一种高压大排量膜分离制氮注氮设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压大排量膜分离制氮注氮设备，包括膜分离系统和增压系统，增压系统包括氮气增压机和氮气冷却器，氮气增压机上设有盘根散热系统，盘根散热系统包括温控阀，温控阀的入口与盘根夹套出口连接，温控阀的第一出口通过盘根冷却器与盘根夹套入口连接，盘根冷却器的出口与盘根夹套之间设有水泵，温控阀的第二出口通过管线与水泵入口连接，温控阀的第一出口与盘根冷却器之间的管线上还设有膨胀水箱；氮气冷却器包括冷却箱体，冷却箱体上设有风机，冷却箱体上设有多排氮气列管，冷却箱体的两侧设有网状的进风口。本实用新型专利技术结构简单、体积小，能使冷却系统能与高压大排量往复式压缩机相匹配，冷却效果好，能降低盘根高温。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压高纯氮气制取设备领域，特别涉及一种高压大排量膜分离制氮注氮设备。
技术介绍
进入二十世纪八十年代以来，国内各大油田都开始进行各类氮气泡沫流体的应用的早期实验，许多国内外油田已经取得了显著的效果，并开始大面积的推广应用。随着易开发油田的不断开采，各大油田的油气含量越来越少，而且开采起来越来越麻烦，产油率越来越低。要想提高采油率，必须提高注入油气井的氮气的压力，有些油气田可能需要突破常规35MPa高压氮气才能将油井里的油气带出井口。目前，现有的制氮注氮设备包括膜分离系统和增压系统，其中，增压系统包括氮气增压机和与其连接的氮气冷却器，目前国内往复式增压机的膜分离制氮机组压力主要维持在15-35MPa，流量主要集中在600-1800Nm³/h，很少有设备能够超过该压力范围，并同时满足高排量，即使有高压大排量的制氮注氮设备，但在高压大排量的氮气增压机盘根处由于氮气温度较高，使设备无法良好的冷却，影响使用。另外，高压大排量的氮气增压机后的氮气温度较高，通过现有的冷却器，冷却效果不好，影响后续工作。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高压大排量膜分离制氮注氮设备，解决冷却系统与高压增压机不配套的问题。本技术的技术方案是：一种高压大排量膜分离制氮注氮设备，包括膜分离系统和增压系统，所述膜分离系统包括膜组，所述增压系统包括氮气增压机和与其连接的氮气冷却器。所述氮气增压机上设有盘根散热系统，所述盘根散热系统包括温控阀，所述温控阀的入口与盘根夹套出口连接，所述温控阀的第一出口通过盘根冷却器与盘根夹套入口连接，所述盘根冷却器的出口与盘根夹套之间设有水泵，所述温控阀的第二出口通过管线与水泵入口连接，所述温控阀的第一出口与盘根冷却器之间的管线上还设有用于补水的膨胀水箱；所述氮气冷却器包括冷却箱体，所述冷却箱体的顶部排气口设有风机，所述冷却箱体的两侧设有多排氮气列管，所述冷却箱体的两侧设有网状的进风口。所述盘根冷却器的冷却管设置在冷却箱体内，并与氮气列管设置在一起。所述水泵入口与盘根冷却器之间的管线上设有过滤器。所述膜组包括膜组框架以及分别安装在膜组框架两侧的进气汇管和出气汇管；所述进气汇管和出气汇管之间安装多组膜管；所述进气汇管上设有空气进口，所述出气汇管上设有氮气出口。所述氮气增压机为氮气出口压力值25-50Mpa的高压大排量增压机。与现有技术相比，本技术的主要优势在于：（1）能使冷却系统与高压大排量往复式压缩机相匹配，冷却效果好；（2）能减轻高压往复式压缩机产生的震动；（3）能减小本设备体积，实现合理布置；（4）通过在氮气增压机处设置盘根散热系统，能降低盘根高温的问题。附图说明图1是本技术盘根散热系统的工艺流程图；图2是本技术氮气冷却器的结构示意图；图3是本技术膜组的结构示意图；图中：1.温控阀，2.盘根夹套，3.盘根冷却器，4.水泵，5.膨胀水箱，6.冷却箱体，7.风机，8.氮气列管，9.进风口，10.冷却管，11.过滤器，12.膜组框架，13.进气汇管，14.出气汇管，15.膜管，16.空气进口，17.氮气出口。具体实施方式结合附图1、图2和图3，对本技术作进一步的描述。一种高压大排量膜分离制氮注氮设备，包括膜分离系统和增压系统，膜分离系统包括膜组，增压系统包括氮气增压机和与其连接的氮气冷却器。氮气增压机为氮气出口压力值25-50Mpa的高压大排量增压机。如图1所示，氮气增压机上设有盘根散热系统，盘根散热系统包括温控阀1，其中，温控阀1的入口与盘根夹套2的出口连接，温控阀1的第一出口通过盘根冷却器3与盘根夹套2入口连接，在盘根冷却器3的出口与盘根夹套2之间设有水泵4，温控阀1的第二出口通过管线与水泵4入口连接，温控阀1的第一出口与盘根冷却器3之间的管线上还设有用于补水的膨胀水箱5。