用于加热地下地层的循环传热流体系统技术方案

本发明专利技术描述了用于处理地下地层的系统和方法。一种用于加热地下地层的方法可包括：从多个加热器向地层供给热；和使加热器中的一个或多个的一部分移出配备有滑动密封件的井口，以调节加热器的热膨胀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于从各种地下地层(例如含烃地层)生产烃、氢和/或其它产品的方法和系统。特别地，某些实施例涉及用于在就地转化过程期间加热地层的一部分的闭环循环系统。
技术介绍
从地下地层中所获得的烃通常用作能量源、原料以及消费品。对可用烃资源衰竭的关注和对产出烃的总体质量下降的关注，导致开发出了用于更有效地回收、处理和/或使用可用烃资源的方法。就地处理可用于从地下地层移出烃材料。可能需要改变地下地层中的烃材料的化学和/或物理性能，以使烃材料更容易从地下地层移出。化学和物理变化可包括地层中烃材料的生成可移出流体的就地反应、成分变化、溶解度变化、密度变化、相变和/或粘度变化。流体可以是，但是不限于，气体、液体、乳状液、浆液和/或具有与液体流类似的流动特性的固体颗粒流。许多不同类型的井或井眼可用于使用就地热处理方法来处理含烃地层。在一些实施例中，竖直和/或基本上竖直的井用于处理地层。在一些实施例中，水平或基本水平的井 (诸如J形井和/或L形井)和/或u形井用于处理地层。在一些实施例中，水平井、竖直井和/或其它组合的组合用于处理地层。在某些实施例中，井延伸穿过地层的上覆岩层到达地层的含烃层。在一些情况下，井中的热损失到上覆岩层中。在一些情况下，用于支承水平井眼或u形井眼中的加热器和/或生产设备的地面和上覆岩层的基础结构尺寸和/或数量很大。Sandberg等人的美国专利7，575，052描述了一种就地热处理方法，该方法采用循环系统加热一个或多个处理区。循环系统可使用经过地层中的管道的已加热的液态传热流体以将热传递至地层。Vinegar等人的美国专利申请公开2008-01352M描述了一种用于就地热处理过程的系统和方法，该就地热处理过程采用循环系统来加热一个或多个处理区。循环系统使用经过地层中的管道的已加热的液态传热流体以将热传递至地层。在一些实施例中，管道布置在至少两个井眼中。Nguyen等人的美国专利申请公开2009-00卯476描述了一种用于地下地层的加热系统，该加热系统包括位于地下地层中的开口内的导管。绝缘导体位于导管中。材料在导管中、在绝缘导体的一部分与导管的一部分之间。该材料可以是盐。该材料在加热系统的工作温度下是流体。热从绝缘导体传递至流体，从流体传热递至导管，以及从导管传递至地下地层。对于提出用于从含烃地层中经济地产出烃、氢和/或其它产品的方法和系统已经付出了巨大的努力。但是，目前仍然存在许多不能从其中经济地产出烃、氢和/或其它产品的含烃地层。因而，仍需要改进的方法和系统，以相对于采用地面基设备回收烃的方法而言，减少用于处理地层的能量消耗、减少来自处理过程的排出物、便于加热系统的安装和/或减少损失到上覆岩层的热损失。
技术实现思路
在此描述的实施例总体涉及用于处理地下地层的系统和方法。在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于加热地下地层的方法，包括从多个加热器向地层供给热；使加热器中的一个或多个的一部分移出配备有滑动密封件的井口，以调节加热器的热膨胀。在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于加热地下地层的方法，包括从多个加热器向地层供给热；和使用一个或多个滑配接头使所述加热器中的一个或多个的一部分移出井口。在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于调节地层中加热器的热膨胀的方法，包括加热地层中的加热器；将加热器的一部分提升离开地层以调节加热器的热膨胀。在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于加热地下地层的系统，包括多个定位于地层中的加热器，所述加热器构造用于向地层提供热；和与加热器的一部分联接的至少一个提升器，所述提升器构造用于将加热器的部分提升离开地层以调节加热器的热膨胀。在另外的实施例中，特定实施例的特征可与其它实施例的特征组合。例如，一个实施例的特征可与任一其它实施例中的特征组合。在另外的实施例中，使用在此所述的方法和系统中的任一个来实现处理地下地层。在另外的实施例中，附加特征可添加到在此所述的特定实施例中。附图说明 根据下述详细描述并参照附图，本专利技术的优点对本领域的技术人员来说可变得显而易见，附图中 图1显示了用于处理含烃地层的就地热处理系统的一部分的一个实施例的示意图。图2示出了用于加热地层的一部分的传热流体循环系统的一个实施例的示意图。图3示出了 L形加热器的一个实施例的示意图，该L形加热器与传热流体循环系统一起使用以加热地层的一部分。