[發(fā)明專利]一種微波加熱的集成控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011300791.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112459749A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寇貝貝;李博;陳靚;李彬;李晶;盧秋平
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/24
• 代理公司: 北京銘本天律師事務(wù)所 11909
• 代理人: 宋松

本發(fā)明涉及天然氣水合物微波加熱的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微波加熱的集成控制系統(tǒng)及方法，其有效提高了天然氣水合物開采過程中的單井產(chǎn)量，提高了產(chǎn)量的平穩(wěn)性；包括：將微波工具安放于井底；確定水合物中可傳輸微波的最優(yōu)頻段；對微波發(fā)生器的微波管和微波管電源進行優(yōu)選，對封裝技術(shù)進行優(yōu)化，減小裝置的空間體積，并完成對微波加熱儀器本體形狀、表面處理工藝，以及材料組成的改進；微波加熱裝置在地面回收后被快速拆解、組裝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物微波加熱的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微波加熱的集成控制系統(tǒng)及方法。

背景

可燃冰是由天然氣和水在高壓低溫的條件下形成的類冰狀的結(jié)晶化合物，預(yù)測資源量相當于已發(fā)現(xiàn)煤、石油、天然氣等化石能源的兩倍以上，是世界公認的一種清潔高效的未來替代能源。可燃冰絕大部分埋藏于海底，所以開采難度十分巨大；

傳統(tǒng)的天然氣水合物開采方法主要有降壓法、熱激法和化學(xué)抑制劑注入法，其中熱激法是保持天然氣水合物穩(wěn)定帶的壓力不變，通過提高水合物地層的溫度，破壞其氫鍵，使天然氣水合物分解成水和天然氣，最后利用集氣井收集被分解的天然氣；

現(xiàn)有的天然氣水合物開采過程中采用熱激法時單井產(chǎn)量過低，產(chǎn)量呈現(xiàn)周期性波動。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種有效提高了天然氣水合物開采過程中的單井產(chǎn)量，提高了產(chǎn)量的平穩(wěn)性的微波加熱的集成控制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種微波加熱的集成控制方法，所述微波加熱的集成控制方法包括：

步驟一：將微波工具安放于井底；

步驟二：確定水合物中可傳輸微波的最優(yōu)頻段；

步驟三：對微波發(fā)生器的微波管和微波管電源進行優(yōu)選，對封裝技術(shù)進行優(yōu)化，減小裝置的空間體積，并完成對微波加熱儀器本體形狀、表面處理工藝，以及材料組成的改進；

步驟四：微波加熱裝置在地面回收后被快速拆解、組裝。

進一步，所述微波加熱系統(tǒng)不僅僅與微波的頻率相關(guān)，還應(yīng)考慮微波的穿透深度，實現(xiàn)均勻加熱，介質(zhì)微波穿透深度計算公式為：

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的微波加熱系統(tǒng)集成控制方法使用的微波加熱套管短節(jié)，所述微波加熱套管短節(jié)包括套管短節(jié)、微波發(fā)射器和微波加熱窗口，所述微波發(fā)射器內(nèi)嵌于所述套管短節(jié)內(nèi)，所述套管短節(jié)的外表面開設(shè)有微波加熱窗口。

進一步，所述套管短節(jié)一端設(shè)置有第一母扣，另一端設(shè)置有第一公扣；防砂套管短節(jié)一端設(shè)置有與所述第一公扣連接的第二母扣，另一端設(shè)置有與所述第一母扣連接的第二公扣；防砂套管短節(jié)與微波加熱套管短節(jié)之間采用標準的扣型連接，防砂套管短節(jié)與微波加熱套管短節(jié)在井口完成組裝，然后下入到井底。

進一步，所述微波加熱套管短節(jié)還包括入口電纜接口和出口電纜接口；所述套管短節(jié)的一端通過電纜與所述入口電纜接口連接，另一端通過電纜與所述出口電纜接口連接。

進一步，所述微波加熱窗口為360°環(huán)形窗口，使微波發(fā)射器發(fā)出的微波更好地與天然氣水合物接觸。

進一步，所述微波加熱窗口由非金屬材料制成。

進一步，所述微波加熱窗口由石英玻璃制成；所述防砂套管短節(jié)為金屬防砂套管短節(jié)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的微波加熱系統(tǒng)集成控制方法不僅可有效提高井筒內(nèi)、近井筒溫度，降低近井帶水合物二次生成堵塞生產(chǎn)通道的幾率，還可持續(xù)補給地層能量，減少水合物持續(xù)分解吸收地層熱量導(dǎo)致地層能量降低情況，從而提高天然氣水合物開采過程中的單井產(chǎn)量，提高產(chǎn)量的平穩(wěn)性和持續(xù)性。

附圖說明