Затраты на жидкий азот обычно включают плату за аренду насосной установки
Как подсчитано специалистами, при бурении скважин, когда при закачке расход азота составляет менее 14 м/мин или превышает 85 м/мин и требуемое давление закачки превышает 20 МПа, а также когда закачка азота длится менее двух суток, затраты, связанные с использованием жидкого азота могут оказаться ниже по сравнению с затратами на азот, генерируемый волоконно-мембранной установкой.
Затраты на жидкий азот обычно включают плату за аренду насосной установки, автоцистерны, транспортные расходы, плату за обслуживание и стоимость самого азота. В свою очередь, затраты на азот, генерируемый волоконно-мембранной установкой, включают плату за аренду установки и воздушно-компрессорного оборудования, стоимость дизельного топлива для компрессоров, транспортные расходы и плату за обслуживание волоконно-мембранной установки и компрессорного оборудования.
Мембраны волоконно-мембранной установки изготавливаются из специального полимерного материала, заполняемого в полые волокна микроскопического диаметра. Волокна имеют круглое поперечное сечение и настолько малы, что несколько волокон буквально могут пройти через игольное ушко. Благодаря столь малым размерам волокон обеспечивается огромная площадь поверхности, позволяющая сепарировать большие объемы азота.
Сжатый воздух подается к установке, где сначала фильтруется для отделения твердых частиц и частиц воды и масел размерами до 0,1 мкм. Затем очищенный сжатый воздух при давлении 0,8-2,4 МПа поступает во впускное отверстие установки и прогоняется через систему волокон (модулей). Молекулы кислорода и водяных паров проникают через стенки мембран волокон и выпускаются в атмосферу, а азот концентрируется внутри волокон и отводится в сборник на выходе установки.
Мембраны из полых волокон обеспечивают получение азота чистотой до 99,9%. Выход азота из мембран обратно пропорционален его чистоте. В большинстве случаев бурения в условиях депрессии, когда достаточна степень чистоты азота 92-95%, кпд волоконно-мембранной установки обычно составляет 50-67%, в зависимости от эффективности работы используемого оборудования.
Сжатый воздух в волоконно-мембранную установку подается от одного или двух первичных компрессоров при давлении от 0,7 до 2,4 МПа. Подача азота на прием дожимного компрессора (бустера) осуществляется при перепаде давления 0,14-0,28 МПа. Дожимной компрессор доводит давление азота до уровня, необходимого для его закачки в бурильную
колонну.