Нефтегазовая промышленность не похожа на завод или мастерскую. Здесь более жесткие условия, более строгие стандарты безопасности, а простои обходятся в копеечку. Зайдите на любую буровую площадку, нефтеперерабатывающий завод или производственную платформу, и сжатый воздух будет повсюду - для пневматических систем управления, приборов, продувки, даже для дыхания персонала. Но неправильный компрессор в неправильном месте может привести к катастрофе.
Проведя некоторое время в таких условиях, выбор воздушный компрессор для нефти и газа это не только CFM и PSI. Речь идет о безопасности, совместимости материалов и о том, будет ли он работать после песчаной бури или соляного тумана. Как выбрать подходящий вариант - в этой статье.
Понимание требований, предъявляемых к воздушному компрессору для нефти и газа
Нефтегазовая отрасль отличается уникальными условиями эксплуатации. Воздушный компрессор для нефтегазовой отрасли должен выдерживать:
- Опасные атмосферы: Возможно присутствие взрывоопасных газов, паров или пыли. Стандартные электрические компоненты могут воспламениться.
- Экстремальные температуры: От жары в пустыне до арктического холода. На море также есть соль и влажность.
- Вибрация и движение: На буровых установках и морских платформах ничто не стоит на месте.
- Удаленная работа: Многие объекты находятся далеко от сервисных центров. Компрессор должен работать без присмотра и легко контролироваться дистанционно.
Классификации опасных мест
Это самое важное. На объектах нефтегазовой отрасли используются классифицированные зоны - Зона 1, Зона 2, Класс I, Подразделение 1 или 2 - в зависимости от вероятности наличия воспламеняющейся атмосферы. Компрессор, установленный в этих зонах, должен быть рассчитан на работу в такой среде. Это означает наличие взрывозащищенных корпусов, герметичных кабелей, а иногда и специальных систем охлаждения.
Стандартному промышленному компрессору не место во взрывоопасной зоне. Однажды я видел такую ошибку - стандартный компрессор был установлен рядом с устьем скважины. К счастью, он не вызвал взрыва, но модернизация для его устранения обошлась дороже, чем стоил бы соответствующий агрегат.
Типы компрессоров для нефтегазовой отрасли
Разные технологии подходят для разных областей промышленности. Вот краткий обзор.
| Тип компрессора | Лучшее для | Пригодность для работы в опасных зонах | Соображения |
|---|---|---|---|
| Вращающийся винт с масляным наполнением | Непрерывный режим работы, воздух на заводе | При наличии соответствующих корпусов | Возможен унос масла; необходима фильтрация |
| Вращающийся винт без масла | Инструментальный воздух, воздух для дыхания | При наличии соответствующих корпусов | Более высокая стоимость; исключает риск загрязнения |
| Рециркуляционный | Прерывистый режим работы, малый расход | Может быть настроен | Повышенное техническое обслуживание; повышенная вибрация |
| Центробежный | Очень большие объемы (нефтеперерабатывающие заводы) | Обычно в закрытых помещениях в несекретных зонах | Дорогой; эффективен при полной загрузке |
Воздушные компрессоры с масляной смазкой в нефтегазовой отрасли
Для многих приложений, связанных с добычей и транспортировкой нефти и газа, Воздушные компрессоры с масляной смазкой являются "рабочей лошадкой". Они долговечны, работают в непрерывном режиме и выпускаются для работы во взрывоопасных зонах. Масло помогает уплотнять внутренние зазоры, смазывает подшипники и отводит тепло. В жестких условиях эксплуатации эта надежность имеет большое значение.
Однако унос масла является проблемой. Для приборного воздуха или процессов, не терпящих масляного тумана, требуется дополнительная фильтрация (коалесцентные фильтры плюс активированный уголь). На некоторых предприятиях для критически важного приборного воздуха используется безмасляный фильтр, несмотря на стоимость.
Основные критерии выбора воздушного компрессора для нефти и газа
Помимо основных параметров (CFM и давление), особого внимания заслуживают несколько факторов.
Сертификация опасных зон
Прежде всего: есть ли у компрессора сертификация, необходимая для работы в регионе установки? Ищите:
- Сертификация UL или ATEX (в зависимости от региона)
- Класс I, Подразделение 2 или Класс I, Подразделение 1
- Температурный код (T-код), соответствующий окружающей среде
Компрессор без них не может легально работать на засекреченной территории. Полная остановка.
Выбор материала
Коррозия - это постоянная борьба в нефтегазовой отрасли, особенно на шельфе. Стандартные компоненты компрессоров из углеродистой стали быстро ржавеют в соленом воздухе. Компоненты из нержавеющей стали или с покрытием стоят дороже. Охладители, трубопроводы и ресиверы должны иметь соответствующие антикоррозийные припуски.
Контроль и мониторинг
Удаленный мониторинг - это не роскошь, а необходимость. Хороший воздушный компрессор для нефти и газа поставляется в комплекте:
- Возможность дистанционного запуска/остановки
- Сигнальные выходы (давление, температура, состояние фильтра)
- Регистрация данных для прогнозируемого технического обслуживания
- Совместимость с системой управления объекта (Modbus, Profibus и т.д.)
Резервирование
Критически важные приложения нуждаются в резервном копировании. Два небольших компрессора с автоматическим управлением опережением/замедлением лучше, чем один большой агрегат. Если один из них выходит из строя, производство продолжается с пониженной производительностью, а не останавливается полностью.
