活塞式压缩机的管道振动原因及防振措施

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Abstract：abnormal vibration of the piston compressor pipes，not only can loose connecting pipes and valves，fittings and other greatmay cause the pipeline to fatigue damage and crack，will result in a large number of very serious media leak，and thencause a fireand explosion.In addition。the vibration will also affect the absorption，the exhaust effect，reduce the efficiency of the unit.Therefore，the piston compressor vibration protection is a very important SUhjeet.In this paper，a detailed anaJysis of the piston compressor pipesabnormal vibration，and vibration prevention measures，and the anti-vibration measures。

Key W ords：Piston compressor l Gas pulsation I Anti-vibration measures；Pipe vibration；Modify the measures1 活塞式压缩机管道振动产生的原因对 于 常常 能 见到 的 活塞 式 压缩 机 来说 ，产生 管道振 动的 诱因 有很 多种 。总的来说包括的主要方面有以下二点 ：第-点是 振 动来 源于压 缩 机 自己的惯 力 和匀矩 ，另- 点来 说振动 来源 于气 流的脉 动 。

经许 多 人 的证 明 ，现 在 常 见的 压缩 机 产生的管道振动 ，大部分都是因为气流脉动而引发的。消除管道振动的重中之中的措 施 主要 是 要 消 灭气 流脉 动 ，下 文主要就 气流脉 动 而 引发振动 的具 体 的原 因来做 讨论 。

1.1气柱振动系统管 路 系统 内 所容 纳 的气 体通 常 Hq气柱 ，由于 气柱可 以压 缩膨 胀 ，并有- 定 的质 量 。因此 ，它本 身是 - 个振 动 系统 中 ，当该列是 目标激励，形成受迫振动。操作的 压缩机 管道 周期 激励 ，当列 反应 ，以形成 - 列 的受 迫振 动的 压 力脉 动 ，振 动 性能的挑战。活塞式压缩机出口韵与脉动压力，相对于该管的平均压力是比较小的阻尼管 ，从而 引起空气柱的振动不会有太 大 的 问题 。但 当激 发 频率 与 气柱 固有频 率 相 等或 相 近 时 ，就会 激 发 气柱 产生气 柱 共振 。

fiimn/6o(il、3、5)式中：fi为激发频率 ；m为曲轴-转内，在管道-个端口处，向管道吸、排气次数；n为活塞式压缩机转速，单位为r/min Ii为谐波 阶次。

在 自由振动情况下 ，气柱振动的频率叫气柱固有频率。它与管道长度、管道上容器容积大孝布置方式等有关。它的大小，决定了气柱共振与否。当fi(O.8-1.2)fg时，管道产生气柱共振 。此时，气体压力波动成倍增大，管道出现剧烈振动。因此，正确计算出管道气柱共振频率，对防止气柱共振的产生 有着重要意义。

简单管道气柱固有频率计算公式如下：(1)-端封闭令-端开启的管路。

fgic/4L (il、3、5)式 中：fg为 管道气 柱 固有 频率 ；C为声速；L为共振管长；i为阶次。

(4)带有小容积的管路ltan(I)/c)AC/V CO；式 中∞为圆频率 ，∞2 fg，单位为t/s；C为声速，单位为m/s；V为容积，单位为m ；A为管道截面积，单位为m 。

管道上容器容积大于10倍管道容积时可视为开启端，压缩机出、入端可视为封闭端。

1.2管道振动系统管道结构也是-个振动系统，当脉动气流遇到弯头管截面的变化 ，会产生激振力，它的激励，管道系统，以应对管道振动，压力，形成较高的波动，激励管道振动较大的是更加激 烈 。说明离心 力的原因和振 动力 ，例如弯 曲。

管道振动系统 ，还存在着另- 种 ，造成了严重 的振 动的配管 。即在允许值 的范 围内的空气压力的不均匀性，只要激励频率等于或相似的管路系统中的-个的频率，会引起管道的机械振动。在这-点上，该管道的最大振动振幅。

管道结构固有频率是管道系统作同步自时的频率。它的大小与该系统的质量和剐度有关固有频率计算公式为：fgg/o st/2式中：o st为管道静变形量；g为重力加速度。

从上面的分析 中，列共振 ，激振力和96 科技资讯 SCIENCE ＆ TECHNOLOGY INFORMATION管道机械振动，会导致强烈震动的管道。

尤其是当激励频率柱的固有频率等于或接近的固有频率的谐振状态的结构 ，管道和列的最激烈的振动，引起管道时 ，机器不能使用。因此，消除管道振动，消除气柱共鸣，削弱激振力，避免管道机械振动三名 员工 。

