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　　溫度、壓力和惰性氣體等因素都對爆炸極限和氧含量產(chǎn)生不同程度的影響。根據(jù)它們的不同影響，可通過加入惰性氣體減少反應中氧濃度，或者是降壓、降溫等辦法以縮小爆炸極限范圍，降低氧濃度，從而將其控制在爆炸范圍之外。

　　在可燃性混合氣體中，當加入惰性氣體，如氮氣，混合氣體中的氧含量相對減小，會有效縮小爆炸極限范圍，使爆炸下限有少量上移，爆炸上限卻下移許多。爆炸范圍最終聚為一點，該點則為爆炸臨界點，該點對應的氧含量即為最低臨界氧含量。如果加入的惰性氣體能使可燃性氣體的氧濃度在最低臨界氧含量以下，無論可燃性氣體與惰性氣體含量發(fā)生任何變化，也不會發(fā)生爆炸。要控制爆炸的發(fā)生，將可燃氣體控制在爆炸范圍以外或者氧含量低于臨界氧含量的最低值即安全氧含量是最安全的方法。

　　從經(jīng)濟、作業(yè)因素的具體條件而論，無法控制可燃氣體的濃度和爆炸范圍，所以只能將氧含量控制在安全氧含量以下，并適當附加一定的安全系數(shù)。

　　油田各個油井的平均溫度在90℃左右，生產(chǎn)井中環(huán)空管一般處于放空狀態(tài)，壓力在1MPa左右，所以取與工況條件相似的一組數(shù)據(jù)分析作圖(見表3、圖4、圖5)，可以直觀地看出：

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　　1)甲烷隨著氮氣量的增加，氧體積分數(shù)逐漸下降，爆炸極限范圍迅速縮小，其中下限升高幅度不大，而上限急劇下降；

　　2)在氮氣量增加到一定比例時，爆炸范圍會聚為一點，超過此點混合氣體即退出爆炸范圍，此點為爆炸臨界點；

　　3)對應的氧含量也集中到一點，為最低臨界氧含量；

　　4)可見增加氮氣量除了氮氣的惰化作用，主要是減小了混合氣體中的氧含量，導致爆炸極限發(fā)生變化。當?shù)獨?甲烷大于6時進入不爆范圍。

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　　從圖中可以明顯看出，在整個爆炸范圍內(nèi)，氧含量對爆炸下限影響較小，而對上限影響卻很大。隨著氮氣比例的增大，下限附近的氧含量相對上限附近的氧含量下降較快，而甲烷爆炸上限卻下降更快，下限變化不大。

　　分析可知：在下限附近，氧始終處于過剩狀態(tài)，爆炸與否主要是在于可燃氣體的含量大小，由于過量空氣或其他氣體的冷卻作用，阻止了火焰的蔓延和反應的進一步發(fā)生，因此，即使增加或減少氧氣，下限也不會有明顯變化。

　　在上限附近，可燃性混合氣體存在發(fā)生爆炸時所需的最大氧含量，上限值所對應的氧含量即是其時所需的最小氧含量，二者之間是此消彼長的關系，若上限值增大，所需要的最小氧含量減小，反之最小氧含量增大。

　　臨界氧濃度與爆炸極限成正比關系，若氧含量低于上限對應的臨界氧濃度，上限值也會迅速減小直至臨界可燃濃度；反之若加大氧氣比例至純氧環(huán)境，上限還會繼續(xù)增大，直至純氧環(huán)境中的上限值。

　　在爆炸范圍內(nèi)，可燃物每一濃度都對應惟一的臨界氧濃度，因此，可運用數(shù)值分析原理根據(jù)所給定的部分數(shù)據(jù)擬合出相應的規(guī)律函數(shù)。筆者選取最接近工況條件的一組數(shù)據(jù)來擬合出4次函數(shù)：

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　　其對應模擬圖形如圖6所示。這樣對可燃氣爆炸范圍內(nèi)不同濃度所對應的臨界氧濃度都可以從理論上估算出。

　　3結(jié)論

　　1)用甲烷替代天然氣或采出氣來做實驗，取得的實驗結(jié)果，還必須從安全的角度出發(fā)，考慮一些特殊情況或意外因素導致的危險有害因素的影響后，在實驗數(shù)據(jù)的基礎上加以一定的安全系數(shù)才可以應用于實際生產(chǎn)中。

　　2)通過實驗可以看出，該項研究中測得的臨界氧含量的最小值(12.35%)大于目前公認的理論臨界氧含量的最小值(10%)。

　　3)由于現(xiàn)場條件的復雜性及安全控制的要求，通過分析研究在注空氣過程中外界因素對油氣混合物爆炸的影響，建議將實驗值乘以一定的安全系數(shù)，提出現(xiàn)場安全氧含量的監(jiān)測標準為8%，其參考范圍為5%～8%。即當監(jiān)測到生產(chǎn)井內(nèi)氧氣濃度超過5%時，應啟動安全預警措施；當氧氣濃度達到8%時，油井關井，注入井停注。關井一段時間后，連續(xù)加密取樣監(jiān)測氧氣的含量，當氧氣濃度小于5%時，油井恢復生產(chǎn)，當氧氣濃度小于3%時，注入井恢復注空氣、空氣泡沫或注水等措施。