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制氮装置在油田行业中的应用及特点
- 2019-10-17-

制氮装置在油田行业中的应用及特点

选定制氮装置的循环取决于许多因素,包括电力成本、产量、产品压力和所需的浓缩氮池。还必须决定是使用开关热交换器还是分子筛吸附器来去除水分和二氧化碳。开关换热器技术日益成熟,可以为多种设备提供安全、无故障的运行。更有利的是采用分子筛吸附器设计,其中对自清洁条件没有限制,最终选择取决于空气质量和循环类型。

制氮装置

结构特征

(1)设备配置的所有硬件都是独立且合理集中的。空气压缩机和氮气增压器为柴油机直连式,克服了油田分散、大功率供电困难的缺点。此外,冷却方法为空气冷却,适用于野外作业水源不足的情况。只有计量泵、氮气发生系统和中央控制室需要现场供电。(2)气源系统(空气压缩机和动力柴油发动机)和氮气发生系统(包括预冷干燥器)分别制成滑道,一起安装在同一辆车上。其中,氮气发生系统为框架式全封闭恒温结构,通风良好,保证氮气分离膜组处于良好的工作状态。(3)氮气增压器、计量系统和活性剂储罐一起安装在另一辆车上。氮气增压器设有防尘外壳,可以保证良好的通风,避免现场恶劣环境对设备的影响。(4)氮气生产设备应是可移动的,因为在向油田注入氮气以提高石油采收率后,油田的进一步开发可能需要用其他新的生产技术来代替。因此,制氮装置经过几年的使用后,应能方便地移至其他油田进行注氮或其他用途,这对装置的设计、制造和安装有较高的技术要求。(5)由于大多数油田位于环境相对恶劣的地区,注氮装置也应能适应现场工作,尤其是冷却水系统和空气过滤器。在设计中,应该防止昆虫、灰尘和漂浮物侵入。

制氮装置在油田开发中的应用及机理

经过大量的室内试验研究,对于大多数不能与注氮混溶的油田,有几种可能的注氮机理来提高油田采收率。

提高油田采收率的可能机制

一是在一定条件下,注入的气体进入由于油田重力差异而无法被注入水进入的湿油裂缝,驱替其中的剩余油第二,由于重力作用滞留在裂缝中的残余油被油田的重力分离所取代。第三,注入的氮气溶解在原油中,通过其排油作用,扩大原油体积,降低地层在地面分离条件下的剩余油饱和度第四,改变流体的流动方向,以置换裂缝流动通道中的残余油。第五种是残余油,由于油气的重力差异,不会受到回采结构上部注入水的影响。

空气压缩机空气压缩机是中空纤维膜氮气系统的动力源,提供一定压力的空气。制氮装置可控制在0-100%的容量范围内,并设有自动进气阀和卸载启动装置。安装在仪表板上的指示灯可以快速可靠地指出故障开关或操作系统中的故障位置。当机油压力低、压缩机温度高、发动机冷却液液位低、发动机温度高、燃油液位低时,发动机可被检测并自动停机,实现气、电、油、冷却液控制一体化,具有完善的自动安全保护系统。

制氮装置的组成一个是冷冻干燥机根据制冷和除湿的原理,压缩空气与冷冻机中的制冷剂进行热交换,空气中的水在冷却后冷凝,从而将空气中包含的水蒸气和油雾冷凝成液滴,由自动排水器排出。第二是空气预处理包括油水分离器、混凝过滤器和活性炭四级过滤,去除空气中残留的水分和油、灰尘和杂质,并将进入膜组的空气净化至0.01μm每个过滤器都配有自动排水阀,以排出过滤器中的微量水分。为了反映滤芯的工作状态(污染和堵塞),每个过滤器都配有压差指示器、奖金指示器和绿色指示器,以提醒操作员及时更换。此外,进气管道中还设置有自动恒温控制的空气电加热器,当气温较低时及时加热第三,膜分离氮气发生器具有不同产率和纯度的膜分离器是通过平行连接膜组形成的。它们是膜分离制氮的关键部件。它们是20世纪80年代国外发展起来的高新技术,属于高分子材料科学。它利用某些金属膜或生物膜对某些气体成分的选择性渗透和扩散,达到气体分离和净化的目的。

膜分离制氮原理中空膜分离制氮膜组是一个圆柱形中空纤维膜束,每束包含数百万根中空纤维以提供最大分离面积,每根纤维直径约为几十微米,细如人发丝压缩空气从纤维束的一端进入。在压力的作用下,气体分子首先接触膜的高压侧,然后吸附、溶解、扩散、去溶剂化和逸出。每种气体的渗透率是不同的。氧气、二氧化碳、水蒸气等的渗透率。很快。它从高压内纤维壁渗透到低压外侧,并通过膜组件一侧的开口排出。“慢气”(氮气在高压内富集,从膜组件的另一端排出,从而实现氧气)氮气分离该设备采用超细中空纤维制成,具有能耗低、可靠性高、使用寿命长、工艺可靠、扩容简单、体积小、规格齐全、露点低等特点。(4)膜分离制氮系统的控制系统采用全自动控制方式,由采样检测、纯度控制、温度控制和系统保护环节组成。基本原理是由氧气检测电池通过产品气体采样检测支路在线随机检测气体的氧气含量,由氧气分析仪显示当时气体的氧气含量(即产品气体的纯度反馈),通过调节纯度控制阀来调节气体的纯度,使膜组获得合理的压差系统还设有自动达标排放的切换支路,设定所需产品气体的纯度,即设定排放切换点;当氧含量低于设定排放点时,气体通过合格的气体发生支路输入使用点;否则,排放支路将自动打开,超过标准的气体将自动排空。系统中的温度控制是为了保护膜组和提高氮气产量而设置的。系统的纯度和温度调节都是自动完成的。

制氮装置保护部分主要保护加热器,因为如果温度过高,膜组会损坏。该部分由过热保护开关和入口压力开关组成。当温度因失控上升到60℃时,过热保护开关会自动切断控制系统的电源开关,防止温度上升。当温度降至35℃时,保护开关将自动关闭,加热系统将工作。此外,在标准气体生产分支上安装了氮气流量计数器,以便操作人员可以随时了解氮气的输出和使用情况。


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