盘根夹套2为多个，分别设置在氮气增压机盘根处。在氮气增压机的盘根处外接管路，通过连接到盘根冷却器3上，并设置冷却水箱即膨胀水箱5，通过外接水泵4提供水循环动力，从而达到盘根降温目的，同时在管路加装流量计以便观察水流情况。冷却时，盘根热水从盘根夹套2里排出，经过温控阀1识别，若温度达到温控阀1开启温度，则热水进入盘根冷却器3内冷却，冷却完后的冷水经过水泵4通过进水汇管分散到各拐的盘根，实现盘根水冷的循环，若盘根热水的温度达不到温控阀1开启温度，则热水不经过盘根冷却器3直接进入水泵4，该系统流程中水泵4的主要作用是为循环提供动力，膨胀水箱5能够实时对系统补水。其中，氮气冷却器包括冷却箱体6，如图2所示，冷却箱体6的顶部排气口设有风机7，冷却箱体6的两侧设有多排氮气列管8，冷却箱体6的两侧设有网状的进风口9。由于增压机各级气路增压后气体温度较高，为保证各级进气温度≤55℃，通过工况计算压力管道规格、换热面积、氮气流速、风量等，根据综合参数进行盘管布局，将氮气冷却器确定为上述的两侧吸风顶部排风的结构，这样能使其与本设备配套使用，达到冷却效果。其中，盘根冷却器3的冷却管10设置在冷却箱体6内，并与氮气列管8设置在一起。这样盘根冷却器3与氮气冷却器组合在一起，形成组合式冷却器，能在保证冷却效果的同时减小设备体积。在水泵4入口与盘根冷却器3之间的管线上设有过滤器11。通过过滤器11可以对进入水泵4内的液体进行过滤。如图3所示，膜组包括膜组框架12以及分别安装在膜组框架12两侧的进气汇管13和出气汇管14；在进气汇管13和出气汇管14之间安装多组膜管15；进气汇管13上设有空气进口16，出气汇管14上设有氮气出口17。根据膜管的分离特性及各膜管的分离效率，经过计算，可选用两种类型膜管混搭，固定到特制的膜组框架12上，通过进气汇管13将经过净化处理的压缩空气分散进入每根膜管15，经过膜组分离后产出的氮气经过出气汇管14集中收集，气体经过膜后控制系统进入增压机进行增压。采用两种不同分离效率的膜管混搭的方式能够确保空压机产出的压缩空气被有效利用。具体工作时，通过多台空压机联合工作，为膜分离系统提供稳定压力及充足气量的压缩空气；采用两种不同分离效率的膜管混搭的方式能够确保空压机产出的压缩空气被有效利用；通过往复式高压大排量增压机，满足高压大排量气体的压缩，最终出口压力值25-50Mpa；通过组合式冷却器满足增压机的使用要求；由于增压管路繁多复杂，采用三维建模装配，避免管道出现相互冲突及无法有效固定的现象，通过优化结构方案，使布局合理，减小震动、脉动；使用时在局部应力集中或脉冲过大导致整撬振动严重的区域，通过管夹或支撑固定，减小整撬的震动及脉动，对增压机进行保护。以上所述仅为本技术的较佳实施案例，并不用以限定本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压大排量膜分离制氮注氮设备，包括膜分离系统和增压系统，所述膜分离系统包括膜组，所述增压系统包括氮气增压机和与其连接的氮气冷却器，其特征在于：所述氮气增压机上设有盘根散热系统，所述盘根散热系统包括温控阀，所述温控阀的入口与盘根夹套出口连接，所述温控阀的第一出口通过盘根冷却器与盘根夹套入口连接，所述盘根冷却器的出口与盘根夹套之间设有水泵，所述温控阀的第二出口通过管线与水泵入口连接，所述温控阀的第一出口与盘根冷却器之间的管线上还设有用于补水的膨胀水箱；所述氮气冷却器包括冷却箱体，所述冷却箱体的顶部排气口设有风机，所述冷却箱体的两侧设有多排氮气列管，所述冷却箱体的两侧设有网状的进风口。

【技术特征摘要】
1.一种高压大排量膜分离制氮注氮设备，包括膜分离系统和增压系统，所述膜分离系统包括膜组，所述增压系统包括氮气增压机和与其连接的氮气冷却器，其特征在于：所述氮气增压机上设有盘根散热系统，所述盘根散热系统包括温控阀，所述温控阀的入口与盘根夹套出口连接，所述温控阀的第一出口通过盘根冷却器与盘根夹套入口连接，所述盘根冷却器的出口与盘根夹套之间设有水泵，所述温控阀的第二出口通过管线与水泵入口连接，所述温控阀的第一出口与盘根冷却器之间的管线上还设有用于补水的膨胀水箱；所述氮气冷却器包括冷却箱体，所述冷却箱体的顶部排气口设有风机，所述冷却箱体的两侧设有多排氮气列管，所述冷却箱体的两侧设有网状的进风口。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉军，钟敏，孟巧玲，孔令猛，李德来，方绍杰，王家步，刘超，周忠伟，
申请(专利权)人：山东恒业石油新技术应用有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37