一種移動式油田制氮液化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及到一種移動式油田制氮液化裝置，該裝置包括生產(chǎn)高壓氮氣單元和制備液氮單元，本實用新型利用高壓氮氣進行直接膨脹制冷和利用部分循環(huán)冷劑氮氣介質(zhì)作為冷劑間接制冷實現(xiàn)氮氣液化，節(jié)約能源。并實現(xiàn)裝置緊湊、調(diào)節(jié)方便、工作連續(xù)、安全可靠、現(xiàn)場移動便捷的功能。
【專利說明】一種移動式油田制氮液化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種制氮裝置，尤其涉及一種移動式油田制氮液化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國部分油田屬“三低”儲層，須采取相應(yīng)的增產(chǎn)改造措施。目前，高壓氮氣已被廣泛用于油田的鉆井、采油、完井保護、吹掃置換等施工中；近期“全程式伴注液氮加砂壓裂”、“前置液氮壓裂”等技術(shù)成為油田采油生產(chǎn)新興的熱門技術(shù)，液氮成為一種油田生產(chǎn)的必備原料。
[0003]目前，油田鉆井使用的大多數(shù)都是單一的生產(chǎn)高壓氮氣的撬裝車載氮氣設(shè)備，不具備同時兼有生產(chǎn)高壓氮氣和液氮的功能?；蛘呤且旱獌藜右旱密?，但需要將液氮運輸?shù)姐@井現(xiàn)場，且有不能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，使用不便等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型主要解決上述技術(shù)問題，提供一種為降低能耗、同時生產(chǎn)高壓氮氣和制備液氮功能的移動式油田制氮液化裝置。
[0005]本實用新型主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種移動式油田制氮液化裝置，包括生產(chǎn)高壓氮氣單元和制備液氮單元，其特征在于，所述生產(chǎn)高壓氮氣單元由進氣過濾器、空氣壓縮機、冷卻器、預(yù)處理裝置、中控纖維膜組、氮氣增壓機以及高壓氮氣閥門組成，所述制備液氮單元由所述生產(chǎn)高壓氮氣單元、氮氣液化管道閥門、氮氣增壓膨脹機、循環(huán)制冷劑增壓膨脹機、冷箱、液氮存儲罐、液氮注入泵組成。
[0007]使用空氣壓縮機將進氣過濾器處理的空氣壓縮增壓到2.4MPa，經(jīng)冷卻器冷卻除水、再經(jīng)過濾器等預(yù)處理裝置過濾凈化，進入中空纖維膜實現(xiàn)氮氣分離，分離后的氮氣進入氮氣增壓機，被壓縮到35MPa，成為高壓氮氣，轉(zhuǎn)換高壓氮氣閥門，即可實現(xiàn)所述裝置35MPa高壓氮氣輸出功能。
[0008]關(guān)閉高壓氮氣閥門，打開氮氣液化管道閥門，啟動氮氣增壓膨脹機、循環(huán)制冷劑增壓膨脹機、冷箱、液氮存儲罐。氮氣增壓機出口設(shè)有的兩條管道以及高壓氮氣閥門，氮氣液化管道閥門，實現(xiàn)所述裝置生產(chǎn)高壓氮氣和制備液氮兩種功能的切換使用。高壓氮氣進入氮氣增壓膨脹機，利用高壓氮氣的自身壓力在膨脹機中進行直接絕熱膨脹制冷，再利用少量循環(huán)冷劑氮氣作為冷劑間接制冷實現(xiàn)介質(zhì)氮氣的液化。即循環(huán)冷劑氮氣經(jīng)過壓縮，膨脹制冷后進入冷箱來與介質(zhì)氮氣進行熱量交換，實現(xiàn)介質(zhì)氮氣的液化。液化的氮氣進入氮氣儲罐，并可通過液氮注入泵實現(xiàn)所述裝置的在油田鉆井與采油使用中液氮注入功能。
[0009]所述裝置的生產(chǎn)液氮的方式是利用設(shè)備自身生產(chǎn)高壓氮氣的優(yōu)勢，對高壓氮氣進行直接膨脹制冷，即利用高壓氮氣自身的能量進行氮氣制冷，減少外部能源消耗。同時再利用少部分循環(huán)冷劑氮氣介質(zhì)作為冷劑增壓膨脹產(chǎn)生冷量，通過冷箱間接冷卻介質(zhì)氮氣，實現(xiàn)介質(zhì)氮氣液化。[0010]所述裝置中冷卻介質(zhì)與循環(huán)冷劑均選用氮氣，在設(shè)備裝置運轉(zhuǎn)過程中，可以方便使用液化后的氮氣作為冷劑的補充，減少了冷劑添加裝備，簡化了裝置設(shè)備數(shù)量，同時也減少了冷劑運輸成本。所述裝置中冷卻介質(zhì)與循環(huán)冷劑均選用氮氣，利用了氮氣在臨界壓力以下液化溫度與其壓力的關(guān)系，有效地控制并利用冷劑氮氣壓力、溫度及制冷量，使氮氣介質(zhì)在一定壓力下液化。
