RU2481463C2 - Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда - Google Patents
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481463C2 RU2481463C2 RU2010119361/03A RU2010119361A RU2481463C2 RU 2481463 C2 RU2481463 C2 RU 2481463C2 RU 2010119361/03 A RU2010119361/03 A RU 2010119361/03A RU 2010119361 A RU2010119361 A RU 2010119361A RU 2481463 C2 RU2481463 C2 RU 2481463C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrically conductive
- strainer
- specified
- conductive
- electric discharge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/08—Screens or liners
- E21B43/082—Screens comprising porous materials, e.g. prepacked screens
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/2607—Surface equipment specially adapted for fracturing operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/2401—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection by means of electricity
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области переработки горючих сланцев и, в частности, к коксованию горючих сланцев с использованием электрохимической плазмы. Предложены система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда, содержащие первый и второй электропроводящие сетчатые фильтры, один или несколько изоляторов и непроводящий зернистый материал. При этом между фильтрами выдерживается постоянный зазор, в который помещен зернистый материал. Изоляторы крепятся к указанным фильтрам. Тлеющий электрический разряд создается, когда первый электропроводящий сетчатый фильтр подключается к источнику питания таким образом, чтобы он выступал в роли катода. При этом второй электропроводящий сетчатый фильтр подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы он играл роль анода. А в указанный зазор подается электропроводящая жидкость. Или электрический разряд создается, когда оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра подключаются к источнику питания таким образом, чтобы они играли роль катода. А электропроводящая жидкость подается между обоими указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к области переработки горючих сланцев и, в частности, к коксованию горючих сланцев с использованием электрохимической плазмы. Данное изобретение может применяться как для поверхностных способов и оборудования, так и в пластах горючих сланцев для плазменного электролиза в полевых условиях. Настоящее изобретение также включает новаторский скважинный фильтр плазменного электролиза. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу плазменного электролиза для разрыва пласта в скважинах.
ПРИТЯЗАНИЯ НА ПРИОРИТЕТ И ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0002] Данная патентная заявка представляет собой основную патентную заявку на основе предварительной патентной заявки США №60/980,443, зарегистрированной 16 октября 2007 г. под названием «Система, способ и устройство для коксования горючих сланцев с использованием скважинного фильтра плазменного электролиза» и предварительной патентной заявки США №61/028,386, зарегистрированной 13 февраля 2008 г. под названием «Реактор плазменного электролиза с использованием высокотемпературной плазмы, имеющий конфигурацию испарителя, фильтра, нагревательной установки или факельного устройства». Все вышеуказанные заявки включены в настоящую заявку во всей своей полноте путем ссылки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] С добычей нефтяных и газовых ресурсов связано немало сложностей. Например, нередки случаи, когда срок эксплуатации нефтяных скважин истекает при наличии в пласте значительных запасов нефти. После этого инженеры могут принять решение о закрытии скважины или о стимулировании работы скважины с использованием методов повышения нефтеотдачи (ПНО) - от заводнения или нагнетания пара до нагнетания углекислого газа или растворителей.
[0004] Аналогично даже на этапе максимальной добычи может возникнуть необходимость в закрытии скважины из-за засорения насосно-компрессорных труб углеводородами парафинового ряда. Это может стать причиной ряда проблем, от снижения добычи до обрыва или поломки насосной штанги, соединенной с расположенным на поверхности насосом-качалкой.
[0005] Еще одной проблемой, связанной с большинством нефтяных и газовых скважин, является попутно добываемая вода. Когда указанная вода достигает поверхности, она отделяется от нефти или газа и нуждается в обработке перед окончательной утилизацией.
[0006] В последнее время главным образом в результате повышения цен на сырую нефть многие компании, занимающиеся геологической разведкой, обращают внимание на нетрадиционные источники тяжелой нефти (плотность в градусах API менее 22), в частности на битум из нефтеносных песков, кероген из горючих сланцев, а также собственно тяжелую нефть. Канада располагает крупнейшими известными запасами нефтеносного песка, извлекаемая часть которых согласно оценкам составляет свыше 1 триллиона баррелей битума. Крупнейшие запасы нетрадиционных источников нефти и других углеводородов находятся в формации Грин-Ривер на территории штатов Колорадо, Вайоминг и Юта. Согласно имеющимся оценкам, мировые запасы горючих сланцев составляют около 2,9-3,3 триллионов баррелей сланцевого масла, в то время как одни лишь запасы формации Грин-Ривер оцениваются в 1,5-2,6 триллионов баррелей.
[0007] Однако проблемы, появляющиеся в связи с вновь возникшим интересом к разработке месторождений горючих сланцев, включают целый спектр вопросов - от проблемы использования водных ресурсов и до выделения газов, создающих парниковый эффект, и потребности в базовой инфраструктуре. Канадские нефтеносные пески точно так же порождают ряд собственных проблем, от возникновения очень крупных прудов для хвостов до нехватки мощностей для улучшения свойств битума, добываемого из нефтеносных песков. Кроме того, процесс гравитационного дренирования при закачке пара (SAGD) требует значительного расхода энергии для выработки пара. С производством пара связаны две проблемы, первая из которых - необходимость в источнике воды и удалении содержащихся в воде примесей, которые могут осаждаться на стенках труб котла, а вторая - рекуперация скрытой теплоты пара при его нагнетании в скважину.