2 防振措施2.1防止产生气柱共振对-台 活塞式压 缩机 ，激励频率 是-定的。因此 ，为了防止管道气体共振，可以只调整 的固有振动频率 ，因此要避 免激励频 率 ，以避免空 气柱 共振 。要 改变 固有频率有关的栏目因素是可以改变的。谐振管的长 度是-个重要 因素 ，以决定是 否要产生的气柱共鸣。在设计阶段，合理选择管长，因此要避 免谐振 管的长 度的第 -个步骤，以消除空气布局的管道，有权确定管道容器的位置有 -定的影响 ，消除的气柱共鸣 。

2.2防止产生激振力(1)减少管道上 的弯头、异径管 、阀门 、附件等 ，以减 少激发影响力 。

2.3避免管道系统产生机械共振要尽量去避免管道系统产生的机械共振，但调整流水线结构的固有频率，以避免激励频率。在设计阶段，要注意的质量和刚度的管道计算管结构的固有振动频率，因此，为避免激励频率。支持较少，如在现场的机械共振，可以捆绑在-起 ，或者添加 ，(下转98页) Q! Q：拦SCIENCE ＆ TECHNOLOOY INFORMATION表 1 裂缝导流能力对比表工 业 技 术裂缝导流能力(roD-cm)围压 导流能力提高幅度(%)过酸前 过酸后 (MPa)清洁酸 交联酸 清洁酸 交联酸 清洁酸 交联酸3 0.003l37303 0.0145 0.50983 0.06942 16250.57 478.9410 0.Ooo545795 0.0O0O999 0.4469O8 0.O27225 8l882.1O 27264.1320 0.00007l328 0.0000199 0.156231 0.O20997 219030.18 105744.3430 0.00009l328 0.000000199 0.068773 0.004395 753029.29 22l342.04表 2 施工液体配方表序号 液体名称 液体配方1 .VES压裂液 3.5%VES4KC1%，HC1调 pH5左右2 清洁酸 3.5%VES12%HCI1%铁离子稳定剂2.5%缓蚀剂量最大为4.5 m ，前期注入VES压裂液20 m后注入清洁酸562 m ，施工曲线图上90 min时 降低排 量开始投球 ，共投堵塞球208个 ，投球 后压力明显上 升 ，后期酸压 排量提高时压 力呈现多次 上升 下降波动 ，说明储层实现 了投球分 层改造 ，裂缝达到 了向井筒远端延伸 。

4.2酸压前后效果对比通过大规模的深度酸压技术，获得了高导流酸蚀长缝 ，从而沟通井筒远端储层，提高改造体积 ，扩大裂缝 的储集空 间，得到高产工业油气流。压前2001年6月23日辛量酸化措施后，为 日产油1.63 t，日产气5522 in。；自201 1年 l2月13日至20l2年3月27日采蠕开间关方式试气 ，共间开试气6个阶段，共试气612.5 h，日产油在0.3～4.07 t之 间波动 ，日产气在3403～35l78 m 之间波动 ，日产水在0.15～9.78 m 之间波动。酸压改造后增产效果明显，日产油为5.5 t，日产气19000 m ，日产水4.7 m3，并于2012年10月份开始连续生产 ，到目前20l 3年5月13日累计增产油749吨，增产气3760000 m 。

5 结语(1)从施工曲线可以看出：投球后压力明显上升 ，后期酸压时压力波动段 明显 ，排量提高时压力呈现多次上升下降波动，说明储层 实现 了投球分 层改造 ，裂缝达 到 了向井筒远端 延伸。

(2)前期注入压裂液降温封堵微裂缝延伸主裂缝 ，后期利 用清洁酸溶蚀 裂缝壁面 ，沟通远端储层 ，形成高导流能力的裂缝 通道 ，有效提 高 采出程 度 ，取 得 明显增产 效果 。

(3)清洁酸是-种无聚合物类新型酸液体 系，无残渣易破胶 ，易返排 ，对地层污染小，并具 有耐高温 、作用距 离远 、裂缝导流能力高的特点 。适 用于深井高温碳 酸盐储层改造。

(上接96页)改变其刚度 ，改变流水线结 构的 固有振动频率，以避免激励频率，消除了管道的机械共振 。

3 结语常见 的活 塞式压缩 机早 已经广泛的使用现 代化的生产里 ，所 用的介质 同样 也在不断的进行着 自身的改变，在使用中会出现预想不到的振动原因及振动危害，只有不 间断的对其进行钻研 、探索 ，才能使事故发生率降至最低。