近日，位于重慶經(jīng)開區(qū)的重慶氣體壓縮機廠有限責任公司（以下簡稱“重慶氣體壓縮機廠”）傳來好消息，該公司研發(fā)的全球首臺套70兆帕、20萬立方米/天高壓大流量天然氣壓縮機成功投產(chǎn)，是目前全球壓力更高、單機流量更大的撬裝增壓機組。

天然氣壓縮機廣泛應用于國家大型儲氣庫建設(shè)、油田注氣驅(qū)油增產(chǎn)、新型儲能及天然氣開采集輸?shù)阮I(lǐng)域，是保障國家能源安全的“國之重器”。

“70兆帕大排量高轉(zhuǎn)速壓縮機是產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需突破的瓶頸?！敝貞c氣體壓縮機廠副總工程師王躍飛說，經(jīng)過2年的攻關(guān)研發(fā)，終于取得關(guān)鍵性突破。

那么，重慶氣體壓縮機廠是如何啃下這塊“硬骨頭”的？故事還要從2022年3月講起。

國內(nèi)油田求解“燃眉之急”

彼時，國內(nèi)某油田專家考察組來重慶走訪，專程到重慶氣體壓縮機廠調(diào)研座談。

“有沒有可能研發(fā)國產(chǎn)70兆帕大排量高轉(zhuǎn)速壓縮機，解深井油田開采的燃眉之急？”某油田相關(guān)負責人這句看似簡單的話，卻引發(fā)現(xiàn)場熱議。

長期以來，中國大部分油田所使用的高壓大排量高轉(zhuǎn)速壓縮機都從國外進口，不僅價格昂貴，且交付周期長。如果遭遇一些不確定因素，壓縮機的交付遙遙無期。

此前，國內(nèi)普遍進口的大排量機組更高排氣壓力為52兆帕，流量為25萬立方米/天，但是排氣壓力無法滿足超深井注氣需求。小排量機組更高壓力雖有70兆帕，但流量僅為5萬立方米/天，對于一個1億立方米的油井而言，需要同時使用多臺設(shè)備才能滿足需求，存在投資大、占地廣、易損件多、運維工作量大、維護成本高等問題。

很快，這場會議上引發(fā)的“議題”，轉(zhuǎn)換成了重慶氣體壓縮機廠的“行動”。

“經(jīng)過一個月反復調(diào)研、反復論證，我們決定集中優(yōu)勢力量攻關(guān)，啃下這塊卡住我國能源安全的‘硬骨頭’?！蓖踯S飛表示。

15位精英組團研發(fā)“超級打氣筒”

說干就干！2022年，重慶氣體壓縮機廠一個由15位科研精英組成的研發(fā)團隊正式“上線”。

“天然氣壓縮機的工作原理，可以簡單理解為一個打氣筒，通過活塞往返運動，把氣體注入油井，實現(xiàn)石油和天然氣的采集?！蓖踯S飛介紹，高壓大流量天然氣壓縮機就像一個“超級打氣筒”。

不過，想要研發(fā)出滿足超深井采油采氣所需的“超級打氣筒”并不容易。首先，要將這個打氣筒的氣壓從52兆帕提升至70兆帕，如何保證氣筒里的活塞在如此高的壓力下既能靈活運動，又不發(fā)生氣體泄漏？這是一個難點。

“團隊發(fā)明了氣缸與活塞之間高達70兆帕密封壓差的往復動密封技術(shù)，利用卸荷槽平衡部分氣體壓力，減少活塞環(huán)對氣缸鏡面的摩擦、磨損?！蓖踯S飛分析，同時，壓縮機還采用組合式活塞環(huán)組，提升氣缸的密封效果。

其次，在70兆帕的高壓下，原有技術(shù)規(guī)范只適用于小直徑的“氣筒”，當“氣筒”的直徑擴大至原來的4倍時，常規(guī)技術(shù)標準就失去了參考意義。

瞄準這個難題，研發(fā)團隊基于結(jié)構(gòu)強度與流場分析優(yōu)化了高壓氣缸結(jié)構(gòu)及流道設(shè)計，根據(jù)模擬結(jié)果選擇疲勞性能優(yōu)良的缸體材料，通過特殊熱處理工藝達到表面性能要求，成功突破大直徑氣缸研發(fā)的重要關(guān)口。

