高温膜分离制氮注氮装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种制氮注氮设备，具体涉及一种高温膜分离制氮注氮装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内外各大油田都进入注水高含水开发的后期，使注气工艺技术又有了新的发展一一注汽有利于解决注不进水、注水水窜、无水源(如沙漠)、水驱效率低(如稠油)的问题，成为今后油田开发工艺技术发展的主要方向之一。氮气的优良性质使其成为九十年代以来研究的新气源。膜分离技术使氮气的制取经济有效，在美国注氮气成本是注天然气的1/4，注C02的1/2?1/3。膜分离制氮机排量可高达5000Nm3/h以上，现场即可制得，随制随用，无需罐装;膜分离的氮气成本近似液氮的1/30。正是基于上述突出的特点，国内外各大油田对氮气设备的需求急剧增加。目前膜分离制氮设备制造研究较为快速，开发出海洋撬装制氮装置、陆地撬装制氮装置、车载移动式制氮装置、制氮特车等各种产品，已基本替代进口装置，但这几种制氮设备还不能满足油田高温环境使用，国内膜分离制氮机组适用最高环境温度20°C_45°C，超过该温度范围发动机、空压机、增压机会因高温停机，无法正常工作，导致设备在高温地区无法正常使用。为使制氮机组在高温地区能够正常工作，主要有以下几个技术难题需要突破:
[0003](I)高温地区环境温度较高，发动机无法有效散热，导致发动机高温停机，高温散热问题是最为关键的技术难题；(2)高温地区空压机油温较高，长时间运行会导致空压机螺杆得不到有效冷却，烧坏螺杆，同时排气温度较高，空压机各系统阀件及控制元件密封圈高温老化而出现漏气现象，导致空压机寿命降低；(3)高温地区增压机级间温度过高，得不到有效散热，增压机进气温度较高，长时间运行容易烧坏进排气阀、活塞环等组件，同时也使油品降低，曲轴箱润滑油更换周期缩短，成本增加；(4)压缩空气温度得不到有效散热，膜前温度得不到有效调控，入膜空气温度较高，会导致膜组分离效率下降，膜组寿命降低。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，能保证发动机、空压机和增压机在高温环境下使用，降温冷却效果好，提高使用寿命的高温膜分离制氮注氮装置。
[0005]其技术方案是:高温膜分离制氮注氮装置，包括发动机、制氮撬和增压撬，所述制氮撬和增压撬的外面密封设有外罩，所述制氮撬包括空压机和空气冷却器，所述增压撬包括增压机和氮气冷却器，所述空气冷却器和氮气冷却器上均安装有喷淋装置;所述发动机的燃油回油管路上设有冷却盘管;所述外罩的顶部设有隔热装置。
[0006]所述喷淋装置包括水栗，所述水栗的进水口处通过管道与水箱和外部水源并联，所述水箱与水栗之间的管路上设有第一进水阀，所述外部水源与水栗之间的管路上设有第二进水阀，所述水栗的出水口处通过管道与水箱和喷头并联，所述水箱与水栗之间的管路上设有补水阀，所述水栗与喷头之间的管路上依次设有第三控制阀和Y型过滤器。
[0007]所述冷却盘管为波纹结构。
[0008]所述隔热装置包括与上框横梁的上下表面分别固定连接的两个平行铝板，所述两个平行铝板的内表面均设有隔热挤塑板，所述两个隔热挤塑板之间形成空气间隙。
[0009]本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点:结构合理，能保证发动机、空压机和增压机在高温环境下使用，降温冷却效果好，能提高使用寿命。
【附图说明】
[0010]下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0011]图1是本实用新型发动机燃油回路的局部示意图；
[0012]图2是本实用新型喷淋装置的结构流程图；
[0013]图3是本实用新型外罩隔热装置的结构示意图。
[0014]图中:1.外罩;2.冷却盘管;3.水栗;4.水箱;5.外部水源;6.第一进水阀；7.第二进水阀；8.喷头;9.补水阀；10.第三控制阀；11.Y型过滤器；12.上框横梁；13.铝板；14.隔热挤塑板;15.空气间隙。
【具体实施方式】
[0015]高温膜分离制氮注氮装置，包括制氮撬和增压撬，流程图为已知技术，在此未示出。其中，制氮撬包括空压机和空气冷却器，所述增压撬包括增压机和氮气冷却器，此为已知技术，在此不再赘述。
[0016]在空气冷却器和氮气冷却器上均安装有喷淋装置;如图2所示，其中，喷淋装置包括水栗3，所述水栗3的进水口处通过管道与水箱4和外部水源5并联，所述水箱4与水栗3之间的管路上设有第一进水阀6，所述外部水源5与水栗3之间的管路上设有第二进水阀7，所述水栗3的出水口处通过管道与水箱4和喷头8并联，所述水箱4与水栗3之间的管路上设有补水阀9，所述水栗3与喷头8之间的管路上依次设有第三控制阀10和Y型过滤器11。工作时，为了扩大散热面积及增大冷却风量两个方面;对各冷却器内部加装喷淋装置，具体工作原理如下:
