CN108266170A - 推进式页岩气燃烧开采装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种推进式页岩气燃烧开采装置及方法，所述装置包括燃烧管道及安装于燃烧管道内的滑盘，所述燃烧管道的内侧底部轴向设有滑轨，滑盘上对应设有与滑轨相吻合的滑槽，滑盘通过其上的滑槽在燃烧管道内沿着滑轨轴向移动，滑盘上设有第一管道及第二管道，分别用于提供燃烧用的两种气体。本发明通过管内燃烧，将热量间接传递到页岩层，火焰不与页岩层直接接触，更加安全；燃烧开采装置结构简单，成本低，操作方便，可来回移动，可对不同方位的页岩进行加热；燃烧的产物主要是二氧化碳和水，易于处理，对环境污染小。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气开采技术领域，特别是涉及一种推进式页岩气燃烧开采装置及方法。
背景技术
页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，主要成分是甲烷等碳氢化合物，是一种清洁、高效的能源。我国页岩气资源丰富，分布范围广，页岩气的开采寿命和生产周期长，能够长期地稳定产气，具有较大的开发潜力与开发价值。但是页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力大，开采效率低以及开采难度较大。
目前使用较多的是水力压裂技术来开采页岩气，该技术是使用大量掺有化学物质的压裂液注入页岩层进行压裂以获取页岩气，但是此项技术需要消耗大量的水资源，而且其中的化学物质会污染地下水，严重破坏环境。另外，也有通过爆炸方式来提高页岩层的渗透率与孔隙率，但是此方法存在较大的安全隐患。还有使用局部燃烧页岩层的方法，来提高页岩气的采收率，此方法需要消耗掉页岩层中部分的页岩气，效率不高，而且燃烧难于控制，同样存在安全隐患。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种推进式页岩气燃烧开采装置及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种推进式页岩气燃烧开采装置及方法，通过管内燃烧，将热量由管壁传递到页岩层，提高页岩层的渗透率及页岩的孔隙率，从而提高页岩气的开采效率。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种推进式页岩气燃烧开采装置，所述装置包括燃烧管道及安装于燃烧管道内的滑盘，所述燃烧管道的内侧底部轴向设有滑轨，滑盘上对应设有与滑轨相吻合的滑槽，滑盘通过其上的滑槽在燃烧管道内沿着滑轨轴向移动，滑盘上设有第一管道及第二管道，分别用于提供燃烧用的两种气体。
作为本发明的进一步改进，所述燃烧管道为圆柱形，滑盘截面为圆形。
作为本发明的进一步改进，所述燃烧管道上的滑轨为三棱柱形，滑盘上的开口截面为扇形。
作为本发明的进一步改进，所述第一管道为甲烷管道，第二管道为空气管道，第一管道和第二管道分别用于提供燃烧用的甲烷和空气。
本发明另一实施例提供的技术方案如下：
一种应用推进式页岩气燃烧开采装置的推进式页岩气燃烧开采方法，所述方法包括：
S1、将燃烧管道铺设于页岩层；
S2、第一管道和第二管道内分别通入气体，在燃烧管道内点燃第一管道和第二管道提供的气体，控制燃烧温度；
