مولد نيتروجين غشائي مُعبأ في حاوية

مولد نيتروجين غشائي منخفض التكلفة في حاويات لصناعة النفط والغاز: حل آمن وفعال لإمداد النيتروجين في الموقع.

يوفر نظام الفصل الغشائي طريقة بسيطة ومنخفضة الصيانة واقتصادية لإنتاج النيتروجين. عدد قليل من الأجزاء المتحركة وعبء صيانة منخفض. تصميم هندسي متكامل لمكونات الأفلام القياسية، تركيب سريع، تشغيل بسيط. جودة منتجات النيتروجين مستقرة وموثوقة. يمكن زيادة قدرة إنتاج النيتروجين. منتج نظيف بالنيتروجين، نقطة ندى منخفضة.

أولاً: الطلب على النيتروجين في صناعة النفط والغاز

في العملية الكاملة لاستكشاف وتطوير وتخزين ونقل وتشغيل النفط والغاز، يُعد النيتروجين أحد الوسائط الأساسية لضمان إنتاج آمن ومستقر:

• التخميل الآمن: توجد العديد من المواد القابلة للاشتعال، مثل النفط الخام والغاز الطبيعي، في بيئات عمليات النفط والغاز. يؤدي اختلاطها بالهواء إلى تكوين مخاليط متفجرة. وباعتباره غازًا خاملًا، يمكن للنيتروجين أن يقلل بشكل فعال من محتوى الأكسجين ويتجنب مخاطر الانفجار.

• دعم العمليات: تتطلب روابط العمليات مثل تنظيف وتطهير خطوط الأنابيب/الخزانات، وتهوية سائل الحفر، وحماية مساحة عمليات الصيانة، غازًا جافًا وخاليًا من الشوائب كوسيط.

ثانياً: نظرة عامة على المنتج

هذا الجهاز عبارة عن نظام متكامل لتوليد النيتروجين باستخدام الأغشية، مصمم خصيصًا لقطاع النفط والغاز. يعتمد على تقنية فصل الأغشية بالألياف المجوفة، ويضم وحدات وظيفية متكاملة، مثل المعالجة المسبقة للهواء المضغوط، وفصل الأغشية، وتخزين النيتروجين، والتحكم الذكي، كل ذلك في حاوية قياسية بطول 20/40 قدمًا. يتميز الجهاز بسهولة النقل والتركيب والاستخدام، حيث يمكن نقله مباشرةً إلى مواقع عمليات النفط والغاز (رؤوس الآبار، ومزارع الخزانات، ومواقع إنشاء خطوط الأنابيب، وغيرها)، ويمكن تشغيله بمجرد توصيله بخطوط الأنابيب ومصادر الطاقة. يوفر الجهاز نيتروجينًا بثبات ونقاء يتراوح بين 95% و99.9%، ما يجعله متوافقًا تمامًا مع متطلبات السلامة والعمليات المختلفة في قطاع النفط والغاز.

ثالثًا: الميزات الأساسية للمنتج

1. نظام الفصل الغشائي: طريقة بسيطة، قليلة الصيانة، واقتصادية لتوليد النيتروجين

يتم اعتماد وحدات أغشية الألياف المجوفة عالية الجودة لتحقيق فصل الهواء بناءً على الفرق في معدلات نفاذية الغشاء لجزيئات الغاز المختلفة: بعد المعالجة المسبقة، يدخل الهواء المضغوط إلى وحدات الغشاء، وتتخلل الجزيئات الصغيرة مثل الأكسجين وبخار الماء بسرعة ويتم تصريفها، وتتراكم جزيئات النيتروجين في نيتروجين عالي النقاء.

بالمقارنة مع التقنيات التقليدية، تتمثل مزاياها فيما يلي:

• بنية بسيطة للغاية: لا توجد أجزاء قابلة للتآكل مثل صمامات التبديل وأبراج امتصاص النيتروجين في عملية امتزاز الضغط المتأرجح، ولا توجد روابط تفاعل كيميائي، ولا يوجد تآكل ميكانيكي أثناء التشغيل.

• استهلاك منخفض للطاقة: يعتمد توليد النيتروجين فقط على استهلاك الطاقة لضغط الهواء الأولي، ولا يتطلب أي استهلاك إضافي للطاقة للفصل اللاحق. تكلفة التشغيل على المدى الطويل أقل بنسبة 20-30% من تكلفة توليد النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتأرجح (إعلان الخدمة العامة).

• عمر خدمة طويل: يبلغ عمر الخدمة المصمم لوحدة الغشاء 5-8 سنوات (في ظل ظروف العمل العادية)، ولا يلزم استبدال المكونات الأساسية بشكل متكرر، مما يقلل من تكاليف الصيانة.