图4示出了竖直加热器的一个实施例的示意图，该竖直加热器与传热流体循环系统一起使用以加热地层的一部分，其中，加热器的热膨胀在地面下方进行调节。图5示出了竖直加热器的另一个实施例的示意图，该竖直加热器与传热流体循环系统一起使用以加热地层的一部分，其中，加热器的热膨胀在地面上方和下方进行调节。图6示出了利用绝缘水泥的上覆岩层隔热的一个实施例的剖视图。图7示出了利用隔热套的上覆岩层隔热的一个实施例的剖视图。图8示出了利用隔热套和真空的上覆岩层隔热的一个实施例的剖视图。图9示出了用于调节热膨胀的波纹管一个实施例的视图。图IOA示出了具有用于调节热膨胀的膨胀环圈的管道的一个实施例的视图。图IOB示出了具有用于调节热膨胀的盘绕或卷绕管道的管道的一个实施例的视图。图IOC示出了具有封装在隔热容箱中的用于调节热膨胀的盘绕或卷绕管道的管道的一个实施例的视图。图11示出了在上覆岩层中的大直径套管内的隔热管道的一个实施例的视图。图12示出了在上覆岩层中的大直径套管内的隔热管道用于调节热膨胀的一个实施例的视图。图13示出了具有滑动密封件、填料箱或允许加热器的一部分相对于井口运动的其它压力控制设备的井口的一个实施例的视图。图14示出了具有与井口上方的固定导管相互作用的滑配接头的井口的一个实施例的视图。图15示出了具有与井口联接的固定导管相互作用的滑配接头的井口的一个实施例的视图。图16示出了具有密封件的传热流体循环系统的一个实施例的示意图。图17示出了具有密封件的传热流体循环系统的另一个实施例的示意图。图18示出了具有锁定机构和密封件的传热流体循环系统的一个实施例的示意图。图19示出了具有定位于井眼中的热传热流体循环系统的U形井眼的一个实施例的视图。图20示出了用于邻近处理区的传热流体循环系统的导管中导管加热器的一个实施例的端视图。图21示出了用于加热加热器的各部分以重新开始加热器中传热流体的流动的一个实施例的视图。图22示出了定位于地层中的传热流体循环系统的导管中导管加热器的一个实施例的示意图。图23示出了邻近上覆岩层的导管中导管加热器的一个实施例的剖视图。图M示出了用于液态传热流体的循环系统的一个实施例的示意图。虽然本专利技术易于具有多种修改和替代形式，但是其具体实施例在附图中以实例方式进行显示，并且可在此进行详细描述。附图可不按比例绘制。但是，应该理解的是，附图和详细描述不旨在将本专利技术限制为所公开的特别形式，而是相反地，旨在覆盖落入由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代形式。具体实施例方式下述描述总体涉及用于处理地层中的烃的系统和方法。这些地层可被处理以生产烃产品、氢和其它产品。API重力指标”表示在15. 50C (60° F)时的API重力指标。API重力指标由美国材料试验协会方法(ASTM Method)D6822或ASTM Method D本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于加热地下地层的方法，包括：从多个加热器向地层供给热；和使加热器中的一个或多个的一部分移出配备有滑动密封件的井口，以调节加热器的热膨胀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/104,9742008年10月13日1.一种用于加热地下地层的方法，包括从多个加热器向地层供给热；和使加热器中的一个或多个的一部分移出配备有滑动密封件的井口，以调节加热器的热膨胀。2.如权利要求1所述的方法，其中从多个加热器供给热包括使传热流体流经一个或多个加热器。3.如权利要求1所述的方法，其中加热器的移出井口的部分是隔热的。4.如权利要求1所述的方法，还包括在由于热膨胀所引起的加热器长度发生显著变化停止之后固定加热器相对于加热器所经过的井口的位置。5.一种用于加热地下地层的方法，包括从多个加热器向地层供给热；和使用一个或多个滑配接头使所述加热器中的一个或多个的一部分移出井口。6.如权利要求5所述的方法，其中至少一个滑配接头的至少一部分包括至少一个滑动密封件，其中所述滑动密封件在空间上隔热。7.如权利要求5所述的方法，其中从多个加热器供给热包括使传热流体流经一个或多个加热器。8.如权利要求5所述的方法，其中加热器的移出井口的部分是绝缘的。9.如权利要求5所述的方法，还包括在由于热膨胀所引起的加热器长度发生显著变化停止之后固定加热器相对于加热器所经过的井口的位置。10.一种用于调节地层中加热器的热膨胀的方法，包括加热地层中的加热器；和将加热器的一部分提升离开地层以调节加热器的热膨胀。11.如权利要求10所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·M·巴斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL