Гофрированный теплопровод и способ его использования для уменьшения теплового расширения и оседания
Формула / Реферат
1. Способ добычи углеводородов, содержащий следующие стадии:
изготовление теплопровода с гофрированными стенками, предназначенного для транспорта теплопередающей текучей среды;
погружение теплопровода на глубину в проницаемый пласт углеводородного материала, подвергаемого значительному оседанию, причем проницаемый пласт заключен в сооруженную контролирующую проницаемость инфраструктуру, имеющую боковые стенки, непроницаемый верхний слой и непроницаемый нижний слой, причем теплопровод имеет впускной конец, выходящий за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры;
соединение впускного конца теплопровода с источником теплопередающей текучей среды;
пропускание теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла проницаемому пласту, причем гофрированные стенки предназначены для уменьшения напряжений, вызванных ограниченным тепловым расширением теплопровода вдоль продольной оси теплопровода и соответственного сгибания и уменьшения напряжений, вызванных оседанием проницаемого пласта.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию структуры поперечных гофр гофрированных стенок перпендикулярно продольной оси теплопровода.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию структуры поперечных гофр гофрированных стенок под острым углом относительно продольной оси теплопровода.
4. Способ по п.1, дополнительно содержащий погружение теплопровода в проницаемый пласт одновременно с заполнением контролирующей инфраструктуры углеводородным материалом.
5. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию по меньшей мере части теплопровода, по существу, горизонтально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания поперек продольной оси теплопровода.
6. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию по меньшей мере части теплопровода, по существу, вертикально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания вдоль продольной оси теплопровода.
7. Способ по п.1, дополнительно содержащий образование отверстий в гофрированных стенках части теплопровода для перемещения теплопередающей текучей среды в проницаемый пласт.
8. Способ по п.1, дополнительно содержащий расположение теплопровода в замкнутом контуре, имеющем концевую точку, выходящую за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, для отделения теплопередающей текучей среды от проницаемого пласта.
9. Способ по п.1, дополнительно содержащий выбор теплопередающей текучей среды из группы, состоящей из нагретого выхлопного газа, нагретого воздуха, пара, углеводородных паров и нагретой жидкости.
10. Способ по п.1, дополнительно содержащий нагревание теплопередающей текучей среды до температуры 200-1000°F (94-538°C).
11. Способ по п.1, дополнительно содержащий размещение металлической сетчатой структуры под часть теплопровода, погруженного в проницаемый пласт, для поддержания относительного положения теплопровода в проницаемом пласте.
12. Система добычи углеводородов, содержащая
сооруженную контролирующую проницаемость инфраструктуру, имеющую боковые стенки, непроницаемый верхний слой и непроницаемый нижний слой;
проницаемый пласт углеводородного материала, подвергаемый значительному оседанию, содержащийся в указанной инфраструктуре;
теплопровод, погруженный на глубину в проницаемый пласт и имеющий гофрированные стенки, предназначенный для транспорта теплопередающей текучей среды, и по меньшей мере один впускной конец, выходящий за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой контролирующей инфраструктуры и источник теплопередающей текучей среды, имеющий соединение по меньшей мере с одним впускным концом,
при этом пропускание теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла проницаемому пласту обеспечивает аксиальное сжатие гофрированных стенок по меньшей мере одной части погруженного теплопровода под действием теплового расширения и соответствующее сгибание гофрированных стенок по меньшей мере одной другой части погруженного теплопровода в ответ на оседание проницаемого пласта.
13. Система по п.12, в которой структура поперечных гофр гофрированных стенок ориентирована перпендикулярно продольной оси теплопровода.
14. Система по п.12, в которой структура поперечных гофр гофрированных стенок ориентирована под острым углом относительно продольной оси теплопровода.
15. Система по п.12, в которой по меньшей мере часть теплопровода ориентирована, по существу, горизонтально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания поперек продольной оси теплопровода.
16. Система по п.12, в которой по меньшей мере часть теплопровода ориентирована, по существу, вертикально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания вдоль продольной оси теплопровода.
17. Система по п.12, дополнительно содержащая по меньшей мере часть теплопровода, имеющую отверстия, образованные в гофрированных стенках для перемещения теплопередающей текучей среды в проницаемый пласт.
18. Система по п.12, дополнительно содержащая теплопровод, образующий замкнутый контур, имеющий концевую точку, выходящую за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, для отделения теплопередающей текучей среды от проницаемого пласта.
19. Система по п.12, в которой теплопередающая текучая среда выбрана из группы, состоящей из нагретого выхлопного газа, нагретого воздуха, пара, углеводородных паров и нагретой жидкости.
20. Система по п.12, в которой теплопередающая текучая среда нагрета до температуры 200-900°F (94-482°C).
21. Система по п.12, дополнительно содержащая металлическую сетчатую структуру, расположенную под частью теплопровода, погруженного в проницаемый пласт, для поддержания относительного положения теплопровода в проницаемом пласте.

Текст
ГОФРИРОВАННЫЙ ТЕПЛОПРОВОД И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ И ОСЕДАНИЯ В изобретении представлен способ поддержания структурной целостности теплопровода,используемого для нагревания проницаемого пласта углеводородного материала, содержащегося в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре. Способ (200) содержит изготовление (202) теплопровода с гофрированными стенками для транспорта теплопередающей текучей среды, погружение (204) теплопровода на глубину в проницаемый пласт углеводородного материала с впускным отверстием теплопровода, выходящим за границы сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, рабочее соединение (206) впускного отверстия теплопровода с источником тепла теплопередающей текучей среды и пропускание (208) теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла от теплопередающей текучей среды проницаемому пласту, причем гофрированные стенки предназначены для уменьшения теплового расширения вдоль продольной оси теплопровода и соответственного сгиба теплопровода в ответ на оседание проницаемого пласта. Уровень техники Мировой и внутренний спрос на ископаемое топливо продолжает расти, несмотря на рост цен и другие экономические и геополитические проблемы. Так как данный спрос продолжает расти, соответственно увеличиваются исследования и разработки в поисках дополнительных экономически жизнеспособных источников ископаемого топлива. Огромные источники энергии заключены, например, в месторождениях горючих сланцев, угля и битуминозного песка. Однако данные источники по-прежнему представляют трудную задачу с точки зрения экономически конкурентоспособной добычи. Канадские битуминозные пески показали, что данные усилия могут быть плодотворными, хотя все еще сохраняются многие проблемы, в том числе, помимо прочих, воздействие на окружающую среду, качество продукции,издержки производства и длительность производственного цикла. Оценки всемирных ресурсов горючих сланцев варьируются от двух до почти семи триллионов баррелей нефти в зависимости от источника оценки. Тем не менее, данные ресурсы представляют огромный объем и остаются практически скрытыми ресурсами. Многочисленные предприятия и исследователи продолжают изучать и испытывать способы добычи нефти из указанных ресурсов. В отрасли горючих сланцев способы добычи включают подземные бутовые дымоходы, созданные взрывами, способы на месте добычи, в том числе