì)浠衔锉挥米骼淠齽┝黧w。
Hicor 項(xiàng)目高級(jí)副總裁杰里米·皮茨說(shuō)：“氣體壓縮的物理學(xué)原理是：當(dāng)你壓縮氣體時(shí)，氣體會(huì)升溫，而隨著氣體的升溫，壓縮會(huì)變得越來(lái)越困難。當(dāng)你增加能量對(duì)其進(jìn)行彌補(bǔ)時(shí)，氣體甚至?xí)兊酶鼰?，而這個(gè)過(guò)程很快會(huì)變得效率低下”。傳統(tǒng)的壓縮機(jī)不能容忍液體出現(xiàn)，由于壓縮過(guò)程中固有的溫度上升，壓縮機(jī)很難達(dá)到 5 比1 以上的壓縮比。
通過(guò)設(shè)計(jì)一臺(tái)能夠冷卻液體的機(jī)器，Hicor 很好地利用了液體優(yōu)越的吸熱特性。液滴吸收熱量皮茨先生說(shuō)：“壓縮機(jī)中存有P+E一定的液體仍能產(chǎn)生同樣的熱量，但液體的熱容量比氣體的熱容量約高出三個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)你把這些小液滴放入壓縮機(jī)中， 它們會(huì)吸收熱量，這樣就不會(huì)使溫度上升，可以防止壓縮機(jī)過(guò)熱， 使其工作起來(lái)更有效” 。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該設(shè)備可以達(dá)到 30 比1 甚至 40 比 1 的壓縮率，皮茨先生說(shuō)：“你會(huì)更多地受到幾何形狀的限制而不是熱力學(xué)的限制”。高壓縮比性能同樣適用于濕氣和干氣的壓縮。隨著 Hicor 技術(shù)的開發(fā)，從一些意外的新發(fā)現(xiàn)中獲益，桑托斯最初關(guān)注的是近等溫過(guò)程及其熱力學(xué)效能，而不是井內(nèi)多相液氣流的處理能力。然而，在與油氣行業(yè)潛在客戶的討論中發(fā)現(xiàn)，情況變得越來(lái)越清晰，壓縮機(jī)承受液體的能力比預(yù)期的機(jī)遇來(lái)的更大。
皮茨先生說(shuō)：“我們開始意識(shí)到有一個(gè)大的未滿足的需求，現(xiàn)在可以得到解決了，因?yàn)槟憧梢宰屢后w通過(guò)我們的壓縮機(jī)，所以現(xiàn)在我們所要做的是更多地專注于多相這部分內(nèi)容了”。由于分離和處理功能要轉(zhuǎn)移到能夠提供更大處理能力和更具經(jīng)濟(jì)規(guī)模的中心設(shè)施去完成。所以，設(shè)備生產(chǎn)商設(shè)想的是制造出一套簡(jiǎn)化的、更為經(jīng)濟(jì)的、能提高系統(tǒng)效率的井場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。 在井場(chǎng)，設(shè)備的高壓縮比讓大多數(shù)應(yīng)用可以通過(guò)一個(gè)單一的壓縮階段來(lái)處理，通常能夠取代常規(guī)技術(shù)處理所需的兩個(gè)或三個(gè)階段，大大簡(jiǎn)化了壓縮過(guò)程。
靈活的操作程序
Hicor 壓縮機(jī)還具有相當(dāng)大的靈活性，可以應(yīng)對(duì)不斷變化的井口條件，皮茨先生說(shuō)：“該設(shè)備可以在不指定條件的情況下平穩(wěn)作業(yè)，在給定的井口條件和壓力下降的情況下運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間，不需要經(jīng)常開／關(guān)壓縮機(jī)， 提高了井的采收能力。壓縮機(jī)的整體性能已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下得到了驗(yàn)證，完成了數(shù)千小時(shí)的持續(xù)測(cè)試，各個(gè)磨損部件的預(yù)期壽命已擴(kuò)延至一年以上，Hicor設(shè)備已進(jìn)行了一年多的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)主要是與挪威石油公司合作進(jìn)行的。皮茨先生說(shuō)：“我們正在積極尋找合作伙伴，在今年下半年進(jìn)行更多的商業(yè)化測(cè)試”。
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