Реторта для транспортировки газа из месторождения нефтяных сланцев

ОП ИСАНИЕ 6645 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕН ИЯ К ПАТЕНТУ(33) США Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Иностранцы(Южная Корея), Ричард Д. РидлиБартон Ш (США) нг ЮлРоберт Иностранная фирмаОксидентал Петролеум Корпорейшн(73) Заявител 54) РЕТОРТА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗА ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТЯНЫХ СЛАНЦЕВ ны оттру 5 н ы 25 ЗО,н Изобретение относится к подземнойперегонке нефтеносного сланца, вчастности к выравниванию распределения потока газа, проходящего черезпоперечное сечение полости при осуществлении этого процесса,Известен способ подземной перегонки сланцев, который реализуется по средством устройства, включающегбполость в месторождении нефтеносныхсланцев, которая заполняется частицами нефтеносного сланца, и ряд трубопроводов, установленных вблизи диаполости 1,Однако потоки воздуха и отходящегогаза, являющегося продуктом горенияпри перегонке, распределяются неравномерно по поперечному сечению полости. В результате этого скоростьгорения будет неравномерной и пере- . 20гонка осуществляется не столь эффективно на одних участках по сравнениюс другими.Известна реторта для транспортировки газа из месторождения нефтя- .ных сланцев, включающая полость, за-.полненную частицами нефтеносныхсланцев, ряд трубопроводов для отвода газа, пересекающих полостн в поперечном направлении, по длине кото 2рйх в пределах полости выполневерстия, причем выходные концы .бопроводов присоединены к общемувыводному устройству 2).Целью изобретения является обеспечение возможности протекания через каждое отверстие одной и той же массы газа при наличии разности давлений в полости и на выходном концетрубопровода.Это достигается тем, что размеры отверстий уменьшаются в направлении к выходному. концу трубопровода, причем трубопроводы параллельны и отстоят один от другого на равных расстояниях. Отверстия трубопровода выполнены круглыми и выполнены а сторонах трубопровода, обращенн х к дну полости.На фиг, 1 изображена предлагаемая реторта, установленная на месторождении нефтяных сланцев, частичный разрез; на фиг, 2 дан разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 показана распределительная часть трубопровода,На фиг. 1-3 показано: 1 - приповерхностное месторождение нефтяного сланца; 2 : горизонтальный туннель- ,подход, который сообщается с поверхостью .земли; 3 - вертикально направленная камера; 4 - отстойник,предназначенный для сбора жидкостейу5, б и 7 - параллельные секции трубопровода; 8 - выходной трубопровод9, 10 и 11 - регулирующие клапаны;12 - отверстие; 13 - крупнокусковаяпорода; 14 - полость, заполненнаячастицами нефтеносных сланцев,Реторта в месте залегания месторождения нефтеносных сланцев абра"зуется с помощью строго гориэонтальнога туннеля-подхода 2, который со- фобщается с поверхностью земли, Внутренний конец туннеля 2 вьрабатцваетсяОткрЫтЫ СПОСОбаМ И УВЕЛИЧИВаЕтоя В.размерах так, чтобы образовалась вертикально направленная камера 3. Ка- Ымеру 3 взрывают или другим способомотделяют от месторождения нефтяныхсланцев, Материал, содержащий сланцывырытый при образовании камеры, удаляется через туннель 2, Э полу туннеля 2 с внешней стороны камеры 3предусмотрен отстойник 4, которыйпредназначен для сбора жидкостей, вы.водимых иэ нефтеносных сланцев в ходеосуществления процесса перегонки, 25После образования камеры 3 в нижнюю ее часть вводят трубопроводы дляа- вода газообразных продуктов,На фиг.2показаны три параллельные секции тру-бопроводов 5, б и 7, однако количест-.во трубопроводов можст быть увеличено в зависимости ат размера камерыреторты, Три параллельных трубопровода выводятся через туннель 2, гдеони предпочтительно присоединяютсяк общему выходному трубопроводу 8.через коллектор и отдельные регулирующие клапаны 9, 10 и 11. Клапанымогут регулироваться каждый в отдельности, чтобы изменйть ноток газа всоответствующем трубопроводе, Трубапровод 8 может быть присоединен кподходящему насосу или вентилятору.Соответствующие трубопроводы 5, би 7 в пределах камеры 3 снабжены отверстиями 12, расположенными на. боксвых поверхностях трубопроводов, обра-щенных к дну камеры 3. Обычно трубопроводы поддерживаются над дном ка"меры 3 на опорах, образованных породой 13 расположенных под трубопроводами на глубине 0,3 и. После этогонижняя часть камеры 3 заполняетсячастицами нефтеносных сланцев на глубину 1,2-1,5 и так, что они полностьюпокрывают трубопроводы 5 рб и 7 защитным слоем частиц нефтеносного сланца.При размещении отверстий 12 на сторон-х трубопроводов, обращенных к днукамеры, обеспечивается возиожнбстьпоступления газов в трубопроводы через крупнокусковую породу, на которую б 0опираются трубопроводы. При этом отверстия защищены от забивания их твердыми частицами или жидкастяье, образующимися в ходе осуществления процесса перегонки 9 4После установки отводных трубопроводов на место в месторождении нефтеносных сланцев поверх камеры 3 устанавливают взрывные заряды. При вэрывании зарядов в месторождении неФтеносных сланцев образуется большая полость 14, которая заполняется частицами нефтеносных сланцев, образовавшихся ва время взрыва.