Vývoj plynových polí je spojený so špecifickými vlastnosťami a množstvom požiadaviek na organizáciu procesu. Tlak v zásobníku, ktorý je k dispozícii v čase spustenia rozvoja poľa, je dostatočný na prepravu plynu z vrtu do hlavnej čistiacej jednotky a plynovodu bez použitia kompresorového zariadenia. Formačný tlak však počas výrobného procesu postupne klesá, v dôsledku čoho môže dôjsť k nedostatku tlaku na prívod plynu do plynovodu. Z tohto dôvodu je vývoj odboru z technologického hľadiska rozdelený do dvoch etáp - bezkompresorový a kompresorový. Líšia sa použitím kompresorovej jednotky, ktorá umožňuje zvýšenie tlaku vyrobeného plynu. Takéto zariadenie sa nazýva pomocné kompresorové stanice. Používam ich na riešenie nasledujúcich problémov:
- Nízkotlaková výroba plynu.
- Stlačenie pridruženého a ropného plynu na ďalšiu prepravu.
- Udržiavajte špecifický výstupný tlak plynu.
- Preplachovanie, čistenie a tlakové testovanie potrubí.
Regiónaplikácie kompresora
Dôležitou súčasťou vývoja v teréne je stupeň kompresora. Voľba 50-60% celkových zásob plynu sa vykonáva počas bezkompresorovej fázy, zatiaľ čo režim kompresora umožňuje extrahovať ďalších 20-30% celkových zásob. Zariadenia používané na prípravu plynu sú určené na prevádzku pod určitým tlakom, pod ktorým bude plyn následne privádzaný do hlavného plynovodu. Pri poklese tlaku zemného plynu pomocný kompresor zabezpečí jeho stabilitu zvýšením tlaku o požadovanú hodnotu. Vďaka tomu sú posilňovacie stanice považované za najdôležitejšie zariadenie na výrobu plynu.
Booster kompresory, alebo boostery, sa inštalujú nielen na studne, ale aj na podzemné zásobníky plynu, kde slúžia na ťažbu plynu zo zásobníka a jeho následné dodávanie do plynovodu pod požadovaným tlakom. Opačný postup - ťažbu plynu a jeho vstrekovanie do zásobníka - realizuje tá istá kompresorová stanica. Zariadenie musí vyvinúť vysoký výstupný tlak, inak bude objem určený na skladovanie využitý iracionálne. Podzemné zásobníky postavené v pevnej hornine môžu skladovať plyn pri tlakoch od 0,8 do 1 MPa.
Dizajn a princíp fungovania
Posilňovacie kompresory sa môžu líšiť v konfigurácii a dizajne, ale majú niekoľko základných prvkov:
- Drive.
- Blok kompresora.
- Voliteľné vybavenie.
Prezvýšenie tlaku plynu zodpovedá hlavnej zložke pomocného kompresora - kompresoru alebo skupine kompresorov. Poháňa ho k nemu pripojený pohon. Pomocnými zariadeniami sa rozumejú akékoľvek zariadenia, ktoré zabezpečujú správnu činnosť stanice - chladiace systémy, cirkulácia oleja, súprava prístrojového vybavenia a iné. Stanica reprezentovaná samostatným modulom môže byť vybavená osvetlením, kúrením, ventiláciou a ďalšími systémami.
Klasifikácia
Kľúčovým prvkom pomocných kompresorových staníc je kompresorová jednotka, ktorá zabezpečuje pohyb plynu a vstrekovanie. Klasifikácia staníc sa vykonáva v závislosti od typu použitých kompresorov:
- Piston.
- Skrutka.
- Odstredivé.
Recipročné kompresory
Recipročné pomocné kompresory sú objemové. Princíp ich činnosti je založený na zmenšení objemu pracovnej komory vytvorenej valcom a pohyblivým piestom, v ktorej sa stláča plyn. Výhodou takýchto modelov je jednoduchý dizajn, ktorý uľahčuje opravu a údržbu, spoľahlivosť a nenáročnosť. V porovnaní s analógmi vyvíjajú piestové kompresory veľký tlak plynu. Odvrátenou stranou týchto výhod je nerovnomernosť prúdenia plynu, spôsobená cyklickou zmenou objemu pracovnej komory, ktorá je spojená s vratným chodom piesta. Okrem toho sú takéto kompresory vystavené vibráciám a sú hlučnejšie. Posilňovacie stanice vybavenépiestové kompresory majú podobné vlastnosti. Sú ľahko ovládateľné, cenovo dostupné a dokážu stlačiť plyn na vysoký tlak. Kompaktné modely je možné umiestniť na prijímač, zatiaľ čo veľké modely vyžadujú veľké a stabilné platformy.