2. عدد قليل من الأجزاء المعرضة للتآكل + عبء صيانة منخفض: التكيف مع متطلبات التشغيل الخفيف في مواقع النفط والغاز

بهدف مراعاة خصائص محدودية عدد الأفراد وسهولة الصيانة في مواقع النفط والغاز، يعتمد الجهاز تصميمًا ذا أجزاء متحركة قليلة وموثوقية عالية:

• مكونات أساسية لا تحتاج إلى صيانة: وحدات الغشاء، وخزانات النيتروجين العازلة، والمكونات الثابتة الأخرى لا تتعرض لخطر التآكل التشغيلي.

• متانة عالية للمكونات المساعدة: تعتمد المرشحات وصمامات التنظيم والمكونات الأخرى على مواد مقاومة للتآكل من الدرجة الصناعية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 304، بمعدل فشل أقل من 0.5٪ سنويًا.

• صيانة يومية بسيطة للغاية: لا يلزم سوى استبدال عنصر فلتر الهواء كل ثلاثة أشهر (ويمكن إنجاز ذلك في غضون 5-10 دقائق). ولا يتطلب الأمر سوى فحص يومي لمعايير الضغط ودرجة الحرارة، ولا حاجة إلى فريق صيانة متخصص في الموقع.

3. تصميم تكامل وحدة الغشاء القياسية: تركيب سريع وتشغيل بسيط

تعتمد المعدات على أسلوب التصنيع المسبق في المصنع بالإضافة إلى دمجها في الحاويات. جميع المكونات مُجمّعة ومُشغّلة ومُختَبَرة بالكامل قبل مغادرة المصنع. لا يتطلب النشر في الموقع سوى 3 خطوات:

• قم بالتوصيل بمصدر هواء مضغوط خارجي (يلزم فقط توصيل الطاقة عند دمج ضاغط الهواء كمجموعة كاملة).

• قم بتوصيل خط أنابيب إخراج النيتروجين بنقطة التشغيل.

• قم بتشغيل الطاقة وابدأ تشغيل نظام التحكم.

تستغرق دورة التركيب بأكملها 48 ساعة أو أقل، وهو وقت أسرع بكثير من تركيب المعدات التقليدية في الموقع (15-30 يومًا). يعتمد نظام التحكم على واجهة شاشة لمس وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) سهلة الاستخدام، مع الاحتفاظ فقط بالوظائف الأساسية مثل بدء التشغيل والإيقاف وعرض المعلمات. يمكن للمشغلين في الموقع العمل بشكل مستقل بعد ساعة واحدة من التدريب.

4. جودة النيتروجين: مستقر، موثوق، نظيف، ونقطة ندى منخفضة

يُعد فصل الأغشية عملية فيزيائية، وتتأثر مؤشرات غاز المنتج بشكل طفيف بتقلبات ظروف العمل:

1. نقاء مستقر: يمكنه إنتاج النيتروجين بثبات بنقاء يتراوح بين 95٪ و 99.9٪ (قابل للتخصيص حسب الطلب)، مما يلبي متطلبات تخميل النفط والغاز (محتوى الأكسجين <5٪)، والتطهير، وغيرها من السيناريوهات.

2. ضمان انخفاض نقطة الندى: نقطة الندى القياسية للنيتروجين المنتج هي ≤-40 درجة مئوية (اختياري ≤-60 درجة مئوية)، مما يمنع تمامًا التآكل الناتج عن دخول الرطوبة إلى الأنابيب/الخزانات.

3. نظافة عالية: بعد الترشيح الدقيق متعدد المراحل (دقة 1 ميكرومتر)، يكون النيتروجين خاليًا من الزيت والجسيمات، ويتوافق مع معيار واجهة برمجة التطبيقات (API) 551 ومواصفات النظافة المتوسطة الأخرى لصناعة النفط والغاز.

5. توسيع الطاقة الإنتاجية بمرونة: التكيف مع متطلبات المشاريع المتغيرة

يعتمد الجهاز على تصميم وحدة غشائية معيارية:

تبلغ سعة معدات حاوية واحدة بطول 20 قدمًا 50-200 متر مكعب قياسي/ساعة. في حال زيادة الطلب على المشروع، يمكن توسيع السعة عن طريق زيادة عدد وحدات الأغشية في الحاوية أو توصيل عدة معدات بالتوازي (على سبيل المثال، يمكن لوحدتين موصولتين بالتوازي تحقيق سعة 400 متر مكعب قياسي/ساعة).

• لا يتطلب تعديل السعة استبدال النظام الأساسي، مما يسمح بالتكيف مع خصائص عمليات "short-شرط والتوسع التدريجي للسعة " لمشاريع النفط والغاز، وتجنب الهدر الناتج عن خمول المعدات أو عدم كفاية السعة.

6. التصميم المُعبأ في حاويات: التكيف مع سهولة التنقل والبيئات القاسية لمواقع النفط والغاز

• سهولة النقل: بفضل استخدام حاويات قياسية بطول 20/40 قدمًا، يمكن نقلها مباشرة إلى حقول النفط النائية عن طريق البر والسكك الحديدية دون الحاجة إلى أدوات خاصة.