процесс конверсии на месте добычи фирмы Shell Oil, и нагревание в изготовленных из стали ретортах. Другие способы включают радиочастотные (микроволновые) способы на месте добычи и "модифицированные" процессы на месте добычи, в которых объединены горные работы,подрывные работы и перегонка в реторте для получения бута из пласта, чтобы обеспечить лучшую теплопередачу и извлечение продукта. Типичные способы переработки горючих сланцев сталкиваются с выбором компромиссных экономических решений и экологическими проблемами. Ни один действующий способ в одиночку не удовлетворяет экономическим, экологическим и техническим требованиям. Кроме того, проблемы глобального потепления приводят к дополнительным мерам в отношении выбросов диоксида углерода (CO2), которые связаны с указанными способами. Требуются способы, которые обеспечивают экологическое управление, предусматривая в то же время крупнотоннажное экономически эффективное производство нефти. Способы подземной добычи разработаны на основании способности производить большие объемы при одновременном сокращении расходов на горные работы. Хотя можно обеспечить сокращение расходов в результате исключения горных работ, способ подземной добычи требует нагревания пласта в течение более продолжительного периода времени вследствие крайне низкой теплопроводности и высокой удельной теплоемкости твердых горючих сланцев. Вероятно, наиболее значительная проблема любой переработки на месте добычи представляет собой неопределенность и долгосрочную опасность загрязнения воды, которое может возникать в подземных пластах, содержащих пресную воду. В случае способа конверсии на месте добычи фирмы Shell "замораживающую стену" используют в качестве барьера,чтобы обеспечить разделение между водоносными пластами и областью подземной обработки. Хотя это возможно, никакой долгосрочный анализ не смог на продолжительные периоды гарантировать предотвращение загрязнения. При отсутствии гарантий и с еще меньшими средствами устранения неисправностей, которые могут возникнуть в замораживающей стене, желательны другие способы управления указанными рисками для окружающей среды. По этой и другим причинам сохраняется необходимость в способах и системах, которые могут обеспечить улучшенное извлечение углеводородов из соответствующих содержащих углеводороды материалов, которые имеют приемлемые экономические условия и избегают указанных выше недостатков. Сущность изобретения Согласно изобретению создан способ поддержания структурной целостности трубопровода, такого как теплопровод, используемый для нагревания проницаемого пласта углеводородного материала, заключенного в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре. Данный способ содержит изготовление теплопровода, который имеет гофрированные стенки и предназначен для транспорта теплопередающей текучей среды, и погружение теплопровода на глубину в проницаемый пласт углеводородного материала, причем его впускное отверстие проходит за границы сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры. Данный способ также содержит рабочее соединение впускного отверстия теплопровода с источником теплопередающей текучей среды и пропускание теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла от теплопередающей текучей среды проницаемому пласту, одновременно позволяя гофрированным стенкам аксиально сжиматься и уменьшать ограниченное тепловое расширение вдоль продольной оси теплопровода и соответственно сгибаться и уменьшать поперечные напряжения, вызванные оседанием проницаемого пласта. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложена теплопроводная система для передачи тепла от теплопередающей текучей среды проницаемому пласту углеводородного материала, содержащегося в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре. Данная система содержит сооруженную контролирующую проницаемость инфраструктуру и проницаемый пласт углеводородного материала, содержащегося в контролирующей инфраструктуре, теплопровод, который предназначен для транспорта теплопередающей текучей среды, погружен на глубину в проницаемый пласт и имеет гофрированные стенки и по меньшей мере одно впускное отверстие, выхо-1 021004 дящее за границы контролирующей инфраструктуры, источник теплопередающей текучей среды, имеющий рабочее соединение по меньшей мере с одним впускным отверстием, таким образом, что пропускание теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла проницаемому пласту позволяет гофрированным стенкам по меньшей мере одной части погруженного теплопровода аксиально сжиматься под действием теплового расширения и гофрированным стенкам по меньшей мере одной другой части погруженного теплопровода соответственно сгибаться в ответ на оседание проницаемого пласта. Краткое описание чертежей Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из подробного описания, которое приведено ниже, и сопровождающих чертежей. Подразумевается, что данные чертежи просто представляют примерные варианты осуществления и, следовательно, не считаются ограничивающими объем настоящего изобретения. Кроме того, что компоненты, которые в целом описаны и проиллюстрированы чертежами в настоящем документе, можно расположить и спроектировать в различных конфигурациях. На чертежах: фиг. 1 иллюстрирует боковой схематический вид с частичным разрезом сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, которая включает проницаемый пласт углеводородного материала, источник тепла и соединительный трубопровод в соответствии с одним вариантом осуществления; фиг. 2 - боковой вид в разрезе оседающего проницаемого пласта углеводородного материала, содержащегося в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре, в соответствии с вариантом осуществления на фиг. 1; фиг. 3 - схематический вид в перспективе теплопровода с гофрированными стенками, погруженного в проницаемый пласт (не показано в целях ясности), в соответствии с дополнительными вариантами осуществления; фиг. 4 а и 4b - боковые виды теплопровода с гофрированными стенками в соответствии с дополнительными вариантами осуществления; фиг. 5 а - боковой вид в разрезе теплопровода с гофрированными стенками, погруженного в пределах проницаемого пласта, в соответствии с другим вариантом осуществления; фиг. 5b и 5 с - увеличенные боковые виды теплопровода на фиг. 5 а; фиг. 6 а - боковой вид в разрезе теплопровода с гофрированными стенками, погруженного в пределах оседающего проницаемого пласта, в соответствии с другим вариантом осуществления; фиг. 6b - увеличенный боковой вид теплопровода на фиг. 6 а; фиг. 7 а - боковой вид в разрезе теплопровода с гофрированными стенками, погруженного в пределах оседающего проницаемого пласта, в соответствии с другим вариантом осуществления; фиг. 7b и 7 с - увеличенные виды теплопровода на фиг. 7 а; фиг. 8 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ поддержания структурной целостности теплопровода, используемого для нагревания проницаемого пласта углеводородного материала,содержащегося в пределах сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, в соответствии с еще одним вариантом осуществления. Подробное описание примерных вариантов осуществления Ниже представлено описание примерных вариантов осуществления, и для их описания в настоящем документе будет использована особая терминология. Тем не менее, понятно, что никакое ограничение объема настоящего изобретения не предусмотрено. Изменения и дополнительные модификации отличительных признаков изобретения, описанных в настоящем документе, и дополнительные применения принципов настоящего изобретения, которые описаны в настоящем документе и которые будут выполнены специалистом в соответствующей области техники, получившим настоящее описание, следует считать входящими в объем настоящего изобретения. Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено определенным способом и материалами, описанными в настоящем документе, так как они могут изменяться в некоторой степени. Следует также понимать, что терминология, используемая в настоящем документе, применяется только в целях описания определенных вариантов осуществления и не предназначена в качестве ограничительной, так как объем настоящего изобретения будет определен только в прилагаемой формуле изобретения и их эквивалентах. Определения В описании и формуле настоящего изобретения будет использована следующая терминология. Формы единственного числа включают формы множественного числа, если иные условия четко не определены контекстом. Таким образом, например, ссылка на термин "стенка" включает ссылку на одну или более указанных структур, "проницаемый пласт" включает ссылку на один или более указанных материалов и "стадия нагревания" означает одну или более указанных стадий. Использованный в настоящем документе термин "трубопроводы" означает любой канал, имеющий определенную длину, который можно использовать для транспорта материалов и/или тепла из одной точки в другую точку. Хотя трубопроводы могут обычно представлять собой круглые трубы, могут также оказаться полезными другие некруглые трубопроводы, например, с продолговатым или прямоуголь-2 021004 ным сечением и т.д. Трубопроводы можно преимущественно использовать для введения текучих сред в проницаемый пласт или выведения текучих сред из проницаемого пласта, осуществления теплопередачи и/или транспорта радиочастотных устройств, механизмов топливных элементов, резистивных нагревателей или других устройств. Использованный в настоящем документе термин "продольная ось" означает длинную ось или среднюю линию трубопровода или канала. Использованный в настоящем документе термин "поперечный" означает направление, которое пересекает указанную плоскость или ось под углом, изменяющимся от перпендикулярного до приблизительно 45 относительно указанной плоскости или оси. Использованный в настоящем документе термин "соответственное сгибание" означает сгибание,которое, по меньшей мере, частично соответствует движению оседающего проницаемого пласта во время нагревания. Указанное сгибание обеспечивает боковое отклонение трубопровода, одновременно сокращая риск разрушения стенок трубопровода. Использованный в настоящем документе термин "тепловое расширение вдоль продольной оси" означает эффект аккордеона по длине гофрированного трубопровода. Когда гофры являются периферийными, например спиральными или круговыми, по мере расширения материал трубопровода, гофры позволяют всей длине трубопровода увеличиваться, если трубопровод имеет свободу движения на одном или обоих концах. Если трубопровод является фиксированным по всей своей длине, гофры обеспечивают компенсацию продольного расширения на индивидуальных гофрах. Таким образом, можно спроектировать гофрированный трубопровод, чтобы устранять линейное расширение или, по меньшей мере,уменьшать напряжения, связанные с ограниченным линейным расширением, предоставляя гофрам возможность сгибания без потери целостности стенок трубопровода. Использованный в настоящем документе термин "отверстия" означает отверстия, щели, поры или каналы и т.д. в стенках или соединениях трубопровода, которые обеспечивают течение текучей среды, в том числе газов или жидкостей, между внутренней частью трубопровода и непосредственной окружающей средой. Данное течение может быть направлено наружу в окружающую среду, если давление внутри трубопровода превышает давление снаружи. Данное течение может также быть направлено во внутреннюю часть трубопровода, если давление внутри трубопровода меньше, чем давление снаружи. Использованный в настоящем документе термин "сооруженная инфраструктура" означает структуру, которая является, по существу, полностью искусственной, в отличие от замораживающих стен, серных стен или других барьеров, которые образуются путем изменения или заполнения пор существующего геологического пласта. Сооруженная контролирующая проницаемость инфраструктура часто является, по существу, не содержащей ненарушенных геологических пластов, хотя инфраструктура может быть образована рядом или в непосредственном контакте с ненарушенным пластом. Такая инфраструктура может быть свободной или прикрепленной к ненарушенному пласту механическими средствами, химическими средствами или комбинацией указанных средств, например привинченной к пласту с помощью якорей, стяжек или другого соответствующего оборудования. Использованный в настоящем документе термин "раздробленный" означает разбиение пласта или большей массы на части. Раздробленная масса может быть разрушена или иным образом разбита на фрагменты. Использованный в настоящем документе термин "углеводородный материал" означает любой содержащий углеводороды материал, из которого можно выделять или производить углеводородные продукты. Например, углеводороды можно выделять непосредственно в виде жидкости, выделять посредством экстракции растворителем, непосредственно испарять или иным способом выделять из материала. Однако многие углеводородные материалы содержат кероген или битум, которые конвертируют в углеводородный продукт посредством нагревания и пиролиза. Углеводородные материалы могут включать,но не ограничиваются этим, горючие сланцы, битуминозные пески, уголь, лигнит, битум, торф и другие органические материалы. Использованный в настоящем документе термин "накопительный резервуар" означает структуру,предназначенную для хранения или удержания запаса текучей среды и/или твердых сыпучих материалов. Резервуар обычно составляет, по меньшей мере, существенную часть земляного полотна и структурной опоры от земляных материалов. Таким образом, контролирующие стенки не всегда имеют независимую прочность или структурную целостность, не говоря о земляном материале и/или пласте, в контакте с которыми они образованы. Использованный в настоящем документе термин "проницаемый пласт" означает любую массу раздробленного углеводородного материала, имеющего относительно высокую проницаемость, которая превышает проницаемость твердого ненарушенного пласта того же самого состава. Соответствующие проницаемые пласты могут иметь более чем приблизительно 10% порового пространства и типично имеют поровое пространство от приблизительно 30 до 50%, хотя и другие интервалы могут быть пригодными. Создание высокой проницаемости упрощается, например, через внедрение крупных частиц неправильной формы, нагревание пласта посредством конвекции в качестве основной теплопередачи,-3 021004 одновременно также существенно снижая затраты, связанные с раздроблением до очень малых размеров,например приблизительно от 0,5 до 1 дюйма (12,7-25,4 мм). Использованный в настоящем документе термин "стенка" означает любую сооруженную конструкцию, участвующую в контроле проницаемости для ограничения материала в замкнутом объеме, определенном, по меньшей мере, частично стенками. Стенки могут быть ориентированы любым образом, в том числе вертикально, хотя потолки, полы и другие контуры, определяющие замкнутый объем, могут также представлять собой "стенки" при использовании в настоящем документе. Использованный в настоящем документе термин "добываемый" означает материал, который был извлечен или перемещен из исходного стратографического или геологического положения во второе и другое положение или возвращен в то же самое положение. Как правило, добываемый материал можно производить дроблением, разрушением, взрывным детонированием, бурением или иным извлечением материала из геологического пласта. Использованный в настоящем документе термин "объемная конвективная структура потока" означает конвективный тепловой поток, который проходит большую часть проницаемого пласта. Как правило, конвективный поток создается ориентацией одного или более трубопроводов или источников тепла в нижнюю или основную часть определенного объема. При ориентации трубопроводов таким образом,нагретые текучие среды могут течь вверх, и охлажденные текучие среды текут обратно вниз вдоль существенной части объема, занятого проницаемым пластом углеводородного материала, в режиме рециркуляции. Использованный в настоящем документе термин "по существу, неподвижный" означает почти неподвижно расположение материалов со степенью допуска оседания, расширения вследствие вспучивания(эффект воздушной кукурузы) и/или усадки, так как углеводороды выделяются из углеводородного материала в замкнутом объеме, оставляя после себя обедненный материал. Напротив, любые циркуляции и/или потоки углеводородного материала, в том числе обнаруженные в псевдоожиженных слоях или