一种油页岩电加热试验和监控装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于油页岩地下原位电加热技术领域，涉及一种油页岩电加热试验和监控装置。包括加热系统和监控装置两大部分，加热系统包括电加热反应釜、电加热器、油水分离器、油气分离器和气体冷凝装置；电加热器布置于电加热反应釜的加热孔内，电加热反应釜通过管路b与油水分离器连接，油水分离器通过管路f与油气分离器连接，管路f进入到气体冷凝装置中；监控装置分为控制部分和数据采集部分；控制部分包括PID仪表和功率调整器；PID仪表将信号传递给功率调整器，通过功率调整器调整电加热器的加热功率。本发明专利技术实现了对油页岩电加热过程的控制并对油页岩加热过程中的数据进行实时监测，从而简化工艺，降低成本，提高了运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种油页岩电加热试验和监控装置
本专利技术属于油页岩地下原位电加热
，涉及一种油页岩电加热试验和监控装置。
技术介绍
油页岩是一种沉积页岩，其中富含有机质。它具有煤炭的特性，可直接燃烧，用于发电或供热，同时具有石油的成分，可炼制人造石油—页岩油。因此，作为非常规能源的油页岩，越来越引起世界各国的关注。中国油页岩探明储量7199×108t，折合页岩油达476×108t，居世界油页岩储量第二位。目前，国际上油页岩就地干馏开采方法很多。根据热量传递的方式可以分为三种：直接传导加热、对流加热、辐射加热。直接电加热法比如：壳牌原位转化技术(In-situConversionProcess)，简称ICP技术。壳牌公司的ICP技术占地面积小，不产生尾气废渣，空气污染小，有害副产品及对地下水污染也较少，和传统工艺相比有重大突破。但是，该技术也存在工艺复杂、耗电量大、无用耗损大、回收效率低及成本高等缺点。目前对流加热技术主要有太原理工大学的对流加热技术、雪弗龙的Crush技术和EGL技术等。但是该技术仅适用于深度超过150m、厚度超过8m的油页岩地层中，其余条件下经济效益较低。辐射加热,如美国伊利诺理工大学提出利用射频技术对油页岩进行加热，该技术先期利用组合电极对深层油页岩加热，加热速度较缓慢；后来采用无线射频的方式，缩短了热扩散的时间，且容易控制，穿透力强，但同样存在油页岩温度升温速率慢的问题,极大地提高了油页岩的开采利用成本。本专利技术油页岩电加热试验和监控装置是在室内模拟现场原位开采状态，结合以上三种加热方式，以电加热法为主，辅助监控系统，实现了对油页岩电加热过程的控制，并对油页岩加热过程中的数据进行实时采集，确定合理可行的原位开采工艺和加热设备，克服了现有技术存在的工艺复杂、耗电量大、成本高等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的工艺复杂、耗电量大、成本高等问题，提供了一种油页岩电加热试验和监控装置。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：一种油页岩电加热试验和监控装置，包括加热系统和监控装置两大部分，所述加热系统包括电加热反应釜3、电加热器、油水分离器8、油气分离器18和气体冷凝装置；所述电加热器布置于电加热反应釜3的加热孔内，电加热反应釜3通过管路b7与油水分离器8连接，所述油水分离器8通过管路f17与油气分离器18连接，管路f17进入到气体冷凝装置中；所述的监控装置分为控制部分和数据采集部分。所述控制部分包括PID仪表和功率调整器；PID仪表将信号传递给功率调整器，通过功率调整器调整电加热器的加热功率。所述的数据采集部分由无纸记录仪2、温度传感器、压力传感器、流量计组成；温度传感器、压力传感器、流量计采集的数据均存储在无纸记录仪2中，无纸记录仪2将数据信号输出给PID仪表。技术方案中所述电加热反应釜3下方圆锥状底部设置阀门a4，与管路a5连接，管路a5上设置阀门b6并与管路b7连接。技术方案中所述油水分离器8的底部和右侧壁上，分别设置阀门c9、阀门d10，进行水和油的分离。技术方案中所述油气分离器18的底部和顶壁分别设置阀门e19和阀门f20，油气分离器18左侧经管路g21与集气瓶23连接，集气瓶23顶壁设置阀门g22。技术方案中所述气体冷凝装置主要由换热器15、水泵13、冷却水箱11以及循环管路c12、d14、e16组成；冷却水箱11右侧与自来水连通，水泵13右侧经管路c12与冷却水箱11连接，左侧经管路d14与换热器15连接，换热器15上部右侧与管路e16连接。在电加热反应釜3内设置温度传感器设置，在腔外管路a5、管路d14、管路e16和管路f17上设置温度传感器；在电加热反应釜3和管路a5、管路f17上分别设置压力传感器；在进入换热器15的管路c12上设置流量计；技术方案中所述的电加热反应釜3的盖子是一法兰，在法兰的中部有六个加热孔，成正六边形分布；在加热孔的中间有一个进气孔，通过此孔往电加热反应釜3中注入氮气。技术方案中所述电加热反应釜3内设置13个温度传感器，在腔外管路a5、管路d14、管路e16和管路f17上分别设置4个温度传感器；在电加热反应釜3和管路a5、管路f17上分别设置3个压力传感器。技术方案中所述PID仪表设置在控制柜24中，在控制柜24的面板上设置急停电源指示灯、电加热器工作指示灯。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1、设计了一套油页岩电加热反应装置及监控装置，实现了对油页岩电加热过程的控制并对油页岩加热过程中的数据进行实时监测，从而简化工艺，降低成本，提高了运行效率。