油中的至少一種。
[0054] 集水與抽水系統(tǒng)2是由含水槽的集水器34和抽水泵18組成,用以收集尾氣中的 水蒸氣并排到地表。含水槽的集水器34同軸安裝在燃料與空氣輸送管6外部、尾氣回收管 20內部、燃燒加熱器上端。集水器34底部噴孔將尾氣引射進集水器34外環(huán)空,引導尾氣進 入氣水分離部件的入口,在氣水分離部件內壁產生高速螺旋氣流,利用離心力將冷凝水收 集到回收頂板頂部并由其將冷凝水引導到集水器34底部的水槽。分離后的冷凝水到達一 定量后,電控閥開啟抽水泵18經(jīng)集水器34連接的抽水管19將水抽出。分離后的尾氣,經(jīng) 由集水器34底部的徑向孔通入尾氣回收管20,經(jīng)由尾氣回收泵17抽出。集水器34本體是 封閉結構,沒有更換元件,無須維護,能夠有效地將燃料燃燒后形成的尾氣中含有的大量水 蒸氣,冷凝成液態(tài)水珠并匯聚到水槽中。
[0055] 外加流體注入管3穿過封隔器22,用以向進入到輻射管26與外部套管4之間的回 流換熱介質27輸送可加熱的流體。流體通過外加流體注入管3通入到輻射管26與外部套 管4之間的回流換熱介質27,加熱后的流體由流體導流管底部離開燃燒加熱器1并經(jīng)過沖 縫篩管32的孔隙通入目標巖層。
[0056] 連接管路后,將所有以上部件作為一個整體,即組成井用燒嘴加熱系統(tǒng)井下部分, 下入到外部套管4內指定位置并由扶正器21和封隔器22保直固定。
[0057] 燃燒加熱器1與外部套管4之間填充回流換熱介質27,回流換熱介質27可以是多 孔介質填充物、靜態(tài)混合器、換熱盤管中的一種或多種,故燃燒加熱器1與外部套管4的相 對位置固定。
[0058] 如圖7所示,外部套管4下入井內,位置在井用燒嘴加熱系統(tǒng)井下組合的外部,主 要作用是為燃燒加熱系統(tǒng)井下器具組合的穩(wěn)固安裝、回流換熱介質27的填充提供空間。當 采用在井下對外加流體進行加熱時,需在外部套管4底部安裝有沖縫篩管32,在沖縫篩管 32內部設置溫度傳感器33。
[0059] 地面監(jiān)測控制系統(tǒng)5是由井下燃燒腔28的溫度傳感器7、氣體溫度傳感器33、點 火器8、火焰探測電極9的控制系統(tǒng)、、第一電控閥門及流量計13、第二電控閥門及流量計 14、第三電控閥門及流量計16、泵、空壓機12的電力系統(tǒng)組成,地面監(jiān)測控制系統(tǒng)5可以實 時監(jiān)測關鍵的溫度和流量數(shù)據(jù),并實時作出調整。
[0060] 本發(fā)明的具體操作方法如下: 1. 根據(jù)目標巖層分布范圍進行鉆孔孔位選定及孔身結構設計,并依據(jù)孔身結構設計進 行鉆孔工作。在鉆孔工作結束后,做相關的準備工作例如需壓裂時,向孔內下入套管及封隔 器,對目標巖層實施壓裂等等。然后,提出孔內壓裂器具并下入外部套管4如需采用外加流 體加熱開采,需在套管底部加沖縫篩管32,并采用相應裝置做好孔口密封; 2. 燃燒加熱系統(tǒng)安裝布置; 3. 通過地面監(jiān)測控制系統(tǒng)5,開啟電控閥門及流量計與13、14,啟動燃料輸送泵11與空 壓機12,向燃料與空氣輸送管6內輸送燃料與空氣并使之在燃燒腔28內以一定比例混合。 如此,可使燃料和空氣不與井下的地層環(huán)境直接接觸。燃料可以是甲烷、天然氣、液化石油 氣、煤氣、頁巖氣、汽油、柴油中的至少一種; 4. 當燃燒腔28內燃料和空氣混合物的量達到要求后,通過地面監(jiān)測控制含電力系統(tǒng) 5,驅動點火器8及火焰探測電極9,在燃燒腔28中點燃燃料和空氣的混合物并依照溫度傳 感器7監(jiān)測燃燒過程中的溫度分布及其變化; 5. 當燃燒腔28內溫度達到800°C以后,通過地面監(jiān)測控制含電力系統(tǒng)5,調節(jié)第一電控 閥門及流量計13、第二電控閥門及流量計14開啟程度以調節(jié)燃料和空氣的送入流量,使燃 燒腔28溫度穩(wěn)定在800°C左右; 6. 燃燒加熱器1產生的熱量通過燃燒產生的尾氣傳遞給填充在燒嘴芯殼體29與輻射 管26、換熱器25與輻射管26、外部套管4與輻射管26的環(huán)狀間隙內的回流換熱介質27 ; 7. 當系統(tǒng)作為加熱體對井下地層進行直接加熱,即由輻射管26外部傳遞給外界地層 環(huán)境; 8. 