вращающихся ретортах, включают весьма существенное движение и обращение углеводородного материала. Использованный в настоящем документе термин "существенный", если он используется в отношении количества или величины материала или его определенной характеристики, означает количество,которое является достаточным, чтобы произвести эффект, для производства которого были предназначены данный материал или характеристика. Точная степень допустимого отклонения может в некоторых случаях зависеть от определенного контекста. Аналогичным образом, "по существу, не содержащий" или подобное выражение означает отсутствие определенного элемента или агента в составе. В частности,элементы, которые определяются как "по существу, не содержащий" полностью отсутствуют в составе или содержатся только в количествах, которые достаточно малы, чтобы производить измеримый эффект на состав. Использованный в настоящем документе термин "приблизительно" означает степень отклонения на основании экспериментальной ошибки, типичной для данного определяемого свойства. Интервал, предусмотренный термином "приблизительно", будет зависеть от определенного контекста и данного свойства и может быть легко понят специалистами в данной области техники. Термин "приблизительно" не предназначен для расширения или ограничения степени эквивалентов, которую можно в противном случае допустить для определенного значения. Кроме того, если не определено иное условие, термин "приблизительно" определенно включает термин "точно" согласно приведенному ниже обсуждению в отношении интервалов и численных значений. Концентрации, размеры, количества и другие численные данные могут быть представлены в настоящем документе в формате интервалов. Следует понимать, что указанный формат интервалов используют просто для удобства и краткости и его следует истолковывать гибко, включая не только численные значения, определенно указанные в качестве границ интервала, но также включая все индивидуальные численные значения или подинтервалы, содержащиеся в данном интервале, как если бы было определенно указано каждое численное значение и подинтервал. Например, интервал от приблизительно 1 до приблизительно 200 следует истолковывать как включающий не только определенно указанные границы 1 и 200, но также включающий индивидуальные значения, в том числе 2, 3, 4, и подинтервалы, в том числе от 10 до 50, от 20 до 100 и т.д. Использованные в настоящем документе множество предметов, структурных элементов, композиционных элементов и/или материалов можно представлять в общем списке для удобства. Однако данные списки следует истолковывать, как если бы каждый предмет в списке был индивидуально определен в качестве отдельного и специфического предмета. Таким образом, ни один индивидуальный предмет указанного списка не следует истолковывать в качестве фактического эквивалента какого-либо другого предмета того же самого списка исключительно на основании их представления в общей группе, если не указано обратное. Гофрированный теплопровод. На фиг. 1-8 проиллюстрированы несколько вариантов осуществления гофрированной теплопроводной системы и способ ее использования для уменьшения теплового расширения и оседания. Теплопровод можно погружать в проницаемый пласт добываемых углеводородных материалов, в том числе горючих сланцев, битуминозных песков, угля и т.д., то есть содержащихся в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре, и из которого предполагается извлекать углеводородные продукты. Углеводородные продукты можно извлекать пропусканием теплопередающей текучей среды, в том числе горячего воздуха, горячих выхлопных газов, пара, паров углеводородов и/или горячих жидкостей, в подземный теплопровод или через него для нагревания углеводородного материала до достаточных уровней температуры, чтобы извлекать из него углеводороды. Теплопередающую текучую среду можно выделять из проницаемого пласта или необязательно допускать ее конвективный поток через внутрипоровые объемы в проницаемом пласте. Для обеспечения эффективности процесса выделения может оказаться желательным повышение температуры проницаемого пласта до 200-900F (93-482C), чтобы инициировать пиролиз. Соответственно температуру теплопередающей текучей среды внутри теплопровода можно повысить до еще более высоких температур,например до 1000F (538C) или выше, чтобы поддерживать постоянный поток тепла от теплопередающей текучей среды и внутрь проницаемого пласта. Было обнаружено, что в процессе нагревания и/или пиролиза проницаемый пласт углеводородного материала может оставаться, по существу, неподвижным в боковых направлениях, но с течением времени может иметь значительное вертикальное перемещение к оседанию и отстаиванию, так как углеводороды получают возможность течения вниз в виде жидкости или вверх в виде газа. Вертикальное оседание проницаемого пласта может создавать поперечные напряжения сдвига структурам, погруженным в проницаемый пласт, приводя к созданию вредных поперечных напряжений в стенках и соединениях теплопроводов или других трубопроводов. В то же время, учитывая его достаточный вышележащий вес и раздробленную, дисперсную природу, добываемый углеводородный материал может своим действием ограничивать любое снимающее напряжение продольное тепловое расширение трубопровода во время его нагревания до повышенных температур. При сосредоточении на локализованных точках концентрации напряжений индуцированные сдвигом напряжения и вызванные теплом напряжения могут объединяться вместе и превышать предельные значения прочности материала стенок и соединений трубопровода, приводя к разрушению, которое позволяет вытекать теплоносящей текучей среде. Следовательно,желательно поддерживать структурную целостность теплопровода, погруженного в оседающий проницаемый пласт, посредством уменьшения вредных эффектов, вызванных тепловым расширением и оседанием, которые воздействуют на трубопровод. Примерные варианты осуществления сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры и проницаемого пласта углеводородного материала, содержащегося в его, по существу, замкнутом объеме, описаны более подробно в патентной заявке США 12/028569 настоящего заявителя, поданной 08 февраля 2008 г. и озаглавленной "Способы извлечения углеводородов из углеводородного материала с помощью сооруженной инфраструктуры и связанных с ней систем", причем данная заявка полностью включена в настоящее описание посредством ссылки. В соответствии с одним вариантом осуществления фиг. 1 представляет боковой схематический вид с частичным разрезом сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры или накопительного резервуара 10, проницаемого пласта 30 углеводородного материала 32, источника 40 тепла и соединительных трубопроводов 62, 64 и 66. В представленном варианте осуществления существующий уровень грунта 4 используют главным образом в качестве опоры для непроницаемого нижнего слоя 16. Внешние боковые стенки 12 секционного резервуара могут обеспечить герметизацию и могут, но не обязательно, подразделяться внутренними стенками 14. Подразделение может создавать отдельные герметичные отсеки 22 в большем замкнутом объеме 20 резервуара 10, который может иметь любую геометрию, размер или подразделение. Боковые стенки 12 и 14 и непроницаемый верхний слой 18 и непроницаемый нижний слой 16 могут включать контролирующий проницаемость резервуар 10, который определяет замкнутый объем 20, и могут быть изготовлены из любого пригодного материала. Например, боковые стенки 12 и 14 резервуара 10 могут быть также свободно стоящими, при этом концы, уступы, стенки и полы должны быть уплотнены и сконструированы для сооружения, а также сделаны практически непроницаемыми (например, достаточными для предотвращения неконтролируемой утечки текучих сред из резервуара). Кроме того, непроницаемый верхний слой 18 можно использовать для предотвращения неконтролируемой утечки летучих веществ и газов и для направления газов и паров в соответствующие выпускные отверстия 66 для сбора газов. Аналогичным образом, непроницаемый нижний слой 16 можно использовать для содержания и направления собранных жидкостей в соответствующее выпускное отверстие, например в сточную систему 26, чтобы удалить жидкие