[0008] Точно также существует немало сторонников нагнетания CO2 для добычи тяжелой нефти, нефтеносных песков и горючих сланцев. 4 апреля 2007 г. научный консультант компании «Schlumberger» по CO2 Т.С. (Рама) Рамакришнан заявил: «Вопрос создания эффективного способа добычи тяжелой нефти по-прежнему остается открытым. Нагнетания пара является опробованным и испытанным способом, однако, нужно двигаться дальше. В то же время я не думаю, что прогресса в этой области можно добиться путем совершенствования используемых способов или расширения исследований в уже известном направлении; нам необходим качественный скачок, повышающий эффективность добычи тяжелой нефти. Цена на нефть на уровне 60 долларов за баррель должна послужить достаточным стимулом».
[0009] Компания «Shell Oil Company» провела демонстрацию своего «морозного барьера» и процесса подземной конверсии (ICP), направленного на добычу керогена из формации Грин-Ривер, расположенной в бассейне Пайсианс в штате Колорадо. Хотя ряд аспектов указанного способа были запатентованы компанией «Shell», среди факторов, осложняющих крупномасштабную добычу горючих сланцев с помощью процесса ICP, следует отметить такие два, как выбор типа скважинной нагревательной установки и составляющие указанной формации. В патенте США №7,086,468 и в семействе других патентов и опубликованных патентных заявок на основе предварительных патентных заявок США №№60/199,213 (от 24 апреля 2000 г.), 60/199,214 (от 24 апреля 2000 г.) и 60/199,215 (от 24 апреля 2000 г.) приведены подробные описания различных известных наземных и подземных способов перегонки горючих сланцев, которые включены в настоящую заявку во всей своей полноте путем ссылки. Кроме того, обновленная информация о наземных и подземных способах перегонки горючих сланцев формации Грин-Ривер приведена в работах Адама Р.Брандта «Превращение горючих сланцев формации Грин-Ривер в жидкое топливо с помощью перерабатывающей установки Альберты Тацюк: расход энергии и выделение газов, создающих парниковый эффект». (1 июня 2007 г.) и «Превращение горючих сланцев формации Грин-Ривер в жидкое топливо с помощью способа подземной конверсии Shell: расход энергии и выделение газов, создающих парниковый эффект» (30 июня 2007 г.), с которыми можно ознакомиться на веб-странице http://abrandt.berkeley.edu/shale/shale.html и которые включены в настоящую заявку во всей своей полноте путем ссылки.
[0010] Уникальной особенностью горючих сланцев формации Грин-Ривер является высокое содержание нахколита. Нахколит больше известен как пищевая сода, или бикарбонат натрия (NaHCO3). Компания «ExxonMobil», также принимающая активное участие в освоении месторождений горючих сланцев, разработала способ подземной конверсии для горючих сланцев с высоким содержанием нахколита. Этот способ предусматривает восстановление керогена с одновременным преобразованием бикарбоната натрия, или нахколита, в карбонат натрия. «ExxonMobil» утверждает, что пиролиз горючих сланцев должен повышать выщелачивание и удаление карбоната натрия в ходе добычи растворением.
[0011] Возвращаясь к предложенному «Shell» подземному процессу конверсии (ICP) горючих сланцев, две крупнейшие проблемы, которые предстоит преодолеть, заключаются в том, что пищевая сода может выступать в роли теплоизолирующего материала, и в том, что горючие сланцы не отличаются высокой проницаемостью. Таким образом, использование традиционных способов теплопередачи, основанных на теплопроводности и конвекции, требует не только бурения множества скважин и размещения множества нагревательных установок вблизи друг от друга, но и значительных затрат времени.
[0012] Несмотря на быстрое развитие подземных способов как для горючих сланцев, так и для нефтеносных песков, в настоящее время для нефтеносных песков преимущественно используется поверхностная переработка. Перегонка горючих сланцев применяется с начала 1970-х. В последнее время применяется перегонка нефтеносных песков. Опять-таки, основная сложность перегонки как нефтеносных песков, так и горючих сланцев, заключается в том, что минералы и металлы препятствуют теплопередаче. Однако существенное различие между горючими сланцами и нефтеносными песками состоит в том, что карбонат натрия является известным электролитом. Нефтеносные пески также содержат электролиты в виде других солей.
[0013] В ходе плавки горючего сланца в угольном тигле автором настоящего изобретения был неожиданно открыт способ коксования горючих сланцев с помощью плазменного электролиза с одновременным разделением твердых веществ, жидкостей и газов. Указанный процесс основан на использовании того же широко распространенного в формации Грин-Ривер минерала - пищевой соды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Согласно настоящему изобретению предложено устройство для (a) более эффективного по сравнению с известными способами коксования горючих сланцев, (b) подземного коксования горючих сланцев и/или (c) повышения нефтеотдачи с использованием плазменного электролиза. Согласно настоящему изобретению также предложен способ (а) подземного коксования горючих сланцев с использованием плазменного электролиза, (b) нагрева пласта с использованием плазменного электролиза, и/или (d) разрыва пласта в скважинах с использованием плазменного электролиза.
[0015] В частности, согласно настоящему изобретению предложено устройство создания тлеющего электрического разряда, содержащее первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы существенно поддерживают постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда: (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0016] Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен способ создания тлеющего электрического разряда путем использования устройства создания тлеющего электрического разряда, подачи электропроводящей жидкости в указанный зазор и подключения указанных электрических клемм к источнику питания таким образом, чтобы указанный первый электропроводящий сетчатый фильтр играл роль катода, а указанный второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода. Указанное устройство создания тлеющего электрического разряда содержит первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (а) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (б) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (с) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0017] Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен способ создания тлеющего электрического разряда путем использования устройства создания тлеющего электрического разряда, подачи электропроводящей жидкости в указанный зазор и подключения указанных электрических клемм к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, с подключением внешнего анода к указанному источнику питания. Указанное устройство создания тлеющего электрического разряда содержит первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0018] Также согласно настоящему изобретению предложена система для создания тлеющего электрического разряда, содержащая источник питания, первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0019] Более подробно настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0020] Перечисленные выше и ниже преимущества данного изобретения будут более очевидны из приведенного ниже описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, где:
Фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе плавильного тигля ArcWhirl™ согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.2 представляет собой вид в поперечном разрезе плавильного тигля ArcWhirl™ в процессе коксования горючих сланцев с использованием плазменного электролиза согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.3 представляет собой вид в поперечном разрезе предпочтительного варианта данного изобретения со скважинным фильтром плазменного электролиза согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.4 представляет собой вид в поперечном разрезе фильтра Hi-Temper™ с непроводящей средой согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.5 представляет собой вид в поперечном разрезе предпочтительного варианта данного изобретения с изображением процесса коксования горючих сланцев «от носка к пятке скважины» с использованием плазменного электролиза согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.6 представляет собой вид в поперечном разрезе предпочтительного варианта данного изобретения с изображением горизонтальных скважин для подземного коксования горючих сланцев с использованием плазменного электролиза согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.7 представляет собой вид в поперечном разрезе подземной системы PAGD™ с ArcWhirl™ согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.8 представляет собой вид в поперечном разрезе подогревателя-деэмульгатора скважинного фильтра Hi-Temper™ согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.9 представляет собой вид в поперечном разрезе линейного фланцевого фильтра плазменного электролиза согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.10 представляет собой вид в поперечном разрезе отпарной колонны плазменного электролиза согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.11 представляет собой вид в поперечном разрезе поверхностного и подводного газосепаратора плазменного электролиза на гидрате метана согласно одному из вариантов данного изобретения;
Фиг.12 представляет собой вид в поперечном разрезе скважинного фильтра плазменного электролиза или сетчатого фильтра согласно одному из вариантов данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0021] Хотя реализация и применение различных вариантов настоящего изобретения подробно описаны ниже, следует понимать, что данное изобретение содержит целый ряд идей, которые могут быть реализованы во множестве различных вариантов. Конкретные варианты, описанные в настоящей заявке, представляют собой просто иллюстрации конкретных способов реализации и применения данного изобретения и не ограничивают область применения этого изобретения.
[0022] Следует учитывать, что термины «плазменный электролиз», «тлеющий разряд», «плазма тлеющего разряда» и «электрохимическая плазма» в настоящем описании являются взаимозаменяемыми. Также следует понимать, что в данной области техники плазменный электролиз существенно и четко отличается от традиционного электролиза и простых электрохимических реакций, обычно называемых окислительно-восстановительными реакциями. В плазменном электролизе «плазма» образуется и поддерживается в области катода, окруженного электролитом, благодаря чему на поверхности раздела или возле поверхности раздела плазмы возможны такие высокотемпературные реакции, как газификация, крекинг, термолиз и пиролиз. Таким образом, цепь замыкается от катода через плазму к жидким нефтепродуктам в резервуаре.
[0023] Что касается фиг.1, автором настоящего изобретения была осуществлена плавка не подвергавшегося обработке образца горючего сланца под действием плазменной дуги с использованием угольного тигля. Позже, будучи хорошо знакомым с плазменным электролизом или плазмой тлеющего разряда, в частности при использовании в качестве электролита пищевой соды, автор настоящего изобретения наполнил тот же тигель горючим сланцем, затем смешал пищевую соду с водой и заполнил указанный тигель водой, как показано на фиг.2.
[0024] Для создания дугового перекрытия в электропроводящей смеси воды и пищевой соды (ионогенной жидкости или электролита) и тлеющего разряда от отрицательного (-) графитового электрода был использован источник постоянного тока с рабочим напряжением 300 В. За несколько секунд в области отрицательного (-) графитового электрода (катода) был создан тлеющий разряд, также называемый электрохимической плазмой или плазменным электролизом.
[0025] Элемент плазменного электролиза действовал в течение одной минуты. Катод был извлечен из указанного элемента; углерод был нагрет до оранжевого каления. Согласно сделанным оценкам, температура поверхности угольного катода составляла от 1000 до более 2000°C. Плазма тлеющего разряда имела оранжевый цвет. Это весьма характерно для спектров излучения натриевых ламп высокого давления, широко используемых в фонарях уличного освещения. Причиной является использование пищевой соды, то есть гидрокарбоната натрия, который придает оранжевый цвет плазме тлеющего разряда.
[0026] Элемент был выключен, после чего ему дали остыть. Сразу после удаления куска горючего сланца из тигля наблюдалось заметное изменение цвета обычно серой наружной поверхности горючего сланца. Сланец был абсолютно черным. Все куски сланца были покрыты черной коксообразной субстанцией. Результат разрушения куска горючего сланца, подвергшегося плазменному электролизу, оказался полностью неожиданным. Внутри сланец оказался обугленным на глубину до ½ дюйма от поверхности.
