[发明专利]页岩气开采系统及方法

权利要求书

1.一种页岩气开采系统，其特征在于，所述页岩气开采系统包括：

燃料注入模块，连通页岩层水平井与页岩层以外的外部空间，用于向所述水平井中注入支撑剂和高能燃料，所述燃料注入模块包括第一输送管路和深冷模块，所述第一输送管路包括相对的第一端和第二端，所述第一端位于所述水平井内，所述第二端位于所述页岩层以外的外部空间，所述深冷模块位于所述第二端，所述深冷模块能够将高能燃料降温，降温后的高能燃料经由所述第一输送管路注入所述水平井内；

信号采集模块，位于所述水平井内，用于检测所述水平井内的氧气浓度和所述水平井内的表面气体温度；

空气注入模块，连通所述水平井与所述页岩层以外的外部空间，用于向所述水平井内注入空气；

集气模块，一端位于与所述水平井连通的竖井内，另一端位于所述页岩层以外的外部空间，用于收集从所述水平井的裂缝中扩散到所述竖井的页岩气；

降温后的高能燃料能够在所述水平井内吸热燃烧，使得所述水平井内页岩层达到阴燃点燃的临界温度，页岩层通过阴燃点燃，以将吸附在页岩层裂缝和孔隙中的页岩气热解脱附。

2.根据权利要求1所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述燃料注入模块还包括高压模块，所述高压模块位于所述第二端。

3.根据权利要求2所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述燃料注入模块还包括保温层，所述保温层包覆于所述第一输送管路的外壁。

4.根据权利要求1所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述信号采集模块包括第一传感器和第二传感器；

所述第一传感器用于检测所述水平井内的所述氧气浓度，所述第二传感器用于检测所述水平井内的所述表面气体温度。

5.根据权利要求1所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述空气注入模块包括第二输送管路和调节模块；

所述第二输送管路包括相对的第一端和第二端，所述第一端位于所述水平井内，所述第二端位于所述页岩层以外的外部空间，所述调节模块位于所述第二端。

6.根据权利要求5所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述调节模块包括固定式气流管路，所述固定式气流管路一端与所述水平井连通，另一端与所述第一端连通。

7.根据权利要求5所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述调节模块包括推进式气流管路，所述水平井内设有往复移动机构，所述推进式气流管路的一端与所述水平井连通，并固定在所述往复移动机构上，另一端与所述第一端连通。

8.根据权利要求1所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述集气模块包括第三输送管路和气液分离器；

所述第三输送管路包括相对的第一端和第二端，所述第一端位于所述竖井内，所述第二端位于所述页岩层以外的外部空间，所述气液分离器位于所述第二端。

9.根据权利要求1所述的页岩气开采系统，其特征在于，所述页岩气开采系统还包括密封件，所述密封件设置在所述水平井与所述竖井的交接处；

所述燃料注入模块位于所述水平井的一端穿过所述密封件，所述空气注入模块位于所述水平井的一端穿过所述密封件。

10.一种页岩气开采方法，其特征在于，通过权利要求1～9中任意一项所述的页岩气开采系统控制，所述页岩气开采方法包括步骤：

通过所述燃料注入模块将所述支撑剂和所述高能燃料注入到所述水平井内，并对所述水平井实施焖井时间长达t时间；

通过所述信号采集模块获取所述水平井内的所述氧气浓度和所述水平井内的所述表面气体温度，并判断页岩层是否达到阴燃点燃的临界温度T；

当所述页岩层达到阴燃点燃的临界温度T时，通过所述空气注入模块向所述水平井内注入空气；

通过所述集气模块收集所述竖井内的页岩气。