продукты из нижнего пространства резервуара. Хотя непроницаемые боковые стенки могут оказаться желательными в некоторых вариантах осуществления, они не всегда требуются. Наличие проницаемых боковых стенок может допустить некоторое вытекание газов и/или жидкостей из резервуара. Кроме того, одна или более стенок могут представлять собой многослойные структуры, чтобы обеспечить контроль проницаемости, теплоизоляцию и/или другие свойства системы. Поскольку стенки 12 и 14 построены над сооруженным и непроницаемым нижним слоем 16, который начинается с поверхности 6 земли, добываемый углеводородный материал 32 (который может быть раздробленным или сортированным согласно размеру или обогащению углеводородами) можно помещать в слои над (или рядом с) предварительно установленными полыми нагревательными трубами или теплопроводом 62, трубами 64 для стока текучей среды и/или трубами 66 для сбора или введения газа. Эти трубы могут быть ориентированы и сконструированы для любого оптимального режима потока, угла, длины, размера, объема, пересечения, сети, размеров стенок, сплавной конструкции, схемы перфорации, скорости введения и скорости выведения. В некоторых случаях трубы, в том числе используемые для теплопередачи, можно соединять, рециркулировать или снабжать теплом от источника 40 тепла. В качестве альтернативы или в сочетании регенерированные газы можно конденсировать с помощью холодильника 42. Тепло, регенерированное холодильником, можно необязательно использовать для дополнительного нагревания проницаемого пласта или для других технологических потребностей. Источник 40 тепла может извлекать или создавать тепло из любого пригодного источника тепла,включая, но не ограничиваясь этим, топливные элементы (например, твердые оксидные топливные элементы, топливные элементы с расплавленным карбонатным электролитом и т.п.), солнечные источники,ветровые источники, нагреватели на основе сгорания жидких или газообразных углеводородов, геотермальные источники тепла, атомные электростанции, угольные тепловые электростанции, радиочастотные источники тепла, волновые источники энергии, беспламенные камеры сгорания, распределенные камеры сгорания на природном топливе или любые их сочетания. В некоторых случаях можно использовать электрические резистивные нагреватели или другие нагреватели, хотя топливные элементы и нагреватели на основе сгорания являются особенно эффективными. В некоторых местностях геотермальная вода может циркулировать к поверхности и направляться в инфраструктуру в достаточных количествах для нагревания проницаемого пласта. В одном варианте осуществления нагревание проницаемого пласта 30 можно осуществлять конвективным нагреванием за счет сгорания углеводородов. Особый интерес представляет сгорание углеводородов, осуществляемое в условиях стехиометрического соотношения топлива и кислорода. Стехиометрические условия могут обеспечить значительное увеличение температуры сгорания газа. В стехиометрическом сгорании может использоваться, но обычно не требуется источник чистого кислорода, который могут обеспечить известные технологии, включая, но не ограничиваясь этим, концентраторы кислорода,мембраны, электролиз и т.п. В некоторых вариантах осуществления кислород можно получать из воздуха при стехиометрическом соотношении кислорода и водорода. Газообразные продукты сгорания можно направлять в сверхвысокотемпературный теплообменник, например керамический или другой пригодный материал, имеющий рабочую температуру выше приблизительно 2500F (1371C). Воздух, полученный из окружающей среды или рециркулирующий с других процессов, можно нагревать посредством сверхвысокотемпературного теплообменника и затем направлять в резервуар для нагревания проницаемого пласта. Газообразные продукты сгорания можно затем отделять без необходимости дальнейшего разделения, потому что эти газообразные продукты представляют собой, главным образом, диоксид углерода и воду. Жидкая или газообразная теплопередающая текучая среда может передавать тепло от источника 40 тепла через теплопровод 62 в проницаемый пласт 30 углеводородного материала 32. Жидкости или газы, выделенные из отсеков 20 или 22, можно хранить в установленном вблизи резервуаре 44 для хранения или в отсеках 20 или 22. Например, непроницаемый нижний слой 16 может включать наклонную область 24, которая направляет жидкости в сточную систему 26, откуда жидкости направляют в резервуар 44 для хранения через сливную трубу 64. Так как помещенный бутовый материал 32 заполняет область отсеков 20 или 22, проницаемый пласт 30 может также становиться верхней опорой для непроницаемого верхнего слоя 18, который может включать барьер для текучих сред и газов. Над верхним слоем 18 можно располагать слой 28 наполнителя, чтобы образовать покровный слой, который может создавать литостатическое давление на отсеки 20 или 22. Покрытие проницаемого пласта 30 уплотненным слоем 28 наполнителя, достаточное для создания повышенного литостатического давления в пределах проницаемого пласта 30, может быть полезно для дальнейшего повышения качества углеводородного продукта. Уплотненный слой 28 наполнителя может существенно покрывать проницаемый пласт 30, в то время как проницаемый пласт 30, в свою очередь, может существенно поддерживать уплотненный слой 28 наполнителя. Фиг. 2 представляет собой иллюстрацию проницаемого пласта 30 углеводородного материала 32,содержащегося в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре или резервуаре 10. Проницаемый пласт может существенно заполнять отсек или замкнутый объем 20, определяемый боковыми стенками 12, непроницаемым нижним слоем 16 и непроницаемым верхним слоем (не показан). Как отмечено выше, было обнаружено, что в процессе нагревания данный проницаемый пласт углеводородного материала может иметь значительное вертикальное оседающее движение и отстаивание по мере выделения углеводородов. Например, во время стадии заполнения и перед началом процесса нагревания замкнутый объем 20 может быть существенно заполнен углеводородным материалом 32 таким образом,что верхняя поверхность t0 проницаемого пласта 30 находится практически на уровне верха боковых стенок 12, чтобы максимально увеличить количество углеводородного материала, вовлеченного в периодический процесс. При передаче тепла проницаемому пласту могут создаваться градиенты температуры, причем центральные и верхние области становятся горячее, чем боковые и нижние края, прилегающие к не нагретым границам замкнутого объема 20. Углеводороды могут протекать легче из более горячих областей,приводя к первоначальному оседанию верхней поверхности, имея наиболее интенсивное движение в центральных областях, в положение t1. Период времени, необходимый для достижения положения t1,однако, может значительно изменяться в зависимости от состава и конфигурации углеводородного материала 32, размера проницаемого пласта 30, способа нагревания и скорости нагревания, обеспечиваемого теплопроводной системой, условий окружающей среды и изолирующих границ и т.