CN103821482B - 一种页岩油抽吸运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种页岩油抽吸运输装置，包括管体、抽吸设备用于降低管体吸入端的页岩油粘滞性的预热单元，管体包括护套管、用于输送页岩油的若干个单元管、若干个发声单元，若干个单元管沿护套管的长度方向集束于其内部，相邻两个单元管之间均设置有发声单元，若干个单元管通过发声单元相互拼和集束；发声单元发射声波传输至单元管的内壁，通过声波震动效应来带动单元管一起振动，以降低单元管内壁对页岩油流动的粘滞性。本发明采用无水的方式抽吸页岩油，避免了含油污水污染水源和其他地表地下水源，利用声波震动效应来降低页岩油输送时的粘滞性，可用于输运粘滞性较高的油矿资源。

Description

一种页岩油抽吸运输装置

技术领域

本发明涉及页岩油气探采领域，尤其是一种页岩油抽吸运输装置。

背景技术

页岩油与稠油是岩层中开采出来的比重大而粘稠的液态油成分，主体位于岩层的空洞、裂缝、孔隙及其它储集空间，一般的流动性较其他轻质油差，粘度相对高附着阻力大。此外，其储藏的深度亦距地面较远，因而导致的开采提升能耗比较大。

现有的开采技术中主要是将高压高温水蒸气打压进入，利用高温高压将油液化解成乳浊液的形态，而后再利用高真空泵或利用其自身的压力经管路引出地面。此种方法的负面影响显而易见：其一需要大量的淡水资源，其二产生了庞大数量的含油污染水体，并需要巨额的环保处理设备投资。如何在相对用水量少或不使用的前提下输运粘滞性较高的油矿资源，同时避免相应的含油污水污染水源和其他地表地下水源，也就成为缺水地区页岩油及稠油开采所需要考虑的重要技术问题之一。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种节水型、用于页岩油气开采分离的页岩油抽吸运输装置。

为实现上述目的，本发明一种页岩油抽吸运输装置，包括管体、抽吸设备和用于降低管体吸入端的页岩油粘滞性的预热单元，管体包括护套管、用于输送页岩油的若干个单元管、若干个发声单元，若干个单元管沿护套管的长度方向集束于其内部，相邻两个单元管之间均设置有发声单元，若干个单元管通过发声单元相互拼和集束；发声单元发射声波传输至单元管的内壁，通过声波震动效应来带动单元管一起振动，以降低单元管内壁对页岩油流动的粘滞性。

进一步，所述护套管内除若干个单元管和若干个发声单元外的剩余空间均填充有高声阻材料。

进一步，所述护套管为内外双层结构，内层为低声阻材料层，外层为高声阻材料层。

进一步，所述发声单元与所述单元管之间的声传播方式为介质匹配的无反射型。

进一步，所述预热单元设置于所述管体的吸入端。

进一步，所述预热单元包括超声发射源、若干自由悬浮的谐振体和外罩筛网，其中，超声发射源设置发射使谐振体共振并发热的超声波，以使所发热量加热流经所述吸入端的页岩油。

进一步，所述单元管、护套管的截面形状设置为圆形、多边形或椭圆形，所述发声单元的截面形状与单元管、护套管的截面形状互补匹配。

进一步，所述管体连接地面与地下页岩油的开采层空间，所述管体通过所述抽吸设备从开采层空间内向地面抽吸页岩油。

进一步，所述管体为直井或斜井的方式安装。

本发明采用无水的方式抽吸页岩油，避免了含油污水污染水源和其他地表地下水源，利用声波震动效应来降低页岩油输送时的粘滞性，可用于输运粘滞性较高的油矿资源。

附图说明

图1为本发明装置的截面结构示意图；

图2为本发明装置的总体设置示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，本发明一种页岩油抽吸运输装置，包括管体12和抽吸设备（图中未示）和预热单元15，管体12包括一个护套管1、若干个集束于其内部的单元管2、若干个发声单元3，相邻两个单元管2之间均设置有固定形状的若干个发声单元3，若干个单元管2通过发声单元3拼和相连。预热单元15设置于管体的吸入端，用于对将要吸入管内的油页岩进行超声预加热。

