石油與天然氣 | 確保有效的油田存儲蒸汽回收

美國正在進行的石油和天然氣生產熱潮，正在全國各地如火如荼。在2014年1月底時，全國泵站出品的每加侖汽油平均價格是3.28美元。而截至2016年12月，每加侖汽油的價格已直線下降至2.19美元。

石油價格的下跌如此之深，美國能源部預測，較低的汽油價格將使美國家庭平均每年節省750美元的汽車燃料成本。再加上家庭取暖用天然氣和取暖油成本的降低，每個家庭可節約數百美元。

雖然消費者是這個美國歷史上原油產量罕見之高的受益者，但也有許多其他行業也受益，包括在油田勘探、生產、運輸和儲存業務中使用設備的公司。

因經濟和環境因素，蒸汽回收單元在油田領域的使用越來越多。

具體地說，在這樣突出的頁巖油田所在地擴大生產規模，比如北達科他州的Bakken，德克薩斯州的Eagle Ford、科羅拉多州的Niobrara、紐約州的Marcellus和Utica，以及俄亥俄、西弗吉尼亞和賓夕法尼亞州等地，增加了對原油和天然氣的收集、運輸和終端存儲系統的需求。這些程序之后，那些原油和天然氣才能通過卡車、火車或管道等，進行細化管理，從而進入民眾消費領域。

蒸氣回收裝置

油田項目的增加，也意味著創造和生產過程中蒸汽排放量的相應增加、運輸和儲存，這也就是許多運營商熱衷于在油田儲存場所安裝蒸汽回收單元（英文縮寫為VRUs）的原因。蒸汽回收單元可防止這些蒸氣逸出，是可封閉的設備，但同時也對環境有潛在危險。

這就意味著越來越多的蒸汽回收單元需要進行正確的滑動墊板安裝，來保證其可靠的性能。如果安裝正確，該蒸汽回收單元將保持在最高峰值效率上運行。正確安裝一個蒸汽回收單元滑組件，可以優化所使用設備的性能，還能消除許多環境維護問題。

挑戰

人們開始持續關注蒸汽這個油田生產活動副產品的量的增長。因為許多油田蒸汽中都混合了如苯、甲苯、乙苯和二甲苯那樣的化合物，已被美國環境保護署（EPA）列為有害空氣污染物（HAPs）或揮發性有機化合物（VOCs）。監管機構將對排放到大氣中的蒸汽進行測量，看是否達到有害的水平。

因此，油田儲運設施的經營者必須密切監測自己廠區的蒸汽排放量，以滿足美國第五經營許可規定（1990年開始執行）中清潔空氣法案要求的排放量。據第五經營許可，固定來源排出的污染物的監管閾值，是每年100噸，單項有害空氣污染物是10噸，多項有害空氣污染物是25噸。

EPA的新污染源執行標準40CFR中第60項編號為0000的規定，已經在2012年被立法，以“四零法規”為聞名。四零法規，是控制儲罐排出的揮發性有機化合物和二氧化硫（SO2）的標準及時間表。那些儲罐在石油和天然氣生產過程中負責臨時存貯所產生的液體。

回收蒸汽

這就是必須采用蒸汽回收單元的原因。一個蒸汽回收單元，由一個洗滌器、壓縮機系統、驅動器和控制器組合在一起，主要目的是回收這些完全密封的原油和凝析油的儲罐內所形成的蒸汽。在該蒸汽回收單元的運行過程中，控制器檢測罐內的壓力變化，在內部壓力超過或低于預定設置時，將壓縮機打開或關閉。當壓縮機運行時，所有液體返回到油箱，蒸汽經過洗滌器，回收壓縮，進入天然氣管道。

為了在油田里使用， 蒸汽回收單元的組件一般都會被安裝在一個滑動裝置上，易于被移動、安裝為一個完整單元。但如果沒有安裝防滑或在地面上正確地錨定，就會增加操作故障出現的比率。在壓縮機上或靠近之處出現的絕大多數故障，都與沒有安裝蒸汽回收單元防滑設備密切相關，因為壓縮機是蒸汽回收系統的心臟。

