一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置制造方法
【專利摘要】微波開采天然氣水合物技術，可以看作是熱激發(fā)法開采天然氣水合物的一種。本專利涉及一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置，裝置分兩部分組成：①天然氣水合物開采裝置，主要由：電腦中央控制系統(tǒng)，密封圈，控制線束，微波發(fā)射及控制裝置組成；②天然氣收集裝置，主要由：浮盤控制線路，天然氣集氣井，移動浮盤，浮盤最低位限制銷，天然氣凈化裝置，天然氣儲存裝置組成，由于微波加熱方法作用速度快、設備簡單、靈活性高、投資小且對儲層不會產(chǎn)生任何污染，適合開采任何類型水合物資源，這對天然氣水合物開采事業(yè)有很重要的現(xiàn)實意義。
【專利說明】一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣水合物的開采方法的裝置，是通過微波加熱技術來開采天然氣水合物，屬能源開發(fā)【技術領域】。

【背景技術】
[0002]天然氣水合物是近二十年來海洋和凍土區(qū)域發(fā)現(xiàn)的一種新型潔凈資源。其儲量巨大，是一種很有潛力能源物質，其開發(fā)利用有重大意義。
[0003]目前開采方式大體上分為熱力開采法、化學劑開采法、降壓開采法。但是傳統(tǒng)開采方法均有不足之處，既浪費能源，又開發(fā)困難。針對傳統(tǒng)開采方法，采用微波加熱開采天然氣水合物有著很大的優(yōu)勢。
[0004]天然氣水合物是一種極性物質，對微波有一定的吸收作用(天然氣水合物的介電常數(shù)約為58，略小于冰)。其分解過程中各組分介電常數(shù)差異造成水合物內部溫度顯著差升。
[0005]微波加熱分解水合物是多種機理共同作用的結果，具體有:加熱作用；造縫作用；非熱效應三大作用。加熱作用:由于水合物是極性物質，對微波吸收后能量以熱能的方式散耗在水合物中，從而水合物溫度上升；造縫作用:微波源對水合物層輻射，由于不同物質組分對微波吸收不同，且在微波作用下溫度變化不同以及熱膨脹系數(shù)不同，這造成很大的熱應力，會使得水合物內部產(chǎn)生很多微裂縫，這大大提高了開采層滲透率，有利于水合物分解；非熱效應作用:當微波頻率接近水合物分子固有頻率時，引起水合物分子強烈共振，弓丨起了天然氣水合物中天然氣分子與水分子結合的鍵斷裂，進一步促進水合物分解。
[0006]大量實驗和數(shù)據(jù)(李棟梁等，微波對天然氣水合物形成/分解過程的影響，科學通報，2008年第53卷第24期)表明微波對天然氣水合物微波功率越大，水合物分解速度越快，但和平均吸收功率并不成線性關系。當溫度過高，水合物分解出自由水甚至會汽化，不利于水合物分解且水汽化會使天然氣濕度增大，大大減少采出氣體中天然氣的含量。微波加熱初期，水合物溫度上升較慢，原因是水合物內部自由水還很少，水合物對微波吸收能力較弱，此時表明水合物不具有吸收微波優(yōu)勢，當隨著水合物溫度逐漸升高，內部自由水的含量不斷增多，水合物內部溫度顯著升高，原因是自由水有利于微波吸收，且自由水優(yōu)先高效吸收微波，使自由水溫度上升，于是加熱水合物，促進了水合物的分解。實驗表明是微波先加熱了自由水，水再加熱水合物分解，因此分解出的水吸收微波溫度升高后與微波有協(xié)同作用，共同促進水合物的分解。由于是體加熱，其分解效率非常高。


【發(fā)明內容】

[0007]本專利提供一種利用微波技術開采天然氣水合物裝置。
[0008]裝置分兩部分組成:①天然氣水合物開采裝置，主要由:電腦中央控制系統(tǒng)(I);密封圈(2);控制線束(3);微波發(fā)射及控制裝置(4);②天然氣收集裝置，主要由:浮盤控制線路(5);天然氣集氣井￠);移動浮盤(7);浮盤最低位限制銷(8);天然氣凈化裝置(9);天然氣儲存裝置(10)組成，其具體連接順序為:電腦中央控制系統(tǒng)(I)經(jīng)過密封圈
(2)后通過控制線束(3)來連接微波發(fā)射及控制裝置(4);在天然氣集氣井(6)中通過浮盤控制線路(5)控制移動浮盤(7)在集氣井中的位置；天然氣凈化裝置(9)通過采出天然氣管線后與天然氣儲存裝置(10)相連。
[0009]圖2微波發(fā)射及控制裝置即為圖1裝置(4)詳細結構，其主要由:1#發(fā)射車控制線路(13) ;2#發(fā)射車控制線路(14) ;3#發(fā)射車控制線路(15) ;4#發(fā)射車控制線路(16);溫度壓力探測儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線(17);浮盤位置高度控制線(18);微波發(fā)射車(19);微波發(fā)射裝置支架(20) ;1#微波發(fā)射車(21) ;2#微波發(fā)射車(22) ;3#微波發(fā)射車(23) ;4#微波發(fā)射車(24);溫度壓力探測儀(25);攝像頭(26)組成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為一種采用微波技術開采天然氣水合物裝置圖
[0011]圖2為微波發(fā)射及控制裝置圖

