В настоящее время нефтегазовыми компаниями России определены три приоритетных направления в области подготовки газа на месторождениях: подготовка газа на труднодоступных месторождениях; подготовка к использованию попутного нефтяного газа (ПНГ); комплексная подготовка топливного газа для газотурбинных установок. В технологическом цикле  подготовки газа в рамках указанных направлений широкое применение находят винтовые маслозаполненные компрессорные установки. Одним из ведущих поставщиков данного вида компрессорных систем на территории России и СНГ является компрессоростроительный завод ОАО «Казанькомпрессормаш» (Группа ГМС). Предприятие изготавливает высокотехнологичные компрессорные установки в блочно-модульном исполнении серии «ТАКАТ» на базе разработок научно-исследовательского и проектно-конструкторского центра ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» (Группа ГМС). Компрессорные установки «ТАКАТ» поставляются в максимальной заводской готовности, что сокращает сроки  ввода объектов в эксплуатацию, устанавливаются на открытой площадке и не требуют наличия массивных фундаментов.

В статье приведены этапы создания  винтовых маслозаполненных компрессорных установок, начиная от первых машин и заканчивая установками нового поколения. Итоги реализации проектов 2014 г. показали, что «ТАКАТы» нового поколения отвечают современным требованиям потребителей. Отмечено, что в конструкции установок современного поколения заложены основные технические решения, учитывающие особенности их эксплуатации в технологиях подготовки газа по приоритетным направлениям, а индивидуальный подход к потребителю позволяет добиться максимальной эффективности и надежности при эксплуатации оборудования. 

История создания компрессорных установок «ТАКАТ»

В начале 70-х годов Специальное конструкторское бюро по компрессоростроению (СКБК, в настоящее время ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б.Шнеппа», далее по тексту институт) по заказу компании «Татнефтегаз» приступило к созданию мобильных газовых маслозаполненных винтовых компрессорных установок, способных работать на открытых площадках под навесом с возможностью быстрого демонтажа и перемещения на другие нефтепромыслы.

По результатам проведенных работ в институте был разработан типоразмерный ряд газовых компрессоров производительностью по условиям всасывания от 10 до 50 м3/мин и конечным давлением до 0,7 МПа (абс.), а также разработаны новые компрессорные установки 7ВКГ30/7, 7ВКГ50/7 (рис.1), 5ВКГ10/6 и 6ГВ18/6-17.

Рисунок 1 – КУ 7ВКГ50/7

Установки были изготовлены Казанским Компрессорным Заводом (в настоящее время ОАО «Казанькомпрессормаш», далее по тексту завод) и испытаны в реальных условиях эксплуатации на объекте заказчика.

В дальнейшем, на базе освоенных компрессорных установок институт приступил к разработке блочно-модульных установок для сбора попутного нефтяного газа.  В 1987 г. завод изготовил пять установок КНГ-50/7, а с 1988 г. завод приступил к изготовлению более совершенных компрессорных установок торговой марки «ТАКАТ». Первыми такими установками стали ТАКАТ50.07УХЛ1 (рис.2) и ТАКАТ18.06 -17УХЛ1.

Рисунок 2 – ТАКАТ 50.07 УХЛ 1, поставка 1989г.

Вверху слева – блок-контейнер компрессорной установки; справа – блок-контейнер системы автоматизации; внизу – размещение оборудования в компрессорном блоке 

В 1989 – 2012 гг. институтом были проведены работы по расширению типоразмерного ряда газовых компрессоров в сторону увеличения давления нагнетания от 0,7 до 4,5 МПа (абс.) и производительности от 50 до 100 м3/мин. Это позволило планомерно проводить модернизацию существующих  компрессоров, а также разрабатывать новые, отвечающие современным требованиям потребителей компрессорные установки серии «ТАКАТ» (рис.3).

