Lo sviluppo dei giacimenti di gas è associato a caratteristiche specifiche e ad una serie di requisiti per l'organizzazione del processo. La pressione di giacimento disponibile al momento dell'inizio dello sviluppo del campo è sufficiente per trasportare il gas dal pozzo all'unità di trattamento principale e al gasdotto senza l'uso di apparecchiature di compressione. Tuttavia, la pressione di formazione diminuisce gradualmente durante il processo di produzione, a causa della quale potrebbe esserci una mancanza di pressione per fornire gas al gasdotto. Per questo motivo, lo sviluppo del campo, dal punto di vista tecnologico, si divide in due stadi: non compressore e compressore. Si differenziano per l'uso di un'unità compressore, che consente di aumentare la pressione del gas prodotto. Tali apparecchiature sono chiamate stazioni di compressione booster. Li uso per risolvere i seguenti problemi:
- Produzione di gas a bassa pressione.
- Compressione di gas associato e di petrolio per ulteriori trasporti.
- Mantenere una specifica pressione del gas in uscita.
- Spurgo, pulizia e test di pressione delle tubazioni.
Regioneapplicazioni del compressore
Una componente importante dello sviluppo sul campo è lo stadio del compressore. La selezione del 50-60% delle riserve totali di gas viene effettuata durante la fase non compressore, mentre la modalità compressore consente di estrarre un ulteriore 20-30% delle riserve totali. L'apparecchiatura utilizzata per la preparazione del gas è progettata per funzionare ad una certa pressione, alla quale il gas verrà successivamente fornito al gasdotto principale. Quando la pressione del gas naturale diminuisce, il compressore booster ne assicura la stabilità aumentando la pressione della quantità richiesta. Per questo motivo le stazioni booster sono considerate le apparecchiature più importanti per la produzione di gas.
I compressori booster, o booster, sono installati non solo sui pozzi, ma anche sui depositi di gas sotterranei, dove vengono utilizzati per estrarre il gas dallo stoccaggio e quindi alimentarlo al gasdotto alla pressione richiesta. La procedura inversa - estrazione del gas e sua iniezione nell'impianto di stoccaggio - è svolta dalla stessa stazione di compressione. L'apparecchiatura deve sviluppare un'elevata pressione di uscita, altrimenti il volume destinato allo stoccaggio verrà utilizzato in modo irrazionale. Gli impianti di stoccaggio sotterranei costruiti nella roccia solida possono immagazzinare gas a pressioni comprese tra 0,8 e 1 MPa.
Progettazione e principio di funzionamento
I compressori booster possono variare in configurazione e design, ma hanno diversi elementi di base:
- Guida.
- Blocco compressore.
- Attrezzatura opzionale.
Perl'aumento della pressione del gas corrisponde al componente principale del compressore booster: un compressore o un gruppo di compressori. È azionato da un azionamento ad esso collegato. Per apparecchiature ausiliarie si intendono tutti i dispositivi che garantiscono il corretto funzionamento della stazione: sistemi di raffreddamento, circolazione dell'olio, un set di strumentazione e altri. La stazione, rappresentata da un modulo separato, può essere dotata di illuminazione, riscaldamento, ventilazione e altri sistemi.
Classificazione
L'elemento chiave delle stazioni di compressione booster è l'unità di compressione, che fornisce il movimento e l'iniezione del gas. La classificazione delle stazioni viene effettuata in base al tipo di compressori utilizzati:
- Pistone.
- Vite.
- Centrifugo.
Compressori alternativi
I compressori booster alternativi sono a cilindrata positiva. Il principio del loro funzionamento si basa sulla riduzione del volume della camera di lavoro creata dal cilindro e dal pistone mobile e in cui il gas viene compresso. I vantaggi di tali modelli sono il design semplice, che facilita la riparazione e la manutenzione, l'affidabilità e la semplicità. Rispetto agli analoghi, i compressori alternativi sviluppano una grande pressione del gas. Il rovescio di questi vantaggi è la non uniformità del flusso di gas, causata da una variazione ciclica del volume della camera di lavoro, che è associata al funzionamento alternativo del pistone. Inoltre, tali compressori sono soggetti a carichi di vibrazione e sono più rumorosi. Stazioni booster dotate dii compressori a pistoni hanno caratteristiche simili. Sono facili da usare, convenienti e possono comprimere il gas ad alte pressioni. I modelli compatti possono essere posizionati sul ricevitore, mentre i modelli grandi richiedono piattaforme grandi e stabili.
