利用生物质能热动力开采页岩气的方法技术

一种利用生物质能热动力开采页岩气的方法，涉及一种页岩气开采领域，该方法是在待开采的底层中设置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃剂，燃料为生物质颗粒料，点燃燃料，则在收集井中得到页岩气。本发明专利技术采用的燃料为生物质颗粒料，发热量大，采收率高，具有环保、节能、成本低的特点；且本发明专利技术的生物质颗粒料是一种通过野外生物质颗粒制造机，直接利用野外生物质制造出来的颗粒型燃料；该制造机与现有机型不同，包括动力传动机构、入料斗、出料斗、旋转压轮组、出料模板Ⅰ、Ⅱ等；它具有可实现自然含水率物料常温成型、体积小，重量轻、产量高、能耗低、成型效果好的特点，适用于需求量较大的非常规天然气资源页岩气开采用的热动力燃料。

【技术实现步骤摘要】
利用生物质能热动力开采页岩气的方法
本专利技术涉及一种非常规天然气资源页岩气开采领域，特别是一种利用生物质能热动力开采页岩气的方法。
技术介绍
页岩气是一种清洁、高效的非常规能源资源和化工原料，主要用于民用和工业燃料，化工和发电等，是常规能源的重要补充，具有广阔开发前景。但是，页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，它主要是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式，其中，以游离相态（约50%）存在于裂缝、孔隙及其他储集空间；以吸附状态（约50%）存在于干酪根、粘士颗粒及空隙表面；极少量则以溶解状态储存于干酪根、沥青质及含油层中，并在源岩层内就近聚集，为典型的“自生、自储、自盖”原地成藏模式，而与油页岩、油砂、地沥青等差别较大，亦与常规油气储层的成藏模式不同。我国目前页岩气的开采仍面临着诸多难题，除了勘探技术、钻井技术外，采气技术也显得十分重要。因为我国页岩气储层具有不同于国外页岩气的地质特点，演化程度较高，含气量偏低。大部分页岩气储层具有低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大。这些特点决定了页岩气采收率比常规天然气低，常规天然气采收率在60%以上，而页岩气仅为5%～60%。因此，如何提高页岩气的采收率是一项十分重要的技术。中国专利技术专利公开号CN102287175A公开了一种利用热动力开采页岩气/或页岩油的方法。该方法主要是在待开采的底层中设置至少两口井，向其中一口井中注入燃料和助燃剂，并点燃所述燃料，通过热传导，则在另一口井中得到更多的页岩气／或页岩油，由于加热了岩层，从而提高了页岩气的采收率。而所述燃料为汽油、柴油、渣油、重油和煤炭中至少一种。可见，利用汽油、柴油等为燃料产生热动力提高页岩气采收率的方法，一是开采成本高，二是易于造成环境污染。欲提高页岩气的采收率，必须另辟蹊径。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种环保、开采成本低、采收率高的利用生物质能热动力开采页岩气的方法。解决上述技术问题的技术方案是：一种利用生物质能热动力开采页岩气的方法，该方法是在待开采的底层中设置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃剂，并点燃所述燃料，则在收集井中得到页岩气，所述的燃料为生物质颗粒料。本专利技术的进一步技术方案是：所述的生物质颗粒料是一种通过野外生物质颗粒制造机制造出来的颗粒型燃料。