石油与天然气 | 确保有效的油田存储蒸汽回收

美国正在进行的石油和天然气生产热潮，正在全国各地如火如荼。在2014年1月底时，全国泵站出品的每加仑汽油平均价格是3.28美元。而截至2016年12月，每加仑汽油的价格已直线下降至2.19美元。

石油价格的下跌如此之深，美国能源部预测，较低的汽油价格将使美国家庭平均每年节省750美元的汽车燃料成本。再加上家庭取暖用天然气和取暖油成本的降低，每个家庭可节约数百美元。

虽然消费者是这个美国历史上原油产量罕见之高的受益者，但也有许多其他行业也受益，包括在油田勘探、生产、运输和储存业务中使用设备的公司。

因经济和环境因素，蒸汽回收单元在油田领域的使用越来越多。

具体地说，在这样突出的页岩油田所在地扩大生产规模，比如北达科他州的Bakken，德克萨斯州的Eagle Ford、科罗拉多州的Niobrara、纽约州的Marcellus和Utica，以及俄亥俄、西弗吉尼亚和宾夕法尼亚州等地，增加了对原油和天然气的收集、运输和终端存储系统的需求。这些程序之后，那些原油和天然气才能通过卡车、火车或管道等，进行细化管理，从而进入民众消费领域。

蒸气回收装置

油田项目的增加，也意味着创造和生产过程中蒸汽排放量的相应增加、运输和储存，这也就是许多运营商热衷于在油田储存场所安装蒸汽回收单元（英文缩写为VRUs）的原因。蒸汽回收单元可防止这些蒸气逸出，是可封闭的设备，但同时也对环境有潜在危险。

这就意味着越来越多的蒸汽回收单元需要进行正确的滑动垫板安装，来保证其可靠的性能。如果安装正确，该蒸汽回收单元将保持在最高峰值效率上运行。正确安装一个蒸汽回收单元滑组件，可以优化所使用设备的性能，还能消除许多环境维护问题。

挑战

人们开始持续关注蒸汽这个油田生产活动副产品的量的增长。因为许多油田蒸汽中都混合了如苯、甲苯、乙苯和二甲苯那样的化合物，已被美国环境保护署（EPA）列为有害空气污染物（HAPs）或挥发性有机化合物（VOCs）。监管机构将对排放到大气中的蒸汽进行测量，看是否达到有害的水平。

因此，油田储运设施的经营者必须密切监测自己厂区的蒸汽排放量，以满足美国第五经营许可规定（1990年开始执行）中清洁空气法案要求的排放量。据第五经营许可，固定来源排出的污染物的监管阈值，是每年100吨，单项有害空气污染物是10吨，多项有害空气污染物是25吨。

EPA的新污染源执行标准40CFR中第60项编号为0000的规定，已经在2012年被立法，以“四零法规”为闻名。四零法规，是控制储罐排出的挥发性有机化合物和二氧化硫（SO2）的标准及时间表。那些储罐在石油和天然气生产过程中负责临时存贮所产生的液体。

回收蒸汽

这就是必须采用蒸汽回收单元的原因。一个蒸汽回收单元，由一个洗涤器、压缩机系统、驱动器和控制器组合在一起，主要目的是回收这些完全密封的原油和凝析油的储罐内所形成的蒸汽。在该蒸汽回收单元的运行过程中，控制器检测罐内的压力变化，在内部压力超过或低于预定设置时，将压缩机打开或关闭。当压缩机运行时，所有液体返回到油箱，蒸汽经过洗涤器，回收压缩，进入天然气管道。

为了在油田里使用， 蒸汽回收单元的组件一般都会被安装在一个滑动装置上，易于被移动、安装为一个完整单元。但如果没有安装防滑或在地面上正确地锚定，就会增加操作故障出现的比率。在压缩机上或靠近之处出现的绝大多数故障，都与没有安装蒸汽回收单元防滑设备密切相关，因为压缩机是蒸汽回收系统的心脏。

既然所有的往复式压缩机都会不时产生一些摇晃力。它们可以通过一系列的操作特性，比如速度、高度、气缸运动方向、进气/排气压力、单双动操作、压缩比和应用条件（比如气体成分、场地、布局和环境变化）。如果这些力或力矩未被适当地吸收到操作系统的机架上，压缩机就会发生振动。

油田项目设备

美国油田项目设备制造商，总部位于密歇根的百马（Blackmer）公司，在业内保有可提供可靠的油田项目设备的制造商和供应商的良好声誉。可提供各种无油往复式气体压缩机，都可被有效地用作油田蒸汽回收单元，可优化操作性能和生产效率，减少代价高昂的停机及维修时间。

要保证蒸气回收装置在油田领域有效地运行，一个关键要素是其基座滑动垫板。这种滑动垫板组件必须重量适当、锚定正确，才能有效吸收震动力和弯矩，以降低压缩机的生产。

然而，如上所述，蒸汽回收单元的基座和滑动垫板组件必须安装正确。百马公司最近注意到，一批装有蒸汽回收单元的油田往复式压缩机，没有实现高性能操作。通过对各项问题的分析，发现不是任何单独的蒸汽回收单元导致的结果，是因为没有正确地设计和安装其滑动垫板组件。

在设计不当的滑动垫板或糟糕的基座上长时间操作，会损坏压缩机，损坏蒸汽回收单元整体运作的有效性和可靠性。

现场储罐用于原油和天然气被送去精炼前的存储。运营商们必须控制潜在的有害的蒸汽的量，防止它们从储罐释放到大气中。蒸汽回收单元现已成为一种较好的解决方案。

为使整个行业对此有进一步的认识，优化油田存储设备中蒸汽回收单元及其部件的性能，百马公司特别制作了一个视频，标题是：“你的蒸汽回收压缩机振动吗？不应该！”，旨在解释和说明如何用正确的方法防止滑动垫板组件的振动。正确安装滑动组件至关重要，因为在以峰值速度运转时，往复式压缩机产生的力不平衡。`

这个视频详细介绍了正确安装滑动组件应采取的步骤及参数：

•压缩机应固定在一个基板（或滑动垫板）上，其重量至少应为压缩机重量的4倍

•压缩机及其他蒸汽回收单元的基板，应被固定在混凝土板/垫上。

•该混凝土板/垫的面应为水平面。

•如有必要，该垫应提前准备好。

•基板滑动垫板永远都不应安装在没有压实的土地上。

只要遵守这些简单的滑动垫板组装规则，压缩机运行中可能发生的力矩变化频率及严重程度，将会降至最低，几乎不再会有振动情况出现，有助于优化蒸汽回收单元的性能和寿命。

结论

在快速增长的石油和天然气行业，速度、便携性、可靠性是优化生产时间和底线的关键因素。现在，蒸汽回收单元已成为油田生产经营的必备安装项目，尤其是在生产持续增加的大背景下。蒸汽回收设备本身是复杂的，专为实现各种恶劣工况下的可靠性能而进行高度工程化的系统设计。

所有往复式压缩机都会产生振动力和力矩.。如果压缩机没有进行正确的安装，这些振动力和力矩会伤害压缩机及蒸汽回收单元的性能。

然而，油田崎岖的地形地貌，要求快速安装部署，现场制备时间减少，有时会迫使蒸汽回收设备牺牲完整的正确安装步骤。如果原始设备制造商和系统制造商们花时间学习一下正确的安装技巧，会有助于大大降低因停机而导致的后续维修和保养的时间和成本。