[实用新型]一种深层油页岩原位开采涡流加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及油页岩原位开采技术领域，特别是涉及一种深层油页岩原位开采涡流加热器。

背景技术

油页岩是一种含有有机质的沉积岩，有机质含量通常为15％-50％，主要为腐泥质、腐殖质或混合型，无机矿物主要包含石英、高岭土、粘土、碳酸盐等。油页岩经过高温干馏后可以获得页岩油、页岩气以及页岩半焦，也被称为人造石油。油页岩的干馏主要分为两种形式，包括地上干馏技术和地下干馏技术，地上干馏技术虽然技术已经成熟，但是具有占地面积大、利用率低、污染严重以及成本高等缺点。而地下干馏技术不需要进行地表开采，直接对地下油页岩加热，具有产品质量好，占地面积小及采油率高等优点。目前，世界上有多原位开采的方法，分为传导加热、对流加热和辐射加热三种方式。

就目前对流加热方法，太原理工蒸汽对流加热法(公开号为CN1676870A)通过布置群井，采用压裂使群井连通，在注热井中注入高温烃类气体对油页岩层进行加热形成油气。蒸汽加热的方式是地面加热。

雪弗龙公司和Los Alamos国家实验室于2006年联合开发了CRUSH技术(公开号CN200780013312)。该技术将高温CO₂作为传热气体，对油页岩层进行加热，通过气体压力与应力的变化改变油页岩的孔隙，本技术通过在地面加热CO₂然后通入井下。先但是该技术用水需求大，技术难度大并且对环境有破坏。

EGL技术主要是通过对流和回流传热原理来加热油页岩层，分为加热系统和采油系统两个部分，加热系统是一个封闭的环形系统，通过向系统中注入高温的天然气等气体开启装置，一旦正常运行便可利用油页岩热解产生的气体加热，实现自己自足；气体加热的方式为燃烧加热。此外，国内多家企业和高校也提出相似的专利，如CN103790563A提出一种油页岩原位局部化学法提取页岩油气的方法，利用热混合气体在油页岩层中形成局部化学反应区，随着反应区的扩大，实现油页岩的自催化裂解，产生油气，并且对余热进行第二次利用，气体通过在地面燃烧加热后再通入油页岩层中；专利CN103696747A提出利用高温氮气加热油页岩层，再将氮气与产生的可燃性烃类气体按一定比例混合注入井内，与油页岩发生化学反应，从而进一步裂解油页岩。该技术气体的加热方式是地面加热。

上述加热方式能量消耗大，气体的加热方式都是地面加热，在通入井下的过程中气体热量产生损失，导致开采成本增加，效率降低；地面加热设备占地面积大，并且产生一定的噪声和热辐射，对环境有一定的污染。传统的电加热方式在加热气体时存在电阻丝、加热线圈短路、热损失高等缺点，当加热温度过高时会存在安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有油页岩开采加热器存在的效率低、成本高、热损失高、污染环境等问题，而提供的一种深层油页岩原位开采涡流加热器。

本实用新型包括绝缘壳体、上端盖、下端盖、外陶瓷层、内陶瓷层、耐高温励磁线圈、保温层、绝缘套管、单向阀、上温度传感器、下温度传感器和螺纹缠绕式不锈钢管；

其中绝缘壳体为圆柱形结构，绝缘壳体的上顶端和下顶端分别设置有上密封层和下密封层，上密封层、下密封层和绝缘壳体组成密封腔体；绝缘壳体的内部依次设置有保温层、外陶瓷层、耐高温励磁线圈和内陶瓷层。

螺纹缠绕式不锈钢管设置在内陶瓷层内的空腔里。

在内陶瓷层内的空腔内可以设置有数个穿透过上密封层和下密封层122的绝缘导热流体管道，绝缘导热流体管道的两个端口设置有卡扣，以增密闭性。

所述的螺纹缠绕式不锈钢管可以穿透过上密封层，在上密封层的上表面形成数个钢管入口。

绝缘套管穿套在螺纹缠绕式不锈钢管所形成的空腔中。

上端盖和下端盖分别设置在壳体的上端和下端，上端盖上开设有流体入口，下端盖开设有流体出口。

上端盖上开设有两个接线孔；上密封层和下密封层上分别穿设有接线柱；下密封层上设置有温度传感器支架，下温度传感器设置在温度传感器支架上。

流体出口内部设置有单向阀。

所述的上端盖和下端盖分别与绝缘壳体螺接。

耐高温励磁线圈通过接线柱与穿过接线孔的导线连接。

本实用新型的工作过程及原理为：

耐高温励磁线圈产生交变磁场，螺纹缠绕式不锈钢管在磁场作用下产生热量，随后热量传递给通过涡流加热器的流体，实现对流体的加热。

将涡流加热器放入井下，向涡流加热器中通入常温的流体，流体被加热后直接进入油页岩层中对油页岩进行热解。