Требования к качеству воздуха в нефтегазовой отрасли
Не весь сжатый воздух в нефтегазовой отрасли одинаков. Для разных областей применения требуются разные уровни чистоты.
Воздушный инструмент
Пневматические приборы и регулирующие клапаны нуждаются в чистом, сухом воздухе. Обычно это класс 2 или выше по стандарту ISO 8573-1. Это означает:
- Содержание масла менее 0,1 мг/м³ (или безмасляные компрессоры)
- Размер частиц менее 1 микрона
- Точка росы под давлением ниже -40°F (для предотвращения замерзания в холодном климате)
Дыхательный воздух
Для персонала, использующего сжатый воздух для дыхания (вход в замкнутое пространство, абразивная обработка), требования гораздо строже. Воздух для дыхания должен соответствовать стандартам класса D (OSHA) или эквивалентным:
- Отсутствие паров масла (требуется безмасляный компрессор или тщательная фильтрация)
- Окись углерода менее 10 ppm
- Точка росы достаточно низкая для предотвращения замерзания
- Регулярное тестирование качества воздуха
Растительный воздух
К общезаводскому воздуху - пневматическим инструментам, очистке, транспортировке - предъявляются более низкие требования. Обычно достаточно стандартного винтового компрессора с масляным наполнением, осушителем и сажевым фильтром.
Особенности установки в нефтегазовой среде
Место и способ установки компрессора имеют не меньшее значение, чем сам агрегат.
Ограждения и укрытия
В суровом климате или во взрывоопасных зонах компрессор часто находится в специально построенном корпусе или укрытии. Корпус должен:
- Взрывобезопасная вентиляция (при нахождении в закрытой зоне)
- Отопление для холодного климата
- Охлаждение для жаркого климата (компрессоры отводят тепло)
- Звукопоглощение (шум - реальная проблема на буровых установках)
Фундамент и виброизоляция
На буровых установках и морских платформах все движется. Компрессор, прикрученный непосредственно к вибрирующей площадке, разлетится на части. Пружинные или резиновые виброизоляторы необходимы. Для плавучих платформ изоляторы должны выдерживать как вибрацию, так и движение платформы.
Качество воздуха на входе
Всасываемый компрессором воздух поступает из окружающей среды. На буровой площадке этот воздух полон пыли, песка, а иногда и паров углеводородов. Многоступенчатый фильтр на входе (циклонный фильтр предварительной очистки и высокоэффективный патронный фильтр) является стандартным. В некоторых случаях стоит проложить воздуховод в более чистую зону.
Проблемы технического обслуживания в нефтегазовой отрасли
Поддерживать работу компрессора в условиях нефти и газа сложнее, чем на заводе.
Удаленный доступ к услугам
Многие объекты находятся далеко от сервисных центров. Складирование запасных частей на месте является обычной практикой. Типичный комплект запасных частей включает:
- Воздушные и масляные фильтры
- Элементы сепаратора
- Ремни (если с ременным приводом)
- Датчики и переключатели
- Предохранители и контакторы
Анализ масла
Регулярный анализ масла позволяет выявить проблемы на ранней стадии. В компрессорах с масляной смазкой масло накапливает частицы износа, влагу и загрязняющие вещества. Лабораторный анализ показывает износ подшипников, разрушение уплотнений и необходимость замены масла. Для критически важных компрессоров ежемесячный отбор проб не является излишеством.
Обслуживание системы охлаждения
В жарком климате система охлаждения компрессора (масляный радиатор и радиатор доохлаждения) работает на износ. Крылья и трубки нуждаются в регулярной очистке. Загрязненные охладители приводят к высокой температуре нагнетания, что ухудшает срок службы масла и может стать причиной остановки.
Распространенные ошибки при выборе
При подборе компрессоров для нефтегазовой отрасли постоянно возникают несколько ошибок.
- Игнорирование классификации опасных зон. Стандартный компрессор в классифицированной зоне - это нарушение техники безопасности и реальный риск.
- Недооценка температуры окружающей среды. Компрессор, рассчитанный на 100°F, не прослужит долго в пустыне при температуре 120°F.
- Указание масляной смазки для дыхательного воздуха без надлежащей фильтрации. Попадание масла в дыхательный воздух опасно и незаконно.
- Отсутствие удаленного мониторинга. Когда компрессор находится в 50 милях от ближайшего механика, удаленная диагностика необходима.
- Одиночный компрессор без резерва. В день, когда он выйдет из строя, производство не сможет остановиться.
Часто задаваемые вопросы
Какой тип воздушного компрессора лучше всего подходит для применения в нефтегазовой отрасли (бурение, устья скважин)?
Маслозаполненные винтовые компрессоры, предназначенные для работы во взрывоопасных зонах, широко распространены. Они долговечны, работают в непрерывном режиме и выдерживают тяжелые условия эксплуатации. Для приборного воздуха может быть указано безмасляное исполнение.
Можно ли использовать стандартный промышленный компрессор во взрывоопасной зоне?
Нет. Стандартные компрессоры не имеют взрывозащищенных корпусов и герметичных электрических компонентов. Использование таких компрессоров в засекреченной зоне нарушает правила безопасности и создает опасность взрыва.
Как часто необходимо проводить техническое обслуживание воздушного компрессора, работающего на нефти и газе?
Ежемесячный визуальный осмотр и анализ масла, ежеквартальная замена фильтров (или в зависимости от падения давления), ежегодный комплексный осмотр. Удаленные объекты могут корректировать интервалы в зависимости от времени работы и результатов анализа масла.