當系統(tǒng)在井下對外加流體進行加熱,即傳熱流體被外加流體注入管3輸送至輻射管 26與外部套管4之間的環(huán)狀間隙,經(jīng)回流換熱介質27,獲得熱量,加熱后的流體離開燃燒加 熱器1并經(jīng)過沖縫篩管32的孔隙通入目標巖層; 9. 燃燒過程中,形成的尾氣中含有大量水蒸氣,經(jīng)過輻射管26后水蒸氣溫度不斷降 低,經(jīng)過集水器34后,水被收集匯聚到水槽中并由地面的抽水泵18抽出; 10. 經(jīng)過集水器34實現(xiàn)氣水分離后的尾氣由尾氣回收泵17抽至地面并貯存在指定位 置; 11. 通過地面監(jiān)測控制系統(tǒng)5,實時監(jiān)測關鍵的溫度和流量數(shù)據(jù),并可實時作出調整。 [0061] 其中,步驟2的具體操作如下: a. 將相應尺寸的燃燒加熱器1、集水抽水系統(tǒng)4、封隔器22、外加流體注入管3、扶正器 21及相關管路、傳感器等安裝連接,其中: b. 燃燒加熱器1包括燃燒加熱器殼體23、燒嘴芯24、燃料與空氣輸送管6、換熱器25、 福射管26和燃燒腔28 ; c. 燒嘴芯24,由燒嘴芯殼體29、火焰盤31、燃料管30、點火器8與火焰探測電極9組 成。具體結構,如附圖所示。燃料管30 -端安裝在燒嘴芯殼體29底部,另一端連接到火焰 盤31底部。火焰盤31固定在燒嘴芯殼體29內的前端,火焰盤31上接點火器8與火焰探 測電極9。燒嘴芯24用以固定燒嘴位置并點燃按比例預混合后的燃料與空氣。當燒嘴芯 24組裝完成后,將回流換熱介質27安裝在燒嘴芯殼體29外部。所述回流換熱介質27選用 多孔介質填充物、靜態(tài)混合器、換熱盤管中的一種或多種; d. 將換熱器25同軸安裝在燒嘴芯24前端、輻射管26內部并用回流換熱介質27固定。 所述回流換熱介質27選用多孔介質填充物、靜態(tài)混合器、換熱盤管中的一種或多種。采用 法蘭將輻射管26安裝在燃燒加熱器殼體23底部。所用換熱器25的材料可以是耐高溫陶 瓷、耐高溫合金中的一種;而后,將溫度傳感器7安裝在燃燒腔28內的指定位置,溫度傳感 器7的構造為用以將數(shù)據(jù)提供給地面監(jiān)測控制系統(tǒng)5 ; e. 在燃燒加熱器殼體23連接燃氣與空氣輸送管,其中,內管與燒嘴芯24內燃料管30 連接,外管安裝于燃燒加熱器殼體23頂部并與燒嘴芯24連通。含水槽的集水器34,同軸安 裝在燃料與空氣輸送管6外部、燃燒加熱器上端。將輻射管26同軸套在燃氣與空氣輸送管 外部,采用絲扣連接,安裝在燃燒加熱器殼體23頂部,此時視為燃燒加熱器1、集水與抽水 系統(tǒng)2組裝完畢; f. 而后,將一個燃燒加熱器1、一個集水與抽水系統(tǒng)2、一個扶正器21、一個封隔器22、 一個扶正器21,采用絲扣連接、依次安裝好。將抽水管19放在燃料與空氣輸送管6外管的 內部并連接到集水器34的水槽。如采取加熱由外加流體注入管3送來的流體間接加熱目 標巖層的方法時,則外加流體注入管3穿過封隔器22并連接至流體導流套管27外部,用以 向入到輻射管26與外部套管4之間的回流換熱介質27輸送可加熱的流體; g. 將這些部件作為一個整體,即組成井用燒嘴加熱系統(tǒng)井下部分,下入到外部套管4 內指定位置,在回流換熱介質27填充輻射管26與外部套管4之間的環(huán)狀間隙之后,由扶正 器21和封隔器22保直固定。其中燃燒加熱器1與外部套管4的位置相對固定; h. 安放燃料輸送泵11、空壓機12,連接第一電控閥門及流量計13、第二電控閥門及流 量計14、第三電控閥門及流量計16與后,采用管路分別連接到燃料與空氣輸送管6的內管 與外管; i. 安放流體注入泵15,連接第三電控閥門及流量計16與后,采用管路與外加流體注入 管3連接,為流體加熱提供流體來源;j.安放尾氣回收泵17,采用管路與尾氣回收管20連 接,將尾氣回收至地表指定位置,以不污染環(huán)境; k. 安放抽水泵18,采用抽水管19與水槽連接; l. 設置地面監(jiān)測控制系統(tǒng)5的位置并擺放,連接管路及電路。當所有系統(tǒng)部件安裝擺 放完成,經(jīng)調試無誤,即可開始工作。
[0062] 針對燃燒加熱器1的調試步驟如下: ①調試氣體壓力。合適的氣體壓力是起動主火焰的必要條件,過高或過低的壓力都導 致主火焰無法