利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法技術

一種利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法，涉及一種頁巖氣開采領域，該方法是在待開采的底層中設置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃劑，燃料為生物質顆粒料，點燃燃料，則在收集井中得到頁巖氣。本發明專利技術采用的燃料為生物質顆粒料，發熱量大，采收率高，具有環保、節能、成本低的特點；且本發明專利技術的生物質顆粒料是一種通過野外生物質顆粒制造機，直接利用野外生物質制造出來的顆粒型燃料；該制造機與現有機型不同，包括動力傳動機構、入料斗、出料斗、旋轉壓輪組、出料模板Ⅰ、Ⅱ等；它具有可實現自然含水率物料常溫成型、體積小，重量輕、產量高、能耗低、成型效果好的特點，適用于需求量較大的非常規天然氣資源頁巖氣開采用的熱動力燃料。

【技術實現步驟摘要】
利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法
本專利技術涉及一種非常規天然氣資源頁巖氣開采領域，特別是一種利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法。
技術介紹
頁巖氣是一種清潔、高效的非常規能源資源和化工原料，主要用于民用和工業燃料，化工和發電等，是常規能源的重要補充，具有廣闊開發前景。但是，頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，它主要是賦存于富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態為主要存在方式，其中，以游離相態（約50%）存在于裂縫、孔隙及其他儲集空間；以吸附狀態（約50%）存在于干酪根、粘士顆粒及空隙表面；極少量則以溶解狀態儲存于干酪根、瀝青質及含油層中，并在源巖層內就近聚集，為典型的“自生、自儲、自蓋”原地成藏模式，而與油頁巖、油砂、地瀝青等差別較大，亦與常規油氣儲層的成藏模式不同。我國目前頁巖氣的開采仍面臨著諸多難題，除了勘探技術、鉆井技術外，采氣技術也顯得十分重要。因為我國頁巖氣儲層具有不同于國外頁巖氣的地質特點，演化程度較高，含氣量偏低。大部分頁巖氣儲層具有低孔、低滲透率的物性特征，氣流的阻力比常規天然氣大。這些特點決定了頁巖氣采收率比常規天然氣低，常規天然氣采收率在60%以上，而頁巖氣僅為5%～60%。因此，如何提高頁巖氣的采收率是一項十分重要的技術。中國專利技術專利公開號CN102287175A公開了一種利用熱動力開采頁巖氣/或頁巖油的方法。該方法主要是在待開采的底層中設置至少兩口井，向其中一口井中注入燃料和助燃劑，并點燃所述燃料，通過熱傳導，則在另一口井中得到更多的頁巖氣／或頁巖油，由于加熱了巖層，從而提高了頁巖氣的采收率。而所述燃料為汽油、柴油、渣油、重油和煤炭中至少一種。可見，利用汽油、柴油等為燃料產生熱動力提高頁巖氣采收率的方法，一是開采成本高，二是易于造成環境污染。欲提高頁巖氣的采收率，必須另辟蹊徑。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是：提供一種環保、開采成本低、采收率高的利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法。解決上述技術問題的技術方案是：一種利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法，該方法是在待開采的底層中設置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃劑，并點燃所述燃料，則在收集井中得到頁巖氣，所述的燃料為生物質顆粒料。本專利技術的進一步技術方案是：所述的生物質顆粒料是一種通過野外生物質顆粒制造機制造出來的顆粒型燃料。