Compressori a vite
Anche un compressore booster a vite è classificato come modello volumetrico, ma le sue camere di lavoro sono formate tagliando lo spazio necessario con viti e l'alloggiamento del compressore, collegati tra loro. A differenza dei compressori alternativi, sviluppano alta pressione e non richiedono la realizzazione di un sistema di compressione del gas multistadio. I compressori a vite sono strutturalmente più complessi e costosi rispetto a compressori simili, ma allo stesso tempo sono semplici e affidabili nel funzionamento con il rigoroso rispetto di tutti gli standard di manutenzione e funzionamento. Le dimensioni compatte e il livello di rumorosità minimo consentono di utilizzare compressori booster a vite per gas nelle stazioni mobili, ma allo stesso tempo sono installati anche in grandi stazioni di compressori booster nelle imprese high-tech, poiché creano un flusso di gas regolare senza pulsazioni caratteristico di stazioni di compressione a pistoni.
Compressore centrifugo
La pressione del gas in un compressore booster di ossigeno centrifugo viene aumentata impartendo energia cinetica al suo flusso, che viene successivamente trasformata in energia di pressione potenziale. Il trasferimento di energia cinetica viene effettuato dalle lame rotanti della lavorazioneruote, mentre la sua trasformazione avviene nel diffusore, all'uscita del compressore. Questo metodo di compressione del gas è chiamato dinamico. A differenza dei compressori a vite e a pistoni, i compressori centrifughi non creano una pressione così elevata, motivo per cui sono realizzati multistadio per ottenere il valore di compressione richiesto. Ma allo stesso tempo, tali compressori booster per azoto e gas e stazioni simili forniscono una grande portata di gas, che li rende più richiesti nei campi di produzione di gas, nelle imprese e in altri luoghi in cui sono richiesti grandi volumi di gas. Il compressore centrifugo scarica il gas in modo uniforme, rendendo molto più facile il pompaggio.
Classificazione per tipo di unità
Il tipo di carburante utilizzato per il funzionamento dei compressori booster dipende dal tipo di azionamento utilizzato nelle stazioni di compressione. La possibilità di fornire carburante è determinante, poiché tali apparecchiature sono spesso installate in luoghi difficili da raggiungere e lontano dalle vie di trasporto. I tipi di unità più comunemente usati sono:
- Motore a gas.
- Turbina a gas.
- Elettrico.
Motore a gas
La trasmissione del motore a gas si basa su un motore a combustione interna che utilizza carburante gassoso, una delle fonti di energia più economiche e convenienti. Tali modelli sono senza pretese nel funzionamento e affidabili. L'azionamento viene avviato con aria compressa e consente il cambio del gas fornito alle bomboleregolare la velocità.
Turbina a gas
La generazione di energia meccanica in un azionamento di una turbina a gas avviene con l'aiuto di una turbina, in cui si espande il gas caldo formato nella camera di combustione. Il compressore aspira l'aria, motivo per cui l'azionamento della turbina a gas richiede l'installazione di una fonte di energia separata: un motorino di avviamento. La camera di combustione, il compressore e la turbina sono i principali componenti strutturali di un dispositivo con turbina a gas. Questo tipo di azionamento è richiesto, perché non necessita di carburante di terze parti e funziona a gas pompato da una stazione di booster. L'energia in eccesso generata può essere utilizzata per fornire elettricità e riscaldare sia la stazione stessa che le strutture vicine.
Trazione elettrica
Le stazioni di compressione booster dotate di azionamenti elettrici presentano alcuni vantaggi rispetto alle controparti con turbine a gas e motori a gas, nonostante la necessità di fornitura di elettricità. L'utilizzo dell'energia elettrica consente di risparmiare carburante pompato e aumenta il rispetto dell'ambiente delle stazioni grazie alla riduzione delle emissioni di sostanze nocive nell'atmosfera. La regolazione e l'automazione del motore elettrico è molto più semplice, il che semplifica notevolmente la manutenzione e il controllo dell'intera stazione e riduce il numero del personale operativo. L'eliminazione di vibrazioni, rumore e contenuto di polvere nell'aria migliora le condizioni di lavoro in tali stazioni di compressione booster.