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的野外生物质颗粒制造机包括动力传动机构、机壳、底座架、主轴、分别位于机壳内的出料模板Ⅰ、旋转压轮组、出料模板Ⅱ；所述的主轴横穿过机壳，主轴的两端、机壳分别与底座架连接；所述的旋转压轮组包括均布的3～6个旋转压轮，各旋转压轮通过连接轴安装在主轴上；所述的出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ分别穿过主轴并分别紧贴于旋转压轮组的左、右两侧；所述的出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ上沿轴向设有大量锥形成型孔，锥形成型孔的大端孔口朝向内侧，锥形成型孔的小端孔口朝向外侧；出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ与动力传动机构的输出端连接，且出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ按相反方向转动。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的旋转压轮组包括旋转压轮Ⅰ、旋转压轮Ⅱ、旋转压轮Ⅲ、旋转压轮Ⅳ，所述的连接轴为十字轴，旋转压轮Ⅰ、旋转压轮Ⅱ、旋转压轮Ⅲ、旋转压轮Ⅳ分别连接在连接轴的四个端头，连接轴的中部安装在主轴上。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的动力传动机构包括电机、减速机、传动主轴、传动齿轮Ⅰ、传动齿轮Ⅱ、皮带轮Ⅰ、皮带轮Ⅱ、皮带轮Ⅲ、皮带轮Ⅳ、传动轴、连接轴Ⅰ、连接轴Ⅱ；所述的电机与减速机连接，减速机的输出轴与传动主轴连接，所述的传动齿轮Ⅰ、皮带轮Ⅰ分别安装在传动主轴上，皮带轮Ⅰ与皮带轮Ⅱ通过皮带连接，皮带轮Ⅱ通过连接轴Ⅰ与出料模板Ⅰ固定连接；所述的传动齿轮Ⅰ、传动齿轮Ⅱ相啮合，传动齿轮Ⅱ与传动轴连接，传动轴与皮带轮Ⅲ固定连接，皮带轮Ⅲ与皮带轮Ⅳ通过皮带连接，皮带轮Ⅳ通过连接轴Ⅱ与出料模板Ⅱ固定连接。本专利技术的再进一步技术方案是：在旋转压轮组上方的机壳上还安装有入料斗，该入料斗的底部连通机壳的内腔；机壳的下方还连接有出料斗，该出料斗的顶部连通机壳的内腔。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的出料模板Ⅰ的外侧、出料模板Ⅱ的外侧与机壳的内壁之间形成集料仓，该集料仓内设置有刮刀。本专利技术的进一步技术方案是：所述的助燃剂为空气。本专利技术的再进一步技术方案是：在向注入井中注入燃料和助燃剂的步骤中，还同时注入有引燃剂。本专利技术的更进一步技术方案是：所述的引燃剂为工业用石蜡。由于采用上述结构，本专利技术之利用生物质能热动力开采页岩气的方法与现有技术相比，具有以下有益效果：1.采收率高：由于本专利技术是在待开采的底层中设置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃剂，并点燃所述燃料，则在收集井中得到页岩气。本专利技术通过点燃生物质颗粒料燃料，使得页岩层局部燃烧气化，一方面使页岩层中的有机物质分解产生更多的页岩气，另一方面，热量通过岩层的传递加热岩层，可大大提高页岩气的采收率；此外，由于本专利技术采用的燃料为生物质颗粒料，生物质颗粒料的发热量大，发热量在3900～4800千卡/kg左右，经炭化后的发热量高达7000～8000千卡/kg，可进一步地提高页岩气的采收率。2.环保、节能：由于本专利技术的燃料采用生物质颗粒料，无需汽油、柴油、渣油、重油和煤炭，从而不会对环境造成污染，是一种清洁环保、节能的燃料。此外，该生物质颗粒料是采用野外生物质颗粒制造机对山林中的烂木渣、木屑、秸秆、玉米杆等生物质原料进行颗粒成型，避免了这些生物质原料的堆积和污染，使其得到循环再利用，也具有节能、环保的特点。3.成本低：由于本专利技术的燃料为生物质颗粒料，该生物质颗粒料是一种通过野外生物质颗粒制造机，把山林中的烂木渣、木屑、木粉、秸秆、玉米杆等干原料压制而成的颗粒型燃料，其成本比较低。此外，本专利技术的助燃剂为空气，引燃剂为极少量的工业用石蜡，与现有技术采用的富氧气体相比，其成本也得到降低。4.