Трубопроводы 5, б и 7 предпочтительно выполняются толстостенныиириэготовлЕнными, например, из трубыдиаметром 20 см, имеющей оченьтолстую стенку (например, труба маркиЗсЬейп 1 е 80), чтобы избежать разрушения во время осуществления взрыва:Трубопроводы защищены лежащим сверхуних слоем частиц нефтеносных сланцев,которые укладываются на место допроведения взрыва,После завершения взрывных операций в верхней части полости 14 реторты открывают вентиляционные отверстиядля обеспечения доступа воздуха в верхнюю часть полости. Нефтеносные сланцы поджигают в верхней части полости, после чего начинается процесс горения, Горячие газы, являющиеся продуктами горения, направляются в нижнюю часть полости и отводятся через отводные трубопроворю, Путем регулирования клапанов 9, 10 и 11 скорости потоков через соответствующие трубы могут быть уравновешены так,чтобы обеспечить равномерное горение и опускание вниз эоны горения по всейплощади поперечного сечения полостиреторты. На фиг. 3 показана распределительная часть трубопровода, соответствующая любому из трубопроводов 5, б и 7,на которой имеется ряд отверстий, пространственно отделенных друг от друга промежутками в направлении длины трубопровода. Размеры отверстий выбраны пропорЦионально так, что скорость протекания массы И газа через каждое отверстие одна и та же, Таким образам, отверстия имеют площади такого размера, что они компенсируют падения давлений, которые имеют место при протекании газа по внутренней поверхности трубопровода.Площади отдельных отверстий, котарые необходимо иметь для достижения этого результата, могут быть определены следующим образом. Допустим, что отверстия нумеруются последовательно, начиная от закрытого концатрубопровода, как 1,2,31 и т.д., так что требуемая масса потока череэ каждое отверстие может быть обоэначена М, М "И И; . Падение давления ЬРр например, на отверстии 1 равно разнице между внешнии давлением Рэ и внутренним давлением Р внутри трубопровода в точке, соответствующей отверстиюАРр Ф Р 8 Р И)(2) ВнУтреннее давление Р; в любом отверстии равно сумме ьР, приращений падений давлений на соответствующих участках трубопровода на длинепо отношению к давлению Р, в первом отверстии.Это может быть выражено уравне- нием Подставляя уравнение (2) в уравнение .(1) получимр в 1Р. Р-(ОдР ДРЬ(3)о,ш11 1 иТаким образом, зная падение давления на первом отверстии и падениевнутреннего давления от отверстияк отверстию, можно рассчитать. падение давления на каждом последующемотверстии,Член ь Р в уравнении (3) соответствует падению давления, связанному с потоком через приращениедлины 1 трубопровода. Масса потокав трубопроводе возрастает по направлению движения потока в каждом отверстии на единичную величину МТаким образом, масса потока между,вторым и третьим отверстиями вдвоепревышает массу потока по трубопроводу между первым и вторим отверстиями, Стандартным уравнением для .расчета падения давления, связанногос наличием потока газа черезтрубопровод (уравнение трения вентиляции).является,м - скорость потока, см/секЬ - длина трубопровода 1р - плотность газа;Р - внутренний диаметр, см,Уравнение (4) может быть переписано в видеьР 3,25214 ЙЯРэй /Рай Т (5)где ьР берется в сантйметрах водяного столба;Я - реальная скорость потока,м /минР - исходное абсолютное давлениеТ - абсолютная температура ( К);Р - среднее абсолютное давление (атм) на длине Ь (см)1й в . внутренний диаметр, см,При использовании уравнения, (5)можно вычислить падение давлениямежду двумя любыми сгверстиями, поскольку скорость потока ЯЧ равна1Это даетФьР 25214 Г(ОР 1 ) /1.РаЙТ (6)Стандартное уравнение для опредедения массы потока М, проходящей через конкретное круглое отверстие при данном значении падения давления ьр на отверстии, имеет видМО 618; (2 ьР Я)С 5 (7) где 8; - площадь отверстия (а:й;йгде В; - радиус отверстия); 6 Я - плотность газа.Из условия, что масса потока через каждое отверстие должна быть той же самой, получим ЬФ; я, (4 Рр)Таким образом соотношение между :радиусами й й двух соседних отверстий в трубойроводе имеет сле дующий видФб" -Используя вышеприведенные уравнения можно определить радиусы отверс" ф Жй,рассчитать полный Ноток, который необходимо обеспечить при осущесгвлении способа, и определить количество трубопроводов и размер труб в них стем, чтобы обеспечить макси мальный поток через трубопровод, не выходящий за допустимые пределы. Длина каждого трубопровода определяется размером полости реторты, а количество отверстий в каждом трубопроводе 30 выбирается. так, чтобы оно обеспечило желательное распределение потока,формула изобретения1. Реторта для транспортировки газа иэ месторождения неФтяных сланцев, включающая полость, заполненную частицами нефтеносных сланцев, ряд трубопроводов для отвода газа,. пересекающих полость в поперечном направлении, по длине которых в пределах :полости выполнены отверстия, причем выходные концы трубопроводов присоединены к общеМу выводному устройству, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности про-. текания через каждое отверстие одной 46 и той же массы газа при наличии разности давлений в полости и на выходйом конце трубопровода, размеры отверстий уменьшаются в направлении к выходному концу трубопровода. 60 2. Реторта по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что трубопроводы параллельны и отстоят один от другого на равных расстояниях.3Реторта но п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что отверстия выполнены круглыми.4. Реторта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я . тем, что отверстия выполнены на сторонах трубопровода, обраценных к дну полости, ф Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3661423,кл. 299-2, 19722, Патент ФРГ Р 812573, кл. 25 а,9, 1951.каз 2854/57 иал ППП .Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 608 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретенийПодписноеомитета СССРткрытийкая наб д. 4/б