[发明专利]一种油页岩原位开采井下点火加热装置及加热方法

摘要

一种油页岩原位开采井下点火加热装置及加热方法，点火加热装置包括高压油气注入系统、点火加热测控系统、井内管柱线缆系统、井下点燃系统。本发明工作时，首先通过双壁钻杆的中心通道向井内注入压缩空气，经空气喷嘴产生高速空气流。然后通过双壁钻杆的内壁与外壁之间的环空通道向井内输送燃油，经过旋流喷嘴雾化，并与高速空气流充分混合，在加热棒的加热作用下点燃燃油，燃烧产生的热量用于加热油页岩层。火焰检测器实时监测井下燃烧情况，井下封隔器使得燃烧的峰面向井内地层延伸和扩展，持续不断地加热油页岩矿层。本发明减少了由于能量的管路运输损耗，极大地提高了燃油的燃烧效率和能量的利用率。

主权项

1.一种油页岩原位开采井下点火加热装置，其特征在于：包括电机泵(1)、燃油罐(2)、压力平衡装置(3)、井口封隔器(4)、信号电缆(5)、加热控制器(6)、双壁钻杆(7)、加热棒(11)、空气喷嘴(12)、旋流喷嘴(13)、火焰检测器(14)和井下封隔器(15)；电机泵(1)包括气泵和油泵；电机泵(1)、燃油罐(2)和压力平衡装置(3)构成高压油气注入系统；加热控制器(6)和火焰检测器(14)组成点火加热测控系统；双壁钻杆(7)、井下封隔器(15)和信号电缆(5)构成井内管柱线缆系统；信号电缆(5)用于连接火焰检测器(14)和加热控制器(6)；空气喷嘴(12)、旋流喷嘴(13)和加热棒(11)构成井下点燃系统；压力平衡装置(3)是通过内置的压力平衡膜调节注入的油压和气压，使得向井内注入的燃油压力和空气压力保持一致；双壁钻杆(7)的中心通道为气体的运输通道，用于向井底输送所需的空气；双壁钻杆(7)内壁与外壁的环空通道为燃油的输送通道，用于将燃油运送至孔底；旋流喷嘴(13)与双壁钻杆(7)的内壁与外壁的环空通道相连通，用于将燃油雾化；空气喷嘴(12)与双壁钻杆(7)的中心通道相连通，用于产生高速的空气流，与雾化的燃油充分混合，提高燃油的燃烧效率；加热棒(11)的外侧均分布有火焰检测器(14)，用于实时监测燃油的燃烧情况；井下封隔器(15)为圆环形结构，其外圆直径与钻孔直径一致，内圆直径与双壁钻杆(7)外径相一致，用于封隔井孔，防止井下燃烧的火焰窜至井口，使燃油燃烧的锋面向地层延伸，持续地对油页岩矿层进行加热。