既然所有的往復式壓縮機都會不時產生一些搖晃力。它們可以通過一系列的操作特性，比如速度、高度、氣缸運動方向、進氣/排氣壓力、單雙動操作、壓縮比和應用條件（比如氣體成分、場地、布局和環境變化）。如果這些力或力矩未被適當地吸收到操作系統的機架上，壓縮機就會發生振動。

油田項目設備

美國油田項目設備制造商，總部位于密歇根的百馬（Blackmer）公司，在業內保有可提供可靠的油田項目設備的制造商和供應商的良好聲譽。可提供各種無油往復式氣體壓縮機，都可被有效地用作油田蒸汽回收單元，可優化操作性能和生產效率，減少代價高昂的停機及維修時間。

要保證蒸氣回收裝置在油田領域有效地運行，一個關鍵要素是其基座滑動墊板。這種滑動墊板組件必須重量適當、錨定正確，才能有效吸收震動力和彎矩，以降低壓縮機的生產。

然而，如上所述，蒸汽回收單元的基座和滑動墊板組件必須安裝正確。百馬公司最近注意到，一批裝有蒸汽回收單元的油田往復式壓縮機，沒有實現高性能操作。通過對各項問題的分析，發現不是任何單獨的蒸汽回收單元導致的結果，是因為沒有正確地設計和安裝其滑動墊板組件。

在設計不當的滑動墊板或糟糕的基座上長時間操作，會損壞壓縮機，損壞蒸汽回收單元整體運作的有效性和可靠性。

現場儲罐用于原油和天然氣被送去精煉前的存儲。運營商們必須控制潛在的有害的蒸汽的量，防止它們從儲罐釋放到大氣中。蒸汽回收單元現已成為一種較好的解決方案。

為使整個行業對此有進一步的認識，優化油田存儲設備中蒸汽回收單元及其部件的性能，百馬公司特別制作了一個視頻，標題是：“你的蒸汽回收壓縮機振動嗎？不應該！”，旨在解釋和說明如何用正確的方法防止滑動墊板組件的振動。正確安裝滑動組件至關重要，因為在以峰值速度運轉時，往復式壓縮機產生的力不平衡。`

這個視頻詳細介紹了正確安裝滑動組件應采取的步驟及參數：

?壓縮機應固定在一個基板（或滑動墊板）上，其重量至少應為壓縮機重量的4倍

?壓縮機及其他蒸汽回收單元的基板，應被固定在混凝土板/墊上。

?該混凝土板/墊的面應為水平面。

?如有必要，該墊應提前準備好。

?基板滑動墊板永遠都不應安裝在沒有壓實的土地上。

只要遵守這些簡單的滑動墊板組裝規則，壓縮機運行中可能發生的力矩變化頻率及嚴重程度，將會降至最低，幾乎不再會有振動情況出現，有助于優化蒸汽回收單元的性能和壽命。

結論

在快速增長的石油和天然氣行業，速度、便攜性、可靠性是優化生產時間和底線的關鍵因素?，F在，蒸汽回收單元已成為油田生產經營的必備安裝項目，尤其是在生產持續增加的大背景下。蒸汽回收設備本身是復雜的，專為實現各種惡劣工況下的可靠性能而進行高度工程化的系統設計。

所有往復式壓縮機都會產生振動力和力矩.。如果壓縮機沒有進行正確的安裝，這些振動力和力矩會傷害壓縮機及蒸汽回收單元的性能。

然而，油田崎嶇的地形地貌，要求快速安裝部署，現場制備時間減少，有時會迫使蒸汽回收設備犧牲完整的正確安裝步驟。如果原始設備制造商和系統制造商們花時間學習一下正確的安裝技巧，會有助于大大降低因停機而導致的后續維修和保養的時間和成本。