×
20.03.2013
216.012.2fdd

СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение напряжения к электродам, пропускание электрического тока и нагрев пласта. Для обеспечения максимальной мощности тепловыделений в пласте частоту тока выбирают исходя из максимума тангенса угла диэлектрических потерь породы и осуществляют пропускание электрического тока выбранной частоты через пласт. Нагрев ведут за счет диэлектрических и резистивных потерь в пласте. В процессе нагрева пласта производят плавное изменение частоты электрического тока в соответствии с изменением максимума тангенса угла диэлектрических потерь породы. При этом скважины для размещения электродов бурят по сеточным координатам в узлах квадратной сетки, а газоотводящие скважины - в центре квадратов сетки. Технический результат заключается в упрощении способа газификации, снижении экономических издержек при подготовке газификации, увеличении скорости нагрева пласта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к горному делу, в частности, к способам подземной газификации твердых ископаемых топлив и может быть использовано для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания.

Известен способ подземной газификации, включающий бурение скважин, их сбойку, розжиг, подачу дутья и отвод продуктивного газа [Патент РФ №2385412, МПК Е21В 43/295, опубл. 27.03.2010].

Недостатком известного способа является низкая энергоемкость (калорийность) получаемого товарного газа вследствие наличия в нем большого количества балластного газа, возникающего в результате сжигания части органической массы в камере подземного газогенератора.

Известен способ обработки подземного пласта, содержащего твердое органическое вещество, выбранный в качестве прототипа, включающий обеспечение, по меньшей мере, одной скважины, проходящей в обрабатываемый интервал в подземном пласте, создание по меньшей мере, одного разрыва от, по меньшей мере, одной скважины, который пересекает, по меньшей мере, одну скважину, помещение электропроводного материала в разрыве, осуществление контакта двух электродов с электропроводным материалом, приложение напряжения к двум электродам для пропускания электрического тока по разрыву таким образом, что электрический ток проходит по, по меньшей мере, части электропроводного материала и достаточное тепло вырабатывают электрическим удельным сопротивлением в части электропроводного материала для осуществления пиролиза, по меньшей мере, части твердого органического вещества в извлекаемые углеводороды [Патент РФ №2349745, МПК Е21В 43/24, опубл. 20.03.2009].

Недостатком прототипа является выработка достаточного для пиролиза тепла удельным электрическим сопротивлением электропроводного материала, с чем связано большое количество подготовительных работ, заключающихся в создании разрыва пласта и помещении электропроводного материала в разрыве.

Задача изобретения - создание способа подземной газификации, позволяющего снизить количество подготовительных работ вследствие выработки тепла диэлектрическими и резистивными потерями в пласте.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в упрощении способа газификации, снижении экономических издержек при подготовке газификации, увеличении скорости нагрева пласта.

Поставленная задача решена за счет того, что способ подземной газификации, так же как в прототип, включает бурение скважин с поверхности земли, проходящих в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах электродов, приложение напряжения к электродам, пропускание тока, нагрев пласта, отвод газа через газоотводящие скважины. Согласно изобретению способ подземной газификации включает выбор частоты тока исходя из максимума тангенса угла потерь породы, пропускание тока выбранной частоты через пласт, осуществление нагрева пласта за счет резистивных и диэлектрических потерь в пласте, плавное изменение частоты электрического тока в соответствии с изменением максимума тангенса угла диэлектрических потерь породы.

Для уменьшения потерь тепловой энергии на рассеивание в окружающее пространство, целесообразно скважины для размещения электродов бурить по сеточным координатам в узлах квадратной сетки, а скважины для сбора газа в центре квадратов сетки.

Изобретение поясняется иллюстрациями, на которых на фиг.1 показана функциональная схема реализации способа подземной газификации, на фиг.2 показана типичная зависимость тангенса угла потерь от частоты воздействующего напряжения, на фиг.3 показана схема размещения скважин.

Способ подземной газификации включает бурение скважин 1 с поверхности грунта, проходящих в обрабатываемый интервал в подземном пласте 2 твердого горючего ископаемого и размещение внутри них электродов 3, соединенных высокодобротными кабелями с наземным источником переменного тока 4 (фиг.1). Для уменьшения потерь энергии на рассеяние в окружающее пространство электроды 3 размещают по сеточным координатам таким образом, чтобы обеспечить максимальную плотность электромагнитного поля (фиг.3). При этом электроды 3 размещаются в скважинах 1 для электродов. Отвод товарного газа производится через газоотводящие скважины 5.

Способ подземной газификации осуществляют следующим образом.

Газификация осуществляется за счет нагрева пласта до температуры газовыделения твердого топлива (300-500°С). Нагрев осуществляется путем пропускания через пласт высокочастотного тока от наземного источника за счет диэлектрических и резистивных потерь. Выделяемая при этом в пласте мощность должна быть достаточной для создания и поддержания необходимой температуры. При нагреве пласта выше температуры газовыделения осуществляют отвод горючих газов через газоотводящие скважины 5.

Мощность тепловыделений в пласте определяется по формуле:

;

σ - удельная проводимость сланца, Ом·м;

Еср - напряженность поля, В/м;

k - численный коэффициент;

ε - относительная диэлектрическая проницаемость среды;

ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума;

f - частота, Гц;

tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь;

S - расстояние между электродами, м.

T - температура;

t - время.

Для увеличения тепловыделений в пласте необходимо подобрать частоту тока, при которой мощность диэлектрических потерь будет максимальной. Типичная зависимость тангенса угла потерь от частоты имеет релаксационный максимум ωm, частота которого зависит от вида породы (фиг.2). Для того чтобы увеличить мощность диэлектрических потерь в пласте, частота работы генератора выбирается равной частоте максимума тангенса угла диэлектрических потерь для газифицируемой породы.