Рисунок 3 – ТАКАТ 55.2,7-17 М4 УХЛ1, поставка 2012г.
для ООО «РН-Юганскнефтегаз»

В течение указанного периода институтом было разработано 40 наименований новых компрессорных установок «ТАКАТ», а заводом изготовлено и отгружено в адрес нефтегазовых и нефтеперерабатывающих компаний около 600 единиц установок. При этом изготавливались установки как старой модификации ТАКАТ 50.07 УХЛ1, так и  модернизированные ТАКАТ 50.07 М1 УХЛ1, ТАКАТ 50.07 М2 УХЛ1 и ТАКАТ 50.07 М3 УХЛ1. На протяжении данного периода также менялись и требования потребителей к установкам, которые становились из года в год  более «жесткими». К концу 2012 г. основные требования потребителей включали:

• Обеспечение поставки компрессорных установок с улучшенными по сравнению с имеющимися параметрами, такими как уровень шума и вибрации, срок службы, ремонтопригодность, унификация, массогабаритные характеристики, гибкость регулирования параметров, современная система КИПиА.
• Обеспечение возможности подбора оборудования во всем диапазоне требуемых со стороны потребителем параметров.
• Оптимальная стоимость, сроки поставки, гарантийное и послегарантийное обслуживание.

В соответствии с данными требованиями специалисты института «НИИтрубокомпрессор» и завода «Казанькомпрессормаш» проводили системные работы по совершенствованию и улучшению технических и потребительских характеристик компрессорных установок, что позволило вывести на рынок новое поколение винтовых маслозаполненных компрессорных установок серии «ТАКАТ», отвечающих всем современным требованиям.

Компрессорные установки «ТАКАТ» нового поколения

Учитывая современные требования потребителей к винтовым компрессорам, в 2013 году институт «НИИтурбокомпрессор» в рамках научно-производственной интеграции с заводом «Казанькомпрессормаш»  приступил к реализации стратегического проекта «Блочно-модульные установки «ТАКАТ» нового поколения».

Целью данного проекта стало производство современных, высокотехнологичных и надежных винтовых компрессорных установок «ТАКАТ» различного назначения, взаимозаменяемых с аналогами и отвечающих последним научно-техническим достижениям.

В ходе реализации данного проекта был разработан типоразмерный ряд, который охватывает область производительности от 6 до 100 м3/мин, область давлений всасывания от 0,08 до 0,7 МПа  и область давлений нагнетания от 0,5 до 5,0 МПа.

Особенности и преимущества решений, реализованных при создании основных унифицированных элементов блочно-модульных установок «ТАКАТ»:

• Блок-контейнер компрессорного агрегата имеет все необходимые, согласно правилам безопасности, системы жизнеобеспечения современного типа; улучшенную эргономику; высококачественное лакокрасочное покрытие; грузоподъемные механизмы (до 1,0 т); утепленную раму высокой жесткости из стандартных профилей с двойным полом и рельсами для выкатки агрегата компрессорного за пределы блока-контейнера при ремонте. Нижний пол выполнен с уклоном для слива разлитого масла за пределы блока-контейнера, верхний пол выполнен съемным из решетчатого настила. В местах крепления агрегата компрессорного к раме блока-контейнера предусмотрены дополнительные отверстия для анкерных болтов и лючки для контроля подливки, что позволило снизить уровень вибрации установки до нормативных значений. На торцовой стенке выполнены распашные ворота для выкатки агрегата компрессорного. Стены и крыша выполнены из современных материалов, обеспечивающих тепло в  контейнере и звукоизоляцию.

• Винтовой компрессор имеет модернизированные узлы упорных подшипников и торцевых уплотнений. Это позволило увеличить ресурс подшипников и снизить  общий уровень вибрации. Торцевые масляные уплотнения как концевые, так и промежуточные (вариант с раздельной системой смазки) одностороннего типа имеют простую конструкцию с современной парой трения: графит-сталь. Аксиально-подвижный и вращающий элементы выполнены цельными, без применения составных конструкций и ненадежных соединений пар трения, таких как клееных, паяных, по посадке с натягом. Вышеуказанные технические решения позволяют продлить безостановочную работу компрессора с 8600 часов (1 год) до 17200 часов (2 года).

• Рама агрегата компрессорного имеет простую конструкцию и соответственно низкую трудоемкость по сравнению с рамой-маслобаком, которая применялась ранее. Рама высокой жесткости, выполнена из стандартных профилей, с возможностью размещения в ней агрегата смазки (вариант с раздельной системой смазки). На продольных боковых профилях рамы, с каждой стороны, установлены по два съемных приспособления для выкатки агрегата компрессорного.

