往复式压缩机组的振动机理及控制策略

潘 鑫，赵元林，杨怀军，李增魁

（1.渤海钻探工程有限公司油气合作开发分公司，天津 300280；2.渤海钻探钻井技术服务公司，天津 300280；3.渤海钻探工程有限公司油气井测试分公司，河北廊坊 065007）

0 引言

往复式压缩机组产生管道振动的原因，与其机械部件构成、工作原理密不可分。理清管道振动的原因，是设计加工生产管道主要动力部件吸振器的重要前提与技术基础，因此有必要对压缩机的机械部件构成、工作振动原理和管道振动的原因进行深入研究和分析。

1 往复式压缩机工作原理

往复式压缩机组通过液压电机的轴向杆带动活塞曲柄旋转，再带动活塞杆做直线往复式运动，是一种小型容积式移动压缩机，工作原理如图1 所示。往复式压缩机气缸内部气体压力循环过程，主要分为4 个步骤，如图2 所示。

图1 往复式压缩机工作原理

图2 工作循环阶段

（1）气体膨胀。活塞由A点移动到B 点，气缸容积由阀的V0膨胀增大至V1，因此气压从P2减小到P1。

（2）吸气。活塞由B 点移动到C 点，气缸容积从V1迅速增加至V3，气体在P1压力下被吸进压缩机中。

（3）气体压缩。活塞由C点移动到D 点，气体被活塞压缩，气压从P1增加到P2。

（4）气体排出。活塞由D 点移动到A 点，排气阀打开将气体排出，压缩机内气体容积从V2减小到V0。

2 往复式压缩机振动机理

2.1 气流脉动因素引起

气流压力脉动对运行管道的振动作用一般划分为两部分，分别是管道压力脉动耦合作用和压力速度脉动耦合作用，其中，压力速度脉动耦合作用是导致往复式压缩机组振动的决定性因素。……