專利名稱：常溫空氣分離制氮發(fā)生器的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種陸上油田采用注氮氣泡沫開發(fā)油氣田、提高原油采收率工藝時，在常溫下直接從空氣中制取氮氣原料的常溫空氣分離制氮發(fā)生器。
二背景技術：
隨著我國陸上油田相繼進入中、后期開發(fā)階段，各油田在廣泛應用了如注水、注氣等二次采油技術的基礎上，又開始采用如熱力、混相驅和泡沫注氮等三次采油新技術，以增強驅油效果，提高采收率，其中，泡沫注氮技術已顯示出較好的發(fā)展前景。泡沫注氮技術，就是將氮氣與泡沫充分混合形成泡沫流體，注入井內，利用泡沫流體較大的阻尼作用，有效封堵油藏中的氣孔、水道，克服氣竄、水竄影響，迫使注入劑深入油層，提高驅油效果。但目前應用的制氮設備工藝復雜，能耗高，而開發(fā)低成本、高效率制取氮氣原料的裝置是推廣泡沫注氮技術的關鍵因素。
三
發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種空氣分離制氮發(fā)生器，通過制氮發(fā)生器能夠在常溫下直接從空氣中連續(xù)制取氮氣，簡化制氮工藝，降低生產氮氣成本，提高空氣制氮效率。
本實用新型的技術方案是通過以下方式實現的本實用新型由制氮發(fā)生器圓筒形殼體、圓形柵板、絲網、下層瓷球區(qū)、分子篩、上層瓷球區(qū)、圓形隔板、自動調隙壓緊裝置、進氣分流管、出氣管、排氣管、支腿組成，其特征在于在制氮發(fā)生器殼體下端設有進氣分流管，進氣分流管一端伸進殼體內部，其頂端焊有一蓋板，封住進氣分流管頂端管口，在蓋板下面進氣管周側設有兩個或多個進氣孔，進氣分流管伸出殼體外部，在伸出殼體進氣分流管周側設有排氣管；在進氣分流管上部設有一柵板，焊在殼體內壁，柵板開有多個小孔，柵板起支撐和均勻分布氣流的作用；在殼體內部從下向上逐序設有柵板、一級絲網、下層瓷球區(qū)、二級絲網、分子篩區(qū)、三級絲網、上層瓷球區(qū)、四級絲網、隔板、和由壓簧、限位管、法蘭組成的自動調隙壓緊裝置，限位管焊在法蘭中心，壓簧套在限位管上，上頂法蘭，下壓隔板，隔板上部的殼體側壁上設有一出氣孔，絲網、瓷球、分子篩、隔板與殼體是動配合。
本實用新型所設計的常溫空氣分離制氮發(fā)生器具有以下優(yōu)點1、設備內部設有進氣分流管、柵板、多層絲網、上下瓷球區(qū)等結構，用以改變氣流運動方向、有效改善氣體分布、降低對分子篩的沖擊力、消除氣體附壁現象造成的影響，提高裝置的運行穩(wěn)定性和制氮效率；2、設備設置了分子篩自動調隙壓緊裝置，防止在強氣流吹掃下，分子篩因產生快速位移而引發(fā)的沸騰效應和隧道效應并導致分子篩表面剝落和粉化，降低其功效，通過分子篩自動調隙壓緊裝置確保分子篩緊密填充，提高裝置使用壽命和運行效率；3、設備采用分子篩變壓吸附技術實現常溫下空氣中的氮、氧分離，制取氮氣，并可以配套儀表、檢測控制元件實現裝置連續(xù)、自動、高效運行
4、設備結構緊湊、體積小、占地少、造價低。
四

圖1-本實用新型的結構示意圖。
圖中序號說明1、制氮發(fā)生器殼體 2、進氣分流管 3、蓋板 4、柵板5、一級絲網6、下層瓷球區(qū) 7、二級絲網 8、分子篩區(qū)9、三級絲網10、上層瓷球區(qū) 11、四級絲網 12、隔板13、自動調隙壓緊裝置 14、限位管 15、平焊鋼法蘭蓋16、出氣管 17、排氣管 18、支腿五、實施例為進一步公開本實用新型的技術方案，下面結合，通過實施例作詳細闡述；本實用新型涉及一種用于生產氮氣的常溫空氣分離制氮發(fā)生器，由殼體1、柵板4、絲網5、7、9、11、下層瓷球區(qū)6、分子篩8、上層瓷球區(qū)9、隔板12、自動調隙壓緊裝置13、限位管14、進氣分流管2、出氣管16、排氣管17、支腿18組成，其特征在于在制氮發(fā)生器殼體下端設有進氣分流管2，進氣分流管一端伸進殼體內部，其頂端焊有一蓋板3，封住進氣分流管頂端管口，在蓋板下面進氣分流管側壁設有兩個長方形孔，作為進氣孔，進氣分流管另一端伸出殼體外部，在殼體外部進氣分流管一側設有排氣管17；在進氣分流管2上部設有一柵板4，焊在殼體內壁，柵板開有多個小孔，柵板起支撐和均勻分布氣流的作用；從殼體內部隔板12上方至下方逐序設有四級絲網11、上層瓷球區(qū)10、三級絲網9、分子篩8、二級絲網7、下層瓷球區(qū)6、一級絲網5、柵板4，上方設有由壓簧、限位管14、法蘭15組成的自動調隙壓緊裝置13，限位管焊在法蘭中心，壓簧套在限位管上，上頂法蘭，下壓隔板，自動調隙壓緊裝置左邊的殼體側壁設有一出氣管16。