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1、钻井平台压缩空气的净化一、问题提出在海洋石油钻井作业中，由于防爆的需要，压缩空气有着广泛的 应用。风动机械（工具）具有结构简单、使用方便而且防爆的特点， 得到普遍应用；司钻控制台和顶部驱动的控制箱以及钻井仪表的电控 部分等，若做成隔爆形式，或由于成本过高、或由于散热限制、或不 方便检修等原因，都采用正压防爆的形式，这就需要洁净的压缩空气。 但由于海上空气湿度特别大，压缩后的气体含水量很高，也含有少量 机件磨损带来的粉尘，水分和粉尘进入风动马达后会造成润滑油的变 质，而进入正压控制的防爆箱，则会由于大量水分和杂质使电器元件 失去绝缘。调查发现，许多平台由于压缩空气水分过大，正压防爆空 气的输入阀
2、门都给关闭，正压防爆形同虚设，这将给钻井生产带来极 大的安全隐患。洁净的气源对设备正常使用和安全具有非常重要的意 义。当前，钻井平台选用的冷冻式干燥器较多，这种干燥器的工作原 理是将压缩后的高温含水空气的温度降低，降低其露点使水分凝结析 出。使用中发现这种干燥器的缺点是在海上可靠性较差，效果也不是 太好。干燥器均安装在舱内，夏季的机舱的高温，经常导致制冷压缩 机的冷凝器无法散热导致保护停机，使其使用效果大打折扣，而此时 空气中含水量最大，对设备危害最严重。另外这种干燥器只能除去压 缩空气中的水分，由于平台上大多使用螺杆式空气压缩机，压缩后的 空气中，油份含量教高，也有极少量的除尘，无法满足正压
3、防爆的电 器的使用要求。二、解决方案压缩空气的净化需要解决的问题有三个：去除水分、油份及微量 粉尘。因此根据钻井平台上不同设备的特点，方案设计采用三级净化， 解决各类设备的用气要求。风动机械：用气量最大，水份是影响其章程使用的主要因素，重 点除去其中的水份，消除其对机械润滑的影响。对止压防爆用气，不仅要除去水份，其中的油份和磨损带来的粉 尘也影响其使用，因此增加了精滤器，使空气更加洁净。流程安排如下：三、工作原理3.1除去压缩空气中的油份。原理：来自压缩机的含有大量微粒和气溶胶体的压缩空气，切向 进入除油器。在除油器筒体内部与导向筒之间的环形间隙形成旋风， 悬浮于气体中的较粗油污粒子在离心力的
4、作用下甩向筒壁，一边凝 聚，一边附着筒壁随气流旋至筒体下部，液态油水沉积在底部，除去 较大的固态液态微粒;气流旋至筒体下部后改变流向，向上穿过滤芯， 未被旋风分离的部分油污与滤芯发生碰撞并粘附其上，在精滤元件中 连续实现气体胶体的凝聚、长大和重力降落。油污经自动排污阀排出。 这样压缩空气中绝大部分油、水和其他杂质被有效地除去，在出口处 获得洁净的压缩空气。3.2去除水份，采用无热再生吸附式干燥器原理：利用变压吸附原理：在一定温度下，水的吸附量随气相中 水分压增大而增大；在一定压力下，其吸附量随温度的升高而减少。 即在低温或高压下水份被吸附，在高温或低压下水份被解吸。设计上 采用A/B双罐切换工
5、作的方式，工作周期分为5分钟、10分钟、14 分钟三种（具体可调），提供压力露点-40度的洁净干燥气源。3.3空气精滤原理：压缩空气经冷却后切向进入精密过滤器筒体下部，经离心 除尘后进入上部滤芯，通过超细纤维滤层和微孔泡沫筒壁，将微细的 污物滤除，由顶部排气管排出洁净空气。分离出的粉尘及油水由底部 排污管排出。主要用于除去压缩空气中的粉尘，同时对油滴、水汽也 有一定去除作用。四、使用效果1. 经过除油器过滤后，可达到效果：出气含油量W1.0mg/m3 ；除油效率N99% ；除水效率N96% ； 压力降 W0.02MPA2. 经再生吸附式干燥器后再生气耗量W15% ；压力露点 C-40 C3. 经精滤器后 过滤精度1-5 m ；过滤效率N99.995% ；压力损失W0.02mpa4. 效果比较与使用冷冻式干燥机相比，采用这一方案，可除去压缩空气中的 水份、油份及粉尘，满足各类设备对压缩空气的使用需求，具有良好 的推广前景。
