吳明棟

摘要：一直以來(lái)，能源都是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，因此能源的開采也受到了全球各國(guó)政府和人民的高度關(guān)注。而在油氣資源開發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，液氮壓裂技術(shù)是其中最常見的技術(shù)之一，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)油氣資源開采效率和開采安全性方面有著重要的影響。在該技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，液氮泵車是其中最常見的一種液氮作業(yè)設(shè)備，因此液氮作業(yè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)整個(gè)能源生產(chǎn)體系也有著巨大的影響?；诖?，本文圍繞著液氮作業(yè)展開論述，對(duì)液氮作業(yè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，以供相關(guān)人員參考，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：液氮泵車;技術(shù);國(guó)內(nèi)外;發(fā)展現(xiàn)狀;措施建議

引言

在氣井、油井的開采過(guò)程中，氮?dú)庠谄渲杏兄匾淖饔?，合理的氮?dú)馐褂媚軌蚋影踩⒏咝А⒖旖?、省時(shí)的完成開采。而在實(shí)際的油氣藏開采過(guò)程中，氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)是其中應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)，在該種技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，液氮泵車是其中最關(guān)鍵的設(shè)備，該設(shè)備廣泛的應(yīng)用于石油、煤層氣、頁(yè)巖氣等開采過(guò)程當(dāng)中，并且液氮泵車也常與壓裂泵車、二氧化碳泵車等共同作業(yè)，主要目的是向井內(nèi)注入大量高壓壓裂流體，改善流體比重、穩(wěn)定攜帶支撐劑、增加返排能力、降低地層污染等優(yōu)勢(shì)，從而壓開地層，使其中的油氣從裂縫中流出。就目前來(lái)看，我國(guó)在石油和天然氣開發(fā)過(guò)程中所使用的液氮泵車主要都是由國(guó)外引進(jìn)的產(chǎn)品，而液氮泵車技術(shù)較為復(fù)雜，我國(guó)廠商目前并沒(méi)有能力進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。但由于國(guó)外液氮泵車產(chǎn)品價(jià)格較高，供貨周期較長(zhǎng)，對(duì)我國(guó)能源開采已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的影響，因此我國(guó)相關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)液氮泵車的研究力度，不斷的進(jìn)行科學(xué)研發(fā)，爭(zhēng)取早日突破國(guó)外對(duì)我國(guó)能源開采的限制，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)綜合國(guó)力的提升。

一、液氮泵車

1.1液氮泵車概述

就目前能源開采行業(yè)而言，其中常用的液氮泵車主要由直燃式液氮泵車和熱回收式液氮泵車兩種。目前國(guó)內(nèi)能源行業(yè)主要用的是直燃式液氮泵車，但由于能源開采行業(yè)的不斷發(fā)展，壓裂工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)其開采過(guò)程的安全性要求也越來(lái)越高，對(duì)于一些含有較高量的油氣井而言，直燃式液氮泵車由于需要加熱，其中容易出現(xiàn)爆炸等安全隱患。因此隨著時(shí)代的不斷發(fā)展直燃式液氮泵車也逐步不能滿足我國(guó)油氣開采的需求，而消除明火的加熱方式也更加受到國(guó)內(nèi)油氣開采行業(yè)的追捧。對(duì)此，如今國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)新購(gòu)置的液氮泵車逐步熱衷于熱回收式液氮泵車，而且在國(guó)際天然氣開采行業(yè)當(dāng)中，直燃式液氮泵車也被排除在外，隨著熱回收式液氮泵車技術(shù)的逐步成熟，直燃式液氮泵車也逐步被能源市場(chǎng)專業(yè)化使用。通常情況下，熱回收式液氮泵車主要由牽引卡車、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、用于儲(chǔ)存液氮的儲(chǔ)罐、高壓柱塞泵、液氮蒸發(fā)器及相關(guān)控制裝置和儀器儀表等組成，該種泵車的主要作用是用于現(xiàn)場(chǎng)有可燃?xì)怏w的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)、儲(chǔ)存、將低壓液氮通過(guò)增壓裝置轉(zhuǎn)換為高壓氮?dú)?，并且通過(guò)管道將高壓液氮注入到管道及開采井中，直燃式液氮泵車的主要特點(diǎn)是高壓、大排量、低溫。

1.2液氮泵車的工作原理

由于直燃式液氮泵車已經(jīng)成為了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主要應(yīng)用的設(shè)備，本文便以該種泵車為主，分析其工作原理。

在直燃式液氮泵車工作過(guò)程中，灌注泵首先將儲(chǔ)存在液氮儲(chǔ)罐當(dāng)中的液氮輸送至高壓柱塞泵當(dāng)中，而高壓柱塞泵通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)將液氮打入到液氮蒸發(fā)器當(dāng)中，之后液氮經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器后形成氣態(tài)氮，而后進(jìn)入到高壓管路直至匯聚到井筒當(dāng)中，以此來(lái)完成氮?dú)鈮毫咽┕ぁ?/p>