【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖及實施方式對本實用新型專利作進一步詳細的說明:
[0013]本實用新型專利具體涉及一種采用微波技術開采天然氣水合物的裝置，【具體實施方式】為:溫度壓力探測儀(25)通過溫度壓力探測儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線(17)將溫度壓力數(shù)據(jù)傳輸給電腦中央控制系統(tǒng)(I)，地面操作人員通過顯示器顯示的水合物溫度、壓力以及攝像頭拍攝開采井中水合物分解圖樣判斷水合物分解的狀態(tài)來給出微波發(fā)射車輸出功率值，通過人工分析給出指令，分別由1#、2#、3#、4#發(fā)射車控制線路依次控制I?4#發(fā)射車在發(fā)射車軌道機芯上位置以及發(fā)射微波功率，浮盤位置高度控制線(18)控制浮盤位置高度。當浮盤達到最高處表明天然氣集氣井(6)中已充滿天然氣，此時電腦中央控制系統(tǒng)
(I)輸入指令通過浮盤位置高度控制線(18)控制浮盤下降直至浮盤觸及浮盤最低位限制銷⑶排出集氣井中天然氣。
[0014]操作者在電腦屏幕上看得發(fā)射車軌道機芯上安有攝像頭傳輸來的圖像樣本時，分析水合物層加熱時所處的階段。
[0015]采用的裝置包括:電腦中央控制系統(tǒng)⑴；密封圈(2);控制線束(3);微波發(fā)射及控制裝置(4);浮盤控制線路(5);天然氣集氣井(6);移動浮盤(7);浮盤最低位限制銷
(8);天然氣凈化(干燥、除H2S、除固體雜質)裝置(9);天然氣儲存裝置(10);天然氣水合物層(11);微波發(fā)射車行進軌道(12) ;1#發(fā)射車控制線路(13) ;2#發(fā)射車控制線路(14);3#發(fā)射車控制線路(15) ;4#發(fā)射車控制線路(16);溫度壓力探測儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線
(17);浮盤位置高度控制線(18);微波發(fā)射車(19);微波發(fā)射裝置支架(20) ;1#微波發(fā)射車(21) ;2#微波發(fā)射車(22) ;3#微波發(fā)射車(23) ;4#微波發(fā)射車(24);溫度壓力探測儀
(25);攝像頭(26) ο
[0016]所述一種利用微波技術開采天然氣水合物裝置:電腦中央控制系統(tǒng)(I)可以通過控制線束(3)控制微波發(fā)射車發(fā)出微波功率，以及發(fā)射車在發(fā)射車軌道機芯上位置。
[0017]一種利用微波技術開采天然氣水合物裝置:微波發(fā)射裝置上安有攝像頭，可以清晰采集到發(fā)射車在軌道上位置，以及水合物層狀態(tài)圖像信息，以便于地面操作者合理調整發(fā)射車的位置。
[0018]—種利用微波技術開采天然氣水合物裝置:所有電腦控制線路均采用電路控制。
[0019]一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置:浮盤升降位置均由溫度壓力探測儀通過溫度壓力探測儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線(17)傳輸給電腦中央控制系統(tǒng)(I)數(shù)據(jù)控制，其作用為正反饋調節(jié)，即當集氣井中壓力上升時，浮盤上移使得壓力恢復到初始設定值。
【權利要求】
1.一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置，采用的裝置有:電腦中央控制系統(tǒng)(1);密封圈(2);控制線束(3);微波發(fā)射及控制裝置(4);浮盤控制線路(5);天然氣集氣井(6);移動浮盤(7);浮盤最低位限制銷(8);天然氣凈化裝置(9);天然氣儲存裝置(10);天然氣水合物層(11);微波發(fā)射車行進軌道(12) ;1#發(fā)射車控制線路(13) ;2#發(fā)射車控制線路(14) ;3#發(fā)射車控制線路(15) ;4#發(fā)射車控制線路(16);溫度壓力探測儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線(17);浮盤位置高度控制線(18);微波發(fā)射車(19);微波發(fā)射裝置支架(20) ；1#微波發(fā)射車(21) ;2#微波發(fā)射車(22) ;3#微波發(fā)射車(23) ;4#微波發(fā)射車(24);溫度壓力探測儀(25);攝像頭(26)，其具體連接順序為:電腦中央控制系統(tǒng)⑴經(jīng)過密封圈(2)后通過控制線束(3)來連接微波發(fā)射及控制裝置(4);在天然氣集氣井￠)中通過浮盤控制線路(5)控制移動浮盤(7);天然氣凈化裝置(9)通過采出天然氣管線后與天然氣儲存裝置(10)相連。
2.根據(jù)權利要求1中所述的一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置，其特征在于，電腦中央控制系統(tǒng)(1)可以通過控制線束(3)控制微波發(fā)射車發(fā)出微波功率，以及發(fā)射車在發(fā)射車軌道機芯上位置。
3.根據(jù)權利要求1中所述的一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置，其特征在于，微波發(fā)射裝置上安有攝像頭，可以清晰采集到發(fā)射車在軌道上位置，以及水合物層狀態(tài)圖像信息，以便于地面操作者合理調整發(fā)射車的位置。
4.根據(jù)權利要求1中所述的一種利用微波技術開采天然氣水合物的裝置，其特征在于，浮盤升降位置均由溫度壓力探測儀通過溫度壓力探測儀、攝像頭數(shù)據(jù)傳輸線(17)傳輸給電腦中央控制系統(tǒng)(1)數(shù)據(jù)控制，其作用為正反饋調節(jié)，即當集氣井中壓力上升時，浮盤上移使得壓力恢復到初始設定值。
【文檔編號】E21B43/24GK204186367SQ201420044026
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權日:2014年1月23日
【發(fā)明者】劉俊杰, 潘振, 馬貴陽, 商麗艷, 韋麗娃 申請人:遼寧石油化工大學