本專利技術的再進一步技術方案是：所述的野外生物質顆粒制造機包括動力傳動機構、機殼、底座架、主軸、分別位于機殼內的出料模板Ⅰ、旋轉壓輪組、出料模板Ⅱ；所述的主軸橫穿過機殼，主軸的兩端、機殼分別與底座架連接；所述的旋轉壓輪組包括均布的3～6個旋轉壓輪，各旋轉壓輪通過連接軸安裝在主軸上；所述的出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ分別穿過主軸并分別緊貼于旋轉壓輪組的左、右兩側；所述的出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ上沿軸向設有大量錐形成型孔，錐形成型孔的大端孔口朝向內側，錐形成型孔的小端孔口朝向外側；出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ與動力傳動機構的輸出端連接，且出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ按相反方向轉動。本專利技術的再進一步技術方案是：所述的旋轉壓輪組包括旋轉壓輪Ⅰ、旋轉壓輪Ⅱ、旋轉壓輪Ⅲ、旋轉壓輪Ⅳ，所述的連接軸為十字軸，旋轉壓輪Ⅰ、旋轉壓輪Ⅱ、旋轉壓輪Ⅲ、旋轉壓輪Ⅳ分別連接在連接軸的四個端頭，連接軸的中部安裝在主軸上。本專利技術的再進一步技術方案是：所述的動力傳動機構包括電機、減速機、傳動主軸、傳動齒輪Ⅰ、傳動齒輪Ⅱ、皮帶輪Ⅰ、皮帶輪Ⅱ、皮帶輪Ⅲ、皮帶輪Ⅳ、傳動軸、連接軸Ⅰ、連接軸Ⅱ；所述的電機與減速機連接，減速機的輸出軸與傳動主軸連接，所述的傳動齒輪Ⅰ、皮帶輪Ⅰ分別安裝在傳動主軸上，皮帶輪Ⅰ與皮帶輪Ⅱ通過皮帶連接，皮帶輪Ⅱ通過連接軸Ⅰ與出料模板Ⅰ固定連接；所述的傳動齒輪Ⅰ、傳動齒輪Ⅱ相嚙合，傳動齒輪Ⅱ與傳動軸連接，傳動軸與皮帶輪Ⅲ固定連接，皮帶輪Ⅲ與皮帶輪Ⅳ通過皮帶連接，皮帶輪Ⅳ通過連接軸Ⅱ與出料模板Ⅱ固定連接。本專利技術的再進一步技術方案是：在旋轉壓輪組上方的機殼上還安裝有入料斗，該入料斗的底部連通機殼的內腔；機殼的下方還連接有出料斗，該出料斗的頂部連通機殼的內腔。本專利技術的再進一步技術方案是：所述的出料模板Ⅰ的外側、出料模板Ⅱ的外側與機殼的內壁之間形成集料倉，該集料倉內設置有刮刀。本專利技術的進一步技術方案是：所述的助燃劑為空氣。本專利技術的再進一步技術方案是：在向注入井中注入燃料和助燃劑的步驟中，還同時注入有引燃劑。本專利技術的更進一步技術方案是：所述的引燃劑為工業用石蠟。由于采用上述結構，本專利技術之利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法與現有技術相比，具有以下有益效果：1.采收率高：由于本專利技術是在待開采的底層中設置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃劑，并點燃所述燃料，則在收集井中得到頁巖氣。本專利技術通過點燃生物質顆粒料燃料，使得頁巖層局部燃燒氣化，一方面使頁巖層中的有機物質分解產生更多的頁巖氣，另一方面，熱量通過巖層的傳遞加熱巖層，可大大提高頁巖氣的采收率；此外，由于本專利技術采用的燃料為生物質顆粒料，生物質顆粒料的發熱量大，發熱量在3900～4800千卡/kg左右，經炭化后的發熱量高達7000～8000千卡/kg，可進一步地提高頁巖氣的采收率。2.環保、節能：由于本專利技術的燃料采用生物質顆粒料，無需汽油、柴油、渣油、重油和煤炭，從而不會對環境造成污染，是一種清潔環保、節能的燃料。此外，該生物質顆粒料是采用野外生物質顆粒制造機對山林中的爛木渣、木屑、秸稈、玉米桿等生物質原料進行顆粒成型，避免了這些生物質原料的堆積和污染，使其得到循環再利用，也具有節能、環保的特點。3.成本低：由于本專利技術的燃料為生物質顆粒料，該生物質顆粒料是一種通過野外生物質顆粒制造機，把山林中的爛木渣、木屑、木粉、秸稈、玉米桿等干原料壓制而成的顆粒型燃料，其成本比較低。此外，本專利技術的助燃劑為空氣，引燃劑為極少量的工業用石蠟，與現有技術采用的富氧氣體相比，其成本也得到降低。4.