1.3液氮泵車的作用和應(yīng)用范圍

液氮泵車是一種液氮作業(yè)應(yīng)用的專一型設(shè)備，該種設(shè)備能夠?qū)?chǔ)罐當(dāng)中的液氮通過(guò)泵注設(shè)備等相關(guān)裝置將液氮轉(zhuǎn)換為高壓、具有一定溫度的氣體，而該種氣體能夠滿足油氣開采過(guò)程中的工藝需求。就目前而言，液氮泵車在石油、天然氣的開采過(guò)程中具有的廣泛的應(yīng)用，其中主要應(yīng)用的工藝有氮?dú)鈮毫压に?、氮?dú)怛?qū)替、氮?dú)馀乓?、管線輸送、管線測(cè)試、管線清洗、置換等。

二、液氮泵車國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀

在能源開采行業(yè)當(dāng)中氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)是其中最常見，也是應(yīng)用最安全的一種。而在該種技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中液氮泵車是其中最關(guān)鍵的設(shè)備，由于該設(shè)備的技術(shù)含量較高，相比較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家我國(guó)目前處于初步研究階段，因此液氮泵車在我國(guó)油氣田開采的過(guò)程中應(yīng)用依舊沒(méi)有普及，這嚴(yán)重的影響著我國(guó)能源開采行業(yè)的發(fā)展，這對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)有著惡劣的影響。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)各行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谀茉吹男枨罅恳苍絹?lái)越多，這也對(duì)能源開采企業(yè)提出了新的要求，這也意味著液氮泵車在我國(guó)市場(chǎng)當(dāng)中有著巨大的潛力，對(duì)此相關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大力度對(duì)液氮泵車進(jìn)行研究，以此來(lái)破除英、美等國(guó)對(duì)我國(guó)能源開采行業(yè)的扼制。與國(guó)內(nèi)相比，國(guó)外液氮泵車的研制已經(jīng)經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期，該種設(shè)備的制造過(guò)程也已經(jīng)形成了一套完善系統(tǒng)。在液氮泵車的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，液氮泵是其中最關(guān)鍵的一個(gè)部件，在國(guó)外的ACD公司、Hydra Rig公司、AIRC0公司中均有該種泵體的專利，而我國(guó)在該方面卻依舊處于空白。目前隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在液氮泵車設(shè)備的研發(fā)方面也取得了不小的成績(jī)，但相比較國(guó)外依舊存在著些許不足。從20世紀(jì)80年代美國(guó)的液氮泵車被我國(guó)引進(jìn)后，先后有多家機(jī)械廠開展了液氮泵車的試制，但在實(shí)際的試制過(guò)程中“高壓低溫”的問(wèn)題難以得到有效的解決，隨著時(shí)間的推移，我國(guó)也僅有兩家公司可以生產(chǎn)出用于石油、天然氣開采的液氮泵車，但其相比較國(guó)外設(shè)備，依舊存在著一定的差距。除此之外，國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的液氮泵車所使用的關(guān)鍵零件主要以進(jìn)口為主，自主化程度較低，并且沒(méi)有掌握到液氮泵車的核心技術(shù)，這也使國(guó)內(nèi)液氮泵車制造企業(yè)在國(guó)際上并沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)政府部門已經(jīng)認(rèn)識(shí)到液氮泵車制造方面所存在的不足，并且也逐步開展了相關(guān)科研項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行液氮泵車的研制，希望國(guó)產(chǎn)高精尖液氮泵車能夠早一天到來(lái)。

三、結(jié)語(yǔ)

相比較國(guó)外，我國(guó)在液氮泵車的研制方面依舊處于初步發(fā)展階段，雖然目前已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，但相比較發(fā)達(dá)國(guó)家其中依舊存在著一些差距。在國(guó)內(nèi)液氮泵車的生產(chǎn)過(guò)程中，核心部件依舊需要通過(guò)進(jìn)口的方式來(lái)滿足，這不僅極大的提高了液氮泵車的生產(chǎn)成本，而且很多部件交貨周期較長(zhǎng)，可以說(shuō)液氮泵車核心技術(shù)的缺失也讓歐美發(fā)達(dá)國(guó)家扼制住我國(guó)能源開采行業(yè)的咽喉。對(duì)此，我國(guó)相關(guān)部門和企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大對(duì)液氮泵車的研究和開發(fā)，加大該方面的投入，只有這樣，才能夠滿足當(dāng)前人民日益增長(zhǎng)的能源需求，才能真正的突破國(guó)外公司的壟斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自我的發(fā)展。

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