[0027] Этот простой способ открывает доступ к новому усовершенствованному способу добычи нетрадиционных видов ископаемого топлива, в частности тяжелой нефти, нефтеносных песков и горючих сланцев. Что касается фиг.2, «Коксование горючих сланцев с использованием плазменного электролиза», данное изобретение может применяться для поверхностной обработки горючих сланцев или отработанных горючих сланцев. Любая реторта для перегонки может быть переоборудована для работы в режиме плазменного электролиза, а вращающиеся промывочные грохоты, широко применяющиеся в горнодобывающей промышленности, а также в сельском хозяйстве, могут быть переоборудованы для работы в режиме плазменного электролиза с непрерывной подачей материала. Способ согласно настоящему изобретению также может применяться для нефтеносных песков. Он радикально отличается от традиционных методов высокотемпературной «сухой» перегонки, обычно применяемых в переработке горючих сланцев. Однако способ с использованием плазменного электролиза может применяться на этапе пенной флотации, широко применяющемся в переработке горючих сланцев. Для большей простоты остальная часть данного описания содержит подробное разъяснение сущности изобретения применительно к коксованию горючих сланцев с использованием плазменного электролиза.
[0028] Как показано на фиг.3 и 4, согласно настоящему изобретению предложено устройство создания тлеющего электрического разряда, содержащее первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0029] В качестве непроводящего зернистого материала могут использоваться стеклянные шарики, керамические шайбы, наполнитель молекулярного сита, песок, известняк, активированный уголь, цеолиты, цирконий, глинозем, каменная соль, ореховая скорлупа или древесная щепа. Электропроводящие сетчатые фильтры могут быть плоскими, трубчатыми, овальными, коническими или изогнутыми. Указанное устройство может быть установлено в трубопроводе, нефтепроводе, выкидной линии, отпарной колонне, реакторе, скважине или скважинном фильтре. Кроме того, указанное устройство может быть защищено непроводящей вращающейся муфтой или непроводящим экраном. Указанный источник питания может функционировать в диапазоне (a) 50-500 В постоянного тока или (b) 200-400 В постоянного тока. Температура катода во время тлеющего электрического разряда может достигать (a) не менее 500°C, (b) не менее 1000°C, (c) не менее 2000°C. Следует отметить, что после создания тлеющего электрического разряда указанный электрический тлеющий разряд поддерживается без электропроводящей жидкости. В роли указанной электропроводящей жидкости может использоваться вода, попутно добываемая вода, сточные воды или вода из прудов для хвостов. В указанную электропроводящую жидкость может добавляться электролит, например пищевая сода, нахколит, известь, хлорид натрия, сульфат аммония, сульфат натрия или угольная кислота. Описываемое устройство может использоваться для прогрева или разрыва подземного пласта, содержащего битум, кероген или нефть. Указанный пласт может содержать горючие сланцы или нефтеносные пески.
[0030] Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен способ создания тлеющего электрического разряда путем использования устройства создания тлеющего электрического разряда, подачи электропроводящей жидкости в указанный зазор и подключения указанных электрических клемм к источнику питания таким образом, чтобы указанный первый электропроводящий сетчатый фильтр играл роль катода, а указанный второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода. Указанное устройство создания тлеющего электрического разряда содержит первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0031] Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен способ создания тлеющего электрического разряда путем использования устройства создания тлеющего электрического разряда, подачи электропроводящей жидкости в указанный зазор и подключения указанных электрических клемм к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, с подключением внешнего анода к указанному источнику питания. Указанное устройство создания тлеющего электрического разряда содержит первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0032] Также согласно настоящему изобретению предложена система для создания тлеющего электрического разряда, содержащая источник питания, первый электропроводящий сетчатый фильтр, второй электропроводящий сетчатый фильтр, один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, непроводящий зернистый материал, помещенный в зазор, первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром, и вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром. Указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда. Указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
[0033] Что касается фиг.3, «Плазменный электролиз горючих сланцев «от носка до пятки», традиционный способ повышения нефтеотдачи за счет использования диоксида углерода (CO2) может быть значительно усовершенствован, представляя собой фактически скачок по сравнению с традиционным нагнетанием CO2. Например, вертикальная нагнетательная скважина может использоваться в качестве катода (-), а горизонтальная эксплуатационная скважина может использоваться в качестве анода (+). На поверхности производится проверка источника воды (например попутно добываемая вода, сточные воды или вода из прудов для хвостов) на предмет удельной проводимости для обеспечения работы в режиме плазменного электролиза при напряжении постоянного тока в диапазоне 50-500 В и в особенности в диапазоне 200-400 В. Удельная проводимость может быть повышена за счет добавления электролита, в качестве которого может использоваться нахколит (пищевая сода, обычно присутствующая в пластах горючего сланца), известь, хлорид натрия, сульфат аммония, сульфат натрия или угольная кислота, полученная растворением CO2 в воде.
[0034] Для замыкания электрического контура между вертикальной нагнетательной скважиной и горизонтальной эксплуатационной скважиной горизонтальная скважина может быть пробурена таким образом, чтобы между указанными вертикальной и горизонтальной скважинами образовался сплошной канал. Такая ситуация распространена при прокладке трубопровода под рекой или под дорогой. Независимо от того, какая из скважин, вертикальная или горизонтальная, используется в качестве катода, следует отметить, что площадь поверхности необходимо максимально увеличить для пропускания достаточного тока через электролит, который, разумеется, замыкает указанный электрический контур.