采用的野外生物質顆粒制造機適用于天然氣資源頁巖氣開采：本專利技術采用的野外生物質顆粒制造機與目前國內外的平模、環模或雙環模機型不同，它是一種能適應于野外作業用的生物質顆粒成型機，主要包括動力傳動機構、機殼、分別位于機殼內的出料模板Ⅰ、入料斗、旋轉壓輪組、出料模板Ⅱ、出料斗；其中出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ與動力傳動機構的輸出端連接，且出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ按相反方向轉動，可帶動機殼內腔的旋轉壓輪組的各旋轉壓輪按兩兩相反的方向旋轉，可使落入機殼內腔的物料得到多方位、完全、徹底的碾碎和擠壓，不僅可快速去除物料的水份，還可使物料實現快速碾碎、成型。因而本專利技術采用的野外生物質顆粒制造機具有以下特點：①可實現自然含水率物料常溫成型：對野外生物質資源如林業廢棄物、田地秸稈等大部分原料無需干燥，實現自然含水率物料在不加任何添加劑或粘結劑情況下能常溫成型，所用制粒原料范圍十分廣泛，適于野外作業；②體積小，重量輕：總重量小于2噸，方便于運輸及野外安裝作業；③產量高、能耗低：產量為900～1100kg/h,比目前國產的新型雙環模機型產量（200～400kg/h）高，單位產品能耗為80kwh/t(包括粉碎和制粒)，比新型雙環模機型能耗（110～130kwh/t）與意大利產的ETS機型能耗（100～110kwh/t）低。④成型效果好：由于出料模板本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法，該方法是在待開采的底層中設置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃劑，并點燃所述燃料，則在收集井中得到頁巖氣，其特征在于：所述的燃料為生物質顆粒料。

【技術特征摘要】
1.一種利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法，該方法是在待開采的底層中設置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃劑，并點燃所述燃料，則在收集井中得到頁巖氣，其特征在于：所述的燃料為生物質顆粒料；所述的生物質顆粒料是一種通過野外生物質顆粒制造機制造出來的顆粒型燃料；所述的野外生物質顆粒制造機包括動力傳動機構（1）、機殼（2）、底座架（11）、主軸（12）、分別位于機殼（2）內的出料模板Ⅰ（3）、旋轉壓輪組、出料模板Ⅱ（6）；所述的主軸（12）橫穿過機殼（2），主軸（12）的兩端、機殼（2）分別與底座架（11）連接；所述的旋轉壓輪組包括均布的3～6個旋轉壓輪，各旋轉壓輪通過連接軸（9）安裝在主軸（12）上；所述的出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）分別穿過主軸（12）并分別緊貼于旋轉壓輪組的左、右兩側；所述的出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）上沿軸向設有大量錐形成型孔（H），錐形成型孔的大端孔口（Hm）朝向內側，錐形成型孔的小端孔口（Hs）朝向外側；出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）與動力傳動機構（1）的輸出端連接，且出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）按相反方向轉動。2.根據權利要求1所述的利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法，其特征在于：所述的旋轉壓輪組包括旋轉壓輪Ⅰ（5）、旋轉壓輪Ⅱ（7）、旋轉壓輪Ⅲ（14）、旋轉壓輪Ⅳ（15），所述的連接軸（9）為十字軸，旋轉壓輪Ⅰ（5）、旋轉壓輪Ⅱ（7）、旋轉壓輪Ⅲ（14）、旋轉壓輪Ⅳ（15）分別連接在連接軸（9）的四個端頭，連接軸的中部安裝在主軸（12）上。3.根據權利要求1所述的利用生物質能熱動力開采頁巖氣的方法，其特征在于：所述的動力傳動機構（1）包括電機（101）、減速機（102）、傳動主軸（103）、傳動齒輪Ⅰ（104）...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧炳雄，于景維，黃遠林，徐文禮，
申請(專利權)人：欽州學院，
類型：發明
國別省市：廣西;45