现场制氮车的配置探讨

现场制氮车的配置探讨

高嵩、牛燕、任苏朝、陈华

摘要：2011年青海油田井下作业公司购置了1台MZD900/350-C制氮车，主要与连续油管车、泡沫发生器、酸化压裂等设备配套使用，达到既可以独立作业也可一机多用的效果。本文结合了实际使用情况，对该套制氮设备精细化的配置理念进行全面分析，在适应油田生产实际、降低设备投资前提下，探讨今后在设备购置工作方面应寻求的设备配置理念。

关键词：制氮设备配置理念

1.前言

2011年青海油田井下作业公司引进了1台MZD900/350-C制氮车，这台设备的配置方案是适应油田生产实际、降低设备投资、提高资金利用率的一个典型例子。实践证明这台制氮车的配置完全满足施工设计的要求，充分肯定了MZD900/350-C制氮车的配置能够满足油田生产需要。

2.青海油田井下作业公司制氮车的配置现状

目前青海油田井下作业公司共有2套制氮设备，配置分别如下：

⑴.2008年购置的NPIU1200/35制氮车组，为双车组，最高工作压力35Mpa,排气量：1200 M3/h。主要用于油田增储上产新措施作业，可与连续油管车、泡沫发生器、酸化压裂配套使用，也可独立作业。

⑵.2011年购置的MZD900/350-C制氮车，为单车配置，最高工作压力35Mpa,排气量：900M3/h。主要用于满足涩北气田生产需要。

3.MZD900/350-C制氮车的配置选择

3.1主要配置方案的确定

MZD900/350-C制氮车在购置前期共制定了四种方案可选，配置方案选择灵

活，通过多次与相关生产厂家的技术交流，从设备的实用、经济、简便等多个方面比较，最终选择了方案二的配置：单车承载，最高工作压力：35Mpa,排气量：900M3/h。

四种配置方案如表1所示：

表1

3.2动力机的配置

3.2.1空压机和增压机动力选型

⑴．方案一用美国卡特彼乐公司C27 ATAAC连续负载型、四冲程涡轮增压电喷柴油发动机前端驱动空压机、末端驱动增压机。

⑵．方案二用美国卡特彼乐公司生产的C18 ACERT T3连续负载型、四冲程涡轮增压电喷柴油发动机驱动空压机，利用底盘车发动机通过POT取力器取力形式驱动增压机。

通过比较，方案一对空压机、柴油机、增压机的同轴度要求较高，整体装配要求较高，方案二对装配要求相对较低，发动机利用率较高；同时CAT C27比CAT C18发动机价格高30万元，所以从装配要求和成本价格方面比较，方案二为空压机和增压机动力机配置的最优方案。

3.2.2底盘车动力选型

由于确定增压机动力采用底盘车PTO取力形式驱动，底盘车发动机选型共提供2种配置选择，考虑底盘车驱动形式为8×4，整车重量为30吨，如果按增压机配置动力，潍柴WP10.290发动机就满足需要，但考虑到青海油田主要施工地区的路况和整车的行驶能力，动力机配置选择潍柴WP10.376发动机，以便更好的满足青海油田工况下的需要。

3.3制氮膜的配置

为满足在3000m的海拔条件下氮气产量（95%纯度）≥900Nm3/h，制氮膜组按氮气产能按1000 m3/h（95%纯度、标准状态下）的数量安装。制氮膜均为美国生产，其技术性能差异不大，且缺少应用经验，因此用那种膜以制造商的配置为准。

3.4输出方式的配置

流程中设置四种不同需要的工况输出，分别如下：

⑴.输出低压空气（启动空压机单元和空气处理单元）

空气排量＞1800 m3/h ，输出压力≥2.4Mpa，排气温度≤65℃。可以满足油田一般管道、场站设施的吹扫工作和低压试压工作。

⑵.输出低压氮气（启动空压机单元、空气处理和膜制氮单元）

氮气排量≥900 m3/h（95%纯度、标准状态下），输出压力≥1.8MPa。可以满足油田管道、场站设施的介质置换工作。

⑶.输出高压空气（启动空压机单元、空气处理和增压单元）空气排量＞1800 m3/h ，输出压力≥10Mpa，排气温度≤65℃。可以满足油田一般管道、场站设施的吹扫工作和中压试压工作。

⑷.输出高压氮气（启动空压机单元、空气处理和膜制氮单元、增压单元）；

氮气排量≥900 m3/h（95%纯度、标准状态下），输出压力≥35Mpa；标准氮气纯度95％（可在90-99.9％间调节）；额定输出压力35MPa；排气温度≤65℃；连续工作时间250小时以上；超压报警点压力36MPa；超压停机点压力37Mpa，此种工况不但满足井下作业还可以满足油田管道、场站设施的吹扫工作、介质置换和高压试压工作。

4.MZD900/350-C制氮车现场使用

4.1氮气气举技术

氮气气举是一种人工举升方式,通过向油套环空注人高压氮气来降低井筒液体的密度,在井底压力的作用下,将液体排出井口。同时,注人的氮气在井筒上升过程中,体积逐渐增大,氮气的膨胀对液体也产生携带作用。施工速度快,作业效果好。在这里不对每口井做逐一阐述,只对典型的井——仙中56井进行例举说明。

4.2仙中56井施工前情况

仙中56井是南八仙构造上的采油井，是MZD900/350-C制氮车验收后施工的第一口井，该井由于井口冻堵，热洗解冻造成该井压力落零。决定对仙中56井采用氮气气举排液方式助排。

4.3MZD900/350-C制氮车仙中56井氮气气举施工

4.3.1施工目的

氮气气举排液方式助排，恢复产能。

4.3.2气举工艺数据

⑴.注入方式：连续油管正举注入

⑵.氮气瞬时流量：622-617Nm3/hr

⑶.氮气纯度：95.0%

4.3.3仙中56井连续油管气举施工数据

制氮车压力由1.5MPa至12.6MPa，氮气纯度95.0%，氮气瞬时流量457Nm3/hr 至617Nm3/hr，用Φ8mm油嘴控制放喷，排出水29m3，，见油花，达到了施工设计要求，氮气气举排液迅速助排，恢复产能。

5.结论

MZD900/350-C制氮车的配置，经过前期大量的技术交流和技术论证，通过现实使用的检验，确定了该设备的配置理念是可行的，经过总结可以形成以下几个方面优点给今后设备配置思想提供好的借鉴。

⑴.经济性

MZD900/350-C制氮车相比双车组配置，整车设备配置紧凑，减少了底盘车和发动机的使用数量，大大节约了成本、能耗损耗、环境污染，同时高效利用整车的发动机，提高了设备利用率，提高了产值效率。

⑵.多用性

MZD900/350-C制氮车可与NPIU1200/35制氮车双车组、连续油管车、泡沫发生器、酸化压裂等设备配套使用，达到既可以独立作业也可一机多用。

⑶.高效性

现场制氮是一种行之可效的工艺技术，已成为油田排液、清扫管线的主要手段。MZD900/350-C制氮车具有安全、高效、施工周期短的特点。可以购置制氮车替代压风车，这样减少了设备购置数量，节约了投资，也减少设备管理的工作量。

参考文献