采用的野外生物质颗粒制造机适用于天然气资源页岩气开采：本专利技术采用的野外生物质颗粒制造机与目前国内外的平模、环模或双环模机型不同，它是一种能适应于野外作业用的生物质颗粒成型机，主要包括动力传动机构、机壳、分别位于机壳内的出料模板Ⅰ、入料斗、旋转压轮组、出料模板Ⅱ、出料斗；其中出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ与动力传动机构的输出端连接，且出料模板Ⅰ、出料模板Ⅱ按相反方向转动，可带动机壳内腔的旋转压轮组的各旋转压轮按两两相反的方向旋转，可使落入机壳内腔的物料得到多方位、完全、彻底的碾碎和挤压，不仅可快速去除物料的水份，还可使物料实现快速碾碎、成型。因而本专利技术采用的野外生物质颗粒制造机具有以下特点：①可实现自然含水率物料常温成型：对野外生物质资源如林业废弃物、田地秸秆等大部分原料无需干燥，实现自然含水率物料在不加任何添加剂或粘结剂情况下能常温成型，所用制粒原料范围十分广泛，适于野外作业；②体积小，重量轻：总重量小于2吨，方便于运输及野外安装作业；③产量高、能耗低：产量为900～1100kg/h,比目前国产的新型双环模机型产量（200～400kg/h）高，单位产品能耗为80kwh/t(包括粉碎和制粒)，比新型双环模机型能耗（110～130kwh/t）与意大利产的ETS机型能耗（100～110kwh/t）低。④成型效果好：由于出料模板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用生物质能热动力开采页岩气的方法，该方法是在待开采的底层中设置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃剂，并点燃所述燃料，则在收集井中得到页岩气，其特征在于：所述的燃料为生物质颗粒料。

【技术特征摘要】
1.一种利用生物质能热动力开采页岩气的方法，该方法是在待开采的底层中设置注入井和收集井，向注入井中注入燃料和助燃剂，并点燃所述燃料，则在收集井中得到页岩气，其特征在于：所述的燃料为生物质颗粒料；所述的生物质颗粒料是一种通过野外生物质颗粒制造机制造出来的颗粒型燃料；所述的野外生物质颗粒制造机包括动力传动机构（1）、机壳（2）、底座架（11）、主轴（12）、分别位于机壳（2）内的出料模板Ⅰ（3）、旋转压轮组、出料模板Ⅱ（6）；所述的主轴（12）横穿过机壳（2），主轴（12）的两端、机壳（2）分别与底座架（11）连接；所述的旋转压轮组包括均布的3～6个旋转压轮，各旋转压轮通过连接轴（9）安装在主轴（12）上；所述的出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）分别穿过主轴（12）并分别紧贴于旋转压轮组的左、右两侧；所述的出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）上沿轴向设有大量锥形成型孔（H），锥形成型孔的大端孔口（Hm）朝向内侧，锥形成型孔的小端孔口（Hs）朝向外侧；出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）与动力传动机构（1）的输出端连接，且出料模板Ⅰ（3）、出料模板Ⅱ（6）按相反方向转动。2.根据权利要求1所述的利用生物质能热动力开采页岩气的方法，其特征在于：所述的旋转压轮组包括旋转压轮Ⅰ（5）、旋转压轮Ⅱ（7）、旋转压轮Ⅲ（14）、旋转压轮Ⅳ（15），所述的连接轴（9）为十字轴，旋转压轮Ⅰ（5）、旋转压轮Ⅱ（7）、旋转压轮Ⅲ（14）、旋转压轮Ⅳ（15）分别连接在连接轴（9）的四个端头，连接轴的中部安装在主轴（12）上。3.根据权利要求1所述的利用生物质能热动力开采页岩气的方法，其特征在于：所述的动力传动机构（1）包括电机（101）、减速机（102）、传动主轴（103）、传动齿轮Ⅰ（104）...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢炳雄，于景维，黄远林，徐文礼，
申请(专利权)人：钦州学院，
类型：发明
国别省市：广西;45