• Конструкцией агрегата компрессорного предусмотрена установка в местах крепления электродвигателя к раме специальных регулирующих опор, позволяющих быстро и без особых усилий проводить центровку компрессора с электродвигателем. Кроме этого опоры компенсируют погрешности изготовления прилегающих поверхностей как рамы, так и электродвигателя, в результате автоматически устраняется эффект возникновения «мягкой» лапы, а следовательно и сама возможность повышения вибрации от этого эффекта. По этой же причине предусмотрена установка регулирующих опор и в местах крепления рамы агрегата компрессорного к раме блока-контейнера.

• Маслоотделитель имеет простую конструкцию, состоящую из обечайки, двух стандартных днищ, входного, выходного патрубков и коалесцентного патрона. Входной патрубок установлен по горизонтали тангенциально по отношению к обечайке и входит внутрь обечайки, выходной патрубок установлен вертикально вверх. Коалесцентный патрон выполнен из нержавеющего сетчатого рукава и рассчитан на весь срок службы установки. Компоновка маслоотделителя – вертикальная.

• Конструкция сепараторов основана на применении высокоэффективных газодинамических устройств, которые предлагает отечественный рынок нефтегазового оборудования. Применение этого устройства позволило разработать конструкцию с хорошими массогабаритными показателями. Компоновка сепараторов – вертикальная.

• Конструкция коалесцентного фильтра основана на применении высокоэффективных коалесцентных патронов, которые также предлагает отечественный рынок нефтегазового оборудования. Конструкция корпуса фильтра предполагает установку коалесцентных патронов снизу. Для этого в нижней части корпуса имеется фланцевый разъем с откидной крышкой. Данное техническое решение направлено на удобство обслуживания и позволяет проводить регламентные работы без применения грузоподъемного оборудования и специальных приспособлений. Компоновка коалесцентного фильтра – вертикальная.

• Конструкцией компрессорных установок предусмотрены следующие технические решения: соединение масляных и газовых трубопроводов, до Ду40, на врезных втулках, без применения неразъемных соединений. Такое решение снизило трудоемкость и сроки изготовления установки; применены крепежные системы (опоры, хомуты, подвесы и т.д.) ведущих производителей, что позволило улучшить эргономику внутри установки и тем самым повысить ее потребительские свойства.Кроме этого, в зависимости от плотности газа и требований потребителей, разработаны семь типовых технологических схем работы установок.

Базовая комплектация установок «ТАКАТ» включает в себя блок-контейнер компрессорного агрегата с системами жизнеобеспечения; агрегат компрессорный с компрессором и двигателем; входной сепаратор; газовый фильтр; общую систему смазки (вариант исполнения); раздельную систему смазки (вариант исполнения); систему отделения и охлаждения масла; САУ; КИП; аппаратуру контроля осевого сдвига; ЗИП и инструменты.

Дополнительные опции включают в себя импортный двигатель; пробкоуловитель; дополнительные фильтры-сепараторы для фильтрации от твердых частиц; систему утилизации жидкости: впрыск жидкости в трубопровод нагнетания или утилизатор пластовой жидкости; дополнительные коалесцентные фильтры; систему охлаждения газа; концевой сепаратор; подогреватель газа типа газ-газ; устройство плавного пуска; устройство преобразователя частоты; систему вибромониторинга компрессора и привода; шкаф низковольтного оборудования; блок- контейнер САУ верхнего уровня; источник бесперебойного питания для САУ; ЗИП на длительный срок эксплуатации, включая запасные ротора,  подшипники компрессора, привода, насосов.

Примеры проектов 2014 г. по поставке компрессорных установок «ТАКАТ» нового поколения

В 2014 «Казанькомпрессормаш» изготовил и осуществил полнокомплектную поставку двенадцати компрессорных установок серии «ТАКАТ» нового поколения.

1. ТАКАТ 42.05 М 3 УХЛ 1 (рис. 4), количество: 3 единицы. 
Место эксплуатации, заказчик, эксплуатирующая организация: УПН «Раевка», ПАО АНК «Башнефть» ООО «Башнефть-Добыча».
Назначение: утилизация ПНГ (содержание H2S – 2,61%, СO2 – 0,25 %).
Технические характеристики: производительность - 2329  нм3/ч, давление на входе - 0,1 МПа, давление на выходе - 0,5 МПа, мощность электродвигателя - 315 кВт. 
Система смазки: общая, компрессор: 7 база.

