نظام النيتروجين PSA في صناعة النفط والغاز

التطبيقات الرئيسية والتفاصيل التقنية

1. تعبئة خزانات الأنابيب وعزلها:
هذا هو جوهر السلامة في صناعة النفط والغاز. يتم تزويد غاز النيتروجين بضغط منخفض بشكل مستمر ليشكّل "غطاءً" في المساحة العلوية للخزانات التي تخزن فيها النفط الخام، والغاز الطبيعي المسال، والوقود المكرر، أو الهيدروكربونات القابلة للاشتعال الأخرى. ويتم بذلك الحفاظ على تركيز الأكسجين أدنى من الحد الأدنى لقابلية الاشتعال (LEL) كما يمنع تدهور المنتج نتيجة الأكسدة، مما يلغي بشكل جذري الظروف المؤدية لحدوث حرائق أو انفجارات.

2. تنظيف الأنابيب وتدفقها واختبارها:
قبل التشغيل، أثناء الصيانة، أو عند تبديل المنتجات، يجب تنظيف خطوط الأنابيب الطويلة باستخدام كميات كبيرة من النيتروجين الجاف لـ إزاحة الهواء بشكل آمن ، أو الرطوبة، أو الغازات الخطرة المتبقية. بالنسبة لعمليات "تنظيف الأنابيب باستخدام الفِرَس (Pigging)", يعتبر النيتروجين عالي الضغط الوسيط المثالي لتحريك الفِرس (Pig). كما أن استخدام النيتروجين الخامل لاختبار الضغط النهائي أكثر أمانًا بكثير من استخدام الهواء.

3. تعزيز استرداد النفط (EOR) وخدمات الآبار:
في العمليات المنبعية (Upstream)، يُعد ضخ النيتروجين عالي الضغط في الخزان طريقة حيوية للحفاظ على ضغط الخزان أو زيادته وتقليل لزوجة النفط الخام، وبذلك يزيد بشكل كبير من معدلات الاسترداد . ويُستخدم النيتروجين أيضًا على نطاق واسع للتحكم في الضغط واختبار المعدات خلال عمليات الحفر، والأسمنت، وخدمات إعادة تأهيل الآبار.

4. تطبيقات المنصات البحرية:
تُعتبر المنصات البحرية بيئة التشغيل الأكثر طلبًا. ويتم استخدام النيتروجين هنا لجميع أغراض العزل والتنظيف وتشغيل الأجهزة. ويجب تصميم الأنظمة لتكون مدمجة للغاية، ومقاومة بشكل كبير للتآكل (في البيئات المعرضة للرش الملحي)، وقادرة على العمل بشكل موثوق لفترة طويلة دون تشغيل بشري.

الاعتبارات التقنية الرئيسية لقطاع النفط والغاز

بالنسبة لقطاع النفط والغاز، فإن نظام النيتروجين ليس مجرد معدات إنتاج؛ بل هو بنية تحتية حيوية تحمي مليارات الدولارات من الأصول والأشخاص. ولذلك، يتطلب اختيار الحل التركيز على المعايير التقنية التالية التي لا تتسامح مع أي تهاون:

1. الموثوقية المطلقة والتصميم الاحتياطي:
في المواقع النائية أو البحرية، فإن أي توقف في التشغيل يُعد كارثيًا. يجب أن توفر الحلول من الطراز الأوّل أكثر من 99.9٪ توفرًا . وعادةً ما يتحقق ذلك من خلال تصميم مزدوج (أو متعدد) احتياطي ، ووصلات طاقة احتياطية (على سبيل المثال، الاتصال بمولدات ديزل)، ومكونات أساسية متينة للغاية، مما يضمن استمرار إمداد النيتروجين الوقائي دون انقطاع، حتى في حالة حدوث عطل في نقطة واحدة أو فقدان الطاقة الرئيسية.

2. المتانة في البيئات القاسية:
من حر الصحراء في الشرق الأوسط إلى رذاذ الملح في بحر الشمال، يجب أن تتحمل معدات النفط والغاز تحديات قاسية. تستخدم الحلول الرائدة غالبًا تصميمات متينة وسهلة النقل إما مُعبأة في حاويات أو مثبتة على منصات قوية . يجب أن تكون جميع الأنابيب والصمامات والمكونات الكهربائية مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ومُصنَّفة لتعمل ضمن نطاق درجة حرارة تشغيل واسع وتصنيفات عالية لحماية المعدات من الدخول (IP).

3. شهادة الأمان والالتزام الصارمة:
في أي بيئة قد تحتوي على غازات قابلة للانفجار، يجب أن تتوافق جميع المعدات مع أكثر معايير السلامة صرامة. يجب أن يكون الحل الاحترافي قادرًا على توفير نظام مضاد للانفجار مُتوافق تمامًا مع معايير ATEX (في أوروبا) و/أو ISO (المعايير الدولية) , بما في ذلك المحركات المعتمدة المقاومة للانفجارات وخزائن التحكم الكهربائية والمستشعرات.