S3、沿着燃烧管道轴向推动滑盘，使燃烧火焰从燃烧管道的一端移动到另一端，燃烧管道内燃烧释放出的热量通过燃烧管道壁传递到页岩层中，对不同方位的页岩层进行加热，页岩层被加热后页岩层压力增大，同时页岩中的有机物与矿物受热分解，使得页岩的孔隙率与渗透率增大并产生更多的裂纹，提高页岩气的流动能力，从页岩层裂缝中开采得到页岩气。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，燃烧温度为1000℃-1200℃。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中“控制燃烧温度”具体为：
通过改变第一管道和/或第二管道内气体的流量，控制燃烧管道内的燃烧温度。
作为本发明的进一步改进，所述第一管道和第二管道内通入气体的气体为甲烷和空气。
作为本发明的进一步改进，所述燃烧管道为圆柱形，滑盘截面为圆形。
作为本发明的进一步改进，所述燃烧管道上的滑轨为三棱柱形，滑盘上的开口截面为扇形。
本发明的有益效果是：
通过管内燃烧，将热量间接传递到页岩层，火焰不与页岩层直接接触，更加安全；
燃烧开采装置结构简单，成本低，操作方便，可来回移动，可对不同方位的页岩进行加热；
燃烧的产物主要是二氧化碳和水，易于处理，对环境污染小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一具体实施例中推进式页岩气燃烧开采装置的立体结构示意图；
图2为本发明一具体实施例中推进式页岩气燃烧开采装置的平面结构示意图；
图3为本发明推进式页岩气燃烧开采方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种推进式页岩气燃烧开采装置，包括燃烧管道及安装于燃烧管道内的滑盘，燃烧管道的内侧底部轴向设有滑轨，滑盘上对应设有与滑轨相吻合的滑槽，滑盘通过其上的滑槽在燃烧管道内沿着滑轨轴向移动，滑盘上设有第一管道及第二管道，分别用于提供燃烧用的两种气体。
本发明还公开了一种推进式页岩气燃烧开采方法，参图3所示，该方法包括：
S1、将燃烧管道铺设于页岩层；
S2、第一管道和第二管道内分别通入气体，在燃烧管道内点燃第一管道和第二管道提供的气体，控制燃烧温度；
S3、沿着燃烧管道轴向推动滑盘，使燃烧火焰从燃烧管道的一端移动到另一端，燃烧管道内燃烧释放出的热量通过燃烧管道壁传递到页岩层中，对不同方位的页岩层进行加热，页岩层被加热后页岩层压力增大，同时页岩中的有机物与矿物受热分解，使得页岩的孔隙率与渗透率增大并产生更多的裂纹，提高页岩气的流动能力，从页岩层裂缝中开采得到页岩气。
参图1、图2所示，本发明一具体实施例中的一种推进式页岩气燃烧开采装置，该装置包括燃烧管道3及安装于燃烧管道3内的滑盘1，燃烧管道3的内侧底部轴向设有滑轨4，滑盘1上对应设有与滑轨相吻合的滑槽(未标号)，滑盘1通过其上的滑槽在燃烧管道3内沿着滑轨4轴向移动，滑盘1上设有第一管道2及第二管道5，分别用于提供燃烧用的两种气体。
本实施例中，燃烧管道3为圆柱形，滑盘1截面为圆形，进一步地，燃烧管道3上的滑轨4为三棱柱形，滑盘1上的开口截面为扇形。滑盘1的直径略小于燃烧管道3内径，从而能够实现滑盘1在燃烧管道3内的轴向移动，在燃烧时滑盘1能够防止火焰回流。
应当理解的是，在其他实施方式中，滑轨和滑槽的形状可以设置为其他互相吻合的形状，此处不再一一举例进行说明。
优选地，本实施例中第一管道2为甲烷管道，第二管道5为空气管道，第一管道2和第二管道5分别用于提供燃烧用的甲烷和空气，甲烷作为燃烧气体，空气作为辅助燃烧气体。
当然，在其他实施方式中，滑盘上管道的数量及通入各个管道的气体可根据不同情况进行设置，只需满足管道内的气体可在燃烧管道内燃烧的技术方案均属于有本发明所保护的范围。
应用上述推进式页岩气燃烧开采装置，本发明另一实施例中推进式页岩气燃烧开采方法，具体包括：
S1、将燃烧管道3铺设于页岩层；
S2、第一管道2和第二管道5内分别通入气体，在燃烧管道3内点燃第一管道和第二管道提供的气体，控制燃烧温度；
