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1、第六章动设备安装油气田地面工程中的动设备是指在油气生产装置中具有转动机构的工艺设备，是油气田地面工程各种场站及装置的心脏，对保证油气田生产的正常运行具有非常重要的作用。本章简要叙述油气田地面工程施工中常用动设备的种类、用途和其安装施工工艺等。第一节动设备的种类与作用在油气田地面工程的动设备种类比较多，常见的动设备主要有抽油机、风机、压缩机、往复泵、 离心泵等。一、抽油机的种类抽油机是有杆抽油系统中最主要举升设备，俗称“磕头机”，通过加压的办法使石油出井。根 据抽油机结构特点，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。游梁式抽油机又可分为常规型、适应 型、节能型和自动型；无游梁式抽油机又可分为低矮型、
2、滚筒型、塔架型、增程型和缸体型。根据 油井深度对冲程的要求，可分为常规冲程抽油机和长冲程抽油机。在长冲程抽油机中，有增大冲程 游梁式抽油机和卧式长冲程无游梁抽油机。根据驱动方式，抽油机分为普通异步电机驱动型、变压 异步电机驱动型、大转差率电机驱动型、超过转差率电机驱动型、天然气发动机驱动型以及柴油机 驱动型等。1 .游梁式抽油机游梁式抽油机包括常规型游梁式抽油机（图6-1）、异相型游梁式抽油机（图 6-2）、前置型游梁式抽油机（图 6-3）、异型游梁式抽油机（图 6-4）、弯游梁式抽油机（图 6-5）、斜直井游梁式抽油 机（图6-6）、两级平衡游梁式抽油机（图 6-7）。图6-1常规型游梁式抽
3、油机实物图图6-2异相型游梁式抽油机实物图图6-3前置型游梁式抽油机实物图图6-4异型游梁式抽油机机实物图图6-6斜直井游梁式抽油机实物图图6-5弯游梁式抽油机实物图图6-7两级平衡游梁式抽油机实物图2.无游梁式油机6-9）、直线电动机抽油（图 6-10）。无游梁式油机包括链条抽油机（图6-8）、皮带抽油机（图图6-8链条抽油机实物图图6-9皮带抽油机实物图图6-10直线电动机抽油机实物图二、风机的种类和用途风机是气体压缩和气体输送机械的习惯简称，它是把驱动机的机械能转变为气体能量的一种机械。风机种类繁多，各有不同的结构特点和适用范围，按照输送气体出口压力的不同风机可分为通风机（风压w 0.0
4、15MPa）、鼓风机（0.015MPav风压v 0.35MPa）、压缩机（风压0.35MPa）,油气田 地面工程通常所说的风机主要是通风机和鼓风机。2 .风机的种类根据使气体增压的作用原理不同，把风机分为透平式和容积式。1）透平式透平式风机是通过旋转的叶片把机械能转变为气体的压力能和速度能，随后在固定元件中使部分的速度能转化为压力能。透平式风机又可分为离心式、轴流式、混流式、横流式。（1）离心式风机：是利用叶轮片高速旋转产生的离心力来吸入并压出气流的，在离心力作用下 气体沿着轴向进入风机，在叶轮内沿着径向流出。具有较高的压力系数、相对低的流量系数。根据 叶片出口安装角不同离心风机分为前向、径向
5、、后向离心风机。离心风机一般由叶轮、机壳、集流 器、电机和传动件（如主轴、带轮、轴承、三角带等）组成。叶轮由轮盘、叶片、轮盖、轴盘组成。 机壳由蜗板、侧板和支腿组成。实物图片见图6-11。（2）轴流风机：气体轴向进入旋转叶道被加压后再轴向排出，具有低压、大流量、高效特点。 轴流风机一般由叶轮、机壳、集流器和电机组成，叶轮由叶片和轮毂组成，机壳由风筒、机架板和 支架组成。实物图片见图 6-12。图6-11 离心式风机实物图图6-12 轴流式风机实物图（3）混流风机：气体以与主轴成一定角度进入旋转叶道，具有高压大流量的特点。混流风机的 出口压力、流量介于轴流风机和离心风机之间，其结构与轴流相似，一