此外，护套管1内部的剩余空间4均采用高声阻材料进行填充固定，并且护套管1为内外双层结构，内层由低声阻材料制成、外层由高声阻材料制成。发声单元3与单元管2彼此之间的声传播方式为介质匹配的无反射型，单元管2、护套管1的截面形状可为圆形、多边形或椭圆形，而发声单元3的截面形状与单元管2、护套管1的截面形状互补匹配。

预热单元15包括超声发射源、若干自由悬浮的谐振体和外罩筛网，其中，超声发射源设置可发射使谐振体共振并发热的超声波，以使所发热量加热流经吸入端的页岩油，外罩筛网相当于过滤装置并只允许页岩油通过而阻止谐振体逸出预热单元。

工作时，管体12用于连接地面13与地下页岩油的开采层空间11，并配备抽吸设备（图中未示），而使管体12具有页岩油的抽吸功能，管体12采用直井或斜井的方式安置。管体12下部的吸入端连接着预热单元15的部分长度将直接插入开采层空间11内，即管体12下部的部分长度直接浸入在地下页岩油内，该浸入长度的管体内的单元管2中充满了页岩油。

护套管1内的若干个发声单元3受控发射声波，并通过若干个单元管2将声能传至其内壁。首先，预热单元15对流经管体12下部的吸入端的页岩油进行预加热并降低粘滞性，预加热后的页岩油将沿震动的单元管2内壁流动，因而又进一步降低了一定的粘滞性，同时减小了流体前进的阻力，抽吸设备将该部分页岩油向上抽吸，开采层空间11内的页岩油将源源不断的被补充和上抽，开采层空间11内的页岩油将经预热单元15并沿着震动的单元管2源源不断的抽到地面。

本发明利用的声波震动及共振效应及其对液体粘滞系数的影响，由发声部件产生声波并带动输油路径上的谐振体、输油管一起振动，促使触及振动管壁流动的页岩油降低粘滞性，加快气页岩油的流动速度提高输运效率和降低能耗成本；另外，按照不同要求采用高低声阻两种材料相互匹配，减小声能损耗而提高其综合利用率。本方法无需使用化学抗凝固剂对环境无害，可简化工艺和减少水的消耗。

Claims (9)

1.一种页岩油抽吸运输装置，其特征在于，包括管体、抽吸设备和用于降低管体吸入端的页岩油粘滞性的预热单元，管体包括护套管、用于输送页岩油的若干个单元管、若干个发声单元，若干个单元管沿护套管的长度方向集束于其内部，相邻两个单元管之间均设置有发声单元，若干个单元管通过发声单元相互拼和集束；发声单元发射声波传输至单元管的内壁，通过声波震动效应来带动单元管一起振动，以降低单元管内壁对页岩油流动的粘滞性。

2.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述护套管内除若干个单元管和若干个发声单元外的剩余空间均填充有高声阻材料。

3.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述护套管为内外双层结构，内层为低声阻材料层，外层为高声阻材料层。

4.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述发声单元与所述单元管之间的声传播方式为介质匹配的无反射型。

5.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述预热单元设置于所述管体的吸入端。

6.如权利要求5所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述预热单元包括超声发射源、若干自由悬浮的谐振体和外罩筛网，其中，超声发射源设置发射使谐振体共振并发热的超声波，以使所发热量加热流经所述吸入端的页岩油。

7.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述单元管、护套管的截面形状设置为圆形、多边形或椭圆形，所述发声单元的截面形状与单元管、护套管的截面形状互补匹配。

8.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述管体连接地面与地下页岩油的开采层空间，所述管体通过所述抽吸设备从开采层空间内向地面抽吸页岩油。

9.如权利要求1所述的页岩油抽吸运输装置，其特征在于，所述管体为直井或斜井的方式安装。