【技术实现步骤摘要】
一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统及其控制方法
本专利技术属于钻采设备及发电
,特别涉及一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统及其控制方法。
技术介绍
随着全球资源需求量的日益增大,对化石能源的开采技术提出了更高的要求。传统的高压水射流旋转钻井方法虽然具有速度快、效率高等优点,但同时存在水合物形成率高、采收率下降等问题;而利用二氧化碳作为射流介质,可以避免粘土水化膨胀等现象、提升采收率,同时二氧化碳无毒无害、来源广泛、能够节省水资源。目前出现的技术仅将超临界二氧化碳作为一种钻井液,取代水进行钻井作业,虽然能够实现超临界二氧化碳钻井的上述优势,但却没有应用二氧化碳的热力学优势;现有技术仍存在需要外接电力供能、大规模钻井时需要架设电厂从而增加工程成本等问题。因此,亟需开发一种用于钻井的超临界二氧化碳系统及其控制方法,实现高效的化石能源开采。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统及其控制方法,以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术的系统,能够提升化石能源开采效率,在享有超临界二氧化碳钻井优势的同时实现能量自给,降低施工成本。为达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案:本专利技术的一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,包括:二氧化碳压缩机、第一外部热源、第一二氧化碳透平、二氧化碳冷却器、过滤分离装置、第二外部热源、第二二氧化碳透平和二氧化碳存储罐;二氧化碳存储罐的出口通过第一管道与二氧化碳压缩机的进口相连通,用于供给二氧化碳;所述第一管道 ...
【技术保护点】
1.一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,其特征在于,包括:二氧化碳压缩机(1)、第一外部热源(3)、第一二氧化碳透平(4)、二氧化碳冷却器(5)、过滤分离装置(7)、第二外部热源(9)、第二二氧化碳透平(10)和二氧化碳存储罐(12);/n二氧化碳存储罐(12)的出口通过第一管道与二氧化碳压缩机(1)的进口相连通,用于供给二氧化碳;所述第一管道上设置有第三控制阀(103);/n二氧化碳压缩机(1)的出口通过第二管道与第一外部热源(3)的进口相连通,所述第二管道上设置有第一控制阀(101);第一外部热源(3)的出口与第一二氧化碳透平(4)的进口相连通;第一二氧化碳透平(4)的出口与二氧化碳冷却器(5)的进口相连通,二氧化碳冷却器(5)的出口与二氧化碳压缩机(1)的进口相连通;/n二氧化碳压缩机(1)的出口连通有第三管道,所述第三管道用于通入地底储层;所述第三管道设置有第二控制阀(102);/n过滤分离装置(7)的进口用于输入完成作业后的二氧化碳,过滤分离装置(7)的出口与第二外部热源(9)的进口相连通,第二外部热源(9)的出口与第二二氧化碳透平(10)的进口相连通,第二二氧化碳透平(10 ...
【技术特征摘要】
1.一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,其特征在于,包括:二氧化碳压缩机(1)、第一外部热源(3)、第一二氧化碳透平(4)、二氧化碳冷却器(5)、过滤分离装置(7)、第二外部热源(9)、第二二氧化碳透平(10)和二氧化碳存储罐(12);
二氧化碳存储罐(12)的出口通过第一管道与二氧化碳压缩机(1)的进口相连通,用于供给二氧化碳;所述第一管道上设置有第三控制阀(103);
二氧化碳压缩机(1)的出口通过第二管道与第一外部热源(3)的进口相连通,所述第二管道上设置有第一控制阀(101);第一外部热源(3)的出口与第一二氧化碳透平(4)的进口相连通;第一二氧化碳透平(4)的出口与二氧化碳冷却器(5)的进口相连通,二氧化碳冷却器(5)的出口与二氧化碳压缩机(1)的进口相连通;
二氧化碳压缩机(1)的出口连通有第三管道,所述第三管道用于通入地底储层;所述第三管道设置有第二控制阀(102);
过滤分离装置(7)的进口用于输入完成作业后的二氧化碳,过滤分离装置(7)的出口与第二外部热源(9)的进口相连通,第二外部热源(9)的出口与第二二氧化碳透平(10)的进口相连通,第二二氧化碳透平(10)的出口与二氧化碳存储罐(12)的进口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,其特征在于,二氧化碳压缩机(1)与第一二氧化碳透平(4)同轴布置。
3.根据权利要求1所述的一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,其特征在于,第一外部热源(3)和第二外部热源(9)分别为地热吸收装置、锅炉或太阳能集热器。
4.根据权利要求1所述的一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,其特征在于,还包括:第一二氧化碳换热器(2);
第一控制阀(101)的出口通过管道与第一二氧化碳换热器(2)的第一进口相连通,第一二氧化碳换热器(2)的第一出口与第一外部热源(3)的进口相连通;
第一二氧化碳透平(4)的出口与第一二氧化碳换热器(2)的第二进口相连通,第一二氧化碳换热器(2)的第二出口与二氧化碳冷却器(5)的进口相连通。
5.根据权利要求1所述的一种可用于钻井的超临界二氧化碳系统,其特征在于,还包括:第二二氧化碳换热器(8);
过滤分...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢永慧,孙磊,张荻,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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