[0035] Существует множество способов максимально увеличить площадь поверхности, однако автором настоящего изобретения описан оптимальный способ максимального увеличения площади поверхности катода. Изображенный на фиг.2 графитовый электрод был заменен V-образным проволочным сетчатым фильтром, который обычно используется в качестве скважинного фильтра для предотвращения захвата песка. Большая площадь поверхности указанного V-образного проволочного фильтра позволяет немедленно создать значительный тлеющий разряд при погружении в угольный тигель с водой и пищевой содой.
[0036] Данное описание является уникальным и неочевидным в том смысле, что оно позволяет превратить любую нефтяную или газовую скважину в мире в подземную установку для улучшения нефти или в подогреватель-деэмульгатор. Как показано на фиг.4, 1-й скважинный фильтр отделен от 2-го скважинного фильтра электрическим изолятором. Указанный электрический изолятор может быть выполнен из термостойкого непроводящего материала, например глинозема, диоксида циркония или любого керамического или композитного материала, способного выдерживать температуры свыше 500°C. В роли катода может выступать как 1-й, так и 2-й фильтр. Разумеется, второй из фильтров будет использоваться в качестве анода. Единственным требованием для использования данной системы в качестве системы повышения нефтеотдачи (ПНО) является достаточная удельная проводимость нефти или газа. Известно, что большинство нефтяных и газовых скважин попутно выделяют воду (отсюда и термин «попутно добываемая вода»), которая представляет собой раствор с крайне высокой удельной проводимостью. Попутно добываемая ионогенная вода порождает тлеющий разряд на катоде. Содержащиеся в тяжелой нефти тяжелые твердые парафины обогащаются или расщепляются на меньшие молекулы. Это дает два преимущества. Во-первых, поскольку твердые парафины больше не могут закупорить скважину, можно сократить или полностью исключить нагнетание подогретой нефти. Во-вторых, поскольку тяжелые углеводороды твердых парафинов делают сырую нефть более тяжелой и снижают плотность API, крекинг парафинов на месте приводит к улучшению качества нефти на месте. Чем выше плотность нефти в градусах API, тем легче ее перекачивать. Кроме того, сырая нефть с более высокой плотностью в градусах API является более дорогой.
[0037] Кроме того, хорошо известно, что в ходе плазменного электролиза образуется водород. Предполагается (это не противоречит теории), что содержащаяся в сырой нефти в различных связанных формах сера может быть преобразована в сероводород при прохождении через скважинный фильтр плазменного электролиза. H2S легко отделить от сырой нефти с помощью наземного сепарационного оборудования.
[0038] Скважинный фильтр плазменного электролиза может быть использован для разрыва пласта в скважинах. Например, учитывая, что при электролизе выделяются газы, а плазма заметно повышает температуру жидкости, эксплуатационную колонну просто необходимо заполнять электролитом. После этого можно перекрыть устье скважины. При включении питания от источника постоянного тока на катоде создается тлеющий разряд. Это приводит к повышению давления и температуры жидкости с одновременным выделением газов. При разрыве пласта происходит сброс давления, что позволяет добавить в эксплуатационную колонну еще электролита. Этот процесс может точно так же применяться для разрыва пласта в горизонтальных скважинах, как показано на фиг.5.
[0039] Как показано на фиг.5, «Горизонтальные скважины для подземного коксования горючих сланцев с использованием плазменного электролиза», вышеупомянутый способ разрыва пласта в скважинах может применяться путем установки скважинных фильтров плазменного электролиза или тлеющего разряда как в верхней, так и в нижней горизонтальных секциях. Для разрыва пласта горючего сланца обе скважины работают в независимых режимах плазменного электролиза. Как только пласт горючего сланца будет разорван и можно будет замкнуть электрический контур с помощью электролита между верхней и нижней секциями, одна из скважин может использоваться в качестве катода, а вторая секция - в качестве анода.
[0040] Коксование горючих сланцев может производиться на месте, что позволяет получать с помощью электролита только легкие углеводороды и водород. Разумеется, следует осознавать, что для сведения к минимуму расхода воды может потребоваться рециркуляция электролита. После достижения поверхности попутно добываемая вода и горючие сланцы могут подвергаться дальнейшей обработке и сепарации с помощью изобретения того же автора, упомянутого под названием ArcWhirl™. He противореча теории, этот способ позволяет реализовать связывание углерода для осуществления фактического коксования горючих сланцев, сводя к минимуму тем самым выход углеводородов во время максимального увеличения выхода водорода. Кроме того, этот способ позволяет реализовать экономию водорода при использовании крупнейших в мире запасов ископаемого топлива в виде горючих сланцев, обеспечивая при этом независимость США от импорта нефти.
[0041] Другие описанные выше варианты настоящего изобретения также проиллюстрированы на фиг.7-12.
[0042] Хотя предпочтительные варианты данного изобретения были описаны выше подробно, специалистам в данной области техники очевидно, что в эти варианты могут вноситься разнообразные изменения без отступления от сути и объема настоящего изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.
Claims (28)
1. Устройство создания тлеющего электрического разряда, содержащее: первый электропроводящий сетчатый фильтр; второй электропроводящий сетчатый фильтр; один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, где указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром; непроводящий зернистый материал, помещенный в указанный зазор, где указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда; первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром; вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром, где указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (a) первая электрическая клемма подключается к источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (b) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
2. Устройство по п.1, где в качестве указанного непроводящего зернистого материала могут использоваться стеклянные шарики, керамические шайбы, наполнитель молекулярного сита, песок, известняк, активированный уголь, цеолиты, цирконий, глинозем, каменная соль, ореховая скорлупа или древесная щепа.