2、模拟现场原位开采状态对油页岩进行电加热试验，利用监控装置实现对试验过程中的油页岩样品的温度、压力等数据的采集存储，从而有利于研究加热过程中油页岩层内的温度场变化情况，对制定切实可行的油页岩开采方案具有重要的指导作用。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1是本专利技术所述油页岩电加热试验和监控装置的油页岩电加热试验流程图；图2是本专利技术所述油页岩电加热试验和监控装置的加热孔、温度传感器在法兰上的布置示意图；图3是本专利技术所述油页岩电加热试验和监控装置的油水分离器示意图；图4是本专利技术所述油页岩电加热试验和监控装置的气体冷凝装置示意图；图5是本专利技术所述油页岩电加热试验和监控装置的油气分离器示意图；图中：1、计算机；2、无纸记录仪；3、电加热反应釜；4、阀门a；5、管路a；6、阀门b；7、管路b；8、油水分离器；9、阀门c；10、阀门d；11、冷却水箱；12、管路c；13、水泵；14、管路d；15、换热器；16、管路e；17、管路f；18、油气分离器；19、阀门e；20、阀门f；21、管路g；22、阀门g；23、集气瓶；24、控制柜。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细的描述：为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本专利技术做进一步详细说明。油页岩电加热试验台包括加热系统和监控装置两大部分。加热系统包括电加热反应釜3、电加热器、油水分离器8、气体冷凝装置和油气分离器18等，监控装置包括温度传感器、流量计等。本专利技术利用油页岩电加热技术的试验台，并对试验过程中的温度、压力、流量进行监控。所述的加热设备为电加热反应釜3，电加热反应釜3为上部圆柱状，直径720mm，高500mm，底部有孔状隔板，此部分盛装油页岩样品，电加热的反应在此进行。电加热反应釜3底部为圆锥状，连接阀门，试验进行时，此处用来收集产生的液体产物。所述的电加热反应釜3，其盖子是一直径720mm的法兰，在法兰的周边有一圈直径为14mm的螺栓固定，在法兰的中部有六个加热孔，成正六边形分布。在加热孔的中间有一个进气孔，通过此孔往电加热反应釜3中注入辅助气体氮气，辅助气体在电加热反应釜内的扩散形成了对流传热,从而加速了热量传递速率。所述电加热反应釜3上部经管路b7与油水分离器8连接，下方圆锥状底部设置阀门a4，与管路a5连接，管路a5上设置阀门b6并与管路b7连接；油页岩裂解产生的气体产物通过电加热反应釜上方连接的管路b7导出进入油水分离器8，液体产物通过电加热反应釜下方与圆锥状底部连接的阀门a4流入收集容器，残余的气体经管路a5上升通过管路b7进入油水分离器8。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油页岩电加热试验和监控装置，包括加热系统和监控装置两大部分，其特征在于：所述加热系统包括电加热反应釜(3)、电加热器、油水分离器(8)、油气分离器(18)和气体冷凝装置；所述电加热器布置于电加热反应釜(3)中的加热孔内，电加热反应釜(3)通过管路b(7)与油水分离器(8)连接，所述油水分离器(8)通过管路f(17)与油气分离器(18)连接，管路f(17)进入到气体冷凝装置中；所述的监控装置分为控制部分和数据采集部分；所述控制部分包括PID仪表和功率调整器；PID仪表将信号传递给功率调整器，通过功率调整器调整电加热器的加热功率；所述的数据采集部分由无纸记录仪(2)、温度传感器、压力传感器、流量计组成；温度传感器、压力传感器、流量计采集的数据均存储在无纸记录仪(2)中，无纸记录仪(2)将数据信号输出给PID仪表。

【技术特征摘要】
1.一种油页岩电加热试验和监控装置，包括加热系统和监控装置两大部分，其特征在于：所述加热系统包括电加热反应釜(3)、电加热器、油水分离器(8)、油气分离器(18)和气体冷凝装置；所述电加热器布置于电加热反应釜(3)中的加热孔内，电加热反应釜(3)通过管路b(7)与油水分离器(8)连接，所述油水分离器(8)通过管路f(17)与油气分离器(18)连接，管路f(17)进入到气体冷凝装置中；所述的监控装置分为控制部分和数据采集部分；所述控制部分包括PID仪表和功率调整器；PID仪表将信号传递给功率调整器，通过功率调整器调整电加热器的加热功率；所述的数据采集部分由无纸记录仪(2)、温度传感器、压力传感器、流量计组成；温度传感器、压力传感器、流量计采集的数据均存储在无纸记录仪(2)中，无纸记录仪(2)将数据信号输出给PID仪表。2.根据权利要求1所述的一种油页岩电加热试验和监控装置，其特征在于：所述电加热反应釜(3)下方圆锥状底部设置阀门a(4)，与管路a(5)连接，管路a(5)上设置阀门b(6)并与管路b(7)连接。3.根据权利要求1所述的一种油页岩电加热试验和监控装置，其特征在于：所述油水分离器(8)的底部和右侧壁上，分别设置阀门c(9)、阀门d(10)，进行水和油的分离。4.根据权利要求1所述的一种油页岩电加热试验和监控装置，其特征在于：油气分离器(18)的底部和顶壁分别设置阀门e(19)和阀门f(20)，油气分离器(18)左侧经管路g(21)与集气瓶(23)连接，集气瓶(23)顶壁设置阀门g(22)。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆华，李贝娜，徐会文，李强，封雷，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22