[发明专利]铰接的导管联动系统

说明书

相关申请

本申请要求2009年2月12日提交的美国临时申请No.61/152180的权益，其标题为“Articulated Conduit Linkage System”，该申请全文包括在此以供参考。

技术领域

背景技术

尽管价格增加以及其他经济和地理政治因素，全球和国内对化石燃料的需求仍持续增加。随着这种需求持续增加，发现额外经济可行的化石燃料源的研究和调查也相应增加。历史上，人们认识到大量能量存储在例如油页岩、煤和沥青砂沉积物中。然而，这些源在经济竞争性恢复方面仍存在困难的挑战。加拿大沥青砂表明，虽然许多挑战仍然存在，包括环境影响、产品质量、生产成本和工艺时间以及其他方面，但是这样的努力是富有成果的。

根据估计源，世界范围的油页岩储藏估量在二到几乎七万亿桶油之间。无论如何，这些储藏表示巨大的储量并还剩余相当的未开发资源。许多公司和研究人员持续研究并测试从这类储藏回收油的方法。在油页岩工业中，提取方法包括爆炸形成的地下碎石竖筒(rubble chimney)、原位方法(如原位转换工艺(ICP)方法(Shell Oil))以及钢制蒸馏器内加热。其他方法包括原位射频方法(微波)和“修改的”原位工艺，其中地下开采、爆破和干馏(retorting)被结合来使碎石离开岩层(formation)，从而允许更好的热传递和产品移除(product removal)。

典型的油页岩处理中，所有方面均由于经济和环境因素而折衷。当前的处理不能独自满足经济、环境和技术挑战。而且，全球变暖的问题引起额外措施解决二氧化碳(CO₂)排放，这与这样的处理关联。需要实现环境管理工作(environmental stewardship)且提供高容量成本有效的油生产的方法。

出现了地下原位概念，其基于其生产高容量同时避免开采成本的能力。虽然可以实现由于避免开采而带来的成本节省，但原位方法要求长时间加热底层，这是由于固体油页岩极低的热导率和高比热导致的。对于任意原位处理，可能最主要的挑战是不确定性和长期潜在的可能发生在地下淡水含水层的水污染。在Shell的ICP方法中，“冻壁(freeze wall)”用作保持含水层和地下处理区之间分离的屏障。虽然这是可能的，但没有长期分析证明该方法在延长的期限上保证防止污染。在没有保证并且如果修复较少冻壁将失效的情况下，期望其他方法来解决这样的环境风险。

因为该原因和其他原因，需要一种方法和系统，其可以提供改进的从合适的含烃物质回收烃，其具有可接受的经济性并避免上述缺点。

发明内容

本发明公开和描述的是铰接的导管联动系统，其用于维持流体源和掩埋在含烃物质的下沉可渗透体中的可位移导管之间的流体连接。该系统包括流体源，其通过源出口供应工作流体且位于结构化可渗透性控制设施边界外部。该系统还包括可位移导管，其通过导管进口接收工作流体且被掩埋在含烃物质的下沉可渗透体内一深度，该下沉可渗透体包含在控制设施内。联动系统进一步包括多个铰接导管段，该导管段包括：外部导管段，其通过第一单轴旋转接头(swivel joint)可操作地耦合到源出口；内部导管段，其通过第二单轴旋转接头可操作地耦合到导管进口；和至少一个中部导管段，其通过至少一个单轴旋转接头分别可操作连接外部段和内部段，从而建立在流体源和可位移导管之间的工作流体连接。在可渗透体下沉引起源出口导管进口之间的、垂直于出口和进口的纵轴的相对位移时，多个铰接的导管段经配置使得外部导管段和内部导管段以相反方向旋转，从而延伸导管联动系统同时保持源出口和导管进口之间的工作流体连接。