Способ подземной перегонки нефтеносного сланца

 

Союз Советекмк

Социалистических

Ресвублмк 11 919598

К ПАУЕНТУ

{61) Дополнительный к патенту

1 (22) Заявлено 24.07.75 (21) 2 159099/23-26 (51) М. Кл.

С 10 3 5/00

С 10 В 57/20 (53) УДК622.278 (088.8). (23) ПриоритЕт - " (32) 29.07.74

9кудврстввнный комвтвт

СССР ао двлам нзаврвтвиий. н открыткй (31) 492823 (33) США

Опубликоваио07.04,82.Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 07.04.82

Г=--:: (cfear) — ) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Чанг Юл Ча (Южная *Корея) P« W Ll Ридли и Роберт С. Бартон 3 й

Иностранная фирма

"Оксидентал Петропеум Корпорейшн" (США ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТЕНОСНОГО

CJIAHIM

ЙзоЬретение относится к процессу деструктивной перегонки нефтеносных сланцев, в частности к процессу деструктивной перегонки, которая производится в замкнутом подземном пространстве непосредственно в районе месторождения.

Наличие крупных месторождений нефтеносных сланцев в районе КеК Всайба (США) послужило топчком к интенсивной разработке процессов получения нефти из этих месторождений. Из всех споЪ собов наиболее перспективным и с эко номической точки зрения и с точки зре» ния уменьшения отходов является опособ, предусматривающий деструктивную перегонку сланцев непосредственно в районе а месторождения и искпючаюший необходимость в извлечении из-под земли огромных количеств сланцев (с целью их по следующей переработки).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ подземной перегонки нефтеносного сланца, включающий образование подземной реторты из разрыхленной массы частиц нефl теносного сланца и туннеля, примыкающего к реторте, подачу в верхнюю зону реторты воздуха, сжигание угперодсодержащего материала сланца и отвод обра- зующихся газообразных продуктов из ниж. ней зоны реторты.

Согласно способу на отдельных участ ках месторождения, путем извлечения из них породы, образуются подземные реторт ты — резервуары, после чего для измепьчения оставшейся породы в зоне месторождения проводятся взрывные работы, в результате кОторых каждый из упомянутых реторт заполняется сравнительно

15 мелкими кусками сланцев. Верхние слои измельченных, сланцев в каждой реторте затем поджигают, после чего в реторту нагнетают воздух, поддерживающий процесс горения углеродсодержащих продукgp тов в верхних слоях находящихся s этой зоне измельченных сланцев. Дальнейший процесс деструктивной перегонки протекает самопроизвольно, и движущийся вниз поток горячих продуктов сгорания, обращ; зуюшихся в результате сгорания сланцев, 10

3 919 расположенных в верхней части подземной реторты, нагревает нижние Ьлои сланцев до температуры, достаточной для того, чтобы в нижней части реторты собиралась образуюшаяся в результате перегонки жидкая нефть.

Одновременно с этим, внутри реторты собираются выделяюшиеся из нагретых сланцев газообразные продукты перегонки и продукты сгорания. Эти газы отводят из нижней части резервуара и после отделения от них серы и воды используют в виде газообразного ToBHHBG, получаемого одновременно с жидкой нефтью при деструктивной перегонке нефтеносных сланцев (1).

Недостатком известного способа является утечка газообразных продуктов из реторты, это объясняется тем, что при принудительной подаче в верхнюю часть подземной реторты воздуха в ней создается избыточное давление, в результате чего некоторое количество образую-шегося газа через различные трещины поступает в расположенные рядом с ретортой скважины, туннели, обеспечивающие воэможность доступа в зону перегонки. Поскольку в этих газахсодержится большое количество углерода, а также двуокиси серы, метана и других горючих газов, то попадание этих газов в туннели, скважины и шахты создает в них взрывоопасную атмосферу. цепь изобретения - снижение утечки газообразных продуктов, что сушественно уменьшит опасность, связанную с попаданием этих газов в подземные туннели, скважины, шахты, расположенные рядом с зоной перегонки ретортой.

Указанная цепь достигается тем, что согласно способу подземной перегонки нефтеносного сланца, включающему образование подземной реторты из разрыхленной массы частиц нефтеносного сланца и туннеля, примыкающего к реторте, подачу в верхнюю зону реторты воздуха, сжигание углеродсодержашего материала сланца и отвод образующихся газообразных продуктов из нижней зоны реторты, отвод образуюшихся газообразных продуктов из нижней эоны реторты ведут со скоростью, обеспечивающей понижение давления в реторте до уровня, ниже уровня давления в ттннеле, Предлагаемый способ отличается от известного способа тем, что отвод газообразных продуктов из нижней зоны реторты ведут со скоростью, обеспечиваю->98 4 шей понижение давления в реторте до уровня, ниже уровня давления в туннеле.

Давление в нижней части ретортной полости непрерывно поддерживается значи тельно ниже давления соседних туннелей.

Давление в таком соседнем туннеле может быть одинаковым с давлением окружаюшей атмосферы на поверхности, а также выше или ниже его вследствие работы обычных рудничных вентиляционных систем.

Давление в туннелях подземных разработок может отличаться от давления на поверхности. B глубоких шахтах такая разница давлений может сушествовать по баростатическим причинам в отсутствие всякой разницы давлений, обуславливаемой работой вентиляционных систем.