д., и может изменяться от нескольких дней до нескольких месяцев. Было обнаружено, что углеводородные продукты могут начинать выделяться в существенной степени, когда углеводородный материал 32 достигает температуры около 600F (316C). Когда более высокие температуры распространяются к краям замкнутого объема 20, верхняя поверхность проницаемого пласта 30 может продолжать оседание через положения t2 и t3, следуя режиму, в котором центральные области могут все же испытывать в большей степени вертикальное движение, чем края. Однако непрерывное нагревание может в конечном итоге повысить температуру углеводородного материала 32 до критических уровней извлечения во всем проницаемом пласте, заставляя даже материал,примыкающий к границам резервуара 10, выделять углеводороды. На этом уровне внешние области могут также претерпевать значительное вертикальное оседание, пока верхняя поверхность не достигнет положения t4. Величина вертикального оседания, испытываемого проницаемым пластом 30, может значительно изменяться в зависимости от состава углеводородного материала 32 и его первоначальной конфигурации. Учитывая увеличение на фиг. 2 для эффекта иллюстрации, величина вертикального движения верхней поверхности может иногда составлять от 5 до 25% от первоначальной вертикальной высоты пласта, причем оседание от 12 до 16% является обычным для горючих сланцев. В одном примере горючих сланцев оседание около 30 дюймов (762 мм) было осуществлено в проницаемом пласте глубиной 16 футов (4,88 м). Как может оценить специалист в данной области техники, поддержание структурной целостности любых трубопроводов, погруженных в такой оседающий проницаемый пласт, и его соединение со стенками резервуара и/или источником тепла, расположенным снаружи сооруженной контролирующей проницаемость структуры, может быть проблематичным. Приведенное ниже описание является исключительно примерным по отношению к теплопроводам; однако будет понятно, что гофры можно также использовать для охлаждения трубопроводов, сборных трубопроводов и другие трубопроводов, проложенных в пределах проницаемого пласта. Различные конфигурации для теплопровода проиллюстрированы в общем виде на фиг. 3, где теплопровод погружен внутрь проницаемого пласта углеводородного материала (не показан), заключенного в замкнутом объеме 20, дополнительно ограниченном боковыми стенками 12, непроницаемым нижним слоем 16 и непроницаемым верхним слоем (не показан), при этом трубопровод может быть проложен в проницаемом пласте 30 одновременно с заполнением контролирующей инфраструктуры 10 углеводородным материалом 32. В варианте осуществления, например, теплопровод 70 может иметь конфигурацию однонаправленного трубопровода с открытыми отверстиями 78 для обеспечения теплопередающей текучей среде непосредственно поступать и конвективно смешиваться, нагревать и реагировать по всему проницаемому пласту. Открытая система может иметь впускной конец 72, проходящий за границы сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, который имеет рабочее соединение с источником тепла теплопередающей текучей среды (фиг. 1). Внутри контролирующей инфраструктуры 10 теплопровод 70 может иметь различные конфигурации нагревательной сети, включая основные линии 74 трубопровода и боковые ответвления 76. Как основные линии, так и ответвления могут иметь открытые отверстия 78, которые позволяют теплопередающей текучей среде проходить по направлению в проницаемом пласте. Эта конфигурация будет также хорошо работать для сборных трубопроводов, чтобы отводить жидкий углеводородный продукт из нижнего пространства проницаемого пласта. В качестве альтернативы теплопровод 80 может иметь конфигурацию в виде замкнутой петли, которая отделяет теплопередающую текучую среду от проницаемого пласта и устанавливает теплопередачу через стенки трубопровода с последующей конвекцией указанного тепла как основного механизма для нагревания проницаемого пласта. Замкнутая система может также иметь впускной конец 82, проходящий за границы сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры и имеющий рабочее соединение с источником тепла теплопередающей текучей среды. Однако, находясь внутри контролирующей инфраструктуры 10, теплопровод 80 может включать впускные линии 84 и обратные линии 86,которые соединены с одним или более замкнутых контуров и которые служат для разделения углеводородного материала и теплопередающей текучей среды и для направления всей теплопередающей текучей среды обратно из конечного пункта 88, который также проходит от боковой стенки 12 резервуара. Кроме того, фиг. 3 представляет необязательное металлическое сито 90 или аналогичную структуру, которое может быть расположено ниже части теплопровода для сохранения относительного положения теплопровода в пределах проницаемого пласта. Хотя было обнаружено, что проницаемый пласт углеводородного материала может испытывать значительное отстаивание, сосредоточенный вес теплопровода в сочетании со значительным потоком тепла в непосредственной близости от трубопровода может заставить трубу оседать или опускаться даже быстрее, чем проницаемый пласт в целом. В попытке частично уменьшить вредные и наносящие ущерб эффекты оседания металлическое сито 90 может служить для распределения веса теплопровода по более широкой части проницаемого пласта и для сохранения относительного положения теплопровода в пределах проницаемого пласта. Как будет обсуждаться ниже более подробно, вредные и наносящие ущерб эффекты оседания можно дополнительно уменьшить образованием стенок теплопроводов с периферическими гофрами 92 и 92',как проиллюстрировано на фиг. 4 и 4b, чтобы содействовать компенсации оседания и сгибания, создаваемого вертикальным движением. Преимущественно гофры 92 и 92' могут также минимизировать тепловое расширение по продольной оси трубопровода за счет конфигурации стенок теплопровода с дополнительным расширением или наклоном в радиальном, а не только в аксиальном направлении, когда температура стенок теплопровода повышается на несколько сот градусов за счет непосредственного контакта с нагретой теплопередающей текучей средой. В одном аспекте гофры 92 могут оброзовывать непрерывную повторяющуюся синусоидальную структуру показанных гладких кривых впадин 96 и пиков 98. В других аспектах гофры могут иметь разнообразные формы, в том числе плоские участки на вершине пиков и дне впадин или прямолинейные стенки для переходных поверхностей либо короткие участки гладких прямых труб между складками гофрировки и т.д. Кроме того, гофры 92 могут быть направлены перпендикулярно к продольной оси теплопровода (фиг. 4 а) или гофры 92' могут быть направлены по спирали под острым угломотносительно продольной оси (фиг. 4b). Амплитуда гофры (расстояние между 96 и 98) и ее период (расстояние между соседними пиками 98) можно предварительно конфигурировать, чтобы обеспечить оптимальную гибкость и долговечность во всем интервале температуры и оседания, которое испытывает теплопровод. Амплитуда и период гофр также создают значительное дополнительное преимущество, существенно увеличивая площадь поверхности, доступную для теплопередачи. Гофрированный теплопровод можно изготавливать из листового гофрированного металла, который был сложен, прокатан и затем сварен с продольным швом для получения участка полого трубопровода. Полые участки можно затем использовать в неизменном виде или сваривать впритык с другими участками, чтобы изготовить удлиненный теплопровод. В качестве альтернативы гофрированные металлические листы можно непрерывно сваривать по спирали вокруг и вдоль продольной оси трубы таким образом,что ни один шов в стенке трубопровода не будет постоянно параллельным или перпендикулярным к средней линии продольной оси трубопровода. Производство указанного гофрированного трубопровода можно необязательно осуществлять на месте с помощью портативного оборудования. Преимущества уменьшения теплового расширения гофрированного трубопровода проиллюстрированы более подробно на фиг. 5 а-5 с, где примерный участок 100 теплопровода погружен на глубину в пределах проницаемого пласта 30 углеводородного материала 32, который, в свою очередь, заключен в замкнутый объем 20 сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры 10. Участок трубопровода может включать впускное отверстие 110, которое выступает за пределы контролирующей инфраструктуры 10 и имеет рабочее соединение с источником тепла, который расположен за пределами контролирующей инфраструктуры. Данный теплопровод может быть окружен необязательным изолирующим барьером 112, когда он проходит через боковую стенку оболочки. Как показано на фиг. 5 а, участок 100 трубопровода можно погружать на глубину в пределах проницаемого пласта 30. Как в случае любого нагретого трубопровода или канала, когда увеличивается температура стенок трубопровода, общая длина участка будет пропорционально увеличиваться, если трубопровод имеет свободу движения или расширяется на одном или обоих концах. Движение происходит в ответ на внутренние напряжения, вызванные расширением материала трубопровода. Степень расширения, разумеется, зависит от коэффициентов теплового расширения данного материала (например, линейного и объемного коэффициентов расширения). Однако добываемый углеводородный материал 32, образующий проницаемый пласт 30, может иметь раздробленную дисперсную форму, которая способна "захватывать" стенки теплопровода и препятствовать