經(jīng)過3個多月的熬更守夜，研發(fā)工作進入尾聲。原本以為解決了高壓密封性和大直徑氣缸兩大核心研發(fā)問題，大排量高轉(zhuǎn)速壓縮機的成功觸手可及。

沒想到，在隨后的廠內(nèi)試驗以及現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)中，機組管道振動過大的新問題又擺在了眼前。

“天然氣壓縮機各部件之間是通過管道相連的，在高壓的活塞運動中，不可避免會帶來管道振動?！蓖踯S飛分析，如果振動過于劇烈，不僅會導致螺栓連接脫落等安全隱患，甚至機組都無法正常開機運轉(zhuǎn)。

面對新問題，研發(fā)團隊在進行大量氣流脈動試驗之后，最終提出了壓力大于35兆帕部分管道的氣流脈動及管道振動控制準則，該項技術(shù)屬于首創(chuàng)，達到國際先進水平。

可幫助重慶天然氣“銀行”擴容

歷經(jīng)2年多的研發(fā)生產(chǎn)，今年4月，這個全球首臺套70兆帕、20萬立方米/天高壓大流量天然氣壓縮機被造了出來，并成功應用到上述油田的生產(chǎn)中，有效解決了天然氣輸氣過程中氣量變化大、撬裝化要求高等難題，有力助推我國超深井注氣驅(qū)油、輸氣作業(yè)。

事實上，除了應用于油田注氣驅(qū)油增產(chǎn)，高壓大排量天然氣壓縮機還將在國家大型儲氣庫建設(shè)、新型儲能等領(lǐng)域大展身手。

比如，助力地下儲氣庫的建設(shè)。所謂地下儲氣庫，就是將天然氣增壓注入地層的縫隙中儲存，在需要供氣時，進行采集、脫水，最后輸入天然氣管網(wǎng)，被稱為天然氣“銀行”。目前，我國已建成25座地下儲氣庫，儲氣庫容達400億立方米，調(diào)峰保供惠及10余個?。ㄊ校?億人口。

對于重慶而言，由于重慶地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、氣藏蓋層好，密封性比較好，天然氣不易泄漏，正大力修建地下儲氣庫。當前，已建相國寺儲氣庫，還將修建銅鑼峽、明月峽、萬順場、沙坪場、寨溝灣5個儲氣庫項目。未來，重慶儲氣庫群預計將累計形成工作氣量77.7億立方米，可滿足2億多人口3個多月的生活用氣。

“隨著高壓大流量天然氣壓縮機的投產(chǎn)成功，或?qū)⒅χ貞c天然氣‘銀行’加速擴容?！蓖踯S飛舉例說，比如現(xiàn)在儲氣庫使用的天然氣壓縮機普遍在20兆帕左右，如果提升至70兆帕，僅一個地下儲氣庫的天然氣儲量就是原來的3.5倍，不僅將緩解川渝地區(qū)冬季天然氣供需矛盾，還將助力全國“西氣東輸”管網(wǎng)的有效調(diào)度。

王躍飛分析，得益于國產(chǎn)高壓大流量天然氣壓縮機技術(shù)的領(lǐng)先、價格的實惠以及后期維護的便捷，可以預見，天然氣增壓輸送領(lǐng)域大量裝備國產(chǎn)化的進程將加速到來，市場前景看好。

轉(zhuǎn)載來源：重慶人民政府網(wǎng)

重慶融能機電設(shè)備股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、成套、銷售、安裝、維護等為一體的綜合性高新技術(shù)企業(yè)，“專精特新企業(yè)”，重慶首批國家知識產(chǎn)權(quán)貫標企業(yè)。主要提供CNG加氣站成套設(shè)備、 LNG加氣站成套設(shè)備、 高壓空壓站成套設(shè)備、 加氫站成套設(shè)備、 石油化工壓縮機成套設(shè)備、 PET吹瓶空壓站成套設(shè)備、 熱交換系統(tǒng)成套設(shè)備、 等服務。

文章網(wǎng)址：http://westall.com.cn/news/industry/1208.html