[0011]本實用新型的有益效果是:本實用新型既能提供壓力高達35MPA，流量高達1200Nm3/h的氮氣,也能提供流量相等于1140 Nm3/h (氮氣)的液氮。同時具備液氮生產(chǎn)、存儲、注入功能，以及高壓氮氣輸出功能。且能實現(xiàn)裝置緊湊、調(diào)節(jié)方便、工作連續(xù)、安全可靠、現(xiàn)場移動便捷等功能。特別是采用壓力高、膨脹比高、處理量小的小型增壓膨脹機的設(shè)計，且能達到裝置的使用性能及外形緊湊、輕便及可整體運輸?shù)墓δ堋?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型移動式油田制氮液化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步具體的說明:
[0014]如圖1所示，本實用新型一種移動式油田制氮液化裝置先啟動空氣螺桿壓縮機2，大氣中的空氣經(jīng)空氣濾清器I進入空氣螺桿壓縮機2，將空氣壓縮增壓到2.4MPa，壓縮氣體先經(jīng)鋁翅片風(fēng)冷冷卻器3冷卻，進入汽水分離罐4除水、再經(jīng)過濾器等預(yù)處理裝置5過濾凈化，使壓縮氣體的純凈度達到顆粒度含量小于0.01um、油霧含量小于0.01ppm的純凈度指標(biāo)，然后進入中空纖維膜6實現(xiàn)氮-氧分離，分離后的氮氣進入氮氣活塞增壓機7，被壓縮到35MPa成為高壓氮氣，高壓氮氣閥門9開啟，液化管道閥門10關(guān)閉，實現(xiàn)裝置35MPa高壓氮氣輸出功能。
[0015]關(guān)閉高壓氮氣閥門9，開啟氮氣液化管道閥門10，啟動氮氣增壓膨脹機11、13、壓縮機20、循環(huán)制冷劑增壓膨脹機22、冷箱15、液氮存儲罐17。高壓氮氣進入氮氣增壓膨脹機
11、13進行雙級增壓膨脹，利用高壓氮氣的自身壓力在膨脹機中進行直接絕熱膨脹制冷。同時再利用少量循環(huán)冷劑氮氣作為冷劑間接制冷實現(xiàn)介質(zhì)氮氣的液化，即循環(huán)冷劑氮氣經(jīng)過壓縮機20壓縮，經(jīng)增壓膨脹機22膨脹制冷后進入冷箱15來與介質(zhì)氮氣進行熱量交換，實現(xiàn)介質(zhì)氮氣的液化。通過節(jié)流閥16來控制液化的氮氣進入氮氣儲罐17的流量,并可通過液氮注入泵19實現(xiàn)該裝置的在油田鉆井與采油使用中液氮注入功能。
[0016]整套設(shè)備能夠達到以下運行參數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種移動式油田制氮液化裝置，包括生產(chǎn)高壓氮氣單元和制備液氮單元，其特征在于，所述生產(chǎn)高壓氮氣單元由進氣過濾器、空氣壓縮機、冷卻器、預(yù)處理裝置、中控纖維膜組、氮氣增壓機以及高壓氮氣閥門組成，所述制備液氮單元由所述生產(chǎn)高壓氮氣單元、氮氣液化管道閥門、氮氣增壓膨脹機、循環(huán)制冷劑增壓膨脹機、冷箱、液氮存儲罐、液氮注入泵組成，所述裝置中的冷卻介質(zhì)與循環(huán)冷劑均為氮氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式油田制氮液化裝置，其特征在于，所述生產(chǎn)高壓氮氣單元和所述制備液氮單元由所述氮氣增壓機出口設(shè)有的兩條管道以及所述高壓氮氣閥門，所述氮氣液化管道閥門連接控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式油田制氮液化裝置，其特征在于，液氮由液氮注入泵注入。
【文檔編號】F25J3/04GK203672049SQ201320603653
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】張忠家, 陶曉芳, 孫艷 申請人:天津凱德實業(yè)有限公司