本實(shí)用新型涉及高壓高純氮?dú)庵迫≡O(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種高壓大排量膜分離制氮注氮設(shè)備。

背景技術(shù)：

進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以來，國(guó)內(nèi)各大油田都開始進(jìn)行各類氮?dú)馀菽黧w的應(yīng)用的早期實(shí)驗(yàn)，許多國(guó)內(nèi)外油田已經(jīng)取得了顯著的效果，并開始大面積的推廣應(yīng)用。

隨著易開發(fā)油田的不斷開采，各大油田的油氣含量越來越少，而且開采起來越來越麻煩，產(chǎn)油率越來越低。要想提高采油率，必須提高注入油氣井的氮?dú)獾膲毫?，有些油氣田可能需要突破常?guī)35MPa高壓氮?dú)獠拍軐⒂途锏挠蜌鈳С鼍?。目前，現(xiàn)有的制氮注氮設(shè)備包括膜分離系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)，其中，增壓系統(tǒng)包括氮?dú)庠鰤簷C(jī)和與其連接的氮?dú)饫鋮s器，目前國(guó)內(nèi)往復(fù)式增壓機(jī)的膜分離制氮機(jī)組壓力主要維持在15-35MPa，流量主要集中在600-1800Nm3/h，很少有設(shè)備能夠超過該壓力范圍，并同時(shí)滿足高排量，即使有高壓大排量的制氮注氮設(shè)備，但在高壓大排量的氮?dú)庠鰤簷C(jī)盤根處由于氮?dú)鉁囟容^高，使設(shè)備無法良好的冷卻，影響使用。另外，高壓大排量的氮?dú)庠鰤簷C(jī)后的氮?dú)鉁囟容^高，通過現(xiàn)有的冷卻器，冷卻效果不好，影響后續(xù)工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種高壓大排量膜分離制氮注氮設(shè)備，解決冷卻系統(tǒng)與高壓增壓機(jī)不配套的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種高壓大排量膜分離制氮注氮設(shè)備，包括膜分離系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)，所述膜分離系統(tǒng)包括膜組，所述增壓系統(tǒng)包括氮?dú)庠鰤簷C(jī)和與其連接的氮?dú)饫鋮s器。所述氮?dú)庠鰤簷C(jī)上設(shè)有盤根散熱系統(tǒng)，所述盤根散熱系統(tǒng)包括溫控閥，所述溫控閥的入口與盤根夾套出口連接，所述溫控閥的第一出口通過盤根冷卻器與盤根夾套入口連接，所述盤根冷卻器的出口與盤根夾套之間設(shè)有水泵，所述溫控閥的第二出口通過管線與水泵入口連接，所述溫控閥的第一出口與盤根冷卻器之間的管線上還設(shè)有用于補(bǔ)水的膨脹水箱；

所述氮?dú)饫鋮s器包括冷卻箱體，所述冷卻箱體的頂部排氣口設(shè)有風(fēng)機(jī)，所述冷卻箱體的兩側(cè)設(shè)有多排氮?dú)饬泄?，所述冷卻箱體的兩側(cè)設(shè)有網(wǎng)狀的進(jìn)風(fēng)口。

所述盤根冷卻器的冷卻管設(shè)置在冷卻箱體內(nèi)，并與氮?dú)饬泄茉O(shè)置在一起。

所述水泵入口與盤根冷卻器之間的管線上設(shè)有過濾器。

所述膜組包括膜組框架以及分別安裝在膜組框架兩側(cè)的進(jìn)氣匯管和出氣匯管；所述進(jìn)氣匯管和出氣匯管之間安裝多組膜管；所述進(jìn)氣匯管上設(shè)有空氣進(jìn)口，所述出氣匯管上設(shè)有氮?dú)獬隹凇?/p>

所述氮?dú)庠鰤簷C(jī)為氮?dú)獬隹趬毫χ?5-50Mpa的高壓大排量增壓機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的主要優(yōu)勢(shì)在于：

（1）能使冷卻系統(tǒng)與高壓大排量往復(fù)式壓縮機(jī)相匹配，冷卻效果好；

（2）能減輕高壓往復(fù)式壓縮機(jī)產(chǎn)生的震動(dòng)；

（3）能減小本設(shè)備體積，實(shí)現(xiàn)合理布置；

（4）通過在氮?dú)庠鰤簷C(jī)處設(shè)置盤根散熱系統(tǒng)，能降低盤根高溫的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型盤根散熱系統(tǒng)的工藝流程圖；

圖2是本實(shí)用新型氮?dú)饫鋮s器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型膜組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.溫控閥，2.盤根夾套，3.盤根冷卻器，4.水泵，5.膨脹水箱，6.冷卻箱體，7.風(fēng)機(jī)，8.氮?dú)饬泄埽?.進(jìn)風(fēng)口，10.冷卻管，11.過濾器，12.膜組框架，13.進(jìn)氣匯管，14.出氣匯管，15.膜管，16.空氣進(jìn)口，17.氮?dú)獬隹凇?/p>

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖1、圖2和圖3，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

一種高壓大排量膜分離制氮注氮設(shè)備，包括膜分離系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)包括膜組，增壓系統(tǒng)包括氮?dú)庠鰤簷C(jī)和與其連接的氮?dú)饫鋮s器。氮?dú)庠鰤簷C(jī)為氮?dú)獬隹趬毫χ?5-50Mpa的高壓大排量增壓機(jī)。