• تحمل بيئي قوي: تم تجهيز الحاوية بتصميم مقاوم للانفجار من نوع السابق d IIB T4، ومستوى حماية IP54، وطبقة عازلة حرارية، مما يسمح لها بالتكيف مع بيئات التشغيل القاسية مثل الصحاري (درجة حرارة عالية تصل إلى 50 درجة مئوية) والمناطق الباردة (درجة حرارة منخفضة تصل إلى -30 درجة مئوية).

• الإدارة الذكية عن بعد: يدعم نظام التحكم نقل البيانات عن بعد (اختياري)، ويمكن للخلفية عرض المعلمات في الوقت الفعلي مثل الضغط ومعدل التدفق والنقاء، مما يحقق الإدارة بدون تدخل.

رابعاً: سيناريوهات التطبيق النموذجية لمولدات النيتروجين الغشائية المعبأة في حاويات في صناعة النفط والغاز

1. عمليات الحفر: تهوية سائل الحفر وخمول جدار البئر

في عمليات الحفر تحت ضغط منخفض، يُضخ النيتروجين في سائل الحفر لتقليل كثافته وتجنب تكسير المكمن. وفي الوقت نفسه، يحتاج النفط والغاز المتسربان من البئر إلى معالجة بالنيتروجين لمنع الانفجار. يمكن تركيب هذه المعدات بجوار منصة الحفر، وتتحرك مع موضع رأس الحفر، لتوفير النيتروجين بثبات عند نقطة ندى منخفضة، مما يضمن سلامة الحفر وحماية المكمن.

2. خزانات تخزين النفط والغاز: إحكام الإغلاق وإزاحة الغاز الخامل

أثناء عمليات تحميل وتفريغ وتخزين النفط الخام/الغاز الطبيعي في الخزانات، يكون الغاز القابل للاشتعال داخل الخزان عرضةً لتكوين منطقة انفجار عند اختلاطه بالهواء. لذا، يلزم حقن النيتروجين بشكل مستمر للحفاظ على نسبة الأكسجين أقل من 5%. يمكن تركيب هذا الجهاز بالقرب من مجمع الخزانات، حيث يوفر النيتروجين بشكل متواصل على مدار الساعة دون الحاجة إلى خطوط أنابيب طويلة. كما أن سهولة صيانته تقلل من عبء عمليات الفحص في مجمع الخزانات.

3. إنشاء خطوط الأنابيب: التنظيف والتجفيف

بالنسبة لخطوط أنابيب النفط والغاز التي تم إنشاؤها أو صيانتها حديثًا، من الضروري إزالة الهواء والرطوبة والشوائب منها. يتميز هذا الجهاز باستخدام النيتروجين عالي النقاء ومنخفض نقطة الندى، مما يُمكّنه من إزاحة الهواء من الأنابيب بكفاءة وتجفيف جدارها الداخلي. كما يتيح تصميمه المُعبأ في حاويات نقله مع قسم الإنشاء، مُتكيفًا مع متطلبات التنظيف المرحلية لخطوط الأنابيب الطويلة، ومُحسّنًا كفاءة الإنشاء بأكثر من 30%.

4. عمليات إعادة تأهيل الآبار: إجراءات السلامة في حالات الطوارئ

أثناء عمليات الصيانة، يتسرب النفط والغاز المتبقيان في البئر إلى منطقة العمل، مما يستدعي تعقيمها بالنيتروجين. يمكن نقل هذه المعدات بسرعة إلى الموقع ونشرها خلال 48 ساعة، مما يضمن التنفيذ الآمن للمشاريع الحساسة للوقت، مثل عمليات الصيانة الطارئة.

خامساً: القيمة المقدمة للعملاء

من خلال التصميم المبتكر لتقنية فصل الأغشية " + تكامل الحاويات "، يوفر هذا الجهاز حلاً أكثر أمانًا واقتصادية ومرونة لإمدادات النيتروجين لصناعة النفط والغاز:

• خفض التكاليف: تكلفة التشغيل على المدى الطويل أقل بنسبة 40٪ - 60٪ من تكلفة نقل النيتروجين السائل وأقل بنسبة 20٪ - 30٪ من تكلفة توليد النيتروجين بتقنية امتزاز الضغط المتأرجح (إعلان الخدمة العامة).

• تحسين الكفاءة: يتم تقصير دورة النشر بنسبة 80٪، مما يسمح بالتكيف مع سيناريوهات التشغيل المتنقلة وتحسين كفاءة تقدم المشروع.

• السلامة: تعمل نقطة الندى المنخفضة المستقرة والنيتروجين عالي النقاء على تقليل مخاطر الانفجار والتآكل، بما يتوافق مع مواصفات السلامة الصناعية.

• إدارة مبسطة: ميزات الصيانة المنخفضة وسهولة التشغيل تقلل من تدريب الموظفين في الموقع وعبء العمل المتعلق بإدارة المعدات.