(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ПЕРЕГОНКИ НЕФТЕНОСНОГО
I
ЙзоЬретение относится к процессу деструктивной перегонки нефтеносных спанцев, в частности к процессу деструктивной перегонки, которая производится в замкнутом подземном пространстве не- 5 посредственно в районе месторождения.
Наличие крупных месторождений нефтеносных спанцев в районе ftoe/ci fWcunlflin (США) поспужипо топчком к интенсивной разработке процессов попучения неф- ю ти из этих месторождений. Из всех спо-, собов наибопее перспективным и с экономической точки зрения и с точки Зрения уменьшения отходов явпяется способ, предусматривающий деструктивную пере- 1б гонку спанцев непосредственно в районе месторолсдения и искпючаюший необходимость в извпечении из-под земли огромных количеств спанцев (с целью их последующей переработки).20
Наибопее близким те хническим решением к изобретению явпяется способ пОдземной перегонки нефтеносного сланца, включающий образование подземной реторты из разрыхленной массы частиц неф- 25
СЛАНЦА
теносного сланца и туннеля, примыкающего к реторте, подачу в верхнюю зону реторты воздуха, сжигание углеродсодержащего материала сланца и отвод зующихся газообразных продуктов из нижней зоны реторты.
Согласно способу на отдельных участках месторождения, путем извлечения из них породы, образуются подземные ретор« ты - резервуары, после чего для измельчения оставшейся породы в зоне месторождения проводятся взрывные работы, в результате которых каждый из упомянутых рхэторт заполняется сравнительно мелкими кусками сланцев. Верхние слои измельченные, сланцев в каждой реторте затем поджигают, после чего в реторту нагнетают воздух, поддерживающий процесс горения угперодсодержащих продуктов в верхних слоях находящихся в этой зоне измельченных сланцев. Дальнейший процесс деструктивной перегонки протекает самопроизвольно, и движущийся вниз поток горячих продуктов сгорания, обра: зующихся в реэупьтате сгорания спанцев. расположенных в верхней части подземной реторты, нагревает нижние Ьтюи сланцев до температуры, достаточной для того, чтобы в нижней части реторты собиралась образующаяся в результате перегонки жидкая нефть. Одновременно с этим, внутри реторты собираются выделяющиеся из нагретых сланцев газообразные продукты пере гонки и продукты сгорания. Эти газы рт во/зрят из нижней части резервуара и после отделения от них серы и воды исполь зуют в виде газообразного топлива, полу чаемого одновременно с жидкой нефтью при деструктивной перегонке нефтеносных сланцев 1. Недостатком известного способа явля ется утечка газообразных йродуктов 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 образующегося газа через различные трещины поступает в расположенные рядом с ретортой скважины, туннели, обеспечивающие возможность доступа в зону перегонки. Поскольку в этих газах со держится больщое 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. Цель изобретения - снижение утечки газообразных продуктов, что существенно уменьшит опасность, связанную с попаданием этих газов в подземные туннели, скважины, шахты, расположенные рядом с зоной перегонки ретортой. Указанная цель достигается тем, что согласно способу подземной перогонки нефтеносного сланца, включающему образование подземной реторты из разрыхленной массы частиц нефтеносного сланца и туннеля, примыкающего к реторте, подачу в верхнюю зону реторты воздуха, сжигание углеродсодержащего материала сланца и отвод образующихся газообразных продуктов из нижней зоны реторты, отвод образующихся газообразных продуктов из нижней зоны реторты ведут со Скоростью, обеспечивающей понижение давления в реторте до уровня, ниже уров ня давления в туннеле. Предлагаемый способ отличается от известного способа тем, что отвод газообразных продуктов из нижней зоны реторты ведут со скоростью, обеспечивающей понижение давления в реторте до уровня,ниже уровня давления в туннепе. Давление в нижней части ретортной полости непрерывно поддерживается значич тепьно ниже давления соседних туннелей. Давление в таком соседнем туннеле может быть одинаковым с давлением окружающей атмосферы на поверхности, а также выше или ниже его вследствие работы обычных рудничных вентиляционных систем. Давление в туннелях подземных раз;работок может отличаться от давления на поверхности. В глубоких шахтах такая разница давлений может существовать по баростати.ческим 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 больщой глубине основанием 2 месторождения нахо- дится слой 3 нефтеносных сланцев. Для добычи нефти из сланцеЬ 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, обеспечивающих разработку месторождения подземных реторт, одна- ко на чертеже показана только одна скважина-туннель, предназначенная для добычи нефти из соответственно одного подземного резервуара реторты 5. Скважина 4 используется для разработки нижних участков содержащего 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. Поспе этого нижний конец туннеля-скважины 4 на входе в резервуар закрывается бетонной пробкой 6, через которую проходят выходящие на поверхность земли отводящие трубы 7 и 8. По трубе 7 из реторты откачивают собирающиеся в ее нижней зоне жидкие продукты, а по трубе 8 из ре« торты отводят образующиеся в ней газы.
Деструктивную перегонку кусков нефтеносных сланцев в подземной реторте 5 производят путем подачи в верхнюю зону реторты по вертикальным трубам 9 сжатого воздуха, который поступает к трубам 9 из коллектора 10, соединенного с воздуходувкой 11. Верхние слои породы затем поджигают, и они сгорают в присутствии нагнетаемого в резервуар воздуха. Горячие газообразные продукты сгорания действием Давления нагнетаемого в реторту воздуха движутся вниз проходя через заполняющие реторту куски нефтеносных сланцев, и выходят из нее по трубе 8. Эти газы нагревают породу в зоне, расположеннойг.ниже зоны горешя, в результате чего происходит деструктивная перегонка сланцев d образованием в нижних слоях реторты жидких, угперодсодержащих продуктов перегонки.
Воздуходувка 11 нагнетающая воздух под и,збыточным давлением внутрь подземной реторты, заполненной кусками неф теносных сланцев, предназначена исключительно для перемещения газообразных продуктов сгорания в нижнюю зону реторты и для перекачки их. по трубе 8. Как было ус(тановлено, окружаю цие. резервуары породы не являются абсолютно непроницаемыми для находящихся в реторте газов. В ре. зультате этого часть образующихся в реторте газов выходит из нее через ее стенки, и эти газы попадают, в частноети, 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 из реторты газов создает во всей системе шахт и скважин взрывоопасную атмосферу и приводит к загрязнению воздуха вредными газообразными продуктами.
В соответствии с изобретением предг лагается установить на трубе 8 компрессор 12, с помощью которого в нижней зоне реторты 5 создается давление, на .
.100-150 мм рт.ст. меньшее давления в 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 0 давление, равное или несколько мень iuee атмосферного давления, причем работа этой воздуходувки компенсирует потери давления в воздушной системе, образованной трубами 9 и коллектором 10.
Таким образом, при одновременной работе компрессора 12 и воздуходувки 11 через запогошющие реторты 5 куски нефтеносных сланцев в непрерывно сверху вниз движутся потоки газов, давление которых ниже давления наход5пдихся 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.
I
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 углеродсодержащего материала сланца и отвод образующихся газообразных продуктов из нижней зоны реторты, отличающийся TQM, что, с целью снижения газообразных продуктов, отвод газообразных продуктов из нижней зоны 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 США NQ 3661423, кл. 299-2, опублик. 1972.
