一、當前現狀

　　【壓縮機網】石油鉆井平臺因其行業的特殊性，作業過程中危險系數高，對其要求具有防爆功能，而壓縮空氣來源廣泛、使用成本低等特性讓其在鉆井作業中有著廣泛的應用。比如風動機械(工具)具有結構簡單、使用方便而且防爆的特點，得到鉆井作業普遍應用。司鉆控制臺和頂部驅動的控制箱以及鉆井儀表的電控部分等，若做成隔爆形式，或由于使用成本過高、或由于高負荷下運轉其設備散熱受限、或由于防爆隔離后設備檢修不方便等原因，都采用正壓防爆的形式，這樣就需要有一種無塵含水量低的壓縮空氣。

　　但同時由于石油鉆井環境中周圍空氣濕度高，壓縮后的氣體含水量很高，也含有少量機件磨損帶來的金屬顆粒、水分和粉塵。進入風動馬達后會造成潤滑油的變質，而進入正壓控制的防爆箱，則會由于大量水分和雜質將使控制部分的電器元件失去絕緣性能。有關數據調查發現，許多鉆井平臺由于壓縮空氣水分過大，正壓防爆空氣的輸入閥門都給關閉，正壓防爆形同虛設，這將給鉆井生產帶來極大的安全隱患。潔凈的氣源對設備正常使用和安全具有重要意義。

　　據了解，當前我國鉆井平臺大多選用冷凍式干燥器，這種干燥器的工作原理是將壓縮后的高溫含水空氣的溫度降低，降低其露點使水分凝結析出。使用中發現這種干燥器的缺點很多，比如：周圍環境差經常造成冷凍干燥器的自動排水閥堵塞，有效水分無法正常排出，與壓縮空氣一起又進入系統中進行循環；冷凍式干燥器在嚴寒的冬季經常凍裂，無法正常使用等情況經常發生，故可靠性差，除水效果不好。冷凍式干燥器安裝在鉆井平臺艙內，夏季的機艙高溫，經常導致制冷壓縮機的冷凝器無法散熱導致保護停機，使其使用效果大打折扣，而此時空氣中含水量最大，對設備危害最嚴重。另外這種干燥器只能除去壓縮空氣中的水分，由于平臺上大多使用螺桿式空氣壓縮機，壓縮后的空氣中，油分含量較高，也有少量灰塵，無法滿足正壓防爆電器的使用要求。

　　二、問題解決方案

　　這就要求壓縮空氣的凈化方案解決三個問題：去除水分、油分及微量粉塵。根據石油鉆井平臺上不同設備的特點，方案設計可采用三級凈化，滿足各類設備的用氣要求。

　　風動機械：用氣量最大，水分是影響其使用的主要因素，重點除去其中的水分，消除其對機械潤滑的影響。

　　對正壓防爆用氣，不僅要除去水分，其中的油分和磨損微小的粉塵也影響其使用，因此需增加精密過濾器和粉塵過濾器、除油過濾器，使壓縮空氣更加潔凈流程安排如下：

　　三、基本原理

　　3.1除去壓縮空氣中的油污

　　原理：來自壓縮機的含有大量微粒和氣溶膠體的壓縮空氣，沿切線方向進入除油器中，在除油器筒體內部與導向筒之間的環形間隙形成旋風，懸浮于氣體中的較粗油污粒子在離心力的作用下甩向筒壁，沿筒壁內壁一邊凝聚，一邊附著筒壁同時隨氣流旋至筒體下部，將液態油水沉積在除油過濾器殼體底部，除去較大的固態液態微粒；氣流旋至筒體下部后改變流向，向上穿過除油濾芯，未被旋風分離的部分油污與濾芯發生碰撞并粘附其上，在精濾元件中連續實現氣體膠體的凝聚，達到一定數量下通過重力降落，油污經自動排污閥排出。這樣壓縮空氣中絕大部分油、水和其他雜質被有效地除去，在出口處獲得較為潔凈的壓縮空氣。

　　3.2 去除水分，采用無熱再生吸附式干燥器

　　原理：利用變壓吸附原理，在一定溫度下，水的吸附量隨氣相中水分壓增大而增大；在一定壓力下，其吸附量隨溫度的升高而減少，即在低溫或高壓下水分被干燥劑所吸附，干燥劑達到飽和后又在高溫或低壓下水分被解吸。設備設計上采用的A/B雙罐切換工作的方式，工作周期分為5分鐘、10分鐘、14分鐘三種(具體可根據需要進行調節)，提供壓力露點-40℃的潔凈干燥氣源。

　　3.3空氣精密過濾

　　原理：壓縮空氣經冷卻后切向進入精密過濾器筒體下部，壓縮空氣在離心力高速推動下，經過層層過濾后進入上部濾芯，通過超細纖維濾層和微孔泡沫筒壁，將微細的污物濾除，出頂部排氣管排出潔凈空氣。分離出的粉塵及油水等雜物通過底部排污管排出。主要用于除去壓縮空氣中的粉塵，同時對油滴、水汽也有一定去除作用。

　　四、使用效果

　　1.經過除油器過濾后，可達到效果：出氣含油量<1.0mg/m3；除油效率=99%；除水效率＝96%；壓力降<0.02MPa。

　　2.經再生吸附式干燥器后再生氣耗量＜15%： 壓力露點-40℃。

　　3.經精濾器后：過濾精度1-5um；過濾效率=99.995%；壓力損失<0.02mpa。

　　4.效果比較：與使用冷凍式干燥機相比，采用這一方案，可除去壓縮空氣中的水分、油分及粉塵，滿足各類設備對壓縮空氣的使用需求，具有良好的應用推廣。

　　總結

　　石油鉆井平臺是我國石油能源行業的重要設備，在各大油田和天然氣場中被廣泛使用，而我國鉆井平臺也在不斷創造新的鉆井深度國家記錄，一套良好完整安全可靠的平臺必不可少。石油鉆井全套包括有動力、提升、旋轉及鉆井液循環等幾大系統，通過鉆井平臺才能夠實現鉆井、測井及完井任務，因此，壓縮空氣系統也是鉆井平臺的核心設備。隨著自動化不斷提高，新的技術將不斷應用于鉆井技術中，壓縮空氣系統作為低成本高效能的動力能源，實現智能化勢在必行，與時俱進轉型升級是迫切需要。

來源：本站原創