(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号7.2(22)申请日2022.12.07(71)申请人中海石油（中国）有限公司湛江分公地址524057广东省湛江市坡头区南调路(72)发明人张伟宁陶亮(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师(51)Int.Cl.F04B25/00(2006.01)F04B49/02(2006.01)F04B49/06(2006.01)F04B49/10(2006.01)F04B39/02(2006.01)F04B39/06(2006.01)F04B39/00(2006.01)(54)发明名称一种多级往复式压缩机一键启动系统及其启动方法(57)摘要本发明涉及海洋油气开采技术领域，更具体的，涉及一种多级往复式压缩机一键启动系统及其启动方法，其中多级往复式压缩机一键启动系统包括控制器、一键启动控制单元、正压通风及火气系统检测单元、外部辅助系统检测单元、警报单元和信号采集单元。本发明克服了现存技术中多级往复式压缩机无法一键启动的不足，通过将多级往复压缩机启动全流程进行顺控整合，形成自动化程度高、安全高效的启动方案，避免了人工启机过程中的安全风险，节省了人力，降低了用人成本，同时也提高了海上油气开采平台生产运行效率。权利要求书2页说明书8页附图3页CN1159295861.一种多级往复式压缩机一键启动系统，其特征是，包括：控制器；与所述控制器电连接的警报单元，用于发出警报；一键启动控制单元，包括启动按钮；正压通风及火气系统检测单元，包括与所述控制器电连接的气压变送器、可燃气探头和火焰探头，用于检测正压通风柜压力是否在防爆要求压力范围内，以及用于检测压缩机火气系统是否有火灾或可燃气泄漏；外部辅助系统检测单元，包括分别与所述控制器电连接的仪表风压力变送器和冷却水压力变送器，用于检测压缩机仪表风供风压力及压缩机的冷却水压力是不是正常；与所述控制器电连接的信号采集单元，所述可燃气探头、所述火焰探头、压缩机机组内各阀门的定位器、各变送器和各变频器分别与所述信号采集单元电连2.依据权利要求1所述的一种多级往复式压缩机一键启动系统，其特征是，还包括用于与压缩机仪表风供风管路连接的空气增压机组和与压缩机冷却水管路连接的冷却水增3.依据权利要求2所述的一种多级往复式压缩机一键启动系统，其特征是，还包括用于设置在压缩机曲轴箱内给润滑油加热的滑油加热器，所述滑油加热器与所述控制器电连4.一种多级往复式压缩机一键启动方法，应用于权利要求3所述的一种多级往复式压缩机一键启动系统，其特征是，包括：步骤S1：启动一键启动控制单元，进入步骤S2；步骤S2：正压通风及火气系统检测，所述气压变送器将信号传递至所述控制器，所述可燃气探头和所述火焰探头将信号传递至所述信号采集单元，所述信号采集单元将信号传递至控制器，所述控制器判断信号是不是满足启机条件，若是，进入步骤S3，若否，所述控制器控制所述警报单元发出警报并退出步骤S2；步骤S3：外部辅助系统检测，所述仪表风压力变送器和所述冷却水变送器将信号传递至所述控制器，所述控制器判断信号是不是满足启机条件，若是，则进入步骤S4，若否，所述控制器控制所述警报单元发出警报，重新调整压缩机仪表风供风压力及压缩机的冷却水压力至正常后，再重新进入步骤S3；步骤S4：机组内部电仪系统检测，所述信号采集单元采集压缩机内各阀门的阀门定位器、各变送器和各变频器的信号后将信号传递至所述控制器，所述控制器根据信号判断各阀门、各变送器和各变频器的状态是不是满足启机条件，若是，则进入步骤S5，若否，所述控制器控制所述警报单元发出警报并退出步骤S4；步骤S5：系统吹扫，所述控制器控制压缩机机组内吹扫阀和放空阀动作，对压缩机机组工作腔、压缩机工艺管道和回流管道进行吹扫，吹扫设定的时间后所述控制器控制压缩机机组内充压阀和放空阀动作，对压缩机机组工作腔充压至设