любому движению, особенно если проницаемый пласт находится над трубопроводом и давит своим весом по всей длине погруженной структуры, что является достаточным для ограничения любого снимающего напряжение движения трубопровода. Данный эффект может увеличиваться при увеличении длины трубопровода. Кроме того, углеводородный материал 32,расположенный перед головкой, изгибом или свободным концом 114 участка трубопровода, может также своим действием гасить любое снимающее напряжение движение вперед, в результате чего он может приводить к деформации или разрушению головки, изгиба или свободного конца. Соответственно боковые стенки и соединения участка 100 теплопровода могут подвергаться вредному и разрушительному воздействию напряжений во время операций нагревания, которые могут привести к выпучиванию и разрушению теплопровода, если останутся без внимания. Для преодоления указанных проблем участок 100 трубопровода можно изготовлять с периодическими периферийными гофрами 102 стенок трубопровода, состоящими из чередующихся впадин 106 и пиков 108, которые конфигурированы с амплитудой 104 в ненагреваемом окружении. Как отмечено выше, при помещении в нагреваемое окружение длина гофрированного трубопровода будет стремиться к увеличению в продольном или аксиальном направлении в результате линейного теплового расширения. Однако если участок трубопровода является фиксированным по всей своей длине и данное увеличение блокировано или ограничено, гофры 102 могут позволить продольному расширению, по меньшей мере,частично изменить свое направление и нейтрализоваться на индивидуальных складках гофрировки и/или увеличить сгибание на пиках 108 и впадинах 106. Вместо большого увеличения общей длины участка трубопровода может происходить относительно небольшое увеличение амплитуды 104' каждой складки гофрировки (данное увеличение амплитуды крупно представлено на фиг. 5 с), что может сопровождаться соответствующим уменьшением радиуса кривизны (или увеличением деформации) на каждом изгибе. Таким образом, гофрированный трубопровод может иметь конфигурацию, устраняющую или уменьшающую линейное тепловое расширение, или, по меньшей мере, сокращающую аксиальные напряжения сжатия, связанные с ограниченным линейным тепловым расширением, допуская вместо этого тепловое расширение и/или увеличение деформации на каждой складке гофрировки. Гофрировка может быть дополнительно полезной вследствие поглощения провисания и сгибания,вызванного оседанием проницаемого пласта. Как показано на фиг. 6 а, 6b, оседание проницаемого пласта 30 может заставлять участок 120 теплопровода вытягиваться или сгибаться вниз по направлению к центру замкнутого объема 20 в тот момент, когда трубопровод стремиться к сохранению соединения с фиксированным впускным отверстием 130. Это относительное боковое смещение между двумя участками одной и той же трубы может приводить к значительным поперечным напряжениям сдвига и, если останется без внимания, может вызывать прорыв или разрушение стенки теплопровода. Как описано выше, участок 120 теплопровода может быть изготовлен с периодическими периферийными гофрами 122 стенок трубопровода. Гофры могут включать в себя чередующиеся впадины 126 и пики 128, которые имеют конфигурацию с постоянным периодом или промежутком 124 между соседними пиками, когда участок трубопровода расположен в своей первоначальной прямолинейной и неискаженной ориентации. Как можно видеть на фиг. 6b, гофры 122 могут уменьшать вызываемые оседанием эффекты, испытываемые изогнутым или оседающим (например, искривленным) трубопроводом, за счет обеспечения того, что нормальный промежуток между соседними пиками сжимается до меньшего промежутка 124' на внутреннем крае искривленного трубопровода и расширяется до большего промежутка 124 на внешнем крае искривленного трубопровода. Когда гофры имеют конфигурацию с достаточной амплитудой между впадинами и пиками, изменение промежутка может поглощаться незначительным увеличением напряжения сжатия стенки трубопровода, расположенной на внутреннем крае, и незначительным увеличением напряжения растяжения стенки трубопровода, расположенной на внешнем крае. Так как ни один уровень данных напряжений не является достаточным для достижения предела прочности материала стенок теплопровода, возможно исключение или уменьшение разрыва или разрушения теплопровода. Описанное выше изменение вариантов осуществления теплопровода проиллюстрировано на фиг. 7 а-7 с, где конфигурация гофрированного теплопровода 140 дополнительно включает короткий вертикальный участок 144 гофрированного трубопровода, непосредственно прилегающий к фиксированному впускному отверстию 150 и герметичной стенке. Аналогично гофрам 142 участка 140 трубопровода гофры 152 данного участка также включают в себя чередующиеся впадины 156 и пики 158 с постоянным периодом или промежутком 154 между соседними пиками. Гофры 152 вертикального участка 144 теплопровода могут совпадать или не совпадать с гофрами 142 горизонтально ориентированного участка 140 трубопровода. При исходном положении в проницаемом пласте вертикальный участок 144 может иметь исходную длину и горизонтальный участок 140 может быть неискаженным. Но когда углеводородный материал 32,заполняющий замкнутый объем 20, начинает нагреваться, выделять углеводороды и претерпевать оседание, центральный промежуток длинного горизонтального участка 140' может начать отклоняться и сгибаться в ответ на вертикальное движение в центре проницаемого пласта 30 (см. фиг. 2). Оседание будет продолжать развиваться наружу по направлению к герметичным стенкам сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры 10 до тех пор, пока, наконец, часть проницаемого пласта, которая окружает вертикальный участок 144 трубопровода, также испытывает движение вниз. В этот момент времени промежуток 154 между гофрами 152 может растягиваться до нового промежутка 154' за счет увеличения радиуса кривизны (например, уменьшения сгибания) на впадинах 156 и пиках 158 каждого гофра вместо того, чтобы позволять вертикальному участку расширяться вниз и следовать движению проницаемого пласта, без испытания значительного увеличения напряжения в стенках теплопровода. На фиг. 8 представлена блок-схема, которая иллюстрирует способ 200 поддержания структурной целостности теплопровода, используемого для нагревания проницаемого пласта углеводородного материала, содержащегося в пределах сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры. Данныйспособ включает стадию 202 изготовления теплопровода с гофрированными стенками, предназначенного для транспорта теплопередающей текучей среды. Стадию 207 погружения теплопровода можно осуществлять на глубину в проницаемый пласт углеводородного материала, содержащегося в сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуре, причем теплопровод имеет впускное отверстие,которое выходит за границы контролирующей инфраструктуры. Данный способ также содержит стадию 206 рабочего соединения впускного отверстия теплопровода с источником теплопередающей текучей среды. Данный способ дополнительно содержит стадию 208 пропускания теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла проницаемому пласту, при этом конфигурация гофрированных стенок теплопровода предназначена для расширения и уменьшения напряжения, вызванного ограниченным тепловым расширением вдоль продольной оси и предназначена для соответствующего сгибания и уменьшения напряжения, вызванного оседанием проницаемого пласта. Таким образом, гофрированный теплопровод (в том числе примерные варианты осуществления,представленные на фиг. 5 а, 6 а и 7 а) может существенно уменьшать разрушительные эффекты ограниченного продольного теплового расширения самого теплопровода при увеличении его температуры на несколько сот градусов, а также значительных боковых смещений, производимых на теплопровод последующим оседанием проницаемого пласта. Таким образом, теплопровод может функционировать таким образом, чтобы поддерживать свою структурную целостность и продолжать транспорт теплопередающей текучей среды по всему проницаемому пласту во время процесса нагревания. Приведенное выше подробное описание представляет настоящее изобретение со ссылкой на конкретные примерные