[實用新型]一種用于海底可燃冰開采的電磁加熱裝置

有效

• 申請號: 201920219021.0
• 申請日: 2019-02-20
• 公開（公告）號: CN210598929U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 徐濤;楊胡坤;王海洪
• 申請（專利權）人: 安徽物迅科技有限公司;安徽四建控股集團有限公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/24
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

一種用于海底可燃冰開采的電磁加熱裝置，屬于海底可燃冰開采領域的加熱工具，主要由油管接箍、發熱基管、護罩浮動支撐、護罩、發熱線盤電纜接插座、電磁加熱器機頭、偏心油管螺紋接頭、灌注環氧膠、底層隔熱石棉、發熱線盤、頂層保護石棉組成。其加熱原理為在發熱線盤上輸入高壓20kHz~40kHz交流電，在發熱基管上形成加熱渦流導致基管發熱，達到加熱流經基管流體的目的。

技術領域：

本發明屬于海底可燃冰開采技術領域，尤其是涉及一種利用電磁加熱方式開采海底可燃冰的裝置，適用海底可燃冰水合物降壓法開采中防止二次水合物生成，便于海底可燃冰水合物通過電泵舉升到井口的工具。

背景技術：

隨著石油資源、煤炭資源的不斷開采，傳統礦產能源在不斷枯竭。我國海域面積遼闊，海底可燃冰資源豐富，為我國解決傳統能源的短缺現象提供了廣闊的開發前景。可燃冰能源潔凈，其排放物僅為水和二氧化碳，世界發達國家無一不重視可燃冰的開采，其開采技術處于領先地位。自2017年5月10日，我國在南海北部神狐海域可燃冰試采成功，使得我國可燃冰開采技術步入世界領先行列。

[專利申請號201810346002.4]說明，在可燃冰開采技術中主要有降壓法、熱激法和化學抑制劑法。顯然化學抑制法中化學試劑成本高并容易引起地層污染；熱激法能源耗費大對地層調溫精度低。由于降壓法易于實現，目前我國在可燃冰試采過程中采用降壓法。

降壓法在開采過程中，當地層可燃冰液化進入井筒后，隨著井筒壓力的增大，可燃冰將可能再次形成二次水合物，對電泵舉升水合物產生不利影響。當采用傳統的空心桿電加熱或伴熱電纜加熱時，易引起可燃冰氣化而嚴重影響電泵工作性能。因此在電泵入口處對水合物進行可控加熱是解決海底可燃冰開采的技術關鍵；

[專利申請號201710027757]提出了一種電磁感應分解天然氣水合物的實驗室科研儀器。由于井眼空間狹小，氣液舉升排量大，其裝置或方法難以應用于海底可燃冰開采領域。

本申請實用新型專利，空間結構緊湊，可根據井眼孔徑大小及流道面積進行調整。工業電磁加熱技術表明，電磁加熱技術熱轉換效率高，熱轉換效率可達 95％以上，其電能轉換的熱量僅對流經流道中的水合物進行加熱，不向地層擴散，熱損失小，節能優勢明顯。而且，結合地面控制系統(相關知識產權另行申請)，其加熱段溫度可控，可根據需要，可以安裝在井底需要加熱的任何井段。

綜上所述，本申請實用新型專利，解決了傳統井底加熱的不足、節能優勢明顯、為解決海底可燃冰開采提供了一種新的裝置和方法。

發明內容：

本發明旨在解決海底可燃冰層(19)采用降壓法開采過程中，當海底可燃冰水合物進入井筒后，由于壓力升高再次形成二次水合物的問題。同時避免傳統井底電加熱技術易造成可燃冰的氣化而形成游離氣對電泵(17)造成工作性能影響的問題。

根據這一海底可燃冰開采的實際問題，本發明提出了一種用于海底可燃冰開采的電磁加熱裝置。當采用降壓法把海底可燃冰水合物吸入井筒時，由于井筒壓力的升高，為可燃冰再次形成固態提供了可能，造成井壁二次水合物的生成而堵塞井眼，通過即時對井筒內水合物進行加熱，使其始終保持液態，便于電泵舉升。通過在發熱基管(2)上纏繞利茲線圈，通以20kHz～40kHz交流電流，利用集膚效應原理，在加熱基管上將產生渦流，從而產生熱量，達到加熱發熱基管(2) 內水合物的目的。結合地面控制系統可實現對水合物溫升的精確控制，實現海底可燃冰水合物經過電泵(17)舉升，流經井筒(15)的連續舉升。