Рисунок 4 – ТАКАТ 42.05 М 3 УХЛ 1, ТАКАТ 41.06 М 3 УХЛ 1,  ТАКАТ 22.2 - 7 М 3 УХЛ 1

2. ТАКАТ 41.06 М 3 УХЛ 1, количество: 2 единицы.
Место эксплуатации, заказчик, эксплуатирующая организация: НСП «Сергеевка», ПАО АНК «Башнефть», ООО «Башнефть-Добыча».
Назначение: утилизация ПНГ (содержание H2S – 0,02 %, СO2 – 0,27 %).
Технические характеристики: производительность - 2329  нм3/ч, давление на входе - 0,1 МПа, давление на выходе - 0,6 МПа, мощность электродвигателя - 315 кВт. 
Система смазки – общая, компрессор: 7 база.

3. ТАКАТ 22.2 - 7 М 3 УХЛ 1, количество: 3 единицы.
Место эксплуатации, заказчик, эксплуатирующая организация: ГКС, ПАО АНК «Башнефть», ООО «Башнефть-Добыча».
Назначение: утилизация ПНГ (содержание H2S – 0,12 %, СO2 – 0,67 %).
Технические характеристики: производительность - 2329  нм3/ч, давление на входе - 0,2 МПа, давление на выходе - 0,7 МПа, мощность электродвигателя - 200 кВт.
Система смазки - общая, компрессор: 6 база.

4. ТАКАТ 54.08 М 4 УХЛ 1 (рис.5), количество: 1 единица.
Место эксплуатации, заказчик, эксплуатирующая организация: Ярактинское НГКМ, ООО «Иркутская Нефтяная Компания».
Назначение: утилизация ПНГ (содержание H2S – 0,70 %, СO2 – 0,04 %, CH3SH – 0,04 %, C2H5SH – 0,02 %, C3H7SH – 0,01 %).
Технические характеристики: производительность - 2700  нм3/ч, давление на входе - 0,1 МПа, давление на выходе - 0,8 МПа, мощность электродвигателя - 500 кВт.
Система смазки – раздельная, компрессор: 7 база.

Рисунок 5 –ТАКАТ 54.08 М 4 УХЛ 1

5. ТАКАТ 77.3 – 23 М 3 УХЛ 1 (рис.6), количество: 3 единицы.
Место эксплуатации, заказчик, эксплуатирующая организация: ДКС Шингинского месторождения, ООО «Газпромнефть-Восток».
Назначение: утилизация ПНГ (подача топлива на газотурбинную электростанцию).
Технические характеристики: производительность - 12000  нм3/ч, давление на входе - 0,3 МПа, давление на выходе - 2,3 МПа, мощность электродвигателя - 1600 кВт.
Система смазки – общая, компрессор: 8 база.

 Рисунок 6 – ТАКАТ 77.3 – 23 М 3 УХЛ 1   
Вывод

Реализованные в 2014 г. проекты по поставке винтовых компрессорных установок серии «ТАКАТ» доказали надежность и высокую эффективность оборудования. В конструкции компрессорных установок нового поколения заложены практически все современные технические решения, обеспечивающие высокую эффективность применения компрессоров в технологиях подготовки газа, а индивидуальный подход к заказчику позволяет добиться максимальной эффективности и надежности решения. Высокая степень заводской готовности блочно-модульных компрессорных установок «Такат» позволяет сократить время ввода их в эксплуатацию. Применение современной системы автоматизации и увеличенный ресурс на безостановочную работу оборудования позволяют до минимума сократить время на обслуживание оборудования. Применение винтовых компрессорных установок серии «ТАКАТ» обеспечивает стабильную добычу газа, поддержание положительного температурного режима работы газосборных шлейфов, что исключает образование ледяных пробок в коллекторах и уменьшает расход метанола в газосборной системе ВГП, а также повышение газоотдачи скважины в условиях низкого пластового давления и увеличение срока эксплуатации скважины.

Загрузить (179.4KB)