张军伟 李丹 赵彦女
长庆油田分公司第二采气厂神木天然气处理厂 陕西省 榆林市 719000
摘要：随着我国科学技术的不断进步，采油技术和设备也逐渐向着高新技术方向发展。天然气压缩机在采油过程中有着非常重要的作用。但是天然气压缩机在进行工作过程中容易导致管道发生振动，从而引起设备故障。因此在实际工作过程中，必须做好天然气压缩机的气流脉动的消减工作，通过分析管道的振动原因，了解气流脉动的计算规则，提出相应的改进措施，有利于提高天然气压缩机的正常运行。
关键词：天然气压缩机；气流脉动；消减研究
油田在开采和输送过程中，压缩机有着非常重要的作用，但是天然气在进行工作过程中可能会导致天然气压缩机的位置发生变化，相应的气流参数也会有所改变，在气流脉动的影响下，管道设备会形成振动。压缩机管线所产生的振动会导致短路设备出现松动现象，长时间会导致相应的管道设备发生疲劳损坏，如果振动程度处于标准范围之内，不会影响设备的正常运行。如果管道设备发生严重的振动现象，很有可能导致管道发生破裂，通过分析天然气压缩机气流脉动所产生的原因，提出相应的消减方案，有利于提高天然气管道的安全运行。
1气流脉动和管道振动的分析
天然气压缩机在进行吸气和排气过程中，管道内的气体压力和流量会存在波动变化，从而形成气流脉动。气流脉动的出现会降低天然气压缩机的容积效率，增加天然气的功率消耗，对天然气的供气稳定性造成严重影响。因此要想解决天然气压缩机的管道振动，就必须从气流脉动方面进行考虑，对管道系统的压力脉动进行控制，使压力脉动保持在合理范围之内。
管道、管道支架以及管道设备的连接形成了一个复杂的系统。系统产生振动的原因主要有以下几点内容：（1）设计问题。天然气压缩机的设计不合理，并没有实现动力平衡，从而在实际运行过程中导致连接管道出现振动现象。（2）频率问题。管道结合与内部气流所产生的系统中所发生的振动频率较为固定，如果压缩机所发生的激发频率与管道结构中固有频率接近，从而会导致系统振动增加，形成共振，因此管道会形成较大的应力作用。（3）气流脉动问题。气流脉动是导致管道振动的主要原因，因为管道的运输需要利用压缩机进行加压输气，为了能够确保管道输气具有足够的压力，压缩机在加压过程中具有间歇特点，会使感到压力存在上下波动，尤其是对管道弯头、控制阀、异形管等方面的影响最为严重。
2天然气压缩机气流振动的消减对策
2.1做好配套管线的设计工作
天然气压缩机的振动与天然气的配套管线设计有着直接关系。因此需要加强天然气压缩机运行结构的设计水平处于正常状态，确保天然气压缩机在运行过程中的动力平衡，满足配套管线的工艺要求。要做好相关配套管系的系统计算工作，确定管道长度，内径以及天然气的容积率，确保天然气管道系统的配置，实现最优化处理。
同时要针对气流脉动的响应进行计算，了解气流脉动不均匀度在天然气管线中的分布状况，将气流脉动控制在合理范围之内。
2.2固定支撑，减少弯道
在进行天然气管道布置设计过程中，应当避免管道出现弯头较多的情况，在最大限度上降低弯道的使用量，确保管线的布置尽量平直。增强管道的刚度并且减少气流阻力，从而可以有效消减气流阻力。另外，对管道固定性较差的位置应当进行加装支撑，从而有效提高管道的稳定性。天然气压缩机组在进行设计的过程中，有必要充分考虑相应的工艺流程，是天然气管道设计更加紧凑，避免进气管道和排气管道的弯头现象，如果弯道过多很有可能增加激振力，因此必须对天然气管道进行合理布置，目前要做好相应的支撑工作，在管道布置过程中要确保弯头的使用量，管道应该在地面进行铺设才能够为管道的支撑提供方便。可以通过以下几点进行管道铺设：
（1）针对不可避免的振动管道要实行就地铺设，不要将其固定在设备、平台、构架等上面，支架要做好加固处置，针对管托、管卡在固定过程中要留有一定的弹性，确保能够吸收部分振动力。
（2）管道的支架必须为固定支架，避免利用支托或者吊架的方式。管卡与管道的接触面积要大，并且在接触面应当铺设石棉橡胶，确保关卡的松紧性。
（3）防振支架要确保有独立的基础，不能将其固定在梁柱以及压缩机的基础上，防振支架的固定部分要具有较强的刚度，在确定支架的位置和距离之前应当分析管道系统的固有频率。
2.3加装孔板
将节流孔板安装在缓冲器的连接处，可以有效改变管道的气流，能够有效降低气流压力的不均匀性，使缓冲器的效果得到增强，从而实现减振目的。在孔板的作用下，气流在管道中的运输方向和流速大小都会发生变化，因此孔板的作用虽然能够有效降低气流压力脉动，但是会增加管道阻力。因此在加装节流孔板时，一定要处理好该问题，确保能够减少气流压力，脉动的同时，不能够保证输送压力。在安装过程中要确定孔板的安装位置，如果空板与容器的距离较远，则无法实现反射效果，导致减振目的失效。
2.4缓冲器的设置
针对已经设计好的关系到系统结构，在天然气压缩机中缓冲器和气缸的距离较远，而且两者之间已经连接好了共振管道，这时就必须采用孔板减振方式。但是如果压缩机组的缓冲器并没有设置，此时就可以利用缓冲器来起到减振效果。一般情况下，缓冲器主要分为进气缓冲器和排气缓冲器，缓冲器的作用能够有效降低压力脉动。进气缓冲器主要设置在气缸与进气管道之间，排气缓冲器则设置在气缸与排气管道之间，两者的主要作用分别约束了放射压力和反射压力。缓冲器在减振方面有着非常重要的作用，缓冲器容积越大，距离气缸位置越近，所形成的减振效果更加明显。
3结束语
天然气压缩机产生管道振动的原因与气流脉动有着直接关系，因此在进行天然气管道配管过程中，应当以消减气流压力为切入点，确保管道平直，防止急弯现象的出现。计算天然气管道气柱与结构的固有频率，可以有效防止机械共振现象的出现，采取相应的措施可以有效减少气流脉动现象的发生。
参考文献
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