[實(shí)用新型]一種利用微波技術(shù)開(kāi)采天然氣水合物的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420044026.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204186367U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊杰;潘振;馬貴陽(yáng);商麗艷;韋麗娃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/24
• 分類號(hào): E21B43/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天然氣水合物的開(kāi)采方法的裝置，是通過(guò)微波加熱技術(shù)來(lái)開(kāi)采天然氣水合物，屬能源開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

天然氣水合物是近二十年來(lái)海洋和凍土區(qū)域發(fā)現(xiàn)的一種新型潔凈資源。其儲(chǔ)量巨大，是一種很有潛力能源物質(zhì)，其開(kāi)發(fā)利用有重大意義。

目前開(kāi)采方式大體上分為熱力開(kāi)采法、化學(xué)劑開(kāi)采法、降壓開(kāi)采法。但是傳統(tǒng)開(kāi)采方法均有不足之處，既浪費(fèi)能源，又開(kāi)發(fā)困難。針對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)采方法，采用微波加熱開(kāi)采天然氣水合物有著很大的優(yōu)勢(shì)。

天然氣水合物是一種極性物質(zhì)，對(duì)微波有一定的吸收作用(天然氣水合物的介電常數(shù)約為58，略小于冰)。其分解過(guò)程中各組分介電常數(shù)差異造成水合物內(nèi)部溫度顯著差異。

微波加熱分解水合物是多種機(jī)理共同作用的結(jié)果，具體有：加熱作用；造縫作用；非熱效應(yīng)三大作用。加熱作用：由于水合物是極性物質(zhì)，對(duì)微波吸收后能量以熱能的方式散耗在水合物中，從而水合物溫度上升；造縫作用：微波源對(duì)水合物層輻射，由于不同物質(zhì)組分對(duì)微波吸收不同，且在微波作用下溫度變化不同以及熱膨脹系數(shù)不同，這造成很大的熱應(yīng)力，會(huì)使得水合物內(nèi)部產(chǎn)生很多微裂縫，這大大提高了開(kāi)采層滲透率，有利于水合物分解；非熱效應(yīng)作用：當(dāng)微波頻率接近水合物分子固有頻率時(shí)，引起水合物分子強(qiáng)烈共振，引起了天然氣水合物中天然氣分子與水分子結(jié)合的?鍵斷裂，進(jìn)一步促進(jìn)水合物分解。

大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)(李棟梁等，微波對(duì)天然氣水合物形成/分解過(guò)程的影響，科學(xué)通報(bào)，2008年第53卷第24期)表明微波對(duì)天然氣水合物微波功率越大，水合物分解速度越快，但和平均吸收功率并不成線性關(guān)系。當(dāng)溫度過(guò)高，水合物分解出自由水甚至?xí)焕谒衔锓纸馇宜瘯?huì)使天然氣濕度增大，大大減少采出氣體中天然氣的含量。微波加熱初期，水合物溫度上升較慢，原因是水合物內(nèi)部自由水還很少，水合物對(duì)微波吸收能力較弱，此時(shí)表明水合物不具有吸收微波優(yōu)勢(shì)，當(dāng)隨著水合物溫度逐漸升高，內(nèi)部自由水的含量不斷增多，水合物內(nèi)部溫度顯著升高，原因是自由水有利于微波吸收，且自由水優(yōu)先高效吸收微波，使自由水溫度上升，于是加熱水合物，促進(jìn)了水合物的分解。實(shí)驗(yàn)表明是微波先加熱了自由水，水再加熱水合物分解，因此分解出的水吸收微波溫度升高后與微波有協(xié)同作用，共同促進(jìn)水合物的分解。由于是體加熱，其分解效率非常高。

發(fā)明內(nèi)容

本專利提供一種利用微波技術(shù)開(kāi)采天然氣水合物裝置。

裝置分兩部分組成：①天然氣水合物開(kāi)采裝置，主要由：電腦中央控制系統(tǒng)(1)；密封圈(2)；控制線束(3)；微波發(fā)射及控制裝置(4)；②天然氣收集裝置，主要由：浮盤(pán)控制線路(5)；天然氣集氣井(6)；移動(dòng)浮盤(pán)(7)；浮盤(pán)最低位限制銷(xiāo)(8)；天然氣凈化裝置(9)；天然氣儲(chǔ)存裝置(10)組成，其具體連接順序?yàn)椋弘娔X中央控制系統(tǒng)(1)經(jīng)過(guò)密封圈(2)后通過(guò)控制線束(3)來(lái)連接微波發(fā)射及控制裝置(4)；在天然氣集氣井(6)中通過(guò)浮盤(pán)控制線路(5)控制移動(dòng)浮盤(pán)(7)在集氣井中的位置；天然氣?凈化裝置(9)通過(guò)采出天然氣管線后與天然氣儲(chǔ)存裝置(10)相連。

圖2微波發(fā)射及控制裝置即為圖1裝置(4)詳細(xì)結(jié)構(gòu)，其主要由：1#發(fā)射車(chē)控制線路(13)；2#發(fā)射車(chē)控制線路(14)；3#發(fā)射車(chē)控制線路(15)；4#發(fā)射車(chē)控制線路(16)；溫度壓力探測(cè)儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線(17)；浮盤(pán)位置高度控制線(18)；微波發(fā)射車(chē)(19)；微波發(fā)射裝置支架(20)；1#微波發(fā)射車(chē)(21)；2#微波發(fā)射車(chē)(22)；3#微波發(fā)射車(chē)(23)；4#微波發(fā)射車(chē)(24)；溫度壓力探測(cè)儀(25)；攝像頭(26)組成。

附圖說(shuō)明

圖1為一種采用微波技術(shù)開(kāi)采天然氣水合物裝置圖

圖2為微波發(fā)射及控制裝置圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型專利作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：