[發明專利]波紋加熱導管和用其減輕熱膨脹和沉降的方法

無效

• 申請號: 201080007768.1
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102317567A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: J·W·帕藤;T·達納
• 申請（專利權）人: 紅葉資源公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;C10G9/00;C10G1/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

相關申請

本申請要求美國臨時申請No.61/152,150的權益，該臨時申請提交于2009年2月12日，題目為“Corrugated?Heating?Conduit?and?Method?of?Using?in?Thermal?Expansion?and?Subsidence?Mitigation”，其通過引用完整地合并在此。

背景技術

盡管價格增加以及其他經濟和地理政治因素，對化石燃料的全球和國內需求持續上升。隨著此類需求持續上升，對探測另外經濟可行的化石燃料來源的研究和調查相應增加。歷史上，許多人已意識到，例如貯存在油頁巖、煤和瀝青砂礦床中的大量能源。然而，就經濟競爭性回收而言，這些來源一直是有難度的挑戰。加拿大瀝青砂已顯示，此種努力可以是富有成效的，但仍存在許多挑戰，包括尤其是對環境的影響、產品質量、生產成本和處理時間。

全球油頁巖儲量估計為2萬億至近7萬億桶油，這取決于估計的來源。無論如何，這些儲量代表巨大的容量，并且仍然是基本未開發的資源。許多公司和調查者不斷研究和測試從此種儲量中回收油的方法。在油頁巖工業中，提取方法包括由爆炸產生地下碎屑豎筒(chimney)、原位方法如原位轉化工藝(ICP)法(殼牌石油公司ShellOil)、在鋼制造的蒸餾爐中加熱。其它方法包括原位射頻法(微波)和“改良的”原位工藝，其中已經結合地下采礦、爆破和蒸餾以便從地層制造碎屑從而可以改善傳熱和產品除去。

在典型的油頁巖工藝中，所有工藝都面臨經濟和環境因素的權衡。目前沒有工藝能單獨滿足經濟、環境和技術挑戰。而且，全球變暖問題引發解決與此種工藝相關的二氧化碳(CO₂)排放的另外的措施。需要實現環境管理(environmental?stewardship)，又提供高容量節省成本的油生產的方法。

地下原位概念的出現基于它們在避免采礦成本的同時產生高容量的能力。雖然可以實現因避免采礦而產生的成本節約，但由于固體油頁巖極低的導熱性和高的比熱，所以原位方法需要加熱地層較長的時間段。可能任何原位工藝最大的挑戰在于不確定性和可能伴隨地下淡水蓄水層出現的長期潛在的水污染。在殼牌的ICP方法的情況下，“冷凍壁”用作維持蓄水層與地下處理區域之間的隔離的屏障。雖然這是可能的，但沒有長期的分析證明可長期保證防止污染。在沒有保證以及甚至補救措施較少的情況下，如果冷凍壁失敗，就需要其它方法來解決此類環境危險。

出于這個和其它原因，仍然需要可以改進適當含烴物質中烴的回收、具有可接受的經濟效果并避免上述缺陷的方法和系統。

發明內容

提供了保持被掩埋的導管的結構完整性的方法，諸如用來加熱被裝在結構化滲透性控制基礎構造中的含烴物質的可滲透體的加熱導管。該方法包括獲得具有波紋壁(corrugated?wall)并被配置為用于輸送傳熱流體的加熱導管，和將加熱導管掩埋在含烴物質的可滲透體內一定深度處，該加熱導管具有從結構化滲透性控制基礎構造的邊界延伸的入口端。該方法也包括將該加熱導管的入口端可操作地連接到傳熱流體的來源，并且將該傳熱流體傳遞通過加熱導管，從而將熱量從傳熱流體轉移到可滲透體同時允許波紋壁軸向壓縮，并且減輕沿著加熱導管的縱軸線受限制的熱膨脹，并且從而使波紋管相應地彎曲并減輕由可滲透體的沉降引起的側向應力。

根據本文概括描述的另一個代表實施例，提供了將熱量從傳熱流體轉移到包含在結構化滲透性控制基礎構造內的含烴物質的可滲透體中的加熱導管系統。該系統包括結構化滲透性控制基礎構造和包含在該控制基礎構造中的含烴物質的可滲透體。該系統還包括被配置為用于輸送傳熱流體并被掩埋在該可滲透體內一定深度處的加熱導管，該加熱導管具有波紋壁和從該控制基礎構造的邊界延伸的至少一個入口端。該系統進一步包括可操作地連接到該至少一個入口端的傳熱流體的來源，以便將傳熱流體傳遞通過加熱導管從而將熱量轉移到可滲透體中，允許被掩埋的加熱導管的至少一部分的波紋壁在熱膨脹影響下軸向壓縮，并允許被掩埋的加熱導管的至少一個其它部分的波紋壁響應于該可滲透體的沉降而相應地彎曲。

附圖說明

根據結合后面的附圖一起闡述本發明特征的詳細描述，本發明特征和優點將變得明顯。應理解，這些附圖僅描述了示例性實施方式，而不應視為限制本發明范圍。此外，容易理解，在本文附圖中一般性描述和舉例說明的組件可以被布置和設計在多種不同配置中。