一种液氮设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种液氮设备，包括：储氮罐、空温式换热系统、液路系统、检测器和控制器；储氮罐与空温式换热系统和液路系统同时连通；检测器配置为检测储氮罐所流出的液氮的液氮流量并且向控制器反馈；控制器用于根据检测器的反馈控制储氮罐与空温式换热系统以及液路系统之间的连接状态处于以下两种状态中的一种：状态一、储氮罐同时与空温式换热系统和液路系统处于连通状态；状态二、储氮罐仅与空温式换热系统处于连通状态。由此，在液氮设备的整个工作过程中都可以使用空温式换热系统提供一部分热量，因此在保证大、小排量均可获得满足的前提下极大的节约了液氮设备的能源消耗，降低了运行成本。降低了运行成本。降低了运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种液氮设备


[0001]本技术涉及液氮
，尤其涉及一种液氮设备。

技术介绍

[0002]液氮设备的原理是将液态的氮气通过加压和加热的方式由低温低压的液体转换为常温高压的气体，用于伴注压裂、气举排液、驱油等油田增产作业，在油田领域应用广泛。
[0003]目前市场上的液氮设备主要有两大类，一类是柴油机驱动的液氮设备，其结构主要由动力系统、液压系统、泵送系统、蒸发系统、管路系统、控制系统等组成，液氮泵由柴油发动机驱动，液氮蒸发汽化的热量来源是燃油，通过燃油直接燃烧产生的热量或燃油燃烧提供给动力系统的热量来蒸发汽化液氮，第二类是电机驱动的液氮设备，其主要结构由电机系统、泵送系统、蒸发系统、管路系统、控制系统等组成，液氮泵由电机进行驱动，液氮蒸发汽化的热量来自于电加热器产生的热量。无论是柴油机驱动还是电机驱动的液氮设备，其能量消耗都比较高，经济性不足。
[0004]基于以上原因，近些年来又提出了空温式热量蒸发系统和基于热泵的热量蒸发系统，空温式热量蒸发系统是通过翅片管利用空气直接和液氮交换热量来蒸发汽化液氮，但是由于空温式蒸发系统通过空气中的热量来蒸发液氮，由于空气含有热量有限，单位时间内汽化的液氮量比较小，造成设备排量不足。热泵系统是通过工质吸取空气中的低温热量，使热量由低温介质转移到高温介质，循环过程动力来自于压缩机，压缩机由电机进行驱动，通过热泵机组产生的热量来蒸发汽化液氮，采用此种方式在大排量工况下可以起到节省电能的作用，但是对于小排量工况，由于压缩机仍然需要电机驱动，导致其在小排量工况下电能的消耗量依然比较大，经济性不佳。
[0005]因此，有必要提供一种在大排量和小排量下均比较节能、经济的液氮设备。