6、般由叶轮、机壳、集流器和 电机组成。其机壳由风筒、导流内筒、导叶等组成。（4）横流（贯流）风机：气体横贯旋转叶道进入再横贯流出，出口气流扁平，风速高。风幕机 （空气幕）是横流风机中的代表产品，它可有效阻隔室内外空气的对流，因而风幕机在有空调或有 异味的公共场所应用广泛。2）容积式容积式风机是依靠在气缸做往复运动的活塞或旋转运动的活塞的作用，使气体的体积缩小而提 高压力。容积式风机又可分为往复式（包括活塞式和隔膜式）和回转式（包滑片式、螺杆式、罗茨 式）。罗茨风机输送的风量与转数成比例，结构简单，运转平稳，性能稳定，适应多种用途，应用广 范。罗茨风机实物图片见图 6-13。图6-13罗茨风机实物
7、图3 .风机的用途风机在油气田地面工程有以下用途：(1)作为排粉机、通风机和引风机应用于锅炉机组，并多采用离心式和轴流式风机。煤粉经加 热后由排粉机输送至炉膛燃烧，用通风机通风可以使煤粉充分燃烧，燃烧后产生的烟气采用引风机 排入大气中。(2)作为鼓风和引风设备。油气田地面工程强制通风式空冷器，一般采用轴流风机作为鼓风或 引风设备，如图6-14所示。油田污水处理站污水沉降罐曝气工艺常用罗茨风机作为鼓风设备。a)鼓风式b)引风式图6-14风机在空冷器的应用示意图1-空冷器；2-风机风扇；3-风机变速箱；4-风机电机(3)作为排尘设备用于易产生粉尘的场所，如油田地面工程三元液配置站等，多采用离心式风
8、 机。(4)作为通风设备用于易产生有毒有害气体场所、防爆厂房。油气田地面工程场站的化验室、 加药间、泵房等场所，多采用轴流式风机。三、压缩机的种类和用途1 .压缩机种类油气田地面工程常用的压缩机有离心式压机、往复式压缩机、螺杆式压缩机。(1)离心式压缩机：离心式压缩机具有输气量大而连续，运转平稳，机组外形尺寸小，重量轻,占地面积小，设备易损部件少，使用期限长，维修工作量小，气体不会被润滑油污染等优点，适用 于气量大气量波动不大且排气压力为中低压的情况。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效 率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了 离心压缩机向高
9、压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致 在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。离心式压缩机实物图片见图6-15。图6-15离心式压缩机实物图(2)往复式压缩机：往复式压缩机运转有两个特点，一是运行过程中产生往复惯性力，通过机 构传给基础；二是有明显脉动性质的气体压力，产生交变的活塞力作用在压缩机机构上。承受较大 的脉冲力就使得压缩机的零部件比较粗大，机器比较笨重。往复式压缩机结构复杂多样，品种繁多。 适用于小流量、高压力的场合。实物图片见图6-16。图6-16往复式压缩机实物图(3)螺杆式压缩机：兼有往复式和离心式压缩机的许多优点一一可调范围宽、
10、操作平稳；结构 简单、易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下工作；体积小、重量轻，运动中无往复惯性力， 对地面基础要求不高。实物及结构图片见图6-17。)结构示意图图6-17螺杆式压缩机2 .压缩机用途压缩机在油气田地面工程中主要有以下几个各方面的用途：(1)作为天然气的输送设备，应用于压气站，将天然气升压、输送，主要采用离心式、往复式 压缩机。(2)作为天然气增压设备，应用于轻燃回收站。在轻煌回收站，当天然气特别是油田气的压力 比较低时，往往需要选用压缩机进行增压，一般采用往复式和离心式压缩机。(3)作为制冷剂如丙烷、氨的增压设备，应用于制冷系统。油气田地面工程采用冷凝分离法进 行轻燃回收
11、时，制冷单元也需要采用压缩机对制冷介质进行压缩液化，一般采用螺杆式压缩机。(4)作为负压机应用于油田原油稳定装置。原稳装置闪蒸时闪蒸罐内需要形成负压，一般选用 螺杆压缩机对闪蒸罐抽真空，罐内压力可达-0.05MPa。(5)作为油田注气设备。海上油田注气用的离心压缩机压力可高达70MPa(6)作为空气压缩设备，为场站自控系统提供仪表风，也为场站管道吹扫提供扫线风。常用螺杆式空气压机。(7)应用于油气田地面工程建设，为施工过程中的管道试压、吹扫、通球提供压缩空气。这类 空压机一般为螺杆式可移动空压机。四、泵的种类和用途泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液