На чертеже изображена подземная реторта, в которой проводят по предлагаемому способу деструктивную перегонку нефтеносных сланцев, вертикальный разрез.

На поверхности месторождения нефтеносных сланцев находится вскрышная порода 1, Между этой породой и расположенным на сравнительно большой глубине основанием 2 месторождения находится спой 3 нефтеносных сланцев. jina добычи нефти из сланцеВ непосредственно в районе месторождения по известному способу рядом с участком разработки бурится скважина-туннель 4, которая доходит непосредственно до нижних слоев нефтеносных сланцев. Этот туннель обычно входит в целую систему аналогичных скважин, обеспечиваюших разработку месторождения подземных реторт, однако на чертеже показана только одна скважина-туннель, предназначенная для добычи нефти иэ соответственно одного подземного резервуара реторты 5..Скважина 4 используется для разработки нижних участков содержашего нефть сланцевого месторождения. После выполнения подземных земляных работ в зоне месторождения проводят взрывные работы, в результате которых в зоне месторождения образуется подземная реторта, заполненная кусками нефтеносных сланцев и расположенная между породой 1 и основанием 2 месторождения, После этого нижний конец туннеля-скважины 4 на входе в резервуар закрывается бетонной пробкой 6, через которую проходят выходяшие на поверхность земли отводяшие трубы 7 и 8. По трубе 7 из реторты откачивают собираюшиеся в ее нижней зо98 6

100-150 мм рт.ст. меньшее давления в

1 туннеле-скважине 4, которое в свою очередь может превышать атмосферное давление. Одновременно в предлагаемую установку включена и воздуходувка 11, которая создает в верхней зоне реторты 5 давление, равное или несколько мень шее атмосферного давления, причем работа этой воздуходувки компенсирует потери давления в воздушной системе, об разованной трубами 9 и коллектором 10.

Таким образом, при одновременной ра боте компрессора 12 и воздуходувки ll через заполняющие реторты 5 куски нефтеносных сланцев в непрерывно сверху вниз движутся потоки газов, давление которых ниже давления находящихся снаружи реторты газов.

При этом обеспечивается нормальное сгорание сланцев в верхней зоне реторты и одновременное движение вниз через реторту образующихся в процессе горения газообразных продуктов, и при давлении внутри реторты, меньшем давления газов, находящихся снаружи реторты, полностью исключается утечка газов из реторты.

5 9195 не жидкие продукты, а по трубе 8 из ре торты отводят образующиеся в ней газы.

Д.еструктивную перегонку кусков неф теносных сланцев в подземной реторте

5 производят путем подачи в верхнюю зону реторты по вертикальным трубам 9 сжатого воздуха, который поступает к трубам 9 иэ коллектора 10, соединенно

ro с воздуходувкой 11. Верхние слои породы затем поджигают, и они сгорают 10 в присутствии нагнетаемого в peaepsyap воздуха. Горячие газообразные продукты сгорания под действием давления нагнетаемого в реторту воздуха движутся вниз, проходя через заполняющие реторту куски 15 нефтеносных сланцев, и выходят из нее по трубе 8. Эти газы нагревают породу в зоне, расположенной, ниже зоны горе ния, в результате чего происходит деструктивная перегонка сланцев с образо- 20 ванием в нижних слоях реторты жидких, углеродсодержаших продуктов перегонки.

Воздуходувка 11 нагнетающая воздух под избыточным давлением внутрь подземной реторты, заполненной кусками неф-25 теносных сланцев, предназначена исклю чительно для перемещения газообразных продуктов сгорания в нижнюю зону реторты и для перекачки ик по трубе 8. Как было yciтановлено, окружающие. резервуары породы ЗО не являются абсолютно непроницаемыми для находящихся в реторте газов. В ре-. зультате этого часть образующихся в реторте газов выходит иэ нее через ее стенки, и эти газы попадают, в частности, внутрь туннеля 4. Поскольку туннель

4 обычно входит в целую систему скважин и шахт, с помощью которых производится разработка всего месторождения, то попадание в нее иэ реторты газов 4о создает во всей системе шахт и скважин взрывоопасную атмосферу и приводит к загрязнению воздуха вредными газообразными продуктами.

В соответствии с изобретением пред+ 45 лагается установить на трубе 8 компрессор 12, с помощью которого в нижней зоне реторты 5 создается давление, на

Формула изобретения

Способ подземной перегонки нефтеносного сланца, включающий образование подземной реторты из разрыхленной массы частиц нефтеносного сланца и туннеля, примыкающего к реторте, подачу в верхнюю зону реторты воздуха, сжигание углеродсодержашего материала сланца и отвод образующихся газообразных продуктов иэ нижней эоны реторты, о т л ич а ю ш и и с я ì, что, с цепью снижения газообразных продуктов, отвод газообразных продуктов из нижней эоны реторты ведут со скоростью, обеспечивающей понижение давления в реторте до уровня, ниже уровня давления в туннеле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ClllA М 3661423, кл. 299 2, опублик. 1972.

919598

Составитель P. Горяинова

Редактор В, Данко Техред М. Рейвес Корректор 1G. Макаренко

Заказ 2185/45 Тираж 524 Подлйсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 0

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4