技术实现思路

[0006]本技术公开一种液氮设备，以解决现有技术中液氮设备能量消耗比较高，经济性不足的技术问题。
[0007]为了解决上述问题，本技术采用下述技术方案：
[0008]根据本申请实施例，提供了一种液氮设备，包括：储氮罐、空温式换热系统、液路系统、检测器和控制器；所述储氮罐与所述空温式换热系统和所述液路系统同时连通；所述检测器配置为检测所述储氮罐所流出的液氮的液氮流量并且向所述控制器反馈；所述控制器用于根据所述检测器的反馈控制所述储氮罐与所述空温式换热系统以及所述液路系统之间的连接状态处于以下两种状态中的一种：状态一、所述储氮罐同时与所述空温式换热系统和所述液路系统处于连通状态；状态二、所述储氮罐仅与所述空温式换热系统处于连通状态。
[0009]可选地，所述储氮罐与所述空温式换热系统始终处于连通状态，所述控制器包括第一阀门，所述第一阀门设置在所述储氮罐和和所述液路系统之间；所述第一阀门控制所
述储氮罐与所述液路系统的通断状态。
[0010]可选地，所述控制器包括第一阀门以及第二阀门，所述第一阀门设置在所述储氮罐和所述液路系统之间，所述第二阀门设置在所述储氮罐和和所述空温式换热系统之间，所述第一阀门控制所述储氮罐与所述液路系统的通断状态，所述第二阀门控制所述储氮罐与所述空温式换热系统的通断状态。
[0011]可选地，所述检测器和控制器集成为控制系统。
[0012]可选地，所述检测器为流量传感器或流量计。
[0013]可选地，所述液氮设备还包括配置为对所述储氮罐流出的液氮进行加压的加压泵，所述储氮罐通过所述加压泵分别与所述液路系统和所述空温式换热系统同时连通。
[0014]可选地，所述液氮设备还包括热泵系统；所述热泵系统包括热泵，所述热泵用于产生热量并将热量提供至所述液路系统。
[0015]可选地，所述液路系统包括液氮吸热管道和第一换热介质放热管道，所述液氮吸热管道和所述第一换热介质放热管道之间能够进行换热，所述热泵系统还包括第一换热介质吸热管道和第二换热介质放热管道，所述第一换热介质吸热管道和所述第二换热介质放热管道之间能够进行换热，所述热泵包括第二换热介质吸热管道；所述第一换热介质放热管道与所述第一换热介质吸热管道首尾相通并形成循环回路，所述第二换热介质放热管道与所述第二换热介质吸热管道首尾相通并形成循环回路。
[0016]可选地，所述液氮设备还包括橇架系统，所述储氮罐、所述空温式换热系统、所述液路系统、所述加压泵和所述热泵系统均固定设置在所述橇架系统上。
[0017]可选地，所述液氮设备还包括氮气排气管，所述空温式换热系统包括第一氮气出口，所述液路系统包括第二氮气出口，所述第一氮气出口和所述第二氮气出口同时与所述氮气排气管相连通。
[0018]本技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0019]本技术提供的液氮设备在小排量工况时，可以只使用空温式换热系统对液氮进行蒸发汽化，在大排量工况时同时使用温式换热系统和液路系统对液氮进行蒸发汽化。由此，在液氮设备的整个工作过程中都可以使用空温式换热系统提供一部分热量，因此在保证大、小排量均可获得满足的前提下极大的节约了液氮设备的能源消耗，降低了运行成本。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为根据本技术的液氮设备的结构示意图；
[0022]图2为根据本技术的液氮设备的管路连接图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1 液路系统
[0025]11 液氮吸热管道
[0026]12 第一换热介质放热管道
[0027]13 第二氮气出口
[0028]2 热泵系统
[0029]21 热泵
[0030]22 第一换热介质吸热管道
[0031]23 第二换热介质放热管道
[0032]211 第二换热介质吸热管道
[0033]3 加压泵
[0034]4 控制系统
[0035]41 第一阀门
[0036]42 第二阀门
[0037]43 检测器
[0038]6 空温式换热系统
[0039]61 第一氮气出口
[0040]7 橇架系统
[0041]8 氮气排气管
[0042]9 储氮罐
具体实施方式
[0043]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0044]以下结合附图，详细说明本技术各个实施例公开的技术方案。
[0045]如图1和图2所示，在本申请的一个实施例中，提供了一种液氮设备，包括：储氮罐9、空温式换热系统6、液路系统1、检测器43和控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液氮设备，其特征在于，包括：储氮罐、空温式换热系统、液路系统、检测器和控制器；所述储氮罐与所述空温式换热系统和所述液路系统同时连通；所述检测器配置为检测所述储氮罐所流出的液氮的液氮流量并且向所述控制器反馈；所述控制器用于根据所述检测器的反馈控制所述储氮罐与所述空温式换热系统以及所述液路系统之间的连接状态处于以下两种状态中的一种：状态一、所述储氮罐同时与所述空温式换热系统和所述液路系统处于连通状态；状态二、所述储氮罐仅与所述空温式换热系统处于连通状态。2.根据权利要求1所述的液氮设备，其特征在于，所述储氮罐与所述空温式换热系统始终处于连通状态，所述控制器包括第一阀门，所述第一阀门设置在所述储氮罐和和所述液路系统之间；所述第一阀门控制所述储氮罐与所述液路系统的通断状态。3.根据权利要求1所述的液氮设备，其特征在于，所述控制器包括第一阀门以及第二阀门，所述第一阀门设置在所述储氮罐和所述液路系统之间，所述第二阀门设置在所述储氮罐和和所述空温式换热系统之间，所述第一阀门控制所述储氮罐与所述液路系统的通断状态，所述第二阀门控制所述储氮罐与所述空温式换热系统的通断状态。4.根据权利要求1所述的液氮设备，其特征在于，所述检测器和控制器集成为控制系统。5.根据权利要求1所述的液氮设备，其特征在于，所述检测器为流量传感器或流量计。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁圣杰，连开武，李心成，张文明，徐海霞，刘均，刘元良，姜崇刚，刘有仓，
申请(专利权)人：烟台杰瑞石油装备技术有限公司，
类型：新型
国别省市：