安全控制技術(shù)

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1、空氣泡沫驅(qū)安全控制技術(shù)的研究應(yīng)用摘要:由于空氣氣源豐富，成本低廉，注空氣泡沫驅(qū)油逐步成為低滲透油田進一步挖掘剩余儲量的經(jīng)濟而有效的方法。2007年以來空氣泡沫驅(qū)技術(shù)已在中原油田采油五廠成功應(yīng)用4井次，目前仍在擴大試驗之中。鑒于該技術(shù)對安全的特殊要求，通過深入調(diào)查研究和試驗探索，對空氣壓縮機、施工管線、注入井、生產(chǎn)井等存在的隱患進行了安全評估，并作出了有效管理控制，達到了消除安全隱患、高效施工的目的。通過現(xiàn)場試驗，提出了下步可能存在的安全隱患和應(yīng)對辦法。主題詞:空氣泡沫驅(qū)壓縮機注氣管線爆炸極限安全控制一、引言200

2、7年以來在中原油田采油五廠試驗應(yīng)用空氣泡沫調(diào)驅(qū)4井次，無論從工藝的適應(yīng)性或增油效果都顯示了該技術(shù)廣泛的優(yōu)越性，目前仍在擴大試驗之中。但該工藝在施工過程中使用高壓空氣壓縮機組，設(shè)備、管網(wǎng)、井筒都處在高溫、高壓、高氧、強腐蝕的環(huán)境下，安全問題將成為工藝成敗的決定因素。眾所周知，空氣中含有大量的氧，當(dāng)空氣與天然氣混合時，形成混合氣體，在一定條件下易發(fā)生爆炸，同時空氣和泡沫密度小，注入壓力高，因此對注入設(shè)備、地面管線及井筒的安全要求遠(yuǎn)大于常規(guī)的調(diào)驅(qū)施工。通過廣泛深入的調(diào)查研究和現(xiàn)場探索，對空氣壓縮機、施工管線、注入井、生

3、產(chǎn)井等存在的隱患進行了安全評估，編制了注空氣現(xiàn)場試驗安全控制預(yù)案，并作出了有效管理控制，達到了消除安全隱患、高效施工的目的。二、空氣泡沫驅(qū)安全控制技術(shù)應(yīng)用注空氣安全控制技術(shù)研究主要包括空氣壓縮機安全控制；采出氣的爆炸極限研究和臨界氧含量監(jiān)測；注氣管線安全控制；注入井井筒安全控制。1、空氣壓縮機安全控制空壓機因長期高溫運行和積碳兩方面因素造成安全隱患。積碳在高溫狀態(tài)下發(fā)生自燃，極易造成空壓機發(fā)生爆炸，國內(nèi)外因空壓機氣路系統(tǒng)發(fā)生爆炸的案例比比皆是。（1）高溫形成空壓機高溫的主要原因是冷卻效果不好，冷卻系統(tǒng)在設(shè)計上存在

4、缺陷造成非最優(yōu)冷卻；空壓機部件質(zhì)量低劣及2號機散熱器外部臟無法清理，散熱能力變差造成高溫，表現(xiàn)在氣溫高時預(yù)警系統(tǒng)自動停機，不能開機；進、排氣閥使用壽命短，漏氣嚴(yán)重，也是運行溫度過高的重要原因。（2）積碳積碳的形成首先與潤滑油供給量有著密切聯(lián)系。供油過少，氣缸潤滑不良，容易造成燒缸；供油過多，則易形成積碳?？諌簷C在運行中的污水污油沉積在后冷卻器及儲氣罐底部，由于不及時排放，附在上面的污油被高溫蒸發(fā)也易形成積碳。由于積碳本身易燃易爆，此時若遇積碳自燃、油質(zhì)劣化閃點降低、排氣管或氣缸等溫度過高或受機械沖擊、氣流中硬質(zhì)顆

5、粒在運動中沖擊或碰撞、靜電積聚等，都能引起空壓機系統(tǒng)燃燒，甚至爆炸。在調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，采取了如下安全控制方案，確保了空壓機安全運行。（1）通過對國內(nèi)部分壓縮機生產(chǎn)廠的調(diào)研，目前能進入油田現(xiàn)場應(yīng)用的空壓機設(shè)備及生產(chǎn)廠家主要有重慶及蚌埠。最終選用的空壓機型號為：W－7/400型，其最大工作壓力為40MPa，最大排量7m3/min。(2)提高檢修質(zhì)量，嚴(yán)格控制因密封不嚴(yán)而使?jié)櫥透Z入氣缸內(nèi)；對冷卻器進行技術(shù)監(jiān)控，冷卻器芯由于其質(zhì)量或長時間運行振動，影響冷卻效果，應(yīng)采用銅制波紋管式冷卻器芯并加強檢查；及時調(diào)整風(fēng)壓，避免

6、空負(fù)荷運轉(zhuǎn);對于高壓壓縮，需要級間冷卻壓縮空氣，使排出溫度低于149。（3）根據(jù)油田現(xiàn)場經(jīng)驗選用高質(zhì)量的高溫合成雙脂潤滑劑，將原礦物油更換為全合成油；按國家標(biāo)準(zhǔn)掌握潤滑油的用量(國家標(biāo)準(zhǔn)≤105g/h，L515-40/8型號Ⅰ級缸每分鐘15～20滴，Ⅱ級缸每分鐘15～18滴)；定期清理后冷卻器的積碳。(4)加強管理，定期巡檢，及時調(diào)整，制定合理排污周期。２、采出氣的爆炸極限研究和臨界氧含量監(jiān)測爆炸極限:當(dāng)可燃性氣體與空氣在一定范圍內(nèi)均勻混合，遇到火源會發(fā)生爆炸。研究結(jié)果表明，爆炸極限不是一個固定值，它受多種因素影

7、響。（1）原始溫度：爆炸性氣體混合物的原始溫度越高，則爆炸極限范圍越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。（2）系統(tǒng)初始壓力：混合物的原始壓力對爆炸極限有很大影響，壓力增大，爆炸極限范圍也擴大，爆炸下限變化不大，但爆炸上限顯著提高。壓力減小，爆炸范圍縮小，壓力降低至某一數(shù)值時，下限和上限相會成一點；壓力再降低，混合物變?yōu)椴豢杀?。?）氧含量：混合物中含氧量增加，爆炸極限范圍擴大。（4）惰性氣體：在爆炸混合物中惰性氣體的含量越高，爆炸范圍越小。（5）能源：各種爆炸性混合物有一個最低引爆能量，即點火能。臨界含氧量:若氧含

8、量高于此臨界氧濃度，便會發(fā)生燃燒或爆炸，氧含量低于此濃度便不會發(fā)生燃燒或爆炸。理論計算結(jié)果表明，對大多數(shù)石油產(chǎn)物而言，氧含量安全限值為（10～11）%，氧含量低于這個值，即使遇明火也不會發(fā)生爆炸?？刂拼胧?1)合理實施注氣工藝，延長空氣在地層中與原油的接觸反應(yīng)時間，降低氧氣產(chǎn)出機會。（2）注氣井所有對應(yīng)油井采用便攜式氣體檢測儀和氣相色譜儀相結(jié)合的辦法進行含氧監(jiān)測。當(dāng)氧氣