定压力后进入步骤S6；步骤S6：压缩机机组预润滑，压缩机曲轴箱内的液位变送器和压缩机预润滑油泵出油处的液压变送器将信号传递至所述控制器，所述控制器判断曲轴箱内滑油液位和预润滑油泵泵出的滑油压力是否合格，若是，则在润滑预设的时间后进入步骤S7，若否，所述控制器控制所述警报单元发出警报，调整至合格后，再重新进入步骤S6；步骤S7：启动压缩机主电机，压缩机主电机上的转速变送器和主润滑油泵出油处的液压变送器将信号传递至所述控制器，所述控制器判断压缩机主电机转速和主润滑油泵泵出CN115929586的滑油压力是否在正常范围内，若是，则进入步骤S8，若否，所述控制器控制所述警报单元发出警报并控制压缩机机组关停，调整至正常后重新进入步骤S6；步骤S8：压缩机各级负荷调整，所述控制器控制压缩机各阀门定位器来控制各阀门的开关，以调整压缩机各级负荷，调整结束后，所述控制器判断压缩机机组内各压力信号、液位信号、振动信号和温度信号是否均在正常范围内，若是，则进入步骤S9，若否，所述控制器控制所述警报单元发出警报并控制压缩机机组关停，退出步骤S8；步骤S9：压缩机一键启动结束。5.根据权利要求4所述的一种多级往复式压缩机一键启动方法，其特征在于，启动一键启动控制单元之前，先确认压缩机上下游工艺流程满足启机条件，即压缩机上游生产井已开井、压缩机上下游处理设备已投用以及海管已具备外输条件，再确认压缩机内部工艺流程及辅助系统手动阀门满足启机条件，即压缩机内部工艺流程高压安全阀、低压安全阀和回流阀均处于开启状态，冷却水路和润滑油路处于导通状态，各泄放点及污油排放点处的手动阀门都处于关闭状态。6.根据权利要4所述的一种多级往复式压缩机一键启动方法，其特征在于，在步骤S2中，检测正压通风柜柜体压力之前，先打开控制柜的仪表风进气阀给控制柜柜体换气4～6分钟。7.根据权利要4所述的一种多级往复式压缩机一键启动方法，其特征在于，在步骤S3中，若压缩机仪表风系统供风压力不足，经过调节各阀门后仍不足，则启用备用的空气压缩机组给仪表风增压，若压缩机冷却水压力不足，经过调节各阀门后仍不足，则启用备用的冷却水增压泵给冷却水增压。8.根据权利要求4所述的一种多级往复式压缩机一键启动方法，其特征在于，在步骤S4中，检测各阀门、各变送器和各变频器状态是不是满足启机条件的具体过程为，所述控制器分别按照0、25％、50％、75％和100％的设定开度值控制各阀门动作，各阀门上的定位器检测各阀门的实际开度信息并将信息传递至所述控制器，所述控制器再判断各阀门状态是否与设定一致，若是，则说明各阀门满足启机条件；若所述控制器可接收到各变送器和各变频器的信号，则说明各变送器和各变频器已在线所述的一种多级往复式压缩机一键启动方法，其特征在于，在步骤S5中，系统吹扫具体过程为，所述控制器控制压缩机机组内吹扫阀和放空阀同时打开，对压缩机机组工作腔、压缩机工艺管道和回流管道进行吹扫，各吹扫80～100秒后打开充压阀并关 闭放空阀，对压缩机机组工作腔进行充压，压缩机机组达到启机压力600～800KPa后关闭吹 10.根据权利要求4所述的一种多级往复式压缩机一键启动方法，其特征在于，在步骤S7中，预润滑油泵启动8～12秒建立油压后所述控制器再开始判断曲轴箱内滑油液位信号 和预润滑油泵泵出的滑油压力合不合格。 CN115929586 一种多级往复式压缩机一键启动系统及其启动方法技术领域 [0001] 本发明涉及海洋油气开采技术领域，更具体的，涉及一种多级往复式压缩机一键 启动系统及其启动方法。 背景技术 [0002] 压缩机作为海洋油气开采领域天然气增压的关键设备，大致上可以分为离心式压缩机 机、螺杆式压缩机及往复式压缩机。其中往复式压缩机包括单级压缩机和多级压缩机，多级 压缩机采用多级压缩方式，采用多级压缩，能够最终靠在级间设置中间冷却器的方法，使被压 缩气体在经过一级压缩后，先进行等压冷却，以降低温度，再进入下一级气缸压缩，相较于 单级压缩更节省功耗，以此来降低了最终排气的温度，因此在海洋油气开采中应用中常用 多级往复式压缩机。