[发明专利]一种用于油页岩原位裂解的系统及方法

权利要求书

1.一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：包括第一油箱(1)、油泵(2)、稳压罐(3)、空气压缩机(4)、过滤器(5)、水泵(6)、水箱(7)、超燃加热器(8)、双壁油管(9)、导水通道(10)及热敏封隔器(11)，所述油泵(2)的一端与第一油箱(1)连通，另一端与双壁油管(9)的内管(92)连通；所述稳压罐(3)的进气端与空气压缩机(4)连通，稳压罐(3)的出气端与双壁油管(9)的外管(91)连通，并在稳压罐(3)与双壁油管(9)的外管(91)之间设置有单向阀；所述水泵(6)的一端与水箱(7)连接，另一端与过滤器(5)连接；所述导水通道(10)一端与过滤器(5)连接，另一端穿过热敏封隔器(11)与螺旋制冷通道(23)连接；所述热敏封隔器(11)安装在开采井的内部，位于油页岩储层(12)的上部，热敏封隔器(11)用于将开采井与外界封隔开形成井下密闭的空间；所述双壁油管(9)穿过热敏封隔器(11)通过法兰(21)与超燃加热器(8)同轴连接，并采用加固螺栓(15)固定；所述超燃加热器(8)包括第二油箱(22)、螺旋制冷通道(23)、环形电池(24)、转动轴承(25)、气动涡轮(26)、油气混合室(27)、火花塞(28)、喷水口(29)、燃烧室(17)、雾化室(18)和热敏金属扶正器(16)，所述第二油箱(22)呈锥形，第二油箱(22)安装在超燃加热器(8)的壳体内部，并位于超燃加热器(8)的壳体中上部，第二油箱(22)与双壁油管(9)的内管(92)连通，第二油箱(22)的外部设置有与双壁油管(9)的外管(91)连通的输气管道，并在该输气管道下方安装有环形电池(24)；所述气动涡轮(26)安装在转动轴承(25)上，气动涡轮(26)设置在第二油箱(22)与油气混合室(27)之间；所述燃烧室(17)位于油气混合室(27)下方；所述雾化室(18)位于燃烧室(17)下方；所述火花塞(28)通过固定在油气混合室(27)内壁的导线与环形电池(24)连接；所述螺旋制冷通道(23)设置在超燃加热器(8)的壳体外壁上，螺旋制冷通道(23)的上部连接导水通道(10)，底部设置有喷水口(29)；所述热敏金属扶正器(16)套设在超燃加热器(8)壳体的下部。

2.根据权利要求1所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：还包括压力传感器(14)和泄压阀，所述压力传感器(14)和泄压阀均设置在开采井的井口处。

3.根据权利要求1所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：还包括流量传感器(20)，所述流量传感器(20)设置在稳压罐(3)与双壁油管(9)的外管(91)连接处。

4.根据权利要求1所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：还包括油质过滤器(30)，所述油质过滤器(30)设置在第一油箱(1)与油泵(2)连接的管道上。

5.根据权利要求1所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：所述双壁油管(9)的内管(92)与油泵(2)连接处设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：在所述导水通道(10)与过滤器(5)的连接处设置有阀门。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，其特征在于：所述过滤器(5)为蜂窝式过滤器。

8.一种用于油页岩原位裂解的方法，其特征在于，该方法采用的系统为权利要求7所述的一种用于油页岩原位裂解的系统，具体包括如下步骤：

a.确定油页岩储层(12)的埋藏深度，并进行油页岩储层(12)压裂改造，压裂改造之后将超燃加热器(8)下放至油页岩储层(12)的指定位置；

b.空气压缩机(4)将空气压缩至6MPa～9MPa，压缩空气沿双壁油管(9)的外管(91)输送至超燃加热器(8)，同时油泵(2)将汽油或柴油从第一油箱(1)中沿双壁油管(9)的内管(92)抽送至超燃加热器(8)，汽油或柴油与空气在油气混合室(27)内混合，混合后的气体流入燃烧室(17)，火花塞(28)点火引燃混合气体，汽油或柴油在空气里燃烧之后产生高温高压尾气，高温高压尾气的温度为1000℃～1800℃，压力为8MPa～10MPa，该高温高压尾气中含有二氧化碳和水蒸气，同时启动水泵(6)将水箱(7)内的水抽取运送至过滤器(5)，水箱(7)内的水经过滤器(5)过滤之后沿导水通道(10)进入螺旋制冷通道(23)，最后从螺旋制冷通道(23)底部的喷水口(29)喷出；

c.从喷水口(29)喷出的水与燃烧产生的高温高压尾气在雾化室(18)内结合雾化形成混合气体，混合气体在开采井内聚集，开采井井内压力升高，混合气体流入油页岩储层(12)，混合气体中的水蒸气与油页岩中的固定碳发生水煤气反应，H₂O+C＝H₂+CO，同时油页岩储层(12)温度升高发生裂解释放出油气产物，混合气体中的二氧化碳驱替油气产物。