Skrutkové kompresory
Skrutkový pomocný kompresor je tiež klasifikovaný ako objemový model, ale jeho pracovné komory sú tvorené odrezaním potrebného priestoru skrutkami a skriňou kompresora, ktoré sú navzájom spojené. Na rozdiel od piestových kompresorov vyvíjajú vysoký tlak a nevyžadujú vytvorenie viacstupňového systému kompresie plynu. Skrutkové kompresory sú v porovnaní s podobnými kompresormi konštrukčne zložitejšie a drahšie, no zároveň sú jednoduché a spoľahlivé v prevádzke s prísnym dodržiavaním všetkých noriem údržby a prevádzky. Kompaktné rozmery a minimálna hladina hluku umožňujú použitie skrutkových kompresorov na zvýšenie plynu v mobilných staniciach, ale zároveň sa inštalujú aj do veľkých kompresorových staníc v high-tech podnikoch, pretože vytvárajú plynulý tok plynu bez pulzácií charakteristických pre piestové kompresorové stanice.
Odstredivý kompresor
Tlak plynu v odstredivom kompresore s kyslíkovým posilňovačom sa zvyšuje odovzdaním kinetickej energie jeho prietoku, ktorá sa následne transformuje na potenciálnu tlakovú energiu. Prenos kinetickej energie sa uskutočňuje z rotujúcich lopatiek obrábacieho strojakolesá, pričom jeho premena prebieha v difúzore, na výstupe z kompresora. Tento spôsob stláčania plynu sa nazýva dynamický. Na rozdiel od skrutkových a piestových kompresorov, odstredivé kompresory nevytvárajú taký vysoký tlak, preto sa vyrábajú viacstupňové, aby sa dosiahla požadovaná hodnota kompresie. Zároveň však takéto pomocné kompresory pre dusík a plyn a podobné stanice poskytujú veľký prietok plynu, vďaka čomu sú najviac žiadané na poliach produkujúcich plyn, v podnikoch a na iných miestach, kde sú potrebné veľké objemy plynu. Odstredivý kompresor vypúšťa plyn rovnomerne, čo uľahčuje čerpanie.
Klasifikácia podľa typu pohonu
Typ paliva používaného na prevádzku pomocných kompresorov závisí od typu pohonu používaného v kompresorových staniciach. Rozhodujúca je možnosť dodávky paliva, pretože takéto zariadenia sú často inštalované na ťažko dostupných miestach a vo vzdialenosti od dopravných trás. Najbežnejšie používané typy diskov sú:
- Plynový motor.
- Plynová turbína.
- Elektrický.
Pohon plynovým motorom
Pohon plynovým motorom je založený na spaľovacom motore, ktorý využíva plynné palivo – jeden z najlacnejších a najdostupnejších zdrojov energie. Takéto modely sú nenáročné na prevádzku a spoľahlivé. Pohon sa spúšťa stlačeným vzduchom a umožňuje výmena plynu dodávaného do valcovupravte rýchlosť.
Pohon plynovej turbíny
Vytváranie mechanickej energie v pohone plynovej turbíny prebieha pomocou turbíny, v ktorej expanduje horúci plyn vznikajúci v spaľovacej komore. Kompresor nasáva vzduch, preto pohon plynovej turbíny vyžaduje inštaláciu samostatného zdroja energie – štartéra. Spaľovacia komora, kompresor a turbína sú hlavnými konštrukčnými komponentmi zariadenia plynovej turbíny. Tento typ pohonu je žiadaný, pretože nepotrebuje palivo tretích strán a beží na plyn čerpaný posilňovacou stanicou. Prebytočnú vyrobenú energiu je možné použiť na dodávku elektriny a vykurovania samotnej stanice a okolitých zariadení.
Elektrický pohon
Posilňovacie kompresorové stanice vybavené elektrickými pohonmi majú určité výhody oproti plynovým turbínam a plynovým motorom, a to aj napriek potrebe dodávky elektriny. Využitím elektrickej energie sa šetrí čerpané palivo a zvyšuje sa ekologickosť staníc z dôvodu zníženia emisií škodlivých látok do ovzdušia. Nastavenie a automatizácia elektromotora je oveľa jednoduchšia, čo značne zjednodušuje údržbu a ovládanie celej stanice a znižuje počet obsluhujúceho personálu. Odstránenie vibrácií, hluku a obsahu prachu vo vzduchu zlepšuje pracovné podmienky na takýchto kompresorových staniciach.