常溫空氣分離制氮發(fā)生器其工作原理及工作過程為壓縮空氣干燥后經進氣分流管進入制氮發(fā)生器殼體1，空氣經柵板4、一級絲網5、下層瓷球區(qū)6、二級絲網7后進入分子篩區(qū)8，在分子篩區(qū)利用分子篩的吸附特性實現空氣中的氮氣、氧氣分離，由于氮氣和氧氣在分子篩表面上的擴散速率不同，較小直徑的氧氣分子擴散速率較快，較多地進入分子篩微孔中，較大直徑的氮氣分子擴散速率較慢，進入分子篩微孔的量較少，這樣，在氣相中得到氮氣的富集成份；空氣中分離出的氮氣經過三級絲網9、上層瓷球區(qū)10、四級絲網11后通過出氣管16排出；分子篩對空氣中氧和氮吸附量的差別在某一時間內比較明顯，隨著時間的延長，這一差別逐漸減弱，排出氮氣中氧氣含量不斷增加，在排出氮氣中氧氣含量未達到規(guī)定值的某一時間內，通過程序控制器控制出氣管16、進氣管2、排氣管17處氣動閥門，關閉出氣管氣動閥門、進氣管氣動閥門，打開排氣管氣動閥門，利用分子篩加壓吸附、減壓解吸的特性將制氮發(fā)生器內的空氣排出；排氣過程完畢后，關閉排氣管氣動閥門，打開進氣管氣動閥門、出氣管氣動閥門，進行分子篩變壓吸附制氮循環(huán)過程，實現氮氣的連續(xù)生產。制氮發(fā)生器內上層瓷球5、下層瓷球10的作用是均勻分布流經瓷球的氣體，并防止在吸附制氮、解吸排氣過程中吹跑分子篩；分子篩區(qū)8頂部和底部的絲網9、7是防止分子篩漏出，柵板4上的一級絲網5防止瓷球漏下堵塞管道。制氮發(fā)生器內的分子篩自動調隙壓緊裝置13是防止在強氣流吹掃下，分子篩因產生快速位移而引發(fā)的沸騰效應和隧道效應并導致分子篩表面剝落和粉化，降低其功效，通過分子篩自動調隙壓緊裝置確保分子篩緊密填充，提高裝置使用壽命和運行效率。
權利要求1.一種常溫空氣分離制氮發(fā)生器，由圓筒形殼體、圓形柵板、絲網、下層瓷球區(qū)、分子篩、瓷球區(qū)、圓形隔板、自動調隙壓緊裝置、進氣分流管、出氣管、排氣管、支腿組成，其特征在于在殼體內部從下向上逐序設有圓形柵板、一級絲網、下層瓷球區(qū)、二級絲網、分子篩區(qū)、三級絲網、上層瓷球區(qū)、四級絲網、圓形隔板、和由壓簧、限位管、法蘭組成的自動調隙壓緊裝置，在殼體底部設有進氣分流管，在隔板上部殼體周側設有出氣管。
2.根據權利要求1所述的常溫空氣分離制氮發(fā)生器，其特征在于圓形焊在殼體中下部的內壁上，其上部的絲網、瓷球、分子篩和圓形隔板與殼體是動配合。
3.根據權利要求1所述的常溫空氣分離制氮發(fā)生器，其特征在于自動調隙壓緊裝置的限位管焊在法蘭中心，壓簧套在限位管上，上頂法蘭，下壓隔板。
4.根據權利要求1所述的常溫空氣分離制氮發(fā)生器，其特征在于進氣分流管一端伸進殼體內部，其頂端焊有一蓋板，封住進氣分流管頂端管口，在蓋板下面進氣管周側設有兩個或多個進氣孔，進氣分流管伸出殼體外部，在伸出殼體進氣分流管周側設有排氣管。
專利摘要一種常溫空氣分離制氮發(fā)生器，由圓筒形殼體、圓形柵板、絲網、下層瓷球區(qū)、分子篩、瓷球區(qū)、圓形隔板、自動調隙壓緊裝置、進氣分流管、出氣管、排氣管、支腿組成。在殼體內部從下向上逐序設有柵板、一級絲網、下層瓷球區(qū)、二級絲網、分子篩區(qū)、三級絲網、上層瓷球區(qū)、四級絲網、隔板、和由壓簧、限位管、法蘭組成的自動調隙壓緊裝置，在殼體底部設有進氣分流管。在隔板上部殼體周側設有出氣管。本發(fā)生器結構簡單，運行可靠，制氮效率高，從常溫空氣中制取氮氣注入油井的油層中驅油，能降低注氣成本，提高油井的采收率。
文檔編號C01B21/00GK2913326SQ200520117688
公開日2007年6月20日 申請日期2005年9月7日 優(yōu)先權日2005年9月7日
發(fā)明者張新軍, 張建, 李清方, 王冰, 陳莉, 尚艷麗, 王鳳巢, 朱幸, 徐國棟 申請人:勝利油田勝利工程設計咨詢有限責任公司