[實(shí)用新型]一種油頁巖地下原位電加熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521007560.6
• 申請日: 2015-12-08
• 公開（公告）號: CN205172523U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭威;孫中瑾;李強(qiáng);鄧孫華;呂士東;周科
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: E21B36/04
• 分類號: E21B36/04
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及到油頁巖開采領(lǐng)域，使用電能對油頁巖地下直接加熱的一 種加熱器。

背景技術(shù)

油頁巖干餾可分為地表干餾和地下干餾開采兩種方式。目前都是利用地表 干餾的方式開采，如愛沙尼亞的Galoter和Kiviter干餾器、我國撫順的立式干 餾裝置等。它們都需要將油頁巖開采到地面，開采成本高，而且產(chǎn)生大量的 有害氣體，剩余礦渣，占地多，對環(huán)境污染大。

地下干餾也稱為原位開采。是未來油頁巖加熱開采的主流方式，是將地下 油頁巖直接地下干餾轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的油氣通過生產(chǎn)井導(dǎo)出地面的開采工藝過程， 具有能量利用率高、不需要進(jìn)行采礦和建設(shè)大型的尾氣處理設(shè)施,而且可開發(fā) 深層、高厚度的油頁巖資源,具有產(chǎn)品質(zhì)量好、采油率高、占地面積少和環(huán)保 等優(yōu)點(diǎn)。油頁巖地下原位加熱處理方式有：采取電加熱方式，如殼牌公司的 ICP技術(shù)；采取原位燃燒加熱技術(shù)，如美國埃克森美孚提出采用注入烴類物質(zhì) 作為循環(huán)流體的地下加熱方式；采取流體對流加熱方式，如雪弗龍的Crush技 術(shù)；輻射加熱方式，如美國雷神公司的RF/CF技術(shù)。

本實(shí)用新型采用的是電加熱方式，將通入地下的氣體在目標(biāo)層進(jìn)行加熱， 使用加熱氣體對井下目標(biāo)油頁巖地層進(jìn)行原位加熱開采。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種新型油頁巖地下加熱裝置加熱器，可以解決油頁巖地 面注熱加熱方式的熱能利用率低、加熱設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴、維護(hù)困難 等問題。相對其他類型油頁巖地下地下加熱器，本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、 溫度控制工藝簡單等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型包括電加熱系統(tǒng)、溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)、真空保溫系統(tǒng)和加熱 器殼體組成；

電加熱系統(tǒng)包過電加熱管、折流板、接線柱、接線腔、高壓電纜和絕緣墊 層組成，電加熱系統(tǒng)位于加熱器內(nèi)部；電加熱管固定在折流板和絕緣墊層上， 通電后可以快速升溫有效加熱氣體；折流板固定在腔外殼的內(nèi)壁和中心管上， 用來改變氣流運(yùn)行方向使氣流與電加熱管充分接觸換熱，增加換熱效率；接 線腔位于絕緣墊層的上部，高壓線纜從接線柱13上接入，絕緣層還具有隔熱 效果避免接線腔內(nèi)溫度過高，高壓電纜具有耐高溫特點(diǎn)，可以抵抗加熱器產(chǎn) 生的高溫不被破壞。

溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)有測溫計(jì)、測溫計(jì)導(dǎo)線、溫控表、繼電器控制線、繼 電器、單向閥和中心管等組成，測溫計(jì)位于中心管底端和單向閥的頂部，可 以時時檢測加熱后氣體的溫度，若溫度高于設(shè)定溫度范圍值，測溫控表發(fā)出 停止供電的指令，暫時停止對加熱器供電，若溫度低于設(shè)定溫度范圍值，則 開啟加熱器油對頁巖地層加熱；測溫計(jì)導(dǎo)線位于中心管內(nèi)壁和加熱器外部部 分，中心管內(nèi)壁有絕熱層，可以建設(shè)高溫對導(dǎo)線的熱損壞，溫控表、繼電器 控制線和繼電器位于地表，可以用來觀測加熱溫度和控制加熱器的工作，單 向閥位于加熱器底端，具有耐高溫，氣流單項(xiàng)流通特性；中心管位于加熱器 中心；測溫計(jì)線纜經(jīng)過加熱器中心，具有耐高溫的特點(diǎn)，抵抗高溫對線纜的 損壞；

真空保溫系統(tǒng)真空保溫系統(tǒng)包括真空閥芯、螺釘、真空室和溫度補(bǔ)償器， 真空閥芯、螺釘位于加熱器上部外殼中，可以控制真空室的真空度，真空室 位于加熱器殼體的內(nèi)外壁之間，可以有效的分隔加熱器內(nèi)外壁的溫度傳遞； 溫度補(bǔ)償器與外殼外壁相連，可以用來避免溫度應(yīng)力對加熱器殼體的影響。

加熱器殼體包括外殼、螺栓和密封墊等。

本實(shí)用新型的工作原理和過程：

本實(shí)用新型工作時，開動空氣壓縮機(jī)，壓縮氣體經(jīng)管路從A口進(jìn)入加熱器 中，開啟加熱器，氣體與加熱器內(nèi)部電加熱管對流換熱，擾流板改變氣流的 流通方向使氣流與加熱管進(jìn)行充分接觸被加熱，加熱后的氣體溫度被加熱器 內(nèi)腔底部的測溫計(jì)測得，反饋給溫控表，通過溫控表的間斷性對加熱器供電， 使加熱器出口的氣體保持在450℃～500℃之間，時時控制加熱氣體溫度，加 熱后的氣體經(jīng)過單向閥后出口B流入對油頁巖地層進(jìn)行加熱開采。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)、制造工藝簡單，成本低；使用電能，電能是綠色能源， 不會對環(huán)境產(chǎn)生污染；在目標(biāo)層進(jìn)行加熱，沒有管路送熱損失，能量利用率 高；操控工藝簡單，通過測溫計(jì)可對加熱溫度準(zhǔn)確測量反饋給溫控表，加熱 溫度可控性大且準(zhǔn)確；設(shè)備位于地下，地面設(shè)施少，占地面積少；還可用于 開發(fā)深層的油頁巖資源。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)原理圖。