[0017]a、从水箱4取水--喷头8;
[0018]将第一进水阀6和第三控制阀10开启，将第二进水阀7和补水阀9关闭，则水流方向即为:水通过水箱4经第一进水阀6通过水栗3通过第三控制阀10和Y型过滤器11进入喷头8，通过喷头8将水以气雾形式喷散到冷却器上，实现喷淋降温；
[0019]b、从外接外部水源5——喷头8;
[0020]将第二进水阀7和第三控制阀10开启，将第一进水阀6和补水阀9关闭，则水流方向即为:水通过外部水源5经第二进水阀7通过水栗3经第三控制阀10和Y型过滤器11进入喷头8，通过喷头8将水以气雾形式喷散到冷却器上，实现喷淋降温；
[0021 ] C、补水:从外部水源5——水箱4;
[0022]将第二进水阀7和补水阀9开启，将第一进水阀6和第三控制阀10关闭，则水流方向即为:水通过外部水源5经第二进水阀7通过水栗3经补水阀9进入水箱4，通过该流程实现向水箱4内补水。
[0023]发动机的燃油回油管路上设有冷却盘管2;如图1所示，所述冷却盘管2为波纹结构。燃油回油冷却盘管结构，对燃油回油进行冷却，防止油箱温度过高，燃油冷却盘管波纹结构，能够增大换热面积，提高换热效率。
[0024]在制氮撬和增压撬的外面密封设有外罩I，在外罩I的顶部设有隔热装置。如图3所示。通过隔热装置能够能有效阻止热传递，起到隔热效果。其中，隔热装置包括与上框横梁12的上下表面分别固定连接的两个平行铝板13，所述两个平行铝板13的内表面均设有隔热挤塑板14，所述两个隔热挤塑板14之间形成空气间隙15。具体使用时，还可以在外罩I应用高温反射材料:使用国内新型高科技高温反射漆，喷涂在外罩I的表面，能够将直射向撬顶的太阳光有效反射，起到降温效果;在外罩I顶加遮阳布并加抗倒伏支撑，起到很好的遮阳效果且抗风耐用。
[0025]整机控制系统根据高温环境实际工况，对设备各温度监控点实时监测，通过报警及连锁停机的方式进行监控和保护。采用集散分布式控制模式、智能控制、远程网络支持、异构数据互联等先进功能，实现了自动化和信息化的融合。对整套系统进行三维设计，避免管路干涉，同时通过三维设计，能够得到最优的布局方案，使操作空间及检修部位更加合理，使设备更人性化。
[0026]本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.高温膜分离制氮注氮装置，包括发动机、制氮撬和增压撬，所述制氮撬和增压撬的外面密封设有外罩，所述制氮撬包括空压机和空气冷却器，所述增压撬包括增压机和氮气冷却器，其特征在于:所述空气冷却器和氮气冷却器上均安装有喷淋装置;所述发动机的燃油回油管路上设有冷却盘管;所述外罩的顶部设有隔热装置。2.根据权利要求1所述的高温膜分离制氮注氮装置，其特征在于:所述喷淋装置包括水栗，所述水栗的进水口处通过管道与水箱和外部水源并联，所述水箱与水栗之间的管路上设有第一进水阀，所述外部水源与水栗之间的管路上设有第二进水阀，所述水栗的出水口处通过管道与水箱和喷头并联，所述水箱与水栗之间的管路上设有补水阀，所述水栗与喷头之间的管路上依次设有第三控制阀和Y型过滤器。3.根据权利要求1或2所述的高温膜分离制氮注氮装置，其特征在于:所述冷却盘管为波纹结构。4.根据权利要求3所述的高温膜分离制氮注氮装置，其特征在于:所述隔热装置包括与上框横梁的上下表面分别固定连接的两个平行铝板，所述两个平行铝板的内表面均设有隔热挤塑板，所述两个隔热挤塑板之间形成空气间隙。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高温膜分离制氮注氮装置，包括发动机、制氮撬和增压撬，所述制氮撬和增压撬的外面密封设有外罩，所述制氮撬包括空压机和空气冷却器，所述增压撬包括增压机和氮气冷却器，所述空气冷却器和氮气冷却器上均安装有喷淋装置；所述发动机的燃油回油管路上设有冷却盘管；所述外罩的顶部设有隔热装置。本实用新型结构合理，能保证发动机、空压机和增压机在高温环境下使用，降温冷却效果好，能提高使用寿命。
【IPC分类】C01B21/04
【公开号】CN205328618
【申请号】CN201520993701
【发明人】王玉军, 钟敏, 孟巧玲, 孔令猛, 李德来, 方绍杰, 李建奎, 王涛, 王家步, 刘超
【申请人】山东恒业石油新技术应用有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月5日