3. Устройство по п.1, где: указанные электропроводящие сетчатые фильтры являются плоскими, трубчатыми, овальными, коническими или изогнутыми; указанное устройство установлено в трубопроводе, нефтепроводе, выкидной линии, отпарной колонне, реакторе, скважине или скважинном фильтре; указанное устройство защищено непроводящей вращающейся муфтой или непроводящим экраном.
4. Устройство по п.1, где указанный источник питания работает в диапазоне 50-500 В постоянного тока.
5. Устройство по п.1, где указанный источник питания работает в диапазоне 200-400 В постоянного тока.
6. Устройство по п.1, где температура катода во время тлеющего электрического разряда достигает не менее 500°C.
7. Устройство по п.1, где температура катода во время тлеющего электрического разряда достигает не менее 1000°C.
8. Устройство по п.1, где температура катода во время тлеющего электрического разряда достигает не менее 2000°C.
9. Устройство по п.1, где после создания тлеющего электрического разряда, указанный электрический тлеющий разряд поддерживается без электропроводящей жидкости.
10. Устройство по п.1, где в роли указанной электропроводящей жидкости используется вода, попутно добываемая вода, сточные воды или вода из прудов для хвостов.
11. Устройство по п.10, где электролит добавляется в электропроводящую жидкость, полученную добавлением электролита в жидкость; электролит включает пищевую соду, нахколит, известь, хлорид натрия, сульфат аммония, сульфат натрия или угольную кислоту.
12. Устройство по п.1, где указанное устройство используется для прогрева или разрыва подземного пласта, содержащего битум, кероген или нефть.
13. Устройство по п.12, где указанный подземный пласт содержит горючие сланцы или нефтеносные пески.
14. Способ создания тлеющего электрического разряда, предусматривающий: использование устройства создания тлеющего электрического разряда, содержащего: первый электропроводящий сетчатый фильтр; второй электропроводящий сетчатый фильтр; один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, где указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром; непроводящий зернистый материал, помещенный в указанный зазор, где указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда; первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром; вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром; подачу в указанный зазор электропроводящей жидкости; подключение указанных электрических клемм к источнику питания таким образом, чтобы указанный первый электропроводящий сетчатый фильтр играл роль катода, а указанный второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода.
15. Способ по п.14, где в качестве указанного непроводящего зернистого материала могут использоваться стеклянные шарики, керамические шайбы, наполнитель молекулярного сита, песок, известняк, активированный уголь, цеолиты, цирконий, глинозем, каменная соль, ореховая скорлупа или древесная щепа.
16. Способ по п.14, где указанные электропроводящие сетчатые фильтры являются плоскими, трубчатыми, овальными, коническими или изогнутыми; указанное устройство установлено в трубопроводе, нефтепроводе, выкидной линии, отпарной колонне, реакторе, скважине или скважинном фильтре; указанное устройство защищено непроводящей вращающейся муфтой или непроводящим экраном.
17. Способ по п.14, где в роли указанной электропроводящей жидкости используется вода, попутно добываемая вода, сточные воды или вода из прудов для хвостов.
18. Способ по п.17, где электролит добавляется в электропроводящую жидкость, полученную добавлением электролита в жидкость; электролит включает пищевую соду, нахколит, известь, хлорид натрия, сульфат аммония, сульфат натрия или угольную кислоту.
19. Способ по п.14, где указанное устройство используется для прогрева или разрыва подземного пласта, содержащего битум, кероген или нефть.
20. Способ по п.19, где указанный подземный пласт содержит горючие сланцы или нефтеносные пески.
21. Способ создания тлеющего электрического разряда, предусматривающий: использование устройства создания тлеющего электрического разряда, содержащего: первый электропроводящий сетчатый фильтр; второй электропроводящий сетчатый фильтр; один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, где указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром; непроводящий зернистый материал, помещенный в указанный зазор, где указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда; первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром; вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром; подачу в указанный зазор электропроводящей жидкости; подключение указанных электрических клемм к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода; подключение к указанному источнику питания внешнего анода.
22. Систему для создания тлеющего электрического разряда, содержащую: первый электропроводящий сетчатый фильтр; второй электропроводящий сетчатый фильтр; один или несколько изоляторов, крепящихся к первому электропроводящему сетчатому фильтру и ко второму электропроводящему сетчатому фильтру, где указанный изолятор или изоляторы поддерживают существенно постоянный зазор между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром; непроводящий зернистый материал, помещенный в указанный зазор, где указанный непроводящий зернистый материал (a) не проходит через указанные электропроводящие сетчатые фильтры, (b) позволяет электропроводящей жидкости циркулировать между указанными первым электропроводящим сетчатым фильтром и вторым электропроводящим сетчатым фильтром и (c) препятствует образованию электрической дуги между указанными электропроводящими сетчатыми фильтрами во время создания тлеющего электрического разряда; первую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным первым электропроводящим сетчатым фильтром; вторую электрическую клемму, соединенную с помощью электрического соединения с указанным вторым электропроводящим сетчатым фильтром; источник питания, где указанный тлеющий электрический разряд создается всякий раз, когда (а) первая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы первый электропроводящий сетчатый фильтр выступал в роли катода, вторая электрическая клемма подключается к указанному источнику питания таким образом, чтобы второй электропроводящий сетчатый фильтр играл роль анода, а в указанный зазор подается электропроводящая жидкость, или когда (б) первая электрическая клемма и вторая электрическая клемма подключаются к источнику питания таким образом, чтобы оба указанных электропроводящих сетчатых фильтра играли роль катода, а электропроводящая жидкость подается между обоими электропроводящими сетчатыми фильтрами и внешним анодом, подключенным к указанному источнику питания.
