原標題：重慶氣體壓縮機廠研發出全球首臺“超級打氣筒” 是保障國家能源安全的“國之重器”，將助力重慶天然氣“銀行”擴容

　　近日，位於重慶經開區的重慶氣體壓縮機廠有限責任公司（以下簡稱“重慶氣體壓縮機廠”）傳來好消息，該公司研發的全球首臺套70兆帕、20萬立方米/天高壓大流量天然氣壓縮機成功投産，是目前全球壓力最高、單機流量最大的撬裝增壓機組。

　　天然氣壓縮機廣泛應用於國家大型儲氣庫建設、油田注氣驅油增産、新型儲能及天然氣開採集輸等領域，是保障國家能源安全的“國之重器”。

　　“70兆帕大排量高轉速壓縮機是産業發展急需突破的瓶頸。”重慶氣體壓縮機廠副總工程師王躍飛説，經過2年的攻關研發，終於取得關鍵性突破。

　　那麼，重慶氣體壓縮機廠是如何啃下這塊“硬骨頭”的？故事還要從2022年3月講起。

　　國內油田求解“燃眉之急”

　　彼時，國內某油田專家考察組來重慶走訪，專程到重慶氣體壓縮機廠調研座談。

　　“有沒有可能研發國産70兆帕大排量高轉速壓縮機，解深井油田開採的燃眉之急？”某油田相關負責人這句看似簡單的話，卻引發現場熱議。

　　長期以來，中國大部分油田所使用的高壓大排量高轉速壓縮機都從國外進口，不僅價格昂貴，且交付週期長。如果遭遇一些不確定因素，壓縮機的交付遙遙無期。

　　此前，國內普遍進口的大排量機組最高排氣壓力為52兆帕，流量為25萬立方米/天，但是排氣壓力無法滿足超深井注氣需求。小排量機組最高壓力雖有70兆帕，但流量僅為5萬立方米/天，對於一個1億立方米的油井而言，需要同時使用多臺設備才能滿足需求，存在投資大、佔地廣、易損件多、運維工作量大、維護成本高等問題。

　　很快，這場會議上引發的“議題”，轉換成了重慶氣體壓縮機廠的“行動”。

　　“經過一個月反復調研、反復論證，我們決定集中優勢力量攻關，啃下這塊卡住我國能源安全的‘硬骨頭’。”王躍飛表示。

　　15位精英組團研發“超級打氣筒”

　　説幹就幹！2022年，重慶氣體壓縮機廠一個由15位科研精英組成的研發團隊正式“上線”。

　　“天然氣壓縮機的工作原理，可以簡單理解為一個打氣筒，通過活塞往返運動，把氣體注入油井，實現石油和天然氣的採集。”王躍飛介紹，高壓大流量天然氣壓縮機就像一個“超級打氣筒”。

　　不過，想要研發出滿足超深井採油採氣所需的“超級打氣筒”並不容易。首先，要將這個打氣筒的氣壓從52兆帕提升至70兆帕，如何保證氣筒裏的活塞在如此高的壓力下既能靈活運動，又不發生氣體泄漏？這是一個難點。

　　“團隊發明瞭氣缸與活塞之間高達70兆帕密封壓差的往復動密封技術，利用卸荷槽平衡部分氣體壓力，減少活塞環對氣缸鏡面的摩擦、磨損。”王躍飛分析，同時，壓縮機還採用組合式活塞環組，提升氣缸的密封效果。

　　其次，在70兆帕的高壓下，原有技術規範只適用於小直徑的“氣筒”，當“氣筒”的直徑擴大至原來的4倍時，常規技術標準就失去了參考意義。

　　瞄準這個難題，研發團隊基於結構強度與流場分析優化了高壓氣缸結構及流道設計，根據模擬結果選擇疲勞性能優良的缸體材料，通過特殊熱處理工藝達到表面性能要求，成功突破大直徑氣缸研發的重要關口。

　　經過3個多月的熬更守夜，研發工作進入尾聲。原本以為解決了高壓密封性和大直徑氣缸兩大核心研發問題，大排量高轉速壓縮機的成功觸手可及。

　　沒想到，在隨後的廠內試驗以及現場安裝環節中，機組管道振動過大的新問題又擺在了眼前。

　　“天然氣壓縮機各部件之間是通過管道相連的，在高壓的活塞運動中，不可避免會帶來管道振動。”王躍飛分析，如果振動過於劇烈，不僅會導致螺栓連接脫落等安全隱患，甚至機組都無法正常開機運轉。

　　面對新問題，研發團隊在進行大量氣流脈動試驗之後，最終提出了壓力大於35兆帕部分管道的氣流脈動及管道振動控制準則，該項技術屬於首創，達到國際先進水準。

　　可幫助重慶天然氣“銀行”擴容

　　歷經2年多的研發生産，今年4月，這個全球首臺套70兆帕、20萬立方米/天高壓大流量天然氣壓縮機被造了出來，並成功應用到上述油田的生産中，有效解決了天然氣輸氣過程中氣量變化大、撬裝化要求高等難題，有力助推我國超深井注氣驅油、輸氣作業。

　　事實上，除了應用於油田注氣驅油增産，高壓大排量天然氣壓縮機還將在國家大型儲氣庫建設、新型儲能等領域大展身手。

　　比如，助力地下儲氣庫的建設。所謂地下儲氣庫，就是將天然氣增壓注入地層的縫隙中儲存，在需要供氣時，進行採集、脫水，最後輸入天然氣管網，被稱為天然氣“銀行”。目前，我國已建成25座地下儲氣庫，儲氣庫容達400億立方米，調峰保供惠及10余個省（市）、2億人口。

　　對於重慶而言，由於重慶地質結構穩定、氣藏蓋層好，密封性比較好，天然氣不易泄漏，正大力修建地下儲氣庫。當前，已建相國寺儲氣庫，還將修建銅鑼峽、明月峽、萬順場、沙坪場、寨溝灣5個儲氣庫項目。未來，重慶儲氣庫群預計將累計形成工作氣量77.7億立方米，可滿足2億多人口3個多月的生活用氣。

　　“隨著高壓大流量天然氣壓縮機的投産成功，或將助力重慶天然氣‘銀行’加速擴容。”王躍飛舉例説，比如現在儲氣庫使用的天然氣壓縮機普遍在20兆帕左右，如果提升至70兆帕，僅一個地下儲氣庫的天然氣儲量就是原來的3.5倍，不僅將緩解川渝地區冬季天然氣供需矛盾，還將助力全國“西氣東輸”管網的有效調度。

　　王躍飛分析，得益於國産高壓大流量天然氣壓縮機技術的領先、價格的實惠以及後期維護的便捷，可以預見，天然氣增壓輸送領域大量裝備國産化的進程將加速到來，市場前景看好。（記者 唐琴）