取代井場氣液分離的 多相壓縮機設備
時間：2018-10-09 15:38
來源：
作者: 李智鵬 許京國
油氣井開采過程中，井內產出的伴有液體的氣體通常被稱作濕氣，長期以來，井場處理濕氣一直都需要進行氣液分離， 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壓縮機中進行處理，然后直接輸送到中心處理設施，液體被進一步分離，并暫時儲存起來，提取出的碳氫化合物（石油）通常做進一步處理或直接銷售，水單獨進行處理。
Hicor 多相壓縮機
通過精心設計和現(xiàn)場測試，一種名為 Hicor 的多相壓縮機系統(tǒng)很好地改變了以往的處理模式，這種壓縮機可以直接接到一口濕氣井進行多相處理。正如設備生產商預期的那樣， 當這項技術商業(yè)化應用時，井場將不再需要昂貴的分離裝置和相關的罐儲存設施，讓伴有液體的氣體通過一條單一的多相管道從井場輸送到加工廠。
多相壓縮技術是由 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和董事會成員，當桑托斯 2009 年在麻省理工學院完成他的工程研究生學業(yè)時，他開始致力于研發(fā)一種近等溫狀態(tài)的壓縮處理工藝，以便能設計出一種具有高熱力學效能的壓縮機。他開發(fā)的這項技術促成了 Hicor 的前身公司次年成立。如今，Hicor 得到了雪佛龍公司技術風險投資、挪威石油公司技術投資、EV 私人股本和其他天使投資者的支持.
霧化液體冷卻劑
Hicor 壓縮機具有新穎的混合轉子設計特性，其核心處理技術是通過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，在一般的井口應用中，井內流出的液態(tài)碳氫化合物被用作冷凝劑流體。
Hicor 項目高級副總裁杰里米·皮茨說：“氣體壓縮的物理學原理是：當你壓縮氣體時，氣體會升溫，而隨著氣體的升溫，壓縮會變得越來越困難。當你增加能量對其進行彌補時，氣體甚至會變得更熱，而這個過程很快會變得效率低下”。傳統(tǒng)的壓縮機不能容忍液體出現(xiàn)，由于壓縮過程中固有的溫度上升，壓縮機很難達到 5 比1 以上的壓縮比。
通過設計一臺能夠冷卻液體的機器，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：“壓縮機中存有P+E一定的液體仍能產生同樣的熱量，但液體的熱容量比氣體的熱容量約高出三個數量級，當你把這些小液滴放入壓縮機中， 它們會吸收熱量，這樣就不會使溫度上升，可以防止壓縮機過熱， 使其工作起來更有效” 。
另一個優(yōu)點是該設備可以達到 30 比1 甚至 40 比 1 的壓縮率，皮茨先生說：“你會更多地受到幾何形狀的限制而不是熱力學的限制”。高壓縮比性能同樣適用于濕氣和干氣的壓縮。隨著 Hicor 技術的開發(fā)，從一些意外的新發(fā)現(xiàn)中獲益，桑托斯最初關注的是近等溫過程及其熱力學效能，而不是井內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)，情況變得越來越清晰，壓縮機承受液體的能力比預期的機遇來的更大。
皮茨先生說：“我們開始意識到有一個大的未滿足的需求，現(xiàn)在可以得到解決了，因為你可以讓液體通過我們的壓縮機，所以現(xiàn)在我們所要做的是更多地專注于多相這部分內容了”。由于分離和處理功能要轉移到能夠提供更大處理能力和更具經濟規(guī)模的中心設施去完成。所以，設備生產商設想的是制造出一套簡化的、更為經濟的、能提高系統(tǒng)效率的井場基礎設施。 在井場，設備的高壓縮比讓大多數應用可以通過一個單一的壓縮階段來處理，通常能夠取代常規(guī)技術處理所需的兩個或三個階段，大大簡化了壓縮過程。
靈活的操作程序
Hicor 壓縮機還具有相當大的靈活性，可以應對不斷變化的井口條件，皮茨先生說：“該設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行更長時間，不需要經常開／關壓縮機， 提高了井的采收能力。壓縮機的整體性能已在實驗室環(huán)境下得到了驗證，完成了數千小時的持續(xù)測試，各個磨損部件的預期壽命已擴延至一年以上，Hicor設備已進行了一年多的現(xiàn)場試驗，試驗主要是與挪威石油公司合作進行的。皮茨先生說：“我們正在積極尋找合作伙伴，在今年下半年進行更多的商業(yè)化測試”。
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