Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда

Авторы патента:


Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда
Система, способ и устройство создания тлеющего электрического разряда

 


Владельцы патента RU 2481463:

ФОРЕТ ПЛАЗМА ЛАБС, ЛЛК (US)

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу добычи битумов и/или особо тяжелой фракции нефти из подземного месторождения, при котором вязкость битума и/или особо тяжелой фракции нефти снижается in situ (на месте эксплуатации), для чего в месторождение подается энергия, с одной стороны, в форме пара, протекающего через месторождение, а с другой стороны - электрический нагрев.

Изобретение относится к области извлечения тяжелой нефти. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. .

Изобретение относится к добыче углеводородов, водорода и/или других продуктов из различных подземных пластов, таких как углеводородсодержащие пласты и касается обработки пластов с нерегулярными группами источников тепла и/или источников тепла, расположенных неравномерно.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам разработки залежи высоковязкой нефти и битума. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой и битумной нефти. .

Изобретение относится к разработке залежи сверхвязкой нефти с применением тепла, сложенной многопластовым послойно-неоднородным коллектором с частичной вертикальной сообщаемостью.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке месторождения высоковязкой и битумной нефти. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности может быть использовано при строительстве и эксплуатации нефтяных скважин с применением тепловых методов добычи нефти.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оборудования нефтяных, газовых и водозаборных скважин в интервале продуктивного пласта.

Изобретение относится к компоновкам гравийных фильтров для заканчивания нефтяных и газовых скважин и, в частности, к фиксирующим или соединительным устройствам для соединения каркаса фильтра с основной трубой компоновки гравийного фильтра.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. .

Изобретение относится к погружному оборудованию, а именно к скважинным фильтрам для предотвращения загрязнения насосного агрегата механическими примесями из пластовой жидкости.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к устройствам, предотвращающим засорение погружного оборудования механическими примесями и отложениями солей.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин. .

Изобретение относится к погружному оборудованию буровых скважин, а именно к скважинным фильтрам, предотвращающим попадание механических примесей в насосный агрегат.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для защиты электроцентробежного насоса от попадания в него механических примесей при добыче пластовой жидкости и одновременной очистки скважины от механических примесей.

Изобретение относится к способу добычи в естественном залегании битумов или особо тяжелой нефти из близких к поверхности месторождений нефтеносного песка, в котором для уменьшения вязкости битума или особо тяжелой нефти в месторождение вводят тепловую энергию, при этом применяют, по меньшей мере, одну транспортировочную трубу для транспортировки сжиженного битума или особо тяжелой нефти и, по меньшей мере, одну трубу для ввода тепловой энергии, которые проходят обе параллельно.
Наверх