12、体 能量增加。泵主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液等，也可输送液体、气体混 合物以及含悬浮固体物的液体。1.泵的种类1)叶片式泵是一种依靠泵内作高速旋转的叶轮把能量传给液体，进行液体输送的机械设备，属于这种类型 的泵有离心泵、轴流泵、混流泵及涡流泵。(1)离心泵：离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗壳型泵壳，叶轮对泵内液体做功,液体被连续不断的吸入和排出，实现液体的输送。离心泵具有结构简单、效率高、流量和扬程范围 广、操作容易等特点，是油田场站中应用最广泛的泵，主要用于输送原油、成品油、污水、滤后水、 清水等介质。离心泵实物图片见图6-18。a)单级离心污水泵实物图b图
13、6-18)多级离心注水泵泵实物图 离心泵实物图(2)轴流泵：利用叶轮旋转对水体产生的推力(升力)工作，是一种大流量低扬程的水泵，有 立式、卧式、斜式及贯流式数种。泵扬程低、流量大，液体沿泵轴轴线方向流动。适于吸送清水或 物理及化学性质类似水的其它液体之用。(3)混流泵：利用叶轮旋转产生的离心力和推力联合作用工作，斜向出流，又称斜流泵，有卧 式和立式两种。它兼有离心泵和轴流泵优点，结构简单，高效区宽，使用方便。(4)涡流泵：涡流泵也称漩涡泵。主要由叶轮、泵体和泵盖组成。叶轮是一个圆盘，圆周上的 叶片呈放射状均匀排列。泵体和叶轮间形成环形流道，吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。吸入 口与排出口之间
14、有隔板，由此将吸入口和排出口隔离开。旋涡泵的特点流量小，扬程高，具有自吸 功能，可用来输送粘度较小的无固体颗粒、类似于水的液体及高挥发性和含有气体的液体。2)容积式泵靠工作部件的运动造成工作容积周期性地增大和缩小而吸排液体，并靠工作部件的挤压而直接 使液体的压力能增加。主要包括往复式泵和旋转式泵。(1)往复式泵：依靠作往复运动的活塞或柱塞推挤液体。往复泵的操作特性是在一定转速下， 泵的流量不随扬程而变，有自吸功能，启动前不需要灌泵，采用旁路调节流量。属于这种类型的泵有各种形式的活塞泵、隔膜泵。主要用于输送流量小、输出压力高的液体。隔膜式计量泵可以输送 剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。柱塞泵结构实
15、物图片见图6-19。图6-19柱塞泵实物图采油井口螺杆泵(2)旋转式泵：又称转子泵，它是依靠作旋转运动的部件推挤液体。属于这种类型的泵有齿轮 泵、螺杆泵、滑片泵。齿轮泵的流量小、扬程高，适合用于粘稠液体乃至膏状物料的输送，但不能 输送含有固体粒子的悬浮液。目前油气田常用的齿轮泵为外啮合齿轮泵，这种泵运行时有噪声和振 动，近几年来已逐步采用内啮合齿轮泵，其较外啮合齿轮泵工作平稳，但制造较复杂。转子泵的操 作性能与往复式泵相似。螺杆泵实物图片见图6-20。a)污水提升螺杆泵b)图6-20螺杆泵实物图2.泵在油气田地面工程中的用途油气田生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂 的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体和提供物理反应和化学反应的压力流量的作用。油气田地面工程站内泵按照用途分为输油泵、掺水泵、热洗泵、注水泵、注入泵、污油泵、污 水泵、采暖泵、排污泵、加药泵、燃料油泵、润滑油泵、井口采油泵等，其作用如下：(1)输油泵用于增压运送原油，实现原油在油田场站内部、场站之间的集输及末站油库原油外 输，一般米用离心泵。(2)掺水泵用于增压并输送热水对单井集油管线进行掺水，是中转站掺水集油流程的主要设备,一般采用离心泵。(3)热洗泵用于增压并输送热水，对结蜡单井进行热洗，是