S3、沿着燃烧管道3轴向推动滑盘1，使燃烧火焰从燃烧管道3的一端移动到另一端，燃烧管道3内燃烧释放出的热量通过燃烧管道壁传递到页岩层中，对不同方位的页岩层进行加热，页岩层被加热后页岩层压力增大，同时页岩中的有机物与矿物受热分解，使得页岩的孔隙率与渗透率增大并产生更多的裂纹，提高页岩气的流动能力，从页岩层裂缝中开采得到页岩气，由此提高页岩气的开采效率。
优选地，本实施例中的燃烧温度控制为1000℃-1200℃。
进一步地，第一管道2和第二管道5分别用于提供燃烧用的甲烷和空气，甲烷作为燃烧气体，空气作为辅助燃烧气体。
“控制燃烧温度”具体为：
通过改变第一管道和/或第二管道内甲烷和/或空气的流量，控制燃烧管道内的燃烧温度，直至将燃烧温度控制在1000℃-1200℃之间。
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
通过管内燃烧，将热量间接传递到页岩层，火焰不与页岩层直接接触，更加安全；
燃烧开采装置结构简单，成本低，操作方便，可来回移动，可对不同方位的页岩进行加热；
燃烧的产物主要是二氧化碳和水，易于处理，对环境污染小。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种推进式页岩气燃烧开采装置，其特征在于，所述装置包括燃烧管道及安装于燃烧管道内的滑盘，所述燃烧管道的内侧底部轴向设有滑轨，滑盘上对应设有与滑轨相吻合的滑槽，滑盘通过其上的滑槽在燃烧管道内沿着滑轨轴向移动，滑盘上设有第一管道及第二管道，分别用于提供燃烧用的两种气体。
2.根据权利要求1所述的推进式页岩气燃烧开采装置，其特征在于，所述燃烧管道为圆柱形，滑盘截面为圆形。
3.根据权利要求2所述的推进式页岩气燃烧开采装置，其特征在于，所述燃烧管道上的滑轨为三棱柱形，滑盘上的开口截面为扇形。
4.根据权利要求1所述的推进式页岩气燃烧开采装置，其特征在于，所述第一管道为甲烷管道，第二管道为空气管道，第一管道和第二管道分别用于提供燃烧用的甲烷和空气。
5.一种应用权利要求1～4中任一项所述的推进式页岩气燃烧开采装置的推进式页岩气燃烧开采方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、将燃烧管道铺设于页岩层；
S2、第一管道和第二管道内分别通入气体，在燃烧管道内点燃第一管道和第二管道提供的气体，控制燃烧温度；
S3、沿着燃烧管道轴向推动滑盘，使燃烧火焰从燃烧管道的一端移动到另一端，燃烧管道内燃烧释放出的热量通过燃烧管道壁传递到页岩层中，对不同方位的页岩层进行加热，页岩层被加热后页岩层压力增大，同时页岩中的有机物与矿物受热分解，使得页岩的孔隙率与渗透率增大并产生更多的裂纹，提高页岩气的流动能力，从页岩层裂缝中开采得到页岩气。
6.根据权利要求5所述的推进式页岩气燃烧开采方法，其特征在于，所述步骤S2中，燃烧温度为1000℃-1200℃。
7.根据权利要求5所述的推进式页岩气燃烧开采方法，其特征在于，所述步骤S2中“控制燃烧温度”具体为：
通过改变第一管道和/或第二管道内气体的流量，控制燃烧管道内的燃烧温度。
8.根据权利要求5或6或7所述的推进式页岩气燃烧开采方法，其特征在于，所述第一管道和第二管道内通入气体的气体为甲烷和空气。
9.根据权利要求5所述的推进式页岩气燃烧开采方法，其特征在于，所述燃烧管道为圆柱形，滑盘截面为圆形。
10.根据权利要求5所述的推进式页岩气燃烧开采方法，其特征在于，所述燃烧管道上的滑轨为三棱柱形，滑盘上的开口截面为扇形。
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