23. Система по п.22, где в качестве указанного непроводящего зернистого материала могут использоваться стеклянные шарики, керамические шайбы, наполнитель молекулярного сита, песок, известняк, активированный уголь, цеолиты, цирконий, глинозем, каменная соль, ореховая скорлупа или древесная щепа.
24. Система по п.22, где указанные электропроводящие сетчатые фильтры являются плоскими, трубчатыми, овальными, коническими или изогнутыми; указанное устройство установлено в трубопроводе, выкидной линии, отпарной колонне, реакторе, скважине или скважинном фильтре; указанное устройство защищено непроводящей вращающейся муфтой или непроводящим экраном.
25. Система по п.22, где в роли указанной электропроводящей жидкости используется вода, попутно добываемая вода, сточные воды или вода из прудов для хвостов.
26. Система по п.25, где указанную электропроводящую жидкость получают путем добавления в жидкость электролита; в качестве указанного электролита используются пищевая сода, нахколит, известь, хлорид натрия, сульфат аммония, сульфат натрия или угольная кислота.
27. Система по п.22, где указанное устройство используется для прогрева или разрыва подземного пласта, содержащего битум, кероген или нефть.
28. Система по п.27, где указанный подземный пласт содержит горючие сланцы или нефтеносные пески.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US98044307P | 2007-10-16 | 2007-10-16 | |
| US60/980,443 | 2007-10-16 | ||
| US2838608P | 2008-02-13 | 2008-02-13 | |
| US61/028,386 | 2008-02-13 | ||
| PCT/US2008/011926 WO2009051834A2 (en) | 2007-10-16 | 2008-10-16 | System, method and apparatus for creating an electric glow discharge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010119361A RU2010119361A (ru) | 2011-11-27 |
| RU2481463C2 true RU2481463C2 (ru) | 2013-05-10 |
Family
ID=40568035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010119361/03A RU2481463C2 (ru) | 2007-10-16 | 2008-10-16 | Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2212516B1 (ru) |
| CA (1) | CA2706598C (ru) |
| RU (1) | RU2481463C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009051834A2 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452056C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-05-27 | Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) | Способ получения пучка атомов или молекул в тлеющем разряде и устройство для его осуществления |
| US10060240B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-08-28 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | System and method for facilitating subterranean hydrocarbon extraction with electrochemical processes |
| US10457853B2 (en) | 2014-01-10 | 2019-10-29 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | System and method for facilitating subterranean hydrocarbon extraction utilizing electrochemical reactions with metals |
| US10458220B2 (en) | 2014-09-05 | 2019-10-29 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State Univeristy | System and method for facilitating subterranean hydrocarbon extraction utilizing electrochemical reactions with metals |
| WO2016137931A1 (en) | 2015-02-23 | 2016-09-01 | Cody Friesen | Systems and methods to monitor the characteristics of stimulated subterranean hydrocarbon resources utilizing electrochemical reactions with metals |
| CN109550517A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-04-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途 |
| CN111559791B (zh) * | 2020-05-22 | 2023-02-03 | 重庆工商大学 | 一种喷洒式介质阻挡放电等离子体污染物处理装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU558689A1 (ru) * | 1973-12-10 | 1977-05-25 | Сепаратор | |
| US4067390A (en) * | 1976-07-06 | 1978-01-10 | Technology Application Services Corporation | Apparatus and method for the recovery of fuel products from subterranean deposits of carbonaceous matter using a plasma arc |
| SU685632A1 (ru) * | 1978-03-27 | 1979-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Осушению Месторождений Полезных Ископаемых, Специальным Горным Работам Рудничной Геологии И Маркшейдерскому Делу | Фильтр |
| US4169503A (en) * | 1974-09-03 | 1979-10-02 | Oil Recovery Corporation | Apparatus for generating a shock wave in a well hole |
| SU927919A1 (ru) * | 1980-09-11 | 1982-05-15 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Устройство дл очистки фильтров эксплуатируемых на воду скважин |
| SU1164377A1 (ru) * | 1983-11-21 | 1985-06-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии | Скважинный трехэлектродный нагреватель |
| US4776638A (en) * | 1987-07-13 | 1988-10-11 | University Of Kentucky Research Foundation | Method and apparatus for conversion of coal in situ |
| RU2050331C1 (ru) * | 1994-06-21 | 1995-12-20 | Халуша Григорий Аронович | Устройство для обработки жидких сред |
| RU2055801C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1996-03-10 | Кемеровский технологический институт пищевой промышленности | Устройство для разогрева вязких жидкостей в емкости |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3428125A (en) * | 1966-07-25 | 1969-02-18 | Phillips Petroleum Co | Hydro-electropyrolysis of oil shale in situ |