如圖1所示，氮?dú)庠鰤簷C(jī)上設(shè)有盤根散熱系統(tǒng)，盤根散熱系統(tǒng)包括溫控閥1，其中，溫控閥1的入口與盤根夾套2的出口連接，溫控閥1的第一出口通過盤根冷卻器3與盤根夾套2入口連接，在盤根冷卻器3的出口與盤根夾套2之間設(shè)有水泵4，溫控閥1的第二出口通過管線與水泵4入口連接，溫控閥1的第一出口與盤根冷卻器3之間的管線上還設(shè)有用于補(bǔ)水的膨脹水箱5。盤根夾套2為多個(gè)，分別設(shè)置在氮?dú)庠鰤簷C(jī)盤根處。在氮?dú)庠鰤簷C(jī)的盤根處外接管路，通過連接到盤根冷卻器3上，并設(shè)置冷卻水箱即膨脹水箱5，通過外接水泵4提供水循環(huán)動(dòng)力，從而達(dá)到盤根降溫目的，同時(shí)在管路加裝流量計(jì)以便觀察水流情況。

冷卻時(shí)，盤根熱水從盤根夾套2里排出，經(jīng)過溫控閥1識(shí)別，若溫度達(dá)到溫控閥1開啟溫度，則熱水進(jìn)入盤根冷卻器3內(nèi)冷卻，冷卻完后的冷水經(jīng)過水泵4通過進(jìn)水匯管分散到各拐的盤根，實(shí)現(xiàn)盤根水冷的循環(huán)，若盤根熱水的溫度達(dá)不到溫控閥1開啟溫度，則熱水不經(jīng)過盤根冷卻器3直接進(jìn)入水泵4，該系統(tǒng)流程中水泵4的主要作用是為循環(huán)提供動(dòng)力，膨脹水箱5能夠?qū)崟r(shí)對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)水。

其中，氮?dú)饫鋮s器包括冷卻箱體6，如圖2所示，冷卻箱體6的頂部排氣口設(shè)有風(fēng)機(jī)7，冷卻箱體6的兩側(cè)設(shè)有多排氮?dú)饬泄?，冷卻箱體6的兩側(cè)設(shè)有網(wǎng)狀的進(jìn)風(fēng)口9。由于增壓機(jī)各級(jí)氣路增壓后氣體溫度較高，為保證各級(jí)進(jìn)氣溫度≤55℃，通過工況計(jì)算壓力管道規(guī)格、換熱面積、氮?dú)饬魉?、風(fēng)量等，根據(jù)綜合參數(shù)進(jìn)行盤管布局，將氮?dú)饫鋮s器確定為上述的兩側(cè)吸風(fēng)頂部排風(fēng)的結(jié)構(gòu)，這樣能使其與本設(shè)備配套使用，達(dá)到冷卻效果。

其中，盤根冷卻器3的冷卻管10設(shè)置在冷卻箱體6內(nèi)，并與氮?dú)饬泄?設(shè)置在一起。這樣盤根冷卻器3與氮?dú)饫鋮s器組合在一起，形成組合式冷卻器，能在保證冷卻效果的同時(shí)減小設(shè)備體積。

在水泵4入口與盤根冷卻器3之間的管線上設(shè)有過濾器11。通過過濾器11可以對(duì)進(jìn)入水泵4內(nèi)的液體進(jìn)行過濾。

如圖3所示，膜組包括膜組框架12以及分別安裝在膜組框架12兩側(cè)的進(jìn)氣匯管13和出氣匯管14；在進(jìn)氣匯管13和出氣匯管14之間安裝多組膜管15；進(jìn)氣匯管13上設(shè)有空氣進(jìn)口16，出氣匯管14上設(shè)有氮?dú)獬隹?7。根據(jù)膜管的分離特性及各膜管的分離效率，經(jīng)過計(jì)算，可選用兩種類型膜管混搭，固定到特制的膜組框架12上，通過進(jìn)氣匯管13將經(jīng)過凈化處理的壓縮空氣分散進(jìn)入每根膜管15，經(jīng)過膜組分離后產(chǎn)出的氮?dú)饨?jīng)過出氣匯管14集中收集，氣體經(jīng)過膜后控制系統(tǒng)進(jìn)入增壓機(jī)進(jìn)行增壓。采用兩種不同分離效率的膜管混搭的方式能夠確?？諌簷C(jī)產(chǎn)出的壓縮空氣被有效利用。

具體工作時(shí)，通過多臺(tái)空壓機(jī)聯(lián)合工作，為膜分離系統(tǒng)提供穩(wěn)定壓力及充足氣量的壓縮空氣；采用兩種不同分離效率的膜管混搭的方式能夠確?？諌簷C(jī)產(chǎn)出的壓縮空氣被有效利用；通過往復(fù)式高壓大排量增壓機(jī)，滿足高壓大排量氣體的壓縮，最終出口壓力值25-50Mpa；通過組合式冷卻器滿足增壓機(jī)的使用要求；由于增壓管路繁多復(fù)雜，采用三維建模裝配，避免管道出現(xiàn)相互沖突及無法有效固定的現(xiàn)象，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，使布局合理，減小震動(dòng)、脈動(dòng)；使用時(shí)在局部應(yīng)力集中或脈沖過大導(dǎo)致整撬振動(dòng)嚴(yán)重的區(qū)域，通過管夾或支撐固定，減小整撬的震動(dòng)及脈動(dòng)，對(duì)增壓機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例，并不用以限定本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。