目前海上平台多级往复式压缩机橇采用进口核心部件，选用国内配件 进行组装成橇，包括控制柜正压通风系统、火气系统、润滑系统、注油系统、仪表风系统、控 制系统、多级压缩机组、天然气冷却系统和气液分离罐，整个压缩机结构复杂且体积较大， 在启动压缩机方面存在如下问题： [0003] (1)现有往复式压缩机各关键设备由不同厂家提供，控制管理系统、辅助系统和启动系 统各自独立，缺少有效的顺控连接及连锁保护； [0004] (2)压缩机启机对工作人员的素质要求比较高，存在误操作风险，并且需要多个工作 人员配合协作，对每个系统一一检查，再依次手动启动相关系统，最后才能开启压缩机，整 个开启过程耗时耗力，启机效率低； [0005] (3)启动压缩机过程中需要工作人员多次对相关设备做调整，这些设备位于旋 转部件周边，存在吸卷工作人员造成人员伤亡的风险； [0006] (4)海上油气开采平台发展逐渐趋向于无人化、少人化和智能化，目前多级往复式 压缩机启动自动化程度低，无法顺应发展需求。 发明内容 [0007] 针对上述现存技术中多级往复式压缩机无法一键启动的问题，本发明提供了一种 多级往复式压缩机一键启动系统及其启动方法，可实现各系统调整的自动化，避免人工操 作失误，提高压缩机启动效率。 [0008] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是： [0009] 一种多级往复式压缩机一键启动系统，包括： [0010] 控制器；与所述控制器电连接的警报单元，用于发出警报；一键启动控制单元，包 括启动按钮；正压通风及火气系统检测单元，包括与所述控制器电连接的气压变送器、可燃 气探头和火焰探头，用于检测正压通风柜压力是否在防爆要求压力范围内，以及用于检测 压缩机火气系统是否有火灾或可燃气泄漏；外部辅助系统检测单元，包括分别与所述控制 器电连接的仪表风压力变送器和冷却水压力变送器，用于检测压缩机仪表风供风压力及压 缩机的冷却水压力是不是正常；与所述控制器电连接的信号采集单元，所述可燃气探头、所述 CN115929586 火焰探头、压缩机机组内各阀门的定位器、各变送器和各变频器分别与所述信号采集单元电连接。 [0011] 在上述技术方案中，按下启动按钮后，控制器接收到启动信号，正压通风及火气系 统检测单元开始检测，检测通过后控制器控制外部辅助系统检测单元进行仔细的检测，检测通过 后，压缩机机组内各变送器将信号传递至控制器，同时信号采集单元采集压缩机机组内各 阀门上的定位器、各变送器和各变频器的信号并将信号传递至控制器，控制器根据信号做 出判断，若信号正常则控制压缩机预润滑油泵对压缩机机组进行预润滑，预润滑结束后再 控制压缩机主电机启动，主电机启动后人工手动调整或控制器自动调整压缩机各级负荷至 平衡，机组稳定运行，完成一键启动压缩机；在整个启机过程中，若控制器判断某个信号不 在正常范围内，则退出当前执行的步骤，控制器根据信号情况控制警报单元发出警报或关 停压缩机主电机，工作人员作出相应调整后，再重新进入一键启动程序。 [0012] 优选的，该系统还包括用于与压缩机仪表风供风管路连接的空气增压机组和与压 缩机冷却水管路连接的冷却水增压泵，来提升仪表风供风压力和冷却水压力，保证仪表 风压力足以打开各气阀，冷却水压力足以使压缩机机组正常散热。 [0013] 优选的，该系统还包括用于设置在压缩机曲轴箱内给润滑油加热的滑油加热器， 所述滑油加热器与所述控制器电连接。通过给曲轴箱内的润滑油加热，减少压缩机的热机 时间。 [0014] 本发明还提供了一种多级往复式压缩机一键启动方法，应用于上述的多级5往复 式压缩机一键启动系统，包括： [0015] 步骤S1：启动一键启动控制单元，进入步骤S2； [0016]
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