При повышении температуры характеристики породы меняются, вследствие чего изменяется частота максимума тангенса угла диэлектрических потерь. Частота пропускаемого тока при этом должна изменяться таким образом, чтобы соответствовать частоте максимума диэлектрических потерь при данной температуре.

Выделяемая в пласте мощность будет расходоваться на нагрев пласта и отвод тепла теплопроводностью, в результате чего часть энергии будет рассеиваться в окружающее пространство. Для уменьшения потерь энергии на рассеивание в окружающее пространство выгоднее использовать электродную систему, располагая электроды 3 по сеточным координатам. При этом скважины 1 для размещения электродов 3 бурят в узлах квадратной сетки, расположенных друг от друга на расстоянии S, а газоотводящие скважины 5 - в центре квадратов сетки (фиг.3).

Расстояние между электродами S влияет на мощность тепловыделений в пласте и, как следствие, на время нагрева пласта до температуры газовыделения. Расстояние S должно быть как можно большим, однако его увеличение также увеличивает время нагрева. Таким образом, расстояние S выбирается экспериментальным путем исходя из оптимального времени нагрева пласта.

Пример.

Было проведено испытание способа на экспериментальной установке с фрагментом пласта горючих сланцев, что обеспечивает адекватность эксперимента реальным условиям. Использовалось четыре электрода, расположенных в узлах квадрата со стороной S=0.4 м. К электродам был подключен генератор с выходным напряжением 10 кВ. Частота работы генератора на начальном этапе составляла 70 кГц как частота, соответствующая максимуму диэлектрических потерь для данной породы при данной температуре. За 2 часа температура в межэлектродном пространстве образца достигла 300°С. В процессе нагрева частота генератора поддерживалась соответствующей максимуму диэлектрических потерь и к концу эксперимента изменилась до 60 кГц. Полученные результаты позволяют сделать вывод о промышленной применимости метода в условиях реальных месторождений.

Способ обеспечивает максимальную мощность тепловыделений в обрабатываемом пласте вследствие выработки тепла диэлектрическими и резистивными потерями в пласте и позволяет снизить количество подготовительных работ при газификации и увеличить скорость нагрева пласта.


СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 150.
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.06.2013
№216.012.4871

Способ изготовления топливных брикетов из биомассы

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из биомассы, включающему термическую обработку биомассы при температуре 200-500°C без доступа воздуха, подготовку связующего вещества, получаемого растворением декстрина в пиролизном конденсате в соотношении 1:(5÷20), смешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484125
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9b

Способ извлечения урана из руд

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения урана из руд. Способ включает выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде. После выщелачивания ведут извлечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485193
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5238

Способ формирования субнаносекундных свч импульсов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для формирования серии мощных СВЧ импульсов субнаносекундной длительности с высокой частотой следования в пределах входного микросекундного СВЧ импульса, генерируемого в частотно-периодическом режиме. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486641
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.60f5

Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отрасли промышленности. Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами имеет трубчатый канал для подачи промывочной жидкости в зазор между высоковольтным и заземленным электродами, выполненными в виде параллельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490453
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6784

Способ очистки подземных вод от устойчивых форм железа

Изобретение относится к области водоснабжения и может быть использовано в системах водоподготовки для улучшения качества питьевой воды. Способ очистки подземных вод от устойчивых форм железа включает регулирование pH очищаемой воды с последующей фильтрацией и восстановлением pH до нормативных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492147
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e63

Цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ превращения прямогонной бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина с низким содержанием бензола

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к способам получения катализаторов превращения прямогонной бензиновой фракции в высокооктановый компонент бензина с низким содержанием бензола. Описан катализатор, содержащий, мас.%: высококремнеземный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493910
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7439

Устройство для разбраковки металлических изделий

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для контроля физико-химических свойств поверхностных слоев металла контролируемого изделия, подвергнутого термической или химикотермической обработке, а также для выявления степени пластической деформации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495410
Дата охранного документа: 10.10.2013
Показаны записи 1-10 из 259.
10.02.2013
№216.012.2453

Способ мониторинга фундаментов электроприводов насосных агрегатов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для мониторинга технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов. Способ заключается в измерении виброперемещений фундамента в процессе эксплуатации. При этом производят установку не менее двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474801
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cb3

Электроэнергетическая система на возобновляемых источниках энергии

Изобретение относится к энергетике, в частности к электроснабжению потребителей, подключенных к электроэнергетической системе, работающей на возобновляемых источниках энергии, и может быть использовано при организации электроснабжения ответственных потребителей переменного тока. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476970
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cc0

Способ определения оценки частоты вращения асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для цифрового управления асинхронным двигателем. Техническим результатом является расширение арсенала средств аналогичного назначения. В способе определения оценки частоты вращения измеряют мгновенные величины токов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476983
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e9e

Способ количественного определения водорастворимых витаминов в и в методом вольтамперометрии на органо-модифицированных электродах

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля биологически активных добавок, в пищевой промышленности для определения фальсификации. В способе количественного определения водорастворимых витаминов B и B методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477465
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.32f1

Шихта для получения керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета

Изобретение относится к области производства керамических пигментов для декорирования фарфоро-фаянсовых и майоликовых изделий. Технический результат изобретения заключается в повышении огнеупорности пигмента. Шихта для изготовления керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478584
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3459

Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения aubi

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478944
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.34aa

Устройство для моделирования трехфазного многообмоточного трансформатора

Изобретение относится к моделированию трансформатора. Технический результат заключается в повышении точности моделирования трансформатора и в расширении функциональных возможностей устройств моделирования трансформатора за счет обеспечения автоматизированного изменения параметров моделируемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479025
Дата охранного документа: 10.04.2013
+ добавить свой РИД