| US3958636A (en) * | 1975-01-23 | 1976-05-25 | Atlantic Richfield Company | Production of bitumen from a tar sand formation |
| US4344839A (en) * | 1980-07-07 | 1982-08-17 | Pachkowski Michael M | Process for separating oil from a naturally occurring mixture |
| US4382469A (en) * | 1981-03-10 | 1983-05-10 | Electro-Petroleum, Inc. | Method of in situ gasification |
| US4344483A (en) * | 1981-09-08 | 1982-08-17 | Fisher Charles B | Multiple-site underground magnetic heating of hydrocarbons |
| RU2102587C1 (ru) * | 1995-11-10 | 1998-01-20 | Линецкий Александр Петрович | Способ разработки и увеличения степени извлечения нефти, газа и других полезных ископаемых из земных недр |
| KR100223884B1 (ko) * | 1997-07-10 | 1999-10-15 | 이종수 | 플라즈마 리액터와 이를 이용한 수처리 방법 및 장치 |
| CA2304938C (en) * | 1999-08-31 | 2008-02-12 | Suncor Energy Inc. | Slanted well enhanced extraction process for the recovery of heavy oil and bitumen using heat and solvent |
| US7303657B2 (en) * | 2003-10-24 | 2007-12-04 | Battelle Energy Alliance, Llc | Method and apparatus for chemical synthesis |
| US20070102152A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-05-10 | Alphonsus Forgeron | Recovery of hydrocarbons using electrical stimulation |
-
2008
- 2008-10-16 CA CA2706598A patent/CA2706598C/en active Active
- 2008-10-16 RU RU2010119361/03A patent/RU2481463C2/ru active
- 2008-10-16 WO PCT/US2008/011926 patent/WO2009051834A2/en not_active Ceased
- 2008-10-16 EP EP08840081.7A patent/EP2212516B1/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU558689A1 (ru) * | 1973-12-10 | 1977-05-25 | Сепаратор | |
| US4169503A (en) * | 1974-09-03 | 1979-10-02 | Oil Recovery Corporation | Apparatus for generating a shock wave in a well hole |
| US4067390A (en) * | 1976-07-06 | 1978-01-10 | Technology Application Services Corporation | Apparatus and method for the recovery of fuel products from subterranean deposits of carbonaceous matter using a plasma arc |
| SU685632A1 (ru) * | 1978-03-27 | 1979-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт По Осушению Месторождений Полезных Ископаемых, Специальным Горным Работам Рудничной Геологии И Маркшейдерскому Делу | Фильтр |
| SU927919A1 (ru) * | 1980-09-11 | 1982-05-15 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | Устройство дл очистки фильтров эксплуатируемых на воду скважин |
| SU1164377A1 (ru) * | 1983-11-21 | 1985-06-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии | Скважинный трехэлектродный нагреватель |
| US4776638A (en) * | 1987-07-13 | 1988-10-11 | University Of Kentucky Research Foundation | Method and apparatus for conversion of coal in situ |
| RU2055801C1 (ru) * | 1991-07-08 | 1996-03-10 | Кемеровский технологический институт пищевой промышленности | Устройство для разогрева вязких жидкостей в емкости |
| RU2050331C1 (ru) * | 1994-06-21 | 1995-12-20 | Халуша Григорий Аронович | Устройство для обработки жидких сред |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2212516A2 (en) | 2010-08-04 |
| CA2706598A1 (en) | 2009-04-23 |
| EP2212516A4 (en) | 2014-06-25 |
| WO2009051834A2 (en) | 2009-04-23 |
| WO2009051834A3 (en) | 2010-07-01 |
| RU2010119361A (ru) | 2011-11-27 |
| EP2212516B1 (en) | 2016-12-07 |
| CA2706598C (en) | 2014-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10184322B2 (en) | System, method and apparatus for creating an electrical glow discharge | |
| RU2481463C2 (ru) | Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда | |
| RU2487236C2 (ru) | Способ обработки подземного пласта (варианты) и моторное топливо, полученное с использованием способа | |
| RU2518581C2 (ru) | Способ разработки нефтегазовых, сланцевых  и угольных месторождений | |
| US8176982B2 (en) | Method of controlling a recovery and upgrading operation in a reservoir | |
| US8186430B2 (en) | Method and system for extraction of hydrocarbons from oil sands | |
| CN105247014B (zh) | 用于处理采矿副产物的系统、方法和设备 | |
| US20120325458A1 (en) | Electrically Conductive Methods For In Situ Pyrolysis of Organic-Rich Rock Formations | |
| EA013579B1 (ru) | Система для совместного производства теплоты и электричества и способ обработки углеводородсодержащих пластов | |
| CN103321618A (zh) | 油页岩原位开采方法 | |
| CA2967325C (en) | Method of recovering hydrocarbons within a subsurface formation | |
| US20150192002A1 (en) | Method of recovering hydrocarbons from carbonate and shale formations | |
| US20240076964A1 (en) | System, Method and Apparatus for Creating Electrolysis | |
| CN112031723B (zh) | 一种电加热辅助加氢裂解干酪根的开发页岩油的方法 | |
| US11806686B2 (en) | System, method and apparatus for creating an electrical glow discharge | |
| CN118622228B (zh) | 一种直流电场采油方法 | |
| RU2347068C1 (ru) | Способ разработки залежи высоковязкой нефти | |
| Isaacs | Advances in Extra Heavy Oil Development Technologies (Isaacs) | |
| EA044304B1 (ru) | Процесс добычи синтез-газа на месте из подземных углеводородных пластов | |
| CA2813001A1 (en) | Method of controlling a recovery and upgrading operation in a reservoir |