варианты осуществления. Однако следует понимать, что различные модификации и изменения можно осуществить без выхода за пределы объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Подробное описание и сопровождающие его чертежи следует рассматривать исключительно как иллюстративные, а не ограничительные, и все указанные модификации или изменения, если они существуют, предназначены для включения в объем настоящего изобретения,который описан и определен в настоящем документе. Более конкретно, хотя иллюстративные примерные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в настоящем документе, настоящее изобретение не ограничено указанными вариантами осуществления, но включает любые и все варианты осуществления, имеющие модификации, исключения, сочетания (например, аспектов в рамках различных вариантов осуществления), приспособления и/или изменения, которые будут понятны специалистами в данной области техники на основании приведенного выше подробного описания. Ограничения в формуле изобретения следует истолковывать в широком смысле на основании терминологии, используемой в формуле изобретения, и отсутствует ограничение примерами, представленными в приведенном выше подробном описании, или в процессе ведения дела по данной заявке, причем указанные примеры следует рассматривать в качестве неисключительных. Любые стадии, перечисленные в каком-либо способе или формуле изобретения на способ, могут осуществляться в любом порядке и не ограничиваются порядком, представленным в формуле изобретения. Соответственно объем настоящего изобретения следует определять исключительно по прилагаемым пунктам формулы изобретения и их юридическим эквивалентам, а не по описаниям и примерам, приведенным выше. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ добычи углеводородов, содержащий следующие стадии: изготовление теплопровода с гофрированными стенками, предназначенного для транспорта теплопередающей текучей среды; погружение теплопровода на глубину в проницаемый пласт углеводородного материала, подвергаемого значительному оседанию, причем проницаемый пласт заключен в сооруженную контролирующую проницаемость инфраструктуру, имеющую боковые стенки, непроницаемый верхний слой и непроницаемый нижний слой, причем теплопровод имеет впускной конец, выходящий за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры; соединение впускного конца теплопровода с источником теплопередающей текучей среды; пропускание теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла проницаемому пласту, причем гофрированные стенки предназначены для уменьшения напряжений, вызванных ограниченным тепловым расширением теплопровода вдоль продольной оси теплопровода и соответственного сгибания и уменьшения напряжений, вызванных оседанием проницаемого пласта. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию структуры поперечных гофр гофрированных стенок перпендикулярно продольной оси теплопровода. 3. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию структуры поперечных гофр гофрированных стенок под острым углом относительно продольной оси теплопровода. 4. Способ по п.1, дополнительно содержащий погружение теплопровода в проницаемый пласт одновременно с заполнением контролирующей инфраструктуры углеводородным материалом. 5. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию по меньшей мере части теплопровода, по существу, горизонтально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания поперек продольной оси теплопровода. 6. Способ по п.1, дополнительно содержащий ориентацию по меньшей мере части теплопровода, по существу, вертикально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания вдоль продольной оси теплопровода. 7. Способ по п.1, дополнительно содержащий образование отверстий в гофрированных стенках части теплопровода для перемещения теплопередающей текучей среды в проницаемый пласт. 8. Способ по п.1, дополнительно содержащий расположение теплопровода в замкнутом контуре,имеющем концевую точку, выходящую за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, для отделения теплопередающей текучей среды от проницаемого пласта. 9. Способ по п.1, дополнительно содержащий выбор теплопередающей текучей среды из группы,состоящей из нагретого выхлопного газа, нагретого воздуха, пара, углеводородных паров и нагретой жидкости. 10. Способ по п.1, дополнительно содержащий нагревание теплопередающей текучей среды до температуры 200-1000F (94-538C). 11. Способ по п.1, дополнительно содержащий размещение металлической сетчатой структуры под часть теплопровода, погруженного в проницаемый пласт, для поддержания относительного положения теплопровода в проницаемом пласте. 12. Система добычи углеводородов, содержащая сооруженную контролирующую проницаемость инфраструктуру, имеющую боковые стенки, непроницаемый верхний слой и непроницаемый нижний слой; проницаемый пласт углеводородного материала, подвергаемый значительному оседанию, содержащийся в указанной инфраструктуре; теплопровод, погруженный на глубину в проницаемый пласт и имеющий гофрированные стенки,предназначенный для транспорта теплопередающей текучей среды, и по меньшей мере один впускной конец, выходящий за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой контролирующей инфраструктуры и источник теплопередающей текучей среды, имеющий соединение по меньшей мере с одним впускным концом,при этом пропускание теплопередающей текучей среды через теплопровод для передачи тепла проницаемому пласту обеспечивает аксиальное сжатие гофрированных стенок по меньшей мере одной части погруженного теплопровода под действием теплового расширения и соответствующее сгибание гофрированных стенок по меньшей мере одной другой части погруженного теплопровода в ответ на оседание проницаемого пласта. 13. Система по п.12, в которой структура поперечных гофр гофрированных стенок ориентирована перпендикулярно продольной оси теплопровода. 14. Система по п.12, в которой структура поперечных гофр гофрированных стенок ориентирована под острым углом относительно продольной оси теплопровода. 15. Система по п.12, в которой по меньшей мере часть теплопровода ориентирована, по существу,горизонтально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания поперек продольной оси теплопровода. 16. Система по п.12, в которой по меньшей мере часть теплопровода ориентирована, по существу,вертикально в проницаемом пласте для компенсации эффектов оседания вдоль продольной оси теплопровода. 17. Система по п.12, дополнительно содержащая по меньшей мере часть теплопровода, имеющую отверстия, образованные в гофрированных стенках для перемещения теплопередающей текучей среды в проницаемый пласт. 18. Система по п.12, дополнительно содержащая теплопровод, образующий замкнутый контур,имеющий концевую точку, выходящую за боковую стенку, непроницаемый верхний слой или непроницаемый нижний слой сооруженной контролирующей проницаемость инфраструктуры, для отделения теплопередающей текучей среды от проницаемого пласта. 19. Система по п.12, в которой теплопередающая текучая среда выбрана из группы, состоящей из нагретого выхлопного газа, нагретого воздуха, пара, углеводородных паров и нагретой жидкости. 20. Система по п.12, в которой теплопередающая текучая среда нагрета до температуры 200-900F(94-482C). 21. Система по п.12, дополнительно содержащая металлическую сетчатую структуру, расположенную под частью теплопровода, погруженного в проницаемый пласт, для поддержания относительного положения теплопровода в проницаемом пласте.
МПК / Метки
МПК: C10G 1/04, E21B 43/00, C10G 9/00
Метки: оседания, гофрированный, теплопровод, способ, использования, расширения, теплового, уменьшения
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/15-21004-gofrirovannyjj-teploprovod-i-sposob-ego-ispolzovaniya-dlya-umensheniya-teplovogo-rasshireniya-i-osedaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гофрированный теплопровод и способ его использования для уменьшения теплового расширения и оседания</a>
Предыдущий патент: Соединительное устройство и способ изготовления абсорбирующего изделия
Следующий патент: Система отделения катализатора
Случайный патент: Способ конверсии углеводородов и устройство для его осуществления